книги из ГПНТБ / Катанов Б.А. Станки вращательного бурения на угольных разрезах учебное пособие для учебно-курсовой сети и для подготовки квалифицированных рабочих на производстве
.pdf
Б. А. КАТАНОВ, М. С. САФОХИН | Экземпляр
I Чк Г. 3ftЛ
СТАНКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ НА УГОЛЬНЫХ
РАЗРЕЗАХ
Одобрено ученым советом Государственно го комитета Совета Министров СССР по профессионально-техническому образованию в качестве учебного пособия для учебнокурсовой сети и для подготовки квалифи
цированных рабочих на производстве.
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ
Москва 1960
ПУБЛИЧНАЯ
«'ЧН ТЕХНИЧЕСКАЯ
БИБЛИОТЕКА СССР
ня± Ьо
АННОТАЦИЯ
В книге приводятся описания конструкций стан ков вращательного бурения БС-110/25м, СВБ-2, прис пособления для вращательного бурения ПВБ-150, станков с шарошечными долотами и буровых стан ков, применяемых за рубежом; рассматривается бу ровой инструмент и электрооборудование станков; обобщается опыт эксплуатации и организации работ при бурении скважин этими машинами.
Книга является учебным пособием для учащихся учебно-курсовой сети и горнопромышленных школ, а также может служить руководством по уходу и эксплуатации для машинистов станков вращатель ного бурения.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В исторических решениях XXI съезда КПСС, утвердившего контрольные цифры развития народного хозяйства СССР на
1959—1965 гг., поставлена задача дальнейшего увеличения до бычи угля в нашей стране. Особое внимание обращается на развитие открытого способа добычи угля, удельный вес кото
рого в СССР составил в 1958 г. 20%. К 1965 г. намечено уве личить добычу угля открытым способом на 35—37%.
Увеличение добычи угля открытым способом непосредственно связано с дальнейшим расширением механизации основных и вспомогательных производственных процессов. В общем ком плексе производственных процессов на открытых горных рабо тах значительное место занимают буровзрывные работы.
Вскрышные породы и почти весь уголь подвергаются пред варительному рыхлению взрывными работами. Отбойка породы
иугля производится колонковыми зарядами в скважинах диа метром 110—200 мм. Скважины бурятся станками вращатель ного и ударно-канатного бурения, а бурение шпуров—электро сверлами. В 1956 г. из общего объема работ было пробурено станками вращательного бурения 57,3%, электросверлами 21,4%
истанками ударно-канатного бурения 21,3%.
Широкое распространение вращательного бурения на уголь ных разрезах объясняется рядом его преимуществ по сравне нию с ударно-канатным: более высокая производительность
(в 2—4,5 раза); возможность бурения в различных направле ниях— вертикальном, наклонном и горизонтальном. Для буре ния взрывных скважин на угольных разрезах широко приме няются станки вращательного бурения БС-110/25м, СВБ-2 и приспособление для вращательного бурения ПВБ-150 к станку
3
БУ-2, а также внедряются станки шарошечного бурения и дру
гие новые машины. Эффективное использование буровых стан ков в значительной степени зависит от квалификации обслу живающего персонала, которому необходимо хорошо знать устройство станков, уметь ими управлять, осуществлять над лежащий уход, а также уметь их ремонтировать.
Дальнейшее внедрение средств вращательного бурения на
разрезах даст возможность повысить производительность труда рабочих, снизить трудоемкость и. стоимость буровзрывных
работ.
I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКАХ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ
Вдореволюционной России широко распространенным ме тодом буровзрывных работ на разрезах был метод шпуровых зарядов с весьма трудоемким и малопроизводительным руч ным 'бурением шпуров.
ВСССР этот метод в 1930—1933 гг. был заменен более
совершенным.
Внастоящее время бурение скважин диаметром 100—250 мм
иглубиной до 40 м на открытых горных работах в СССР про изводится главным образом ударным или вращательным спо
собом. Высокочастотное и шарошечное бурение, а также
прожигание скважин широкого распространения пока не полу
чили.
Наиболее старым и универсальным является ударно-канат ный способ бурения скважин. В настоящее время этот способ
имеет весьма широкое распространение, особенно в горной промышленности.
Достоинства ударно-канатного бурения: возможность буре ния пород различной крепости; значительный (до 300 мм) диа метр скважин; возможность применения на высоких уступах.
Основные недостатки ударно-канатного бурения: относи тельно низкая производительность; возможность бурения только вертикальных скважин; необходимость иметь воду для очистки скважины.
На разрезах СССР распространены станки ударно-канат ного бурения типа БУ-2 («Уралец») и БС-1.
Основанием станка БУ-2 (рис. .1) является рама 1, на ко
торой смонтировано все оборудование станка. Рама опирается
:на тележку гусеничного хода 2. На заднем конце рамы рас положен двигатель 3, передающий через ременную передачу движение на главный вал 4, рабочий барабан 5 и ударный механизм станка, состоящий из балансирной шестерни 6, ша туна 7 и балансира 8. На передней части рамы укреплена мачта 9 с головным блоком 10 и желоночным блоком И.
5
Рис. 1. Станок ударно-канатного бурения БУ-2
6
Рабочий канат 12 с барабана 5 проходит через блок 13,
пропускается под оттяжным блоком 14 балансира и, обогнув головной блок мачты, крепится к канатному замку 15.
При вращении шестерни 6 балансирная рама приводится
в качательное движение и при помощи оттяжного ролика от тягивает канат вниз, производя подъем инструмента над за боем, или освобождает его, вызывая этим падение бурового снаряда на забой. По мере углубления скважины производится сматывание рабочего каната с барабана 5. Продукты разру шения буримой породы, перемешиваясь с подливаемой в сква жину водой, образуют шлам, который время от времени вы черпывается желонкой. Подъем желонки из скважины осу ществляется лебедкой, приводимой в движение от главного вала через фрикционную передачу. Опускание мачты (в транс портное положение) и ее подъем производятся специальной ручной лебедкой.
Более совершенный станок ударно-канатного бурения БС-4
относится к станкам тяжелого типа. По сравнению с БУ-2 все его узлы конструктивно усилены. Кроме того, изменена кине матическая схема ряда передач и механизированы все вспо могательные операции.
Станок имеет два желоночных барабана. Один из них слу жит для подъема желонки, а другой — для различных вспо могательных работ.
Станки шнекового вращательного бурения в последнее время получают все большее распространение для бурения по поро дам слабым и средней крепости. Эти станки обеспечивают в 3— 4 раза большую производительность, чем ударно-канатные станки при бурении скважин в сравнительно слабых породах (с коэффициентом крепости f=l—5 по шкале проф.. Протодьяконова), не требуют воды и делают возможным бурение необ
ходимых в ряде случаев наклонных скважин. В силу этих
причин шнековое вращательное бурение получает все большее распространение на угольных разрезах, где крепость пород
вбольшинстве случаев сравнительно невелика.
Сувеличением крепости пород производительность шнеко
вых буровых станков резко падает, удельный расход бурового инструмента увеличивается и применение этих станков стано
вится экономически нецелесообразным, хотя таким способом и удается бурить скважины по породам с коэффициентом кре пости /=8—10.
Впервые в СССР работы по созданию станков вращатель ного бурения проводились в 4940—1941 гг. рабочим-изобрета телем В. П. Матушкиным на Богословских угольных разрезах
(ныне трест Вахрушевуголь). В 1946 г. ЦЭМ комбината Свердловскуголь был изготовлен станок конструкции В. П. Ма тушкина (рис. 2), смонтированный'на базе танкетки (с исполь зованием рамы, гусеничного хода, муфты сцепления и коробки
7
скоростей). Станок предназначался для бурения вертикальных
скважин по углю диаметром 150 мм и длиной до 30 м.
Вращение буровому инструменту 1 передавалось от двига теля 2 мощностью 22 кет через коробку скоростей 3, кониче ский редуктор 4, вертикальный вал 5 и подвесной редуктор 6, смонтированный на подвижной направляющей каретке ,7. По дача бурового инструмента осуществлялась под действием веса
ПИВ--------
Рис. 2. Станок вращательного бурения конструкции В. П. Матушкина
самого бура и каретки. Подъем инструмента из скважины про изводился при помощи лебедки 8 с электродвигателем 9 мощ ностью 3,8 кет через систему блоков 10.
Вследствие ряда конструктивных недостатков и отсутствия базы для изготовления, станок широкого распространения не получил.
В 1943 г. инж. А. И. Левковский внедрил приспособление (редуктор) к ударно-канатным станкам, позволившее бурить вращательным способом скважины по углю диаметром 150 мм
и глубиной до 25 м.
8