книги из ГПНТБ / Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых

производится распор колонки в кровлю выработки. Шток поджи­ мается пружиной для удержания установки в рабочем состоянии в

из них через шланг колонка подключается к шахтному трубопро­ воду. Второй штуцер служит для подвода через шланг воздуха

кпульту управления.

Кползунам крепится кронштейн, последний песет на себе ка­

натно-поршневой податчик с перфоратором 9. Подъем по раме произ­ водится вращением ручки барабана, па который наматывается канат, проходящий через ролики и прикрепленный к ползунам. Ползуны имеют фиксаторы, которые входят в зацепление с зубчатым сектором, и крепят податчик в вертикальной плоскости.

Перфоратор крепится к подвижной раме, которая перемещается по направляющим податчика. На заднем фланце податчика уста­ новлена пульт-рукоятка 10, с помощью которой производится управление бурильной машиной и податчиком. В передней части податчика установлен люнет 11, через который^проходит штанга 12.

Опыт бурения переносной установкой УПБ1 показал, что она является надежным приспособлением для поддержания и создания необходимого для бурения усилия подачи перфоратора. Установка позволяет увеличить производительность бурения на 10% по сравне­ нию с бурением тем же перфоратором при его работе с ппевмоподдержкой, несмотря на то, что при этом растут затраты времени, связанные с транспортированием бурового оборудования и инстру­ мента. Для облегчения транспортирования установки она оборудо­ вана двухколесной тележкой.

Тяжелые колонковые перфораторы с податчиками устанавли­ ваются на распорных винтовых колонках. Промышленностью вы­ пускаются колонковые установки типа КБУ60 и КБУ75, которые идентичны по конструкции.

80

В передней части автоподатчика имеется захват 6 для поддер­ жания бурового снаряда при забуривании и замене штанг.

В табл. 16 приведены основные показатели колонковых уста­ новок.

5. ВИБРАЦИЯ И ОТДАЧА ПЕРФОРАТОРОВ

При работе машин ударного действия происходят сложные коле­ бательные движения корпуса перфоратора, которые разделяются на три вида: 1) высокочастотные с частотой 60 Гц и более; 2) с часто­ той, равной числу ходов поршня ударника; 3) колебания, период которых включает несколько ходов поршня.

Механические колебания высокой частоты (первый вид) про­ исходят вследствие соударения частей ударного и поворотного механизмов и вибрации движущегося поршня [54].

Причиной возникновения колебаний второго вида является изменение давления сжатого воздуха в рабочих камерах цилиндра бурильной машины. Колебания третьего вида связаны с взаимодей­ ствием внешних и внутренних спл в системе: подающее устройство — бурильная машина — бур — горная порода. Колебания второго вида характеризуются сравнительно небольшой амплитудой, их частота совпадает с числом ходов поршня. Колебания третьего вида имеют большую амплитуду перемещения корпуса машины, и их частота в 8—15 раз меньше частоты поршня. Эти колебания назы­ вают отдачей перфоратора.

Таким образом, источником вибрации являются колебания пер­ вого и второго видов, которые изменяются в широком диапазоне. Оценка вредности вибрации производится по спектору вибрацион­ ной скорости в диапазоне частот от 11 до 2800 Гц. Указанный диапа­ зон частот разделен на 8 октавных полос, каждая из которых имеет

82

предельно допустимое значение среднеквадратичной величины виб­ роскорости и, см/с. Уровень виброскорости может быть выражен и в децибелах (СН—626—66) [116]. Перевод в децибелы осуще­ ствляется по формуле

Современные ручные перфораторы имеют виброскорости корпуса на всех частотах выше нормы. Особенно большое превышение

Рис. 54. Спектрограммы ручных перфораторов:

1 — допустимый уровень вибрационной скорости по нормам; 2 — вибрационная скорость перфоратора ПР22; 3 — вибрационная скорость перфоратора ПР25Л

(в семь-восемь раз) имеет место на рабочей частоте 20—30 Гц. На рис. 54 показаны спектрограммы ручных перфораторов ПР22, ПР25Л.

Спектрограмма перфораторов показывает, что у них вибра­ ционная скорость достигает 30 см/с и сохраняется в диапазоне частот от 20 до 70 Гц, что превышает норму в десять раз. Таким образом, все ручные и телескопные перфораторы имеют значитель­ ное превышение норм по вибрации. Амплитуда малых колебаний равна 1,2—1,75 мм, а частота 28—42 Гц. Амплитуда отдачи 3—15 мм и частота 2—5 Гц.

Для защиты бурильщиков от вибрации применяются виброзащитные устройства. Е. А. Александров и Ю. В. Флавицкий [1] установили, что наиболее эффективным средством защиты от вибра­ ции является использование массы на упругом основании. Было

установлено, что:

а) наиболее существенно инертные свойства массы проявляются при знакопеременных ускорениях;

б) виброгасящее устройство в виде массы иа упругом основании снижает амплитуду вибрации и, вместе с тем, защищает массу от частот высшего порядка;

в) масса устройства составляет 10—15% массы перфоратора. Виброгасящее устройство перфоратора (рис. 55) состоит из

сварной рамы 1, представляющей собой две трубы, скрепленныекронштейном с отверстием для присоединения пневматической под­ держки. В трубах помещены рабочие пружины 2 и ползуны 3. Между

направляющим кронштейном 4 и упорными кольцами на трубах рамы установлены вспомогательные пружины 5, которые предназна­ чены для гашения вибрации работающего перфоратора при извле­

которым виброгасящее устройство перемещается относительно пер­

форатора.

Усилие подачи от пневматической поддержки передается перфо­ ратору через рабочие пружины. Кронштейн рукоятки 8 виброгася­ щего устройства изолируется от рамы эластичными кольцами 9Т гасящими высокочастотную вибрацию.

84

Масса виброгасящего устройства 6 кг.

Для телескопных перфораторов типа ТП29 и ПТ36 разработаны виброзащитные рукоятки ПРВ2А, у которых вибрация гасится

упругим элементом, сделанным из стального каната или резинового стержня.

В табл. 17 приведены уровни вибрационных скоростей на ру­

коятке перфораторов с виброгасящими устройствами и без них на установке УПБ1.

Следует иметь в виду, что виброгасящие устройства, как пра­ вило, гасят колебания с низкими частотами. Для гашения колеба­ ний с высокими частотами рекомендуется применять виброизоляционные рукавицы. Такие рукавицы изготовляются с вкладышами из полихлорвинилового материала типа ПХВ-15. Рукавицы умень­ шают уровень вибрации в среднем на 5 дБ на частотах 20—40 Гц,, 10 дБ на частотах 50—100 гЦ и 20 дБ на частотах более 100 Гц.

Масса вкладыша 37—40 г.

Виброзащитные рукавицы должны быть непромокаемыми. Отме-. чеио, что вибрационная болезнь сильно прогрессирует, если руки

работающих влажные.

Отделение перфоратора от бурильщика является наиболее дей­ ственным средством борьбы с вибрационной болезнью, поэтому буре­ ние с колонок и кареток оправдывается и с этой точки зрения.

Ручные перфораторы должны применяться только там, где не­ возможно применять буровые каретки и колонки.6

6. ШУМ ПРИ БУРЕНИИ

Шум при работе перфораторов возникает в результате выхлопа отработанного воздуха, вибрации буровых штанг и соударения деталей. При длительном воздействии интенсивного шума на орга­ низм человека у него развивается тугоухость (потеря слуха) и

85

поражается нервная система. Так как перфораторы генерируют шумы, превышающие нормы, необходима защита рабочих от шума.

Уровень интенсивности шума (звука) L определяется логариф­ мом отношения двух интенсивностей звука — интенсивности шума, уровень которого оценивается I, и опорной интенсивности / 0. Единица уровня соответствует отношению этих [интенсивностей, равному 10. В качестве единицы силы звука принят одни бел, рав­

Применение для акустических измерений логарифмических еди­ ниц связано с тем, что восприятие звука пропорционально десятич­

и правилами (СН 1004—73). Согласно этим правилам допустимые уровни звукового давления различаются по спектрам частот. Все горные машины являются источниками шума с характеристиками, превышающими нормы. Наиболее интенсивный шум имеет место

шума выпускаемых перфораторов. Шумовые характеристики перфо­ раторов определяются по ГОСТ 11870—66. Шум перфораторов соз­ дается выхлопом сжатого воздуха, вибрацией буровой штанги, ударами поршня по хвостовику, ударом бура о породу, утечками сжатого воздуха. Наибольшее значение в формировании шума пер­ фораторов имеет выхлоп сжатого воздуха и вибрации (107—129 дБ).

На уровень шума перфораторов оказывают влияние и условия бурения. Установлено, что увеличение давления сжатого воздуха на 1 ат приводит к возрастанию шума на выхлопе на 1—2 дБ; повы­ шение крепости породы увеличивает уровень шума от вибрации штанги на 2—3 дБ.

В условиях забоя, вследствие низкого коэффициента звуко­ поглощения (а = 0,03 -ь 0,04), происходит интерференция звуко-

86

вых волн, что способствует увеличению уровня шума. При работе

[97]. Имеются кожухи-глушители, устроенные по принципу акустического фильтра, возвращающего энергию пульсирующего потока обратно к источнику и свободно пропускающего постоянный поток воздуха. Применяется также редуцированный выхлоп на пер­ фораторе. При таком выхлопе не образуются сверхзвуковые струи воздуха на выходе из камеры сжатия, благодаря чему уровень

шума снижается на 7 дБ.

На перфораторах, которые изготовляют заводы «Коммунист» и «Пневматика», установлены глушители шума (рис. 56), выполнен­ ные в виде резинового колпака. Глушитель снижает уровень з в у ­ к о в о г о д а в л е н и я с 119 до 114 дБ. Масса глушителя 1,6 кг.

Несмотря на большое число предложений по уменьшению шума, их результативность невелика. Поэтому необходимо при работе с перфораторами применять индивидуальные средства защиты слуха. Для этой цели применяются заглушки из ткани ФП, разработанной физико-химическим институтом им. Карпова. Такие заглушки понижают уровень звукового давления на 15—30 дБ. Применяются также антифоны (изготовляются заводом «Прогресс»). Заглуша­ ющая способность последних достигает 10—32 дБ.

Для бурильщиков выпускается противошумная каска ВЦНИОТ-2М (рис. 57). Каска имеет наушники, которые снижают громкость звука

87

слуха на высоких частотах, хотя на низких частотах человек слы­ шит нормально.

На современных рудниках все лица, работающие с буровым обо­ рудованием, должны находиться под постоянным медицинским

контролем. Средства защиты слуха и их чередование должны регла­ ментироваться врачом [160]. Целесообразно иметь на рудниках шумовибрационные кабинеты. Врачи должны вести систематическое аудиометрическое обследование рабочих и профилактику заболева­ емости тугоухости и виброболезни.

7. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ И СКВАЖИН

Буровые коронки и долота

В горнодобывающей промышленности применяются главным образом составные буры со съемными коронками, армированные твердыми сплавами. Коронки выпускаются следующих типов: до­ лотчатые пластинчатые (КДП), долотчатые штыревые (КДШ), трех­ перые пластинчатые (КТП), трехперые штыревые (КТШ), крестовые штыревые (ККШ) (рис. 60). Типоразмеры коронок определяются ГОСТ 17196—71. Тем же ГОСТом предусмотрены коронки Х-образ- ные пластинчатые (КХП), Х-образные штыревые (КХШ) и коронки одноразовые штыревые (КОШ). Для коронок установлен следующий ряд наружных диаметров: 28, 32, 36, 40, 43, 46, 52, 60, 65, 75, 85 мм.

89