Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 1
Б уровой инструмент для ударно-поворотного бурения . Исполни тельный орган бурильных молотков — бур (рис. 27) состоит из головки 1, тела бура (штанги при съемной головке) 2, буртиков («за плечиков») 3 и хвостовика 4.
П о конструкции |
буры |
бывают |
цельные, |
у которых головка вы |
|||
п о л н я е т с я |
к а к одно |
целое |
с телом |
бура, и |
со съемными |
буровыми |
|
коронками . |
Соединение коронки |
со |
штангой |
может быть |
резьбовое |
и конусное .
|
|
|
|
|
|
|
Р и с . 27. |
Б у р |
|
|
|
|
|
|
|
В |
настоящее |
время |
применяют |
буры |
со |
съемными |
к о р о н к а м и . |
||||||
|
Ш т а н г и изготовляют |
из |
стали |
к р у г л о г о |
и л и шестигранного |
по |
||||||||
перечного |
сечения с |
диаметром |
вписанного |
к р у г а |
22, |
25 и 32 |
мм. |
|||||||
В |
теле бура (в |
штанге) |
имеется |
осевое |
отверстие |
диаметром |
6— |
|||||||
8 |
мм |
д л я |
промывки |
или |
продувки ш п у р о в . |
|
|
|
43
Б у р о в ы е |
к о р о н к и |
изготовляют |
из |
л е г и р о в а н н ы х |
износоустойчи |
|||||||||||
вых сталей. Ч а щ е |
применяют к о р о н к и , |
армированные п л а с т и н к а м и |
||||||||||||||
твердого |
сплава |
(пластинки |
твердого |
сплава с р е ж у щ е й |
кромкой |
|||||||||||
на переднем |
конце |
впаивают |
в |
буровую |
к о р о н к у ) . |
|
|
|
||||||||
По |
мере |
бурения |
ш п у р о в |
к о р о н к и |
и з н а ш и в а ю т с я . |
Б у р о в ы е |
||||||||||
головки |
ц е л ь н ы х |
буров, |
не |
армированные |
п л а с т и н к а м и |
твердого |
||||||||||
сплава, |
|
восстанавливают |
на специальных |
буро з а п р а в о ч н ы х |
с т а н к а х |
|||||||||||
путем |
ш т а м п о в а н и я |
в м а т р и ц а х ; |
съемные |
а р м и р о в а н н ы е |
к о р о н к и |
|||||||||||
затачивают |
на специальных |
бурозаточных |
с т а н к а х . |
|
|
|
||||||||||
Н а и б о л ь ш е е |
применение имеют однодолотчатые к о р о н к и |
и ц е л ь |
||||||||||||||
ные буры с однодолотчатыми |
головками (для б у р е н и я |
в монолитных |
||||||||||||||
породах не н и ж е |
средней |
крепости) |
и |
крестовые к о р о н к и |
(в в я з к и х |
|||||||||||
и трещиноватых |
породах |
любой |
крепости). Д л я б у р е н и я |
в |
монолит |
ных весьма к р е п к и х породах применяют к о р о н к и с опережающим
лезвием; пр и бурении такой коронкой р а з р у ш е н и е |
породы |
на |
забое |
|||
ш п у р а |
производится |
раздельно — сначала |
о п е р е ж а ю щ и м |
лезвием |
||
р а з р у ш а е т с я порода |
посредине забоя дл я создания |
второй |
обнажен |
|||
ной плоскости, а затем происходит р а з р у ш е н и е |
остальной |
части |
||||
забоя |
ш п у р а . Некоторые типы буровых |
головок |
(коронок) |
при |
ведены на рис . 28.
Бурильные м а ш и н ы для вращательного бурения шпуров . К ним относятся сверла — ручные и колонковые . В зависимости от вида ис пользуемой энергии сверла бывают электрическими (электросверла),
пневматическими |
(пневмосверла), |
гидравлическими (гидросверла) . |
Н а и б о л ь ш е е распространение п о л у ч и л и электрические сверла . |
||
Р у ч н ы м и |
с в е р л а м и |
б у р я т ш п у р ы в з а б о я х по у г л ю |
различной крепости и нетвердым породам (глинистые сланцы) и т. п. Применяют ручные электросверла со скоростью в р а щ е н и я ш п и н д е л я от 370 до 920 об/мин, односкоростные и двухскоростные (с одной
неизменной скоростью |
в р а щ е н и я ш п и н д е л я ил и с д в у м я ) . Масса руч |
|||||
ных сверл составляет |
15—22 |
кг, мощность, р а з в и в а е м а я |
электродви |
|||
гателем на |
в а л у , —1—1,4 квт. |
|
|
|||
|
Ручное электросверло |
приведено на рис . 29. В ребристом корпусе |
||||
из |
легкого |
сплава размещаются электродвигатель |
с |
вентилятором |
||
и |
редуктор |
с двумя |
п а р а м и |
зубчатых колес . Д л я |
пуска - останова |
сверла имеется выключатель; электроэнергия подается по гибкому кабелю, который присоединяется к электросверлу через соедини тельную муфту. Подача электросверла на забой пр и бурении осу ществляется в р у ч н у ю ил и с помощью канатной тяги ( к а н а т н а я по
дача), если |
бурение |
ведется в сравнительно к р е п к и х |
породах . |
||||
Пневматические |
сверла (рис. 30) применяют в ш а х т а х |
сверхка - |
|||||
тегорных |
по г а з у и |
п ы л и . И х м о ж н о |
применять |
т а к ж е |
на |
всех тех |
|
ш а х т а х , |
где |
имеется компрессорное |
хозяйство . |
В н у т р и |
корпуса |
пневмосверла имеется ротационный пневматический двигатель, ко торый через п л а н е т а р н ы й редуктор приводит во вращение шпиндель .
Пусковое устройство |
располагается |
на р у к о я т и |
сверла . |
С ж а т ы й |
||
воздух под давлением |
5—6 |
атм подводится по резиновому |
ш л а н г у . |
|||
Гидравлические |
ручные |
сверла |
применяют |
на г и д р о ш а х т а х . |
44
П р и бурении колонковыми сверлами величина подачи ограничена длиной шпинделя и составляет около 700 мм. Поэтому, чтобы про бурить ш п у р длиной 1,5—2 м, необходимо иметь набор буров р а з личной длины и несколько раз производить замену буров с останов кой машины .
Имеются конструкции колонковых сверл, которыми м о ж н о бу рить ш п у р ы длиной до 2 м без замены буров . Эти сверла имеют пу стотелый шпиндель, сквозь который пропускается штанга бура . П о выдвижении ш п и н д е л я на конструктивную д л и н у подачи ослабляют з а ж и м ы штанги и шпиндель обратным ходом возвращается в исход
ное |
положение . |
|
|
|
|
В |
последнее время |
разработаны |
конструкции колонковых |
элек |
|
тро - |
и пневмосверл |
с |
гидроподачей, |
обеспечивающей большее |
осе |
вое |
усилие подачи |
при бурении, |
чем пр и механической подаче . |
С увеличением силы п р и ж а т и я головки бура к забою ш п у р а скорость б у р е н и я возрастает.
Масса колонковых электросверл 28—110 кг, скорость в р а щ е н и я шпинделя 140—400 об/мин, мощность электродвигателя 1,4—4,2 квт .
|
В качестве |
бурового инструмента |
при вращательном бурении |
||||
без |
промывки |
применяют витые буровые штанги и |
резцы . |
Б у р ы |
|||
д л я |
сверл изготовляют обычно из витой стали прямоугольного ил и |
||||||
ромбического |
профиля . |
|
|
|
|||
|
Д л я |
бурения |
в м я г к и х у г л я х применяют стальные резцы, по |
||||
крепким |
у г л я м |
и по породе — резцы, |
армированные |
пластинками |
|||
из |
твердых сплавов (рис. 33). В угольных ш а х т а х СССР дл я |
враща |
тельного бурения применяют только резцы, армированные твердыми сплавами .
§ 3. В З Р Ы В Н Ы Е РАБОТЫ
Работы по отбойке и дроблению породы и полезного ископаемого,
выполняемые с помощью В В , называют взрывными |
работами . |
|
В зависимости от назначения и условий взрывные |
работы выпол |
|
няют различными |
методами. |
|
П р и проведении, например, подземных горных |
выработок за |
|
ряды взрывчатого |
вещества (заряд — определенное |
количество В В , |
подготовленное к |
взрыву) помещают и взрывают в |
предварительно |
пробуренных ш п у р а х . Т а к о й метод взрывных работ называют мето дом ш п у р о в ы х зарядов . П р и помещении зарядов В В в с к в а ж и н а х метод работ называют методом с к в а ж и н н ы х зарядов, при помещении
в камерах — методом камерных и малокамерных |
зарядов . Д л я дроб |
л е н и я кусков породы больших размеров, так |
называемых негаба |
ритных к у с к о в , которые образуются пр и взрывании камерных и сква
ж и н н ы х зарядов, |
В В часто |
размещают и взрывают на поверхности |
кусков — метод |
накладных |
зарядов. |
Метод шпуровых зарядов . Пр и проведении подземных выработок буровзрывным способом применяют только метод ш п у р о в ы х за рядов . Кроме того, этим методом отбивают полезное ископаемое в очистных забоях у г о л ь н ы х шахт и рудников, а т а к ж е в к а р ь е р а х при
47
н е б о л ь ш ой |
высоте уступов . Этот метод применяют и д л я |
дробления |
|||||||
негабаритных |
к у с к о в . |
|
|
|
|
|
|
||
П о к о н с т р у к ц и и ш п у р о в ы е з а р я д ы бывают колонковые |
сплошные, |
||||||||
колонковые рассредоточенные |
и котловые (сосредоточенные). |
||||||||
Колонковый |
сплошной |
заряд |
по |
к о н с т р у к ц и и |
я в л я е т с я |
самым |
|||
простым и |
представляет |
собой |
к о л о н к у патронов |
В В в ш п у р е , при |
|||||
л е г а ю щ и х |
торцами один |
к другому |
(рис. 34, а). |
К о л о н к а |
патронов |
||||
н а р а щ и в а е т с я |
от |
забоя ш п у р а , |
в последний патрон от забоя |
(первый |
|||||
от устья шпура) |
вставляют инициатор взрыва — |
капсюль - детонатор |
Р и с . 34. К о н с т р у к ц и и ш п у р о в ы х з а р я д о в :
а — к о л о н к о в ы й с п л о ш н о й ; б — к о л о н к о в ы й р а с с р е д о т о ч е н н ы й с в о з д у ш н ы м и п р о м е ж у т к а м и ; в — к о л о н к о в ы й р а с с р е д о т о ч е н н ы й ; г — к о т л о в о й ; 1 — п а т р о н ы В В ; 2 — п а т р о н - б о е в и к ; 3 — в о з д у ш н ы е п р о м е ж у т к и
и л и электродетонатор . |
Т а к о й |
патрон называют патроном-боевиком. |
||||||||
Оставшееся |
свободное место в |
ш п у р е |
заполняют инертным |
матери |
||||||
алом — обычно смесью |
г л и н ы |
с песком, |
называемой забойкой . За |
|||||||
бойка |
необходима |
д л я |
повышения |
эффективности использования |
||||||
энергии взрыва и предотвращения взрыва |
газа и п ы л и , |
н а х о д я щ и х с я |
||||||||
в атмосфере |
выработки . |
|
|
|
|
|
||||
|
П р и |
подземных |
горных работах запрещается взрывание |
ш п у р о в |
||||||
без |
забойки . П р и |
в з р ы в а н и и по у г л ю |
и породе с применением шпу |
|||||||
ров |
длиной до 1,5 |
м з а р я д В В |
д о л ж е н занимать не более половины, |
|||||||
а забойка — не менее половины длины |
ш п у р а . |
|
|
|||||||
|
Колонковый |
рассредоточенный |
заряд, |
приведенный |
на |
рис. 34, |
б |
ж в, имеет более с л о ж н у ю конструкцию, чем колонковый сплошной, |
и |
представляет собой несколько групп патронов В В , в к а ж д у ю из |
которых включен патрон -боевик, отделенных одна от другой инерт ным материалом . Рассредоточение заряда в ш п у р е повышает эффек
тивность взрывных работ п р и |
бурении ш п у р о в п а р а л л е л ь н о |
или |
|||
почти п а р а л л е л ь н о плоскости |
обнажения . Рассредоточение |
заряда |
|||
в ш п у р е более просто достигается оставлением между патронами |
В В |
||||
воздушных |
п р о м е ж у т к о в . Д л я |
фиксирования определенного |
рассто |
||
я н и я |
м е ж д у |
патронами В В между ними помещаются полые |
картон |
||
ные |
цилиндры . |
|
|
|
48
Котловой |
(сосредоточенный) |
заряд |
приведен на рис. 34, г. В |
|
конце ш п у р а взрыванием небольших |
зарядов В В |
(«прострелкой») |
||
образуется |
котел, который заполняют |
взрывчатым |
веществом. П р и |
менение котловых зарядов на открытых работах позволяет уменьшить
объем работ |
по бурению |
шпуров . |
|
|
|
|
Величину |
заряда В В , необходимую д л я отбойки заданного объема |
|||||
породы, определяют |
по |
удельному |
расходу |
В В на 1 м 3 |
породы. |
|
Удельный |
расход |
В В |
зависит от |
многих |
факторов, и в |
п е р в у ю |
очередь от свойств породы (слоистость, вязкость), от наличия до полнительных обнаженных поверхностей у отбиваемого массива
породы |
и |
от |
работоспособности |
|
В В . Поэтому |
величину |
удельного |
|||||||||||||||||
расхода |
В В |
определяют |
опытным |
путем. Д л я |
очень |
крепких |
пород |
|||||||||||||||||
(гранитов, |
гнейсов, |
базальтов |
и других |
кристаллических |
|
пород) |
||||||||||||||||||
Р и с . 35. |
|
К о м п л е к т |
ш н у р о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
в з а б о е |
п о д г о т о в и т е л ь н о й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
выработки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1—4 — врубовые; 5—12 — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
отбойные |
(вспомогательные); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
13—20 |
— оконтуривающие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(периферийные) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
удельный |
расход |
В В составляет |
1,5—2 |
к г / м 3 ; |
дл я |
трещиноватых |
||||||||||||||||||
и р ы х л ы х |
известняков, |
антрацита, |
крепкого |
каменного |
|
у г л я |
||||||||||||||||||
этот показатель |
снижается |
до |
0,15 |
к г / м 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
П р и |
проведении подготовительной выработки з а р я д ы |
В В |
раз |
|||||||||||||||||||||
мещают в комплекте |
шпуров, |
пробуренных в забое (рис. 35). К о м п л е к т |
||||||||||||||||||||||
ш п у р о в |
включает |
врубовые, |
|
отбойные |
и |
оконтуривающие |
|
|
шпуры. |
|||||||||||||||
З а р я д ы во |
врубовых |
ш п у р а х |
взрывают первыми |
дл я |
создания |
|||||||||||||||||||
дополнительной |
поверхности |
обнажения |
(врубовой |
полости). |
В р у |
|||||||||||||||||||
бовые |
ш п у р ы |
бурят |
обычно под углом |
к |
плоскости забоя, |
меньшим |
||||||||||||||||||
90°. П р и |
этом |
л и н и я |
наименьшего |
сопротивления |
действию |
взрыва |
||||||||||||||||||
заряда |
В В |
(л. н. с.) — кратчайшее |
расстояние |
от |
центра |
|
заряда |
|||||||||||||||||
в ш п у р е |
до |
свободной |
поверхности (в |
данном |
случае |
расстояние- |
||||||||||||||||||
по п е р п е н д и к у л я р у |
к |
плоскости |
забоя) |
— проходит |
через породный |
|||||||||||||||||||
массив |
и пр и взрыве заряда происходит отрыв и дробление |
породы. |
||||||||||||||||||||||
Иногда |
врубовые |
ш п у р ы |
бурят |
п е р п е н д и к у л я р н о |
к |
поверхности |
||||||||||||||||||
забоя |
(прямые |
врубы) . |
П р и |
этом |
эффект взрыва |
по образованию |
||||||||||||||||||
врубовой полости достигается оставлением части шпуров |
|
н е з а р я |
||||||||||||||||||||||
женными, |
включением в комплект |
врубовых ш п у р о в |
н е з а р я ж а е м ы х |
|||||||||||||||||||||
с к в а ж и н большого диаметра, |
очередностью |
в з р ы в а н и я |
зарядов и т. п . |
|||||||||||||||||||||
В з р ы в |
зарядов |
в |
отбойных |
|
ш п у р а х производит |
дробление |
ос |
новного объема породы (порода отбивается на образованную в р у б о в у ю полость). Эти ш п у р ы располагают п е р п е н д и к у л я р н о к поверхности забоя ил и с небольшим наклоном .
4 З а к а з 187 |
49» |