Файл: Горные машины и оборудование вв е де н ие в с пе ци а льн о с ть.pdf

93
Шахтные бурильные установки классифицируются:
1. По назначению:
 для бурения шпуров в одно- и двухпутевых подготовительных выработках сечением в свету 4,4–8 и 8–27 м
2
;
 для бурения шпуров в тоннелях и камерах сечением 27–85 м
2 2. По крепости буримых пород:
 для пород с f =6–8;
 f =15–20.
3. По типу бурильной машины:
 вращательного;
 ударно-поворотного;
 вращательно-ударного действия.
4. По роду энергии:
 пневматические;
 электрические;
 гидравлические.
5. По числу бурильных машин:
 одно-;
 двух-;
 трех-;
 четырехмашинные.
6. По ходовой части:
 колесно-рельсовые;
 пневмоколесные;
 гусеничные.
7. По способу перемещения:
 самоходные;
 несамоходные.
Рис. 4.2. Установка бурильная шахтная УБШ 501АК на пневмоколесном ходу
для бурения шпуров

94
а)
б)
Рис. 4.3. Буровые станки вращательного действия: а) СБУ 200М, б) БЖ45-
100Э
Станок буровой СБУ 200М предназначен для бурения дегазаци- онных и технических скважин по углю с включением породы и по по- роде крепостью до 8 ед. по шкале проф. Протодьяконова с глубиной скважины до 200 м. При бурении скважины по углю с углом наклона до
+12 допустимая глубина бурения составляет 250 м. Станок можно ус- танавливать как в горизонтальных, так и в наклонных выработках сече- нием 3,7 м
2
без разделки специальной камеры и работать как при левом, так и при правом расположении забоя без перемонтажа, бурение сква- жин производится в обоих направлениях. Станки СБУ 200М изготавли- ваются в восьми исполнениях в зависимости от комплектации одним из трех видов маслостанции и возможным расположением пульта управле- ния (на станке или на маслостанции). Агрегаты станка компактны, име- ют небольшие габаритные размеры и массу, что позволяет производить механизированный спуск станка в шахту и транспортировку по выра- боткам без дополнительных разборочно-сборочных операций.
Станок буровой БЖ45-100Э предназначен для бурения скважин по углю с включением породы при проведении работ по увлажнению

95 угольного массива. Станок может быть применен для бурения техниче- ских скважин (водоспускные, вентиляционные).
Таблица 4.1
Техническая характеристика станка СБУ 200М
Общие данные
Глубина бурения, м, не более
200
Диаметр скважины, мм, не более
100
Угол наклона скважины, град
0…360
Производительность станка, м/ч, не более
25
Диаметр бурильных труб, мм
42, 33,5
Станок
Скорость вращения шпинделя, об/мин
0…240, 0…370
Максимальный крутящий момент на шпинделе, кгсм
37
Максимальная скорость подачи бурового инструмента, мм/мин:
- при бурении
1 500
- маневровая
14 000
Максимальное усилие подачи бурового инструмента, Н
20 000
Система подачи бурового инструмента
Гидравлическая
Управление процессом бурения
Ручное и автоматическое
Гидромотор
Г15-25Р
Крутящий момент
136
Размеры станка (длина х высота х ширина), мм
918 х 585 х 615
Масса станка, кг
490
Маслостанция
Насос пластинчатый двухпоточный:
НПЛ125-16/6,3
- производительность первой секции, л/мин
100
- производительность второй секции, л/мин
12
- давление, кгс/см
2 63
Емкость маслобака, л
175
Электродвигатель
ВПР160М6
- мощность, кВт
15
- число оборотов
1 000
- напряжение, В
380/660
Размеры маслостанции (длина х ширина х высота), мм
1155 х 710 х 510
Масса маслостанции, кг
493

96
Таблица 4.2
Техническая характеристика станка БЖ45-100Э
Диаметр разрушающего инструмента, мм
- минимальный
- максимальный
42 45
Механизм подачи
Гидравли- ческий
Диапазон регулирования рабочей скорости, м/мин
0…5,2
Маневровая скорость подачи, м/мин
8
Усилие подачи, кН
20
Ход механизма подачи, м
0,45
Предельный угол бурения скважин, град
-5…+90
Мощность электродвигателя вращателя, кВт
7,5
Частота вращателя двигателя, мин
-1 500
Рабочее давление в гидросистеме, МПа
5,3
Длина буровой штанги, мм
1380
Масса штанги, кг
4
Максимальная глубина скважины, м
150
Габаритные размеры станка, м
Длина
2
Ширина
0,7
Высота
0,8
Высота минимальная/максимальная распорной стойки, м
1,2/2
Масса распорной стойки, кг
60
Масса станка, кг
200
Станки буровые БУ-80НБ, БУ-80НБ-01, БУ-80НБ-02 предназна- чены для бурения взрывных скважин диаметром 52…85 мм при под- земной разработке полезных ископаемых с коэффициентом крепости f=6…20 ед.

97
Рис. 4.4. Буровой станок вращательно-ударного действия БУ-80НБ
Таблица 4.3
Технические характеристики буровых станков БУ80-НБ (-01), (-02)
БУ80-НБ
БУ80-НБ-
01
БУ80-НБ-
02
Глубина бурения, м
40 30 25
Условный диаметр скважины, мм
80 50 50
Диаметр буровой штанги, мм
40
Длина буровой штанги, мм
1220 1000 800
Диаметр коронки, мм
60
Минимальные размеры горной выработки, м
2,5х2,5 2,2х2,2 2,0х2,0
Направление бурения
Круговой веер в вертикальной плоскости
Тип перфоратора
М2, М3, М4
Давление сжатого воздуха, МПа
0,5
Техническая производительность при f=12…14, м/ч
14 15 14
Длина податчика, мм
2370 2150 1950
Масса, кг
712 700 700

98
Буровая машина предназначена для бурения взрывных скважин при подземной разработке полезных ископаемых диаметром до 105 мм и глубиной 50 м в породах и рудах с коэффициентом крепости f=6-20 по шкале проф. М.М. Протодъяконова погружными пневмоударниками
Рис. 4.5. Буровой станок СТО-100 с погружным пневмоударником
Таблица 4.4
Техническая характеристика станка СТО-100
Глубина бурения, м
50…80
Диаметр скважины, мм
100
Направление бурения
Круговой веер
Минимальный размер горной выработки, м
2,5х2,5
Диаметр штанги, мм
76
Длина штанг, мм
1050
Вид подачи
Винтовая
Усилие подачи, кН
10
Рабочий орган
Пневмоударник
Давление сжатого воздуха, МПа
0,5
Мощность привода, кВт
3,3
Масса, кг
750

99
Малогабаритный погружной пневмоударник АШ45 (опытный об- разец). Предназначен для проходки скважин малого диаметра в породах средней и высокой крепости на станках вращательно-ударного бурения.
Таблица 4.5
Техническая характеристика АШ45
Глубина бурения, м
До 20
Диаметр скважины, мм
45
Диаметр корпуса пневмоударника, мм
39
Длина пневмоударника, мм
737
Рабочее давление, МПа
0,5…0,7
Энергия единичного удара, Дж (при 0,5 МПа)
12
Частота ударов, с
-1
(при 0,5 МПа)
20
Ударная мощность, Вт (при 0,5 МПа)
240
Расход воздуха, м
3
/мин
0,4
Область применения – подземные горные работы, бурение дегаза- ционных, технологических и специальных скважин по углю и породам крепостью до 16 ед. по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Направле- ние бурения – вертикальное и горизонтальное. Использование пневмо- ударника на станках вращательно-ударного бурения позволяет реализо- вать комбинированный режуще-ударный способ разрушения породы, дает возможность рационально сочетать статическое и ударное воздей- ствие на породу и снизить энергозатраты при производстве буровых ра- бот.
Модификация пневмоударника может быть использована при формировании бурового снаряда в качестве ударной штанги также при ударно-поворотном бурении.
Разработка погружного пневмоударника столь малого диаметра в отечественной и зарубежной практике осуществляется впервые. Созда- ние такого пневмоударника позволит и при проходке скважин малого диаметра использовать преимущества погружного пневмоударного бу- рения наряду с выносным штанговым.
Буровой инструмент. Для бурения шпуров применяется буровой инструмент в виде цельного бура или состоящий из буровой штанги и резца или буровой коронки, армированных твердым сплавом. Различа- ют буровой инструмент для вращательного, ударно-поворотного и вра- щательно-ударного бурения.

100
Буровой инструмент для вращательного бурения состоит из витых или сплошных буровых штанг и резцов. Буровая штанга состоит из хво- стовика, тела буровой штанги, головки с отверстиями для закрепления резца и крепежного штифта.
Рис. 4.6. Цельный бур с витой штангой и резцом на конце (для вращательно-
го бурения)
Рис. 4.7. Резцы угольные и породные для вращательного бурения
Для бурения скважин различного назначения применяют состав- ной буровой инструмент: штанги, соединительные элементы и коронки.
Штанги изготовляют из стали круглого и шестигранного сечений. Со- единительные элементы для разных способов бурения скважин – раз- ные, например, для вращательного бурения используются соединения, изображенные на рис. 4.8 – ниппельные (а) и замковые (б и в); для ударных способов бурения применяются соединения, изображенные на рис. 4.9– муфтовые (а) и шпилечные (б).
Для ударно-поворотного и вращательно-ударного бурения ис- пользуют буровые коронки, которые делятся по числу породоразру- шающих лезвий на долота трехперые и крестовые. Форма твердосплав- ного вооружения бывает пластинчатой и штыревой.
Буровая коронка состоит из корпуса, изготовляемого из углероди- стой инструментальной стали, армируемого твердым сплавом (ВК).

101
В зависимости от армирования коронок пластинами (П) из твер- дого сплава и штырями (Ш) различают коронки: долотчатые – КДП и
КДШ; трехперые – КТП и КТШ; четырехперые крестовые – ККП и
ККШ; Х-образные – КХП и КХШ.
а)
б)
в)
Рис. 4.8. Виды резьбовых соединений штанг для вращательного бурения
скважин
а)
б)
Рис. 4.9. Виды резьбовых соединений штанг для ударного бурения скважин

102
а)
б)
в)
Рис. 4.10. Коронки породные для ударного бурения:
а) КДП, б) ККП, в) КТШ
Таблица 4.6
Трубы бурильные стальные универсальные с приварными замками
(ТБСУ) ТУ 3668-700-01423949-01 (ГОСТ Р 51245-99)
ТБСУ-43 ТБСУ-55 ТБСУ-
63,5
ТБСУ-70 ТБСУ-85
Наружный диаметр
43 55 63,5 70 85
Т
руб а
Толщина стенки
3,5…7,0 3,5…8,0 3,5…9,0 3,5…9,0 3,5…9,0
Основной
43,5 55,5 64 70,5 85,5
Н
аруж н
ы й
д и
ам етр
Вариант
55,5 64,0 70,5 75,0 85,5 89,0
О
сн ов н
ы е ра зм еры
, м м
За м
ок
Внутренний диаметр
16 16…22 22…28 28…32 28…40
Основная
З-34
З-45
З-53
З-57
З-67
Р
ез ьб а з ам к
о в
ая
(п р
ав ая и
л и
л е- в
ая
)
Вариант
З-45
З-53
З-57
З-67

Ширина прорези под ключ, «S»
30 41 46 46 55
ОАО «Завод бурового оборудования» изготавливает трубы бу- рильные (буровые штанги) стальные универсальные с приварными зам- ками (ТБСУ), которые применяются при поисках и разведке на твердые полезные ископаемые и воду для бурения скважин колонковым и бес- керновым способом твердосплавными и алмазными коронками, долота- ми всех видов, в том числе с применением забойных гидро- и пневмо-

103 ударников; при инженерно-геологических изысканиях; ремонте сква- жин и в строительстве. Буровые штанги могут изготавливаться длиной от 0,75 до 9,0 метров из стали 36Г2С. Основные размеры и данные при- ведены в таблице 4.6, чертеж представлен на рисунке 4.11.
Рис. 4.11. Труба бурильная производства ОАО ЗБО, г. Оренбург:
1,3 –ниппель,
2 – штанга
4.3. Проходческие и проходческо-добычные комбайны и комплексы
Проходческие и проходческо-добычные комбайны и комплексы нашли широкое применение на шахтах и рудниках при проведении гор- ных выработок по породам с коэффициентом крепости f до 8 ед. и до- быче сланцев, калийных солей, марганцевых руд короткостолбовыми системами.
Проходческие комбайны классифицируют по основным призна- кам:
1. По способу обработки забоя исполнительным органом:
 избирательного (цикличного) действия с последовательной обра- боткой забоя;
 бурового (непрерывного) действия с одновременной обработкой всего забоя.
2. По крепости разрушаемого горного массива:
 для работы по углю и слабым породам с коэффициентом крепости f ≤ 4;
 по породам средней крепости с f = 48;
 по крепким породам с f ≥ 8.
3. По площади сечения проводимой выработки (в проходке):
 от 5 до 16 м
2
;
 от 9 до 30 м
2
;
 более 30м
2
Проходческие комбайны классифицируют также по дополнитель- ным признакам: массе, установленной мощности привода, основным

104 размерам, способу погрузки отбитой горной массы, способу передвиже- ния, роду применяемой энергии.
Исполнительные органы (ИО) проходческих комбайнов разделя- ются на баровые, буровые, стреловидные с коронкой, шнековые и ком- бинированные.
Баровые исполнительные органы получили применение в ком- байнах для проведения подготовительных выработок по углю и слабым породам. Основными элементами в них являются режущие цепи. Высо- та рабочих органов соответствует высоте или ширине проводимой вы- работки.
Рис. 4.12. Проходческий комбайн ПК-2М:
1 – двухбаровый исполнительный ор-
ган, 2 – устройство гусеничного хода, 3 – поворотная часть, 4 – скребковый кон-
вейер, 5 – редуктор конвейера, 6 – механизм подъема исполнительного органа, 7 –
механизм наклона баров в вертикальной плоскости, 8 – разгузочный ленточный
конвейер, 9 – питатель, 10 – электродвигатель хода баров, 11 – электродвигатель
гусеничного хода, 12 – электродвигатель ленточного конвейера
Проходческие комбайны со стреловидным исполнительным ор-
ганом осуществляют последовательную обработку забоя режущей ко- ронкой. В зависимости от типа коронки различают исполнительные ор- ганы: с продольно-осевой (радиальной) коронкой; с поперечно-осевой
(аксиальной) коронкой. Продольно-осевая коронка 1 имеет ось враще- ния, соосную со стрелой комбайна 2 (рис. 4.13). С помощью этой ко- ронки можно обеспечить довольно ровный (по сравнению с аксиальной коронкой) профиль выработки. Такой исполнительный орган в принци- пе может с одной позиции создавать приемлемый пространственный рельеф боковых поверхностей выработки, если коронка и центр поворо- та стрелы соответствуют профилю выработки. Но это условие выпол- нимо только в идеальном случае – если сечение выработки представляет

105 собой окружность постоянного радиуса, согласованного с конусностью коронки, а центры качания в горизонтальной и вертикальной плоско- стях совпадают с центром окружности. В действительности форма се- чения выработки далека от круглой, площадь проводимой выработки изменяется в довольно широком диапазоне, а центры качания в гори- зонтальной и вертикальной плоскостях не удается совместить конструк- тивно. Поэтому конусность коронки подбирается, как правило, исходя из условия обеспечения ровной поверхности почвы выработки. Естест- венно, при этом возникают переборы породы при обработке кровли и боковых поверхностей выработки (рис. 4.13), поскольку размеры и форма выработок могут быть самыми различными.
Рис. 4.13. Схема обработки поверхности выработки исполнительным орга-
ном с продольно-осевой коронкой
а) б)
Рис. 4.14. Схема обработки забоя стреловидным исполнительным органом с
продольно-осевой коронкой:
а – горизонтальными слоями; б – вертикальными
слоями
Стреловидные ИО с поперечно-осевой коронкой (рис. 4.15) имеют коронку 1, ось которой находится в горизонтальной плоскости и пер- пендикулярна продольной оси стрелы 2.
На рис. 4.16 приведена схема последовательной обработки забоя и технологические режимы работы аксиальной коронки (сферической формы), которыми оснащены проходческие комбайны типа П110, П220.
Анализ этой схемы показывает, что полный цикл обработки забоя ароч- ной формы включает значительное количество последовательных опе-