1. Класифікація способів буріння шпурів та бурильних машин

Для буріння шпурів використовується різноманітне обладнання, яке має різний принцип дії, але при всіх способах при бурінні виконуються наступні основні операції: підготовка і встановлення бурильної машини для початку робіт, буріння, нарощування бурового ставу для досягнення необхідної глибини буріння та його розбирання після закінчення робіт, заміна зношеного бурового інструменту та пересування машини на нову точку буріння.

Бурильні машини (БМ) призначені для створення в гірничих породах шпурів і свердловин різного призначення: для розміщення вибухових речовин, розвідочних, дегазаційних та ін.

Буравлення шпурів при проведенні виробок по міцних породах - одна із самих трудомістких операцій, на яку приходиться 25-40 % загальних трудовьіх витрат і до 60 % вартості прохідницьких робіт.

Бурильні машини класифікуються у відповідності з наступними ознаками.

• По призначенню - для буравлення шпурів (циліндричних порожнин діаметром до 75 мм і глибиною до 5 м), свердловин , чи - шпурів і свердловин.

• По роду споживаної енергії:

- на електричні, пневматичні, гідравлічні й комбіновані.

• По способу руйнування вугіль і гірничих порід:

- механічним, фізичним і комбінованим способами.

Найбільше поширення одержали бурильні машини, що руйнують породу механічним способом.

• По способу механічного буравлення:

- обертального, ударно-поворотного, обертально-ударного й ударно-обертального буравлення.

• По проектно-конструкторських розв'язках:

- перфоратори, свердла, бурильні голівки, погружні ударники, бурильні установки й бурові верстати.

2. Характеристика обертального способу буріння шпурів

При обертальнім буравленні порода руйнується під дією осьового навантаження Р_с і обертаючого моменту М_кр, що прикладаються до інструмента, виконаного у вигляді різців або шарошок. При використанні різців осьове навантаження повинно перевищувати опір породи впровадженню ріжучих лез, а обертаючий момент - опір відколу ділянок породи, що прилягають до передніх поверхонь різця. У результаті безперервного обертання із частотою п_об, об/хв, під дією моменту й поступального переміщення під впливом осьового навантаження зі швидкістю буравлення v_п, м/хв, усі крапки породоруйнуючого інструменту в просторі рухаються по гвинтовій траєкторії. При цьому кожне перо різця знімає стружку. Зруйнована порода видаляється механічним способом за допомогою витих штанг, промивкою вибою водою або продуванням повітрям.

Рис. Схема руйнування породи

при обертальному бурінні

Рис. Буровий інструмент

З енергетичної точки зору обертальне буравлення є досить досконалим процесом, але тільки при буравленні м'яких і середньої міцності неабразивних порід. При буравленні цим способом абразивньїх порід середньої міцності й міцних внаслідок недостатньої величини осьових зусиль об’ємне руйнування породи не забезпечується. Що обумовлює руйнування породи лише в поверхневому шарі, швидке зношування й затуплення інструмента.

Переваги способу - безперервність процесу буравлення й, отже, висока продуктивність.