24

Лекция 6 Бурильные установки

Лекция 6 бурильные установки

1. Бурильные установки для бурения шпуров

2. Конструкции бурильных установок для горизонтальных и наклонных горных выработок.

3. Бурильные установки для проходки шахтных стволов.

4. Материал для СРС (для самостоятельного изучения). Средства механизированного заряжания шпуров

1. Бурильные установки для бурения шпуров

Бурильные установки предназначены для бурения шпуров машинами вращательного, вращательно-ударного, ударно-вращательного и ударно-поворотного действия в горизонтальных, наклонных и вертикальных выработках.

Первоначально рассмотрим бурильные установки для горизонтальных и наклонных выработок.

Основные размеры шахтных бурильных установок
Тип	УБШ1	УБШ2	УБШЗ	УБШ4	УБШ5	УБШ6
Зона бурения, м:
высота……………….	2	2,5	3,6	5	7	10
ширина………………	2,2	3,3	4,5	6	8,4	9,4
Габариты установки в транспортном положении, м:
колесно-рельсовая ходовая часть
высота…………….	1,25	1,5	1,6	2,0
ширина……………	1,1	1,3	1,4	1,4
нерельсовая ходовая часть…………………
высота……………….	1,6	1,8	2,4	2,5/3,3**	2,8/3,4	4,5
ширина……………..	1,25	1,5	2/2,2*	2,5	2,6	3,3/3,8***

Примечание. В числителе приведены размеры: * ‑ установки с двумя бурильными машинами, в знаменателе – с тремя; ** ‑ пневмоколесные установки, в знаменателе – гусеничной; *** ‑ установки с четырьмя бурильными машинами, в знаменателе – с шестью. высота во всех случаях дана от опорной плоскости.

Таблица 2.4

По конструкторской документации		По типоразмерным группам		По конструкторской документации	По типоразмерным группам
БУ-1М		УБШ201		СБУ-2БН	УБШ305
БУ-1Б		УБШ202		СБУ-2М	УБШ306
1БУ-1		УБШ203		СБУ-2Б	УБШ307
БУЭ-1М1		УБШ204		1СБУ-2	УБШ308
БУЭ-1М2		УБШ205		БКГ-2	УБШ309
СБКНС-2		УБШ206		БУЭ-31	УБШ310
СБКН-2М		УБШ207		БУЭ-32	УБШЗИ
2УБН-2П		УБШ208		УБШ-322	УБШ312
БУА-ЗС		УБШ209		БУЭ-ЗТ	УБШ313
БУР-2М		УБШ301		1СБУ-2К	УБШ401
БУР-2Б		УБШ302		УБШ-532Д	УБШ501
1БУР-2		УБШЗОЗ		2БК-5ДЭВ	УБШ502
СБУ-2МН	УБШ304
Примечание. С бурильными машинами: 1 вращательного действия;. 2 вращательно-ударного действия.

Под зоной бурения установки следует понимать прямоугольный участок плоскости со скругленными верхними углами радиусом не более 0,4 м, перпендикулярной к продольной оси установки, в пределах которого продольная ось инструмента для бурения шпуров может быть расположена параллельно оси установки.

Условные обозначения установок приведены в табл. 2.4.

В качестве примера приведем условное обозначение шахтной бурильной установки второй размерной, группы модификации 07: УБШ207. Модернизация бурильной установки отражается соответствующим символом: А – первая модификация, Б – вторая, В – третья и т.д. Следовательно, условное обозначение той же бурильной установки после второй модернизации будет УБШ207Б.

Бурильные установки, поставленные на производство до разработки типоразмерных групп, сохраняют прежнее условное обозначение (см. табл. 2.4), а во вновь разрабатываемой для этих установок конструкторской документации дополнительно в скобках указывают условное обозначение по типоразмерной группе.

Особенностью горноразведочных работ являются сравнительно небольшие размеры поперечных сечений выработок. Высота зоны обуривания практически не превышает 3 м. Невелика и ширина выработок. Поэтому все потребности по бурению шпуров в горизонтальных и наклонных выработках практически обеспечиваются бурильными установками первых двух типоразмерных групп.

В целом бурильные установки первых трех типоразмерных групп предназначены для бурения шпуров при проведении горных выработок при разведке и разработке месторождений, а бурильные установки четвертой – шестой типоразмерных групп – для бурения шпуров в очистных выработках, при строительстве тоннелей и различных подземных сооружений иного назначения.

Бурильные установки изготовляют следующих типов:

по назначению – фронтальные и радиально-фронтальные; последние могут бурить шпуры не только горизонтальные и наклонные, но и вертикальные;

по способу бурения – с бурильными машинами вращательного, вращательно-ударного, ударно-поворотного и универсального действия;

по типу ходовой части – колесно-рельсовые, гусеничные, пневмоколесные;

по приводу ходовой части – с пневмо-, электро- и дизельным приводом;

по числу бурильных машин на установке – от одной до шести (преимущественно две).

Основными узлами бурильной установки являются рама с ходовой частью, корпус, манипулятор, автоподатчик, бурильная машина и система управления бурильной установкой. В последние годы бурильные установки стали обеспечивать автоматическими устройствами для параллельного перемещения бурильной машины при горизонтальном и вертикальном движениях манипуляторов.

Рама служит основанием бурильной установки. Для перемещения бурильной установки она оснащена колесно-рельсовым, гусеничным или пневмоколесным ходом. Привод ходовой части осуществляется от электро-, пневмо- и дизельных двигателей. Колесно-рельсовая ходовая часть включает две оси, оснащенные колесами, однотипными с колесами вагонеток. В боковых кронштейнах рамы смонтированы захваты, служащие для фиксации установки на рельсовом пути. К передней части рамы крепят боковые опоры, обеспечивающие устойчивость бурильной установки в процессе бурения шпуров.

У гусеничной ходовой части каждая из двух гусениц имеет индивидуальный привод. Неподвижность гусеничного хода при бурении шпуров обеспечивается самотормозящейся передачей от двигателя к гусеничной цепи. При необходимости транспортировки бурильной установки на буксире специальной рукояткой отключают самотормозящийся редуктор.

Целесообразно согласовывать ходовую часть бурильной установки с ходовой частью другого оборудования, прежде всего погрузочных машин и транспортного оборудования. Например, при использовании колесно-рельсовых погрузочных машин лучше применять бурильную установку с аналогичной ходовой частью.

Корпус служит для шарнирного соединения с ним манипуляторов, размещения оборудования, обеспечивающего установку гидравлической энергией, – насосного узла, маслобака с фильтром для очистки масла, гидравлической и электрической станций управления. На корпусе смонтирован пульт управления бурильной установкой. У некоторых из бурильных установок корпус относительно рамы может перемещаться параллельно оси установки на специальных катках. Эта возможность позволяет компенсировать отход бурильной машины от забоя, например, при повороте манипулятора или вследствие неровности забоя.

Манипулятор предназначен для размещения на нем бурильной машины с податчиком, перемещения бурильной машины в пространстве и ее установки в положение для бурения шпура. Манипулятор связан с корпусом шарнирно с помощью гидроцилиндров, которые обеспечивают его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кроме того, многие бурильные установки имеют манипуляторы, оснащенные механизмами поворота вокруг их оси. Современные бурильные установки имеют манипуляторы стреловидного типа с гидроприводом. Их характерная особенность–отход бурильной машины при изменении угла наклона или повороте манипулятора и, вследствие этого, необходимость компенсации отхода. Существуют три способа компенсации. Первый – перемещение корпуса относительно рамы, но этот способ вызывает увеличение массы установки и исключает возможность создания общего пульта управления несколькими бурильными машинами. Второй – применение телескопических манипуляторов, т. е. удлинение стрелы манипулятора. Но в этом случае невозможна прокладка коммуникаций внутри манипулятора. При прокладке же их снаружи они менее защищены от повреждений и мешают при работе. Третий способ – использование гидроцилиндра, установленного на конце манипулятора. Этот способ применяют на бурильных установках довольно часто.

Типичную конструкцию рассмотрим на примере манипулятора, изображенного на рис. 2.32. Труба 6 концом опирается на подшипники, посаженные в расточки кронштейна 2. С помощью отверстия вилки 3 кронштейна манипулятор подвешивают к корпусу бурильной установки. Кронштейн 5 манипулятора предназначен для соединения с гидроцилиндром подъема стрелы. Реечный механизм 4, получающий привод от конической передачи, служит для поворота манипулятора на 180°. На кронштейне 7, соединенном с трубой болтами, установлена поворотная стойка с плитой 9 для автоподатчика бурильной машины. Плита 9 вместе с автоподатчиком и бурильной машиной поворачивается в горизонтальной плоскости гидроцилиндром 1 и в вертикальной ‑ гидроцилиндром подъема 8,

Положение манипулятора и автоподатчика фиксируют гидрозамками, закрепленными на гидроцилиндрах.

Ряд гидравлических манипуляторов разработан Специальным конструкторским бюро самоходного оборудования Всесоюзного производственного объединения «Союзгормаш». Одна из этих конструкций – вращающийся манипулятор ВС 2,25. Манипулятор состоит из вращателя, стрелы, гидроцилиндров подъема стрелы, надвигания автоподатчика, распора автоподатчика, поворота плиты, на которой размещен автоподатчик, относительно манипулятора. Манипулятор имеет два основных характерных отличия: наличие вращателя, обеспечивающего вращение стрелы на 360°, и гидроцилиндра надвигания автоподатчика на забой для компенсации отхода бурильной машины. В других модификациях гидравлических манипуляторов стрела выполнена телескопической, что позволяет увеличить ход подачи на 1 м.

Большой интерес представляют конструкции манипуляторов зарубежных фирм – «Секома» (Франция), «Гарднер-Денвер» (США), «Тамрок» (Финляндия), «Атлас Копко» (Швеция) и др. Основные характерные движения гидроманипуляторов типа JTMS (рис. 2.33) фирмы «Секома», типичные и для гидроманипуляторов других фирм, обеспечивают поворот стрелы в горизонтальной плоскости (1); подъем стрелы (2); удлинение стрелы (3); вращение стрелы (4); поворот податчика (5); подъем и опускание (6) и надвигание (7) податчика. Податчики оснащают системой для автоматического сохранения параллельности перемещения бурильной машины по всему сечению горной выработки. Высокая маневренность манипуляторов позволяет точно устанавливать бурильную машину в любом направлении бурения и обеспечивает ей возможность работать в забоях с параллельным расположением шпуров при прямых врубах, врубах с наклонными шпурами и комбинированных. Гидроманипуляторы могут быть использованы при креплении выработок анкерной крепью, бурении нисходящих и восходящих скважин при очистных работах. Конструкции бурильных машин и автоподатчиков рассмотрены ранее

Система управления бурильной установкой включает в себя систему управления манипуляторами, автоподатчиками, бурильными машинами и ходовой частью. Управление бурильными машинами, потатчиками и манипуляторами может быть раздельным или общим. При раздельном управлении исключается возможность обслуживания одним бурильщиком нескольких бурильных машин. Общее управление, наоборот, позволяет управлять двумя и более манипуляторами, податчиками и бурильными машинами с одного пульта. Однако в этом случае значительно сложнее система энергокоммуникаций. В бурильных установках, используемых при проведении выработок небольшого поперечного сечения, применяют только общее управление.