книги из ГПНТБ / Ударно-канатное бурение И. П. Зорин, А. М. Стороженко. 1960- 12 Мб

диаметра скважины пропорционально увеличивать и вес буро­ вого снаряда, можно сохранить скорость чистого бурения неиз­ менной, а иногда и увеличить ее, и таким образом устранить влияние диаметра скважины на производительность станка.

Так, например, на Лебяжинском руднике с переходом ог диаметра скважин 150 мм (при диаметре штанги ПО мм) на

Необходимо также иметь в ©иду, что при увеличении диа­ метра в скважину .можно поместить заряд взрывчатого ве­ щества большого веса, а следовательно, увеличить расстояние между скважинами, сократив тем самым их количество на единицу площади. Иначе говоря, увеличивается производи­ тельность станка, выраженная в объемных единицах обуриваемой породы.

На известняковых карьерах Лебяжинского рудника скважины диаметром 150 мм бурили станками ударно-канатного бурения по сетке 4,3X4 м. Увеличение диаметра скважин до 200 мм по­ зволило увеличить расстояние между скважинами и принять

По мере углубления скважины производительность бурения снижается. Это происходит вследствие увеличения времени на опускание и подъем желонки при чистке скважины, а также вследствие смягчения удара бурового снаряда о забой скважины из-за большей эластичности длинного каната (особенно при ра­ боте снаряда в- скважине, заполненной грунтовой водой). Зна?

ков ударно-канатного бурения снижается от 10 до 26% на каж-i дне 10 м глубины скважины (табл. 29). При этом по крепким; Породам (сиенитам, кварцитам ,и др,). уменьшение производи-; цельности происходит на относительно меньшую величину, чем! По мягким легкобуримым породам (бурым железнякам и т. п.).| t увеличением глубины относительное снижение производитель-!

МФ

Рис. 73. Производительность станков ударно-канат­

ного бурения за 8-часовую смену в зависимости от глубины скважины:

150

Таблица 29

Влияние глубины скважин на снижение среднесменной производительности бурения

§ 4. ФОРМА ГОЛОВКИ ДОЛОТА

■При правильно выбранной форме головки долота, а, также хорошем качестве его закалки и заправки уменьшается, ..притуп­ ление лезвий и повышается производительность станка, .Форма головки и качество обработки долота играют тем большую роль, чем крепче буримая порода и чем сильнее она нарушена.

Влияние формы головки долота на производительность бурег ния видно из следующего примера. На Агапском карьере (около гор. Магнитогорска) трещиноватые известняки (f=7—8) бурили обычными крестообразными долотами. Потом перешли на кре­ стообразные долота с опережающим лезвием (см.- рис,- 32, в\, и производительность сразу повысилась: в монолитных извест­ няках— на 13, в смешанных — на 8% (табл. 30).

151

практические данные инж. П. П. Назарова [27] показывают, что: средняя скорость бурения фасонными и зубильными доло-

тасми при одинаковых углах приострения лезвий одинакова;

Рис. 74. Параметры износа долота:

а — зубильного; б — фасонного

стойкость фасонных долот примерно на 40% выше стойкости зубильных;

скорость чистого бурения фасонными (копытообразными) долотами с углом приострения 90° в относительно однородных породах на 5% выше стойкости бурения зубильными долотами с углом приострения 115°.

Преимущества фасонных долот больше всего оказались при бурении неоднородных пород, содержащих включения валунов, крутонаклонных трещин и др. В таких породах зубильные долота постоянно «отбивало», скважины искривлялись, долота по резь­ бовым конусам ломались. При использовании фасонных долот с «округляющими» лезвиями подобных явлений не наблюдалось и производительность станков в единицу общего времени буре­ ния увеличилась в два раза.

Интересны некоторые данные об износе долот при различ­ ной форме головки. Средние цифры износа по параметрам Б, В

152

и Д (рис. 74) весьма показательны в пользу фасонной головки

При бурении однородных пород с увеличением числа лезвий долота величина притупления последних, так же как и скорость чистого бурения, уменьшается. Уменьшение скорости тем значи­

Приравнивая формулу (90) нулю, определим из нее пре­

Со — величина переменная, и при неизменных весе бурового сна­ ряда и сопротивлении породы раздавливанию она уменьшается с увеличением числа лезвий.

Зубильная форма головки долота при одной и той же ско­ рости бурения дает наибольшую предельную величину притупле­ ния лезвий; если принять Ct =const, то однолезвийная зубиль­ ная форма головки наиболее выгодна, тан как позволяет иметь наибольшую скорость бурения (рис. 75). Эти выводы дают осно­ вание рекомендовать для однородных пород зубильную форму бурового долог а.

С увеличением угла приострения лезвий долота скорость чистого бурения по однородным породам уменьшается, но стой­ кость долота увеличивается, а следовательно, уменьшаются простои на смену долот и повышается часовая и среднесменная производительность бурения.

153

Для определения угла приострения, при котором скорость бурения была бы наибольшей, представим формулу (90) в сле­ дующем виде:

/'loSobos притупление С,- лезбия долота

Рис. 75. Зависимость скорости бурения L' и ло­ бового притупления С/ лезвий долота от числа лезвий z

Возьмем производную от L' по а и приравняем ее нулю

154

приострения был возможно большим и обеспечивал износо­ стойкость лезвий. С другой стороны, при весьма малом Сг-, т. е. в начальный момент бурения, увеличенный угол приострения будет снижать скорость бурения. Для обеспечения высокой начальной скорости бурения необходимо, чтобы угол приостре-

величины лобового притупления и диаметра скважины.

Такое видоизменение формы головки долота (рис. 76, а) поз­ воляет наряду с увеличением угла приострения у концов лезвия

155

увеличить и боковые щеки лезвия (копытообразное долото), что очень важно при бурении горных пород с повышенной абра­ зивностью.

Угол приострения лезвий по мере увеличения крепости гор­ ных пород будет увеличиваться (рис. 76,6), что подтверждается практикой бурения. Для пород слабых а = 70 + 80°, для пород средней крепости — 90—105°, для пород крепких и в., высшей степени крепких—110—140°. Угол приострения лезвия долота следует принимать наименьшим, но с условием, что он обеспе­ чивает достаточную стойкость долота; лезвие же должно быть как можно тверже, т. е. хорошо закалено.

Вообще наивыгоднейший угол не может быть постоянным даже для одних и тех же условий бурения, поскольку с тече­ нием времени лобовое притупление С, изменяется.

Увеличение угла приострения лезвий бурового долота умень­ шает скорость бурения (рис. 77, кривая V), а уменьшение, на­ оборот, увеличивает ее. Но значительное уменьшение угла при­ острения не совсем выгодно, так'как степень разрушения поро­ ды при одиночном ударе характеризуется не только глубиной проникновения лезвий долота - в массив, но и площадью раз­ рушения при внедрении. .

На рис. 77 представлен график зависимости средней скоро­ сти бурения от крепости породы. Кривые графика наглядно

156

показывают, что средняя скорость бурения одной и той же горной породы может быть различной, если изменять вес бурового снаряда, угол приострения лезвия долота и высоту подъема снаряда.

Рис. 77. Зависимость средней скорости бу­ рения от величины сопротивления породы раздавливанию

Пользуясь кривой IV, определим для горной породы с пв=1200 кг/см- (крепкие сиениты) наивыгоднейшую величину угла приострения лезвия долота при С, =0,03 ель

Работа одиночного удара

1В7

г. е. будет ниже, чем при а = 67°40'.

Испытание долот на Баженовских рудниках показало, что скорость бурения зубильными долотами с углом приострения 140° оказалась приблизительно в 1,5 раза ниже скорости буре­

ветственно увеличивается и вес заряда. Это дает возможность при необходимости увеличивать расстояние между скважинами (то же можно сделать, если применить взрывчатое вещество повышенной силы). Тем самым сокращается количество сква­ жин на единицу площади и, следовательно, повышается произ­ водительность станка, выраженная в объемных единицах обуриваемой породы. Однако повышение производительности таким путем возможно только до определенного предела, так

количество негабаритных кусков; между скважинами на по­ дошве уступа остаются пороги, которые необходимо дополни­ тельно разбуривать перфораторами и т. д.).

Расстояние между скважинами при колонковых зарядах можно определить по формуле 1

7,85^

W- сопротивление по подошве (СПП), или горизонталь­ ное расстояние от оси скважины до нижней бров­ ки уступа, м;

Н— высота уступа, м\

Кр — коэффициент „разбуривания", зависящий от плот­ ности и трещиноватости пород (изменяется от 1,07

до 1,30);

15S