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

пелюшннковым, Н. И. Куличихнным, Б. И. Воздвиженским,. В. К. Бушевым и др.

Современные представления о механизме н процессе разрушения

О. Д. Алимова, Р. М. Эйгелеса, Н. И. Мельникова, Б. И. Кутузова. Расчет процесса передачи энергии от ударника к породе для удар­

§ 5. Классификация и краткая характеристика способов бурения

Существующие в настоящее время способы бурения по природеразрушающих напряжений разделяются на механические и термиче­ ские.

При механических способах бурения разрушение происходит вследствие развития в породе механических напряжений. При терми­ ческих способах бурения разруше­ ние происходит вследствие развития

впороде температурных напряжений.

Кмеханическим способам бурепия относятся ударно-поворотное, вращательное, ударно-вращательное, вращательно-ударное, ультразвуко­ вое, взрывное, электрогидравличе-

мента по поверхности забоя шпура (скважины). После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол и вновь внед­ ряется в породу, образуя круглое сечение шпура или скважины. Величина внедрения инструмента в породу (глубина разрушения) за каждый удар зависит от энергии удара, физико-механических свойств разрушаемой породы и геометрии инструмента. Продукты разрушения удаляются из забоя шпура (скважины) водой или воздухом.

Ударно-поворотное бурение применяют в основном в крепких породах. Бурение производят ручными и колонковыми бурильными машинами и погружными пневмоударниками. Для эффективного

30

разрушения породы необходимо, чтобы контактные напряжения под лезвием инструмента превосходили прочность буримой породы.

(давления) и вращения резца (рис. 1, б). Вращательное бурение при­ меняется по углю, мягким и средней крепости породам. Шпуры бурят ручными и колонковыми машинами вращательного действия. Осевое усилие должно обеспечивать раздавливание и смятие породы под резцом и внедрение его в породу иа определенную глубину.

бурении, только за счет ударов, но по непрерывно вращающемуся инструменту. Раздробленная порода удаляется из забоя шпура (скважины) водой или воздухом. Этот способ бурения получил широ­ кое распространение в горнодобывающей промышленности и наиболее эффективен в породах выше средней крепости и крепких.

Соотношения скоростей бурения для бурильных машин ударноповоротного, вращательного н вращательно-ударного действия пока­ заны на рис. 2. В испытанных горных породах (/ = 5 19 по шкале проф. М. М. Протодьяконова) наибольшую скорость бурения имеют вращательно-ударные машины (кривая 3). Колонковые вращательные (кривая 2) и ударно-поворотные (кривая 1) бурильные машины обладают меньшей скоростью. В интервале пород/ = 5 15 скорость

31

§ 6. Классификация бурильных машин для открытых и подземных горных работ

Буровые станки, предназначенные для проходки скважин, на открытых и подземных горных работах, различаются: по способу бурения; по виду вращателя; по виду силового привода; по тран~ портабельности.

32

П о с п о с о б у б у р е н и я буровые станки подразделяются на: буровые станки механического бурения (вращательные, ударные, ударно-вращательные, пенетрационные);

на буровые станки шпиндельные, роторные, с забойной буровой ма­

подразделяются на станки с двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем, дизель-электрическим приводом.

П о т р а н с п о р т а б е л ь н о с т и буровые станки подпазделяются на: самоходные (установки, смонтированные на авто­ мобилях, тракторах, самоходных тележках, плавучих средствах); передвижные (установки, смонтированные на одной общей или не­ скольких рамах и перемещаемые с помощью тяжеловозов, на спе- 'циальных тележках на гусеничном ходу, пневмошинном и санном ходу); стационарные (установки, разбираемые на отдельные блоки, которые перемещаются авиамобильным, железнодорожным, воздуш­ ным транспортом) и переносные (на колонках для подземных усло­ вий).

Буровые станки механического бурения породы являются в на стоящее время наиболее распространенными.

Буровые станки ударного действия обеспечивают разрушение породы инструментом, энергия которому передается поршнемударником или собственно буровым снарядом при свободном паде­ нии.

В конструкциях ручных бурильных машин ударного действия предусмотрен механизм вращения бурового инструмента, который совмещен в одном корпусе с ударным механизмом. Механизм враще­ ния приводится в движение при обратном или прямом его ходе

спомощью геликоидальной пары. Однако имеются бурильные машины, у которых вращение передается от отдельного двигателя

средуктором.

Буровые станки вращательного бурения имеют только механизмы вращения и подачи и не имеют ударного узла. Вращательные буро­ вые станки изготовляют с электро- и пневмоприводами.

Наибольшее распространение получили буровые станки с элект­ рическим приводом.

Буровые станки с пневматическим приводом применяются в усло­ виях, где имеется сжатый воздух.

Буровые станки вращательно-ударного и ударно-вращательного действия изготовляют с механизмами, которые позволяют осущест­ влять раздельно вращение и удар по инструменту.

В буровых станках первого типа мощность вращательного меха­ низма значительно больше ударного, что обеспечивает интенсивное разрушение породы за счет резания. Ударная нагрузка при высоком осевом давлении на инструменте в бурильных машинах второго типа