книги из ГПНТБ / Недин В.В. Буровзрывные работы учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов
.pdfОборудование и инструмент для бурения шпуров |
49 |
Усовершенствованная модель |
быстроударного |
перфоратора |
|
того же типа (ПРС-ЗМ) имеет следующую техническую харак |
|||
теристику: |
|
|
|
Вес, кг ................................................................................... |
|
|
22 |
Число ударов в 1 мии............................................................. |
|
|
3200 |
Работа удара, кГм..................................................................... |
|
кгсм .... |
5,0 |
Крутящий момент (при 1000 об/мин), |
165 |
||
Расход воздуха, м^/мин........................................................ |
|
3,5—3,8 |
|
Мощность (ударная), л. с....................................................... |
|
100% принята |
4,9 |
Относительная скорость бурения |
(за |
220 |
|
скорость бурения перфоратором ПА-23), % . . . . |
В 1958 г. перфораторы ПРС-ЗМ в количестве 500 шт. находи лись в опытной эксплуатации на шахтах Кривбасса, Донбасса и Урала. 1
Производственные испытания перфораторов ПР-20 и ПРС-
ЗМ на рудниках Кривбасса подтвердили их высокие эксплуата ционные качества. В одних и тех же условиях скорость бурения перфораторами ПР-20 и ПРС-ЗМ вдвое превышает скорость бу рения обычным перфоратором такого же веса.
В настоящее время ведутся работы по освоению быстроудар ных перфораторов различных марок, разработанных тем же ин ститутом.
Техническая характеристика одного из новых быстроударных ручных перфораторов (марки ПРЛ) с числом ударов, превыша
ющим 6000 в 1 мин., приведена ниже: |
|
|
: |
||
Вес, кг................................................................................................ |
|
|
|
|
22 |
Длина перфоратора, |
мм ............................................................. |
|
|
536 |
|
Диаметр поршня-ударника, льи................................................ |
|
|
115 |
||
Вес поршня-ударника, кг.............................................................. |
|
|
1,78 |
||
Ход поршня-ударника, мм......................................................... |
|
|
20 |
||
Рабочее давление сжатого воздуха в сети, |
ати |
.... |
5 |
||
Число ударов в 1 мин................................................................... |
|
|
6260 |
||
Число оборотов в 1 |
мин............................................................... |
|
|
324 |
|
Работа удара, кгм.......................................................................... |
|
|
|
5,8 |
|
Мощность |
(ударная), |
л. с.................................................................. |
|
|
8,05 |
Крутящий момент на штоке винта, кгсм.............................. |
|
|
612 |
||
Давление промывочной воды, ат........................................... |
|
|
3 |
||
Диаметры шлангов, мм: |
|
|
|
||
для |
воздуха................................................................. |
|
|
|
32 |
для |
воды.............................................................................. |
|
|
|
13 |
Расход воздуха, м3/мин............................................................... |
|
|
8 |
||
Размеры |
хвостовика, |
мм................................................................ |
|
|
25x108 |
Рекомендуемый диаметркоронки, мм.......................................... |
|
|
46 |
||
Глубина бурения, м..................................................................... |
|
|
3—4 |
||
Перфоратор ПРЛ предназначается |
для |
бурения шпуров с |
поддерживающей колонки в породах с коэффициентом крепо сти 8-^20 по шкале проф. Протодьяконова при проходке подго товительных выработок, а также при очистной выемке в рудных шахтах. •
4 В. В. Недин, Ш. И. Ибраев
50 Горные породы и буровые работы
Внедрение быстроударных перфораторов в горной промыш ленности является прогрессивным мероприятием, способствую щим резкому увеличению скорости бурения шпуров.
Чтобы облегчить труд бурильщика и повысить его произво дительность, применяются приспособления для установки руч ных перфораторов в забое. Эти приспособления должны быть прочными, портативными, удобными для переноски, легко уста навливаться и разбираться в забое, иметь по возможности мень
ший вес. |
: |
При работе с ручными перфораторами в качестве установоч |
|
ного приспособления |
применяются пневматические поддер |
живающие колонки (пневмоподдержки), пред ставляющие собой раздвижные трубы, действующие сжатым воздухом. К внешней трубе, являющейся цилиндром, шарнирно прикрепляется перфоратор. Внутренняя труба, являющаяся што ком, соединена с поршнем и упирается в подошву выработки или в рабочий полок. Пневмоподдержки устанавливают под любым углом и на различной высоте выработки. Общий вид установки ручного перфоратора ПА-23 на пневмоподдержке ППК-21 по казан на рис. 15.
Институтом Гипрорудмаш1 разработаны и изготовлены
пневмоподдержки КПП-1 для выработок малого сечения и
КПП-2 для выработок больших сечений.
Пневмоподдержка КПП-1 (конструкция колонки КПП-2 ана
логична) состоит из следующих основных узлов (рис. 16): корпу са 1 с верхним и нижним фланцами, штока 2, четырехперой пя ты 3, держателя 4, ручки 5 для переноски колонки и придержи вания ее во время бурения, ручки управления 6 и коммуникации с тройником 7.
Внутри штока проходит трубка, соединяющая нижнюю по лость цилиндра с головкой, в которой находится пробка крана 8. На поверхности пробки имеются пазы, благодаря которым мо жно плавно регулировать подачу колонки . вперед при бурении
и быстро возвращать ее назад. Это позволяет перестанавливать колонку, не выключая перфоратора.
Первый образец колонки прошел промышленные испытания на шахтах Криворожского бассейна и показал хорошие эксплуа тационные качества: колонка имеет сравнительно небольшой вес (16 и 17 кг против веса 17—21 кг колонок ППК-17 и ППКг21), удобна в работе и может развивать значительное осевое усилие (160 кг против 120 кг у ППК-21), что особенно важно при буре нии быстроударными перфораторами, обладающими большой вибрацией.
Пневматические поддерживающие колонки получили в по
1 Л. Н. Солорьянов и Л. Н. Макашев. Новые пневмоподдер
живающие колонки Гипрорудмаш, Горный журнал, 1957, № 4.
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
51 |
следние годы широкое распространение на рудниках СССР и за рубежом. Это объясняется тем, что пневмоподдержки имеют от носительно небольшой' вес и габариты, удобны в транспортиров ке, отличаются большой портативностью и частично выполняют функцию автокодагчика. При установке под углом пневмопод держки способствуют подаче перфоратора на забой по мере
Рис. 15. Общий вид установки перфоратора ПА-23 на пневмоподдержке
углубления шпура. Установка пневмоподдержки в забое про изводится быстро, и это способствует повышению коэффициен та полезного использования рабочего времени. В результате
производительность труда при бурении шпуров благодаря при менению пневмоподдержек повышается.
По данным зарубежных рудников, замена тяжелых колонко вых, а в ряде случаев и телескопных перфораторов легкими пер фораторами на пневмоподдержках позволила на 20—25% повы сить полезное использование рабочего времени, поднять произ
водительность труда, уменьшить и удешевить парк бурильных
4 *
52 |
Горные породы и буровые работы |
машин и в итоге существенно снизить стоимость погонного мет ра бурения
В Швеции и в других государствах21 в отдельных случаях даже при проходке тоннелей вместо буровых кареток, как было
|
Рис. 16. Пневмоподдержка КПП-1 |
1 |
Л. И. Барон. Развитие техники подземной добычи руд в капитали |
стических странах. Горный журнал, 1956, № 10. |
|
2 |
И. Я не л ид. Оборудование и методы работ на современных горно |
рудных предприятиях Швеции. Горный журнал, 1957, № 1.
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
53 |
принято раньше, применяют теперь ручные перфораторы, уста
навливаемые на специальной буровой платформе (рис. 17).
В выработках малого сечения, в труднодоступных местах и
Рис. 17. Платформа для бурения ручными перфораторами с пневмоподдержек
вообще в тех случаях, когда перед бурением каждого последую щего шпура необходимо вновь устанавливать перфоратор, целе сообразно применять ручные перфораторы на пневмоподдержках,
3. Телескопные перфораторы
Телескопное устройство, служащее для поддержки и подачи телескопного перфоратора, действует аналогично пневматической поддерживающей колонке. При этом задняя крышка телескоп ного перфоратора жестко скрепляется с телескопным устройст
вом при помощи стяжных болтов. Общий вид телескопного пер форатора показан на рис. 18.
Телескопный перфоратор марки ТП-4 (рис. 19) состоит из цилиндра 1, поршня со штоком 2, воздухораспределительного устройства 3, храпового кольца 4 с геликоидальным стержнем 5,
Рис. 18. Общий вид
телескопного |
пер |
форатора |
Рис. 19. Телескопный перфоратор ТП-4 |
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
55 |
направляющей втулки 6, ведущей муфты 7 с промежуточным бойком 8, поворотной муфты 9, корпуса поворотной муфты 10,
соединительной муфты 11, крышки цилиндра 12, воздушного патрубка 13, пускового крана 14, водяного патрубка 15, воздуш ной трубки 16, водяной трубки 17, цилиндра подачи 18, поршня подачи 19, рукояти 20 с разгрузочным клапаном 21 и патруб ком 23, соединительных болтов 22.
■ Механизм поворота бура у перфоратора ТП-4 устроен так,
что вращение от поршня 2 передается буру через ведущую муф ту 7, соединенную с поворотной муфтой 9. Муфта 9 имеет ленточ ную резьбу. На внутренней стороне муфты 7 помещен промежу точный боек 8. Боек 8 предназначен для ограничения движения хвостовика бура и 'предохранения поршня от износа.
Для телескопных перфораторов хвостовик бура изготовляет ся без кольца (буртика), чтобы предохранить поворотную муф ту от ударов при бурении восстающих шпуров.
Храповое кольцо делается с двусторонними собачками или с
четырьмя скользящими собачками (рис. 19, I).
Для промывки шпуров перфоратор ТП-4 снабжен водяной трубкой 17 и дополнительной воздушной трубкой 16. Вода к
трубке 17 поступает из цилиндра через канал 24 и отверстие 25.
Концы водяной и воздушной трубок помещаются в бойке 8. Внутреннее отверстие в промежуточном бойке устроено так,
что сжатый воздух не препятствует поступлению воды в канал бура. Для предохранения перфоратора от заливания водой сжа тый воздух дополнительно поступает по каналам 26, 27 н 28 к
местам соприкосновения штока поршня и хвостовика с проме жуточным бойком. Эти каналы одновременно служат и для по дачи масла, смазывающего поворотные детали перфоратора.
Перфораторы типа ТП-4 не имеют специального масляного резервуара и смазка в них осуществляется с помощью включен
ной в воздушную сеть масленки.
Подача машины на забой производится сжатым воздухом,
поступающим одновременно через пусковой кран 14 в цилиндр машины и в цилиндр подачи 18 (по каналу 29). Давя на пор шень телескопа 19, сжатый воздух поднимает перфоратор вме сте с цилиндром подачи. Шток цилиндра подачи все время оста
ется неподвижным вследствие того, что он упирается в подошву выработки. Дальнейшая подача по мере углубления шпура про исходит автоматически. Общая длина подачи равна величине хода телескопа (615 мм).
Регулирование осевого давления производится при помощи рукоятки 20 с разгрузочным клапаном 21, который соединяет полость цилиндра подачи с атмосферой.
Подающее усилие телескопа расходуется на подачу бура и на компенсирование веса перфоратора с буром. При давлении
56 Горные породы и буровые работы
сжатого воздуха 5 ати телескоп |
развивает |
усилие около |
165 кг, |
||
что обеспечивает эффективную подачу до 6 м. |
|
||||
В последнее время Криворожским заводом «Коммунист» ор |
|||||
ганизован серийный выпуск телескопных |
перфораторов |
ПТ-29. |
|||
Техническая характеристика перфоратора ПТ-29 |
|
||||
Вес, кг.................................................................................................... |
|
|
|
|
32 |
Длина перфоратора в сжатом состоянии, мм.......................... |
1305 |
||||
Диаметр буровой стали |
(шестигранной), мм.......................... |
..... |
25 |
||
Диаметр цилиндра, мм |
................................................ |
|
76 |
||
Вес поршня-ударника с |
поворотной гайкой, кг............................... |
1,74 |
|||
Ход поршня-ударника, мм................................................................. |
|
|
45 |
||
Работа удара поршня (не менее), кгм............................................ |
3,5 |
||||
Число ударов в 1 мин........................................................................... |
|
|
2500 |
||
Крутящий момент (не менее), кгсм................................................ |
140 |
||||
Расход сжатого воздуха, м3/мин.................................................... |
|
3,2 |
|||
Давление сжатого воздуха', ати.................................................... |
|
|
5 |
||
Диаметр цилиндра телескопа, ,ил................................................ |
|
67 |
|||
Глубина бурения, |
м.............................. |
|
|
, |
8 |
Диаметр коронки, |
мм...................................................................... |
|
|
46 |
|
Диаметр воздушного шланга, мм............................................ |
. |
19 |
|||
Диаметр водяного шланга, мм......................................................... |
|
|
13 |
||
Подъемная сила телескопа, кг........................................................ |
|
175 |
|||
Число оборотов в 1 мин........................................................................ |
|
|
50 |
||
Выпущены опытные партии |
сконструированных Гипроруд- |
маш быстроударных телескопных перфораторов ПТС-1 (для бу рения восстающих шпуров диаметром 46 мм в рудах средней и
выше средней крепости) и ПТТ-1 (для бурения штанговых шпу ров и скважин в очистных забоях). Техническая характеристи
ка этих перфораторов:
Марка |
.............................................................................. |
|
ПТС-1 |
ПТТ-1 |
Вес, кг.............................................................................. |
|
32 |
42 |
|
Число ударов в 1 мин.................................................. |
3500 |
3500 |
||
Работа |
удара, я Гм.................................................... |
6,3 |
9,7 |
|
Высота |
подачи телескопа, мм............................. |
750 |
750 |
|
Крутящий момент, |
кгсм............................................ |
205 |
— |
|
Расход |
сжатого воздуха, м3/мин ................. |
5,7 |
— |
|
|
4. |
Колонковые перфораторы |
|
Колонковые перфораторы по устройству аналогичны ручным,
но отличаются большим весом и при работе устанавливаются на распорных колонках (от этого они получили свое название)
или же на заменяющих колонку приспособлениях. Для этого они снабжены особыми приливами на наружной стороне корпуса цилиндра, позволяющими передвигать перфоратор автоматиче
ским податчиком по салазкам, укрепленным на колонке, трено ге, буровой тележке и т. п.
Наиболее широкое применение в отечественной практике по лучил перфоратор КЦМ-4 (рис. 20). Он состоит из цилиндра 1,
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
57 |
поршня со штоком 2, воздухораспределительного устройства |
3. |
С одной стороны к цилиндру примыкает крышка 4, а с другой — ствол с поворотной буксой 5. В цилиндре за крышкой помещает ся храповое кольцо 6, геликоидальный стержень 7 с собачками 8, направляющая муфта 9 и ведущая муфта 10 для поворота бура.
Рис. 20. Колонковый перфоратор КЦМ-4
Подача сжатого воздуха в цилиндр машины производится с по
мощью пускового крана с клапаном 11. Для промывки шпуров имеется трубка 12 с ниппельной головкой 13 и др.
В последнее время выпущен сконструированный институтом Гипрорудмаш быстроударный колонковый перфоратор ПКА.
Этот перфоратор предназначен для бурения шпуров с распорной
колонки, манипулятора |
или |
буровой тележки при |
проведении |
|
подготовительных выработок, |
а также для обуривания забоев |
|||
при добыче руды. |
|
|
|
|
Техническая характеристика перфоратора ПКА |
|
|||
Вес, кг ............... |
|
|
.... |
32 |
Число ударов в |
1 мин................................................ |
|
4780 |
|
Работа удара, кгм....................................................... |
|
12,75 |
||
Расход воздуха при бурении, м3/мин |
.... 8—10 |
|||
Мощность (ударная), л. |
с............................................ |
13,55 |
58 |
|
|
|
Горные породы и буровые работы |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Техническая характеристика |
||
|
|
|
|
|
|
|
Ручные |
|
|
|
Наименования |
|
|
|
|
|
|||
|
показателей |
*ПР-20 |
*ПРС-3 |
РПМ-17 |
ПА-23 |
ПР-3 Ок |
|||
|
|
|
|
|
|||||
Вес, |
кг ........................................... |
|
|
|
21,6 |
23,6 |
17,5 |
23 |
30 |
Длина перфоратора, мм . ■ . |
580 |
565 |
600 |
620 |
620 |
||||
Диаметр цилиндра, мм .... |
76 |
90 |
60 |
68 |
76 |
||||
Вес поршня, |
кг.......................... |
|
1,74 |
|
1,7 |
1,8 |
2,7 |
||
Ход поршня, |
мм.......................... |
|
45 |
35 |
50 |
60 |
74 |
||
Размер хвостовика, |
мм .... |
25Х |
25x108 |
22x82 |
25x108 |
25хЮ8 |
|||
|
|
|
|
|
Х108 |
3200 |
1700 |
1865 |
1700 |
Число ударов в |
1 |
мин. . . . |
2600 |
||||||
Число оборотов |
в |
минуту . . |
50 |
320 |
160 |
160 |
130 |
||
Работа удара, кГм |
................. |
3,5 |
6,0 |
2,5 |
6,0 |
5,8 |
|||
Крутящий момент, |
кгсм . . . |
140 |
146 |
36 |
85 |
140; 210 |
|||
Расход воздуха, |
m3/muh . . . |
3,5 |
4,1 |
2,0 |
2,4 |
3,0 |
|||
Завод-изготовитель |
................. |
« Ком |
«Комму « Пневма |
«Комму |
Кыштым- |
||||
|
|
|
|
|
му |
нист» |
тика» |
нист» |
ский |
|
|
|
|
|
нист» |
|
|
|
|
* |
Быстроударные перфораторы. |
|
|
|
|
|
|||
Техническая |
характеристика |
наиболее распространенных |
|||||||
перфораторов — ручных, |
телескопных и |
колонковых — дана в |
табл. 11.
При работе с колонковыми перфораторами применяются ав топодатчики— устройства, предназначенные для непрерыв
ной и автоматической подачи перфоратора и бурового инстру
мента на забой шпура.
Для перфоратора КЦМ.-4 сконструирован специальный вин товой автоподатчик с пневматическим роторным моторчикам (рис. 21, а). Устройство состоит из роторного моторчика 1, плане тарного редуктора 2, подающего винта 3 с гайкой подачи, пружи ны 4, станины 5 и упорного подшипника 7. Роторный моторчик с редуктором и подающим винтом крепится к станине 5 при помощи
стяжных болтов с гайками 6.
Ротор моторчика 1 (рис. 21, б) вращает роторную шестерню 11, которая находится в зацеплении с тремя сателлитовыми шес тернями 2, а последние сцепляются с шестерней 7, выфрезерованной на внутренней поверхности корпуса редуктора 6. Сателлитовые шестерни при помощи пальцев 8 соединены с водилом 9, в
|
|
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
|
59 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
||
отечественных перфораторов |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Телескопные |
|
Колонковые |
|||
ОМ-506Л |
ПР-35 *ПРТ |
пт-зо |
ТП-4 |
ПТ-45 |
ПТ-36 |
КПМ-4 |
КС-50 *ПКА |
||
30 |
28 |
26 |
30 |
44,5 |
45 |
38 |
39,7 |
50 |
32 |
600 |
640 |
565 |
1489 |
1430 |
1450 |
1360 |
760 |
729 |
— |
63,5 |
72 |
110 |
68 |
76 |
76 |
100 |
76 |
90 |
по |
2,0 |
2,25 |
1,9 |
1,8 |
2,5 |
2,65 |
— |
2,9 |
— |
_ |
65 |
65 |
35 |
60 |
74 |
75 |
— |
75 |
75 |
35 |
25 х |
25х |
— |
25 |
25 |
25 |
25 |
32x97 |
32x97 32x97 |
|
ХЮ8 |
Х108 |
|
|
1700 |
1650 |
3000 |
|
|
|
1700 |
1690 |
34С0 |
1890 |
1759 |
1570 |
4789 |
|||
160 |
75 |
— |
160 |
130 |
150 |
50 |
200 |
40 |
350 |
4,6 |
5,0 |
9,6 |
3,55 |
6,6 |
4,5 |
— |
10,2 |
9 |
12,7 |
|
|
|
|
140; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
210 |
|
|
|
|
|
70 |
130 |
382 |
100 |
2,8— |
165 |
210 |
250 |
235 |
410 |
2,4 |
2,4 |
6,8 |
2,45 |
3,8 |
4,0 |
4,2 |
4,0 |
4,3- 8—10 |
|
«Пнев |
«Комм унист» |
«Ком |
Кыш- «KoMlvтунист» |
Кыштым- |
4,7 |
|
|||
мати |
|
|
му |
тым- |
|
|
ский |
«Комм унист» |
|
ка» |
|
|
нист» |
ский |
|
|
|
|
|
центральное гнездо которого вставлен хвост 10 подающего вин та 3. При ра(боте моторчика вращается шестерня 11 и приводит во вращение шестерни 2. Последние, катясь по внутренней шес терне 7, приводят во вращение водило 9 с подающим винтом. Вращение подающего винта заставляет перемещаться по нему
гайку 4 с укрепленным на ней перфоратором. Пружина 5 предо храняет редуктор от ударов и от действия вибраций перфоратора во время работы. В роторный моторчик (рис. 21, в) сжатый воз
дух поступает по каналу 2, и в зависимости от положения золот ника с рукояткой 3 попадает в канал 4, соединяющийся с верхней частью ротора 1, или в канал 5, соединяющийся с ниж ней частью ротора 1.
Ротор 1 имеет шесть текстолитовых выдвигающихся пласти нок 6. В положении 1 сжатый воздух из золотника по каналу 4
попадает в верхнюю часть цилиндра в полость крышки—по каналу 7. Из полости крышки по каналу 7 сжатый воздух через
прорези давит на торцевые поверхности пластинок 6, заставляя их выдвигаться. Воздух, поступающий в верхнюю часть цилин
дра, давит на выдвинутые пластинки и вращает ротор против часовой стрелки.