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

Рама станка при работе устанавливается на трех домкратах 2Г,

на раме станка смонтирована также ручная лебедка, которая слу­ жит для подъема и опускания мачты.

Кинематическая схема станка изображена на рис. 38,6. Враще­ ние вала электродвигателя при помощи натянутого на шкив 22 плоского или текстропного ремня 23 передается на шкив 24 глав­

ного вала 12, который в зависимости от выполняемой операции

приводит в движение другие механизмы станка. Шестерни 25, 26 и 27 свободно сидят на главном валу и соединяются с ним с по­ мощью фрикционных муфт 28, 29 и 30.

Включением фрикционной муфты 28 шестерня 25 соединяется с главным валом и приводит во вращательное движение шестерню 31 инструментальной лебедки. На одном валу с барабаном 8 имеет­ ся тормозной обод 32, которым пользуются для спуска бурового снаряда в скважину. На барабане закреплен один конец рабочего троса 9, который пропущен через направляющий ролик 18. Затем переходит под оттяжным роликом 17 и перекидывается через рабо­

чий блок 6 мачты 5. Рабочий блок укреплен в каретке, опирающей­ ся на амортизатор 33.

Включением фрикционной муфты 29 вращение главного вала

передается шестерне 26 и долбежной шестерне 34, в результате ша­

тун 14, надетый на палец 15, получает качательное движение, а вместе с ним начинает работать балансирная рама 16 с оттяжным роликом 17.

Желоночный барабан 10 приводится во вращательное движение при соприкосновении фрикционного шкива 35 этого барабана с

фрикционным шкивом 36 главного вала. На желоночном барабане закреплен один конец желоночного троса 11. К другому концу этого

троса, перекинутому через желоночный ролик 7, прикрепляется желонка. Ходовой механизм приводится в движение включением фрикционных муфт 30, при этом шестерни 27, получив вращение от

главного вала, передают его большим шестерням 37 и звездочками

38, представляющим одно целое с шестернями 37.

Вращение звездочек 38 передается через первую цепную пере­

дачу цепным колесам 39 и звездочкам 40, сидящим на опорной оси 41 станка. Звездочки 40 через вторую цепную передачу приво­ дят в движение колеса 42 и сидящие с ним на одной оси ведущие звездочки 43. Последние приводят в движение гусеничные цепи 44.

Подъем и опускание мачты 5 производятся ручной лебедкой 45 посредством каната, перекинутого через систему блоков, укреп­ ленных на оси, расположенной в нижней части мачты.

Ручной механизм свинчивания 46 бурового снаряда расположен под рабочей площадкой. Он состоит из одной пары червячной 47

и одной пары цилиндрических шестерен 48.

Станки ударно-канатного бурения приводятся в движение асин­ хронным двигателем с контактными кольцами. Электродвигатель питается током напряжением 220—380 в. Для управления приме­ няют реверсивный магнитный пускатель, снабженный максималь-

80

§ 18. Буровой инструмент

Применяющийся для бурения скважин и разрушения породы в

забое инструмент называется буровым снарядом (рис. 39). Он со­

стоит из долота 1, штанги 2 и канатного замка 3. Все части бурово­ го снаряда прочно скреплены между собой резьбовым коническим

соединением. Вес снаряда колеблется от 300 до 3 000 кг и выбирает­ ся в зависимости от свойств буримой породы. Главной рабочей частью снаряда является долото (рис. 39,а), которое состоит из головки резца 4 высотой 80—100 мм, стержня 5, ключевых выемок

6 для захвата долота ключом или плашками при сборке и разборке

соединения каната к бурово­

му снаряду и представляет собой стальную втулку, которая в ниж­ ней части имеет внутреннюю коническую резьбу для соединения со

штангой.

82

Выше резьбы сделана коническая расточка, переходящая

вцилиндрический осевой канал, диаметр которого равен диаметру каната. Снаружи замок имеет квадратную ключевую выемку. Креп­

ление стального каната в замке производится следующим образом: канат на 150—200 мм от конца обвязывают вязальной проволокой,

врезультате образуется утолщение диаметром 45 мм. Затем конец расплетают и проволочки загибают в петли с направлением к кана­ лу замка, после чего канат затягивают в замок и петли заливают баббитом. Замки бывают самоповоротные и неповоротные.

При неповоротных замках поворот бурового снаряда на 20—

30° после каждого удара производится вручную путем скручива­ ния и раскручивания каната.

Самеповоротный замок (рис. 39,а) отличается от неповоротного

опускают хвостовиком на дно лотка или на землю,

клапан поднимается, и содержимое желонки выливается через ниж­ нее отверстие.

§ 19. Бурение и технико-экономические показатели

Перед установкой станка выравнивают площадку. Затем раму станка устанавливают на домкраты, ручной или механической ле­ бедкой поднимают мачту и крепят ее растяжками, после чего при­ крепляют буровой снаряд и желонку к канатам.

Прежде чем приступить к бурению, устанавливают направляю­ щую трубу диаметром на 50—70 мм больше диаметра скважины и длиной на 300—400 мм больше высоты подъема бурового сна­

ряда. Направляющую трубу пропускают через центральное отвер­ стие шестерни механизма свинчивания и устанавливают в спе­ циально выкопанной лунке. Затем через трубу опускают буровой

снаряд и бурят скважину на глубину 1 — 1,2 м. При забуривании

машинист станка должен внимательно следить за движением бу­ рового снаряда и производить бурение при меньшем числе ударов и натянутом канате, чтобы не допускать сильного качания сна­ ряда.

На станках, имеющих электродвигатель с регулировкой числа оборотов двигателя, уменьшение числа ударов достигается за счет сокращения числа оборотов главного вала. На станках, где нет таких электродвигателей, количество ударов уменьшают за счет неполного включения и частичного пробуксовывания фрикционной муфты. После того, как скважина углубилась настолько, что голов­ ка долота не поднимается выше устья скважин, частоту ударов повышают до нормальной. Правильное соотношение числа ударов и высоты подъема бурового снаряда определяют по характеру дви­ жения оттяжного (балансирного ролика). При нормальной частоте

ударов движение оттяжного ролика в первую половину пути опе­ режает движение инструментального каната, поэтому буровой сна­

ряд падает свободно.

При большом числе ударов в минуту снаряд еще не успеет из­ расходовать всю энергию, а‘оттяжной ролик уже начинает натя­ гивать канат и поднимать снаряд для нанесения второго удара. При

такой работе станка происходит сильное сжатие амортизатора,

сильные рывки и захлестывание каната, в результате чего станок

и канат быстрее изнашиваются.

При меньшем числе ударов инструментальный канат прилегает

к оттяжному ролику и свободного падения бурового снаряда не происходит, что ослабляет силу удара и, следовательно, отрица­ тельно сказывается на скорости бурения.

Число ударов в минуту должно изменяться в процессе бурения.

Поэтому электродвигатели буровых станков следует оборудовать

устройствами для регулирования оборотов. Особенно важно иметь оегулируемый в широких пределах электродвигатель при бурении пород разной твердости. Серьезным резервом повышения произво­ дительности станков ударно-канатного бурения является рациона­ лизация технологического режима работы этих станков и в первую очередь выбор правильного соотношения между временем чистого бурения и временем чистки скважин, т. е. выбор оптимального (наилучшего) интервала между чистками скважины.

На основе обобщения практического опыта и результатов изу­

чения вопроса рационального режима работы станков ударно-ка­ натного бурения П. П. Назаров дает следующие рекомендации.

1. При бурении скважин с постоянным числом ударов:

84

2. При бурении с регулированием частоты ударов:

а) по породам XII категории твердости (при « = 59^-50 уд/мин)

чистка скважин должна производиться через каждые 0,8—0,9 м; б) по породам IX категории твердости (при и = 49-т-46 уд/мин)

чистка должна производиться через каждые 1,2 м;

в) по породам VIII категории твердости (при « = 594-43 уд/мин)

чистка должна производиться через каждые 1,5 м.

Количество рейсов желонки, вычерпывающей шлам, при каждой

чистке скважин не должно быть более 2—3 (если диаметр желонки не менее 0,8 диаметра скважин и длина не больше высоты столба шлама в скважине перед чисткой). При работе станков, не имею­

щих регулирующих устройств, можно ограничиться только одним рейсом желонки. Указанные рекомендации пригодны для бурения пород, не имеющих трещин, по которым шлам мог бы вытекать из скважины.

Для различных конкретных условий, встречающихся на карье­ рах, рациональные технологические режимы работы станков удар­ но-канатного бурения должны быть уточнены. Бурение следует

всегда производить с достаточным натяжением каната, наиболь­ шей частотой ударов и максимальной высотой подъема бурового снаряда над забоем скважин, допускаемыми конструкцией стан­ ков и свойствами буримых горных пород. Регулирование инстру­ ментального каната зависит также от состояния амортизатора, длины (глубины скважины) и качества каната. Жесткие

(продолжительное время работающие) амортизаторы, старый (вы­ тянувшийся) канат, небольшая глубина скважины требуют такого регулирования каната, при которой буровой снаряд находится

сравнительно недалеко от устья скважин.

При бурении в трещиноватых породах часто происходит ис­ кривление скважин, поэтому при появлении признаков искривле­

ния (на канате образуются петли) следует прекратить бурение и принять меры к исправлению скважин. На уступах, где часто имеют

место искривления, лучше применять долота с крестовой или фа­

сонной головкой.

Перед перемещением станка производят осмотр ходового меха­ низма его и проверяют действия рычагов управления и тормозов. Перемещение станка от одной скважины к другой, а также на рас­

стояние до 100 м по ровной поверхности производят с поднятой мачтой и подвешенным снарядом. При этом буровой снаряд должен проходить через направляющий раструб, центральное отверстие

шестерни механизма свинчивания и прикрепляться к рабочей пло­ щадке станка.

При бурении первого ряда скважин станок устанавливают пер­ пендикулярно бровке уступа. При необходимости крутого поворота станка надо сначала повернуть его на некоторый угол, затем включить обе гусеницы и сделать перемещение станка вперед или назад, чтобы выправить гусеничную цепь. После этого включают одну гусеницу и небольшими поворотами доводят станок до нуж­ ного положения..

85

Для повышения производительности станков ударно-канатного бурения машинисты-передовики тщательно подготавливают пло­

щадку под установку станка и пути для передвижки его от одной

скважины к другой, изучают условия залегания и физико-механи­ ческие свойства породы и на основе этого определяют оптимальный режим работы станка.

При бурении в трещиноватых породах они работают с густым шламом, а в случае частого заклинивания долота забрасывают в скважины куски крепкой породы, а иногда даже куски чугуна. В

случае искривления бурение прекращают и принимают меры к выпрямлению скважин.

Для быстрой сборки бурового снаряда долото перед свинчива­ нием вставляют в отверстие шестерни механизма свинчивания и закрепляют плашками; затем висящую на канате штангу повора­ чивают на пять-шесть оборотов против часовой стрелки, после чего,

придерживая штангу, направляют ее на резьбу долота и осто­ рожно опускают. При раскручивании каната штанга быстро на­

винчивается на резьбу долота, что не только облегчает работу ма­ шиниста, но и ускоряет процесс свинчивания. Перед развинчива­ нием буровой снаряд ключевыми выемками долота вкладывают в плашки шестерни механизма свинчивания, отвертывают резьбу

только до ослабления ее, затем убирают плашки и повертывают буровой снаряд несколько раз по часовой стрелке. После этого, придерживая снаряд во избежание раскручивания, снова вставляют долото в плашки шестерни и отпускают. Вследствие раскручивания каната штанга отвинчивается.

Бурение, даже в породах средней крепости, производится снаря­ дом весом не менее 1,2—1,3 т.

Готовые скважины предохраняются от затопления водой путем устройства вокруг них валиков из глины и закрывания их пробкой

из соломы или дерева.

Один из лучших машинистов станка ударно-канатного бурения

треста Союзасбест П. М. Мельников1 на основе изучения свойств породы установил, что число ударов в 1 минуту должно быть равно

57—58, а высота подъема снаряда 0,75—0,8 м. При проходке сква­ жин в весьма крепких породах Мельников увеличил высоту подъе­

скважина доходила до жил самого лучшего асбеста с длинным во­ локном, скорость бурения резко снижалась, так как происходила

распушка волокна асбеста, забой забивался и скважину приходи­ лось чистить через каждые 0,2—0,3 м. На основе большого опыта Мельниковым была установлена точная дозировка воды, подли­ ваемой в скважину: для разрушенных змеевиков от 10 до 15 ведер на каждый метр скважины, в плотных змеевиках 5—6 ведер, при проходке руды с мелкими прожилками асбеста 20—30 ведер, а при

1 П. М. Мельников, За высокую производительность станков канатно­ ударного бурения, Промстройиздат, 1950.

86

бурении руды с жилами длинноволокнистого асбеста 30—40 ведер. В среднем на 1 м скважин требуется 24—25 ведер воды. При про­ ходке скважин в трещиноватых породах Мельников рекомендует опускать в скважину при бурении один-два крепких камня величи­ ной 8—10 см или обрезки старого каната длиной до 10 см. В разрушенных змеевиках он подливает в скважину вместо воды глинистый раствор. Благодаря проводимым мероприятиям П. М. Мельников добился проходки скважин до 300 м в месяц.

Машинистами Союзасбеста был предложен новый способ за­ крепления каната без применения канатного замка. Для этого штанга в верхней своей части заканчивается не резьбой, а полой шейкой, сквозь которую проходит канат, выходящий в боковое конусообразное отверстие — окно. К этому окну подогнана стальная втулка в виде пробки также с конусообразным отверстием. Конец

каната из окна проходит через втулку, после чего на нем делают узел в форме груши. Для этого конец каната распускают на пряди,

которые отгибают назад и туго стягивают шпагатом. Узел плотно входит в конусообразное отверстие втулки. Такое соединение ни­ когда не обрывается и дает возможность штанге свободно вра­ щаться на канате.

Работником Укрвзрывпрома А. Я. Селиным для чистки скважин

предложено приспособление в виде кронштейна, укрепляемого на мачте и снабженного направляющей трубой для прохода желонки. Кронштейн облегчает отвод желонки в сторону и разгрузку ее. Для удлинения срока службы инструментального каната была скон­ струирована установка отбойных роликов на балансирной раме и под оттяжным роликом.

Для ускорения вытаскивания направляющей (забурочной) тру­ бы машинисты предложили приваривать к ней специальные скобы.

При небольшом расстоянии станков друг от друга передовые машинисты треста Коркинугля обслуживают одновременно два станка.. Производительность станков ударно-канатного бурения за­

бурения, равный 0,7— 0,8.

87

Количество буровых станков, необходимое для обслуживания участка, уступа или карьера, рассчитывается по формуле

(34)

дРт

где Q — производительность участка (уступа, карьера) в сут­ ки в л3;

q — выход породы при взрыве с 1 м скважины в л3;

Р— сменная производительность станка в м/смену,

т— число смен работы станка в сутки.

Втабл. 15 даны нормы выработки при ударно-канатном бу­ рении.

На передвижку станков установлена норма выработки — 16 пе­

редвижек в смену.

Расход материалов при ударно-канатном бурении указан в табл. 16.

88

§ 20. Ловильный инструмент и ловильные работы. Меры безопасности

Ловильный инструмент и ловильные работы. Если при ударно-канатном бурении происходят аварии с на­ ходящимся в скважине буровым снарядом, то для ликвидации их производят ловильные работы. Для извлечения частей

бурового снаряда, оставшихся при аварии в скважине, применяют­ ся следующие л о в и л ь н ы е инструменты: отбойная штанга, ножницы, ловильный колокол, канаторезка, ловильный клапан, ло­ вильные ерши и вилка с собачкой.

Отбойная штанга (рис. 41, а) предназначается для извлечения бурового снаряда, заклинившегося в скважине; она не имеет резь­ бы, а подвешивается к желоночному канату на скобе 1. В теле от­ бойной штанги сделан продольный вырез 2, которым она надевается на инструментальный канат. Во избежание соскакивания с каната в штанге укрепляются болты 3, на которые надеваются металли­

ческие трубочки. Длина отбойной штанги 2 м, диаметр 190 мм, вес 375 кг.

Ловильные ножницы (рис. 41, б) служат для извлечения рабочей штанги или долота; они состоят из двух частей — верхней 1 и ниж­ ней 2. Устройство ножниц позволяет этим частям передвигаться относительно друг друга на 450 мм (шаг ножниц). Верхняя часть имеет головку с наружной резьбой, а нижняя имеет в конце внут­ реннюю коническую резьбу. При работе ножниц верхняя часть под­ нимается на предельную высоту (450 мм) и затем быстро опускает­ ся, производя удар по нижней части. Удар передается на застряв­ ший инструмент и помогает освободить его.

Ловильный колокол (рис. 40, в) используется для вылавливания любой части бурового снаряда, заклинившейся в скважине. Дейст­ вие ловильного колокола основано на силе трения, возникающей от

заклинивания снаряда в конусообразном раструбе колокола. Длина

раструба 1 м, диаметр внизу 207 мм, вверху 150 мм. В верхней ча­ сти колокол имеет наружную коническую резьбу.

Канаторезка (рис. 41,г) предназначена для отрезания каната,

когда последний мешает ловильным работам. Она представляет

собой стержень 1 с проушиной 2. В нижней части имеется обойма 3 с укрепленным в ней резаком 4. При подъеме канаторезки канат заклинивается между стержнем и ножом резака и перерезается.

Ловильные ерши (рис. 41, д) могут быть однорогие с прямым стержнем 1 и изогнутым стержнем 2 и двурогие 3. Однорогие ерши представляют собой стержёнь с наваренными на нем в шахматном

порядке зубьями, которые предназначены для захвата оборвавше­ гося каната, лежащего в скважине клубочком.

Общая длина однорогого ерша 1 200 мм, вес 90 кг. Двурогий ерш представляет собой вилку, с внутренней стороны которой при­ варены зубья, и служит для ловли каната, лежащего в забое пет­ лями. Длина двурогого ерша 1 300 мм-, вес 105 кг.

89