книги из ГПНТБ / Эстеров, Я. Х. Буровзрывные работы на транспортном строительстве учебник

Для того чтобы энергия удара перфоратора полностью передава­ лась буру, длина хвостовика, входящего в буксу, должна строго со­ ответствовать конструкции перфоратора (рис. 29).

Штанги буров выполняют шестигранными или круглыми из' угле­ родистой инструментальной стали с центральным отверстием диамет­ ром 6—9 мм для прохода воздуха или воды. Для легких ручных пер­ фораторов применяют сталь диаметром (по вписанному в шестиуголь­ ник кругу) 22 мм, для средних и тяжелых ручных перфораторов — диаметром 25 мм.

Для соединения штанг применяют муфты с двусторонним внутрен­ ним конусным сечением, соответствующим конусному контуру концов штанг.

Для выделки головки бура и хвостовика сталь нарубают и форму­ ют с последующим отжигом и закалкой. Нагревают сталь в специаль­ ных нефтяных горнах или электропечах. Для рубки стали и формовки хвостовиков и головок буров используют специальные бурозаправоч­ ные станки, работающие на сжатом воздухе. Станки представляют собой ковочные установки, имеющие станину, верхнюю подвижную крестовину (вертикальный молот) и горизонтальный пневматический молоток, помещаемый на кронштейне, укрепленном на станине. Внутри станка помещены набойник, зажимные и формовочные матри­ цы, калибровочный штамп или нож для рубки стали. Головку или

раторов имеют диаметры 22*, 32, 43 и 56 мм. Их армируют пластин­ ками твердого сплава ВК-8, ВК-П, ВК-15.

* Буровые коронки диаметром 22 мм изготовляются мастерскими пред­ приятий для бурения шпуров при дроблении негабаритов.

Рис. 29. Хвостовики' буровых штанг:

а — для перфораторов ПР-30, ПР-ЗОС, ПРЗОРШ; б — для перфоратора ПР-20Л

50

В одноперых коронках для прохода воздуха или воды высверлены одно центральное или два наклонных отверстия с выходом у боковых сторон лезвия. В крестовых коронках для той же цели служит одно центральное отверстие.

§ 12. БУРОВЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОХОДКИ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК

Бурение шпуров является одной из основных операций проходче­ ского цикла при сооружении тоннелей и метрополитенов в скальных породах и занимает 30—70% времени цикла. Эта операция определяет эффективность буровзрывных работ и технико-экономические показа­ тели проходки.

В подземных выработках шпуры бурят главным образом перфора­ торами или специальными буровыми установками ударно-вращатель­ ного действия. Все большее применение на подземных работах находят электрические сверла, принцип работы которых основан на вращении породоразрушающего инструмента.

Вращательное бурение экономически целесообразно при разработке пород, имеющих коэффициент крепости в пределах / = 4ч-6 по шкале проф. М. М. Протодьяконова. Вращательное бурение пневматическими сверлами по энергетическим и экономическим показателям значитель­ но уступает перфораторному бурению, бурение шпуров электриче­ скими сверлами имеет ряд преимуществ, и его следует широко внедрять в практику строительства тоннелей и метрополитенов. К достоинствам этого метода относятся легкость и простота бурения, отсутствие отдачи и сильной вибрации, низкая стоимость электроэнергии, высокий коэф­ фициент полезного действия электродвигателей, простая схема элект­ роустановок, преимущества в прокладке и эксплуатации коммуника­ ционных линий, лучшие санитарно-гигиенические условия труда, сокращение периода подготовки к основным работам и др.

При выборе электрических бурильных машин вращательного дей­

51

Т а б л и ц а 8

220/380 В с короткозамкнутым ротором. Корпус 1 закрывается перед­ ней 2 и задней 8 крышками. Редуктор, помещенный под передней крыш­ кой, передает вращение шпинделю 3, переключатель хода которого помещается под задней крышкой 8 и приводится в действие рукояткой 7. На наружном конце шпинделя имеется патрон 4, в котором закреп­ ляют буровую штангу. Внутренний конец шпинделя прикрыт защит­ ной трубкой 6. Сверло прочно закрепляют на колонке при помощи двух боковых цапф 5.

52

приводится во вращение шестерней 15, насаженной на валик 16 по­ дачи и связанной с шестерней 13.

Блок шестерен 5 и 6 с зубчатым венцом 7 свободно сидит на валике 16 и при вращении заставляет вращаться только шпиндель 10 через шестерню 11 и втулку 12. Узел переключателя вместе с кулачковой муфтой 8 может передвигаться по валику, имеющему скользящую шпонку. В момент зацепления муфты 8 с зубчатым венцом 7 последний передает вращение узлу переключателя. Тогда шестерня 15 приводит во вращение шестерню 13 и скрепленную с ней гайку 14, которая вра­ щается быстрее шпинделя благодаря большому передаточному числу пары шестерен 13—15, заставляя шпиндель перемещаться вперед, выполняя рабочий ход.

Для того чтобы придать шпинделю обратный ход, следует кулач­ ковую муфту 8 переключателя вывести из зацепления с зубчатым вен­ цом 7, оттянув назад узел переключателя до упора в заднюю крышку корпуса. При этом валик подачи и гайка 14 останавливаются, а шпин­ дель, продолжая вращаться, перемещается назад. Если кулачковая муфта 8 не прижата к крышке корпуса, то поступательное движение шпинделя прекращается и сверло начинает работать вхолостую вследствие вращения гайки 14 и шпинделя 10 с одинаковой скоростью за счет трения. Переключение шпинделя на холостой ход осущест­ вляют рукояткой 9.

При проходке вертикальных и наклонных (с углом наклона более 30°) выработок сверху вниз (стволы шахт, эскалаторные тоннели, слепые стволы, породоспуски и т. п.) для бурения шпуров применяют т я ж е л ы е р у ч н ы е п е р ф о р а т о р ы типов ПР-30, ПР-50 и др. массой 30 и 50 кг.

53

Для бурения шпуров при проходке таких же выработок снизу вверх длиной более 10 м, а также при бурении шпуров под анкерную крепь следует применять перфораторы с телескопической подачей типов ПТ-29, ПТ-36, ПТ-45, ПТ-5С и др.

При проходке восстающих выработок длиной до 10 м и небольших объемах работ можно использовать легкие ручные перфораторы, но с обязательным применением приспособлений, облегчающих бурение шпуров вверх и исключающих необходимость удерживать перфоратор на вытянутых руках.

В горизонтальных выработках малого сечения шпуры бурят п е р ­ ф о р а т о р а м и с п н е в м о п о д д е р ж к а м и , к о л о н ­ к о в ы м и п е р ф о р а т о р а м и с применением автоподатчиков или буровых установок (буровых кареток) непосредственно с подошвы выработки, а в выработках большого сечения — теми же перфорато­ рами, но с инвентарных подмостей, специальных тележек или буровых установок с телескопическими или консольными выдвижными пло­ щадками.

Вочень стесненных условиях допустимо' бурение непосредственно

срук при помощи легких ручных перфораторов. Обычно же перфо­

раторы легкой и средней массы применяют при бурении с пневмопод.

представляют систему одного или двух шарнирно соединяемых с пер­ форатором металлических цилиндров с выдвижными штоками, которые раздвигаются под давлением сжатого воздуха (рис. 32).

Для снижения вредного влияния на бурильщика вибрации быстро­ ударных (высокочастотных) перфораторов с числом ударов в минуту 2500—3750 применяют виброгасящие каретки КВ-1 завода «Пневма­ тика», рассчитанные на рабочую нагрузку 120 кгс, имеющие размеры

420 X 320 мм и массу 4,2 кг.

Бурение шпуров с пневмоподдержек осуществляют непосредственно с подошвы выработки, а в выработках большого сечения — с буровых

54

тележек и передвижных подмостей (рам), которые перемещаются ав­ томашинами или монтируются на них.

При «лестничном» бурении применяют - у с т а н о в о ч н о е

По трубчатым направляющим 8, приваренным к уголкам, с внут­ ренней стороны передвигается каретка 6 с закрепленным на ней пер­ форатором 5. Обычная пневмоподдержка 7 перфоратора упирается башмаком 10 в поперечины 12 и обеспечивает поступательное движение перфоратору по мере заглубления бура 1 и выдвигания штока 9. Укрепленная на подпорке 2 разъемная опора 3 бура передвигается по трубчатым направляющим 4.

| В выработках большого сечения приспособления для «лестнич­ ного» бурения устанавливают на передвижных тележках (рис. 34).

Рис. 33. Конструкция приспособления для «лестничного» бурения:

/ — трубчатые поперечины; 2 — металлическая рама; 3 — упорный башмак; 4 — выдвигаю­ щийся шток; 5 — трубчатые направляющие; 6 — пневмоподдержка; 7 — передвижная каретка; S — перфоратор; 9 — трубчатые направляющие опоры бура; 10 — разъемная опора бура; 11 — подпорка; 12 — бур

55

Рис. 34. Буровая тележка для «лестничного» бурения шпуров в тоннеле:

выми линиями показана подъемная площадка и дуговая часть ее в крайнем верхнем поло­ жении; шпуры обозначены знаком «+»

снабжены зубчатыми или перфорированными рейками 1 для фиксиро­ вания положения, обеспечивает точное бурение данной группы шпу­ ров с одной точки стояния без разметки шпуров.

Б у р и л ь н ы е м а ш и н ы -ударно-вращательного действия отличаются высокой производительностью вследствие одновременного действия на буровой инструмент осевого давления, большого крутя­ щего момента и удара. Машины этого типа монтируют на самоходных буровых установках СБУ-2 (рис. 35) и СБУ-4 (рис. 36), оснащенных соответственно двумя и четырьмя бурильными машинами БУ-1.

Бурильная машина (рис. 37) на всех буровых установках этого типа одинакова. Она состоит из бурильной головки 7, обеспечиваю­ щей вращение буровой штанги 5 и нанесение ударов по ее хвостовику; направляющей балки 6, по которой перемещается буровая головка; двух распорных пневматических домкратов 1, фиксирующих заданное положение бурильной машины и снижающих ее поперечную вибрацию; пневматического двигателя 9 подачи, обеспечивающего поступательное передвижение машины; редуктора 8 подачи, регулирующего скорость перемещения машины; винтового механизма 2 подачи; подвижного 4

56

Рис. 36. Самоходная буровая установка ударно-вращательного действия СБУ-4:

У

Рис. 37. Бурильная машина ударно-вращательного действия

и неподвижного 3 люперов, поддерживающих буровую штангу; концевого выключателя 11, служащего для автоматического выклю­ чения пневмодвигателя; клапана 10, уменьшающего противодавление выхлопного воздуха для ускоренного отвода бурильной головки назад; бурового инструмента, состоящего из штанги 5, хвостовика и коронки.

Кинематическая схема (рис. 38) обеспечивает вращение бурового инструмента и нанесение ударов по его хвостовику.

Пневмодвигатель 3 приводит во вращение шпиндель 1 через трех­ ступенчатый редуктор 2. В патроне шпинделя закреплен хвостовик 7 бурового инструмента, по которому наносит удары поршень 6 пнев­ матического ударника 8 при ходе вперед во время поступательно­ возвратного движения.

Подача бурильной машины на забой в процессе бурения шпура по направляющей балке обеспечивается пневматическим двигателем 4 через редуктор подачи 5, создающий осевой нажим на буровой ин­ струмент. Забой щдура очищается от разрушенной породы промы­ вочной водой, подаваемой через муфту боковой промывки и централь­ ный канал пустотелой буровой штанги.

Гусеничный ход установок обеспечивает им высокую маневрен­ ность и достаточную устойчивость, повышаемую пневматическими домкратами.

Технические характеристики самоходных буровых установок при­ ведены ниже.

При сооружении Тбилтоннельстроем автодорожного тоннеля на Кавказе шпуры бурили установкой СБУ-4 в комплексе с применением

58

щадку для выполнения работ по за­ ряжанию шпуров, оборке забоя, осмотру и временному креплению

как анкерами, так и металлическими арками. Установка оборудована двумя съемными пневматическими захватами для подъема арки.

Московским механическим заводом Главтоннельметростроя создан

рельсовом ходу и имеет для перестановки вагонов приспособление. Самоходный агрегат перемещается при помощи электрического приво­ да. Средняя скорость проходки Крольского тоннеля на железнодорож­ ной линии Абакан — Тайшет, сооруженного с применением этого агре­ гата, составила 90 м в месяц при полной механизации труда и значи­ тельном сокращении числа бурильщиков. После модернизации агре­ гата БА-1 на нем, кроме бурильных машин, установлен станок для бурения .опережающей скважины, используемой в качестве врубовой и помогающей уточнить геологические, условия проходки тоннеля.

Рис. 39. Буровой агрегат БА-1 для проходки железнодорожных тоннелей:

1 — рельсовые захваты; 2 — выдвижные упоры; 3 — кран-балка; 4 — рама агрегата; 5 — бу­ рильные установки ударно-вращательного действия, перемещающиеся по рельсам; 6 — при­ вод передвижения

59