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

но Горные породы и буровые работы

состоит из коленчатого вала 21, стойки 22 с башмаком и тормо­ за 23. Скорость передвижения станка 0,25 км!час.

Техническая характеристика бурового станка БС—110/25

Ввиду того, что буровые станки вращательного действия применимы только в мягких породах, они распространены в сов­ ременной практике открытой разработки месторождений по-

Рис. 56. Принцип действия станка ударно-канат­ ного бурения:

а — первое положение; б — второе положение

лезных ископаемых значительно меньше, чем станки канатно-

ударного бурения.

Принцип работы станка канатно-ударного бурения заклю­ чается в следующем (рис. 56). В результате качательного дви­ жения балансирного (оттяжного) блока 7 буровой снаряд, сос­ тоящий из долота 1, штанги 2 и канатного замка 3, поднимает­ ся на высоту h (рис. 56, а), а затем падает на забой скважины, нанося удар по породе долотом (рис. 56, б). Буровой снаряд прикреплен к канату 4, перекинутому через головной блок 5,

5, инструментальная лебедка 6, желоночная лебедка 7, ходовой механизм 8, лебедка для подъема мачты, механизм свертывания бурового инструмента 9, рукоять управления станком 10 и дви­ гатель 11.

Техническая характеристика станков ударно-канатного буре­ ния приведена в табл. 21.

Буровой инструмент (снаряд) ударно-канатного бурения со­

стоит из канатного замка, ударной штанги и долота. Канатный

замок служит для надежного закрепления каната. Нижняя

112 Горные породы и буровые работы

часть замка имеет конусообразную полость с нарезкой для ввинчивания штанги. Средняя часть канатного замка имеет ква­ дратное сечение, приспособленное для ключа, которым свинчи­ вают части снаряда.

Долото является главной частью бурового снаряда, от ко­ торого в особенно большой мере зависит успех бурения. Доло­ то изготовляют из лучших сортов углеродистой стали. Конст­ рукции долотьев различной формы изображены на рис. 58. До­

же крестовые и копытные. Угол приострения головки долота зависит от крепости пород и их трещиноватости. Он колеблется в пределах от 90 до 120°. В твердых породах угол приострения

веса бурового снаряда. Она имеет в верхней части конус с вин­ товой нарезкой для соединения с канатным замком; в нижней

114 Горные породы и буровые работы

опускании желонки в скважину, вследствие соприкосновения хвоста 1 клапана с забоем, полусферический клапан приподни­

мается и открывает отверстие 2, через которое шлам устрем­

ляется в желонку. При поднятии желонки клапан под действи­ ем своей тяжести и веса хвоста опускается, закрывает отверс­

тие и шлам остается в желонке. На поверхности желонку ста­ вят так, чтобы хвост вошел внутрь желонки. Отверстие откры­

вается и шлам вытекает из желонки. Для очистки скважины в ходе бурового процесса обычно делают 2-3 черпания. Полную чистку скважины производят только по окончании бурения. Пе­ ред чисткой в скважину заливают 2—3 ведра воды и после за­

ливки некоторое время продолжают бурение.

Расход воды при бурении зависит от свойств буримых по­ род и составляет примерно 25—50 л на 1 м скважины диамет­

ром 150 мм и 50—75 л при диаметре скважины 200 мм. С уве­

личением трещиноватости пород расход воды возрастает. Бурение скважин следует производить при достаточном на­

тяжении каната с максимальной частотой ударов и максималь­ ной высотой подъема бурового снаряда над забоем скважины,

при пониженной частоте ударов. Канат при этом должен быть натянут, чтобы не допускать сильных качаний бурового снаря­ да. При забуривании нет надобности в чистке скважины, так как шлам выжимается из скважины буровым снарядом и выли­ вается из нее.

Перед началом бурения снаряд устанавливают непосредст­

венно на забой скважины или подвешивают над ним на высо­ те 2—5 см.

При небольшой глубине скважины, старом канате и жест­ ких (продолжительное время работающих) амортизаторах высота стояния снаряда над забоем должна быть небольшая. При значительной глубине скважины, новых канатах и нежест­

ких амортизаторах высоту стояния снаряда над забоем скважи­ ны увеличивают.

Для обеспечения нормальной работы станка необходима тщательная смазка всех трущихся его механизмов. Механизмы

116 Горные породы и буровые работы

В 1956 г. проводились опыты1 по вращательному бурению скважин шарошечными долотьями в породах выше средней крепости (с коэффициентом крепости 7—10 по шкале Протодьяконова). Было пробурено 991,2 м скважин диаметром 150 мм. Максимальная производительность за шестичасовую смену до­ стигла 33,0 пог. м, а средняя—18,4—19,5 пог. м против 10— 17,9 пог. м при работе в тех же условиях ударно-канатного

станка БУ-2. Производительность шарошечного бурения, по-ви­ димому, может быть еще более высокой, так как опыты прово­ дились со станком, не позволявшим обеспечить требуемый ре­ жим шарошечного бурения.

Для успешного применения шарошечного бурения в породах

выше средней крепости, а также обеспечения возможности бу­ рения скважин в крепких породах, необходим специальный ста­ нок, позволяющий создавать осевые усилия не менее 8—12 т. Ста­

нок должен иметь собственный компрессор производительнос­ тью около 12 м3!мин для продувки скважин сжатым воздухом

и эффективную систему улавливания и отвода пыли в сторону от рабочего места.

В последнее время на открытых горных работах в СССР на­ чали применять в порядке опыта станки ударно-вращательНо- го действия. Так, на Белогорском карьере применен опытный образец самоходного пневматического бурового агрегата

(СПБА-2), предложенного Институтом горного дела АН КазССР. Этот буровой агрегат (рис. 60) состоит из ходовой части, ком­

прессора производительностью 6 м31мин с электромотором, подъ­ емной лебедки, мачты, бурового снаряда с вращателем и вен­ тиляционной установки. Компрессор, подъемная лебедка и вен­ тиляционная установка расположены на раме ходовой части трактора ДТ-54.

Мачта крепится к станку шарнирно при помощи оси, кото­ рая свободно вращается в кронштейнах. Мачта является напра­ вляющей для бурового снаряда с вращателем. Во время буре­ ния мачту устанавливают под требуемым углом и раскрепляют в верхней и нижней частях специальными упорами. По мачте свободно движется буровой снаряд с вращателем. Вращатель состоит из электромотора и червячного редуктора. Вращатель жестко связан с салазкой.

Буровой снаряд состоит из пневмоударника с долотом, ар­ мированным твердым сплавом, и пустотелых штанг (труб).

Пневмоударник конструкции ИГД АН КазССР и Ленино-

горского полиметаллического комбината предназначен для бу­ рения скважин диаметром 150 мм. Воздух от компрессора пос­

тупает к пневмоударнику через резиновый шланг и штанги бу­ рового снаряда. Вентиляционная установка предназначена для отсоса и отвода на безопасное расстояние буровой мелочи из

скважины.

Рис. 60. Самоходный пневматический буровой агрегат

Управление работой всех узлов станка—централизованное;

пульт управления находится в будке для машиниста, располо­ женной в передней части станка.

Бурение производится следующим образом. Станок устанав­

имела горизонтальное или слабонаклонное положение (не бо­ лее 5°). Затем, при помощи подъемной лебедки устанавливают в нужном положении мачту и раскрепляют ее верхними и ниж­ ними упорами. После этого включают компрессор и пускают в ход пневмоударник. Затем, при помощи штурвала (при отклю­ ченном редукторе подъемной лебедки) буровой снаряд медлен­ но опускают на забой и забуривают скважину.

После забуривания натяжной трос ослабляется и дальней­

шее бурение скважины до нужной глубины, как правило, произ­ водится автоматически. Собственный вес бурового снаряда обес­ печивает необходимое осевое давление. По окончании бурения скважины на требуемую глубину включают подъемную лебед­ ку и поднимают буровой снаряд.

Техническая характеристика станка СПБА-2

пробурено более 1300 пог. м скважин со среднесменной произ­ водительностью около 15 пог. м. В условиях Белогорского карь­

ера станок СПБА-2 дал при испытаниях вполне положительные

результаты, обнаружив следующие основные преимущества пе­

ред станками ударно-канатного бурения:

1)высокую производительность бурения (в 3—4 раза выше, чем при работе в тех же условиях станков БУ-2-20);

2)возможность бурения наклонных скважин;

3)отсутствие необходимости в транспорте для подвозки во­

ды и долот;

4)возможность обслуживания одним рабочим двух рядом работающих станков.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

ВЗРЫВЧАТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Глава V

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕОРИИ ВЗРЫВА

ИО ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ

§1. Понятие о взрыве и взрывчатых веществах

Взрыв (в самом общем определении) — есть чрезвычайно

быстрый переход вещества или системы веществ из одного качественного состояния в другое. Взрывы ВВ и газовых смесей

имеют важнейшее практическое значение в современной тех­ нике. В случае таких взрывов происходит крайне быстрое хими­ ческое превращение с выделением тепла и образованием сжа­ тых газов, которые, расширяясь, производят работу и образуют в окружающей среде ударные волны; при этом в полезную ра­ боту переходит лишь часть выделенной энергии. При взрыве

ВВ развиваются давления в десятки и сотни тысяч атмосфер,

а скорости движения вещества в непосредственной близости от очага взрыва измеряются километрами в секунду. В случае, ес­ ли взрыв происходит в замкнутом пространстве с достаточно прочными стенками (например, в шпуре или в скважине), выде­ ляющаяся тепловая энергия идет главным образом на разруше­ ние и выброс горной породы.

Химические соединения или механические смеси, способные под воздействием внешнего импульса дать взрыв, называются взрывчатыми веществами (ВВ).

Почти все основные промышленные ВВ содержат в своем со­ ставе горючие элементы (углерод и водород) и окислитель

(кислород, с азотом). При взрыве происходят реакции соедине­

ния углерода и водорода с кислородом.

Чем же тогда отличается взрывчатое превращение от го­ рения?

Принципиальные отличия следующие:

1) взрывчатое превращение происходит с большой скоростью, измеряемой тысячами метров в секунду — гораздо быстрее, чем происходит обычное горение;

2) при обычном горении кислород берется из воздуха, а при взрыве ВВ — из состава самого ВВ; по этой причине взрыв ВВ