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

Податчики предназначены для механического перемещения бу­ рильной машины в процессе бурения шпура. Податчики подразде­ ляют на винтовые ротационные (ПВ), цепные (ПЦ) и поршневые (ПП).

Характеристики податчиков приведены в табл. 19.

§ 23. Оборудование для восстановления бурового инструмента

Инструмент для бурильных машин восстанавливают в буроза­ правочных мастерских, которые, как правило, создаются при меха­ нических мастерских шахт, откуда коронки и буры доставляют на участки работ.

В центральных механических мастерских устанавливают нагре­ вательные и нефтяные печи, бурозаправочные и заточные станки, которые оснащают контрольно-измерительной аппаратурой, а также закалочные ванны.

Н а г р е в а т е л ь н ы е п е ч и предназначены для нагрева буровых штанг различного профиля перед механической обработкой и закалкой. Нефтяная печь имеет форму короба, сделанного из угло­ вого и листового железа, который болтами крепится на станине. Печь отапливается нефтью, поступающей под небольшим давлением пз бачка по трубке в форсунку, где она распыляется сжатым возду­ хом и сжигается в пламенной камере. Подача нефти регулируется игольчатым клапаном форсунки. Сжатый воздух подается к фор­ сунке предварительно подогретым. Для регулирования пламени или для его прекращения предусмотрены вентили на трубопроводе подачи нефти и подачи воздуха. Расход мазута зависит от внутрен­ него объема печи и температуры нагрева.

Б у р о з а п р а в о ч н ы е с т а н к и предназначены для изго­ товления и заправки головок и хвостовиков буров.

Бурозаправочный станок БЗС-1 (рис. 33) состоит из нижней 1 и верхней 2 станины, вертикального молота, горизонтального ко­ вочного молота 3, молотка-пробойника воздухораспределительного устройства и системы управления. Нижняя станина служит осно­ ванием станка — наковальней при работе вертикального молота.

87

хвостовиков буров, буровых штанг ы пик отбойных молотков выпол­ няют на шлифовальных станках с пневмоприводом ПТШ-1.

В последние годы разработаны конструкции полуавтоматизированиых станков (B3-130 и B3-131) для заточки долотчатых коро­ нок диаметром 28—60 мм карборундовыми кругами, обеспечива­ ющими восстановление инструмента при высоком качестве обра­ ботки рабочих поверхностей твердосплавных пластинок.

Г л а в а VII

СПОСОБЫ И СРЕДСТВА БУРЕНИЯ СКВАЖИН

В настоящее время в горной промышленности применяются не­ сколько способов бурения. Основными из них являются ударный, вращательный, вращательно-ударный, ударно-вращательный.

Шарошечное бурение по данной классификации относится к ударному способу при применении долот чистого качения. Если долота работают со скольжением, в процессе которого зубцы наряду с внедрением в породу (под действием осевого усилия) также и сре­ зают ее в тангенциальном направлении, то такой способ бурения является-вращательно-ударным.

На некоторых карьерах, главным образом в Криворожском гор­ норудном бассейне, применяют также термическое бурение.

§ 24. Шарошечное бурение скважин

Разрушение породы и формирование скважины при шарошечном бурении основано на последовательном образовании по всей по­ верхности забоя лунок сколов в результате динамического внедре­ ния зубьев долота в породу и непрерывного удаления образующихся продуктов разрушения с помощью нагнетаемого в скважину промы­ вочного агента (буровой раствор, сжатый воздух, воздушно-водяная смесь).

В горной промышленности при шарошечном бурении в качестве промывочного агента применяют обычно сжатый воздух и воздушноводяную смесь.

Породоразрушающим инструментом при шарошечном бурении является шарошечное долото. Долото состоит из корпуса и соединен­ ных с ним наклонных цапф, на которых посредством подшипников (качения или скольжения) установлены шарошки. Корпус долота обычно выполняют сварным из отдельных лап, предварительно собранных с шарошкой и цапфой.

Шарошки представляют собой тела качения (конической, сфери­ ческой формы), имеющие на наружной поверхности зубья, произво­ дящие разрушение породы в процессе перекатывания по забою.

89

работах получили трехшарошечные долота диаметром от 145 до 320 мм. На рис. 34 показаны трехшарошечпые долота.

Шарошечное долото с помощью соединительной конической зам­ ковой резьбы соединяется с бурильной штангой. Для осуществления процесса бурения долоту через штангу сообщают вращательное дви­ жение и необходимое прижатие к забою (осевое усилие).

Эффективность шарошечного бурения зависит от конструкции долота, частоты вращения и усилия прижатия его к забою, расхода и характеристик промывочного агента, а также свойств горных пород.

Скорость бурения при постоянной величине осевого усилия с уве­ личением частоты вращения долота растет, причем в начальном диапазоне до 30—50 об/мин по степенной зависимости с показателем, большим единицы, а затем практически линейно. После достижения некоторой достаточно высокой частоты вращения прирост скорости замедляется.

Используемые на практике режимы бурения не выходят обычно за пределы линейной части указанной характеристики, так как с увеличением частоты вращения резко усиливаются вибрации, воз­ никающие при взаимодействии долота с забоем, что исключает воз­ можность нормальной эксплуатации бурового оборудования при повышенной частоте вращения. Оптимальная частота вращения для различных условий составляет от 50 до 200 об/мин.

При постоянной частоте вращения долота скорость бурения за­ висит от величины осевого усилия, увеличиваясь с его возрастанием. Оптимальное осевое усилие зависит от типа и размеров долота, а также от свойств горных пород. Соответствующие средние данные для долот с твердосплавными сферическими штырями приведены в табл. 20.

Для эффективного разрушения породы в процессе бурения забой

91

Станки шарошечного бурения для открытых горных работ имеют гусеничный, реже колесный ход (зарубежные) и электрический или дизельный привод. Выпускаемые в настоящее время станки позволяют бурить как вертикальные, так п наклонные (до 60°) к горизонту скважины на глубину до 45 м.

По своим характеристикам они подразделяются следующим образом:

по массе — от 20 до 120 т;

по конструкции бурового става — с неразборным ставом и со ставом, состоящим из отдельных соединенных резьбой и последо­ вательно наращиваемых штанг;

по расположению мачты на стапке — с консольной мачтой и с мачтой по центру станка;

92