Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf

на станок. Это удачное решение конструкции позволило создать станки БМК-2Б, БМК-4Б, БА-100, ЛПС-3, НКР-100, БМН-ЗА и дру­ гие для бурения скважин при подземной разработке руд (разработ­ чики — СКБ Лениногорского полиметаллического комбината, Си­ бирское отделение АН СССР, Криворожский завод «Коммунист», Востокмашзавод).

Бурение скважин диаметром 85—150 мм и глубиной до 50 м обеспечило широкое внедрение систем разработки рудных месторо­ ждений с массовым обрушением блоков большой высоты. В 1965 г. более 90% всех объемов буровых работ на рудниках с рудными зале­ жами большой мощности было выполнено погружными пневмоударниками.

В конце 50-х годов были проведены эксперименты по применению погружных пневмоударников на карьерах для бурения скважин диа­ метром 100—150 мм в крепких породах. Вначале для этого приме­ няли подземные станки, устанавливаемые на рамы или самоходные гусеничные и колесные тележки, а затем НИПИГормаш, Кыштымский машиностроительный завод, Норильский ГМК, Первоуральское рудоуправление и другие предприятия создали специальные станки для карьеров: БМК-4, СБМК-5, БМП-115, СБУ-125, «Урал-61», «Урал-64», НБС-2, НБС-5, СБУ-160 и др.

Создание низкочастотных пневмоударников с большой энергией единичного удара в сочетании с применением повышенного давления сжатого воздуха является в настоящее время основным направле­ нием в совершенствовании пневмоударников.

Выпускаемые пневмоударники по технологическим и конструк­ тивным признакам различаются следующим образом: по типу возду-

ров в минуту), н о р м а л ь н о й ч а с т о т ы (1600—1800 ударов)

Вначале были созданы пневмоударники, работавшие на сжатом воздухе. Большое пыление при работе таких машин осложнило условия их работы на карьерах и препятствовало применению их

вподземных условиях.

ВИГД СО АН СССР в содружестве с рядом ведущих машино­ строительных заводов разработаны погружные пневмоударники, работающие на воздушно-водяной смеси. Первой широко распро­ страненной конструкцией погружного пневмоударника была простая

инадежная в эксплуатации модель М-1900 (рис. 140), которая яви­

ном пневмоударнике М-1900УК Кыгптымского машиностроительного завода весь отработанный воздух направляется на забой скважины для интенсификации его очистки от продуктов разрушения.

з

Пневмоударник М-48 имеет клапанное воздухораспределение» Подача воздуха в нижнюю полость цилиндра осуществляется через центральную трубку и отверстие в поршне. Эксплуатация погруж* ных пневмоударников М-48, серийно выпускаемых Старо-Осколь- ским механическим заводом, показала, что скорость бурения сква­ жин этим пневмоударником в 1,4—1,6 раза выше, чем пневмоударником М-1900.

Погружные пневмоударники для бурения скважин диаметром 150—160 мм используются в основном на открытых горных работах. Погружной пневмоударник М-32К, разработанный в ИГД СО АН

СССР, устанавливают на станках «Урал-61» и НБС-5м. Этот пневмо­ ударник отличается пониженным расходом воздуха, улучшенной очисткой забоя скважины от продуктов разрушения и значительной долговечностью. Кроме того, в ИГД СО АН СССР создан типажный ряд более совершенных погружных пневмоударников П-105, П-125, П-160, П-200 по одной конструктивной схеме (см. рис. 140). Эти пневмоударники превосходят серийные по скорости бурения в 1,5— 2 раза, по сроку службы — в 4—5 раз.

Стойкость серийных пневмоударников от 100 до 800 м в порода*

фирм являются высокая энергия удара, получаемая благодаря при­ менению тяжелых поршней-ударников с увеличенной длиной хода, более эффективная очистка забоя скважин благодаря выхлопу всего

ДНД-1060 и ДНД-1090 фирмы «Ингерсол Рэнд» (см. рис. 140) снаб­ жены двухступенчатым поршнем-ударником, позволяющим увели­ чить энергию единичного удара. Каждый пневмоударник оснащен комплектом из пяти сменных сопл различных диаметров, установка которых в воздухораспределительном устройстве позволяет регули­ ровать количество воздуха, необходимого для дополнительной про­ дувки скважины.

§ 65. Буровые долота погружных пневмоударников

Буровые долота классифицируют по следующим признакам: по диаметру — 85, 100—105, 155—160 и 190—200 мм;

по числу разрушающих лезвий и их расположению — д о л о т ­ ч а т ы е , т р е х п е р ы е , к р е с т о в ы е , Х - о б р а з н ы е и м н о г о л е з в и й н ы е ;

Рис. 141. Долота дл я погружных пневмоударников:

а — К-17; б — K-100B

по расположению разрушающих лезвий — о д н о с т у п е н ч а ­ т ы е , д в у х с т у п е н ч а т ы е (с опережающим лезвием) и м н о- г о с т у п е н ч а т ы е ;

по форме твердого сплава для армирования— с п р и з м а т и ч е ­ с к и м и п л а с т и н а м и , с ц и л и н д р и ч е с к и м и в с т а ­ в к а м и ;

по способу удаления продуктов разрушения — с ц е н т р а л ь ­ н о й , б о к о в о й и в н е ш н е й п р о д у в к о й .

изменения сечений, исключающие концентрацию напряжений в до­ лоте и улучшающие показатели передачи энергии удара от поршня пневмоударника долоту. Соединение долота с корпусом пневмоударников чаще всего шлицевое.

В последние годы все шире применяют самозатачивающиеся долота с плоским торцом, армированные цилиндрическими вставками твердого сплава со сферической рабочей поверхностью. При бурении корпус долота изнашивается быстрее вставок, поэтому долото ос­ тается работоспособным до полного износа вставок. Стойкость та­ ких долот 1200—2500 м по сравнению с обычными 700—1200 м при 10—15 переточках. Подобные долота в настоящее время выпуска­ ются и в СССР.

§ 66. Станки пневмоударного бурения

Буровые станки для подземных работ (рис. 143) выпускаются в основном двух типов: с проходным шпинделем, к числу которых относятся станки БА-100, БА-100м, НКР-ЮОм (табл. 31), НКР-85; с торцовой подачей штанг, к числу которых относятся станки БМК-4, ЛБС-4, БМН-ЗА и БМН-5.

Наиболее распространены станки с проходным шпинделем. Технико-экономические показатели пневмоударного бурения при

Пневмоударный способ бурения скважин будет в дальнейшем широко применяться при подземной разработке месторождений в по­ родах с коэффициентом крепости выше 8.

Для бурения на карьерах применяют станки СБУ-125, СБУ-160 (рис. 144). Кроме того, создан опытный образец станка СБУ-200 для бурения скважин диаметром 200 мм. Технико-экономические расчеты показывают, что эти станки пока целесообразно приме­ нять на карьерах небольшой производительности, разрабатыва­ ющих трудновзрываемые породы. На крупных карьерах они могут быть использованы для вспомогательных работ (заоткоски бортов, подбуривания подошвы и т. д.).

За рубежом для бурения на карьерах применяют в основном два типа пневмоударных станков: легкие на трехколесном обычном или самоходном шасси (рис. 145) для скважин диаметром до 100 мм