Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 5
где |
Q — производительность |
компрессоров, |
м3 /мин; |
|
АРтах |
и и т а х |
— максимальные значения удельного осевого давления |
||
|
|
и скорости вращения на станке, |
кгс/см и об/мин; |
|
|
d — диаметр долота, см. |
|
|
|
|
§ 78. |
Оптимальные режимы |
шарошечного |
бурения |
За критерий оптимальности режимов принимается минимальная стоимость проходки скважины. Задача ,определения оптимальных режимов работы станков сводится к установлению эксперименталь ной зависимости скорости бурения и стойкости долот от режимов бурения.
Установлено, что удельные энергозатраты на бурение с увеличе нием сменной производительности бурового станка можно принять постоянными. Для инженерных расчетов с точностью 10—15% доста точно все затраты при бурении разделить на две части: стоимость инструмента С д и стоимость машино-смены См, т. е. представить стоимость бурения 1 м скважины в виде
С = ^ |
+ ЧГ' Р У б " |
< х ш - 8 ) |
sa — стойкость долота, м; |
м/см. |
|
П — производительность станка, |
|
Осевое давление должно быть выбрано заранее, исходя из физиче ских свойств горных пород и типа долота, и введено в аналитические зависимости как независимое переменное. Таким образом, определе ние оптимального режима бурения сводится к определению оптималь ной скорости вращения долота.
В общем виде зависимость механической скорости бурения от ско рости вращения долота п характеризуется соотношением
v6 = кпх,
где к > 0 — эмпирический коэффициент, зависящий от типа долота, свойств горной породы и осевого давления на забой.
Сменная производительность бурового станка в общем виде
П = Tx\v6 = Тцкп', м/см, (XIII.9)
где Т — продолжительность смены, ч; л — коэффициент использования станка при бурении.
Стоимость бурения 1 м скважины по статье «Машино-смена»
Изменение стойкости долота в зависимости от сі;> рости вращения бурового става можно представить как
_ В
где Вшу — эмпирические коэффициенты.
а
Стоимость бурения 1 м скважины по статье «Инструмент»
С пУ
аВ руб.
Полная стоимость 1 м скважины
с |
. СлпУ , |
С |
руб. |
|
В |
|
|
|
|
(XIII.10) |
|
|
|
|
Оптимальная скорость вращения оп Xа ределяется по условию минимальной
л стоимости бурения
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
ТцкСау |
(XIII.11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
50 то |
150 200 |
250 |
Можно, не прибегая к аналитиче |
|||||||
|
|
|
л, off/мии |
ским |
вычислениям, |
определить |
опти |
||||
Рис. |
178. Зависимость показа |
мальные |
режимы |
бурения |
графиче |
||||||
телей шарошечного бурения от |
ским |
методом. |
Результаты |
выполнен |
|||||||
|
скорости |
вращения: |
|
ных |
расчетов |
для |
ряда |
карьеров |
|||
— по |
обычной |
технологии; |
с |
(рис. 177) |
показывают, что для рассмот |
||||||
принудительной |
смазкой опор и за |
ренного |
диапазона |
пород по крепости |
|||||||
бойными амортизаторами; в д и |
s'— |
||||||||||
стойкость долот, м; С д и С д — стои |
при |
применяемой технологии |
пОПТ = |
||||||||
мость долота на 1 м бурения, |
руб; |
= 120 -f-180 об/мин. |
Ограничивающим |
||||||||
|
стоимость |
бурения |
1 м |
фактором |
увеличения скорости |
враще |
|||||
|
скважин, руб. |
|
ния является резкое снижение стойкости |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
шарошечных долот. Очевидно, с улучшением качества долота, приме нением забойных амортизаторов и принудительной смазки подшип ников опор долота при бурении значения попт будут увеличиваться, так как стоимость бурения убывает по экспоненте (рис. 178) с увели чением скорости вращения инструмента при постоянной стойкости долота.
§ 79. Основные направления совершенствования
шарошечного бурения
Большой объем выполненных исследований и опыт эксплуата ции станков позволяют следующим образом сформулировать основные требования и направления совершенствования долот, станков и тех
нологии шарошечного бурения. |
|
|
В |
о б л а с т и с о в е р ш е н с т в о в а н и я |
ш а р о ш е ч |
н ы х |
д о л о т : разработка устройств и схем опор, |
исключающих |
попадание продуктов разрушения в подшипники опор долота; созда ние опор, работающих на удельных осевых давлениях до 2,5 тс/см и при скорости вращения до 250 об/мин; повышение качества долот, чтобы разброс их стойкости не превышал 15—20%; разработка пара метров зубчатого и твердосплавного вооружения для различных по
крепости пород и режимов бурения; разработка долот с совершенными
аэродинамическими |
параметрами. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
В о б л а с т и |
|
с о в е р ш е н с т в о в а н и я |
с т а н к о в : |
со |
|||||||||||
здание |
станков |
с совершенными |
схемами |
вращательно-подающих |
||||||||||||
механизмов; |
создание |
надежных |
станков |
|
|
|
|
|
||||||||
с |
защитой |
|
оборудования |
от |
вибраций |
|
|
|
|
|
||||||
и |
самонастраивающимися |
системами авто |
|
|
|
|
|
|||||||||
матического |
регулирования |
режимов бу |
|
|
|
|
|
|||||||||
рения |
по уровню |
вибраций. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
В о б л а с т и р е ж и м о в |
|
б у р е |
|
|
|
|
|
||||||||
н и я : |
разработка и применение |
забойных |
|
|
|
|
|
|||||||||
амортизаторов (рис. 179), обеспечивающих |
|
|
|
|
|
|||||||||||
снижение |
уровня |
вибрации |
на |
станках |
|
|
|
|
|
|||||||
в 2—6 раз и позволяющих эксплуатировать |
|
|
|
|
|
|||||||||||
их |
при п > |
|
120 -f-150 об/мин; разработка |
|
|
|
|
|
||||||||
и |
применение лубрикаторов |
и |
буровых |
|
|
|
|
|
||||||||
ставов, |
обеспечивающих принудительную |
|
|
|
|
|
||||||||||
смазку |
подшипников |
опор |
долот |
при бу |
|
|
|
|
|
|||||||
рении, что способствует увеличению стой |
|
|
|
|
|
|||||||||||
кости долот в 2—3 раза и сохранению ее с |
|
|
|
|
|
|||||||||||
увеличением |
скорости |
вращения; |
разра |
|
|
|
|
|
||||||||
ботка схем пылеулавливания и пылепо- |
|
|
|
|
|
|||||||||||
давления, исключающих подачу воды на |
|
|
|
|
|
|||||||||||
забой, так как при наличии воды проходка |
|
|
|
|
|
|||||||||||
на |
долото |
снижается на 20—30%. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Перспективным |
методом |
увеличения |
|
|
|
|
|
||||||||
эффективности разрушения породы шаро |
|
|
|
|
|
|||||||||||
шечными долотами |
является |
применение |
|
|
|
|
|
|||||||||
на |
станках |
магнитострикционных |
буро |
Р и с . |
179. |
Забойный |
амор - |
|||||||||
вых ставов, |
которые |
сообщают |
долотам |
|
|
тизатор: |
2 — |
|||||||||
высокочастотные |
(до |
400 |
Гц) |
вибрации. |
1 — наружный |
корпус; |
||||||||||
внутренний |
корпус; 3 — амор |
|||||||||||||||
|
Во |
время испытаний магнитострикци |
тизирующие |
элементы |
||||||||||||
онных буровых ставов с амортизаторами |
|
|
|
|
|
|||||||||||
на |
станках |
СБШ-250 при бурении |
пород |
с / = 14-1-16 |
на карьер© |
|||||||||||
Оленегорского ГОКа скорость бурения увеличилась в 1,5—2,5 раза с одновременным снижением осевого давления на 20 — 25%.
Применение магнитоприборов способствует увеличению произ водительности станков шарошечного бурения и позволяет бурить скважины большого диаметра более легкими станками.
Реализация указанных направлений позволит увеличить техникоэкономические показатели шарошечного бурения скважин не менее чем в 2 раза.
|
|
|
|
|
Техническая характеристика |
|
ручных электросверл |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
39 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Показатели |
|
|
ЭР-15 |
ЭР-5 |
|
ЗРП-4 |
|
|
ЭБР-1УД |
|
ЭБР-6 |
СВЧ-4 |
СРП-1 |
|
||||||
Рекомендуемые |
диаметры |
25 - 4 0 |
25—40 |
|
25—40 |
|
|
4 0 - 4 2 |
|
|
4 0 - 4 2 |
24 - 4 0 |
40 - 4 2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
1,4 |
|
|
1,3 |
|
|
1,2 |
|
|
1,7 |
|
1,4 |
1,4 |
|
|
Н а п р я ж е н и е , |
В |
|
|
127 |
127 |
|
|
127 |
|
|
127 |
|
|
127/220 |
|
127 |
127 |
|
||
Скорость |
вращения |
шпин- |
50 |
50 |
|
|
50 |
|
|
50 |
|
|
50 |
|
|
150 |
50 |
|
||
900 |
500 |
|
|
330 |
|
|
690/938 |
|
358/728 |
|
920 |
525/775 |
|
|||||||
Вес машины без кабеля и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
17,1 |
|
12 |
24 |
|
||||||
штанги , |
кг |
|
|
|
15 |
17,7 |
|
|
15,5 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Основные |
размеры |
|
сверла, |
325X316X224 |
370X316X224 |
364X316X224 |
391ХХ316Х230 |
|
|
445X230X316 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
Техническая характеристика колонковых |
|
электросверл |
|
|
|
Т а б л и ц а |
40 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Показатели |
|
|
ЭБК-2А |
ЭКМ-2 |
|
|
|
ЭБГ-З |
|
|
ЭКБ-з |
|
|
|
ПЭБ-2М |
|
||||
Мощность |
электродвигате- |
2,7 |
2,8 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
2,7 |
' |
|
|
4,5 |
|
|||
Скорость |
в р а щ е н и я |
шпин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
деля пр и сменных шесте- |
119,208,310,426 |
93,200,455,265,350 |
140, |
268, 290, |
|
58, |
100, |
150 |
|
415, |
610, 1000 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
320, 450, |
700 |
|
З а в и с и м а я |
|
Независима я |
|
|||||
|
|
|
|
|
Зависима я |
|
|
Независимая |
|
|
|
|||||||||
Скорость |
подачи, |
мм/мин |
107,187,279,383 |
93,120,158,210,279 |
0—4000 |
|
59, 90, 140 |
|
|
0—3000 |
|
|||||||||
Д л и н а хода шпинделя, мм |
950 |
950 |
|
|
|
900 |
|
|
|
895 |
|
|
|
400 |
|
|||||
Максимальное |
усилие по - |
1000 |
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
600 |
|
|
|
600 |
|
||||
Вес машины |
без |
к а б е л я и |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
110 |
65 |
|
|
|
105 |
|
|
|
120 |
|
|
|
134 |
|
||||||
Основные |
размеры |
|
сверла, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1490X382X360 |
1550X290X280 |
|
1460 X420 X 310 |
1503X382X278 |
1463 X 345 X 300 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
