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

применять резцы БИ-741 (рис. 25, и) с нулевым, а при бурении креп­ ких и абразивных пород — с отрицательным передним углом за­ точки типа БИ-742П. Резцы типа РУ предназначены для бурения углей и мягких пород; резцы типа РП, РКС и Д-2С для пород средней крепости и малоабразивных (табл. 15).

§ 21. Инструмент для машин вращательно-ударного бурения

Инструмент для вращательно-ударного бурения (рис. 26) состоит из съемного хвостовика 1 с гнездом под конусную головку, штанги 2, круглого сечения п съемной коронки 3.

У V \ -----

Рис. 26. Инструмент для бурения шпуров машинами враща­

тельно-ударного действия

Буровая штанга для машин вращательно-ударного действия представляет собой стальной стержень длиной 3 м, диаметром 32 мм с центральным 9-миллпметровым каналом для воды. Буровая ко­ ронка специальной формы армирована двумя пластинками твердого сплава ВК-15, ВК-8В.

§22. Установочно-подающие приспособления

нустройства для бурильных машпн

Установочно-подающие приспособления предназначены для за­ крепления бурильной машины и поддержания нормального режима бурения в процессе работы. Они служат также средствами защиты бурильщика от вредного действия вибрации при работе машин.

По назначению и конструкции установочно-подающие приспо­ собления различают: раздвижные поддержки, пневматические под­ держки, распорные колонки, манипуляторы, буровые каретки.

В качестве приспособлений для борьбы с вибрацией, возникающей при работе ручных бурильных машин ударно-поворотного действия,

из двух трубок 1, скрепленных пальцем 2 и болтом рукоятки 3. По трубкам снаружи свободно перемещается направляющий кронштейн 4 с двумя отверстиями под стяжные болты. В трубах помещены пру­ жины 5 и 6, между которыми размещены ползуны 7tс соединительной

80

осью 8, перемещающиеся в пазах относительно рамы каретки. При бурении усилие подачи передается перфоратору через пружины 6. Пружины 5 поглощают вибрацию работающего перфоратора. Ка­ ретка КВ-1у соединяется с пневмоподдержкой при помощи вилки

иустанавливается на ручных бурильных молотках ПР-18, ПР-24Л

иПР-ЗОЛ.

Вконструкции каретки КВС предусмотрены две рукоятки —

верхняя служит для удержания перфоратора при бурении корот­ ких нисходящих шпуров, нижняя — глубоких шпуров, когда бур имеет значительную длину. Принципиальное устройство каретки КВС аналогично устройству каретки КВ-1у.

Пневмоподдержки предназначены для установки ручных буриль­ ных машин при бурении горизонтальных и наклонных шпуров.

Сравнительно небольшая масса, простота конструкции и эксплуа­ тации обеспечили широкое применение пневмоподдержек при про­ ведении выработок различного сечения.

При подаче сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра (рис. 28) пневмоподдержки поршень со штоком, шарнирно соединенным с кор­ пусом перфоратора, создает усилие Р г, направленное по оси штока. При правильно отрегулированном давлении сжатого воздуха уси­ лие SG и усилие' Р г складываются по правилу параллелограмма и их равнодействующая Q является осевым усилием, направленным по оси шпура.

Регулирование давления сжатого воздуха в обоих полостях пневмоцплиндра осуществляется при помощи специального регу­

при бурении восстающих и отрицательный — при бурении нисхо­ дящих шпуров) градус.

Диаметр цилиндра пневмоподдержки следует выбирать из усло­ вия обеспечения оптимального осевого усилия QonT работающего перфоратора горизонтального шпура нижнего ряда на высоте заложе-

82

пия шпура h выработки, когда цилиндр пневмоподдержки накло­

На осевое усилие нажатия, а следовательно, и на скорость буре­ ния оказывает влияние также установочный угол а и угол наклона шпура у. Изменяя углы а и у, можно при любой высоте заложения шпура получить близкое к оптимальному осевое усилие и соответ­ ствующую ему скорость бурения.

Для достижения режима, при котором средняя скорость бурения составляет не менее 85% максимальной, рекомендуется так уста­ навливать пневмоподдержку, чтобы оптимальное осевое усилие QonT было приложено к перфоратору тогда, когда будет использо­ вано 0,9—1,0 длины хода пневмоподдержки. В этом случае будет сохраняться равенство

где aK— конечный установочный угол наклона пневмоподдержки. Определив Qonx по формуле (VII.3) и задавшись различными зна­

чениями а,, можно найти соответствующий угол у.

Начальный установочный угол осн н глубину бурения I до пере­ становки пневмоподдержкн рекомендуется определять пз соотно­ шения

sin (a K — у) — siu(a„ — у) — sin(a„ — ак) '

Прп заданных высотах заложения шпура h, его направлении у и подсчитанном по формулам угле осн длину буровой штанги можноопределить по формуле

7 h — I о sin «н

Для определения длины шпура (штанги), выбуриваемого перфо­ ратором ПР-24Л, установленном на пневмоподдержке П-18ЛА, по-

30 ,0 Ю О W ZO 30 ЧО 50 60 градус

Р ис. 31. Номограмма для определения длины шпура

при работе перфоратором ПР-24Л, установленным на ппевмоподдержке П-18ЛА

строена номограмма (рис. 31). По такой номограмме можно опре­ делить также углы а„ н у прп заданных длине буровой штанги 1Ш и высоте заложения шпура /г. Номограммой следует пользоваться следующим образом. Находят точку пересечения ординаты, соответ­ ствующей заданному значению длины штанги, с кривой постоянного значения высоты заложения шпура. Через данную точку проводят горизонталь до пересечения с прямыми у, а„ в точках, которые н определят необходимые установочные углы наклона пневмоподдержки, соответствующие оптимальному режиму бурения. Но­ мограммой удобно также пользоваться при определении по заданной высоте заложения шпура h и углу его наклона у длины буровой штанги 1Ш и начального установочного угла а н.

В табл. 16 приведены технические характеристики пневмопод­ держек, широко применяющихся в настоящее время и намеченных к замене образцами П-8 и П-13 (ГОСТ 10919—64).

84

Т а б л и ц а lft

* Легкие сплавы.

Винтовые распорные колонки (табл. 17) предназначены дляустановки колонковых бурильных машин. Перед бурением винто­ вые колонки распираются в забое между кровлей и почвой выработки или между ее боковыми стенками. Винтовая распорная колонка ВК-50 состоит из трубы, верхний конец которой имеет опорную головку, а снизу — гайку с вращающимся винтом. На трубе с по­ мощью хомута крепится кронштейн, на котором устанавливаютподатчик с колонковой бурильной машиной.

Распорные колонки КЭБ-2 и КЭБ-5 предназначены для установки и крепления колонковых электросверл. Они состоят из нижней и верхней П-образных трубчатых рам, телескопически входящих одна в другую и закрепляющихся на желаемой высоте штырями. Опорная пята нижней рамы, гайка и распорный винт обеспечивают жесткое крепление колонки в забое выработки.

Цапфы устанавливаемого электросверла вводятся в гнезда ниж­ них серег, затем опускаются верхние серьги и крепятся с нижними

при помощи гайки.

Манипуляторы предназначены для крепления податчиков к ко­ лонковым пневмо- и электрическими бурильным машинами. Мани—

85»

пуляторы выпускают съемными и несъемными, которые крепятся на рамах породопогрузочных машин и электровозов. Несъемный манипулятор МН-2 (рис. 32) имеет стрелу 1 из двух частей; один конец стрелы шарнирно соединен с вертикальной колонкой 2, а сво­ бодный — имеет вертлюг 3 для фиксирования электросверла. Пере­ мещение стрелы в вертикальной плоскости осуществляется самотормозящпм винтом 6 при помощи взрывобезопасного электро­ двигателя 4 через редуктор 5, укрепленный на кронштейне верти­ кальной колонки. Манипулятор жестко крепится к боковой стенке

погрузочной машины и не снимается на время уборки породы, так как его стрела имеет возможность переламываться в горизонтальной плоскости. Конструкция манипулятора позволяет воспринимать усилие подачи до 1500 кгс при максимальном угле поворота стрелы.

Съемные манипуляторы МБИ-5у, МБМ-2 устанавливают на под­ держивающих приспособлениях только на время бурения. Характе­ ристики применяемых манипуляторов приведены в табл. 18.

Т а б л и ц а 18

Манипулятор

Показатели

МБЭ МБМ-1 МБМ-2 МБМ-П МБИ-5у МН-2

86

Податчики предназначены для механического перемещения бу­ рильной машины в процессе бурения шпура. Податчики подразде­ ляют на винтовые ротационные (ПВ), цепные (ПЦ) и поршневые (ПП).

Характеристики податчиков приведены в табл. 19.

§ 23. Оборудование для восстановления бурового инструмента

Инструмент для бурильных машин восстанавливают в буроза­ правочных мастерских, которые, как правило, создаются при меха­ нических мастерских шахт, откуда коронки и буры доставляют на участки работ.

В центральных механических мастерских устанавливают нагре­ вательные и нефтяные печи, бурозаправочные и заточные станки, которые оснащают контрольно-измерительной аппаратурой, а также закалочные ванны.

Н а г р е в а т е л ь н ы е п е ч и предназначены для нагрева буровых штанг различного профиля перед механической обработкой и закалкой. Нефтяная печь имеет форму короба, сделанного из угло­ вого и листового железа, который болтами крепится на станине. Печь отапливается нефтью, поступающей под небольшим давлением пз бачка по трубке в форсунку, где она распыляется сжатым возду­ хом и сжигается в пламенной камере. Подача нефти регулируется игольчатым клапаном форсунки. Сжатый воздух подается к фор­ сунке предварительно подогретым. Для регулирования пламени или для его прекращения предусмотрены вентили на трубопроводе подачи нефти и подачи воздуха. Расход мазута зависит от внутрен­ него объема печи и температуры нагрева.

Б у р о з а п р а в о ч н ы е с т а н к и предназначены для изго­ товления и заправки головок и хвостовиков буров.

Бурозаправочный станок БЗС-1 (рис. 33) состоит из нижней 1 и верхней 2 станины, вертикального молота, горизонтального ко­ вочного молота 3, молотка-пробойника воздухораспределительного устройства и системы управления. Нижняя станина служит осно­ ванием станка — наковальней при работе вертикального молота.

87

хвостовиков буров, буровых штанг ы пик отбойных молотков выпол­ няют на шлифовальных станках с пневмоприводом ПТШ-1.

В последние годы разработаны конструкции полуавтоматизированиых станков (B3-130 и B3-131) для заточки долотчатых коро­ нок диаметром 28—60 мм карборундовыми кругами, обеспечива­ ющими восстановление инструмента при высоком качестве обра­ ботки рабочих поверхностей твердосплавных пластинок.

Г л а в а VII

СПОСОБЫ И СРЕДСТВА БУРЕНИЯ СКВАЖИН

В настоящее время в горной промышленности применяются не­ сколько способов бурения. Основными из них являются ударный, вращательный, вращательно-ударный, ударно-вращательный.

Шарошечное бурение по данной классификации относится к ударному способу при применении долот чистого качения. Если долота работают со скольжением, в процессе которого зубцы наряду с внедрением в породу (под действием осевого усилия) также и сре­ зают ее в тангенциальном направлении, то такой способ бурения является-вращательно-ударным.

На некоторых карьерах, главным образом в Криворожском гор­ норудном бассейне, применяют также термическое бурение.

§ 24. Шарошечное бурение скважин

Разрушение породы и формирование скважины при шарошечном бурении основано на последовательном образовании по всей по­ верхности забоя лунок сколов в результате динамического внедре­ ния зубьев долота в породу и непрерывного удаления образующихся продуктов разрушения с помощью нагнетаемого в скважину промы­ вочного агента (буровой раствор, сжатый воздух, воздушно-водяная смесь).

В горной промышленности при шарошечном бурении в качестве промывочного агента применяют обычно сжатый воздух и воздушноводяную смесь.

Породоразрушающим инструментом при шарошечном бурении является шарошечное долото. Долото состоит из корпуса и соединен­ ных с ним наклонных цапф, на которых посредством подшипников (качения или скольжения) установлены шарошки. Корпус долота обычно выполняют сварным из отдельных лап, предварительно собранных с шарошкой и цапфой.

Шарошки представляют собой тела качения (конической, сфери­ ческой формы), имеющие на наружной поверхности зубья, произво­ дящие разрушение породы в процессе перекатывания по забою.

89