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

Характерной особенностью электросверла является то, что скорость подачи не зависит от скорости вращения шпинделя и автоматически регулируется в зависимости от крепости породы. Осевое усилие шпинделя регулируется клапаном в пределах

100—1000 кг.

Основными преимуществами современных электросверл по сравнению с перфораторами являются: работа на электрической,

а не на пневматической энергии, высокая производительность (в

очень мягких и ломких породах), значительно меньшее пылеоб-

разование при бурении.

Основным недостатком электросверл является ограниченная область применения—лишь в породах относительно небольшой крепости.

Инструмент, применяемый для сверления шпуров ручными

или колонковыми электросверлами, носит название резца. В настоящее время применяют только съемные резцы. В послед­ ние годы разработано несколько стандартных форм резцов для

бурения по углю и по породе, отличающихся друг от друга гео­ метрией, размерами углов и граней. Резцы бывают: 1) из угле­ родистой стали; 2) наплавленные твердым сплавом и 3) армиро­ ванные твердым сплавом (ВК-8, В К-6). Наибольшее распростра­ нение получили резцы, армированные твердым сплавом.

На рис. 8 показан стандартный резец для бурения по породе,

армированный твердым сплавом.

Штанги для электросверл изготовляются из витой стали пря­ моугольного и ромбического профилей.

В табл. 9 приведены нормы расхода твердого сплава при бу­ рении электросверлами по углю и по породам.

Таблица 9

Нормы расхода твердого сплава при бурении электросверлами

по углю и передам

—Средней крепости угли и антрациты с частич­

Пневматические -сверла.

Пневматические сверла применяют главным образом по ус­ ловиям безопасности в угольных шахтах, опасных по газу или пыли.

Пневматическое сверло представляет собой механизм рота­ ционного действия. Вращатель имеет эксцентрично установлен­ ное колесо, в прорезях которого помещены алюминиевые лопат­

ки, прижимаемые центробежной силой к стенкам кожуха. Сжа­ тый воздух подводится по гибкому шлангу, а затем поступает через кран у рукоятки сверла. Отработанный воздух выходит через выпускные каналы.

По сравнению с перфораторным бурением, бурение пневма­ тическими сверлами имеет следующие преимущества: 1) меньше расходуется воздуха; 2) меньше образуется буровой пыли;' 3) меньше утомляется рабочий, так как отсутствует сильная'

вибрация; 4) меньше изнашиваются детали.

Недостатком пневматических сверл является то, что они при/

меняются только в мягких породах.

Иностранные фирмы изготовляют несколько типов пневмати­ ческих сверл. Фирма Флоттман выпускает три типа: 1) быстро­

ходные весом 11 кг с грудным упором (он облегчает внедрение сверла в породу); 2) быстроходные весом 11,5 кг без грудного упора; 3) тихоходные (125 об/мин) весом 14 кг без грудного упора.

На Выставке достижений народного хозяйства СССР демон­

стрировалась новая конструкция пневматического сверла СПР-11,

предназначенного для сверления шпуров диаметром 36—50 мм в крепких углях и мягких породах в шахтах, опасных по газу и

курка. Курок отодвигает вентиль, который закрывает доступ сжа­

того воздуха в камеру между статором и ротором двигателя. Попадая в камеру двигателя, воздух давит на лопатки ротора и заставляет вращаться ротор вместе с валом. При помощи ше­ стерни ротора, находящейся в зацеплении с шестернями двух­ ступенчатого редуктора, вращение передается на шпиндель.

Рабочий инструмент вставляется хвостовиком в шпиндель и удерживается от проворачивания ребрами, заходящими в спи­ ральные пазы патрона.

Перфоратор представляет собой машину с ударным порш­

нем, работающую на сжатом воздухе. По условию применения и способу установки в забое перфораторы делятся на три класса; ручные, телескопные и колонковые.

Ручные перфораторы имеют вес от 15 до 35 кг и применяются для бурения шпуров в любом направлении в мягких породах, а также в породах средней и выше средней крепости. Бурение ручными перфораторами производится с поддерживающих пнев­

матических колонок или с руки.

Телескопные перфораторы имеют вес от 30 до 60 кг и пред­

назначены для бурения вертикальных и слегка наклонных вос­ стающих шпуров. Название «телескопные» они получили от те­

лескопного устройства, которое обеспечивает подачу и поддер­

жание перфораторов в процессе работы.

Колонковые перфораторы имеют вес от 35 до ПО кг и приме­

няются для бурения горизонтальных и слабо наклонных шпуров

в крепких и весьма крепких породах. Во время бурения колон­ ковые перфораторы устанавливаются на распорных колонках или на буровых каретках, жестко раскрепленных между подош­ вой и кровлей или между стенками выработки. Подача перфора­ тора вперед осуществляется специальным механизмом — авто­ податчиком.

Каждый из вышеперечисленных классов перфораторов по

весу и мощности подразделяют на три типа: легкие, средние и

полости цилиндра. Регулирование поступления сжатого воздуха в цилиндр перфоратора производится при помощи воздухорас­

пределительного устройства 5.

Рис. 9. Перфоратор ПА-23

При обратном ходе поршня осуществляется поворот бура

при помощи поворотного механизма, состоящего из храпового механизма 6, геликоидального стержня 7, геликоидальной гайки 8 (вставленной в поршень /) и поворотной буксы 9.

Для удаления буровой мелочи из шпура перфоратор имеет

промывное устройство с водяной трубкой 10, которая проходит

по оси перфоратора и входит непосредственно в центральный канал бура. Такой способ подачи воды для промывки называет­ ся осевым.

Для предотвращения выпадения бура в процессе бурения, а

также для извлечения его из шпура служит буродержатель И.

Воздух поступает в перфоратор по воздушному патрубку 12,

поршень закрывает выхлопное отверстие 9 и сжимает воздух,

оставшийся в левой части цилиндра. Сжимаемый воздух теперь давит на клапан справа. Когда поршень пройдет кольцевые вы­

точки и соединит правую часть цилиндра с выхлопным отверсти­ ем, клапан будет переброшен влево и снова начнется рабочий ход поршня.

Механизм поворота бура перфоратора ПА-23 (рис. 11) состо­ ит .из храпового кольца 1, геликоидального (со спиралевидной нарезкой) стержня 2, снабженного головкой 7, геликоидальной

гайки 6, вставляемой в поршень, и поворотной буксы со втулкой, имеющей гнездо для хвостовика .бура. В головке 7 имеются гнез­ да для собачек 3, натяжных стержней 4 и пружин 5.

Рис. 11. Механизм поворота бура

Головка геликоидального стержня 7 с собачками помещается в храповом кольце. Собачки с помощью пружин все время упи­ раются в зубья храпового кольца и допускают вращение гелико­ идального стержня только в одном направлении. Геликоидальный

стержень 2 входит в геликоидальную гайку 6. Шток поршня име­

ет прямые параллельные шлицы 8 и входит в поворотную бук­

су, имеющую соответствующие пазы.

Принцип действия поворотного механизма заключается в следующем. При рабочем ходе поршня собачки не препятствуют вращению геликоидального стержня, который поворачивается в соответствии с направлением спиральных выступов гайки 6. При этом поршень не поворачивается и двигается прямолинейно. При

холостом ходе поршня собачки упираются в зубья храпового

кольца и не допускают вращения геликоидального стержня. Это вызывает поворот поршня, шток которого в свою очередь (благо­ даря наличию прямых шлиц) поворачивает поворотную буксу, а вместе с ней и бур. Угол поворота составляет 10—15°.

Устройство для промывки шпуров перфоратора ПА-23 пред­ ставлено (схематически) на фис. 12. Вода поступает через кран в резервуар 1, из которого по каналу 2 попадает в кольцевое пространство 3 между корпусом машины и пробкой 4, в которой

имеются крестообразно расположенные четыре канала 6, соеди­

няющиеся с водяной трубкой 5. Водяная трубка входит одним

чительный бой пластинок твердого сплава, а также преждевре­

менный выход «из строя коронок и буров. Увеличить мощность

Рис. 13. Смазочное устройство перфоратора ПА-23

Число ударов поршня перфоратора зависит от диаметра

поршня D, давления воздуха в цилиндре Р, массы поршня m и

длины хода поршня S. Эту зависимость можно представить в

следующем виде:

'i=20Bi/-£r- <37>

Как следует из формулы (37), число ударов поршня перфо­ ратора можно увеличить за счет уменьшения или длины хода, или массы поршня. Более выгодно уменьшение длины хода, так

метром до 46 мм и глубиной до 3 м в породах средней крепости

Институтом Гипрорудмаш в последнее время разработан более производительный быстроударный ручной перфоратор ПРС-3, отличающийся от ПР 20 цилиндром увеличенного диа­ метра.

Рис. 14. Быстроударный перфоратор ПРС-3

Перфоратор ПРС-3 (рис. 14) состоит из головки 1, цилиндра 2, патрона 3, поршня 4 со штоком, храпового механизма 5, воз­ духораспределительного устройства 6, устройства для промывки шпуров 7’, направляющей втулки 8, поворотной буксы, 9, грундбуксы 10, буродержателя 11, стяжных болтов 12.

Смазка перфоратора в процессе бурения производится авто­ матически при помощи автомасленки с фильтром, прикрепленной к головке перфоратора.