Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 22. Продолжение

Для бурения шпуров ручными и телескопическими перфораторами

в монолитных, высокоабразивных, весьма крепких и крепких породах с

промывкой предназначаются коронки БКПМ-36Ф, БКПМ-40Ф, БКПМ-

40ФС. В трещиноватых, средней абразивности, средней крепости поро-

дах используются крестовые коронки типа ККП, в крепких – типа КТШ

(Т – трехперьевая, Ш – штыревая); в породах крепких и

средней крепо-

сти любой абразивности – коронки типа БКПМ-КМ.

Для бурения шпуров и скважин колонковыми перфораторами в мо-

нолитных и трещиноватых породах любой крепости и абразивности ис-

пользуются коронки с резьбовым соединением типа БКР.

У коронок, предназначенных для пород ниже средней крепости, угол

заострения 70–80°, для пород средней крепости и

крепких – 80–90° и для

крепчайших пород – 90–110°.

Коронки армируются пластинками или штырями из твердого спла-

ва ВК (вольфрам-кобальт), сплав ВК-15 применяют для коронок при бу-

рении в породах с f ≥ 15 (в высшей степени крепкие и весьма крепкие),

сплав ВК-8В – в породах средней крепости и крепких (f = 10…15).

Корпуса коронок типа

КДП и КТШ изготовляются из стали марки

35ХГСА, типа БКПМ, БКР – из стали марки 18Х2НЧМА или

38ХНЗМФА (ГОСТ 4543–71).

§ 2. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ ШПУРОВ

Буровые штанги для сверл изготовляются из прутков углеродистой

стали марок У7, У9 и У10. Прутки витые (рис. 23) длиной 5…7 м, фор-

ма поперечного сечения прутков ромбическая, 18 и 36 мм.

Рис. 23. Витые штанги для электросверл: а – ручных; б – колонковых;

1 – головка; 2 – штанга; 3 – хвостовик; 4 – замок

Буровые штанги нарезают длиной от 0,7 до 5 м с интервалом 0,7 м

при бурении колонковыми электросверлами. Для бурения ручными

электросверлами применяют штанги длиной 1, 2 и 3 м. Штанга с одного

конца имеет хвостовик для закрепления в патроне буровой машины, а с

другого конца – гнездо для закрепления резца. Для удаления буровой

мелочи соотношение между диаметрами резцов

и буровых штанг долж-

но находиться в пределах 1,1–1,2.

Съемные резцы изготовляются ковкой или штамповкой из высоко-

углеродистых сортов стали.

Резец (рис. 24) состоит из двух перьев, в которые впаяны пластины

твердого сплава (ВК-4В, ВК-6, ВК-8, ВК-8В, ВК-8ВК) корпуса и хво-

стовика. В корпусе резца, предназначенного для бурения

с промывкой,

имеется отверстие для выхода воды в забой шпура.

Рис. 24. Коронки и резцы для вращательного бурения: а – пластинчатая, типа

БУ; б – штыревая, типа КУВШ; в – резец для бурения мягких пород; г – резец для

бурения пород средней крепости; д – общий вид резцов; 1 – пластинки твердого

сплава; 2 – перья; 3 – корпус; 4 – хвостовик; 5 – отверстие для промывки

Резцы усиленной конструкции, а также резцы круглого скола, имеющие

резьбовое или конусное соединение со штангой, предназначены для враща-

тельного бурения в крепких породах со значительным усилием подачи.

Для мягких пород и углей резцы делают с узкими и длинными перья-

ми; для крепких – применяются резцы с короткими и широкими перьями.

Угол

заточки лезвия резца рекомендуется принимать: при бурении по по-

родам с f = 5…8 – 60–65°; с f = 4…5 – 50–60° и с f < 4 – 45–50°.

Резцы РУ-43, Р46-1, РУ-4М применяют для бурения шпуров руч-

ными сверлами в мягких и средней крепости углях и сланцах; РУ-13,

БИ741-25, РП-7, РУ-13М, РП-42, РУ-12 с колонковыми и ручными

сверлами – в

породах средней крепости (f = 6…8).

§ 3. УДАЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ РАЗРУШЕНИЯ ИЗ ШПУРА

И БОРЬБА С ПЫЛЬЮ

Очистка шпуров, удаление продуктов разрушения из шпура при буре-

нии пневматическими бурильными машинами осуществляются водой или

продувкой воздухом. Водоснабжение забоев может быть централизован-

ным или индивидуальным из бака. Существуют две схемы подачи воды. По

первой схеме (рис. 25, а) промывочная вода под давлением 0,2…0,3 МПа от

центральной магистрали или индивидуальных бачков (рис. 25, б

) подается

по напорным рукавам к перфоратору, затем по трубке, проходящей внутри

перфоратора, попадает в канал буровой штанги и, выходя из отверстия в

воронке, омывает забой. По второй схеме – вода по шлангу и затем промы-

вочной муфте, надетой на хвостовик бура, попадает в канал буровой штан-

ги, минуя корпус перфоратора.

Бурение

с сухим пылеулавливанием. В некоторых условиях бурение

шпуров с промывкой водой становится невозможным (многолетнемерз-

лые породы и отрицательная температура в забое, высокогорные или

безводные районы, сильная слеживаемость смоченной породы, образо-

вание сальников на буре и др.). В этих случаях применяется сухое пы-

леулавливание. Буровая пыль отсасывается через канал бура и

пылеот-

водящую трубку перфоратора по шлангу в пылеуловитель (рис. 26). По-

ступление воздуха с пылью в пылеуловитель обеспечивается эжекто-

ром, специальным вентилятором или вакуумным насосом.

На горных работах применяются следующие пылеуловители: ПО-4М

(ЦНИГРИ) при бурении ручными перфораторами с центральным или бо-

ковым отсосом пыли; УПЗ-2, УПЗ-3 (Гипроникель) – установка пылеотса-

сывающая

звуковая для отсоса и улавливания пыли при сухом бурении

шпуров ручными и телескопными перфораторами; ВНИИ-1М-71РД для

отсоса пыли при бурении шпуров всухую.

Рис. 25. Схемы промывки шпуров: 1 – водяная завеса; 2 – зумпф; 3 – насосная

установка; 4 – фильтр; 5 – дозатор смачивателя ДСУ-4; 6 – магнитная установка;

7 – вентиль; 8 – расходомер; 9 – переходник; 10 – напорный рукав;

11 – перфоратор; 12 – бур; 13 – муфта; 14 – поддерживающая колонка;

15 – водоподводящий рукав; 16 – бачок индивидуального водоснабжения забоя

Рис. 26. Схема обеспыливания воздуха при бурении шпуров с сухим

пылеулавливанием:

1 – буровая штанга; 2 – перфоратор; 3 – шланг;

4 – напорный рукав; 5 – автомасленка; 6 – пневмоподдержка;

7 – пылеулавливающая установка ВНИИ-1

Если, несмотря на применение комплекса мероприятий но борьбе с

пылью, в воздухе все же остается некоторое ее количество, то необходимо

применять средства индивидуальной защиты органов дыхания рабочих.

Контрольные вопросы

1. Конструкции буровых штанг для ударно-поворотного бурения шпуров.

2. Буровые коронки для ударно-поворотного бурения.

3. Буровые штанги для вращательного бурения.

4. Коронки и резцы для вращательного бурения шпуров.

5. Очистка шпуров водой при бурении.

6. Бурение с сухим пылеулавливанием.

ГЛАВА 7. ПРОИЗВОДСТВО И ТРАНСПОРТИРОВКА

СЖАТОГО ВОЗДУХА

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При проведении горно-разведочных выработок сжатый воздух

применяется для работы перфораторов, отбойных молотков, погрузоч-

ных машин, насосов, эрлифтов и др.

Несмотря на то что КПД пневматических установок значительно ни-

же электрических, сжатый воздух находит широкое применение благодаря

безопасности обслуживания, простоте конструкций и небольшим разме-

рам пневматического оборудования, простоте эксплуатации и

регулирова-

ния, надежности работы в тяжелых условиях; большей производительно-

сти бурильных машин при бурении крепких пород, чем электрических.

В последнее время на предприятиях стран СНГ появилась тенден-

ция перехода на машины с электрогидравлическим приводом.

При поисково-разведочных работах применяются в основном пере-

движные компрессоры. Однако при значительных объемах разведочных

работ

и достаточной их концентрации применяются стационарные ком-

прессоры.

§ 2. МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЖАТОГО ВОЗДУХА

Компрессоры по принципу действия подразделяются на турбоком-

прессоры, ротационные, винтовые, гидрокомпрессоры и поршневые.

В турбокомпрессоре в качестве рабочего органа применяются коле-

са с лопатками, насаженными на вал (рис. 27).

Рис. 27. Секция турбокомпрессора

При вращении колеса 1, закрепленного на валу 2, воздух, заполняю-

щий его каналы 3, отбрасывается со значительной скоростью к наружной

окружности колеса, при этом давление воздуха возрастает. Из рабочего

колеса воздух попадает в направляющий аппарат (диффузор) 4, в кото-

ром вследствие постепенного расширения каналов происходит преобра-

зование динамического напора

в статическое давление.

Подача турбокомпрессоров обычно превышает 200 м

/мин, давле-

ние сжатого воздуха 0,6…0,8 МПа.

Турбокомпрессоры находят преимущественное применение на

крупных горных предприятиях.

В ротационных (пластинчатых) компрессорах (рис. 28) ось ротора с

пластинами расположена эксцентрично по отношению к оси цилиндра,

благодаря этому между ротором и цилиндром образуется серповидное

пространство. При вращении ротора в направлении от всасывающего

патрубка к нагнетательному

пластинки под действием центробежной

силы выдвигаются из пазов и прижимаются к стенкам цилиндра, обра-

зуя камеры, которые постепенно уменьшаются в направлении от всасы-

вающего к нагнетательному патрубку, вследствие чего происходит сжа-

тие заключенного в них воздуха.

Рис. 28. Схема работы ротационного компрессора: 1 – ось ротора; 2 – ротор;

3 – пластины; 4 – всасывающий патрубок; 5 – ось цилиндра; 6 – блок цилиндра;

7 – нагнетательный патрубок; ABCD – ячейки

Подача ротационных компрессоров до 50 м

/мин, конечное давле-

ние сжатого воздуха до 0,9 МПа.

В винтовых компрессорах воздух из всасывающего патрубка по-

ступает в винтовые каналы между ведущим и ведомым роторами, раз-

мещенными в цилиндрических расточках корпуса. Роторы находятся в

зацеплении посредством шестерной связи и вращаются в противопо-

ложном направлении. В определенный момент вращения заполненные

воздухом полости изолируются от всасывающего патрубка, а затем зуб-

цы одного ротора заполняют впадины, в связи с чем уменьшается объем

воздуха в канале и происходит его сжатие. Сжатие продолжается до со-

единения заполненной воздухом полости с выхлопным отверстием.

В гидрокомпрессорах для сжатия засасываемого воздуха использу-

ется энергия воды, движущейся по

вертикальному трубопроводу.

В поршневом компрессоре (рис. 29) поршень выполняет возвратно-

поступательное движение. При движении поршня вниз происходит вса-

сывание атмосферного воздуха через клапан, а при обратном движении

(вверх) происходит сжатие его до тех пор, пока давление в цилиндре не

достигнет такого же давления, как и в воздухосборнике, после чего воз-

дух

выталкивается в воздухосборник через нагнетательный клапан.

Рис. 29. Схема поршневых компрессоров простого действия:

а – одноступенчатого; б – двухступенчатого; 1, 2 – всасывающий

и нагнетательный клапаны; 3 – воздухосборник; 4 – цилиндр; 5 – поршень;

6 – промежуточный холодильник

Сжатие воздуха может осуществляться один раз (одноступенчатый

компрессор) или более одного раза (многоступенчатый). В многосту-

пенчатых компрессорах воздух засасывается вначале в первый цилиндр

(первая ступень), там сжимается, затем выталкивается в промежуточ-

ный холодильник, в котором охлаждается до первоначальной темпера-

туры и далее засасывается во второй цилиндр (вторая ступень), где сно-

ва сжимается и затем выталкивается в воздухосборник.

Поршневые компрессоры классифицируются:

• по способу действия – на компрессоры простого и двойного дейст-

вия. Простого действия – при прямом движении поршня происхо-

дит всасывание, а при обратном – нагнетание; двойного – при дви-

жении поршня и в прямом, и в обратном направлении происходит

всасывание и

нагнетание;

Таблица 16

Тип компрессорной установки

Стационарные Передвижные Переносные

Параметры

ВП2-

10/9

ВПЗ-

20/9

305ВП-

30/9

6ВМК-

25/8

7ВКМ-

50/9

ПР-

6М

ПР-

10М

ПКС-5

ПВ-

НВ-

10Э

НВ-

10ЭМ

Тип компрессора Поршневой Винтовой Ротационные Поршневой Винтовой

Подача, м

/мин 10 20 30 25 50 6,8 100 5,0 10 10 10 10

Рабочее давление, МПа 0,88 0,88 0,88 0,79 0,88 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79

Температура, °С:

всасывания 20 20 20 20 25 25 25 20 20 20 20 20

нагнетания 160 140 160 185 170 160 160 110 110 160 150 150

Двигатель:

мощность, кВт 75 132 200 200 400 59 95,5 43 132 132,5 75 75

частота вращения, с

–1

12,5 8,33 8,33 50 50 30 28,4 23,3 25 25 24,6 24,6

Основные размеры, мм:

длина 1650 2345 2440 2320 4900 3560 3780 3830 3395 3240 3145 2290

ширина 1330 1620 1880 1230 2335 1520 1700 1870 1730 1710 1415 1080

высота 2025 2390 2670 1705 2085 2400 2210 1830 1870 1550 1315 1795

Масса, кг 3240 5970 7480 2700 7480 1830 3130 2460 3150 2780 1950 1800