книги из ГПНТБ / Эстеров, Я. Х. Буровзрывные работы на транспортном строительстве учебник
.pdf
|
|
IX групп в карьерных условиях. |
||
|
|
В отличие от буровых машин |
||
|
|
буровые станки получают энер |
||
|
|
гию от внешних источников: |
||
|
|
Электроэнергия, поступающая к |
||
|
|
станку по кабелю, преобразует |
||
|
|
ся в электродвигателях в кине |
||
|
|
тическую и через гидравличе |
||
|
|
скую |
и пневматическую |
систе |
|
|
мы передается рабочему органу, |
||
|
|
а от него шарошечному инстру |
||
|
|
менту — вращение и подача бу |
||
|
|
рового става на забой скважины. |
||
|
|
При |
этом шарошечное |
долото |
|
|
разрушает породу, а сжатый воз |
||
Рис. 8. Буровая |
машина БТС-2 |
дух, поступающий через буро |
||
вой став и долото, очищает за |
||||
дукты разрушения |
и одновременно |
бой, удаляет из скважины про- |
||
охлаждает долото. Общая уста |
||||
новленная мощность двигателей станка составляет 300 кВт.
Станок имеет следующие основные узлы и устройства (рис. 9). гусеничный ход 1, рабочий орган 4 с инструментом, электрическую, гидравлическую и пневматическую системы, систему о пылеулавли вания, кабину 5 управления и машинное 2 и компрессорное 3 от деления.
В качестве ходовой части станка использованы две гусеничные те лежки экскаватора Э-1003. Каждая из них имеет независимый привод от электродвигателя через редуктор и цепную передачу. Все оборудова ние станка монтируется на платформе.
Рабочий орган станка, кроме вращения и подачи бурового ин струмента на забой при бурении, используется для сборки и разборки бурового става.
Основные узлы рабочего органа смонтированы на мачте, состоя щей из двух частей — основания 7 и верха 8, соединенных между собой шарнирно.
Зажим буровой штанги осуществляется при помощи гидропатрона с кулачками.
Электродвигатель постоянного-тока позволяет плавно регулировать скорость вращения шпинделя в пределах от 15 до 316 об/мин.
Напорные гидроцилиндры служат для подачи бурового става на забой. Максимальное осевое, давление составляет 22 тс.
Для размещения штанг служит кассета, прикрепленная к мачте. Поворот кассеты при сборке и разборке бурового става производят при помощи специального гидроцилиндра.
Сжатый воздух подают в буровой |
став и к шарошечному долоту |
|
через вертлюг, используемый также при подъеме бурового става. |
||
Для подъема бурового става при |
его |
разборке служит лебедка |
с полиспастом. Став удерживается |
на |
весу электротормозом со |
шкивом. |
|
|
30
Аппаратура |
отопления — калориферная установка, трубчатый |
металлический |
масляный нагреватель, воздушные нагреватели — |
предназначена |
для обогрева кабины машиниста, нагревания масла |
в гидросистеме станка и компрессорах при запуске их в зимнее время. При помощи главного электропривода выполняются три этапа ос новного технологического процесса работы станка: сборка или нара щивание бурового става, бурение, разборка бурового става после
окончания бурения скважины.
После пробуривания -скважины на 1 м гидропатрон достигает крайнего нижнего положения своего рабочего хода и нажимает на ко нечный выключатель, вследствие чего происходит перехват штанги для очередного цикла бурения. При этом выпоняются следующие автома тические операции: разжатие патрона, перемещение его вверх и на жатие на верхний конечный выключатель, при срабатывании которого патрон вновь зажимает штангу. Это вызывает включение в работу дви гателя вращения бурового става и механизма подачи патрона вниз до нажима на конечный выключатель. Затем цикл повторяется. Изменяя наблюдаемую по приборам величину осевого давления и скорость вра щения бурового става, добиваются получения наибольшей скорости бурения, контролируемой по прибору.
Буровой станок 2СБШ-200Н относится к классу полуавтомати ческих. Все основные процессы работы на станке механизированы.
Инструментом для шарошечного бурения скважин с применением описанных машин и машин БТС-75 и БТСМ служат трехшарошечные долота, штанги и переходники. ;
Т р е х ш а р о ш е ч н ы е д о л о т а (рис. 10) состоят из трех лап 1, сваренных между собой и образующих корпус 2, трех цапф 3
Рис. 10. Трехшарошечные
. долота:
а —■штыревое; |
6 —■зубчатое; |
е — схема |
устройства |
32
4
Рис 11. Резцовое долото для вращательного |
бурения (к машинам БТС-150 |
й БТС-2): |
|
1 — пластинки твердого сплава; 2 — корпус; |
3 — хвостовик; 4 — лезвие |
(по числу лап, запрессованных в них), трех конических шарошек 4, |
|
посаженных на |
цапфы и вращающихся на опорных подшипниках |
5 — шариковых |
и роликовых или на опорах скольжения. |
В рабочей поверхности шарошки выфрезерованы зубцы(см. рис. 10, б) или запрессованы цилиндрические штыри (см. рис. 10, а) из твердого сплава с полусферическим окончанием, в зависимости от чего долота называют зубчатыми или штыревыми.
На верхней части корпуса 2 долота нарезана стандартная кони ческая резьба, при помощи которой долото соединяется с буровой штангой.
В центральной части корпуса долота по его оси расположено ци линдрическое отверстие для пропуска к шарошкам и забою скважины сжатого воздуха, воды или воздушно водяной смеси.
При бурении машинами БТС-150 и БТС-2 применяют преимущественно до лота диаметром 145 мм; для станков 2СБШ-200Н и 2СБШ-200 — долота диа метром 190 и 214 мм; для машин БТС-75 и БТСМ — долота диаметром 76, 93 и 112 мм.
Долота обозначают марками 76С, 93С, 93Т, 112Т, 112К, 145К или 1450К, 190ОК, 2140КЦифры марки указыва ют размер стандартного диаметра доло та в мм, буквы — характеристику по род по крепости, для которых предназ начаются долота (С — слабые, Т — твер дые, К — крепкие, ОК — особо креп кие).
Качество шарошечных долот при по лучении их с завода проверяют по сво бодному (без люфта) вращению на цап фе, наличию выступа шарошек за кор пус долота («завеса») для предохранения его от истирания и по отсутствию тре щин.
2 Зак. 849 |
33 |
Рис. 13. Буро вой став для шарошечных машин карьер
ного типа
В наиболее совершенных долотах большого диа метра ( 214 мм) цапфы имеют отверстия для про пуска воздушно-масляной смеси для очистки, смазки и дополнительного охлаждения трущихся' частей, что существенно увеличивает срок службы долот. В настоящее время осваивается выпуск долот диамет
ром 145—160 мм такой же конструкции,, как |
указано |
|||
выше. |
|
|
|
|
Для бурения скважин в нескальньтх сезонно- и веч |
||||
номерзлых грунтах с применением |
машин БТС-150 и |
|||
БТС-2 применяют д о л о т а р е з ц о в о г о |
т и п а . |
|||
Примером такого долота |
является |
резцовое двухпе |
||
рое |
долото диаметром |
150 мм, |
приведенное на |
|
рис. |
11. |
|
|
|
Штанги гладкостенные для машин БТС-150 и БТС-2 (рис. 12, а) для шарошечного бурения со стоят из корпуса 3, выполненного из стальной цель нотянутой трубы, соединенного с ниппелем 1 с кони ческой резьбой и выточками 2 для ключа, и втулки 4 с внутренней конической резьбой под долото или на ращиваемую штангу.
Для шарошечных долот диаметром менее 145 мм или более 161 мм применяют штанги других диамет ров (см. табл. 5).
Б у р о |
в о й с т а в |
для шарошечных станков |
2СБШ-200 |
составляется |
из долота 1 (рис. 13), конце- |
'вой штанги (забурника) и основных штанг. Забурник выполнен из трубы 3 с приваренными с обеих сторон ниппелями 2 (нижним) и 4 (верхним). Основные штан- . ги состоят из трубы 6, штуцера 5 и ниппеля 4, при варенных к трубе с разных концов. Соединение штанг между собой и с долотом выполнено на конической замковой резьбе.
Штанги для станков 2СБШ-200Н имеют длину 8 м и наружный диаметр 180 мм. Это позволяет бурить
скважины долотами диаметром 190, 214, |
243 |
мм |
и |
более. |
|
|
|
Ш т а н г и ш н е к о в о г о т и п а |
(рис. |
12, |
б) |
выполняют путем наварки на стальную |
трубу спи |
||
ральной полосы. |
|
|
|
Муфта вращателя машины БТС-150 имеет стан дартную резьбу под штангу диаметром 114 мм. При необходимости применения штанг другого диаметра используют короткие переходники, составленные из стандартного ниппеля и втулки, сваренных между собой, с конической резьбой для долота и штанги со ответствующего диаметра.
34
§9. БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ И СРЕДСТВА ДЛЯ ПНЕВМОУДАРНОГО БУРЕНИЯ
Буровая установка 1СБУ-125 предназначена для бурения взрыв ных скважин пневмоударниками диаметром 105 и 125 мм преимущест венно в каменных карьерах (в условиях ровного рельефа) в породах
VI — X групп1.
Бурение скважин можно вести вертикально и с большим углом отклонения от вертикали. На равнинной местности эта установка мо жет быть рационально использована для бурения крепких пород в до рожном строительстве.
Конструкция установки рассчитана на механизацию вспомогатель ных операций при бурении скважин (наращивание и разработка штанг, подача их к рабочему органу).
Установка работает по следующей схеме: электроэнергия и сжатый воздух, поступающие от внешних источников, приводят в движение электродвигатель с редуктором и пневмодвигатель, которые передают вращательное и поступательное движение рабочему органу с пневмо ударником и коронкой. Поступающий через пневмосистему в ударник сжатый воздух передает энергию поршню и долоту (буровой коронке), которое разрушает породу. Буровой шлам выносится из скважины отработанным сжатым воздухом.
Установка 1СБУ-125 (рис. 14) состоит из гусеничного хода 1, рабочего органа на раме 7 с рабочим инструментом, системы подачи бурового става, пылеулавливающего устройства, пневматической и гид
равлической систем и электро |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
оборудования. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рабочий орган установки со |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
стоит из |
вращателя 6 и гидро |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
цилиндров захвата 3, укреплен |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ных на направляющих стрелах, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Вращатель |
|
включает |
трехско |
|
|
|
|
|
|
|
||||
ростной |
электродвигатель с пла |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
нетарным |
редуктором, |
который |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
'обеспечивает вращение бурового- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
става вместе с п невмоударником |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
и долотом. |
Для |
размещения |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
восьми |
штанг и |
подачи очеред |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ной из них к вращателю служит |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
кассета 8, |
|
смонтированная |
на |
|
|
|
|
|
|
|
||||
осевом стержне. |
|
стрелах |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
На |
направляющих |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
имеется указатель угла накло |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
на и трубки, на которые установ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
лено пылеотводящее устройство. |
Рис. 14. |
Буровая |
установка 1СБУ-125: |
|||||||||||
1 На открытых разработках в |
||||||||||||||
/ — гусеничный ход; |
2 — домкраты; |
3 — гидро- |
||||||||||||
транспортном |
строительстве более |
захват; |
4 — пылесборник; |
5 — пульт |
управле |
|||||||||
крепкие |
породы |
практически |
не |
ния; 6 — вращатель; |
7 — буровая рама; |
8 — |
||||||||
кассета |
со |
штангами; |
9 —1пылеотвод; |
№ — |
||||||||||
встречаются. |
|
|
|
|
шкаф |
с |
пусковым |
электрооборудованием |
||||||
2* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
Подача бурового става осуществляется при помощи пневмодвигателя через червячный редуктор и систему валов, осей и звездочек, шестерен и тяговых цепей. Редуктор предотвращает самопроизвольное перемещение вращателя вниз по направляющим стрелам.
Пылеулавливающее устройство (4 и 9) состоит из брезентового кол пака с пружинным каркасом, прижимающимся к почве, — пылеулови теля для очистки отработанного воздуха от пыли и пылеотвода.
Пневматическая система обеспечивает поступление сжатого возду ха от компрессора в пневмодвигатель и пневмоударник.
Гидросистема установки предназначена для управления цилинд рами домкратов и кассеты и гусеничным ходом.
Электрооборудование установки обеспечивает привод гусеничного хода, пылеулавливающей установки, вращателя и масляного насоса, а также подогрев воздуха в зимнее время в кабине машиниста и осве щение рабочей площадки и кабины.
Для возможности управления электродвигателем вращателя не из кабины в конструкции установки предусмотрен дублирующий_пульт с аварийной кнопкой для остановки работы.
Для выравнивания установки служат гидродомкраты. Конструкция установки позволяет изменять в процессе ее работы
скорость вращения ударника, осевое давление, количество подавае мого воздуха и вести работу при рациональных для данной породы режимах бурения.
Буровая установка СБМК-5 предназначена в основном для работы в каменных карьерах. Однако небольшие габариты и масса, а также маневренность дают возможность использовать ее в условиях более сложного рельефа по сравнению с установкой 1СБУ-125.
Схема действия установки проста: получаемая от внешних источ ников электроэнергия преобразуется в вертикальном электродвигателе в энергию вращательного движения, которое через редуктор передает ся на шпиндель вращателя, а сжатый воздух, поступая в пневмоцилинд ры механизма подачи рабочего органа, приводит последний в посту-
Рис. 15. Буровая установка СБМК-5:
/ — гусеничный |
ход; 2 — вращатель; 3 — пылесборник; |
4 — пневмоударник; |
5 — |
штанга; 6 — |
пневмоподатчик; |
7 — пневмопульт; 8 — гидропульт; 9 — распределительный |
шкаф |
с пусковым |
|
электрооборудованием; 10 — направляющие трубки |
буровой рамы; // — буровая рама |
|||
36
пательное движение. Рабочий инструмент—пневмоударник с коронкой, прикрепленный к вращателю на штанге, подается при этом с вращением и осевым усилием на забой скважины. Одновременно сжатый воздух поступает и в ударник, коронка которого совершает работу разрушения породы в забое скважины.
Буровая установка СБМК-5 имеет следующие основные узлы (рис. 15): ходовую часть, рабочий орган, гидросистему и пульты управления. Рабочий орган, пульты управления, гидравлическая и
электрическая |
части смонтированы на раме. |
использован модерни |
В качестве |
рабочего органа в установке |
зированный станок БМК-4М, на буровой раме которого установлены пневмоподатчик и вращатель, состоящий из электродвигателя и редук тора со шпинделем. В нижнюю часть вращателя вмонтировано устрой ство с патрубком для подвода сжатого воздуха в буровой став.
Технические характеристики буровых установок 1СБУ-125, СБМК-5 и станка «Урал-64« приведены ниже.
|
|
|
|
|
|
1СБУ-125 |
СБМК-5 |
«Урал-64» |
|
Диаметр долота (скважин) |
105 и 125 |
105 |
155 |
||||||
Глубина бурения, м . . . |
22 |
30 |
19,5 |
||||||
Направление бурения (угол от |
|
0—30 |
|||||||
вертикали), |
град . . . . . |
0; 14—105 0—75 и 0—30 |
|||||||
Потребляемая |
мощность |
(при |
25 |
3 и 10 |
170 |
||||
напряжении 380 В), кВт |
|||||||||
Габариты, |
мм: |
|
|
|
2400 |
1850 |
4070 |
||
ширина ...................... |
|
|
|
||||||
высота в рабочем |
положе |
2300 . |
23920 |
||||||
|
нии |
...................... |
|
... |
|
5700 |
|||
высота в транспортном по |
2200 |
1600 |
4670 |
||||||
|
ложении |
................... |
положе |
||||||
длина |
в рабочем |
4000 |
3100 |
7 980 |
|||||
|
нии |
.......................... |
|
|
по |
||||
длина в транспортном |
5300 |
3100 |
15 370 |
||||||
|
ложении |
т.................... . . . . |
|
||||||
Масса станка, |
|
4,6 |
3,3 |
29 |
|||||
Система подачи штанг . . |
управляемая прерывная |
автомати- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
пневмати- |
с ручным ческая пнев- |
||
|
|
|
|
|
|
ческая |
управлением моцилинд- |
||
Максимальное |
осевое |
усилие, |
цепная |
|
рами |
||||
0-1300 |
0—700 |
2400 |
|||||||
кгс |
. . -.................................. |
|
|
|
|||||
Ход подачи (непрерывный), мм |
2600 |
1000 |
600 |
||||||
Скорость |
вращения |
бурового |
27; 40; 80 |
41—45 |
24; 48 |
||||
става, о б /м и н ....................... |
компрес |
||||||||
Производительность |
|
|
|
||||||
соров, обеспечивающих рабо |
10 |
10 |
2-7,2=14,4 |
||||||
ту станка, м3/мин . . . . . |
|||||||||
Рабочее |
давление |
воздуха, |
5—6 |
5 |
5—6 |
||||
кгс/см2 |
.................................. |
|
|
|
|||||
Скорость передвижения, км/ч |
0,9 |
0,9 |
0,8 |
||||||
Максимальный преодолеваемый |
25 |
30 |
15 |
||||||
уклон, г р а д .......................... |
|
|
|||||||
Производительность, м/смену: |
40—30 |
30—25 |
50—40 |
||||||
в породах VI —IX групп |
|||||||||
» |
» |
|
X |
группы |
25—15 . |
15—10 |
30—20 |
||
Длина штанги, м м ................... |
|
мм . |
2500 |
960 |
6 000 |
||||
Диаметр штанги (трубы), |
89 ' |
89 |
114 |
||||||
37
Буровой станок ВМК-4М предназначен для производства подземных работ. Однако сравнительно малая его масса в собранном виде (450 кг) и разборность делают возможным применение его для буровых работ
вдорожном строительстве на крутых косогорах, малых площадках и
вместах, недоступных для подхода или доставки других механи
ческих средств бурения.
Станок БМК-4М (рис. 16) в виде отдельного узла крепится на метал лической раме, представляющей полозья или установленной на колес ном скате и опирающейся на костыль (третья точка опоры). Путем из менения места, крепления поддерживающей укосины 6 можно ме нять направление бурения скважин от вертикального до близкого к горизонтальному. Пульт управления 7 станком выполнен пере носным.
Электродвигатель рабочего органа подсоединяют к сети'через магнитный пускатель. Для соединения пускателя с пультом управле ния служит четырехжильный кабель. Для включения обратного хода (реверсирование) электродвигателя на пульте имеется специальный переключатель.
Перемещают станок вручную.
Буровой станок «Урал-64» предназначен для бурения скважин диа метром 155 мм в крепких и весьма крепких породах VIII и XI групп в карьерных условиях. Рабочим инструментом станка являются
пневмоударник и бурова'я коронка.
Действие стайка осуществляется следую щим образом: сжатый воздух поступает в пнев моударник от компрессоров черезрабочий орган и буровой став. Одновременно с этим механизм вращения и подачи рабочего органа передает вращательное и осевое усилие бу ровому ставу с автоматической шаговой по-
Электроэнергия от/.сети
Сжатый
Воздух из магистрали
Рис. 16. Буровой станок БМ.К-4М:
1 — пневмоударник; |
2-— буровой став; 3 — направляющий люнет; |
4 — рабочий |
орган; 5 вер- |
тикальная рама; |
6 — поддерживающие укосины; 7 — пульт |
управления; |
8 салазки |
38
дачей его на забой при поддержании тросом натяжного „ устройства. Это обеспечивает постоянный контакт бу ровой коронки с породой в забое скважины и разру шение породы долотом ударника. Буровой шлам уда ляется от устья скважины вентилятором пылеподав ляющего устройства.
Процесс работы автоматизирован настолько, что при благоприятных инженерно-геологических усло виях и.достаточной стойкости рабочего инструмента скважина может быть пробурена на полную глуби ну с одного включения ав
томата управления. |
|
|||
Буровой |
станок «Урал- |
|||
64» (рис. |
17) имеет кузов 1 |
|||
с компрессорным |
отделе |
|||
нием 2, |
3 |
гусеничный ход 6, |
||
мачту |
с |
электрической |
||
лебедкой, |
вращателем и |
|||
двумя |
каретками — верх |
|||
ней и промежуточной, став |
||||
4 штанг, устройство 5 для |
||||
пылеподавления, гидравли |
||||
ческую |
|
и |
электрическую |
|
системы. |
|
|
Рис. 17. Буровой станок «Урал-64» |
|
Электролебедка |
подъ |
|||
ема и вращатель составляют рабочий орган станка; штанги, пневмо ударник и долота — рабочий, исполнительный и породоразрушающий инструмент.
В кузове помещены пульт управления, насосная станция, гидро панель, верстак, электрошкаф, водяной насос, бак пылеподавления.
Компрессор и ресивер помещены на раме кузова, по которой про ведены коммуникации пневмоэлектрических систем.
Управляют ходом станка с выносного пульта, вынимаемого из спе циального кармана рамы кузова.
Работа пневмоударника и пневмосистемы станка обеспечивается двумя компрессорами типа К-9М. Привод компрессоров осуществляется от двух электродвигателей, питающихся от внешней сети.
При помощи рукоятки автомата-распределителя воздух подают для спуска става, бурения с эффективным осевым..давлением и с под держанием става (противодавлением) за счет пуска воздуха в' ниж ние полости цилиндров подачи, подъема става, выключения патронов для рейсовых операций с применением лебедки, зажима става непод вижным патроном для свинчивания бурового инструмента и затяжки
стыков штанги. |
става с перехватом его специальными |
|
Рабочий |
ход 'бурового |
|
патронами |
происходит |
автоматически — до окончания бурения |
скважины. |
|
|
Мачта станка предназначена для спускоподъемных операций и поддерживания бурового става.
39
