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

тельного бурения даны в табл. 18.

Для бурения взрывных скважин в крепких породах на отече­ ственных подземных рудниках применяют также шарошечное

бурение. Рабочим инструментом при этом способе является шарошечное долото. Для подземного бурения взрывных скважин применяют двух- и трехшарошечные долотья. Каждая шарошка представляет собой конус, на поверхности которого впаяны зуб­ ки из твердого сплава ВК-11 или ВК-15.

Двухшарошечное долото ДШ-7 (рис. 49, а) имеет две сталь­ ные лапы 1 с цапфами, на которые насаживаются конические шарошки 2. Лапы, соединенные вместе, образуют корпус долота. На верхней части корпуса долота имеется замковая резьба для

соединения с буровой штангой. Конические шарошки 2 свободно вращаются в цапфах лап. На конических поверхностях шарошек впаяны (припоем Л-62) по тридцать два цилиндрических зубка 5 диаметром 12 мм и высотой 14 мм, расположенных по четырем окружностям. Шариковая опора 3 шарошки состоит из 14 сталь­ ных шариков диаметром по 9 мм. Шарики введены через отвер­ стие, 4 в лапе. Последнее закрывается металлическим пальцем

Оборудование и инструмент для бурения скважин ЮГ

который закрепляется электросваркой. При вращении вокруг оси

долота конические шарошки катятся по забою скважины и свои­

ми зубьями разрушают породу.

Трехшарошечное долото ДШ-10 изображено на рис. 49, б. Поскольку три шарошки вписываются в тот же диаметр, что и две шарошки предыдущего долота, объем разрушаемой породы за один рейс, а следовательно, и чистая скорость бурения увели­ чиваются в 1,2 раза. Износоустойчивость долота возрастает в 1,5

раза. Опытными работами установлено, что сменная производи­ тельность бурения при применении трехшарошечного долота

увеличивается в 1,6—1,8 раза.

Производительность шарошечного бурения в значительной степени зависит от величины осевого давления на забой скважи­

ны, поэтому при шарошечном бурении применяются станки, спо­ собные обеспечить большую осевую нагрузку. Обычные станки

вращательного бурения для этой цели .мало пригодны.

102 Горные породы и буровые работы

■ На Сокольном свинцово-цинковом руднике при бурении трех­

шарошечными долотьями ДШ-10 в породах с коэффициентом крепости 14—18 достигнута [34] максимальная производитель­ ность 17 м/смену, стойкость долота при этом составила 6,5 м.

б

Рис. 49. Шарошечные долотья:

а — двухшарошечное долото ДШ-7; б — трехшарошечное долото ДТП-IQ

3. Ударно-вращательное бурение взрывных скважин

За последние годы в СССР было разработано несколько стан­

ков ударно-вращательного действия для бурения взрывных

скважин в подземных выработках; БЭС-2Б, БМК-2М и БА-100. Приведем краткие данные о наиболее совершенном из них — станке БА-109.

Этот бурильный агрегат, впервые примененный в 1955 г. на рудниках Темир-Тау и комбината КМАруда, был разработан Западно-Сибирским филиалом АН СССР [17]. Он предназначен

для бурения глубоких взрывных скважин диаметром около 100 мм и глубиной до 50 м по породам и рудам с коэффициентом крепо­ сти 10—20 по шкале Протодьяконова. Конструкция станка позво­ ляет бурить скважины любого направления.

Обший вид агрегата БА-100 приведен на рис. 50. Он состоит из станка .установленного на распорной колонке 1, става штанг 2 с двойной муфтой 3 и пневматического молотка 4 с буровой ко­ ронкой 5. При бурении став штанг с закрепленным на нем молот­ ком приводится станком во вращение и подается на забой сква­

жины. Сжатый воздух для работы молотка и вода для промывки скважины поступают в став через двойную муфту, находящуюся на его свободном конце. Собственно станок состоит из сварной

Рис. 50. Бурильный агрегат БА-100

станины, смонтированного на ней электропривода, сообщающе­ го вращение пустотелому шпинделю, и пневмоподатчика с двумя

цилиндрами для продольной подачи шпинделя. На конце шпин­ деля находится кулачковый патрон 6 для зажима штанг. В кон­ струкции станка предусмотрен штангодержатель 7 для перехва­ та става патроном шпинделя при вертикальном и наклонном бу­

рении. Двухшарнирное крепление станка на колонке позволяет

бурить скважины любого направления. Устанавливают направ­

104 Горные породы и буровые работы

ление по двум лимбам. Станок легко поднимают и опускают по

колонке с помощью ручной лебедки 8. На пульте управления 9

смонтированы: кран для пуска молотка, кран управления пнев­

моподатчиком, регулятор усилия подачи. Обслуживание машины

и управление ее работой осуществляются просто. Штанга состо­

ит из двух труб: наружной, по которой подается воздух, и внут­

ренней— для подачи воды. Наружные трубы штанг имеют на­ конечники с конической резьбой, чем обеспечивается быстрое соединение штанг при наращивании става. Внутренние водяные трубы соединяются без резьбы, так как они имеют уплотняющие

резиновые кольца.

Рис. 51. Пневматический ударник М-1700

Важным элементом станка, отличающим его от других устройств для бурения глубоких скважин, является автоматизи­ рованное устройство для ускоренной выдачи става штанг.

Ударным механизмом агрегата служит пневматический моло­ ток М-1700 (1700 ударов в минуту при величине работы удара 9 кГм). Ствол молотка (рис. 51) выполнен в виде толстостенной трубы, в стенках которой выфрезерованы каналы для воздуха и

воды, а снаружи насажена стальная рубашка с тонкими стенка­ ми. Внутри ствола находятся ударники воздухораспределитель­ ное устройство с пластинчатым клапаном. В передней части ство­ ла закреплена буровая коронка.

Институт горного дела АН СССР провел на руднике им. Губ­ кина комбината КМАруда сравнительные испытания станков

ударно-вращательного действия. Некоторые результаты этих испытаний, полученные при бурении горизонтальных скважин,

приведены в табл. 19. Бурение проводилось в подземных усло­ виях по абразивным, монолитным микрокварцитам с коэффи­ циентом крепости 16—18 по шкале Протодьяконова.

Как следует из данных табл. 19, показатели работы станка БА-100 превосходили показатели других станков подобного типа.

Советские специалисты работают над дальнейшим усовер­ шенствованием буровых агрегатов ударно-вращательного дейст­ вия.

Для бурения глубоких взрывных скважин в крепких поро­ дах Криворожским заводом «Коммунист» создан погружной пер­ форатор ПШ-20 [2] ударно-поворотного действия.

Таблица 19

Результаты сравнительных испытаний станков ударно­ вращательного действия для подземного бурения взрывных скважин

Перфоратор ПШ-20 предназначен для бу­

рения восстающих глубоких скважин диамет­ ром 90 мм и глубиной до 50 м под углом от 5

до 90° к горизонту в крепких и средней крепо­

сти породах с коэффициентом крепости по Протодьяконову 10—14.

Перфоратор (рис. 52) состоит из следую­ щих основных узлов: ударного механизма, по­ воротного механизма, воздухораспределитель­ ного устройства, водопромывной системы и хвостовика. Размещены эти узлы внутри го­ ловки /, цилиндра 2, патрона 3 и держателя 4, которые соединяются между собой при помо­ щи резьбы. Для предотвращения от самоотвинчивания применены стопорные шайбы. Цилиндр 2 разделен полумуфтами 5 и 6 на две полости, работающие, как самостоятельные ци­ линдры, в которых двигаются два поршня 7 ударника. При помощи воздухораспредели­ тельного механизма сжатый воздух направля­ ется в цилиндр попеременно то с одной, то с

106 Горные породы и буровые работы

другой стороны поршня. Такая конструкция цилиндра увеличи­ вает силу удара. Поворотный механизм состоит из винта с ус­

тановленными в его вырезах крылатками, храпового кольца, поворотной буксы 8, грандбуксы 9. Воздухораспределение осу­ ществляется посредством откидного клапана 10. Воздухораспре­ делительный механизм отличается от стандартного наличием в

Рис. 53. Установка для бурения перфоратором ПШ-20

клапанной коробке 11 каналов, которые служат для подвода сжа­ того воздуха во вторую полость цилиндра при рабочем ходе пор­ шня-ударника. Для подачи воды в канал хвостовика 12 служит водяная трубка 13. Хвостовик 12 снабжен резьбой для навинчи­ вания коронки. При извлечении перфоратора из скважины хвос­ товик удерживается от выпадания буродержателем 4.

В процессе бурения перфоратор ПШ-20 входит в скважину. Возможность этого обеспечивается цилиндрической, без высту­

пающих частей, его формой и тем, что диаметр коронки боль­ ше диаметра корпуса. Перфоратор соединен со ставом штанг, по­ дающих его в скважину по мере продвижения забоя последней.

Перфоратор ПШ-20 устанавливают на распорной винтовой колонке ВК-30 (рис. 53) с ручным податчиком ПРВ-2 (или с пневмоподатчиком ПП-3). Общий вес установки 82 кг.

В отличие от буровых агрегатов ударно-вращательного дей­ ствия перфоратор ПШ-20 имеет поворотный механизм обычно­ го типа, поворачивающий коронку на некоторый угол во время обратного хода поршня. Такое устройство позволило избавить­ ся от отдельного сложного и тяжелого привода для вращения,

какой имеется, например, у станков БЭС-2 и БА-100. Перфора­

тор ПШ-20 работает целиком на сжатом воздухе, тогда как для работы станков БЭС-2 и БА-100 требуется иметь в забое два

108 Горные породы и буровые работы

Изготовлены опытные образцы еще более мощного погруж­ ного перфоратора ПШ-50 для бурения взрывных скважин диа­ метром 150 мм. Основные расчетные данные ПШ-50 следую­ щие: вес 50 кг, работа удара 16 кгм, число ударов 2400 в 1 мин. В настоящее время опытные образцы ПШ-50 испытываются на рудниках Кривбасса.

Институтом Гипрорудмаш в Кривбассе создан 'агрегат АБ

для ударно-вращательного бурения (в рудах малой и сред­

ней крепости) взрывных скважин диаметром 85 мм и глубиной

до 50 м.

В мягких рудах агрегат может работать вращательным спо­ собом, а в рудах средней крепости — ударно-вращательным спо­ собом.

§2. Бурение скважин на открытых разработках

Всовременных механизированных карьерах отбойка усту­ пов чаще всего производится скважинами вращательного (в

мягких породах) и ударно-канатного (в крепких породах) бу­ рения.

Кинематическая схема самоходного станка вращательного бу­ рения БС-110/25, выпускаемого Карпинским заводом, приведе­

на на рис. 55.

лебедки 8, каната и полиспаста, состоящего из подвижного бло­

ка 6 и неподвижного 7. Вращение барабана лебедки осуществ-

Рис. 55. Кинематическая схема станка БС-110/25

ляется от электродвигателя 9 через шестерни 10—15 (тоже с ко­ сыми зубьями) трехступенчатого редуктора передвижения стан­ ка и подъема. Включение барабана лебедки производится лен­ точным фрикционом 16, а торможение—ленточным тормозом

17. Механизм шагания станка приводится в движение от вала

трехступенчатого редуктора через звездочки 18 и 19 при помо­ щи цепи 24. Включение механизма шагания производится ку­ лачковой муфтой 20, соединяющей звездочку 18 с валом редук­

тора. Механизм шагания (кривошипно-крейцкопфного типа)