Горные машины

Рис. 22. Продолжение

81

Для бурения шпуров ручными и телескопическими перфораторами в монолитных, высокоабразивных, весьма крепких и крепких породах с промывкой предназначаются коронки БКПМ-36Ф, БКПМ-40Ф, БКПМ40ФС. В трещиноватых, средней абразивности, средней крепости породах используются крестовые коронки типа ККП, в крепких – типа КТШ (Т – трехперьевая, Ш – штыревая); в породах крепких и средней крепости любой абразивности – коронки типа БКПМ-КМ.

Для бурения шпуров и скважин колонковыми перфораторами в монолитных и трещиноватых породах любой крепости и абразивности используются коронки с резьбовым соединением типа БКР.

У коронок, предназначенных для пород ниже средней крепости, угол заострения 70–80°, для пород средней крепости и крепких – 80–90° и для крепчайших пород – 90–110°.

Коронки армируются пластинками или штырями из твердого сплава ВК (вольфрам-кобальт), сплав ВК-15 применяют для коронок при бурении в породах с f ≥ 15 (в высшей степени крепкие и весьма крепкие), сплав ВК-8В – в породах средней крепости и крепких (f = 10…15).

Корпуса коронок типа КДП и КТШ изготовляются из стали марки 35ХГСА, типа БКПМ, БКР – из стали марки 18Х2НЧМА или

38ХНЗМФА (ГОСТ 4543–71).

§ 2. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ ШПУРОВ

Буровые штанги для сверл изготовляются из прутков углеродистой стали марок У7, У9 и У10. Прутки витые (рис. 23) длиной 5…7 м, форма поперечного сечения прутков ромбическая, 18 и 36 мм.

Рис. 23. Витые штанги для электросверл: а – ручных; б – колонковых; 1 – головка; 2 – штанга; 3 – хвостовик; 4 – замок

82

Буровые штанги нарезают длиной от 0,7 до 5 м с интервалом 0,7 м при бурении колонковыми электросверлами. Для бурения ручными электросверлами применяют штанги длиной 1, 2 и 3 м. Штанга с одного конца имеет хвостовик для закрепления в патроне буровой машины, а с другого конца – гнездо для закрепления резца. Для удаления буровой мелочи соотношение между диаметрами резцов и буровых штанг должно находиться в пределах 1,1–1,2.

Съемные резцы изготовляются ковкой или штамповкой из высокоуглеродистых сортов стали.

Резец (рис. 24) состоит из двух перьев, в которые впаяны пластины твердого сплава (ВК-4В, ВК-6, ВК-8, ВК-8В, ВК-8ВК) корпуса и хвостовика. В корпусе резца, предназначенного для бурения с промывкой, имеется отверстие для выхода воды в забой шпура.

Рис. 24. Коронки и резцы для вращательного бурения: а – пластинчатая, типа БУ; б – штыревая, типа КУВШ; в – резец для бурения мягких пород; г – резец для бурения пород средней крепости; д – общий вид резцов; 1 – пластинки твердого сплава; 2 – перья; 3 – корпус; 4 – хвостовик; 5 – отверстие для промывки

83

Резцы усиленной конструкции, а также резцы круглого скола, имеющие резьбовое или конусное соединение со штангой, предназначены для вращательногобурениявкрепкихпородахсозначительнымусилиемподачи.

Для мягких пород и углей резцы делают с узкими и длинными перьями; для крепких – применяются резцы с короткими и широкими перьями. Угол заточки лезвия резца рекомендуется принимать: при бурении по по-

родам с f = 5…8 – 60–65°; с f = 4…5 – 50–60° и с f < 4 – 45–50°.

Резцы РУ-43, Р46-1, РУ-4М применяют для бурения шпуров ручными сверлами в мягких и средней крепости углях и сланцах; РУ-13, БИ741-25, РП-7, РУ-13М, РП-42, РУ-12 с колонковыми и ручными сверлами – в породах средней крепости (f = 6…8).

§3. УДАЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ РАЗРУШЕНИЯ ИЗ ШПУРА

ИБОРЬБА С ПЫЛЬЮ

Очистка шпуров, удаление продуктов разрушения из шпура при бурении пневматическими бурильными машинами осуществляются водой или продувкой воздухом. Водоснабжение забоев может быть централизованным или индивидуальным из бака. Существуют две схемы подачи воды. По первой схеме (рис. 25, а) промывочная вода под давлением 0,2…0,3 МПа от центральной магистрали или индивидуальных бачков (рис. 25, б) подается по напорным рукавам к перфоратору, затем по трубке, проходящей внутри перфоратора, попадает в канал буровой штанги и, выходя из отверстия в воронке, омывает забой. По второй схеме – вода по шлангу и затем промывочной муфте, надетой на хвостовик бура, попадает в канал буровой штанги, минуякорпусперфоратора.

Бурение с сухим пылеулавливанием. В некоторых условиях бурение шпуров с промывкой водой становится невозможным (многолетнемерзлые породы и отрицательная температура в забое, высокогорные или безводные районы, сильная слеживаемость смоченной породы, образование сальников на буре и др.). В этих случаях применяется сухое пылеулавливание. Буровая пыль отсасывается через канал бура и пылеотводящую трубку перфоратора по шлангу в пылеуловитель (рис. 26). Поступление воздуха с пылью в пылеуловитель обеспечивается эжектором, специальным вентилятором или вакуумным насосом.

На горных работах применяются следующие пылеуловители: ПО-4М (ЦНИГРИ) при бурении ручными перфораторами с центральным или боковым отсосом пыли; УПЗ-2, УПЗ-3 (Гипроникель) – установка пылеотсасывающая звуковая для отсоса и улавливания пыли при сухом бурении шпуров ручными и телескопными перфораторами; ВНИИ-1М-71РД для отсоса пыли при бурении шпуров всухую.

84

Если, несмотря на применение комплекса мероприятий но борьбе с пылью, в воздухе все же остается некоторое ее количество, то необходимо применять средства индивидуальной защиты органов дыхания рабочих.

Контрольные вопросы

1.Конструкциибуровыхштанг дляударно-поворотногобуренияшпуров.

2.Буровые коронки для ударно-поворотного бурения.

3.Буровые штанги для вращательного бурения.

4.Коронки и резцы для вращательного бурения шпуров.

5.Очистка шпуров водой при бурении.

6.Бурение с сухим пылеулавливанием.

86

ГЛАВА 7. ПРОИЗВОДСТВО И ТРАНСПОРТИРОВКА СЖАТОГО ВОЗДУХА

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При проведении горно-разведочных выработок сжатый воздух применяется для работы перфораторов, отбойных молотков, погрузочных машин, насосов, эрлифтов и др.

Несмотря на то что КПД пневматических установок значительно ниже электрических, сжатый воздух находит широкое применение благодаря безопасности обслуживания, простоте конструкций и небольшим размерам пневматического оборудования, простоте эксплуатации и регулирования, надежности работы в тяжелых условиях; большей производительности бурильных машин при бурении крепких пород, чем электрических.

В последнее время на предприятиях стран СНГ появилась тенденция перехода на машины с электрогидравлическим приводом.

При поисково-разведочных работах применяются в основном передвижные компрессоры. Однако при значительных объемах разведочных работ и достаточной их концентрации применяются стационарные компрессоры.

§ 2. МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЖАТОГО ВОЗДУХА

Компрессоры по принципу действия подразделяются на турбокомпрессоры, ротационные, винтовые, гидрокомпрессоры и поршневые.

В турбокомпрессоре в качестве рабочего органа применяются колеса с лопатками, насаженными на вал (рис. 27).

Рис. 27. Секция турбокомпрессора

87

При вращении колеса 1, закрепленного на валу 2, воздух, заполняющий его каналы 3, отбрасывается со значительной скоростью к наружной окружности колеса, при этом давление воздуха возрастает. Из рабочего колеса воздух попадает в направляющий аппарат (диффузор) 4, в котором вследствие постепенного расширения каналов происходит преобразование динамического напора в статическое давление.

Подача турбокомпрессоров обычно превышает 200 м3/мин, давление сжатого воздуха 0,6…0,8 МПа.

Турбокомпрессоры находят преимущественное применение на крупных горных предприятиях.

В ротационных (пластинчатых) компрессорах (рис. 28) ось ротора с пластинами расположена эксцентрично по отношению к оси цилиндра, благодаря этому между ротором и цилиндром образуется серповидное пространство. При вращении ротора в направлении от всасывающего патрубка к нагнетательному пластинки под действием центробежной силы выдвигаются из пазов и прижимаются к стенкам цилиндра, образуя камеры, которые постепенно уменьшаются в направлении от всасывающего к нагнетательному патрубку, вследствие чего происходит сжатие заключенного в них воздуха.

Рис. 28. Схема работы ротационного компрессора: 1 – ось ротора; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 – всасывающий патрубок; 5 – ось цилиндра; 6 – блок цилиндра; 7 – нагнетательный патрубок; ABCD – ячейки

Подача ротационных компрессоров до 50 м3/мин, конечное давление сжатого воздуха до 0,9 МПа.

В винтовых компрессорах воздух из всасывающего патрубка поступает в винтовые каналы между ведущим и ведомым роторами, размещенными в цилиндрических расточках корпуса. Роторы находятся в зацеплении посредством шестерной связи и вращаются в противоположном направлении. В определенный момент вращения заполненные

88

воздухом полости изолируются от всасывающего патрубка, а затем зубцы одного ротора заполняют впадины, в связи с чем уменьшается объем воздуха в канале и происходит его сжатие. Сжатие продолжается до соединения заполненной воздухом полости с выхлопным отверстием.

Вгидрокомпрессорах для сжатия засасываемого воздуха используется энергия воды, движущейся по вертикальному трубопроводу.

Впоршневом компрессоре (рис. 29) поршень выполняет возвратнопоступательное движение. При движении поршня вниз происходит всасывание атмосферного воздуха через клапан, а при обратном движении (вверх) происходит сжатие его до тех пор, пока давление в цилиндре не достигнет такого же давления, как и в воздухосборнике, после чего воздух выталкивается в воздухосборник через нагнетательный клапан.

Рис. 29. Схема поршневых компрессоров простого действия:

а– одноступенчатого; б – двухступенчатого; 1, 2 – всасывающий

инагнетательный клапаны; 3 – воздухосборник; 4 – цилиндр; 5 – поршень;

6 – промежуточный холодильник

Сжатие воздуха может осуществляться один раз (одноступенчатый компрессор) или более одного раза (многоступенчатый). В многоступенчатых компрессорах воздух засасывается вначале в первый цилиндр (первая ступень), там сжимается, затем выталкивается в промежуточный холодильник, в котором охлаждается до первоначальной температуры и далее засасывается во второй цилиндр (вторая ступень), где снова сжимается и затем выталкивается в воздухосборник.

Поршневые компрессоры классифицируются:

•по способу действия – на компрессоры простого и двойного действия. Простого действия – при прямом движении поршня происходит всасывание, а при обратном – нагнетание; двойного – при движении поршня и в прямом, и в обратном направлении происходит всасывание и нагнетание;

89

70