Файл: Реферат Буровые установки с погружным пнемоударником Выполнил студент гр. Гм19 Алексеев В. В.docx

Несмотря на достаточно высокую экономичность, ударно-вращательный способ бурения не лишен недостатков. В первую очередь это касается буровых коронок. Около половины рабочего времени на полный цикл буровых работ теряется на остановки из-за поломки любого элемента коронки или узла крепления.

Кроме того, на сегодняшний день отечественная промышленность существенно отстаёт в пневмоударном бурении от зарубежного уровня. Главная причина – невозможность обеспечить высокое давление сжатого воздуха. Выпуск станков для бурения пород повышенной прочности погружными пневмоударниками даметром 160-190 мм не налажен из-за неудачной компоновки моделей станков: несамоходное шасси, автономно расположенный компрессор, оснащение маломощными погружными пневмоударниками и лезвийными долотами с низкой стойкостью. Из-за чего их производительность в 1,5-2 раза ниже, чем у аналогичных зарубежных станков. Поэтому тема “Особенности эксплуатации буровых установок шарошечного типа с погружным пневмоударником для открытых горных работ” является актуальной.



Рисунок 10 – Общий вид станка СБШ с ППУ

Для одной из основных технологических операций буровзрывных работ – бурения взрывных скважин – на открытых горных работах применяют буровые станки, оснащенные различным буровым оборудованием. Типоразмеры буровых станков определяются диаметром буримой скважины: 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400 мм.

По отечественной классификации буровые станки разделяются по способу бурения на три типа.

Первый тип – станки СБР, которые бурят путем вращения резцового инструмента, установленного на шнековой штанге. Применяют при бурении пород крепостью до f=6 по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Номинальный диаметр буримых скважин – 125 и 160 мм.

Второй тип – станки СБШ, которые бурят путем вращения шарошечных долот. Номинальный диаметр скважин – от 160 до 400 мм. Применяются при бурении пород крепче f≥6.

Третий тип – станки СБУ, которые бурят ударно-вращательным способом погружными пневмоударниками. Применяются для бурения пород крепче f≥6 с диаметром скважин от 100 до 200 мм.

Условное обозначение станка включает диаметр скважины в мм и глубину бурения в м, например, СБШ-250МНА-32: диаметр скважины 250 мм, глубина скважины до 32 м.

Скорость бурения, а соответственно и производительность бурового станка зависят от свойств породы разрушаться под воздействием бурового инструмента, от вида бурения, конструкции бурового инструмента. На относительно некрепких породах успешно применяют станки с резцовым буровым инструментом. Стружка отделяется при

---

значительном осевом усилии резцами, установленными на буровой коронке. При вращении штанги посредством винтовой навивки шнека порода удаляется из скважины. При использовании гладкой штанги мелочь удаляется сжатым воздухом.

На карьерах СНГ традиционно широко распространены станки СБР-160А-24 производства ОАО «Карпинский машиностроительный завод» и более ранние СВБ-2М. Это машины на гусеничном ходу с электроприводом. На гусеничную тележку опирается сварная рама, на раме расположены маслостанция, шкафы управления, мачта с направляющими для перемещения бурового става и вращателя, кассеты для хранения шнеков, механизмы свинчивания-развинчивания, подачи бурового става. Также на станке установлены гидроцилиндры выравнивания станка и подъема мачты, компрессорная станция, смонтированы гидро- и пневмосистемы, электрическая часть. По сравнению с устаревшими станками СВБ-2М у станка СБР-160А-24 увеличена высота мачты, механизированы трудоемкие операции по сборке-разборке бурового става, увеличена мощность приводов основных механизмов, гидропривод поднятия-опускания мачты, более просторное машинное отделение, обогреваемая кабина и др. На базе СБР-160А-24 создан СБР-160Б-32 с увеличенной глубиной бурения. Кыштымский машзавод предлагает более мощный и универсальный станок СБР-200-32, который может бурить также шарошечными долотами (диаметр 160 мм), для чего необходимо использовать прицепной компрессор.

Шарошка – это горный режущий инструмент бурового шарошечного долота.



Рисунок 11 - Шарошка


Рисунок 11 – Схема погружного пневмоударника

В современной промышленности наиболее широкое применение получила технология ударно–вращательного бурения, к которой относится бурение с пневмоударником. Буровое долото для ударно-вращательного бурения имеет ударный профиль выпуклой формы со штырями из твердого сплава, встроенными в переднюю часть инструмента. Принцип работы пневмоударника основан на преобразовании энергии сжатого воздуха в кинетическую энергию возвратно-поступательных движений поршня. Поршень ударника снабжен штоком с бойком, который воздействует непосредственно на породоразрушающий инструмент. Для предотвращения зашламления, современные пневмоударники имеют встроенные обратные клапаны.

---

Вопросами особенности эксплуатации буровых установок с погружным пневмоударником занимались такие научные деятели как Д.А. Юнгмейстер, А.И. Исаев, А.И. Ячейкин, П.Д. Соболева и в частности погружными пневмоударниками и их модернизацией занимались такие исследователи как И. Крупенский, С. А. Лавренко. Что является однозначным фактором показывающий что тема является довольно распространена и разработана в довольно скрупулёзной и разноплановом видах.

В своих работах Д.А. Юнгмейстер, А.И. Исаев, А.И. Ячейкин, П.Д. Соболева, непосредственно испытывают на смоделированном и собственно ручно собранном стенде работу буровой установки с погружным пневмоударником, что позволило им исследовать все нюансы работы. Таким образом данные исследования помогли в дальнейшем изучении и модернизации буровой установки. Что и было рассмотренно в работе уже известных научных деятелей Д. А. Юнгмейстер, И. Крупенский, С. А. Лавренко.

Данные труды стали одними из ключевыми в популяризации и распространении вышеизложеннной теме.

В своей работы сотрудники Горного университета Д.А. Юнгмейстер, А.И. Исаев, А.И. Ячейкин, П.Д. Соболева, расскрывают суть темы : “экспериментального исследования погружного пневмоударника бурового станка” и в данной статье рассматривалась проблема создания большого усилия на лебедке ввиду малых углов хода каната. Таким образом, для снижения усилия на лебедке необходимо увеличение длины треноги, что приводит к невозможности применения экспериментального стенда в условиях университетской лаборатории. Однако в дальнейшем стенд будет изготовлен и размещен в ангаре на учебно-научном полигоне для проведения студентами и аспирантами экспериментальных исследований. В дальнейшем экспериментальные исследования по изучению воздействия ударной нагрузки на изменение скорости бурения проводились на экспериментальном стенде. Для проведения экспериментальных исследований был разработан и изготовлен экспериментальный стенд, включающий бензиновый отбойный молоток, установленный в цилиндрическом металлическом корпусе, который, в свою очередь, в нижней части соединен бурильной трубой с трехшарошечным долотом, а в верхней соединен бурильной трубой с буровым станком. В качестве поршня для передачи ударной нагрузки от отбойного молотка на трехшарошечное долото используется пика.[11]

---

Таким образом благодаря экспериментальной установке-стенде получилось полностью смоделировать настоящую буровую установку и решить проблему.

В другой же своей работе Д. А. Юнгмейстер, И. Крупенский, С. А. Лавренко решили рассмотреть пути модернизации станков в своей статье: “ Анализ модернизации станков шарошечного бурения”, но в этот раз они изначально взяли СБШ-250 и решили внедрить пневмоударники тем самым постараясь увеличить производительность примерно на 15%. Данная затея имела смысл всвязи с малой себестоимостью бурения отечественными станками, таким образом им удалось при помощи оснащенных наддолотными пневмоударниками и пневмогидравлическими амортизаторами между первой штангой и опорным блоком вращателя станка, обеспечивающих меньшую себестоимость бурения скважин, чем стандартные отечественные и импортные станки[2].

Заключение

Анализ существующих направлений совершенствования средств бурения взрывных шпуров и скважин большого диаметра показывает, что предпочтительным и наиболее просто реализуемым среди прочих при создании ударного импульса заданного вида для СБШ является способ совмещения удара и вращательного (шарошечного) бурения. Необходимо продолжение исследований по изучению влияния на эффективность бурения следующих факторов: параметров демпфирования (в том числе изучение особенностей применения демпферов непружинного типа), различных типов ударников (в том числе гидравлических), конструкции и конфигурации ударников (сдвоенных, с полостями и особым наполнителем). Экспериментально подтверждена работоспособность разработанной конструкции ППУ и доказано, что использование ППУ не приводит к увеличению максимальных амплитуд продольных колебаний бурового става станка СБШ.

Экспериментально доказано, что использование ППУ для интенсификации процесса бурения станка СБШ-250 МНА-32 позволяет увеличить скорость бурения в среднем на 15 % и стойкость долота до 10 %. Пневмоударники, работающие совместно с демпферами, могут быть рекомендованы заводам для модернизации карьерных станков.

Таким образом, подытожив все вышеизложенное делаем вывод, что для обеспечения необходимых требований, требуется изучения любой сферы в теоретическом и практическом виде.

---