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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 162

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

Техническая

характеристика кареток для вращательно-ударного

бурения

 

Показатели

 

КБМ - І

БКГ

КБШ

СБУ-2М

СБУ-4

 

 

 

 

8

 

8

7

7

Мощность

всех двигателей

26 к В т

32 к В т

30 кВ т

59 л . с.

39,4 кВ т

Ходовой

механизм

 

Колесноэельсовый

Колесно -шинный гусеншчный

Число буровых машин . . .

2

2

2

2

4

Тип буровой

машины . . . .

КЕМ

Б К Г

К Б Ш

Б У

Б У

Производительность

бурения,

24 - 2 6

—

30 - 3 2

48 - 3 6

23—25

 

 

 

 

Наибольшие

размеры

обури-

 

 

 

 

 

ваемого

забоя, м:

 

 

 

 

 

 

Б А-і

_

Колесный

1

Б А

—

4

4

2,5

5,5

12

4

4

5,5

2,5

6

8

5

Основные размеры каретки,

 

 

 

 

 

4050 XI350 X

5850Х1350Х

3100 XI250 X

7100X1870X

8000X3200X

4000 XI200X

Х1540

Х1850

Х1360

Х1750

Х3300

Х1900

4730

5600

3000

6700

22 600

2560

7000

Техническая характеристика буровых машин приведена в табл. 34,

а схема

вращательно-ударного узла

одной из машин — на рис. 152.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 34

 

Техническая характеристика буровых

машин

 

 

Показатели

 

 

БУ

КЕМ

КБШ

БА

Диаметр

долота,

мм

 

 

40—46

4 0 - 4 6

4 0 - 4 6

4 0 - 4 6

Диаметр

штанги,

мм

. . . .

3 0 - 4 2

3 0 - 3 2

30 - 3 2

30 - 3 2

Крутящий момент

на

буро­

 

 

 

—

вой штанге, кгс • м

. . . .

25

20

14

Скорость

вращения

штанги,

130

200

—

210

Энергия

единичного

удара,

5

9

8

8 - 9

Число ударов в минуту

. . .

4000

2000

2000

3000

 

 

 

 

 

1100

1300

1000

1200

Величина

подачи,

см

. . . .

2750

2500

—

2500

Давление

сжатого

воздуха,

4

5

5

5

 

 

 

 

 

Увеличение скорости бурения машиной вращательно-ударного действия с увеличением осевого давления и давления сжатого воз­ духа наиболее резко проявляется в породах невысокой крепости. Увеличение скорости вращения буровой штанги выше оптимальной

Рис. 152. Вращательно-ударный узел буровой машины К Б М :

1 — поршень-ударник; 2 — буровая штанга; 3 — редуктор вращателя; 4 — двигатель вращения; 5 — патрон

не приводит к резкому увеличению скорости бурения вследствие по­ вышения интенсивности износа режущих лезвий бурового долота.

Сравнительные данные испытаний буровых машин вращательноударного действия показывают, что производительность бурения оте­ чественных машин близка к зарубежным.

 

Скорость бурения

вращательно-ударными буровыми машинами

в

породах / = 9-|-11 в 7—9 раз больше, чем перфоратором ПМ-508,

в

4,5—7 раз больше,

чем перфоратором ПРС-Зм, и в 3—3,5 раза

больше, чем перфоратором КЦМ-4. При сравнительных промышлен­ ных испытаниях буровой машины на каретке БУ-1 и перфораторов ПМ-508 в породах с / = 10 -f- 12 установлено, что максимальная скорость бурения с буровой каретки БУ-1 составляет 84 см/мин, сред­ няя — 71,6 см/мин, а перфоратором ПМ-508 максимальная — 21 см/мин и средняя — 15,9 см/мин.

Затраты времени на обуривание 50 шпуров в выработке сечением 8,2 м 2 составляли 120 мин, при этом на бурение затрачивалось 70 мин, на раскрепление машины до и после бурения — 15 мин, на

замену инструмента — 12 мин, на переход от одного шпура

к

дру­

гому — 1 мин (из расчета на один шпур). На тот же объем

бурения

перфораторами ПМ-508 затрачивается

210 мин.

 

 

На обуривание

забоя в породах с коэффициентом крепости

/ =

= 6 -f-8 буровой

установкой БУ-1 требуется

в 2 раза меньше

вре­

мени, чем перфоратором ПР-24Л и в 3

раза

меньше, чем перфора­

тором ОМ-506Л. Трудоемкость бурения

снижается в 4—6 раз.

 

§ 71. Буровой инструмент

Инструмент для вращательно-ударного бурения состоит из буро­ вых штанг и буровых долот.

Буровые штанги (рис. 153) выпускают длиной 1; 1,5; 2; 2,8 и 3,2 м. Отечественные буровые штанги изготовляют диаметром 32 мм с осе­

вым каналом

диаметром

9 мм для подачи воды.

 

(

 

 

Экспериментальными

исследо­

 

 

ваниями по изысканию рациональ-

 

т-

ной геометрии лезвий долот опре-

I

г - Ч

1

делено, что наилучшее

разруше-

I

 

 

!

ние породы

происходит

при их

>^

\ /

/

выполнении

в форме

асимметрич-

? я т а 7 с т > _ ^ 4

ґ

у

і\y//ysxrrL"ih/£<r

н о г о к л

и н а с

углом приострения

У^У^У^'/^^^Ш^^У1^^^Р'

 

' для слабых пород 70°, а для креп-

 

 

*Щ0'

'

ких — 90°.

 

 

 

 

Рис. 154. Взаимодействие инстру-

Биссектриса

угла

заострения

мента с породой

при вращательно-

лезвия

с вертикальной линией об-

ударном

бурении

разует

угол

в

15—20°,

что спо­

 

 

 

 

собствует лучшему внедрению его

в породу. Передняя грань инструмента располагается к плоскости забоя под углом 60—65° (рис. 154).

Отечественные буровые коронки, армированные пластинками твердого сплава ВК8В, обычно выдерживают от 3 до 8 заточек.

§ 72. Физическая сущность и основные закономерности разрушения пород при вращательно-ударном бурении

При вращательно-ударном бурении разрушение породы проис­ ходит как в момент нанесения удара по буровому инструменту, так и в интервалах между ударами в результате скалывания породы лез­ виями вращающегося долота. Эффект разрушения при совместном воздействии статических и динамических усилий при вращательноударном бурении получается значительно большим, чем при простом сложении объемов разрушения от ударного и вращательного бурения.

Объемное разрушение породы происходит в случае, когда

 

 

PCT +

A^aKpS,

 

где Рсг

— статическое

усилие

подачи,

кгс;

 

А — энергия единичного

удара,

кгс-м;

о к р

— критическое

напряжение породы

при динамическом на-

S

гружении,

кгс/мм2 ;

 

 

 

— площадь контакта лезвий бурового долота с породой, мм2 .

Когда напряжения

в породе

от действия

статической и динами­

ческой нагрузок будут находиться в пределах упругой зоны, не до­ стигая критического значения, происходит поверхностное разруше­ ние породы. С учетом динамики взаимодействия разрушение и в этом случае может быть достаточно эффективным.

Под действием ударной нагрузки лезвие внедряется в породу, образуя зону разрушения. Порода, расположенная рядом с разрушен­ ной зоной, скалывается вращающимся лезвием. В процессе скалы­ вания породы между ударами лезвие из-за упругих свойств штанги

Смотрите также файлы