Классификация способов разрушения горных пород при бурении шпуров и скважин
По характеру разрушения горных пород — бурения шпуров и скважин делятся на механические, физические и комбинированные способы.
Механические разделяют на ударный, вращательный, вращательно-ударный и ударно-вращательный способы бурения шпуров и скважин.
При ударном бурении, разрушение горных пород происходит в результате последовательных ударов по забою инструментом. Ударное разрушение горных пород осуществляется отбойными молотками, которые применяются при дроблении негабаритных кусков горных пород.
Принцип действия бурильных перфораторов, тоже относят к ударному действию. Разрушение горных пород происходит в результате ударов по забою шпуров, совершающих вращательно-поступательное движение. Перед каждым последующим ударом инструмент поворачивается на некоторый угол, обеспечивая тем самым, разрушения по всей площади забоя. Бурильными перфораторами осуществляются бурения шпуров и скважин диаметром 32-85 мм. Марки бурильных молотков ПР-19, ПР-20Н, ПР-22, ПР-24МВ, ПР-25Л, ПП-36, ПП-54.
При вращательном способе бурения, разрушение горных пород осуществляется за счет осевых давлений инструмента и резца. Разрушенная горная порода — буровая мелочь, выдаётся на земную поверхность спиральными шнековыми штангами. Вращательный способ бурения применяется для бурения скважин в породах мягких и ниже средней крепости VII категории по СНиП и менее при разработке карьеров строительных материалов и строительстве ирригационных объектов. Основным недостатком данного способа является относительно невысокий уровень механизации вспомогательных операций.
Промышленность выпускает три типа станков шнекового бурения: СВБ-2М, 1СБР-125, СБР-160 и их модификации.
Станки шнекового бурения, основные технические характеристики вращательного бурения приведены в табл. 1, которые широко применяются (до 16% объема буровых работ), для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125-160 мм и глубиной до 25м в породах с f=2÷6, главным образом, на угольных карьерах (уголь, аргиллиты, мягкий известняк) и на карьерах стройматериалов (мергель, щебень и др.). Их производительность составляет 100-150 м/смену. Станки характеризуются простотой конструкции и эксплуатации, при их работе обеспечиваются благоприятные санитарно-гигиенические условия.
Станок СБР-160А-24 оснащен мачтой высотой 12 м, что позволяет использовать шнеки длиной 8,4 м, подача штанг и разборка става механизированы, предусмотрены гидравлическая подача бурового става, гидроцилиндры подъема и опускания мачты.
Станок имеет ходовую часть ХГ-30 гусеничного типа с электроприводом, буровой став вращается от трехскоростного асинхронного двигателя через редуктор. На станке
Станок СБР-160Б-32 создан на базе станка СБР-160А-24, налажен его серийный выпуск. Эта модель отличается большей глубиной бурения, для чего применена кассета, установленная снаружи мачты. Станок имеет кабельный барабан.
Гидрофицированный буровой станок 2СБР-160-24 создан взамен СБР-160А-24. На станке используются укороченные шнековые штанги длиной 4 м с резьбовыми соединениями, что позволяет полностью механизировать процесс сборки-разборки става. Подача и вращение става осуществляются от гидродвигателей. Привод гусеничного хода типа ХГ-18 осуществляется от асинхронных электродвигателей через редуктор.
Станок СБР-200-32 (48) имеет аналогичную 2СБР-160-24 конструкцию, оснащен кабельным барабаном, системами автоматизации и диагностики. Станок может бурить резцовыми и шарошечными долотами, для этого предусмотрено подключение прицепного компрессора.
Станки шарошечного бурения скважин, получили наибольшее распространение на карьерах в породах практически всех категорий крепости, технические характеристики шарошечных станков приведены в табл. 2, которые получили наибольшее распространение (более 80 % объема буровых работ) для бурения скважин диаметром 190-320 мм и глубиной до 35 м в породах с f = 6¸16. Основные их достоинства – высокая производительность (150-200 м/смену), непрерывность процесса бурения, возможность его автоматизации, комфортные условия труда.
Станки вращательного бурения типа СБШ предназначены для бурения взрывных скважин на открытых горных разработках в сухих и обводненных, монолитных и трещиноватых породах. устанавливается компрессор для комбинированной шнеко-воздушной очистки скважины. Управление станком – из кабины, размещенной в передней части станка.
Техническая характеристика станков вращательного бурения
Источник
Классификация способов бурения
Все способы бурения шпуров и скважин можно разделить на две группы — механические и физико-химические.
К механическим способам бурения относятся: вращательное бурение, ударное, ударно-вращательное 1 и вращательно — ударное2. Эти способы являются наиболее распространенными.
К. физико-химическим способам бурения относятся: термическое бурение, взрывное, гидравлическое, электрогидр ав — личеокое и ультразвуковое. Из этих способов в производстве применяются термический и взрывной. Остальные способы находятся еще в стадии разработки и лабораторного исследования.
Вращательный способ бурения применяется преимущественно в породах мягких и средней крепости с коэффициентом крепости f = 1 —=—10 по шкале проф. М. М. Протодьяконова (при бурении взрывных скважин алмазным инструментом вращательное бурение может применяться и в самых крепких породах), ударный способ — в породах более крепких (f = 6 4-20).
Ударно-вращательный способ бурения, в котором соединены положительные стороны вращательного и ударного способов, применяется в породах средней крепости и весьма крепких (f = 64-14), вращательн о-у д арное— в породах от средней крепости до очень крепких ([ = 6 4- 20).
При любом механическом способе бурения разрушение породы от воздействия бурового инструмента может быть объемное, поверхностное или усталостное [21].
Объемное разрушение происходит в том случае, когда давление лезвий инструмента на породу превосходит твердость породы на вдавливание (критическое напряжение), т. е.
___________ £>Свд, (92)
1 Вращательное бурение с приложением к буру небольших ударных нагрузок с большой частотой ударов. >
2 Ударное бурение с приложением к буру небольшого осевого усилия и крутящего момента.
Где Р — осевое усилие на буровой инструмент, кГ (1 кГ = 9,81 н); F — общая площадь контактов лезвий инструмента с поро — ■ дой, см2;
Свд—твердость породы на вдавливание, кГ/см2 (1 кГ/см2 = = 9,8Ы04н/ж2).
В этом случае лезвия бурового инструмента будут эффективно внедряться в породу и разрушать ее.
Поверхностное разрушение будет при — р
БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
Средства огневого взрывания
Для огневого взрывания служат капсюли-детонаторы, огнепроводный шнур и средства его поджигания. Капсюль-детонатор представляет собой гильзу 1 (рис. 15), в которой запрессовано небольшое количество инициирующего ВВ. Гильзы делают из плотной бумаги …
Ручные пневмосверла и гидросверла
Пневмосверла предназначены для бурения шпуров по углю в шахтах, опасных по газу или пыли, а также в шахтах, разрабатывающих крутопадающие пласты, где забойные машины работают на пневматической энергии. Для бурения …
БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
П. я. ТАРАНОВ Основной экономической задачей советского народа на ближайшие 20 лет является, как это указано в Программе КПСС, принятой XXII съездом партии, создание материально-технической базы коммунизма. Решение этой задачи …
Продажа шагающий экскаватор 20/90
Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788
Источник
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ БУРЕНИЯ И ИХ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Для бурения шпуров и скважин применяют разнообразные бурильные молотки, буровые каретки, станки и установки. Используются разные принципы воздействия бурового инструмента на забой и очистки скважин или шпуров при бурении от продуктов разрушения. При всех способах при бурении выполняются следующие основные операции: подготовка и установка бурильной машины для начала работ, бурение (разрушение породы) с очисткой забоя скважины от продуктов разрушения (буровой мелочи) наращивание бурового става для достижения требуемой глубины бурения и его разборка после окончания работ, смена изношенного бурового инструмента и передвижение машины на новую точку бурения.
В настоящее время на карьерах применяют вращательный и ударные (ударно-поворотный, ударно-вращательный и вращательно-ударный) способы бурения шпуров и скважин, которые иногда называют механическими способами бурения, а также огневое расширение скважин. Кроме перечисленных способов, проводятся опытные работы по применению взрывного, электроимпульсного разрушения пород при бурении, а также различных видов комбинированного бурения: ударно-шарошечного, магнитно-стрикционного, режуще-шарошечного и термошарошечного.
При вращательном бурении инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура или скважины и одновременно с определенным усилием подается на забой. Величина усилия задается из расчета превышения предела прочности породы на вдавливание на площади контакта режущих лезвий инструмента с породой. При этом происходят последовательное скалывание частиц породы с забоя и углубление инструмента по винтовой линии. Продукты разрушения удаляются механическим способом с помощью витых штанг (при бурении шпуров), шнеков (при бурении скважин), промывкой забоя водой или продувкой воздухом.
К вращательным способам бурения относятся: бурение шпуров резцами с помощью ручных и колонковых сверл; бурение скважин резцами (долотами режуще-скалывающего действия); бурение алмазным инструментом; дробовое бурение.
На карьерах применяют только вращательное бурение скважин с механическим удалением продуктов разрушения штангами-шнеками, вследствие чего этот способ бурения иногда называют шнековым.
При ударном бурении инструмент наносит удар по забою и разрушает породу под лезвием. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, обеспечивая таким образом получение круглого сечения шпура или скважины. Различают следующие виды ударного бурения.
Ударно-поворотное бурение бурильными молотками, при котором инструмент поворачивается только в промежутках между ударами специальным поворотным устройством. К ударно-поворотному относится и ударно-канатное бурение скважин.
У д а р н о — в р а щ а т е л ь н о е бурение погружными пневмоударниками и бурильными молотками с независимым вращением, при котором удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. Разрушение породы при отмеченных двух способах бурения происходит только за счет его внедрения при ударах.
Вращательное ударное бурение специальными машинами, при котором удары наносятся по непрерывно вращающемуся под большим осевым усилием инструменту. Разрушение происходит как за счет внедрения инструмента при ударах, так и за счет скола породы при вращении инструмента.
Бурение шарошечными долотами относится к ударному при долотах чистого качения и к вращательно-ударному при долотах, в которых зубья наряду с перекатыванием по забою срезают ее скользящим движением (долота со скольжением).
При огневом бурении разрушение породы происходит в результате термонапряжений, возникающих при быстром нагреве поверхности породы потоками раскаленных газов (I = 2000 °С), вылетающих из сопел горелки со скоростью 2000 м/с и более.
Горелки при бурении охлаждаются водой или воздухом.
При взрывном бурении разрушение породы происходит последовательными взрывами на забое скважины небольших зарядов ВВ.
Для промышленного внедрения взрывного бурения нужно решить ряд сложных технических вопросов экологии и безопасности работ на станках.
При электроимпульсном бурении разрушение пород происходит за счет электрического пробоя участка забоя скважины высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т. п.).
При ударно-шарошечном бурении над шарошечным долотом устанавливается пневмоударник, который наносит удары с частотой 1000—2000 в минуту по долоту, увеличивая в 1,3—1,6 раза чистую скорость бурения по сравнению с обычным шарошечным.
При магнитострикционном бурении над шарошечным долотом устанавливается магнитостриктор мощностью 60 кВт, с помощью которого под действием электрического тока частотой 400 Гц — е такой же частотой и с амплитудой
1,5 мм на долото накладываются вибрационные нагрузки. При этом значительно возрастает чистая скорость бурения, особенно при уменьшенных на 25—30 % значениях осевого усилия. Наибольший эффект можно получить в крепких монолитных породах.
При режуще-шарошечном бурении разрушение происходит резцами и шарошками одновременно или попеременно: в мягких породах резцами, а в крепких — шарошками. Этот способ бурения особенно эффективен в перемежающихся по крепости породах и при наличии в мягких породах крепких включений.
При термошарошечном бурении разрушение шарошками производится предварительно ослабленной огневым воздействием породы. Реализация этого способа затруднена из-за высоких температур на забое, при которых на нем работают шарошки.
Источник
