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

Рис. 35. Буровые резцы

а — угольный РУ-1; б — угольный РУ-2; в — породный РП-1

<0

реже из полосовой путем завивки их в спираль в горячем состоянии. Шаг витка 120 мм. По предложению б. Гипроуглемаша, разрабо­ тан и выпускается новый профиль витой буровой стали, имеющий утолщенные наружные и округленные внутренние ребра с шагом спирали 90 мм.

Длина буровых штанг выбирается в соответствии с глубиной

штанг разной длины — от 600 мм до максимальной глубины шпура.

Так, например, для шпура глубиной 3—3,2 м можно рекомендовать комплект штанг длиной 600, 1 300, 2 000, 2 700 и 3 400 мм.

Один конец штанги имеет срезанную поверхность с цилиндриче­ ским отверстием, куда вставляется резец с замком, на другом кон­ це находится хвостовик, который удерживается в патроне шпинде­ ля. Для ручных электросверл штанги имеют круглый хвостовик, а

для колонковых — ромбический.

Режущей частью бурового инструмента является резец, качество

которого определяется качеством материала, из которого он изго­

товлен, и его формой. Наиболее устойчивыми являются .резцы с пластинками из твердого сплава марки ВК-8-

На рис. 35 показаны виды резцов для бурения, применяемые в

угольной промышленности. Резцы РУ-1 (рис. 35, а) и РУ-2 (рис. 35,6)

предназначены для бурения угля. Резец РП-1 (рис. 35, в) исполь­ зуется для бурения пород VIII и IX категорий твердости. Все эти

резцы имеют специальный пружинный замок для крепления резща

в бортовой штанге.

Рис. 36. Буровое долото со съемными резцами

/—хвостовик; 2 — съемные резцы; 3— пластинка твердого сплава; 4 — буровая штанга; 5 — передовой резец

В Германской Демократической Республике на калийных руд­ никах бурение незаряжаемых скважин диаметром 160 мм произво­ дится бурами со съемными резцами (рис. 36), армированными твердыми сплавами. Бурение этих скважин осуществляется колон­

ковыми электросверлами, имеющими электродвигатель мощностью

7,5 кет.

70

связана с типом сверла, установлением правильного режима их экс­

плуатации и выбором наилучшей формы резца в зависимости от физико-механических свойств породы. Исследования показали, что

путем изменения режима работы электросверл и формы резца элек­ тросверлами можно бурить и более крепкие породы.

Выбор наиболее выгодного режима бурения электросверлами состоит в том, чтобы определить число оборотов шпинделя, величи­ ну осевого давления, форму резца, которые бы при данной мощно­ сти электросверла в конкретных условиях бурения обеспечили наи­ высшую производительность.

При работе ручными электросверлами осевое давление создает­ ся силой рабочего (за исключением электросверла типа ЭРП-5), поэтому, меняя число оборотов шпинделя при создаваемом буриль­ щиком усилии, определяют скорость бурения и на основе анализа полученных показателей устанавливают для данного забоя наи­

лучший (оптимальный) режим бурения.

При бурении колонковыми электросверлами с механической подачей можно (в пределах допустимой мощности электродвигате­ ля) установить оптимальное сочетание величины усилия и числа оборотов шпинделя, при котором скорость бурения будет наиболь­ шей. Опытные работы следует проводить с резцами разной формы

с тем, чтобы определить для данных условий и наилучшую форму резца.

Основное правило при выборе режима заклю­ чается в том, что с повышением твердости гор­ ных пород необходимо увеличивать осевое дав­ ление и уменьшать число оборотов шпинделя.

Режим бурения оказывает существенное влияние и на характер пылеобразования. Применение промывки не только увеличивает скорость бурения, но и резко уменьшает пылеобразование, особен­ но в случае употребления смачивающих растворов.

Перед .началом бурения необходимо выбрать место для уста­ новки электросверла с учетом заданного комплекта шпуров при наименьшем числе перестановок рамы (при колонковых электро­ сверлах), после чего устанавливают электросверло. При пуске

электросверла проверяют правильность вращения шпинделя, кото­ рый должен вращаться по часовой стрелке, если смотреть по на­ правлению от сверла на забой. В случае неправильного вращения шпинделя нужно сообщить об этом электрослесарю, который дол­ жен переключить любые две фазы двигателя. При бурении внима­ тельно следят за тем, чтобы бур в шпинделе не перекашивался, так как перекос ведет к искривлению шпура, поломке бура и перегрузке сверла. При бурении время от времени проверяют прочность уста­

71

новки рамы и в нужных случаях закрепляют ее поворотом распор­ ного винта. При вязких и влажных породах следят за удалением буровой муки и иногда с этой целью прибегают к обратному ходу подающего винта. Нужно бережно относиться к резцам и менять их, когда они затупятся, так как бурение износившимися рез­ цами ведет к перегрузке сверла.

По окончании работы выключают электросверло, вынимают штепсель из розетки пускателя, снимают машину и раму и убирают их в отведенное для этого место. Также убирают весь инструмент,

а кабель развешивают по выработке или сматывают на барабан. Для повышения производительности бурения большое значение имеет правильный уход за электросверлами и своевременный ре­ монт их.

При пользовании электросверлом следят за своевременностью смазки и наличием смазочного материала. Четыре раза в месяц шестерни и подшипники тщательно промывают в бензине и смазы­ вают их. Шестерни смазывают солидолом марки Т и Л, а также графитной массой; подшипники смазывают вазелином или конста-

лином. Кроме того, при каждом осмотре контактов выключателя, который проводится не реже одного раза в пятидневку, зачищают их напильником и слегка смазывают вазелином.

Электросверло должно регулярно (один раз в сутки) осматри­ ваться дежурным электрослесарем.

Во время работы электросверла необходимо избегать частых включений и выключений электродвигателя, так как это ведет подгоранию контактов и порче выключателя.

Внедрение передовых методов работы повышает производитель­

ность труда. Так, при бурении электросверлами при проходке под­

земных выработок в Кузбассе передовыми бурильщиками был при­ менен метод многозабойного обслуживания. Прохо­ дились одновременно три штрека сечением около 8 м2 без подрыв­ ки. Бурение производилось двумя электросверлами ЭР-5. В каж­

дую смену выходило шесть проходчиков, из которых один бурил шпуры, трое убирали уголь, а двое были заняты креплением. К на­ чалу смены забои были подготовлены следующим образом: первый забой очищался от угля й закреплялся, во втором забое лежал

взорванный уголь и в третьем —• уголь был убран, но забой не за­

креплен. Окончив бурение шпуров по углю в первом забое, бу­ рильщик переходит к бурению шпуров в третьем забое, в котором к этому времени закончилось крепление. Три проходчика после уборки угля во втором штреке переходят к уборке угля в первом штреке, а крепильщики, окончив работу в третьем забое, переходят в первый, из которого убран уголь. Таким образом, вся работа бы­ ла организована согласованно и по строгому графику. Бригада про­ ходила за месяц около 600 м штреков.

Большую роль в повышении производительности труда играет правильное распределение обязанностей между членами бригады. Так, на шахте имени В. В. Вахрушева (Кузбасс) за счет выполне­

72

ния вспомогательных работ (разметка шпуров, выбуривание лунок

ит. п.) подсобными рабочими затраты времени на выбуривание шпуров сократились почти вдвое, а общая производительность труда бригады повысилась.

Сочетание работы колонкового и ручного электросверла в за­ бое одной из шахт треста Куйбышевуголь и правильная последова­ тельность обуривания шпуров позволили добиться месячной про­

ходки штрека сечением 10 м2 до 90 м в месяц с подрывкой кровли

ипочвы.

Новаторы производства внесли много ценных предложений для

усовершенствования техники буровых работ. Работниками Сталиигр адвзрывпрома была предложена и внедрена новая конструкция бура для бурения отвесно падающих шпуров по мелу на карьере цементного завода «Комсомолец». Бур состоит из трех элементов:

рабочей части с резцом, изготовленным из витой ромбической ста­ ли, штанги из газовой трубы диаметром 20—25 мм и хвостовика.

Все элементы соединены при помощи сварки. Бурение производи­

лось с подливкой воды. Такой бур позволил увеличить глубину бу­ рения с 3 до 6 м и повысить эффективность взрывных работ.

Инж. Шумовским была предложена конструкция простой рас­ порной колонки для электросверла ЭРП-5, повысившая производи­

тельность бурения. Забойщик Мусохранов (Кузбасс) предложил новую стандартную форму резца БЧ-501, которая увеличила про­

изводительность бурения на 20—30%.

В табл. 13 даются нормы выработки при бурении ручными

электросверлами.

Таблица 13

Норма выработки при бурении ручными электросверлами в пог. м

При бурении электросверлами принимают следующие меры безопасности.

Для устранения возможности ударов тока электросверла тща­ тельно заземляют. Заземление производится четвертой (нулевой) жилой кабеля, которая соединяется с корпусом электросверла и пускателя. Последний имеет провод с латунной или медной пластин­

кой, закапываемой во влажную землю.

73

Во время работы постоянно следят за исправностью заземляю­ щего устройства, сохранностью изоляции проводов; бурильщик обя­ зательно должен работать в резиновых перчатках, а в сырых ме­ стах одевать галоши, следить за тем, чтобы одежда (полы, рукава

и пр.) не могла намотаться на бур. Во избежание повреждения гибкого кабеля последний не должен лежать на почве.

Необходимо следить за состоянием кровли выработки и свое­

временно производить оборку нависающих или отслаивающихся кусков породы. При наличии капежа не следует допускать попада­

ния воды на электросверло.

Глава IV

СТАНКИ УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

§ 16. Теоретические основы ударно-канатного бурения

Процесс ударно-канатного бурения заключается в том, что бу­ ровой снаряд весом 1 000—2 000 кг и более падает с определенной высоты на забой скважины и разрушает породу за счет развиваю­ щейся при падении живой силы удара. После каждого удара буро­ вой снаряд поворачивается на некоторый угол и таким образом соз­

даются условия равномерного разрушения всей площади забоя скважин. Во время бурения в скважину периодически подливается вода, которая вместе с мелкими частицами образует шлам; послед­ ний время от времени вычерпывается из скважины специальным приспособлением — желонкой.

лансирная рама с оттяжным (балансирным) роликом 4. При своем движении вниз ролик нажимает на канат 5, к которому прикреплен буровой снаряд 6. В это время происходит подъем снаряда (рис. 37,а). При движении ролика 4 вверх канат освобождается на короткое время от ролика, буровой снаряд падает на забой сква­ жин, и происходит удар о породу (рис. 37, б) Канат от бурового снаряда идет через блок 7 мачты 8, далее под оттяжной ролик 4,

направляющий ролик 9 и закрепляется на барабане 10.

Работа одного удара бурового снаряда по породе забоя сква­ жины равна:

(22)

2

где т — масса бурового снаряда, определяемая по формуле

т——~ —— — 0,102 G кг сек2/м, g 9,81

74

где G — вес снаряда в кг;

в м/сек2; h — высота падения в м.

Подставив в формулу (22) значение т и и, получим:

Рис. 37. Схема ударно-канатного бурения

а — подъем снаряда; б — удар

разной твердости, по данным П. П. Назарова, приведены ниже:

75

пропорциональна весу бурового снаряда, высоте его подъема, чис­ лу ударов, ускорению падения и обратно пропорциональна квадра­ ту диаметра скважин и удельной работе бурения на единицу объе­ ма буримой скважины.

Все указанные величины находятся во взаимосвязи и зависят от

конструкции станка. Например, вес бурового снаряда зависит от диаметра скважины и равен:

жин, принимаемое в пределах 0,7+0,9;

L — длина бурового снаряда, равна Н—2h, в см; d —диаметр скважин в см;

Н— высота мачты станка от поверхности земли до оси головно­ го блока в см;

Таким образом, с увеличением диаметра скважины повышается и вес бурового инструмента.

Нормальная работа бурового станка обеспечивается в том слу­

чае, если время ускоренного падения снаряда в скважине и про­

должительность поворота шестерни 1 (см. рис. 37) на угол а, соот­

76

ветствующий ходу оттяжного ролика 4, равны. Угол а для отечест­ венных станков ударно-канатного бурения равен 167—177°.

При соблюдении этого условия буровой снаряд в начале паде­ ния как бы отходит от оттяжного ролика и создаются предпосылки для свободного падения снаряда; во второй половине хода, когда движение оттяжного ролика замедляется, снаряд нагоняет оттяж­ ной ролик в момент удара и затем начинает плавно подниматься вверх.

Время движения оттяжного ролика составит:

т. е. с увеличением высоты падения число ударов уменьшается, а с понижением высоты увеличивается.

Ускорение падения бурового снаряда зависит от плотности и высоты столба шлама и составляет от 6,5 до 5 .м/сек2. Для обеспе­ чения надлежащего ускорения падения необходимо производить

своевременную очистку скважин от шлама.

§ 17. Устройство станка ударно-канатного бурения

Для бурения скважин используются буровые станки различных марок. Наибольшее распространение получил станок ударно-канат­

ного бурения БУ-20-2 (рис. 38). Станок состоит из тележки с гусе­

ничным ходом 7; рамы станка 2; кабины 3, в которой установлены электродвигатель 4 и все электрооборудование станка; мачты 5 с

блоками: рабочим 6 и желоночным 7; барабана 8 инструменталь­ ной лебедки, на котором закреплен рабочий трос 9; желоночного барабана 10, на который навивается желоночный трос 11; главного

(рабочего) вала 12, получающего движение при помощи ременной передачи от электродвигателя; долбежный шестерни 13 с шатуном 14, один конец которого надет на кривошипный палец 15, закреп­ ленный в отверстии долбежной шестерни, а другой с помощью пальца укреплен в передней части балансирной рамы 16 с балан­ сирным (оттяжным) роликом 17 и направляющим роликом 18; направляющего устройства 19 для бурового снаряда 20.

77