Повышение эффективности бурения шпуров при проведении горизонтальны

I . ПОВЫШЕНИЕ ПРОДЗВОДИТЕШССТИ БУРЕНИЯ

Инструмента для бурения шнуров

Скорость бурения шпуров во многом зависит от правильного вы­ бора инструмента# материала бура, формы его головки, технологии изготовления. Материалы и конструкция инструмента долины COOTBJT- отаовать условиям бурения и способствовать повышение производи­ тельности.

С изменением тш а машин меняется рациональная конструкция ин­ струмента* Примером тому являются изменения, происшедшие в послед­ ние годы в ассортименте буровой стали. Тело бура до последнего времени изготовлялось из углеродистой стали. Из этой же стали из­ готовлялось до применения твердых сплавов и лезвие коронки. Дости» гаемая в этом случае твердость лезвия при небольшой длине бура и

углеродистой стали продолжали изготовлять тело бура, хотя условия бурения изменялись: возросла мощность.машин и, как рледстаие-сила удара поршня, увеличилась длина бура, повысилось давление сжатого воздуха - все э?о при использовании хрупкой углеродистой стали приводило к частой поломке буров и к снижению производительности бурильщика. Поэтому вместо необходимой твердости сталь по своим качествам должна была противостоять значительным изгибающим уси­ лиям, быть упругой и в то же время жесткой, хорошо работать» ца усталость.

В Советском Союзе взамен углеродистой стали предложены марки 35С2, 9 5 Ш , I8XFT, ЗОХГХ. Критерием для выбора стали являлиоь показатели усталостной прочности, а также х.рошей обрабатываемос­ ти и необходимой пластичности. 'Сталь 5502, например .обладает вдвое

более высоким пределом выносливости, в несколько раз более высо­

Несмотря на более высокую стоимость (примерно на 30# по сравнению со сталью 7-7) новой марки стали внедрение ее позволяет получить значительную экономию.

Замена буровой углеродистой стали сталью, подобной рессориопрухинной марки 55С2, позволяет повысить производительность труда рабочего и снизить стоимость бурения шпуров даже относительно не­

вращательно-ударными машинами применяются коронки бура различной конструкции» а-а

мягкой породе применяются реэдо типа РУ-4, при бурении по пороДО* типа РП (рис.1,2, табл.1).

Для оснащения буровых резцов используется металлокерамический твердый сплав ВК-8 пли ВК4В (резец РУ4М)

Для бурения колонковыми сверлами с осевыми усилиями на инст­

дительность бурения уменьшается за счет застревания бура в шпуре.

Этого недостатка лишены резьбовые соединения штанги с корон­ кой бура. За рубежом получили распространение штанги с канатной резьбой, «вкатанной по всей длине штанги. При износе резьбы под

коронкой эта часть штанги отрезается и штанга продолжает служить дальше.

Рис. 7. Коронки для бурения скважин: диаметром 1 6 5 ^ (а) и 400 мм (б>

Конструктивные особенности коронки и производительность бу­ рения, В различных породах и условиях бурения на производитель­ ность бурения влияют следующие конструктивные особенности коронок: диаметр коронки, число лезвий, их взаимное.расположение! относи­ тельная толщина лезвий, число и расположение на коронке отверстий для промывки шпуров водой, износоустойчивость коронки,

G увеличением диаметра коронки скорость бурения уменьшаемся обычно в квадратичной зависимости.

Скорость бурения изменяется также в зависимости от количест­ ва лезвий коронки. Сравнивать можно .естественно, коронки одинако­ вой конструкции. Скорость бурения уменьшается не пропорционально увеличению числа лезвий. Так, при сравнении долотчатой и кресто­ вой коронки отмечается уменьшение скорости бурения крестовой ко­ ронкой по сравнению с долотчатой на 20**30$.

Однако при удачной конструкции многолезвийной коронки ско­ рость бурения может не уменьшаться. Например, при сравнении долот­ чатой коронки с трехперой на первый взгляд должна быть аналогия с вышеуказанными соотношениями, в которых для трехперой коронки доляно соответствовать число, среднее между долотчатой и крестовой ко­ ронкой, но трехперая коронка при бурении лучше центрируется в шпу­ ре, а длина лезвия у нее относительно меньше за счет центрального отверстия. Поэтому в некоторых случаях трехперая коронка может обеспечить большую производительность, чем долотчатая со сплойным лезвием.

На* про; подительность бурения оказывает влияние относительная толщина лезвия, т .е . отношение толщины перьев к диаметру коронки. При увеличении этого отношения увеличивается площадь поперечного сечения шпура за счет перехода от трехугольной формы к круглой, улучшаются условия работы коронки; при шпуре круглой формы устра­ няются динамические удары коронки о стенки шпура и, как следствие, увеличиваются износоустойчивость коронки и скорость бурения. Прак­ тически относительная толщина перьев должна находиться в пределах 1,5^2.

Взаимное расположение лезвий коронки также влияет на произво­ дительность бурения. Одним из путей дальнейшего усовершенствования коронки является создание коронок крупного скола.

Предложено значительное количество коронок, работающих по этому принципу. Среди них коронки с несимметричным расположением лезвий (рис.8). Подобные коронки обеспечивают не только повышение скорости бурения, но и снижение пылеобразования за счет уменьше­ ния в буровой муке частиц мелких фракций.

Производительность бурильщика и скорость бурения в значитель­ ной степ е » зависит от затупления коронки и величины ее пробега. Износ коронки зависит от крепости породы, давления сжатого возду­ ха, формы коронки, глубины бурения и тесно связан с диаметром ко­ ронки. Э.О^Ыиндели установлено, что пробег коронки обратно пропор­ ционален кубу ее диаметра. Производительность бурильщика наиболь­

Рис. 8. Коронка с несимметричным расположением лезвий

Для бурения шпуров диаметром 65-85 мм рационально применять коронки с опережающим лезвием (за исключением бурения в очень креп­ ких породах).

ки типа ВД£ а при бурении в крепких породах колонковыми перфорато­ рами ш крестовые коронкитипа КК.

При бурении глубоких ннурав и шпуров увеличенного диаметра ос­ новными типами долин£Гявлиться хорошей с опережающим лезвием.

Бурение с промывкой шпуров водой

Бурение с водой - одна из основных мер борьбы с рудничной пылью и одновременно существенный резерв повышения производительности тру­ да бурильщика.

При перфораторном бурении применяется два способа-подачи воды в шпур: через бурильную машину (осевая промывка) и через муфту, на­ детую на штангу бура (боковая прош вка).

Оба опособа при правильном их осуществлении обеспечивают эф­ фективное осаждение пыли при бурении. Однако при боковой прошвке за счет трения обтюратора муфты о бур производительность бурения снижается, особенно при бурении в крепких породах. Поэтому бурение с боковой промывкой применяется чаще в относительно некрепких поро дах. 6 крепких породах предпочтение отдают-осевому способу подачи воды, который при достаточно высокой культуре бурения обеспечива­ ет повышение производительности труда бурильщика до 20% по сравне­ нию с бурением с продувкой шпуров сжатым воздухом. Однако при нерегламентированном процессе бурения вода может попадать в перфо­ ратор и вымывать смазку из машины, что отрицательно сказывается на скорости бурения. Поэтому бурение с промывкой шпуров водой должно производиться в строгом соответствии с инструкциями.

Большое практическое значение для борьбы с пЫлью имеет внедре­ ние перфораторов с пылеотсосом*

При использовании электросверл применение воды имеет И& мень­ шее значение для подавления пыли, чем при перфораторном бурении. (too необходимо как средство подавления пыли, как мера улучшения ус­ ловий труда проходчика.

Давление сжатого воздуха у забоя и скорость бурения

Повышение давления сжатого воздуха у забоя в определенных пре­ делах является мощным резервом увеличения скорости и производитель­

ности бурения шпуров. Конструкция перфораторов рассчитана на бурение при давлении сжатого воздуха не ниже 4,5-5*7777 .

лием подачи, меньшим оптималь­ ного, то повышение давления сжатого воздуха может не привести к увеличению сжорооти бурения,

О.Э.Миндели на основании исследований лаборатории буровзрыв­ ных работ Инотитута горного, дела им.А.А.Скочинского и данных дру­ гих авторов делает вывод о том, что для ручных перфораторов кре­

мость между скоростью бурения и давлением сжатого воздуха. По этим