Таранов П.Я. Буровзрывные работы

Подождите немного. Документ загружается.

вают воду, в результате чего разрушенная порода превращается в

шлам, который время от времени вычерпывают.

Станки ударно-канатного бурения применяют для бурения сква-

жин в карьерах с высотой уступов от 5 до 30 м при породах с коэф-

фициентом крепости f = 5-v-20.

Комплект бурового инструмента, называемый буровым

снарядом, состоит из долота, ударной штанги и

канатного

Долото (рис

имеет длину от 0,7 м,

диаметр стержня долота

составляет 0,75—■ 0,80

номинального диаметра

скважины (диаметра

головки долота или длины

ее лезвия). Головка долота

бывает зубильной,

фасонной и кресто-

образной формы. Первая

применяется в плотных

породах, другие — в тре-

щиноватых. Масса долота

при длине его 1500 мм

составляет от 115 кг (для

скважины диаметром 150

мм) до 320 кг (для)

скважины диаметром 300

мм). Ударная штанга (рис.

133), служащая для

утяжеления долота,

соединяется с ним

конусным резьбовым зам-

Рис. 131. Буровой ставок СВБ-2

ком

лина

штанги

—

10 м, диаметр 0,65—0,80 номинального диаметра скважины; масса от

400 до 2400 кг. Верхний конец ударной штанги соединяется с нижним

концом канатного замка.

Канатный замок (рис. 134, а) с помощью втулки (рис. 134, б)

закрепляется на стальном канате (искусственно утолщенный конец

каната заклинивается внутри втулки). На шейке замка 1 снаружи

имеется резьба для облегчения захватывания его ловильным ин-

струментом в случае обрыва каната. В корпусе 2 замка сделан ряд

отверстий 3 для выхода воздуха и устранения компрессии при

перемещении втулки в канале замка. Диаметр втулки на 3—5 мм

меньше диаметра канала замка, благодаря чему она может свободно

проворачиваться в последнем.

В период подъема бурового снаряда канат растягивается и

раскручивается. Буровой снаряд при этом поворачивается на

некоторый угол вокруг своей оси. В начале падения бурового сна-

замка.

132)

1,5 до

ряда на забой канат разгружается и скручивается, втулка вращается

вместе с канатом в канатном замке, а буровой снаряд падает на забой,

не вращаясь. Благодаря вращению снаряда при подъеме долото

разрушает породу равномерно по всему забою скважины.

Скважину чистят с помощью

желонки / (рис. 135), опускаемой

на канате, прикрепленном к дужке

2. Язык 5, упираясь в забой

скважины, поднимает сидящий на

режущем башмаке 4 клапан 3 и

шлам заполняет желонку. По

извлечении желонки из скважины

ее отводят в сторону от скважины,

и, приподнимая крючком язык и

клапан, выпускают шлам.

Из станков ударно-канатного

бурения наиболее широко приме-

няются станки БУ-2-20 и БС-1.

Техническая характеристика их Рис. 132. Долота для ударно-канат-

приведена в табл. 12 приложения.

ног

о бурения:

ПпИНШШ ЛеЙСТВИЯ СТаНКа За-

долото

для

плотной породы; б —до-иртпцпи

дси1.1ЬШ1 cidtiKd Od

лото

для

трещиноватой породы; / —го-

СЛеДУЮЩеМ (РИС.

ЛОЕ

ка долота; 2-

IQC «\ тз Для ключа; 4-

\6Ь, а). Вращение от электродвигателя 20 передается ременной

передачей главному валу 16. От вала вращение передается

попеременно либо рабочему барабану 15 через фрикционную муфту,

либо зубчатому колесу 18 через фрикционную муфту, либо

желоночному барабану 19 через фрикционные шкивы, либо ведущим

звездочкам гусеничного хода 9 (при передвижении станка).

- стержень; 3 — лыска ■

конус с резьбой

Рис. 133. Ударная штанга

Во время бурения вращение от рабочего вала передается только

зубчатому колесу 18 с кривошипно-шатунным устройством. При

вращении колеса шатун 17, ведомый пальцем кривошипа, вынуждает

балансирную раму 13 с балансирным роликом // совершать

качательные движения. При опускании ролика И канат 21 натяги-

вается и буровой снаряд 6 поднимается над забоем скважины. При

поднятии балансирного ролика канат, разгружается и буровой снаряд

падает на забой. Канат 21 закреплен на рабочем барабане 15.

Вид А

\У

ключается

Для извлечения бурового снаряда из скважины отключают от вала

зубчатое колесо 18 и подключают барабан 15, который, вращаясь,

наматывает канат и поднимает буровой снаряд из скважины.

455 —j

?-г

.±

Рис. 134. Канатный замок Рис. 1135. Желонка

При чистке скважины в нее опускают желонку 8, слегка при-

тормаживая желоночный барабан 19. Для подъема желонки вводят в

зацепление фрикционные шкивы вала 16 и желоночного барабана.

При работе станка на уступе его в целях безопасности располагают

перпендикулярно фронту забоя не ближе 3—2,5 м от кромки уступа.

Раму станка с помощью домкратов приводят в горизонтальное

положение и закрепляют станок. Забуривание ведут при уменьшенном

количестве ударов и с применением забурной трубы длиной 1,2—1,5

м. В процессе бурения бурильщик следит за натяжением каната и по

мере углубления скважины оттормаживает рабочий барабан, позволяя

ему немного поворачиваться и подавать канат в скважину. В процессе

бурения в скважину подливают воду. Расход воды составляет от 20 до

120 л на 1 м скважины. В породах средней крепости и крепких чистку

производят через 0,5—1 м, расход воды 50—80 л/м; в породах ниже

средней крепости — через 1,5—2 м, расход воды 30—60 л/м; в

породах сильно трещиноватых — через 3—5 м, расход воды более 80

л/м, так как часть шлама уходит по трещинам.

Рис. 136. Ударно-канатный станок БУ-2-20:

о —схема, поясняющая принцип дейстрич станка: б —общий вид станкам—

головной ролик; 2 —желоночный ролик; 5 —мачта; 4 — люнет для каната; 5—

растяжки; 6 —буровой снаряд; 7— люнет для бурового снаряда; в —желонка; 9 —

гусеничный ход: 10 — опорный домкрат; //— балансирный ролик; 12 — мачта в

транспортном положении; 13 — балансирная рама-14 — хвостовой ролик; 15 —

рабочий барабан; 16 — главный вал- 17 — шатун-18 — зубчатое колесо с

кривошипом; 19 — желоночный барабан-' 20 — электродвигатель; 21 — рабочий

канат

Чистка скважин в породах слабых занимает до 30% времени

чистого бурения, а в очень крепких породах — около 10%. Одно-

кратная чистка скважины занимает в среднем 4 мин, смена долота—

18 мин; передвижка станка от одной скважины к другой 25—30мин;

прием и сдача «мены, осмотр и смазка станка — 30 мин.

Масса бурового снаряда должна быть тем большей, чем больше

диаметр скважины и крепость породы. На основании практики масса

бурового снаряда может быть определена по формуле

Q = qd,

(101)

где Q — масса бурового снаряда, кг;

q — масса бурового снаряда, приходящаяся на 1 мм длины лезвия;

она должна быть равной 2 кг/мм при бурении в слабых породах

(f = 3), 3—4 кг/мм — в средних (/ = = 4-J-8) и 4—6 кг/мм — в крепких

породах; d—номинальный диаметр скважины, мм. Фактический

диаметр скважины обычно на 5—-10% больше номинального

(вследствие разработки ее стенок) в крепких породах, на 15—20% —в

породах средней крепости и на 20—30% —• в слабых породах.

Сменная производительность станка может быть определена из

следующих условий:

работа ударов бурового снаряда за минуту равна

Ап=--

= mjhn = 5,6mhn, (102)

где А — работа одного удара, дж; п—

количество ударов за 1 мин; т —

масса бурового снаряда, кг;

h — высота падения (подъема) бурового снаряда, м; j —

ускорение при падении бурового снаряда, в зависимости от

количества шлама и его концентрации изменяется от 4,8 до

6,4 м/сек

, принимаем / = 5,6 м/сек

; сменная (за 420 мин)

производительность станка равна

420Ащ 420 ■ 5,6m/imn \5 G 0 mhn , ,

1ПО

L = -^ = ------------^------*= —^г- , м/смену, (103)

"Т

где 7] — коэффициент машинного времени, равный, в среднем 0,55; 5

— площадь забоя скважины, ж

;

а — удельная работа бурения, т. е. работа, расходуемая для

выбуривания 1 м

скважины, дж/м

. При данном способе

бурения и при долотьях зубильной, копытной и крестовой формы

величина а может быть принята равной (250 000-^-300 000) <т

дж/м

, или а = (250 000-^-300 000) 100/, дж/м

; где а

—

временное сопротивление породы сжатию, кГ/см

; f —

коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М.

Протодьяконова; d — диаметр скважины, м.

-575

^щ^щ

шщщ

Рис. 137. Буровой станок БМК-4.

/ — рама с иодатчиком; 2 — салазки; 3 — укосины; 4 — вращатель;

5 — пульт управления; 6 — пневмоударннк

■

■я

Рис. 138. Самоходный буровой станок СБМК-5