книги из ГПНТБ / Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

работах получили трехшарошечные долота диаметром от 145 до 320 мм. На рис. 34 показаны трехшарошечпые долота.

Шарошечное долото с помощью соединительной конической зам­ ковой резьбы соединяется с бурильной штангой. Для осуществления процесса бурения долоту через штангу сообщают вращательное дви­ жение и необходимое прижатие к забою (осевое усилие).

Эффективность шарошечного бурения зависит от конструкции долота, частоты вращения и усилия прижатия его к забою, расхода и характеристик промывочного агента, а также свойств горных пород.

Скорость бурения при постоянной величине осевого усилия с уве­ личением частоты вращения долота растет, причем в начальном диапазоне до 30—50 об/мин по степенной зависимости с показателем, большим единицы, а затем практически линейно. После достижения некоторой достаточно высокой частоты вращения прирост скорости замедляется.

Используемые на практике режимы бурения не выходят обычно за пределы линейной части указанной характеристики, так как с увеличением частоты вращения резко усиливаются вибрации, воз­ никающие при взаимодействии долота с забоем, что исключает воз­ можность нормальной эксплуатации бурового оборудования при повышенной частоте вращения. Оптимальная частота вращения для различных условий составляет от 50 до 200 об/мин.

При постоянной частоте вращения долота скорость бурения за­ висит от величины осевого усилия, увеличиваясь с его возрастанием. Оптимальное осевое усилие зависит от типа и размеров долота, а также от свойств горных пород. Соответствующие средние данные для долот с твердосплавными сферическими штырями приведены в табл. 20.

Для эффективного разрушения породы в процессе бурения забой

91

Станки шарошечного бурения для открытых горных работ имеют гусеничный, реже колесный ход (зарубежные) и электрический или дизельный привод. Выпускаемые в настоящее время станки позволяют бурить как вертикальные, так п наклонные (до 60°) к горизонту скважины на глубину до 45 м.

По своим характеристикам они подразделяются следующим образом:

по массе — от 20 до 120 т;

по конструкции бурового става — с неразборным ставом и со ставом, состоящим из отдельных соединенных резьбой и последо­ вательно наращиваемых штанг;

по расположению мачты на стапке — с консольной мачтой и с мачтой по центру станка;

92

Станок 2СБ1И-200Н предназначен для бурения вертикальных скважин диаметром 214 и 243 мм на глубину до 32 м. Он имеет массу 50 т и развпвает плавнорегулируемое давление на забой до 25 тс. Платформа станка, на которой монтируются основные его узлы, установлена на гусеничном ходу с индивидуальным электрическим приводом на каждую гусеницу. Буровой став расположен внутри мачты станка, которая находится в передней части платформы. Передача движения ставу производится с помощью гидропатропа. При этом вращение его осуществляется электродвигателем постоян­ ного тока (с бесступенчатым регулированием оборотов). Осевое усплпе создается двумя напорными гпдроцилиндрами. На мачте имеется кассета с комплектом буровых штанг, сборка и разборка которых производится гпдроключом.

Для спуско-подъемных операций станок снабжен лебедкой. Снизу платформы имеется три гидродомкрата для установки станка в горпзонтальное положение перед бурением.

Подача сжатого воздуха в скважину осуществляется винтовым компрессором производительностью 25 м?/мин. Для улавливания образующейся пыли применена циклонная установка с фильтрами п отсасывающим вентилятором. Управление станком осуществляется с пульта, установленного в кабине машиниста.

Основными отличительными особенностями станка СБШ-250МН являются расположение вращательно-подающего механизма над верхним торцом бурового става, использование для продувки сква­ жины воздушно-водяной смеси п соответственно системы мокрого пылеподавлення, осуществление подачи буровой штанги и спуско­ подъемных операций общим механизмом, состоящим из двух гидроцплнндров и канатно-полиспастной системы.

Применение шарошечных станков позволило существенно повы­ сить показатели буровых станков на открытых разработках. В на­ стоящее время ими бурят более 70% общего объема взрывных скважин.

На предприятиях горной промышленности зарубежных стран для бурения взрывных скважин также применяют главным образом шарошечные буровые станкп с диаметром долота до 311 мм. В по­ следние годы на ряде угольных карьеров появились станки, позво­ ляющие бурить скважины диаметром до 400 мм.

Шарошечные станки выпускают фирмы «Ингерсол-Ренд», «Бю- сайрус-Ири», «Джой», «Рейхдрилл» (США), «Вирт» (ФРГ) и др. Станки в основном имеют гусеничный ход и лишь отдельные моди­ фикации — колесный.

На зарубежных станках применяют низкую частоту вращения

менены вращательные механизмы торцового и шпиндельного типа в сочетании с цепной и канатной подачей.

Осевая нагрузка создается гидроцилиндрами посредством ка­ натно-реечной, цепной или канатно-полиспастной передач. Буровой

94

Т а б л и ц а 23

теристик долота и распределения воздушных потоков относительно шарошек в процессе бурения.

Результаты исследований, выполненных различными органи­ зациями, показывают возможность повышения технико-экономиче­ ских показателей за счет применения оптимальных режимов шаро­ шечного бурения, повышенной частоты вращения долота, величины осевого давления на забой и расхода нагнетаемого в скважину про­ мывочного агента, а также надежных средств гашения вибраций, возникающих в буровом ставе при работе на оптимальных режимах, в особенности при бурении крепких горных пород.

Необходимо также дальнейшее совершенствование шарошечных буровых станков путем улучшения их параметров, увеличения диа­

вления и создания нормальных условий труда для обслужива­ ющего персонала и т. д.

§ 27. Режимы шарошечного бурения

Режим работы шарошечного долота определяется усилием при­ жатия его к забою и частотой вращения. Теоретически оптимальные величины этих основных параметров зависят от различных факто­ ров, важнейшими из которых являются свойства буримых пород и конструкция долота.

Режим шарошечного бурения определяется осевым давлением, оказываемым буровым станком на забой, частотой вращения долота