книги из ГПНТБ / Ударно-канатное бурение И. П. Зорин, А. М. Стороженко. 1960- 12 Мб
.pdfпрочно укреплены на своих валах, последние не имели переко сов, а собачка была уравновешена противовесом с таким рас четом, чтобы зацепление ее с зубьями большой шестерни оказалось плотным и надежным;
ходовое оборудование обеспечивало плавное зацепление ве дущих звездочек с гусеничными лентами, без рывков и наска кивания зубьев траков на зубья звездочек; гусеничные ленты не имели сильного натяжения, но в то же время не касались балок гусеничных тележек; опорные и поддерживающие ролики и натяжные «ленивцы» свободно, без заедания и заметного ша тания, поворачивались на своих осях (перемещение «ленивцев»
вдоль оси допускается до 2 мм, опорных |
и поддерживающих |
|
роликов — до 1 мм)\ отклонение обода |
опорных |
роликов от |
струны, натянутой между крайними роликами, не |
превышало |
2 мм\ ведущая звездочка гусеничной ленты туго сидела на валу и не имела бокового биения на ободе при ее поворачивании; каждая пара траков свободно, без заеданий, вращалась на сое динительном валике (при осевом смещении не более 3 мм)\ передаточные цепи имели хорошее зацепление с зубьями звез дочек и не набегали на них во время работы, а балансирная ось легко поворачивалась на своей оси и шарнирах;
во всех вращающихся частях станка (валах, шестернях, шкивах, роликах и т. п.) не было биения (это проверяют индук тором или рейсмусом); все зубчатые передачи имели в зацеп лении не менее 80% ширины зуба (проверяют по отпечатку краски).
Акт о приемке станка из среднего и капитального ремонта составляют после суточного испытания станка в карьере.
§ 3. ДОСТАВКА К СТАНКАМ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И ВОДЫ
Успешное выполнение плана и снижение себестоимости бу рения в значительной мере зависит от бесперебойного снабже ния буровых станков буровым инструментом, водой и другими материалами. Это видно из следующего примера. Если на Маг нитогорском железном руднике сумму всех устранимых про стоев принять за 100%, то простои из-за отсутствия воды со ставляют 32%, а электроэнергии — 28%, из-за аварий — 8%, неблагоприятной погоды — 3%, ожидания взрывов — 3%, отсут ствия долот — 6% и разных причин —20%. Как видно, наиболь шие простои происходят из-за отсутствия воды.
Расход воды за смену одним станком ударно-канатного бу рения можно определить по формуле
Qcm = Qb^cm = ~~ qk'* 10Рс“ = 7«85£>^^УРсм. Л, (111)
где QB — расход воды на 1 пог. м скважины [из формулы (81)]; Р<м — производительность станка в смену, пог. м;
230
q— диаметр скважины, дм;
q — удельный расход воды (определяется в зависимости
от крепости |
пород |
по |
номограмме, |
см. рис. 61), |
дм2/дм3; |
утечек |
при |
порционной |
подаче воды |
1гу — коэффициент |
||||
в скважину (колеблется от 2 до 2,5 — в зависимости |
||||
от трещиноватости |
пород; при непрерывной подаче |
|||
равен 1,4—1,9). |
|
|
|
|
Общий сменный расход воды всеми станками |
|
|||
Qofhu = Qc»™' = 1&bm.'D2qkyP, см, |
(112) |
где т! — количество работающих станков в смене.
Для доставки к станкам бурового инструмента и воды (при наличии железнодорожного транспорта) в карьере применяют хозяйственные поезда, состоящие из паровоза или электровоза
Рис. 111. Автоцистерна для подвозки воды с |
консольной |
балкой |
||||||
|
для |
погрузки долот (Первоуральский |
карьер): |
|
||||
1 — цистерна для |
воды; 2 — консольная балка; 3 — спорная ось; 4 — электро |
|||||||
мотор; |
5 — червячная передача; |
6 — барабан |
для каната; 7 — канат; |
8 — отво |
||||
дящий |
ролик; |
9 — направляющий ролик; |
10 — крюк |
для |
подъема |
долот; |
||
|
// — отверстие для воды; |
/2 — водоспускной шланг; |
13 — кабель |
|||||
и 50-тонной |
платформы, |
оборудованной |
краном-укосиной и |
3-тонной лебедкой с канатом и крючком или клещами для за хвата бурового инструмента. На этой же (или на второй) плат форме устанавливают утепленный бак или цистерну для воды емкостью 12—20 м3 и будку для рабочего. Недостатком хозяй ственных поездов является их высокая стоимость.
На карьерах, где можно использовать автотранспорт, буро
вой инструмент и воду доставляют |
к станкам автомашинами |
||
(рис. |
111). На них устанавливают цистерну для воды емкостью |
||
1,8 /и3 |
и консольную балку для погрузки долот (последние укла |
||
дывают на машину вдоль цистерны) ь |
|
||
На*некоторых |
карьерах транспортирование бурового инстру |
||
мента |
осуществляется автокранами |
с прицепной платформой |
.1* С |
201 |
(рис. 112). Примером здесь может служить Куракубское рудо управление, где для удобства передвижения автокрана с при цепом при помощи бульдозеров сделаны упрощенные дороги. Прицеп, изготовленный в мастерских рудоуправления, пред ставляет собой четырехколесную тележку на резиновом ходу грузоподъемностью 2000 кг. Положение бурового инструмента на прицепе при перевозке фиксируется при помощи трех дере вянных брусьев сечением 120X150 мм, уложенных поперек и
Рис. 112. Автокран с прицепом для доставки буро вого инструмента на Каракубском руднике
прикрепленных к днищу тележки. Брусья имеют соответствую щие вырезы для перевозки штанг, На обслуживании крана, кро ме шофера, занят только один рабочий. Возле долотозаправоч ной мастерской устроена специальная площадка для подъезда автокрана с прицепом.
Применение автокрана с прицепом увеличило скорость и безопасность погрузочно-разгрузочных работ, сократило простои станков из-за несвоевременной доставки бурового инструмента.
В зимнее время буровой инструмент и воду к каждому буро вому станку необходимо подвозить не реже одного раза в сутки, так как вода в баках у скважин быстро замерзает.
Число долот, приходящихся на каждый работающий станок, должно составлять: не менее трех — на небольших карьерах и не менее десяти-двенадцати — на крупных, где на сбор, за правку и развозку долот затрачиваются целые смены.
На некоторых карьерах, например на главном карьере Вы сокогорского рудника, при наличии водопроводной магистрали вблизи борта карьера станки и в зимний период снабжаются водой по стальным трубам разводящей магистрали, присоеди ненной непосредственно к трубам шахтного водоотлива. Во
232
избежание |
замерзания |
неутепленных |
труб, питающих станки, |
||||||
краны на концах труб оставляют |
открытыми, |
чтобы |
вода |
не |
|||||
большой струйкой все время вытекала из них. |
|
|
станкам |
||||||
При отсутствии подъездных путей воду к буровым |
|||||||||
можно подавать снизу |
вверх |
на уступы при |
помощи |
насоса, |
|||||
как это делают на Высокогорском |
руднике. |
Водопроводную |
|||||||
магистраль |
там утепляют деревянной |
обшивкой, |
которая |
за |
|||||
полняется |
сухими опилками |
и |
шлаковатой. |
Во избежание |
Рис. 113. Подъем воды буровым станком на верхний уступ
намокания изоляции и замерзания воды в трубах должно быть обеспечено очень плотное соединение труб в стыках.
Иногда в зимний период воду получают из снега или льда на месте, возле станков. Для этого используют комбинирован ные чугунные печи или электрокипятильники. В последнем случае имеются два бачка: в одном растапливают снег, а дру гой стоит с водой.
При |
использовании электрокипятильников |
удорожание |
1 пог. м |
скважины составляет до 2 руб. 90 коп. |
(для бакаль- |
ских кварцитов), однако, если учесть повышение производитель ности станков на 10% в связи с устранением простоев станков из-за отсутствия воды, себестоимость бурения 1 пог. м в общем снижается на 11%. При нагреве воды твердым топливом удо рожание 1 пог. м скважины составляет 2 руб. 45 коп.
Воду можно поднимать с нижней площадки уступа на верх нюю в десятиведерных бадьях. Для этого используют сам бу ровой станок. К подъездным железнодорожным путям, проло женным на нижней площадке уступа, привязывают трос. Другой его конец укрепляют к мачте бурового станка, выше направ ляющего раструба (рис. 113). На трос надевается обойма 1 с роликом, к обойме подвешивается бадья 2. Желоночным кана том бадью поднимают к станку и опускают к подъездным
233
путям. Таким же способом к станку доставляют и буровой инструмент. Чтобы бадья не опрокидывалась, она имеет У-об- разную защелку, зацепляемую за дужку 3: Если же, наоборот, требуется, чтобы она опрокидывалась, ее крепят к дужке (на шарнире) чуть ниже центра тяжести.
На некоторых карьерах, где грунтовые воды залегают не глубоко, а буровые станки расположены концентрированно, бурят специальные скважины. В зависимости от глубины, сква жины оборудуют либо аэролифтами, либо треногами с желон кой, либо штанговыми насосами. Одна водяная скважина мо жет обеспечить подачу воды к 60 буримым скважинам.
Получение воды из скважины при помощи аэролифта. На к. п. д. аэролифта оказывает большое влия
ние глубина погружения трубы в |
воду. Отношение длины |
по |
|||||||
груженной в воду части трубы к |
непогруженной |
|
|
|
|||||
|
Х = —— 100%, |
|
|
(ИЗ) |
|||||
|
|
!> |
Р |
|
|
|
|
|
|
где р—величина погружения трубы ниже уровня |
воды, |
м\ |
|||||||
Р—глубина уровня воды в скважине, м. |
|
|
|
|
|||||
Наивыгоднейший процент погружения колеблется от 70 до |
|||||||||
35% (в зависимости от высоты подъема воды), |
причем большие |
||||||||
значения X соответствуют |
меньшим |
значениям |
Р. |
|
|
на |
|||
' Расход воздуха, |
приведенный <к атмосферному давлению, |
||||||||
1 м3 воды определяется по формуле |
|
|
|
|
|
||||
|
В = Р(р + 10) |
, м\ |
|
|
(114) |
||||
Действительный |
|
|
10/? |
|
|
|
так |
|
|
расход |
воздуха |
будет больше, |
как в |
||||||
формуле не учтены |
потери |
на |
пути |
от компрессора |
до |
смеси |
теля.
Площадь поперечного сечения нагнетательного трубопро вода
Ф = 100Рн СЛ£2, |
(И5) |
хсд |
|
где Da — производительность насоса, м3/сек; |
смеси по на |
Сд —скорость движения воздушно водяной |
гнетательному трубопроводу (обычно 3 — 5 м/сек)-, она больше скорости воды, но меньше скорости воздуха.
Давление воздуха у смесителя
(И6)
*10 10
где у — вес 1 ма воды, кг; Рп — гидравлическое сопротивление в аэролифте, м. вод. ст.
234
С увеличением глубины погружения трубы возрастает об щая глубина скважины и необходимое давление воздуха, а расход воздуха на 1 м3 воды уменьшается.
Рис. 114. Схема самотечной подачи воды:
1, 2, |
3, |
21, 22 — номера скважин: 1, II, III, /V — ряды сква |
||
жин; |
а — шланг длиной 30 м; |
б — вентиль запорный; |
в — раз |
|
водящая водопроводная труба; |
г — основной водопровод; |
д — бак |
с водой
Получение воды из скважин-ы желонкой. При расстоянии от устья скважины до уровня воды, превышающем 40 м, применение аэролифта становится невозможным. В этом
Рис. 115. Передвижная установка для выдачи воды из скважины желонкой:
/ — лебедка; 2 — рама; 3 — мачта; 4 — бак; 5 —желонка, 6 — лоток; 7 — лыжа
случае над скважиной устанавливают треногу из металлических труб с блоком и лебедкой. Воду из скважины поднимают же лонкой диаметром 200—220 мм, длиной 2,5 м и емкостью 50 л.
235
Для освобождения помощников машинистов станков от тру доемких работ по подноске воды от скважины к станку на карь ере Каракубского рудоуправления была организована самотеч ная подача воды: из скважины ее подавали в бак, установлен ный тут же на высоте 1 м от земли, после чего она по трубам (с вентилями), уложенным по расчетным уклонам, самотеком поступала к станкам (рис. 114). Усовершенствуя этот способ.
Рис. 116. Стоимость 1 м3 воды при различных
способах |
подачи ее к |
буровым |
станкам: |
|
|
/ — автомашинами с |
цистернами; 2 — паровозом с |
ци |
|||
стернами; 3, |
4—из |
водяных |
скважин, |
удаленных |
от |
буровых станков соответственно на 5Э и 100 м, при по мощи желочного подъемника; 5, 6 — из скважин, уда ленных от буровых станков соответственно на 50 и 100 м, при помощи аэролифтов; 7 — из шахтного водоотлива
в мастерской рудника изготовили передвижную установку высотой 7 м для самотечной подачи воды из скважины. Мачта установки опирается на две лыжи из двутавровых балок № 27; от станка БУ-2 идет желоночная лебедка, имеется бак' для воды емкостью 4 м3 (рис. 115). Вес всей установки — 2,5 т.
Сравнительные данные о стойкости доставки воды к стан кам ударно-канатного действия на рудниках Каракубского, Вы сокогорского, Гороблагодатского и других рудоуправлений приведены на графике (рис. 116).
Наиболее совершенным и экономичным способом водоснаб жения буровых станков считается самотечный — из действую щего нагнетательного трубопровода шахтного водоотлива. Наи более дорогой является доставка воды к буровым скважинам хозяйственными поездами с паровозом и автомашинами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Преимущественное распространение станков ударно-канат ного бурения на рудных карьерах нашей страны обусловливает необходимость дальнейшего усовершенствования этого способа бурения.
Ближайшими задачами в этом направлении являются: зна чительное улучшение конструкции ударно-канатных станков: исследование -и разработка основных вопросов рационального режима их работы; механизация и автоматизация управления станками; коренная реконструкция долотозаправочного хозяй
ства; улучшение эксплуатации парка |
буровых станков. |
В настоящее время отечественная |
промышленность выпус |
кает ударно-канатные станки моделей: «Уралец» БУ-2; БУ-2А; БУ-20-2; БУ-2О-2М. Всем этим станкам, за исключением БУ-20-2М, который вообще конструктивно выполнен неудачно, присущи определенные недостатки. Главные из них: отсутствие на станках мотор-генераторной группы, позволяющей изменять число ударов бурового снаряда в пределах от 44 до 58 в мину
ту; отсутствие быстродействующих и |
удобных установочных |
устройств — гидравлических домкратов; |
неудовлетворительная |
конструкция ходового устройства; недолговечность рамы стан ка (особенно в месте установки вала долбежной шестерни); наличие трансмиссионного способа распределения усилий и дви жения от двигателя к исполнительным механизмам.
Устранение этих основных и ряда других конструктивных недостатков сделает ударно-канатные станки удобными и на дежными в эксплуатации и приведет к повышению их произво дительности.
Для внедрения рационального режима работы станков не обходимо установить оптимальные значения основных пара метров на большинстве карьеров страны и внедрить их в прак тику. Это означает: переход на бурение крепких и очень крепких пород с увеличенной высотой падения бурового снаряда при некотором уменьшении числа ударов; ведение процесса буре ния при оптимальных значениях высоты навески долота; буре
237
ние скважин с рациональным расходом воды за операцию дол бления, обеспечивающее оптимальные высоту и плотность шламового столба; затрата оптимального времени на операции долбления и желонирования с целью получения наибольшей скорости бурения; работа бурового снаряда с постоянным и рациональным углом поворота с целью обеспечения наиболее эффективного разрушения породы (при правильно выбранном угле приострения лезвия).
Внедрение рационального режима работы станков требует применения беспрерывного подлива воды и автоматического удаления шлама из скважины. Последнее позволит вести бу рение без разделения на операции, значительно повысить про изводительность труда.
В настоящее время на ударно-канатных станках нет прибо ров, контролирующих процесс бурения и позволяющих изме нять значение параметров в зависимости от крепости буримых пород. Снабжение станков устройствами, обеспечивающими необходимуюподачу каната с рабочего барабана и возмож ность бурения при рациональной высоте навески долота, позво лит не только механизировать, но и автоматизировать процесс управления. Желательно установить на станках глубиномеры, благодаря которым можно контролировать глубину скважины и высоту навески долота.
Надо отказаться от заправки долот на долотозаправочных станках и заменить последние мощными гидравлическими прес сами, позволяющими внедрить в производство поточный метод.
Исследования показали, что при ударно-канатном бурении следует более широко пользоваться способом наплавки долот твердым сплавом, так как это обеспечивает большую их стой кость и уменьшает число повторных заправок.
Наконец, улучшение организации труда (ликвидация непро изводительных простоев, переход на работу в одну смену и за крепление станков за определенными лицами) и должный уход за механизмами также значительно повысят эффективность буровых работ на карьерах Советского Союза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев О. И., Березнян М. М., Кульджанов Б. Ж, Псарев М. К- Исследования основных производственных процессов па Коунрадском руднике. Изд. АН Каз. ССР, 1955.
2.Богданов В. Н. Применение сквозного индукционного нагрева в промышленности. Машгиз, 1957.
3.Большедворский Г. М. «Глубокое бурение при разработке ка меноломен. «Взрывное дело», 1932, № 1.
4. |
Булычев |
В. |
В., Голован |
Г. М., Зурков П. Э., |
Кар |
пов |
А. Ф. и др. Разработка железных |
руд открытым способом, |
Метал- |
||
лургиздат, 1953. |
|
|
|
|
|
5. |
Б у р д о в А. |
И. |
Организация планово-предупредительного |
ремонта |
буровых станков «Уралец» БУ-2. «Горный журнал», 1951, № 12.
6.Бучнев В. К. Буровзрывные работы. Углетехиздат, 1955
7.Бучнев В. К. Долотья ударно-канатного бурения и их заправка Металлургиздат, 1943.
8.Власов Ф. И. Желонки для чистки густых шламов. «Горный жур нал», 1952, № 8.
9.В о з д в и ж е н с к и й Б. И., Васильев М. Г. Буровая механика Изд. 3-е, Углетехиздат, 1954.
10.Вор ош илин И. Р. Механизация горных работ. Металлургиздат,
1952.
11.Глазунов В. Н. Заправка долот для ударно-канатных станков.
Сборник «Совершенствование открытой разработки месторождений |
полез |
ных ископаемых». Под редакцией Н. В. Мельникова. Углетехиздат, |
1955. |
12.Глускин А. Г. Рационализация водоснабжения станков ударно канатного бурения. Днепропетровское областное издательство, 1958.
13.Егоров В. И. Влияние поглощаемой массивом энергии на про
изводительность ударно-канатных станков. «Горный журнал», |
1955, № 4. |
|
14. Зайдман Я. Д-, Назаров П. П. Классификация |
пород |
для |
нормирования ударно-канатного бурения. «Горный журнал», 1948, № 7. |
|
|
15. 3 о р и н И. П. Беззамковый ударный инструмент на бурение сква |
||
жин ударно-канатным станком. Журнал «Колыма», 1955, № 2. |
|
|
16. Соляные электродные печи трехфазные серии С, № 6136 и 6137. |
Ми |
нистерство электропромышленности СССР, ЦБТИ, В. О. Международная книга.
17. Электропечи нагревательные камерные серии Н, № 6132, Министер
ство электропромышленности СССР, ЦБТИ, В. О. Международная |
книга. |
|
18. Кириенко В. Ф. Производительность ударно-канатного |
бурения |
|
на разных |
режимах работы станка. «Горный журнал», 1954, № 10. |
|
19. |
Куличи хин Н. И. Ударное бурение на канате. ОНТИ, |
1935. |
20. Липов П. П. Новые стандарты на буровой инструмент. «Горный |
||
журнал», |
1956, № 12. |
|
239