Подземные буровые станки с перфораторами
Лекция № 7.
САМОХОДНЫЕ СТАНКИ И КОЛОНКОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ
ГЛУБОКИХ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН
Общие сведения
Взрывные скважины на очистных работах бурят перпендикулярно к оси подэтажных выработок, располагая их в виде полного веера или его части. Чаще применяют верхний полувеер, реже — нижний. Скважины верхнего полувеера лучше сохраняются и не заполняются водой. Отбойку параллельными скважинами ведут в ограниченном объеме, несмотря на то, что параллельные скважины позволяют более равномерно распределить ВВ в массиве горных пород, получить лучшее дробление рудной массы. Ограничивающим фактором при параллельном бурении скважин является большая площадь сечения подготовительных выработок для размещения станков.
Для бурения взрывных скважин применяют мощные колонковые перфораторы, установленные на самоходных шасси. Бурение скважин в труднодоступных местах ведут колонковыми установками, а также телескопными перфораторами.
Отбойку руды осуществляют на открытое пространство или на зажатую среду, при этом большое внимание уделяется диаметру и предельной глубине скважин.
Скважины уменьшенного диаметра позволяют улучшить фракционный состав отбиваемой горной массы. Наиболее распространенным является диаметр скважин 56 мм, реже — 65 мм. Глубина скважин варьирует от 6 до 25 м. Бурение скважин большей глубины приводит к уменьшению производительности станков, а также к искривлению скважин, что отрицательно сказывается на качестве дробления отбиваемых руд. Вместе с тем увеличение глубины скважин сокращает объем подготовительных работ. При бурении скважин глубиной 30—70 м применяют агрегаты с погружными пневмоударниками.
|
|
|
Выпуск станков и колонковых установок регламентирует ГОСТ 26698—85. Станки ударного бурения (БУ) оснащают бурильными головками ударно-вращательного, вращательно-ударного и ударного действия. Тот же ГОСТ предусматривает выпуск станков ударного бурения с погружными пневмоударниками (БП) и выпуск станков шарошечного бурения (БШ).
Станки могут быть как самоходными, так и несамоходными. Самоходные станки должны иметь возможность бурить круговой веер скважин в вертикальной плоскости. ГОСТ определяет ресурс до первого капитального ремонта не менее 3150 ч и для станков типа БП160—3450 ч. Ниже приведены основные параметр станков типа БУ,БП,и БШ.
Классификация станков
Поскольку станки предназначаются для бурения глубоких взрывных скважин с целью отбойки руды, на первый план выступают возможности станка обуривать блоки по различным схемам. Схема обуривания является основным классификационным признаком. Известны следующие схемы обуривания: полный веер, верхний полувеер, нижний полувеер, параллельные скважины (табл. 2).
|
|
|
Вторым классификационным признаком принят тип ходового устройства. Большинство заводов и фирм перешло сейчас на колесно-шинный ход, как на более надежный в рудничных условиях. Колесно-рельсовый ход применяли в первых станках фирмы «Атлас Копко» «Симба II» и «Симба 25».
К третьему классификационному признаку отнесено число бурильных машин на станке. Сейчас промышленностью выпускаются станки с одной, двумя и тремя машинами. Наибольшее распространение имеют первые два типа. Трехмашинные станки выпускает фирма «Атлас Копко» модели «Симба 323» по индивидуальным заказам.
Расположение бурильных машин относительно оси рамы является одним из существенных классификационных признаков. Первоначально станки создавались с расположением бурильных машин в центре рамы. Такое решение позволяет равномерно распределить нагрузку на ходовое устройство и довольно просто раскрепить станок, пользуясь четырьмя домкратами и одним гидроцилиндром для упора в кровлю. Однако в эксплуатации такие машины оказались неудобными, так как шлам при бурении поступает на механизмы станка.
|
|
|
Консольное расположение бурильных машин создает неравномерную нагрузку на оси, но в то же время резко улучшает эксплуатационные качества станков. Такая схема принята в отечественных станках ПБУ-80М (БУ-80СА). С целью повышения производительности станков создали агрегат с двумя бурильными машинами, расположенными консольно по обоим концам рамы.
Пятым классификационным признаком принято размещение осей вращения бурильных машин. Наиболее распространенным следует признать совмещение с центром вращения посредине податчика. Это позволяет иметь строго радиальные скважины, сходящиеся в центре выработки. Размеры выработки в этом случае минимальны, так как ось вращения податчика и ось выработки совпадают. Чтобы бурить скважины двумя машинами, расположили податчики на раме с вращением в основании податчика. Подобное размещение бурильных машин позволяет бурить только верхний полувеер скважин. Вместе с тем размеры выработок при таком расположении бурильных машин резко возрастают. Достаточно сказать, что для станка «Симба 25», построенного таким образом, требуется выработка размером 3х4 м. Кулиса несколько лучше позволяет разместить бурильную машину в различных местах выработки по сечению. Применение кулис также позволяет осуществить параллельное бурение скважин. К недостаткам кулис следует отнести трудность крепления и усложнение устройства станка.
|
|
|
Стремление расположить две бурильные машины в выработках малой площади сечения привело к размещению последних на поворотной траверсе. Траверса имеет посредине центр вращения, а по ее краям крепятся с вращением податчики бурильных машин. Вращая податчики, можно обуривать сектор скважин, затем траверса повертывается на определенный угол для обуривания следующего сектора скважин. Так последовательным поворотом траверсы обуривают полный веер скважин или его часть. Для того чтобы скважины не пересекались, плоскости вращения по-датчиков смещены относительно друг друга (на 100 мм).
Важной характеристикой буровых станков является способ крепления податчиков. Наиболее надежно крепить податчик с помощью гидродомкратов в кровлю и почву или стенки выработок. В этом случае станок разгружается, вибрация на него также не передается. К недостаткам следует отнести значительные затраты времени на раскрепление при неровных стенках выработки. Смещение податчика при вибрации станка осложняет работу на станке. Часто условия бурения не позволяют строго фиксировать положение податчика относительно места бурения, что затрудняет забуривание.
Несколько лучше построение схемы с надвигом в кровлю посредством гидроцилиндра, опирающегося в почву. В этом случае верхний конец податчика строго фиксируют, что облегчает забуривание скважины. Однако упор в почву или стенки выработки не всегда можно осуществить (при неправильной конфигурации выработки) или это крепление связано с дополнительными устройствами. Появилась схема с раскреплением рамы станка в почву с помощью домкратов и гидроцилиндров в кровлю. Податчик, расположенный консольно на манипуляторе, надвигается в кровлю с помощью гидроцилиндра, связанного с манипулятором и подат-чиком. Описанное устройство применено на станках «Ингерсол Рэнд» типа ЖЛХ и Фан-Дрилл и вполне себя оправдало.
В настоящее время появились стайки с автоматической подачей штанг при спуско-подъемных операциях.
Крепление податчика предпочитают осуществлять по схеме надвига на кровлю с поднятой на домкратах рамой станка.
Подземные буровые станки с перфораторами
Промышленностью сейчас выпускается станок ударно-вращательного действия ПБУ-80М (БУ-80СА) (конструкторы Л. Н. Борисенко, Е. К. Вальденберг, А. В. Черноусов, Н. А. Рашкеев), который позволяет бурить скважины диаметром 50—85 мм глубиной до 30 м в породах и рудах с f ≤20. Машиной обуривают полный веер скважин в вертикальной плоскости и параллельные скважины на расстоянии 0,75 м от оси станка.
Составными элементами станка (рис. 4.1) являются: пульт управления, буровая группа, пневмошинный ход, гидродомкраты. Особенностью станка является то, что он при бурении выставляется на четыре домкрата, а буровая группа распирается в стенки выработки с помощью цилиндра надвигания. Упор податчика выполнен в виде резинового буфера.
С помощью перечисленных выше механизмов осуществляют:
перестановку станка по выработкам и его установку на месте бурения;
вывод буровой группы с помощью цилиндра подъема, распорного устройства в рабочее положение;
вращение бурильной машины на 360° для бурения веера скважин;
смещение бурильной машины в обе стороны от оси станка для бурения параллельных скважин;
управление процессом бурения и регулирования режимов работы механизмов;
подачу масла в магистраль сжатого воздуха;
промывку скважины водой и продувку сжатым воздухом при необходимости интенсивной очистки;
наращивание штанг и разборку бурового снаряда при бурении;
передвижение станка на новое место бурения;
поддержание сжатого воздуха в системе с заранее заданным давлением.
Самоходное шасси станка состоит из правой и левой тележек, каждая из которых снабжена колесами с пневматическими шинами. Обе бортовые передачи соединены между собой в жесткую раму.
Бортовые тележки приводятся в движение от пневмодвигателей ДАР-10. От двигателя крутящий момент передается червячному редуктору 10, а от него через цилиндрический редуктор 9 на колесо 8. Переднее колесо получает вращение от оси заднего колеса через цепную передачу 7. Управление движением шасси осуществляется двумя пусковыми коробками, установленными на двигателях. Рукоятки имеют самовозврат в нейтральное положение, а следовательно, и отключение двигателя при снятии усилия. Рама шасси для горизонтирования станка имеет четыре домкрата 5. Имеется откидная подножка, на которой оператор находится во время передвижения станка.
Шасси несет на себе буровую группу, насосную станцию и пульт управления.
Винтовой податчик 15 раскрепляют путем надвига в кровлю или стенки выработок с помощью гидроцилиндра 14. Для удержания бурового става 2 с коронкой 1 имеется захват 16. В качестве бурильной головки применен перфоратор ПК75АЗ. Заваливание податчика в транспортное положение производят с помощью гидроцилиндра 6. Цилиндр 4 служит для горизонтального перемещения бурильной машины. Для вращения оси податчика на 360° имеется реечный механизм 13.
Захват состоит из двух плит, связанных между собой болтами; плиты образуют корпус захвата. Собственно захват штанг производится лапами, по скосам которых скользят ролики и сжимают лапы, а вместе с ними и инструмент. Движение роликов осуществляется пневматическим цилиндром, через сухарь и шток с поршнем.
Станок СБУ- 55/85 (главный конструктор Р. Ф. Конных) представляет собой самоходную тележку на пневматических колесах, на которой установлена бурильная машина. Он состоит из следующих основных частей: самоходного шасси, кронштейна подъема податчнка, бурильной машины, насосной станции н двух пультов управления. Шасси заимствовано от установки УБШ-121.
Станок СБ-1П (конструкторы Е. И. Ильинский и Э. Г. Чер-нилов) сконструирован на базе ходовой части погрузочно-доста-вочной машины МПДН-1. Он имеет канатно-поршневой податчик с двумя цилиндрами. Захват пневматический, с клиновыми зажимами. В качестве бурильной головки использован перфоратор ПК75А. Станок размещают в выработке размером 2,8Х2,8 м. Конструктивно станки СБ-1П и СБП-55/85 сходны между собой.
Прошли промышленные испытания электрогидравлические станки ударно-вращательного действия [40].
Буровой станок СБУ-50Э приводится в действиеот электрической сети напряжением 380 В. Бурильная головка станка представляет собой гидроударник золотникового типа, совершающий удары с частотой 42 Гц и имеющий частоту вращения шпинделя 2 с~1. Станок СБУ-50Э имеет колесно-шинный ход, снабжен электродвигателем мощностью 48 кВт и системой гидронасосов.
Управление станком осуществляют с трех пультов управления, один из них выносной. Эксплуатация станка показала, что гидравлические машины позволяют повысить производительность бурения в 1,5—2 раза, увеличить стойкость инструмента на 30— 50%, снизить энергетические затраты в 4—5 раз, значительно улучшить санитарно-гигиенические условия труда оператора. Так, например, общий уровень шума снизился до 106 дБ, запыленность на рабочем месте составила 1 мг/м3, вибрация отсутствовала, так как управление станком осуществляется с дистанционного пульта управления.
Взамен установки СБУ-50Э готовится к выпуску станок 2СБУ-80 с гидравлической бурильной головкой ГБГЗОО-500.
Техническая характеристика буровых станков с перфораторами приведена ниже.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 191; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!