4. Основные требования по эксплуатации и меры безопасности при использовании пневматических перфораторов.

Основное требование по эксплуатации ударно-поворотных бурильных машин – соответствие типа бурильной машины крепости горных пород. В процессе эксплуатации во избежание отказов в работе и для увеличения сроков службы машин их в соответствии с указаниями заводской инструкции необходимо своевременно промывать и смазывать. Разбирать перфоратор необходимо в шахтной мастерской не реже одного раза в месяц.

Перед присоединением перфоратора к сети со сжатым воздухом воздухоподводящий рукав необходимо продуть сжатым воздухом для освобождения его от механических частиц и влаги. Во время бурения ось перфоратора должна совпадать с осью шпура. Несоблюдение этого правила может привести к поломке хвостовика бура и преждевременному износу поворотной муфты.

При забуривании шпура нельзя поддерживать вращающийся бур непосредственно руками, застрявшие буры необходимо извлекать из шпура специальными ключами.

Отсоединять от перфоратора воздухоподводящий рукав можно только после перекрытия воздухопровода.

Бурение шпуров с пневматических поддержек необходимо вести, используя комплект буров, в который входит забурник длиной 0,5–0,7 м и два-три отличающихся по длине примерно на 1 м бура. Бурят бурами с последовательно увеличивающейся длиной. Во избежание заклинивания коронки в шпуре, диаметр коронки на каждом следующем буре должен быть на 1,5–2 мм меньше. Если заряжать шпуры натренированным ВВ, то диаметр коронки последнего бура должен быть на 2--4 мм больше диаметра патрона ВВ. Таким образом, наибольший диаметр должен иметь забурник.

Все соединения воздухоподводящего рукава должны быть надежными, исключать срыв и возможное вследствие этого травмирование обслуживающего персонала. Работать на перфораторе разрешается при использовании средств защиты от шума, вибрации и пыли. Уровень шума, создаваемого пневматичес-скими перфораторами, измеряется по шкале «А» шумомера и составляет 112–117 дБ А, что существенно выше санитарной нормы (85 дБА), поэтому применение средств эффективной индивидуальной защиты органов слуха от шума совершенно необходимо. Такими средствами являются специальные наушники, шлемы (каски), эластичные вкладыши, тампоны из волокнистых материалов. Из перечисленных средств особенно эффективны противошумные каски и наушники.

Вибрации бурильщики подвержены при использовании преимущественно переносных перфораторов, поэтому в конструкцию современных перфораторов входит специальное вибро-гасящее устройство, а сами перфораторы в процессе работы вгоризонтальных и наклонных выработках устанавливают на поддерживающие устройства.

Эффективное пылеподавление достигается непрерывной промывкой шпуров водой, которую подают к забою по шахтному водопроводу, а непосредственно к перфоратору – по водоподающему гибкому рукаву; при отсутствии шахтного водопровода – от водонапорного бака или насосом. Средний расход воды составляет 6–8 л/мин и зависит от скорости бурения, характеристики породы и диаметра шпура. Давление воды у перфоратора должно составлять 0,2–0,4 МПа.

В случаях, когда применение воды исключено (например, горная порода содержит растворимые в воде минералы, проходка выработки ведется по породам с отрицательной температурой и т. д.), применяют сухое пылеулавливание. Пыль в этом случае отсасывают через осевой канал бура и центральную трубку перфоратора или муфту для бокового отсоса пыли, которую подобно муфте для боковой промывки размещают на буровой штанге. Вакуум в отсасывающих каналах создается эжекторами или вакуум-насосами. Схема бурения шпуров перфоратором с отсосом буровой мелочи из забоя шпура с последующим сухим пылеулавливанием в установках типа П04М приведена на рис. 2.17. Продукты разрушения породы через бур 1 и центральную трубку перфоратора 2 попадают в резинотканевый рукав 3 и транспортируются в пылеприемники грубой 5 и тонкой 6 очистки. Разрежение в пылеотводящем канале создает эжектор, которым оборудован пылеприемник тонкой очистки.

Сжатый воздух подают по индивидуальным рукавам к эжектору и перфоратору с пневмоподдержкой 7 через автомасленку МА8 и рукав 4.

Мотоперфораторы – это бурильные машины, в которых источником энергии является бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Такие машины целесообразно применять, когда отсутствуют другие источники энергии. Мотоперфораторы позволяют механизировать процесс бурения шпуров при проходке разведочных канав и других разведочных выработок в условиях работы на поверхности.

Мотоперфоратор МП-1 «Смена» разработан институтом ЦНИГРИ и изготовляется на Симском механическом заводе. Мотоперфоратор снабжен виброгасящим устройством, уровень вибрации на рукоятках перфоратора не превышает санитарной нормы. Может работать и в режиме отбойного молотка, а также использоваться на вспомогательных работах.

Таблица 8 ‑ Техническая характеристика мотоперфоратора МП-1 «Смена»
Глубина бурения м	До 4
Двигатель:
тип	Двухтактный, карбюраторный с двухканальной возвратно-петлевой продувкой
диаметр цилиндра, мм………………….	58
число цилиндров…………………….	1
число поршней…………………………	2
рабочий объем цилиндра, см3………….	185
номинальная частота вращения………..
коленчатого вала, с-1………………….	46,6
	Смесь бензина А-72 с маслом МС-30 в соотношении 12:1 или с маслом МК-22 а соотношении 15:1
Вместимость топливного бака, л………	1,9
Рабочее положение………………….	От вертикального вниз до наклонно восходящего под углом 45° к горизонту
Частота ударов бойка, мин-1…………	2800
Энергия удара бойка, Дж………………	30
Размеры хвостовика штанг, мм, при работе в режиме:
Бурения…………………………………..	22х108
Отбойки…………………………………	25x108
Габариты, мм:
Длина…………………………………….	750
Ширина…………………………………..	250
Высота……………………………………..	325
Масса (без заправки), кг	30

Приближенный расчет основных параметров перфоратора.

Основные параметры перфоратора можно рассчитать, приняв некоторые допущения: бурильная машина расположена горизонтально; давление в рабочих камерах цилиндра при движении поршня постоянно (в действительности это бывает при небольших скоростях и больших сечениях подводящих каналов); поршень начинает двигаться с нулевой скорости, а затем равномерно-ускоренно.

Расчет можно вести по следующей схеме.

Усилие (Н), действующее на поршень при рабочем ходе,

(2.6)

где – рабочее давление в цилиндре, Па; ‑ величина противодавления за поршнем, Па; – диаметр поршня, м; – диаметр храпового стержня с геликоидальной нарезкой, м.

Ускорение (м/с²) поршня при рабочем ходе

(2.7)

где т – масса поршня, кг.

Продолжительность (с) рабочего хода поршня

(2.8)

где – ход поршня, м.

Скорость (м/с) поршня при рабочем ходе

(2.9)

Энергия удара (Дж) поршня

(2.10)

Усилие (Н), действующее на поршень при обратном ходе,

(2.11)

где – диаметр штока поршня, м.

Ускорение (м/с²) поршня при обратном ходе

(2.12)

Продолжительность (с) холостого хода поршня

(2.13)

Продолжительность (с) одного цикла работы поршня

(2.14)

Частота (с^-1) ударов поршня

(2.15)

Полезная ударная мощность (Вт) перфоратора

(2.16)

Расход (м³/мин) сжатого воздуха (складывается из расходов •При рабочем и холостом ходах)

(2.17)

В технических расчетах принято считать расход сжатого воздуха по свободному воздуху, т.е. приведенному к нормальному давлению. Окончательно с учетом степени наполнения цилиндра и потерь расход воздуха (м³/мин) рассчитывают по формуле

(2.18)

где – коэффициент наполнения рабочих полостей цилиндра сжатым воздухом; – коэффициент, учитывающий степень износа (потерь воздуха); на основании опытных данных =0,5–0,7, a =1,1–1,15 – для новых машин и =1,3–1,5 – для изношенных; – атмосферное давление, Па.

Окружное усилие на храповом стержне с геликоидальной нарезкой F₀ (Н) определяют с учетом угла подъема резьбы и угла трения, гайки с геликоидальной нарезкой о храповой стержень,:

(2.19)

Подставив значение , имеем:

(2.20)

Угол а можно определить следующим образом:

(2.21)

где – шаг геликоидальной нарезки.

Крутящий момент (Н∙м), создаваемый поршнем,

(2.22)

Производительность бурения шпуров ударно-поворотными •бурильными машинами определяют по формулам (2.4), (2.5), приведенным для оценки производительности вращательных бурильных машин, с учетом нормативов времени при использовании перфораторов в конкретных горно-технических условиях. Нормативы времени приведены в сборниках норм времени на горнопроходческие работы.