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

Г л а в а V

ВРАЩАТЕЛЬНО-УДАРНОЕ БУРЕНИЕ ШПУРОВ

Для бурения шпуров в породах средней крепости и крепких применяют вращательно-ударные машины. В отличие от ранее рас­ смотренных способов бурения машины этого типа обеспечивают проходку шпуров только с подачей промывочной жидкости.

По роду применяемой энергии машины подразделяются на пнев­ матические, электрогидравлические и электрические.

Вращательно-ударные машины устанавливаются на буровых каретках. Производительность машин этого типа зависит от статиче­ ских и динамических усилий, которые развивают подающий меха­ низм и собственно бурильная машина.

§ 16. Основные закономерности вращательно-ударного . бурения

При вращательно-ударном бурении породу разрушают ударными и статическими нагрузками, которые передаются постоянно вращаю­ щемуся инструменту от ударного узла и вращателя машины. Эффект разрушения получается значительно больший, чем при простом сложении объемов разрушения от ударного и вращательного бурения. Объемное разрушение породы происходит, если

Разрушение породы в зоне достигается, когда А уа + Рст <« oKS, причем этот режим тем предпочтительнее, чем выше крепость бури­ мой породы.

Под действием ударной нагрузки лезвие коронки внедряется в породу п образует зону разрушения, распространяющуюся на расположенную рядом зону, которая скалывается в сторону враще­ ния лезвия (см. рис. 1, в).

Большая глубина внедрения достигается за счет повышенного осевого усилия и момента вращения, которые создаются отдельными механизмами подающего и вращающего узлов машины. Непрерыв­ ный контакт лезвий коронок с породой обеспечивает лучшее исполь­

до 100 кгс для пород средней крепости и до 250 кгс для крепких пород. Процесс разрушения в этой зоне аналогичен процессу ударно­

66

поворотного и вращательно-ударного бурения, когда лезвие коронки выходит из углубления, образованного при ударном воздействии. Разрушения породы в забое шпура за спет вращения не происходит.

II у ч а с т о к к р и в о й характеризуется диапазоном усилий от 100 до 750 кгс для пород средней крепости и от 250 до 1250 кгс для крепких пород. В этой зоне разрушение породы происходит за счет ударных нагрузок и за счет вращательного движения породо­ разрушающего инструмента. При вращении инструмента происходит уменьшение толщины снимаемой стружки, так как усилие подачи

лия подачи.

Как показывают наблюдения во всех трех зонах, увеличение усилия подачи приводит к увеличению глубины внедрения бура и скорости бурения всех типов машин вращательно-ударного действия.

§ 17. Бурильные машины вращательно-ударного действия

Машины вращательно-ударного действия состоят из вращателя и ударного механизма, скомпонованных в общем корпусе.

В р а щ а т е л ь н о - у д а р н а я б у р и л ь н а я м а ш и н а БУ-1 (рис. 20) состоит из вращательного и ударного узлов, корпуса которых соединены стяжными болтами, и механизма подачи. Меха­ низм вращения собственно бурильной машины состоит из пневмодви­ гателя 1, крутящий момент которого через шестерни, зубчатые ко­ леса 2 и валы 3 передается шпинделю 4 и от него хвостовику и буро­ вой штанге. Ударный механизм состоит из цилиндра 5, поршня 6 и воздухораспределительной коробки 7. В передней части корпуса вращательно-ударной машины монтируется муфта боковой про­ мывки 8. Сжатый воздух к двигателю вращения подается через патрубок 9, а к ударному механизму — через патрубок 10.

Т а б л и ц а ] 12

Далее воздух поступает попеременно в иадпоршневую и подпоршневую полости пневмоударнОго механизма н заставляет поршень совершать поступательно-возвратное движение. Вода к бурильному инструменту подводится через муфту боковой промывки 8.

Смазка механизмов буровой машины обеспечивается при помощи магистральной масленки, вмонтированной в нижней тележке буро­ вой каретки. Управление бурильной машиной осуществляется по­ воротом пусковых рукояток, установленных на пульте управления

чается от последней конструкцией планетарно-цилиндрического ре­ дуктора и ударного механизма. Ударный механизм бурильной ма­ шины Б ГА-1 представлен пневмоударником машины ПТ-36 с си­ стемой каналов и отверстий в корпусе-цилиндре. Техническая харак­ теристика бурильных машин вращательно-ударного действия при­ ведена в табл. 12.

Бурильные машины указанных типов устанавливают на пода­ ющих устройствах буровых кареток, манипуляторов и буропогру­ зочных агрегатов.

§ 18. Буровые каретки

Буровые каретки представляют собой передвижные установочноподающие механизмы, рассчитанные на установку нескольких бу­ рильных машин. Полностью гидрофицированные агрегаты значи­ тельно облегчают труд проходчика и повышают производительность буровых работ.

Б у р о в а я к а р е т к а С Б У -2м имеет два манипулятора с бурильными машинами и гусеничный ход с индивидуальными

69

до 5500

WOO

Рис. 21. Бурильная установка СБУ-2м:

1 — ходовая часть; 2 — манипулятор; з — буровая машина; 4 — пульт управления

приводами от пыевмодвнгателей ДР-10У мощностью 12 л. с. (рис. 21). Гусеничный ход обеспечивает свободное маневрирование установкой

типа, отличается от рассмотренной модели СБУ-2м наличием четырех бурильных машин, позволяющих обуривать забои большего сечения шпурами большей глубины.

Б у р о в а я к а р е т к а БУР-2 имеет конструкцию, анало­ гичную каретке СБУ-2м, и отличается от нее в основном колесным ходом. Также оборудована навесными люлькой и вилочным захватом, которые позволяют использовать ее при возведении крепи. Установка рассчитана на передвижение по рельсовым путям с шириной колеи 750 и 900 мм. Буровая каретка, так же как и предыдущие, оснаща­ ется бурильными машинами вращательного ударного действия типа БУ-1 или БГА-1.

Б у р о в а я к а р е т к а БУЭ-2 предназначена для бурения шпуров двумя вращательными машинами типа ДС-7 при проведении горизонтальных выработок площадью от 11 до 20 м2 по породам ниже средней крепости. Конструкция каретки позволяет выбуривать угольные пласты, для чего она оснащена специальным рабочим органом. Каретка состоит из самоходной колесной тележки для колеи шириной 750 и 900 мм, на которой смонтированы платформа, мани­ пуляторы с бурильными машинами и два пульта управления. Также

для вращательного бурения шпуров при проведении подготовитель­ ных выработок и состоит из колесной тележки, на которой закреп­ лены поворотные балки на вертикальных осях. Балки перемещаются друг относительно друга в горизонтальной плоскости гидроци­ линдрами 2. Кронштейны 3 с распорными колонками 4 закреплены шарнирно на переднем конце поворотных балок. Подъемники 5 пе­ ремещаются по зубчатым рейкам распорных колонок. Рабочий орган состоит из подающего механизма 6, поворотных гидроцилиндров 7 и двух бурильных машин. Гидроцилиндры служат для укладки рас­ порных колонок в транспортное положение. Гидропривод 8 располо­ жен в задней части установки. Пневматический пульт управления смонтирован непосредственно на рабочем органе бурильной каретки.

На предприятиях горнодобывающей промышленности также применяют каретки СБКН-4, СБКНС-2 и др., на которых устана­ вливают две, четыре бурильные машины (табл. 13) для высокопроиз­ водительного бурения шпуров в режиме вращательного и вращатель­ но-ударного действия с гидро-, пневмо- и электроприводом.

Установка БКС-1м предназначена для механизации бурения шпуров в стволах шахт диаметром до 7 м.

У с т а н о в к а БУКС-1м (рис. 23) состоит из трех бурильных машин 1 вращательно-ударного действия, трех манипуляторов 2

71