их типов из-за большого веса и необходимости установки их на распорных колонках или других устройствах и больших затрат времени на их настройку перед бурением не нашли широкого применения в калийных рудниках.

Рассмотренные выше средства механизации бурения шпуров позволя­ ли вести выемку калийных руд буровзрывным способом с использованием так называемой мелкошпуровой отбойки в один или два слоя, которая ха­ рактеризуется значительной многостадийностью, весьма тяжелыми усло­ виями труда бурильщиков, особенно при бурении по второму (верхнему) слою пласта, а также повышенному выходу негабаритов и т. д.

Для устранения отмеченных недостатков в начале 60-х гг. была пред­ ложена новая, так называемая веерная отбойка пласта «Красный-Н», ко­ торая потребовала бурения скважин малого диаметра глубиной до 18 м, что, естественно, не могло быть обеспечено ручными и колонковыми свер­ лами. Поэтому для решения этой задачи начались поисково-конструктор­ ские работы по разработке специальной буровой каретки.

5.5. Буровые каретки для бурения веерных шпуров

Конструкция первого экспериментального образца буровой каретки для веерного бурения типа СБК была предложена сотрудниками БНИЛ ВНИИГа и Первого Березниковского калийного комбината, а позднее над созданием более совершенных конструкций буровых кареток начал рабо­ тать институт Пермгипрогормаш. За период 1960—1969 гг. институтом были созданы и испытаны буровые каретки К Б С -1, КБС -3, БК-2 и их мо­ дификации (табл. 5.5). Эти каретки в отличие от кареток типа СБК обору­ дованы более совершенными длинноходовыми бурильными машинами (ДБМ) оригинальных конструкций с раздельными приводами для враще­ ния и подачи бурового инструмента. С целью регулирования силовых и ско­ ростных параметров в качестве приводов на каретках были использованы гидроприводы. За счет этого предполагалось увеличить производитель­ ность машин.

Т а б л и ц а 5 . 5

Технические характеристики буровых кареток для веерного бурения

О к о н ч а н и е т а б л . 5 . 5

Все эти типы кареток предназначались для бурения шпуров диаметром 42 мм на глубину до 18 м. Выдача буровой мелочи при бурении предусмат­ ривалась с помощью витой буровой штанги.

5.5.1. Буровые каретки типа СБК

Буровые каретки типа СБК (рис. 5.8) состоят из самоходной тележ ­ ки /, манипулятора 2 и модернизированного колонкового электросверла 3.

Ходовая часть представляет собой четырехколесную неуправляемую тележку со всеми ведущими колесами и состоит из сварной рамы, двух бо­

Для центрирования шпинделя сверла предусмотрены подвижная опора и направляющая рамка. На конце рамки установлен направляющий люнет для центрирования штанги и облегчения процесса забуривания.

После предварительных испытаний двух экспериментальных образцов кареток их конструкция по предложению БНИЛ ВНИИГ была усовершен­ ствована, после чего Пермским заводом горно-шахтного машиностроения в начале 70-х гг. была изготовлена опытная партия кареток.

Эксплуатация этих кареток на руднике Первого Березниковского ка­ лийного рудоуправления показала, что за счет их применения удалось су­ щественно снизить тяжесть труда при бурении глубоких шпуров и обеспе­ чить производительность до 180 м шпуров в смену. Было также отмечено, что колонковые электросверла, работающие при повышенных оборотах шпинделя, имеют малую эксплуатационную надежность, часто выходят из строя из-за поломок вновь изготавливаемых шестерен, подшипников скольжения и электродвигателей. Анализ затрат времени при бурении по­ казал, что значительная часть времени расходуется на наращивание буро­ вого става и для сокращения его желательно было бы иметь сверло с воз­ можно большей величиной полезного хода подачи.

В качестве бурового става для бурения длинных шпуров применялись составные штанги из витой стали длиной 1,1 м с крючковым соединением. Все элементы бурового става и буровые коронки изготовлялись в условиях подземных механических мастерских.

Сравнительно небольшая длина буровых штанг приводила к большим затратам времени на операции по наращиванию и разборка става, что сни­ жало общую производительность бурения. Для исключения этого необхо­ димо было изыскивать конструкции новых буровых машин с возможностью увеличения длины наращиваемых штанг.

5.5.2. Буровая каретка КБС-1

Буровая каретка КБС-1 (рис. 5.9) разработана в институте Пермгипрогормаш в 1960 г. с целью устранения недостатков СБК.

Буровая каретка состоит из длинноходовой бурильной машины (ДБМ ) /, манипулятора 2, ходовой части 3, пульта управления Д БМ 4 и пульта управления ходовой частью 5.

К началу проектирования каретки перспективность применения ДБМ была достаточно доказана [74]. Однако опыта эксплуатации ДБМ вращ а­ тельного действия при бурении глубоких шпуров в калийной промышлен­ ности еще не было. В процессе конструктивного поиска для каретки были созданы два варианта ДБМ , конструктивно отличающиеся один от другого приводами податчиков.

Кинематическая схема первого варианта Д БМ показана на рис. 5.10. При включении гидродвигателя / привода вращателя вращение буровой штанге передается через зубчатый редуктор 2, промежуточный трансмис­ сионный вал 3, подвижный редуктор 4 и шпиндель 5, в котором закрепля­ ется буровая штангу 6 с резцом 7 Трансмиссионный вал 3 проходит через

Рис. 5.9. Буровая каретка КБС-1: / — ДБМ; 2 — манипулятор; <3 ходовая часть;

4 — пульт управления ДБМ; 5 — пульт управления ходовой частью

редуктор 4 и передает вращение зубчатому колесу посредством шлицевого соединения. При включении гидродвигателя подачи 8 вращение передается через зубчатый редуктор 9 к винтовой паре 10—11 и обеспечивает поступа­ тельное движение зубчатого редуктора 4 по направляющей раме / 2. Изме­ нение направления движения редуктора 4 осуществляется реверсом двига­ теля 8. Направляющая рама 12 бурильной машины выполнена в виде тру­ бы с продольным пазом для размещения редуктора 4. Для улучшения направленности движения редуктора и предотвращения смещений его от­ носительно направляющей трубы предусмотрены ролики 13. Для автома­ тического выключения подачи в крайних положениях и изменения полезно­ го хода подачи на раме бурильной машины установлены опоры 14 и 15, свя­ занные тягой 16 с золотником 7 управления гидродвигателем подачи 8. Схема ДБМ была защищена АС [74].

Таким образом, в конструкции Д БМ удалось обеспечить независимую работу приводов вращения и подачи бурового инструмента и некоторую автоматизацию в ее управлении.

Применение схемы с промежуточным трансмиссионным валом 3 опре­ делялось стремлением исключить подвижные шланги для подвода рабочей

иобеспечивающий поворот ДБМ вокруг продольной оси штрека, и винто­ вой механизм для изменения угла наклона Д БМ относительно продольной оси штрека.

Ходовая часть для передвижения каретки по горным выработкам пред­ ставляет собой пневмоколесное шасси с двумя ведущими и двумя управ­ ляемыми колесами. Она состоит из рамы, ведущего и управляемого мос­ тов, жестко закрепленных на раме, пульта управления, насосной установки

иэлектрооборудования. На раме ходовой части установлены ролики для направления каретки относительно стенок выработки при передвижениях

ираспорные гидроцилиндры, фиксирующие ее при бурении.

На каретке (см. рис. 5.9) установлено два пульта: пульт 4 для управле­ ния ДБМ и пульт 5 для управления ходовой частью. Пульт управления бу­ рильной машиной расположен около колонны манипулятора, а пульт управления ходовой частью — около рулевой колонки.

Для питания гидросистемы рабочей жидкостью на ходовой части уста­ новлена насосная станция. Электрооборудование каретки выполнено во взрывобезопасном исполнении.

В процессе испытаний каретки на руднике Первого Березниковского калийного комбината было выявлено, что гидравлические приводы каретки обеспечивают выполнение основных операций по бурению (вращение и подача бурового става) и вспомогательных операций (передвижение ка­ ретки, работа распорных устройств). Было установлено, что при увеличе­ нии скорости вращения штанги с 830 до 1200 об/мин скорость подачи так­ же увеличивается от 2 до 3,5 м/мин. Максимальная сменная производи­ тельность каретки достигала 275 м при средней скорости бурения 2,21 м/мин. Эти показатели оказались на 25 % выше по сравнению с ка­ реткой типа СБК, применяемой на руднике ранее.