Файл: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие.pdf

свойств буримых пород, диаметра и формы коронок, а также от дав­ ления сжатого воздуха. Установлено, что с увеличением диаметра коронки ее стойкость уменьшается, т. е. износ лезвия увеличивается по мере увеличения диаметра коронки и может быть выражен эмпири­ ческой формулой вида

где d — диаметр коронки, см; к — показатель степени; R x — коэф­ фициент пропорциональности.

Показатель к характеризует условия эксперимента при данном способе бурения. Выполненными исследованиями показано, что в некоторых горнотехнических условиях, характеризующих шахты Донецкого бассейна, стойкость коронок обратно пропорциональна диаметру их в третьей степени. Коэффициент пропорциональности для указанных условий имеет следующие значения:

С увеличением давления сжатого воздуха от 4 до б кгс/см2 стой­ кость коронки до заточки увеличивается примерно в 1,5—1,7 раза, что объясняется увеличением скорости бурения с увеличением дав­ ления сжатого воздуха.

Зависимость между стойкостью коронки до заточки и давлением сжатого воздуха р имеет вид

L - R„p,

где R 2 — коэффициент пропорциональности.

Коэффициент пропорциональности R 2для условий опытных работ имеет следующие значения:

Однодолотчатые коронки по сравнению с крестообразными ко­ ронками имеют меньшую износостойкость.

В последние годы Е. В. Александровым развита теория передачи энергии при ударе. Согласно этой теории энергия, передаваемая коронке от ударника бурильной машины, практически не меняется в зависимости от длины бура. Изменение передаваемой энергии прои­ сходит в зависимости от длины и массы лишь в пределах определен­ ных критических величин длины. Критическая длина буровой штанги для современных перфораторов составляет 1—1,5 м, что соответствует 2—2,5-кратной массе ударника.

Часто наблюдаемое на практике снижение скорости бурения с увеличением глубины шпура является следствием изменения внеш-

60

Т а б л и ц а 10

Значения коэффициента В при давлении сжатого воздуха, Диаметр коронки, кгс/см 2

мм

него сопротивления штанги, которое для известных систем буриль­ ных машин приводит к одновременному уменьшению числа ударов величины хода ударника и, следовательно, энергии удара при за­ данном давлении.

Опыты, проведенные на шахтах, подтвердили положения новой теории удара: при бурении шпуров глубиной 50 м и более падения скорости бурения не обнаруживается, если обеспечено нормальное вращение штанги.

В процессе бурения лезвие инструмента изнашивается о породу, что приводит к уменьшению скорости проходки шпура. Выполнен­ ными исследованиями установлено, что интенсивность затупления лезвия минимальна при работе на оптимальном режиме. Величину оптимального притупления можно определить по формуле

Д = / (0,25 —0,003d—0.005а),

где f — коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Протодьяконова; d — диаметр коронки, см; ос — угол приострения ин­ струмента, градус.

Полученная на основании обработки экспериментальных данных зависимость v — vH— ДВ позволяет определить скорость бурения от ширины площадки затупления. В этой формуле vB — скорость бурения в начальный момент острой коронкой, см/мин; В — коэф­ фициент падения скорости бурения; Д — ширина площадки зату­ пления, мм.

В табл. 10 приведены значения коэффициента В для перфора­ тора ПР-35, коронок диаметром 40—60 мм при давлении сжатого воздуха 4—6 кгс/см2.

Изменение давления сжатого воздуха не влияет на характер зависимости между скоростью бурения и затуплением, а также на степень снижения скорости бурения.

§ 15. Бурильные молотки ударно-поворотного действия (перфораторы)

По типоразмеру бурильных молотков (ГОСТ 10797—64) ручным средней мощности соответствует модель ПР-24Л, большой мощности — ПР-ЗОЛ, колонковым средней мощности — КС-50; телескопным сред-

61

ней мощности — ПТ-29 и большой мощности — ПТ-36. Все они прин­ ципиально устроены одинаково и отличаются размерами, массой, мощностью и т. п.

Ручные бурильные молотки в горнодобывающей промышленности получили наибольшее распространение (табл. 11). Применяют их при бурении шпуров в породах V—XI категорий.

крана, с другой — ствол и буродержатель, скрепленные двумя стяжными болтами с гайками. Внутри цилиндра размещено воздухораспределительное устройство, представленное клапанной коробкой

иклапаном, поршень-ударник с наружными продольными пазами (шлицы), входящими в соответствующие внутренние гнезда верхней части поворотной буксы и патрон под хвостовик бура.

Вода под давлением 2—4 кгс/см2 по резиновому шлангу подается к промывочному устройству, состоящему из гнезда в крышке молотка

ипромывочной трубки, далее проходит через продольные отверстия геликоидального стержня поршня молотка, бура и промывочные отверстия коронки.

Выступающий конец промывочной трубки входит на 25—30 мм

в калиброванное отверстие хвостовика буровой штанги.

гичные используемым в машине ПР-24Л. В машине ПР-ЗОЛ принят золотниковый воздухораспределительный механизм. ПР-ЗОЛ выпу­ скается в трех исполнениях — с осевой и боковой промывкой и отсо­ сом пыли.

Колонковые бурильные молотки (см. табл. 11) предназначены для бурения горизонтальных и наклонных шпуров (скважин) диа­ метром до 85 мм в крепких породах. Вследствие значительной массы бурильные машины с автоподатчиком и салазками закрепляют на специальных колонках, манипуляторах или буровых, каретках.

Б у р и л ь н ы й м о л о т о к КС-50 (рис. 17), широко распро­ странен при проведении горизонтальных разведочных выработок, принципиально устроен так же, как и ручной перфоратор ПР-ЗОЛ.

В последние годы институтом Гипрорудмаш разработаны новые колонковые бурильные молотки ПК-50 и ПК-65 с повышенным кру­ тящим моментом 18 и 27 кгс-м от встроенного в молоток двигателя.

Телескопные бурильные молотки используют для бурения напра­ вленных вверх шпуров диаметром до 85 мм при проведении восста­ ющих выработок (см. табл. 11) по породам средней крепости и креп­ ким.

Бурильные молотки отличаются от предыдущих конструкций тем, что имеют цельноблочное исполнение собственно бурильного молотка с телескопическим податчиком (рис. 18).

В поворотной буксе установлен промежуточный боек, удержива­ ющий бур от глубокого погружения. Остальные узлы не отличаются от рассмотренных ранее.

Для предотвращения попадания внутрь молотка стекающего вниз шлама в буровом патроне телескопной машины предусмотрены клапаны для постоянной продувки сжатым воздухом.