книги из ГПНТБ / Недин В.В. Буровзрывные работы учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов

90 Горные породы и буровые работы

2. Основные правила обращения с перфораторами

Хорошая работа перфораторов в большой мере зависит от

надлежащего ухода и правильного обращения с ними.

Перед началом бурения необходимо залить масло в перфо­ ратор или в автомасленку, проверить качество заправки коронок и хвостовиков.

Хвостовики должны иметь точные размеры. Отклонения от них ускоряют износ перфоратора и уменьшают скорость бурения.

Перед подсоединением к перфоратору воздушные шланги должны быть продуты сжатым воздухом, а водяные — промы­ ты струей воды. Это предотвратит случайные засорения перфо ратора.

Стяжные болты перфоратора должны быть подтянуты плот­ но и с одинаковой силой.

Во время бурения требуется:

а) следить за тем, чтобы ось перфоратора была направлена по оси шпура;

б) смазывать перфоратор каждые 2—3 часа;

в) своевременно сменять буры комплекта. По окончании бурения необходимо:

а) закрыть отверстия поворотной муфты, воздушного патруб ка и выхлопного отверстия;

б) очистить перфоратор от грязи и протереть; в) свернуть шланги в круг и повесить в безопасном месте;

г) отнести бурильный молоток в кладовую, достаточно удаленную от места производства взрывных работ.

При длительном хранении перфоратора части его надо про­

мыть в керосине и обильно смазать техническим вазелином. Дли­ тельное хранение перфоратора допускается в специальной кла­ довой.

Через каждые 3—4 дня перфораторы необходимо направлять в мастерскую для разборки, осмотра и промывки. Через каждый месяц полагается производить генеральную промывку перфора­ тора и замену изношенных частей. Запрещается разбирать перфоратор в забое.

Каждый перфоратор закрепляется за отдельным рабочим

(или за бригадой) и имеет учетную карточку (паспорт), где от­ мечаются срок службы, дата и характер ремонта и др.

На рудниках Кривого Рога хорошие результаты дала так на­ зываемая система гарантийного обслуживания перфораторов заводом-изготовителем (завод «Коммунист»). При этой си­ стеме промывка, осмотр и текущий ремонт перфораторов в те­ чение одного года производятся бригадой завода в специальной мастерской, расположенной на территории рудника. При этом каждый перфоратор имеет свой паспорт. Осмотр и промывка пер­

При обнаружении неисправных деталей их заменяют новыми.

Опыт показал, что гарантийная система обслуживания спо­ собствует повышению производительности труда и уменьшению

расхода запасных частей. Надобность содержать на руднике штат слесарей для ремонта перфораторов при гарантийном об служивании отпадает.

3. Производительность перфораторного бурения

Высокая производительность и должное качество работы бу­ рильщика предопределяют успех работы рабочих других профес­ сий (уборщиков породы, крепильщиков и др.) на последую­ щих стадиях технологического процесса добычи полезного иско­ паемого.

Большое влияние на производительность буровых работ ока зывает правильный выбор бурового оборудования и инструмен­

тов в-соответствии с горно-геологическими и техническими усло­ виями.

Основными факторами, определяющими этот выбор, явля­ ются:

1) физико-механические свойства горных пород; 2) усло­ вия выполнения работ; 3) направление шпуров; 4) организация

работ.

Данные практики, а также специальных исследований позво­ ляют на современном уровне буровой техники рекомендовать применение:

1)ручных перфораторов легкого и среднего типа с пневмо­ поддержками при бурении шпуров по породам с коэффициентом крепости по Протодьяконову до 10—12;

2)легких колонковых перфораторов (типа КЦМ-4) на под­

держивающей колонке при бурении шпуров коронками диамет­

ром 42—65 мм в породах с коэффициентом крепости по Прото­ дьяконову свыше 12—14;

3)колонковых перфораторов на распорных винтовых колон­ ках при бурении шпуров только в исключительных случаях по весьма крепким породам (с коэффициентом крепости по шкале проф. Протодьяконова свыше 16—18).

Большое влияние на выбор типа перфоратора оказывает ха­

рактер выработки, количество и расположение шпуров. В стесненных условиях или же при необходимости частой пере­ становки перфоратора в процессе бурения обычно применяют

ручные перфораторы на пневмоподдержках. Вообще в послед­ ние годы легкие ручные перфораторы на пневмоподдержках на­

ходят все более широкое применение на рудниках СССР и за рубежом.

жин с более или менее постоянного места, или когда перфора­ торы тяжелого типа установлены на удобно транспортируемых буровых каретках. По этим причинам колонковые перфораторы применяют на скоростных проходках горизонтальных выработок и при разработке мощных пологих залежей. В последнем случае используют тяжелые колонковые перфораторы, установленные на самоходных буровых каретках (на гусеничном или автомо­ бильном ходу). Если требуется бурить шпуры, направленные вверх, необходимо применять телескопные перфораторы.

Резкое увеличение производительности бурильщика дости­ гается, как показал отечественный опыт, благодаря применению передовых методов труда—методов многозабойного и много­ перфораторного бурения.

Многозабойное бурение было впервые применено лауреатом Сталинской премии бурильщиком А. И. Семиволосом. В 1940 г.

он бурил до 25 забоев за смену, достигнув при этом средне­

го выполнения месячных норм на 300—400%. Для применения многозабойного метода бурения необходимо:

1) наличие достаточного числа по возможности близко рас­ положенных забоев;

2)освобождение бурильщика от выполнения посторонних

обязанностей;

3)тщательная подготовка рабочего места, машин и инстру­

мента;

4)организация работы по строгому плану-графику, в кото­ ром предусмотрены последовательность бурения забоев, пас­ порт буровзрывных работ, интенсивность вентиляции и др.

Инициаторами многоперфораторного бурения явились нова­ торы производства бурильщики: И. Г. Янкин (в восстающих вы­

работках на медных рудниках Урала) и И. А. Митрофанов (в очистных забоях на железных рудниках Кривбасса).

Продолжительное время многоперфораторное бурение при­ менялось только в очистных забоях и при проходке восстающих выработок. За последние годы широкое распространение получи­ ло многоперфораторное бурение также при проведении горизон­ тальных выработок; инициатором в этом деле явился проходчик Чайковский (Кривбасс).

Необходимым условием для применения многоперфораторно­ го бурения является вполне надежное эффективное обеспылива­

ние процесса бурения каждым перфоратором. Производительность бурения характеризуется количеством

погонных метров пробуренных шпуров в единицу времени (час, смену). Сменную производительность перфораторного бурения

(при работе одним перфоратором) можно определить по

1934 г. (на рудниках Криворожского бассейна). В настоящее время на рудниках СССР бурение скважин при подземных раз­ работках осуществляется при помощи:

1)телескопных и колонковых перфораторов (методом штан­

гового бурения);

2)станков вращательного бурения;

3)буровых механизмов ударно-вращательного действия.

1. Оборудование для штангового бурения скважин

Термином штанговое бурение принято называть пер­ фораторное бурение с использованием составных (чаще всего

свинчивающихся) штанг. Применяют такие штанги при глубине бурения более 4—5 м.

Комплект бурового инструмента для штангового бурения (рис. 42) состоит из короткого бура, трех-четырех штанг, набора

хвостовиков и соединительных муфт.

Бур изготовляется из круглой стали диаметром 3.2 мм. Корон­ ка бура, чаще всего копьевидной формы, армируется пластинка­ ми твердого сплава. Диаметр коронки 60—85 мм. Угол между лез­ виями копья составляет от 120 до 140°; угол приострения каждого лезвия обычно равен 110—120°. На другом конце бура де­ лается левая нарезка на длину 79 мм для соединения со штан­

гой.

В последние годы стали с успехом применять ступенчатые коронки с опережающим лезвием (рис. 43).

Хвостовики изготовляют из круглой или шестигранной буро­ вой стали диаметром 25 или 32 мм. Для изготовления штанг при­ меняют шестигранную буровую сталь диаметром 25 мм. Обычная длина штанг 2 м. Путем осаживания в горячем состоянии оба

конца штанги доводят до диаметра 32 мм, после чего на них нарезают левую резьбу.

Для соединения частей бурового инструмента при штанговом бурении применяют муфты длиной 160 мм с наружным диамет­ ром 45—59 мм, имеющие внутри левую упорную резьбу диамет­ ром 28—31 мм по всей длине. На наружной цилиндрической по­ верхности муфт делают параллельные плоские срезы (выемки), облегчающие захват муфты ключами.

а — бур; б — муфта; в — хвостовик; г — штанга

96 Горные породы и буровые работы

Скважину начинают бурить самым коротким буром с хвосто­ виком длиной 0,3 м.

После углубления скважины на длину подачи перфоратора (0,56 м) хвостовики последовательно заменяют на более длинные—0,8—1,3—1,8 м. После того как будет использован

самый длинный хвостовик, его заменяют нормальной штангой с самым коротким хвостовиком. Далее операции последовательно повторяются.

С увеличением глубины скважины увеличивается вес бурово­

го инструмента и снижается производительность бурения. Поэто­

му таким способом бурили до последнего времени на глубину

только до 10—12 м.

Анализ физической сущности процесса перфораторного буре­ ния [4] показал, что предельную глубину достаточно производи­ тельного бурения современными перфораторами ударно-поворот­ ного действия можно увеличить путем:

1)увеличения той начальной живой силы, которую передает буру перфоратор, т. е. применяя более мощные перфораторы;

2)уменьшения массы штанг с целью увеличения к. п. д. ра­ боты удара, т. е. применяя более легкие штанги;

3)уменьшения площади воздействия живой силы удара, т. е.

уменьшая диаметр скважины пли заменяя сплошной забой кольцевым;

4) обеспечения постоянства к. п. д. работы удара, т. е. при­ меняя перфоратор, входящий в скважину и перемещающийся

вслед за продвижением ее забоя.

Именно эти направления, в отдельности или совместно, были использованы за последние годы в экспериментальных работах по повышению производительности глубокого перфораторного бурения. В результате глубину скважин, буримых перфоратора­ ми, удалось существенно повысить.

На рудниках СССР колонковыми ' перфораторами марок

В ряде зарубежных стран тенденция к замене вращательного способа бурения глубоких взрывных скважин в крепких породах перфораторным бурением (колонковыми перфораторами) за по­

следние годы заметно усилилась. Обычный диаметр скважин на зарубежных рудниках составляет в настоящее время 42—50 мм. Коронки — крестовые, армированные твердым сплавом. Штан­ ги —свинчивающиеся, с муфтовыми соединениями. Буровая сталь чаще всего-—шестигранная диаметром 25,4 мм. Диаметр цилинд­ ров колонковых перфораторов для глубокого бурения обычно колеблется от 76,2 до 101,6 мм; перфораторы снабжены авто­

98 Горные породы и буровые работы

стему, состоящую из шестерен 3, 6, 9 и 14, промежуточного валика 7 и фрикционной муфты 8. Шестерня 3 посажена на втул­ ку 4 наглухо и всегда вращается вместе с ней, а шестерня 14 укреплена на гайке подачи 13. Если гайка подачи 13 и шпиндель 12 вращаются с одинаковыми скоростями — подачи нет. Если гайка подачи вращается с числом оборотов, большим числа обо­

ротов шпинделя, последний, имея левую нарезку, вывинчивается

Рис. 44. Кинематическая схема станка для под­ земного вращательного бурения НИГРИ-4

из гайки — осуществляется ход 'вперед. При числе оборотов гай­ ки подачи, меньшим числа оборотов шпинделя, последний ввин­ чивается в нее — осуществляется ход назад. Регулирование ско­ рости и усилия подачи в зависимости от крепости пород произ­ водится с помощью фрикционной муфты 8, которая, кроме того, позволяет плавно включать и выключать механизм подачи и пре­ дохраняет станок от поломок. Реверсирование и регулирование скорости шпинделя при обратном ходе осуществляются посред­ ством второй фрикционной муфты 10. Управление обеими фрик­ ционными муфтами производится посредством маховичка 11.

Станок НИГРИ-4 предназначен для бурения скважин любо­ го направления на различной высоте от подошвы выработки.

Другой тип бурового станка — марки ГП-1 — показан на

рис. 45. Станок установлен на колонке. По принципу действия этот станок аналогичен вышеописанному.

Буровой инструмент станка вращательного бурения (рис. 46) состоит из коронки 1, колонковой трубы 2, переходника 3, буро­ вых штанг 4 и сальника 5. Промывочная вода проходит по цен-