книги из ГПНТБ / Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

часовой стрелке. Роторный двигатель прикреплен к станине 22 при

помощи стяжных болтов с гайками 23. В конце станины установ­ лен упорный подшипник 24. Преимущества автоподатчика: малый вес, небольшие размеры и возможность регулирования скорости подачи и величины осевого давления дроссельным краном.

Техническая характеристика автоподатчиков с роторным пнев­

матическим двигателем дана в табл. 8.

Автоподатчик с пневматическим поршневым двигателем ПП-6

(рис. 19) состоит из станины 1, с одной стороны которой укреплена натяжная головка 2, а с другой — нижняя головка 3. Через звез­ дочки этих головок проходит цепь 4 с шагом 25,4 мм, которая присоединяется к перфоратору 5. Для направления движения бура на станине установлен буродержатель 6. С нижней стороны стани­ ны прикреплен четырехцилиндровый пневматический двигатель с

редуктором и ведущим устройством 7. Станина автоподатчика при помощи конуса 8 укрепляется в седле 9 кронштейна 10 распорной колонки. При впуске сжатого воздуха в двигатель последний через редуктор приводит во вращение ведущую звездочку, которая пере­

мещает цепь вместе с перфоратором.

Длина подачи автоподатчика ПП-6 1 300 мм. Скорость подачи

0,1 м/сек, вес автоподатчика с пневмодвигателем 150 кг. Автопо­ датчик предназначен для тяжелых колонковых перфораторов КТ-70.

Буровая каретка (рис. 20) представляет собой устройство, по­ зволяющее одному бурильщику обслуживать в забое несколько

перфораторов. Кыштымский механический завод выпускает буро­

вую каретку БК-2 с механической подачей. На тележке 1 устанав­ ливают два перфоратора на салазках 2. В забое каретку укрепля­ ют распорными домкратными колонками 3. Каретка передвигается

по узкоколейному пути с шириной колеи 600 и 750 мм. Длина ка­ ретки 2440 мм, ширина 1010 мм. Наибольшая высота горной выработки для установки каретки 3 м.

Буровая каретка БТЗ НИ ГР И1 отличается от буровой каретки БК-2 наличием трех стрел для установки трех перфораторов ПА-23 с автоподатчиками ПП-3.

Буровая каретка БК-4 предназначена для бурения шпуров четырьмя, а БК-5—пятью одновременно работающими перфо­ раторами.

Установка колонки и перестановка перфораторов занимают не менее 20—30 мин., поэтому применение буровых кареток сокра­ щает время на вспомогательные операции на 1,5—2 часа в смену.

Одна буровая каретка благодаря своей подвижности может быть использована для обуривания нескольких забоев.

Техническая характеристика буровых кареток дана в табл. 9.

В Чехословакии буровая каретка обслуживает шесть перфора­ торов и предназначена для обуривания выработок с наибольшим

1 Научно-исследовательский горнорудный институт.

40

сечением 3,1X4 м. Крепление колонок каретки — гидравлическое,

вес каретки во время работы 800 кг.

Рис. 20. Буровая каретка БК-2

§ 8, Инструмент для ударного пневматического бурения

При пневматическом ударном бурении инструментом, непосред­ ственно действующим на породу и разрушающим ее, служит бур. Он состоит из головки (коронки), штанги (стержня) и хвостовика.

В Советском Союзе и за рубежом при ударном пневматическом бурении применяются буры пяти типов:

1)каленые из углеродистой стали;

2)армированные твердыми сплавами;

41

3)со съемными коронками из легированной стали;

4)со съемными коронками, армированными твердыми сплава­

ми;

нению с головками однодолотчатой формы, но зато такая форма головки предохраняет бур от застревания в трещиноватых поро­ дах. Двухдолотчатая форма головки может быть также исполь­ зована при бурении в вязких горных породах. Головки крестовой, Х-образной и звездообразной формы применяют главным образом при бурении крепких и весьма крепких пород, а также в трещино­

няют редко. Ее достоинство по сравнению с крестовой заключается

вбольшей стойкости при бурении. Z-образная головка применяется

впородах средней крепости с незначительной трещиноватостью.

Эта головка дает хорошие результаты при бурении вязких пород. При правильной конструкции головки любой формы ширина ее должна соответствовать длине лезвия, причем диаметр шпура по­

лучается несколько больше длины лезвия. Чтобы головка сраба­ тывалась равномерно, она должна быть симметричной. Перья крес­

товой головки должны быть такой толщины, чтобы она обеспечи­ вала прочность головки.

Для уменьшения износа головки бура по диаметру перья ее почти всегда делают с двумя уклонами: около лезвия 5° и далее

14°. Угол приострения лезвия бура выбирается в зависимости от

твердости буримых работ. Для мягких пород угол приострения берется равным 70—80°, для пород средней твердости и твердых

принимается стандартный угол 90°.

Хвостовики по своей конструкции бывают двух типов (рис. 22):

с буртиками и с заплечиками. Как буртики, так и заплечики слу­ жат для того, чтобы хвостовики не входили в буксу на величину,

большую, чем длина гнезда.

42

Правильно изготовленный хвостовик должен удовлетворять сле­ дующим требованиям: сечение и длина хвостовика должны соот­ ветствовать сечению и размерам гнезда перфоратора, .затылок хвос­

нии пород выше средней крепости, а также по­ род средней крепости с включением более крепких. Сплавом ВК-15

армируются головки, предназначенные для бурения в крепких по­

родах колонковыми и ручными перфораторами любого веса. В по­ родах весьма крепких его используют для головок легких колонко­ вых и ручных перфораторов. Сплавом ВК-15 армируются также

головки большого диаметра (50—60 мм).

При бурении армированными бурами первоначальное забури­ вание на глубину 2—3 см рекомендуется производить калеными

бурами с головкой крестовой формы, ширина .которой должна быть на 2—3 мм больше ширины головки, армированной твердым спла­ вом.

Буры, армированные твердыми сплавами, имеют по сравнению

собычными калеными бурами следующие преимущества:

1)резко повышается производительность бурения; специальные наблюдения, проведенные трестом Союзвзрывпром, показали, что производительность труда бурильщика с применением армирован­ ных буров увеличивалась при бурении в породах VIII категории

2)снижается стоимость буровых работ по прямым затратам: в

породах VIII категории твердости на 38%, в породах XIV кате­ гории на 60%.

3)увеличивается срок службы перфораторов;

4)упрощается бурозаправочное хозяйство предприятия, вслед­

ствие значительного сокращения или даже полного отсутствия надобности в бурозаправочных станках;

5) упрощается и облегчается доставка буров в забои, так как расход их сокращается в 15—30 раз.

43

Указанные преимущества армированных буров дают основания для самого широкого применения их на отечественных карьерах и рудниках.

Съемные коронки из легированной стали также получили срав­ нительно широкое распространение. При бурении применяются раз­ личные типы съемных коронок, отличающиеся друг от друга глав­ ным образом способом соединения их со стержнем бура. Известны

два основных способа соединения: резьбовое (рис. 23, а) и конус­

ное (рис. 23, б).

Рис. 23. Виды соединений съемных коронок

а — резьбовое; б —конусное

Форма и размеры съемных коронок из легированной стали оте­ чественного производства указаны в табл. 10.

Таблица 10

Техническая характеристика съемных коронок из легированной стали

Съемные коронки из легированной стали используются при бу­

рении перфораторами всех типов в породах любой крепости. Буры

со съемными коронками из легированной стали по сравнению с ка­ леными бурами имеют три основных преимущества:

1)расходы по доставке буров в забои и обратно-в бурозапра­ вочную мастерскую снижаются на 90—95%;

2)расходы буров в забоях значительно сокращаются и могут быть полностью устранены;

44

3) при массовом изготовлении съемных коронок оборудование бурозаправочных мастерских отдельных карьеров и рудников упрощается, а стоимость их содержания уменьшается.

В зависимости от качества стали и степени затупления каждая отдельная коронка выдерживает две-три заточки. Съемные корон­ ки изготовляют из хромистой, хромовольфрамовой, ванадиевой, хромовольфрамванадиевой и других сортов легированной стали.

Съемные коронки, армированные твердыми сплавами, в послед­ нее время получили широкое распространение. Они имеют одно­ долотчатую и крестовую формы головки и выпускаются разных раз­

меров. Коронки армируются пластинками твердых сплавов; форма пластинок прямоугольная и клиновидная.

На рис. 24 показаны коронки однодолотчатой и крестовой фор­ мы, армированные твердыми сплавами. Ниже приведены размеры однодолотчатых и крестовых съемных коронок, армированных плас­ тинками твердых сплавов прямоугольной формы.

Угол приострения съемных коронок, армированных твердыми сплавами, 110°, толщина пластинок твердых сплавов 8 и 10 мм.

В последнее время нашли применение долотчатые и Т-образные коронки с прерывистым лезвием, армированные пластинками и стерженьками твердого сплава. Такая конструкция коронок спо­ собствует увеличению скорости чистого бурения и снижению рас­ хода твердых сплавов.

Съемные коронки, армированные твердыми сплавами, совме­

45

Составные буры применяются для штангового бурения шпуров глубиной более 5 м и представляют собой свинчивающийся буро­ вой комплект, состоящий из короткого бура с головкой, штанг, хвостовика, соединительных муфт и ключей. Короткий бур имеет

длину 40 мм и изготавливается из стали диаметром 32 мм. С дру­ гого конца короткий бур имеет наружную левую резьбу на длину 80 мм. Головка, армированная твердым сплавом, имеет однодолот­ чатую или крестовую форму. Для штангового бурения могут быть использованы также съемные коронки, армированные тверды­ ми сплавами.

Штанги и хвостовики изготовляют из шестигранной буровой стали диаметром 25 мм. Штанги имеют длину 2 м. С каждого

конца нагретые штанги осаживают на длину 80 мм до диаметра

32 мм и на них делают левую резьбу. В зависимости от глубины шпуров в буровой комплект входят три штанги и более, а также четыре хвостовика длиной 0,3; 0,8; 1,3 и 1,8. Длина последних за­ висит от высоты выработки, длины перфоратора, общей длины бура

и величины хода подающего устройства. Один конец нагретого хво­ стовика осаживают до диаметра 32 мм и на нем делают левую

резьбу. Другой конец заправляют по форме и размерам гнезда в поворотной буксе перфоратора.

Для соединения бура, штанг и хвостовика, применяют муфты длиной 160 мм и наружным диаметром 50 или 45 мм. На внутрен­ ней поверхности муфт по всей их длине нарезают левую резьбу,

наружный диаметр которой равен 31 мм, а внутренний—28 мм. На наружной поверхности муфты делают выемки для захвата ключом

при свинчивании и развинчивании. Резьба — пилообразная с шагом 6 мм и глубиной 1,5 мм. Размеры штанг, бура и хвостовика при­

няты из расчета высоты выработки 2,2 м при бурении перфоратора­

ми с автоматической подачей на 0,5 м.

Для бурения шпуров глубиной до 6 м буровой комплект может быть изготовлен из буровой стали диаметром 22 мм. В этом слу­ чае наружный диаметр резьбы будет 25 мм, а внутренний —22 мм.

§ 9. Пневматическое ударное бурение и его производительность

Рациональная организация пневматического бурения прежде всего заключается в правильном выборе типа перфоратора и буро­ вого инструмента для данных конкретных условий карьера или рудника.

Выбор типа перфоратора и бурового инструмента зависит от физико-механических свойств горных пород (крепости, трещино­ ватости, вязкости и т. п.) и от параметров буровзрывных и горных

работ (диаметра и глубины шпуров, размеров выработок и их на­ правления).

Так как на одном и том же руднике или карьере часто имеют место различные условия буровых работ, то при выборе перфора­ тора нельзя ограничиться каким-либо одним типом машины; но и большое разнообразие типов перфораторов на карьере (руднике) нежелательно. Например, на карьере при шпуровом методе про­

47

изводства взрывных работ рекомендуется иметь перфораторы одного-двух типов для основного бурения и один тип для разделки негабарита.

В подземных работах при наличии разнообразных условий и больших масштабах буровых работ можно было бы ограничиться двумя, различными ПО' весу, типами ручных, одним типом колон­ ковых и одним типом телескопных перфораторов.

На открытых разработках самое широкое применение имеют ручные перфораторы: легкие весом до 20 кг и средние весом до

30 кг. Для бурения глубоких шпуров используются легкие колон­

ковые перфораторы весом до 40 кг.

В подземных условиях для бурения шпуров в вертикальных и наклонных выработках (с углом наклона более 30°), проходимых сверху вниз, целесообразно использовать тяжелые ручные перфо­ раторы весом более 25 кг, а в крепких породах — легкие колон­ ковые весом до 40 кг. Для бурения шпуров в вертикальных и на­

клонных выработках (с углом наклона более 30°), проходимых снизу вверх, следует пользоваться телескопными перфораторами.

При бурении шпуров в горизонтальных и слабонаклонных выра­ ботках в породах средней крепости следует применять ручные пер­ фораторы весом от 20 до 25 кг. В более крепких породах, особенно в выработках сечением более 5 м2, бурение надо осуществлять ко­ лонковыми перфораторами.

При проходке горизонтальных и наклонных выработок необхо­

димо использовать пневматические поддерживающие колонки для

легких перфораторов и автоподатчики для более тяжелых. В вы­ работках сечением более 8 м2 целесообразно применять многопер­ фораторное обуривание забоя с буровой каретки.

Необходимое количество одновременно работающих перфорато­ ров можно определить по формуле

qt ’

где I — глубина каждого шпура в м; п — число шпуров;

q — производительность одного перфоратора в час.;

t — время, отведенное по графику на обуривание забоя, в часах. Количество одновременно работающих перфораторов можно оп­

ределить путем расчета минимально необходимой площади забоя в м2 на один перфоратор. При проходке выработок рекомендуется принимать на один перфоратор 2—2,5 л-i2; хотя при четкой органи­ зации буровых работ можно1 довести площадь на один перфоратор до 1,5 м2 и тем самым сократить время на бурение шпуров.

В породах, имеющих твердость выше VIII категории, надо при­ менять буры или съемные коронки, армированные твердыми спла­ вами. В этом случае можно взять головки однодолотчатой формы и только в очень крепких или сильно трещиноватых породах следует

использовать крестовую форму.

48