Буровые установки, отбойные молотки, перфораторы, сверла, буровые машины
Отбойный молоток
Отбойные молотки применяют для проведения и ремонта выработок, на строительных работах, при разработке крутых пластов и представляют собой ручной ударный инструмент массой до10 кг, который используется в работе как клин или рычаг, отделяя породу от массива.
Выпускаемые в СНГ молотки Томского электромеханического завода с пневмоприводом (МО-1Б, МО-2Б, МО-3Б, МО-4Б) имеют энергию единичного удара 31-55 дж, частоту ударов в секунду 17-27,5, расход воздуха – 1.5 м/мин, массу 8-9,6 кг, и состоят из пускового и воздухораспределительного устройств, ударного механизма и пики. В качестве золотника используется пустотелый цилиндр, перебрасываемый в направлении, перпендикулярном к струе под давлением сжатого воздуха(рисунок 1).
Рисунок 1 Отбойный молоток МО-4Б
Бурильный молоток, бурильный перфоратор
Рисунок 2 Перфоратор ПТ-38
Из наиболее известных перфораторов зарубежных фирм можно отметить пневмоперфораторы PR-123 фирмы «GARDNER DENVER», UR-D475 фирмы «Ungersol-Rand» и гидроперфораторы «Линдон-Алимак» и НВМ-100 фирмы СИГ (Щвейцария), особенностью которых является независимое вращение буровой штанги от ударного механизма.
К машинам вращательного бурения относятся ручные и колонковые сверла применяемые для бурения шпуров по углю и породам средней крепости. Распространение получили электрические сверла ручные массой до 25 кг. и колонковые массой до160 кг. с обычной и принудительной подачей (до 15кН).
Промышленностью выпускаются электросверла ЭР-14Д-2М, ЭР18Д-2МЭРП18Д-2М, СРП-2 мощностью до 1,9 кВт, частотой вращения в секунду до 12,5 и колонковые ЭБГП-1, СЭК-1 мощностью до 4,8 кВт, частотой вращения в секунду до 5,08. Разрушение горной породы производится спиральными слоями за счет постоянного сообщения буровому инструменту осевого усилия подачи и крутящего момента. В качестве привода используется асинхронный электродвигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, вращение от которого к шпинделю передается через двухскоростной редуктор на глубину до 2,2 м. Изменением направления вращения шпинделя производится удаление из шпуров бурового шлама.
Бурильная установка
Рисунок 3 Копейский машиностроительный завод, буровая установк БУ-900
Промышленность: Копейский завод, Финляндия, Щвеция, США, Китай и др.) в настоящее время выпускает огромное количество бурильных установок, которые охватывают все основные производственные диапазоны по бурению.
Для проведения технологических скважин по дегазации пластов, выпуска воды из водоносных горизонтов, прокладке кабелей и трубопроводов, спуска леса, руды, угля применяются буросбоечные и гезенкобурильные машины. Применение получили машины с вращающимся буровым ставом и гидравлическим механизмом подачи БГА-2, БИК-2, Б68КП, «Стрела-77» для бурения скважин длиной 60-300м, диаметром после разбуривания 800-1500мм, скоростью подачи инструмента до 3,0 м/мин. Основными узлами машин являются механизмы вращения, подачи, привод и буровой инструмент. Скважина пробуривается снизу вверх на всю высоту этажа с последующим разбуриванием при обратном ходе.
КЛАССИФИКАЦИЯ БУРОВЫХ МАШИН
Буровые машины, применяемые на открытых разработках, классифицируются по:
• способу разрушения горной породы;
• способу приложения силовой нагрузки к буровому инструменту;
• способу удаления продуктов разрушения от забоя скважины;
• роду потребляемой энергии;
• способу расположения скважины;
По способу разрушения горной породы буровые машины подразделяются на осуществляющие механические и физические способы разрушения, а также сочетающие вышеупомянутые – комбинированные. К первым относят: машины ударно-вращательного и вращательного бурения шарошечными и резцовыми долотами, производящие разрушение горной породы инструментом в соответствии с прикладываемыми к нему силовыми нагрузками; ко вторым: машины термического, взрывного, гидравлического, электрогидравлического и ультразвукового бурения, воздействующие на горную породу через жидкую и газообразную среду.
Механический способ бурения скважин осуществляется за счет непосредственного воздействия рабочего инструмента на породу, при котором в последней возникают высокие напряжения, превышающие предел прочности минеральных образований и приводящие к разрушению породы в области контакта с инструментом.
По форме и характеру воздействия бурового инструмента на породу различают бурение: ударное, вращательное резанием, ударно-вращательное, шарошечное, вращательно-ударное и комбинированное инструментом (режуще-шарошечным, шарошечно-ударным и др.).
Физические или физико-химические способы бурения разрушают породу через жидкую или газообразную среду термическим, взрывным, гидравлическим, электрогидравлическим, ультразвуковым, плазменным, лазерным и др. способами воздействия.
При термическом способе бурения разрушение (шелушeниe) пород происходит в результате нагрева забоя скважины сверхзвуковыми раскаленными струями и появления в ней термических напряжений, превышающих предел прочности минерального образования.
Взрывное бурение (взрывобурение) может осуществляться с помощью ампульных или твердых ВВ. Ампулы с жидкими компонентами ВВ (окислитель и горючее) периодически подаются к забою скважины по трубам с водой. Твердые заряды ВВ с детонатором накольного типа автоматически подаются через сопло взрывобура на забой. Удаление породы из скважины осуществляется сжатым воздухом.
Гидравлический способ бурения осуществляется тонкой высоконапорной струей воды, подаваемой на забой со сверхзвуковой скоростью, однако с весьма высокими удельными затратами энергии.
Несмотря на создание и внедрение новых физических и комбинированных способов бурения, механическое разрушение горных пород при бурении, в первую очередь станками шарошечного бурения, остается определяющим, но каждый из механических способов имеет свою область применения и поэтому не может быть полностью вытеснен другими.
По способу приложения силовой нагрузки к буровому инструменту буровые машины подразделяют следующим образом.
Ударное осуществляется за счёт последовательно наносимых по зубилу (долоту) последовательных ударов кувалдой с определенной энергией.После каждого удара зубило поворачивается на некоторый угол, чтобы следующий контакт его лезвия с породой в скважине произошел по другой линии.
При ударно-канатном бурении вращательный момент к долоту не прикладывается. Перед каждым следующим ударом (в момент отскока) инструмент поворачивается на некоторый угол, благодаря упругим силам закручивания каната, обеспечивая, таким образом, разрушение породы по всей площади забоя.
При ударно-поворотном бурении вращающий момент незначителен, но инструмент непрерывно вращается вокруг своей оси. Порода разрушается, в основном, при внедрении лезвия инструмента под действием удара. Благодаря вращению инструмента, производится срезание породы, оставшейся в гребешках после удара. Если коронку не поворачивать, то после нескольких ударов поверхность соприкосновения лезвия с разрушенной породой настолько увеличится, что внедрение лезвия и разрушение горной породы прекратятся.
Рис 3.2Схемымеханических способов бурения:
1 – канат; 2 – долото; 3 – ударно-поворотный механизм; 4 – штанга; 5 – вращатель;
6 – ударный механизм; 7 – шарошки; Руд – ударное воздействие; Рос – осевое усилие;
Мвр – крутящий момент; ω – угловая скорость вращения шарошки
Вращательное бурение резанием (рис. 3.2, в) осуществляется резцовым долотом, непрерывно срезающим и скалывающим частицы породы с забоя по винтовой линии передней гранью под действием приложенных осевого усилия Рос и момента вращения Мвр. Вращательное бурение резанием применяют только по слабым углям и породам средней и ниже средней крепости. Вращательное колонковое бурение алмазными коронками в пределах кольцевой щели, когда в середине остается керн, выдаваемый из скважины крупными кусками, применяют при проведения разведочных скважин.
Ударно-вращательный способ (рис. 3.2, г) сочетает признаки ударного и вращательного бурения резанием. При этом способе удары высокой энергии по хвостовику долота осуществляются с определенной частотой погружным пневмоударником при наложении постоянного, относительно небольшого осевого усилия и момента вращения. Порода выкалывается ударом долота, а оставшиеся гребешки срезаются при его повороте. Способ бурения применяется по крепким, очень крепким и абразивным породам.
Вращательно-ударное бурение (рис. 3.2, д) объединяет признаки ударного и вращательного способов. По буровому инструменту, прижимаемому к забою с осевым усилием Рос и вращаемому независимым вращателем, непрерывно наносятся удары через хвостовик штанги. Разрушение породы происходит скалыванием и срезанием частиц с забоя. Способ применяется для бурения наклонных и горизонтальных скважин в крепких породах. Широко реализуется во многих конструкциях станков зарубежного производства, а также в ряде отечественных станков типа СБУ.
Шарошечное бурение (рис. 3.2, е) осуществляется перекатыванием шарошки по забою при вращении долота с высоким моментом и усилием прижатия к забою. Зубья шарошки, набегая на забой, разрушают его ударом и резанием. Способ универсален и весьма распространен. Внешне бурение протекает как вращательное, однако, зубья шарошки имеют кратковременный (ударный) контакт с забоем, а оставшиеся гребешки на забое частично срезаются зубьями (или штырями) шарошек, создавая в них напряжения сдвига.
По способу удаления продуктов разрушения от забоя: с непрерывным их удалением, осуществляемым сжатым воздухом или воздушно-водяной смесью (при шарошечном, вращательном бурении резанием и при пневмоударном; парогазовой смесью (при термическом бурении) либо витыми штангами (шнеками) с одновременной подачей и сжатого воздуха, либо только шнеками (при вращательном бурении); с периодическим удалением шламовой смеси из скважины либо с помощью желонок (при ударно-канатном способе бурения), либо с помощью желонок, заполняемых буровой мелочью продувкой скважины сжатым воздухом (при бурении глубоких скважин погружными пневмоударниками больших диаметров 400÷700 мм).
По роду потребляемой первичной энергии буровые станки подразделяют на: электрические, тепловые (дизельные), пневматические и гидравлические.
Буровые машины с электроприводом получают питание для сетевого двигателя от линий электропередач, тепловые от дизеля. К буровым станкам с пневматическим (гидравлическим) приводом относят машины, получающие питание от автономных пневматических (гидравлических) сетей или компрессорных (насосных) станций.
По способу расположения скважины станки подразделяют на станки для бурения вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин.
По назначению буровые машины делятся на машины для бурения шпуров и небольших скважин (колонковые и ручные бурильные молотки – перфораторы) и для бурения скважин среднего и большого диаметра (буровые станки).
Буровые машины, используемые на открытых горных разработках, классифицируют следующим образом.
1. Машины ударного бурения:
• пневматические бурильные молотки – перфораторы с зависимым вращением бура;
• станки ударно-канатного бурения.
2. Машины вращательного бурения:
• станки вращательного бурения шарошечными долотами;
• станки вращательного бурения режущими коронками.
3. Машины ударно-вращательного бурения:
• станки с погружными пневмоударниками (пневмоударного бурения);
• перфораторы с независимым вращением бура и внескважинным ударником.
4. Станки комбинированного бурения (используют сочетания различных способов разрушения горных пород).
Издается с 2007 года
Описание буровых установок, их типы и разновидности
Область применения буровых установок очень обширна. Они используются в строительстве, горной промышленности, пищевой индустрии. В повседневной жизни люди каждый день пользуются тем, что получено с помощью установок для бурения – водой.
Общее описание буровой установки
Вода, впрочем, как и нефть, залегает на разных глубинах. Буровая установка помогает проникнуть в глубь и поднять драгоценную жидкость на поверхность. Или сделать скважину в скале для закладки заряда. Такая техника может иметь как промышленные масштабы, так и ограничиваться организацией водоснабжения на дачном участке.
Все буровые представляют собой систему взаимосвязанных узлов, которые позволяют… сделать отверстие в любом, или почти любом, грунте. В процессе их применения образуется скважина цилиндрической формы, стенки которой называются стволом, верхняя часть – устьем, а дно – забоем.
Стандартные буровые установки для бурения скважин на воду состоят из следующих основных элементов:
Принцип работы
Буровая машина работает на сочетании кинетической и динамической энергии. Динамическое движение обеспечивает подъемный механизм, например, лебедка или кран, которые поднимают ударный элемент. Кинетическую силу реализует бурильное устройство, которое бьет по грунту трубной колонной и постепенно продвигается вниз.
Чтобы защитить скважину от обвала грунта, вдоль ствола устанавливаются обсадные трубы. Для устранения лишней почвы в процессе работ, используются водяные насосы и отстойники.
Классификация буровых установок
Бурильные установки имеют широкую сферу применения за счет дополнительного оборудования в комплектации. Они применяются в разработке и реставрации скважин под воду, для закрутки свай, добычи газа, нефти и других полезных ископаемых.
Классификация оборудования проводится по нескольким критериям, среди которых:
Классификация по типу бурения
Буровые установки имеют свои особенности, которые зависят от температуры воздуха, типа грунта, назначения скважины. Наиболее распространены три основных типа бурения:
Обратите внимание! Есть ещё горизонтально-направленное бурение. Оно немного отличается от остальных типов. О его особенностях можно прочитать тут.
Ударные
Установка для ударного бурения скважин состоит из:
Риск преждевременного осыпания грунта – один из недостатков этого типа бурения. Кроме того, к недостатком данной буровой техники стоит отнести относительно небольшую глубину бурения.
Однако у ударного метода есть и преимущества:
Шнековые
Шнековые буровые используют на мягких и песчаных почвах. По сути – это передвижная установка с ручным или механизированным буром, закрепленным на регулируемую штангу. Как несложно догадаться по названию – основным рабочим органом подобного оборудования является шнековый бур.
Бур вкручивается в землю и шнек разрезает почву, передавая её на поверхность. Охлаждение происходит от самой почвы. Наиболее эффективны шнеки с полым центральным каналом. Через него с помощью гидравлического насоса подается вода или воздух, что снижает силу трения во время процесса.
Обратите внимание! Если режущие лопасти меньше 10 см, то частота вращения должна быть не более 500 об/мин.
В зависимости от нужной глубины штангу наращивают. Делают первый проход на длину одной штанги, затем установку выключают, штангу отсоединяют, поднимают наверх и наращивают еще одной. Максимальная глубина бурения шнековым методом составляет 120 метров, хотя обычно работают до 50 м.
Среди преимуществ шнековой установки можно отметить:
Кроме того, для работы не нужно привлекать квалифицированного специалиста.
Роторные
Подходят для любого типа грунта. Часто используются при строительстве и бурении скважин на воду на твердых почвах с галькой, щебнем и известняком. Роторный буровой станок проходит породу благодаря мощному долоту на конце бура.
Диаметр долота больше, чем сама буровая колонна. Это позволяет, во-первых, получить максимальную силу удара, а, во-вторых, увеличить срок службы колонны, поскольку отсутствует ее трение о грунт. Кроме того, без потерь от трения, вся энергия машины идет на проворачивание долота в забое, что позволяет сократить энергозатраты.
Роторная бурильная машина подойдет для скважин глубиной свыше 300 м и диаметром до 70 см. Её используют в строительстве, горных разработка для буровзрывных работ, в промышленности для добычи артезианской и минеральной воды.
По ходу бурения диаметр скважины уменьшается. То есть сначала делается самый большой размер, затем скважина обсаживается трубами с технологическими отверстиями. Через них в пространство между трубой и скважиной поступает цемент. Дальше продолжается бурение меньшего диаметра и снова обсадка. Чем реже приходится делать обсадку, тем быстрее идет работа, а значит меньше общие затраты на процесс в целом.
Для промывки бура, подъема грунта и охлаждения инструмента необходимо использование воды. Её подача может осуществляться двумя способами: прямым и обратным.
При прямой подаче жидкость с помощью насоса нагнетается в технологические отверстия долото, а через них на дно скважины. После размытия почвы она выбрасывается наверх по затрубному пространству – за пределами штанги – и попадает в очистительный комплекс.
При обратной подаче вода самотеком поступает в скважину, а поднимается наверх по штанге под действием обратного давления, создаваемого насосом. Этот способ считается более эффективным по нескольким причинам:
Однако оборудование с обратной подачей воды изначально стоит дороже.
Силовые агрегаты буровых станков
В качестве привода буровых установок используются силовые агрегаты различных типов. Основными являются:
Дизельные двигатели используются в основном на малогабаритных буровых установках (МГБУ), которые отличаются высокой мобильностью. Кроме того, такие силовые агрегаты применяются на самоходных буровых станках.
Для повышения эффективности работ, снижения выбросов и расходов на топливо применяется смешанный тип привода – дизель-электрические установки. Они применяются в горнодобывающей отрасли и способны обустраивать скважины глубиной до 6 км.
Также на твёрдых породах применяются электрогидравлические буровые установки. Этот тип питания довольно распространен, поэтому такие буровые станции имеют широкую сферу применения.
Электрическое буровое оборудования используются при малых глубинах бурения, а также на участках с доступом к сетям электроснабжения. В основном это малоэтажное коттеджное строительство при организации водозаборных скважин для личного пользования.
Буровые установки по типу перемещения
Работа оборудования по бурению скважин производится на различных участках. В зависимости от мощности и габаритов, такая техника может быть переносной или передвижной.
Переносные представляют собой малогабаритные буровые установки весом до 1 тн. МГБУ просты в сборке, легко перевозятся. Обычно работают на скважинах и водяных колодцах глубиной до 100 м. Преимущественно имеют привод от стандартной сети 220 В.
Ручные переносные установки – это разновидность мини буровой, которые используют для местного ремонта или пробивки отверстий под сваи.
Самоходные могут монтировать на колесную или гусеничную базу. Они отличаются высокой проходимостью и грузоподъемностью. Такая техника чаще используется для бурения скважин на воду, а также в нефтегазовой отрасли. Установку не нужно демонтировать, она подходит для длительной стационарной работы.
К самоходным агрегатам относят и машины с гидравлическим приводом. Их основное достоинство в том, что такие системы не нуждаются в электропитании, бурение происходит за счет увеличенной массы рабочего инструмента.
Стационарные – это мощные буровые станции, которые в основном работают на газо- и нефтедобычи. Стандартное оборудование укомплектовано усиленными опорами, монтажными элементами, системами очистки и вышкой с электронным управлением процессом бурения. Также среди дополнительных функций стоит отметить специальные обогревательные элементы для работы в условиях низких температур.
Классификация бурильных машин
Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2012 в 13:02, реферат
Краткое описание
Основной задачей, перед горнодобывающей промышленностью, является обеспечение прироста добычи полезных ископаемых в основном за счет повышения добычи наиболее эффективным открытым способом на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и горно-транспортного оборудования большой единичной мощности.
Увеличение объемов добычи полезных ископаемых на основе всемирного роста производительности труда рабочих горных предприятий – непременное условие экономического развития предприятий и различных горнодобывающих отраслей государства.
К машинам, применяемым на открытых горных работах, относятся: бурильные машины, машины для закладки взрывчатых веществ, выемочно-погрузочные, транспортирующие машины. Цель реферата – рассмотреть одну из классификаций горных машин. Следует ознакомится с соответствующей литературой и усвоить для себя основные принципы работы и устройства оборудования. В данной работе я рассматриваю бурильные машины а также способы бурения горных пород.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………..3
1.КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ МАШИН……………………………………. 4
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРИЛЬНЫХ МАШИНАХ
2.1 Способы бурения горных пород. ……………………………………. …6
2.2 Классификация бурильных машин………………………………………. 9
3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ
3.1. СБШ – конструкция, составные части, принцип работы………………. 10
3.2. Конструкция шарошек для бурения скважин…………………………..…12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………. 14
3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………..………15
Файлы: 1 файл
горные машины реферат.doc
1.КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ МАШИН……………………………………. 4
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРИЛЬНЫХ МАШИНАХ
2.1 Способы бурения горных пород. ……………………………………. …6
2.2 Классификация бурильных машин………………………………………. 9
3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ
3.1. СБШ – конструкция, составные части, принцип работы………………. 10
3.2. Конструкция шарошек для бурения скважин…………………………..…12
Основной задачей, перед горнодобывающей промышленностью, является обеспечение прироста добычи полезных ископаемых в основном за счет повышения добычи наиболее эффективным открытым способом на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и горно-транспортного оборудования большой единичной мощности.
Увеличение объемов добычи полезных ископаемых на основе всемирного роста производительности труда рабочих горных предприятий – непременное условие экономического развития предприятий и различных горнодобывающих отраслей государства.
К машинам, применяемым на открытых горных работах, относятся: бурильные машины, машины для закладки взрывчатых веществ, выемочно-погрузочные, транспортирующие машины. Цель реферата – рассмотреть одну из классификаций горных машин. Следует ознакомится с соответствующей литературой и усвоить для себя основные принципы работы и устройства оборудования. В данной работе я рассматриваю бурильные машины а также способы бурения горных пород.
1.Классификация горных машин
Горные предприятия используют большое разнообразие машин различного функционального назначения, они относятся к группам: собственно горные машины, предназначенные для добычи полезных ископаемых и проведения горных выработок, горно-транспортные машины и стационарные машины.
Горные машины подразделяют на машины, производящие разрушение полезных ископаемых и пород, их погрузку на транспортные средства, выдающие полезное ископаемое или породу за пределы очистного или проходческого забоя, а также осуществляющие крепление в подземных условиях очистных и проходческих выработок.
Во многих случаях перед экскавацией горные породы необходимо рыхлить, для чего производят буровзрывные работы. Бурение скважин на карьерах ведется станками ударно-канатного, вращательного, шарошечного и термического бурения. В соответствующих горно-геологических условиях последние дают очень высокую производительность
Ряд горных машин производят не только разрушение, но и транспортирование или погрузку и транспортирование горной массы на значительные расстояния (бульдозеры, скреперы, погрузочно-транспортные машины).
Кроме основных машин для экскавации, бурения скважин и транспортирования горных пород, на карьерах используется большое число машин, выполняющих вспомогательные работы. Бульдозеры и скреперы применяются для зачистки полезного ископаемого, выравнивания поверхности перед укладкой рельсовых путей или при прокладке шоссейных дорог для автотранспорта.
Наибольшую производительность при добыче полезных ископаемых и проведении горных выработок (вскрышных работ при открытой добыче полезных ископаемых) обеспечивает комплексное использование машин различного функционального назначения, связанных с конструктивными и режимными параметрами и одновременно выполняющих свои рабочие функции по механизации основных и вспомогательных операций технологического процесса добычи полезного ископаемого (проведения горной выработки).
Исходя из этого, классифицируя оборудование для открытых горных пород по технологическому признаку, можно выделить семь классов:
машины для подготовки пород к выемке;
машины для вспомогательных работ.
Машины каждого класса делятся на группы, в каждой группе различают типы машин, отличающееся не характером выполняемой работы, а только конструкцией машины или узлов. Каждый тип машин может иметь несколько типоразмеров, отличающихся по параметрам, но совпадающих по конструкции. в данной работе рассмотрена классификация бурильных машин.
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРИЛЬНЫХ МАШИНАХ
2.1. Способы бурения горных пород
В настоящее время в горной промышленности применяются четыре способа бурения горных пород: вращательный, ударный, вращательно-ударный и термический. Каждый способ имеет свою область применения и поэтому не может полностью вытеснить другие.
Вращательное бурение (рис. 1, а) производится вращающейся коронкой, ось вращения которой совпадает с осью скважины. Одновременно коронке сообщается движение вдоль оси скважины (подача на забой). Каждое перо коронки при бурении движется по винтовой линии, скалывая передней гранью горную породу.
Этот процесс происходит непрерывно, вследствие чего достигается высокая скорость бурения. Вращательное бурение применяется только по породам средней и ниже средней крепости. Объясняется это тем, что при крепких породах режущие кромки коронки не в состоянии скалывать стружку значительной толщины и разрушают породу истиранием. При этом режиме работы резцы из металлокерамических твердых сплавов очень быстро изнашиваются, и скорость бурения становится очень малой. Производительно бурить скважины по крепким породам вращательным способом можно только алмазными коронками, но ввиду высокой стоимости и дефицитности алмазов применять алмазные коронки для массового бурения скважин нерентабельно.
Ударное бурение осуществляется двумя способами.
В некоторых бурильных машинах (станки ударно-канатного бурения) буровой инструмент разрушает забой, падая на него с некоторой высоты под действием собственного веса.
При ударном бурении процесс разрушения породы происходит периодически, с перерывами для возвратного и рабочего хода ударника или для подъема и падения бурового инструмента. Длительность пауз во много раз превышает длительность процесса разрушения, что обусловливает относительно низкую скорость ударного бурения. Ударом можно создавать очень большие удельные нагрузки на лезвие коронки. Кроме того, горные породы хрупки и под действием удара разрушаются легче, чем под действием статической нагрузки. Поэтому ударное бурение применяется для пород выше средней крепости. По породам ниже средней крепости применять ударное бурение нецелесообразно, так как оно уступает по производительности вращательному.
2. Удары по породе наносят зубья шарошки (рис. 1, г), перекатывающейся по забою скважины при значительном усилии подачи. Шарошечное бурение внешне протекает, как вращательное,- штанга, имеющая на конце шарошечное долото, вращается и подается на забой.
Шарошечное бурение более производительно, чем ударно-канатное, и в последнее время получает все более широкое применение на карьерах.
Вращательно-ударное бурение осуществляется прижатой к забою непрерывно вращающейся коронкой, по которой наносятся удары (рис. 1, в).
Под действием удара лезвие коронки внедряется в породу и разрушает ее. Процесс разрушения продолжается и в промежутках между ударами (под действием вращения коронки), хотя и с меньшей интенсивностью. Этот способ бурения успешно применяется по породам средней и выше средней крепости. Скорость бурения при этом в два-три раза больше, чем при ударном способе.
Рис. 1 Схемы различных способов бурения горных пород:
а- вращательное; б- ударное; в- вращательно-ударное; г- шарошечное; д- термическое
Термическое бурение (рис. 1, д) осуществляется специальными
станками. Продукты сгорания, имеющие температуру 2500—30000С, со сверхзвуковой скоростью выходят из сопла горелки и ударяются о породу. Порода под действием интенсивного нагрева растрескивается и под механическим воздействием газовых струй разрушается. Горелка охлаждается водой, испаряющейся при выходе в забой скважины. Термическое бурение применяется по породам, имеющим кремнистое основание. Производительность его в десятки раз превышает производительность бурения ударным способом.
Термическое бурение успешно может применяться по породам тугоплавким и с низкой теплопроводностью, которые растрескиваются раньше, чем начинается их плавление. Плавление породы резко снижает скорость бурения и делает его невыгодным.
2.2. Классификация бурильных машин
Бурильные машины классифицируются по способу разрушения горной породы, по роду потребляемой энергии и по назначению.
По первому признаку они делятся на машины вращательного бурения, ударного (ударно-поворотного), вращательно-ударного и термического.
По назначению бурильные машины делятся на машины для бурения шпуров и небольших скважин (сверла ручные и колонковые и бурильные молотки) и машины для бурения скважин среднего и большого диаметра (станки вращательного бурения, станки с пневмоударниками, шарошечные, ударно-канатные и огневого бурения).
По роду потребляемой энергии бурильные машины делятся на электрические, пневматические, гидравлические и тепловые.
Бурильные машины с гидравлическими двигателями на открытых работах не применяются и поэтому здесь не рассматриваются.
К тепловым относятся станки термического бурения и станки, работающие с приводом от дизеля. Последние применяются при геологоразведочных работах и здесь не рассматриваются.
Сверла и бурильные молотки применяются на карьерах с малой производственной мощностью и для подсобных работ (разбуривание негабарита) на больших карьерах.
3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ
3.1. СБШ – конструкция, составные части, принцип работы
Принципиальное устройство станка шарошечного бурения показано на примере станка СБШ-250МНА-32 (СБШ-250МНА) (рис. 2), который предназначен для бурения вертикальных и наклонных скважин в сухих и обводненных, а также в трещиноватых породах.
Станок состоит из машинного отделения (2), гусеничного хода 4, кабины машиниста (5), мачты (7) и опор (6) для ее крепления. Все узлы рабочего органа смонтированы на мачте. Основные из них: вращательно подающий механизм, кассеты со штангами, механизм развенчивания штанг, верхний ключ с гидроприводом. Мачта представляет собой пространственную сварную ферму, на верхней обвязке которой, смонтирована опора блока механизма подачи, на нижней – установлены гидроцилиндры канатно-поршневой системы подачи бурового става, механизма развенчивания штанг и верхний ключ. Заваливание мачты станка при переездах осуществляется двумя гидроцилиндрами (1).При работе станок горизонтируется тремя гидродомкратами (3). Буровой станок смонтирован на унифицированном гусеничном ходу УГ60.
Привод гусеничного хода состоит из электродвигателя и четырехступенчатого бортового редуктора, ведущая звездочка которого приводит в движение гусеничную ленту.
Свинчивание и развенчивание буровых штанг и шарошечного долота осуществляется шпинделем вращателя.
Кассета секторного типа вмещает три буровые штанги длиной по 8м.