Бурильные машины и оборудование

Бурением называют процесс образова­ния земляной выемки обычно круглого по­перечного сечения путем разрушения грун­та (горной породы) в ее лобовой (дон­ной) части и извлечения на поверхность продуктов разрушения. В зависимости от ориентации подачи рабочего органа на забой различают вертикальное, горизон­тальное и наклонное бурение. Вертикаль­ные выемки глубиной, соизмеримой с раз­мерами поперечного сечения, называют ямами. В ямы устанавливают столбы до­рожных знаков, надолб и ограждений, же­лезобетонные опоры линий электропередачи и связи и т. п. Выемки большой глубины по сравнению с размерами поперечных сечений называют скважинами (напри­мер, вертикальные колодезные скважины, горизонтальные скважины для бестран­шейной прокладки труб под насыпями до­рог и т. п.). Скважины с малыми разме­рами поперечных сечений, используемые для закладки в них взрывчатых веществ при разработке прочных грунтов и горных пород взрывом, называют шпурами.

Классификация:

В зависимости от ориентации подачи инструментов в забой:

• горизонтальное;

• вертикальное;

• наклонное.

В зависимости от глубины бурения и массы машины:

• легкие (до 5 м);

• средние (до 20 м);

• тяжелые (более 20 м).

По способу приложения силовой нагрузки:

• ударные;

• ударно-поворотные;

• ударно-вращательные;

• вращательные;

• станки алмазного и термического бурения.

По способу удаления продуктов бурения из забоя:

• циклические;

• непрерывные.

По виду бурового инструмента:

• лопастные;

• шнековые;

• ковшовые;

• с расширителями;

• грейферные;

• ударное долото и др.

Бурильно-крановые машины

Назначение:

применяют для образования ям и вертикальных или наклонных скважин. На них кроме бурового рабочего оборудования монтируют крановое оборудование для ус­тановки в ямы столбов, надолб, опуска­ния в скважины свай, блоков колодез­ных облицовок.

Параметры:

=0,3 - 0,8 м

h=3-8 м

=0,6 - 1,4 м/мин

Рис. 23. Рабочее оборудование бурильно-крановой машины:

1 – гидроцилиндр; 2 – мачта; 3 – редуктор-вращатель; 4 – граненая штанга; 5 – копающие лопасти; 6 – забурник

Машины для бурения шпуров

Параметры:

=0,35 – 0,9 м

h=2 – 8 м

Рис. 24. Двухшпиндельная машина для бурения шпуров:

1 - буровые штанги; 2 – гидроцилиндр; 3 – подвижная каретка; 4 – редукторы; 5 - гидродвигатели; 6 – рама; 7 – выносные опоры

Оборудование для бурения горизон­тальных скважин

Назначение:

бурение горизонтальных скважин под шоссейными и желез­ными дорогами для прокладки в них трубопроводов, подземных кабельных участков линий связи и электроснабжения.

Параметры:

=325 – 1720 мм

L=60 м

=1.37 м/ч

P=480 – 7200 кН

Рис. 25. Установка горизонтального бурения:

1 – резцовая головка; 2 – якорь; 3 – полиспаст; 4 – рама; 5 – лебедка; 6 – силовая установка; 7 – трубоукладчик; 8 – хомуты; 9 – труба-кожух; 10 – винтовой конвейер; 11 – опоры

Машины для разработки мерзлых грунтов

Мерзлые грунты разрабатывают как специальными, так и обычными землеройными машинами, для чего грунт предварительно разрушают. Для разработки мерзлых грунтов можно использовать и землеройные машины, рабочие органы которых будут соответственно приспособле­ны. Однако производительность таких машин значи­тельно ниже, чем при разработке талых грунтов.

Лучшие результаты по производительности труда, стоимости и металлоемкости дает рыхление мерзлых грун­тов рыхлителями на тракторах мощностью 300—750 кВт, с отвозкой разрыхленного грунта самоходными скрепе­рами усиленной конструкции емкостью 30 м³ и выше. Существуют различные механические способы разру­шения мерзлых грунтов.

Откол крупных глыб с по­мощью рабочего оборудова­ния, навешенного на трактор или экскаватор

Параметры:

Q=1.5 т

ν=8-10 уд/мин

Рис. 26. Установка для рыхления мерзлых грунтов:

1 — оголовок; 2 — автоматический сцеп: 3 — ра­бочий орган (клин); 4 — канат; 5 — направляю­щая; 6 — лебедка; 7 — узел амортизации

Резание грунта с помощью дисковых пил, цепных баров и приспо­собленных для разработки мерзлых грунтов роторных экскаваторов

Назначение:

навесное оборудование в виде дисковых пил применяют для нарезки щелей шириной 30—35 мм на всю глубину промерзания или на 0,7 этой глубины, на расстояние между щелями 0,8—1,0 м. Это дает возможность разрабатывать грунт между щелями (отрывать глыбы) экскаватором.

Недостатки:

Недостатком применения дисковых пил является то, что они могут углубляться в грунт не больше чем на 0,4 диаметра.

Навесное оборудование в видережущих цепей (цепных баров) получило наиболее широкое распространение. На рис. 26 показана одна из таких установок.

Параметры:

h=2 м

=2—2,5 м/с

Рис. 27. Установка для нарезания щелей в мерзлом грунте:

1 — цепные бары; 2 – напорный механизм

Достоинства:

преимущество по сравнению с диско­выми пилами в том, что цепями можно нарезать щели большой глубины.

Недостатки:

- значительные потери на трение в цепях, достигающие 60% общей потребляемой мощности,

- быстрый износ цепей,

- необходимость извлечения глыб другой машиной.

Землеройно-фрезерные машины.

Назначение:

применяют для разработки мерзлых грунтов на глубину до 0,5—0,6 м.