книги из ГПНТБ / Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых

и на 32° нише основания; в горизонтальной плоскости автоподатчика манипулятор поворачивается на 90° в каждую сторону. Общий угол поворота стрелы в вертикальной плоскости, расположенной вдоль оси установки, составляет 185°. Угол поворота автоподатчика в плоско­ сти, перпендикулярной оси установки, равен 42° в каждую сторону.

Кроме того, автоподатчик может перемещаться в продольном направлении на 1300 мм относительно головной части манипулятора. Автоподатчик развивает усилие подачи до 2000 кгс.

Во время работы перфоратора автоподатчик раскрепляется гид­ роцилиндрами, снабженными гидрозамками.

В нижней части автоподатчика имеется люнет, который откры­ вается автоматически при проходе буровой штанги с соединительной муфтой.

Нормально станок «Рокк-601» работает с перфоратором ВВЕ57, развивающим крутящий момент 35 кгс -м. Если условия бурения связаны с необходимостью иметь высокий крутящий момент, то применяют перфоратор ВВЕ53, который развивает крутящий мо­ мент до 120 кгс-м.

Штанги для бурения применяются диаметром 38 мм, длиной

3660 мм.

Перфоратор и двигатели установки обеспечиваются сжатым воз­ духом при давлении 7 кгс/см2 от винтового компрессора Р600 про­ изводительностью 17 м3/мин.

Станок «Кроулер» по устройству аналогичен станку «Рокк 601» и работает с перфоратором URD475A (табл. 45). Станок TDH фирмы «Джой» наиболее мощный (рис. 105). Высота станка 9,6 м. Им можно бурить скважины диаметром до 150 мм на глубину 30 м. На станке установлен перфоратор ТМ600 с поршнем диаметром 152 мм.

Станок «Мустанг» выпускает фирма «Джой». Высота станка 10,7 м. Для подачи шлангов к перфоратору имеется специальная гирлянда. Перфоратор 600R позволяет бурить скважины глубиной до 50 м и диаметром до 164 мм. Расход воздуха станком равен

25 м3/мин.

Оба станка сконструированы для бурения наклонных скважин: «от себя» иод утлом от 0 до 75° и «под себя» под углом от 0 до 15°.

8.ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ САМОХОДНЫХ БУРОВЫХ КАРЕТОК

ИСТАНКОВ

Производительность буровых кареток и станков определяется мощностью перфораторов, числом перфораторов и временем, затра­ чиваемым на производство вспомогательных операций.

Каретки позволяют значительно увеличить энерговооружен­ ность процесса бурения и за счет этого увеличить производительность. Поэтому на каретках устанавливают наиболее мощные перфораторы. Однако их мощность ограничивается требуемым диаметром шпуров и сечением буровых штанг, которые могут передать к забою строго определенную ударную мощность.

160

Для бурения шпуров диаметром 40—48 мм применяют перфора­ торы ПТ36, ПК60, ПК75 и штанги диаметром 25 и 32 мм. Эти перфора­ торы по сравнению с ручными обеспечивают повышение производи­ тельности в 1,4—2,2 раза.

При бурении относительно слабых пород (/ = 8—14) ограни­ чиваются двумя перфораторами, так как в этом случае время бурения шпура невелико и оператор ие успевает обслуживать большее коли­ чество перфораторов. При бурении крепких пород (/ = 14—20) це­ лесообразно применять трехстреловые буровые каретки.

При больших сечениях забоя применяют буровые каретки с че­ тырьмя — шестью перфораторами.

Установлено, что в выработках сечением до 9 м2 рационально применять двустреловые каретки, а в выработках большего сечения — трехстреловые [52].

При применении кареток в процесс бурения входят следующие операции: установка перфоратора на ось шпура, собственно буре­ ние, отвод перфоратора в исходное положение, замена затупленной коронки.

Подготовительные операции включают в себя: подъезд каретки к забою, подсоединение рукавов для воздуха и воды, смазку каретки

изаливку автомасленки, подготовку бурового инструмента, разметку шпуров в забое.

Заключительные операции включают в себя: уборку инструмента, отсоединение рукавов, отъезд каретки от забоя, продувку шпуров.

На подготовительные операции затрачивается от 10 до 20 мин

ина заключительные от 10 до 20 мин.

Собственно время бурения шпура составляет 4—10 мин.; время установки перфоратора с гидрострелой на точку бурения 1 мин.; время возврата перфоратора в исходное положение 0,5 мин.; время замены коронки 2 мин.

Зная затраты времени, можно определить производительность каретки в шпурометрах.

Коэффициент использования перфораторов во времени

составляет для двухперфораторной каретки 0,78, для трехперфо­

раторной — 0,73.

Установлено, что буровые каретки с увеличенным ходом по­ дачи (3,5 м) имеют более высокую производительность [69].

На рис. 106 показана часовая производительность буровых кареток (по И. В. Киселеву) с различным числом перфораторов. Зная продолжительность смены в часах, можно на основе графиков определить производительность буровой каретки в метрах в смену при бурении пород любой крепости. При шестичасовой смене про­ изводительность двустреловой каретки составляет от 120 до 180 м/смену.

Часовая производительность каретки при коэффициенте одно­ временности работы одного перфоратора 0,9 составит

N CM—53- 6 = 318 м шнуров.

При бурении перфораторами глубоких взрывных скважин необ­ ходимо учитывать уменьшение скорости бурения с глубиной сква­ жины и время на производство спуско-подъемных операций.

Механическая скорость бурения v перфоратором на глубине скважины

v = v0e~aL, (И)

где vo — начальная скорость бурения;

а — показатель потери скорости бурения с глубиной скважины. Он идентичен декременту затухания для энергии, про­ шедшей через буровой став (см. главу VI).

Средняя скорость бурения на интервале (0—L) t

=jw 0e~eb dL,

о

Время бурения скважины до глубины L

Определим время, затрачиваемое на производство спуско-подъем­ ных операций. Введем обозначения L — глубина скважины; I — длина штанги; В — стойкость долота на одну заточку; ttt — время навинчивания или развинчивания одной штанги; t3 — время замены долота; Тсп — время, затрачиваемое на производство спуско-под- емиых операций.

При L — B Tcn= — tH-j- t3.

При L = 2B Tcn — —j—tH-\-t3-{— -j^tH-\-t3.

При L = 3В Tcn = j—t„+ 13-)— — tH-)-13-J— j- tH+ 13.

Прп бурении также затрачивается время на перевод автоподат­ чика в веере от одной скважины к другой и на перемещение станка от одного веера к другому.

Обозначим:

Тс — время на перевод автоподатчика от одной скважины к другой п время на забуривание;

Тп — время, затрачиваемое на передвижение станка от одного веера к другому;

m — число скважин в веере.

Время перевода оборудования в новое рабочее положение, отне­ сенное к 1 м скважины,

где Гсм — полное время смены; Тпз — затраты времени на подготовительно-заключительные опе­

рации, то производительность станка в смену определится выражением

Значения показателя а приведены в табл. 46.

Затраты времени на отдельные операции для станков типа БУ-70У приведены в табл. 47.

164

Т а б л и ц а 47

Рис. 107. Сменная производительность станка БУ-70У при бурении глубоких взрывных скважин диаметром 65 мм

Результаты расчета сменной производительности станка по фор­ муле (16) приведены на рис. 107. Из рисунка видно, что современ­ ными станками выгодно бурить скважины глубиной не менее 10 м. При меньшей глубине затраты времени на спуско-подъемные опера­ ции и на подготовительно-заключительные операции становятся боль­ шими, что значительно снижает производительность станков.

165

При работе стайка с двумя или тремя перфораторами значения,

Данные о скорости бурения буровыми станками с перфораторами на открытых разработках за рубежом приводятся в табл. 48.

9. РАСХОДНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРИ БУРЕНИИ ГЛУБОКИХ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН

Пурение шпуров н скважин самоходным буровым оборудованием производится сравнительно недавно, поэтому в промышленности не накопилось систематических данных о расходе материалов и сжа­ того воздуха. В табл. 49 приведены ориентировочные данные о рас­ ходе материалов при бурении скважин (на 1000 м).

В1956 г. Б. В. Судншпковым, Г. И. Суксовым, А. А. Зиновь­ евым, Н. Г. Закаблуковским, Г. Н. Покровским, Г. В. Родионовым было получено авторское свидетельство на применение в качестве рабочего тела в пневматических машинах воздушио-водяной смеси. Воздушно-водяная смесь, проходя через рабочие камеры пневмоудар­ ника, двигает поршень, а затем поступает па забой скважины, сма­ чивает пыль п в впде шлама удаляет ее в выработку. Применение воздушно-водяной смеси позволило решить проблему пылеподавленпя при бурении погружными пневмоударниками и использовать буровые штангп упрощенной конструкции.

Впоследние годы создано несколько конструкций буровых аг­ регатов на отдельных горных предприятиях. Так, в Лениногорске создан агрегат ЛПС-3, а в Норильском комбинате БМН-5 [47].

Для открытых разработок в СССР сконструированы машины:

СБМК-5, «Урал-64», СБУ-125, 2СБУ-125С и др. [53].

Взарубежной практике погружные пневмоударники применя­ ются преимущественно для открытых разработок, и только в 1962 г. фпрмой «Ингерсол Ранд» была выпущена машина «Майнмастер», предназначенная для буренпя скважин диаметром от 127 до 163 мм на подземных разработках [117, 164].

2.БУРОВЫЕ СТАНКИ С ПНЕВМОУДАРНИКАМИ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ

ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК

Буровой агрегат БМК-4 (рис. 108) предназначен для бурения скважин диаметром 105 мм, глубиной до 35 м в породах и рудах средней п высокой крепости. Агрегат изготовляет Кыштымский ме­ ханический завод в двух исполнениях: для подземных и открытых разработок.

Сведения о буровых агрегатах приводятся в табл. 50.

С колонки БМК-4П механизмом можно обуривать полный веер скважин как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Пневмоударник работает на воздушно-водяной смеси и на сжатом воздухе (прп сухом пылеулавливании). Вращение штанг осуществля­ ется от электродвигателя типа АО-42-4 мощностью 2,8 кВт.

Рама станка 1 состоит из двух труб, воторые являются направ­ ляющими для перемещения вращателя 2. В передней части рамы смонтирован откидной люнет, центрирующий пневмоударник при забуривании. Для более прочного раскрепления станка на раме име­ ются распорные винты. К люнету крепится защитный лист из плот­ ной резины.

Податчик станка — пневматический, поршневого типа, разви­ вает тяговые усилие до 790 кгс. Вращатель 2 состоит из асинхрон­ ного электродвигателя и планетарного редуктора, уменьшающего скорость вращения двигателя с 1420 до 41 об/мин.

Воздушно-водяная смесь или сжатый воздух в буровые штанги подводятся к передней части редуктора через шпиндель, который имеет сальниковое устройство.

168

Буровые штанги 3 изготовляются в двух исполнениях — для бурения с воздушно-водяной смесью и для сухого бурения. Штанги первого исполнения имеют наружный диаметр 60 мм и массу9,3 кг и второго исполнения соответственно 89 мм и 10,6 кг.

Пульт управления станка 4 выносной и может располагаться на расстоянии до 4 м от станка. На пульте управления имеется кран подачи воздуха к молотку, кран для подачи воды, двухходовой кран подачи воздуха в цилиндр податчика, редукционный клапан для регулирования давления воздуха в податчике и электрический реверсионный переключатель. Для контроля за давлением воздуха в сети на пульте управления имеется манометр.

Колонка станка 5 служит для поддержания опорной рамы в нуж­ ном положении. Ход винта колонки 350 мм. Станок агрегирован с пневмоударником М1900УК. Автомасленка 7 включена в воздуш­ ную сеть; расход масла составляет около 70 г/ч. Для подъема рамы станка служит ручная лебедка.

Буровой агрегат НКР100М. Полуавтоматический буровой агре­ гат НКР100М (конструкторы П. М. Емельянов и Э. Г. Чернилов) предназначен для бурения скважины диаметром 85—105 мм и глу­ биной до 50 м. Двухшарнирное установочное приспособление агре­ гата позволяет бурить скважины в любом направлении.

Преимуществом агрегата НКР100М является высокая степень механизации наиболее трудоемких операций: спуска и подъема бу­ рового става и развинчивания резьбовых соединений штанг. Кроме того, буровые штанги агрегата диаметром 63,5 мм имеют незначи­ тельное гидравлическое сопротивление, следствием чего является уменьшение падения давления у пневмоударника и повышение производительности машины.

169