книги из ГПНТБ / Повышение эффективности термического и механического бурения

5 м, не позволяют эффективно использовать их для бурения взрыв­ ных скважин глубиной до 20 м.

К недостаткам сверл типа ЭБК и ЭБГ следует отнести: невозможность настройки сверла в процессе бурения на оптималь­ ные режимы, так как это достигается сменой шестерен (после разборки сверла). Вследствие сложности замены шестерен редук­ тора (в практике этим пользуются очень редко) в большинстве случаев бурение ведут на тех режимах, на которых сверло настро­ ено на заводе. Электросверла ЭБГ имеют всего лишь два диапа­ зона числа оборотов;

недостаточную прочность и небольшой срок службы. Нормаль­ ный срок службы сверл типа ЭБК и ЭБГ 2 года, но, как показала практика, сверла выходят из строя значительно раньше. Чаще всего выходят из строя гайка подачи и редуктор;

большой вес (1100— 1200 Н); отсутствие специальных установочных устройств, обеспечиваю­

щих перемещение сверла у забоя; двигатель электросверла малой мощности (2,7—4,8 кВт).

Для обеспечения работы на оптимальных режимах даже при ■бурении шпуров в породах с коэффициентом крепости 6—12 бу­ рильная машина должна иметь двигатель мощностью 5—6 кВт, а при бурении скважин глубиной до 20 м — 7—8 кВт.

При использовании этих сверл большой удельный вес по вре­ мени занимают вспомогательные операции (замена бурового ин­ струмента, настройка сверла и забуривание).

Буровых станков, обеспечивающих эффективное бурение взрыв­ ных скважин глубиной до 100 м, до настоящего времени нет.

Станки вращательного бурения БД-1, НИГРИ-4, ГП-1, АБВ-1, АБВ-2, АБВ-ЗМ предназначены для проходки скважин в породах

ируде с небольшим коэффициентом крепости до 6—7. Для буре­ ния крепких и средней крепости горных пород они не пригодны, так-как обладают малыми усилиями подачи и крутящим моментом,

инеудовлетворительной, с точки зрения эффективного разрушения пород, частотой вращения шпинделя. Все операции на этих станках выполняются вручную.

По мнению авторов, для создания более высокопроизводитель­ ных и надежных машин вращательного бурения взрывных сква­ жин необходимо в первую очередь отказаться от принятой конст­ руктивной схемы колонковых сверл. Сущность этой схемы заклю­ чается в следующем: собственно бурильная машина (двигатель, редуктор) при бурении остается неподвижной, а шпиндель с буро­ вым инструментом, помимо вращательного, совершает поступатель­ ное движение с помощью дифференциально-винтового или гидрав­ лического устройства. Максимальная величина хода подачи в та­ ких машинах не превышает 0,9 м. Несмотря на простоту этой схемы, компактность и относительно небольшой вес, как отмеча­ лось выше, существующие электросверла не пригодны для буре­ ния взрывных скважин.

По мнению авторов, станок для вращательного бурения взрыв­ ных скважин диаметром (42—76) • ІО“3 м глубиной до 100 м дол­ жен иметь следующую конструктивную схему: рама-податчик, на которой смонтированы свободно перемещающийся с высокой ско­ ростью гидравлический беспатронный вращатель, гидравлический податчик с цепной механической талевой системой, обеспечиваю­ щей использование полного рабочего хода подачи; гидравлический штангодержатель; гидравлические распорные стойки; гидростан­ ция и пульт дистанционного управления. Рама-податчнк с помощью цапф и зажимных устройств крепится на стойках, а стойки — на опорной раме-салазках, или на самоходном шасси. Беспатронный гидравлический вращатель, перемещаясь по направляющим рамыподатчика, должен обеспечивать плавное изменение частоты вра­ щения бурового инструмента и направления вращения для меха­ низированного развинчивания бурильных штанг. Промывочный сальник должен быть вмонтирован в корпус вращателя и в про­ цессе наращивания бурильных штанг не должен сниматься. Для механизации разборки бурового снаряда станок должен иметь

специальный элеватор. По такой конструктивной схеме спроектиро­ ваны, изготовлены и испытаны станки вращательного бурения СВБ-50В.

Станок СВБ-50В испытан на руднике № 2 Стебниковского ка­ лийного комбината. Бурение взрывных скважин диаметром 42 X ХЮ_3 и 4 5 -10_3 м глубиной до 30 м осуществлялось в промышлен­ ной камере № 48 из выработки сечением 2,5 x 2 ,5 м. Скважины бу­ рили коронками конструкции ИГТМ АН УССР по круговому вееру с продувкой сжатым воздухом. В зависимости от крепости пород и типа породоразрушающего инструмента усилие подачи при буре­ нии скважин принимали 15—60 кН, а частоту вращения — 400 об/мин. Средняя скорость бурения скважин на этих режимах составила (41,67—58,34) • 10_3 м/с при стойкости коронки на одну заточку 50—150 м, а до полного износа 400—1000 м. Коэффициент использования рабочего времени смены на чистое бурение соста­ вил 0,32. Средняя производительность бурения за смену составила 250 м, а максимальная — 340 м.

35. БУРЕНИЕ ШПУРОВ

Бурение шпуров коронками новой формы Д-2СУ и Д-ЗС, так же как и резцами РБ-42-2, СКР-2 и другими в Донбассе проводилось в забое Западного вентиляционного штрека пласта 220-го гори­ зонта шахты № 160 комбината Донбассантрацит. Бурение шпуров проводилось в три этапа:

работа 15 резцов каждого типа до полного износа на электро­ сверле ЭБГ-1 при усилии подачи 14— 15 кН по кварцевым песча­

зажатом фрикционе на режиме — частота вращения шпинделя 102 об/мин и подаче— 1,86 мм/об.

Основные показатели испытаний приведены в табл. 48.

При бурении шпуров в кварцевых песчаниках лучшими оказа­ лись резцы Д-2СУ, Д-ЗС, РБ-42-2 и СКР, а при бурении песчани­ стых сланцев— резцы Д-ЗС и Д-2СУ.

Из табл. 48 видно, что при бурении шпуров в условиях шахт Донбасса значительное преимущество имеют резцы Д-2СУ и Д-ЗС

всравнении с резцами РП-7ЦБ и РП-12. Стойкость резцов Д-2СУ

иД-ЗС при бурении шпуров в породах с коэффициентом крепости 6—9 в 12—40 раз выше стойкости резцов РП-12. При бурении шпу­ ров в породах с коэффициентом крепости 12—15 стойкость резцов

Д-2СУ в 6—59 раз выше стойкости резцов РП-7ЦБ и РП-12. Не­ обходимо отметить, что наиболее высокой прочностью и стойко­ стью обладают резцы Д-ЗС.

36. Б У Р Е Н И Е Д Е Г А З А Ц И О Н Н Ы Х С К В А Ж И Н И С К В А Ж И Н Д Л Я У В Л А Ж Н Е Н И Я У Г О Л Ь Н О Г О М А С С И В А

В настоящее время для бурения дегазационных скважин и скважин для увлажнения угольного массива глубиной до 200 м применяются станки КА-2М-300, СБГ-1М, ЗИФ-ЗОО. С 1972 г. будет серийно выпускаться для буренш скважин по углю станок БИП-2.

Из табл. 49 видно, что серийно выпускаемые станки по своим техническим данным не позволяют бурить скважины с высокой производительностью. Незначительные скорости рабочего хода по­ дачи, невозможность плавного регулирования частоты вращения породоразрушающего инструмента, наличие патронов с ручным за­ креплением бурильных штанг и отсутствие средств механизации спуско-подъемных и вспомогательных операций в процессе буре­ ния обеспечивают очень низкий (0,16—0,21) коэффициент исполь­ зования рабочего времени смены на чистое бурение. Поэтому и производительность бурения этими станками дегазационных сква­ жин и скважин для увлажнения угольного массива серийным по­ родоразрушающим инструментом составляет 8— 16 м/смену.

Эффективность работы предложенного ИГТМ АН УССР нового породоразрушающего твердосплавного инструмента для бурения дегазационных скважин диаметром 93 мм и скважин диаметром 58 мм для увлажнения угольного массива проверена на шахте «Краснолиманская» комбината Красноармейскуголь в 1971 г.

На шахте пробурено новым твердосплавным инструментом на станке СБГ-1 по породам с коэффициентом крепости 6—7 более 10 000 м дегазационных скважин и более 20 000 м скважин для увлажнения угольного массива на станке конструкции шахты «Краснолиманская». Сравнительные показатели работы породо­ разрушающего инструмента новой формы конструкции ИГТМ АН УССР и серийных шарошечных долот и коронок приведены

втабл. 50. Производительность бурения дегазационных скважин

искважин для увлажнения угольного массива коронками новой

формы в 1,8—2,5 раза выше производительности бурения серийным породоразрушающим инструментом, а стоимость бурения 1 м сква­ жины ниже в 2,5— 10 раз. Применение станка вращательного бу­ рения СВБ-50В для бурения дегазационных скважин на шахтах Донбасса позволит повысить производительность бурения за смену до 250 м.

Исследование процессов разрушения крепких горных пород при вращательном бурении шпуров и скважин и динамики работы породоразрушающего инструмента с применением современных теоретических и экспериментальных (тензометрический, поляриза-

чения продуктов сгорания из сверхзвукового сопла.—-В кн.: Термическое буре­

скважин с целью повышения его эффективности. Дисс. на соиск. уч. степ. канд.

резцы и коронки торцового резания для вращательного бурения крепких горных пород. Инф. бюллетень № 65. Киев, изд. АН УССР, 1965.

при вращательном бурении.— В кн.: «Разрушение углей и пород». М., Углетехиздат, 1958.

цами в осесимметричных соплах и сравнение с результатами одномерного при­ ближения. Изв. АН СССР, МЛГ, 1968, № 3. Авт.: П. П. Верещака, Н. С. Галюн, А. Н. Крайко, Л. Е. Стерпим.

струментов для термического разрушения горных пород. Дисс. на соиск. уч. степ, докт. техн. наук. М., изд. ИГД им. А. А. Скочинского, 1965.

33. Г о л д а е в И. П., П е р ш и н А. П. Исследование тепловой эффектив­ ности бензовоздушного термобура при работе в условиях скважины. Изв. ву­ зов.—«Горный журнал», 1966, № 10.

34.Г р и ш и и А. С. К методике фотоупругого исследования напряженного состояния призабойной зоны буровой скважины.— В кн.: «Породоразрушающий инструмент для бурения». М., Гостоптехиздат, 1962. (Труды ВНИИБТ, вып. VI.)

35.Г р и ш и н А. С. Об использовании метода фотоупругости для изучения работы долот.—В кн. «Совершенствование техники и технологии бурения». М., Гостоптехиздат, 1958. («Труды ВНИИБТ», вып. I.)

36.Г о р б и с Э. Р. Теплообмен диоперсных сквозных потоков. М., «Энергия»,

1964.

37. Д м и т р и е в А. П. Исследование физических основ и технических средств термического бурения взрывных скважин. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. М., изд. МГИ, 1968.

кусков руды и породы под действием тепла горящего термита. М., изд. МГИ, 1959.