Материал: Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

Для индивидуальной защиты от пыли обычно применяется рес­ пиратор, который состоит из прорезиненной полумаски, клапанов для вдыхания и выдыхания воздуха и спуска слюны. Основная

Рис. 28. Пылеуловитель для работы в подземных условиях

часть респиратора — фильтр из шерсти с шелком, смазанной невы­

сыхающим кокосовым маслом. Срок действия респиратора 25-—

40 смен. Респираторы могут служить только вспомогательным сред­ ством для борьбы с пылью.

При проектировании и эксплуатации рудников вентиляционные установки должны быть рассчитаны нц только на разжижение ядо­ витых газов, но и на обеспыливание рудничного воздуха.

Скорость вентиляционной струи во всех выработках с учетом фактора пыльности должна быть не менее 0,2 м!сек.

Все мероприятия по борьбе с пылью дают хорошие результаты только в том случае, если они проводятся комплексно, т. е. не толь­ ко при бурении, но и при других процессах горных работ (взрыва­

нии, погрузке, транспортировании и т. п.). Такие комплексные ме­ роприятия по борьбе с пылью проводятся, например, на Дегтяр­ ском медном руднике. На этом руднике бурение шпуров произво­ дится с промывкой при расходе воды от 3 до 7 л!мин, а стенки и кровля выработки на расстоянии до 10 м от забоя орошаются во­

дой. Перед взрыванием породы на расстоянии 20—25 м от забоя при помощи специальной' установки НТУ-2, работающей сжатым

воздухом, создается туманообразная завеса, а на все сечение вы-

56

работки — водяная; одновременно происходит проветривание забоя. Такая установка включается за 5 мин. до взрыва и действует после взрыва заряда в течение 30—60 мин. Расход воды составляет

5—8 л!мин, а сжатого воздуха 3,5—5 мЧмин.

При погрузке взорванной породы ее периодически орошают, причем расходуется воды 10—20 л/т; для снижения пылеобразования при движении рудничного транспорта на железнодорожных пу­ тях работают восемь установок с плоскоструйными оросителями и расходом воды 50 л/мин при давлении 10—12 ат.

Все выработки рудника интенсивно проветриваются обособлен­ ной струей воздуха с расходом его в количестве 150—200 м?1мин.

Проведение такого комплекса мероприятий при бурении и уборке породы сократило запыленность воздуха примерно в 3 раза, при взрывании — в 25 раз. Кроме того, благодаря обособленному

вентиляционному всасывающему трубопроводу запыленный воздух

не попадает в другие выработки.

Глава III

ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ ШПУРОВ

§ 11. Основы теории вращательного бурения

Вращательное бурение шпуров, имеет много преимуществ перед ударным, особенно при бурении электросверлами. Электрическая энергия в 15 раз дешевле пневматической; коэффициент полезного действия электросверла примерно в 6 раз больше, чем пневмати­ ческого перфоратора; кроме того, электросверлом работать значи­ тельно легче и производительней.

При вращательном бурении шпуров разрушение горных пород производится резцами, вращающимися в шпуре и находящимися под действием осевой нагрузки. Резец, срезая породу тонкими слоями, постепенно углубляется в нее. Разрушенная порода (бу­ ровая мука) непрерывно выдается из шпура по винтовой поверх­ ности бура, который в данном случае работает как шнек. Большое влияние на производительность вращательного бурения оказыва­ ют скорость вращения резцов и величина осевой нагрузки. Эти два фактора находятся в прямой зависимости друг от друга и выбира­

ются с учетом физико-механических свойств горных пород.

Электросверла применяют главным образом при бурении мяг­ ких горных пород, таких, как каменный и бурый угли, некрепкие известняки, гипс, мел, мергели, глинистые сланцы и др. Кроме того, они могут широко использоваться при бурении мерзлых грунтов.

За последнее время разработаны удачные конструкции электро­ сверл и резцов из твердых сплавов. И те, и другие успешно вне­ дряются для бурения более твердых горных пород.

Электросверла, применяемые для электрического вращательно­ го бурения, подразделяются на ручные (весом до 22 кг) и колон­ ковые (весом до 135 кг).

57

Буровой агрегат (электросверло, штангу и резец) можно рас­ сматривать как систему твердых тел, имеющих вращательное и по­

ступательное движение. Кинетическая энергия поступательного

движения А п электросверла равна:

2

тсв vn

(Ю)

2

где тсв — масса электросверла вместе со штангой и резцом; vn —скорость поступательного движения сверла.

Масса вращающегося резца в различных его точках имеет не­

одинаковую скорость, так как с уменьшением радиуса вращения пропорционально уменьшается

скорость. Кинетическая энергия масс nii и пг2 (рис. 29), располо­ женных на расстоянии и и г2 от центра, соответственно равна:

Суммарная кинетическая энер­

Если через <в обозначить угловую скорость резца, то получим:

Сумма произведений элементарных масс на квадрат их расстоя­

ния от оси вращения 2(mr2)—это момент инерции тела по отноше-

58

Следовательно, вращающееся тело кольцеобразной формы в отношении кинетической энергии проявляет себя так же, как мас­ са М, сконцентрированная в точке С (рис. 29).

Расстояние точки С от оси вращения называют радиусом инер­ ции телар, a Matey, сконцентрированную в точке С, — приведенной массой ТИпр.

Таким образом, для резца кольцеобразной формы

Радиус инерции — такой р.адиус, для которого приведенная мас­ са имеет величину, равную .величине действительной массы тела.

Суммарная кинетическая энергия всего бурового агрегата будет равна:

А =ЛП + ДК= + 2~2/г2р2Мпр. (21)

Из этой формулы можно сделать чрезвычайно важный вывод,

что количество кинетической энергии, передаваемое на забой шпу­ ра, прямо пропорционально квадрату числа оборотов. Эта энер­ гия, за исключением небольших потерь, будет полностью расходо­ ваться на полезную работу разрушения породы и на дальнейшее углубление забоя шпура.

Такой вывод можно сделать не только при работе кольцевыми

резцами, но и при использовании плоских.

59

кожухом, редуктора, выключателя с вводной муфтой, смонтирован­

ного в камере корпуса. Для удержания сверла во время работы корпус имеет две рукоятки, покрытые резиной. Ротор закреплен

на валу 5, который установлен в двух шарикоподшипниках 6 и 7.

Рис. 30. Электросверло ЭР-5

На конце вала ротора закреплена роторная шестерня 8, от ко­ торой через шестерни 9, 10 и 11 вращение передается шпинделю 12.

В шпинделе имеется глухое осевое отверстие диаметром 20 мм и

глубиной 72 мм для помещения хвостовика штанги бура 13 с рез­ цом 14.

Отверстие ,в перпендикулярном направлении к оси шпинделя перекрывается захватом, который запрессован в овальное отвер­ стие шпинделя и служит для крепления хвостовика штанги бура.

Такое крепление требует тщательной подгонки хвостовика по

шаблону, так как неплотная посадка вызывает вибрацию бура и электросверла, утомляющую рабочего. Для усовершенствования конструкции на внутренней поверхности осевого отверстия патрона

сделаны спиральные пазы. К выключателю электросверла электри­ ческий ток подводится по гибкому четырехжильному кабелю через изолирующий вкладыш, без -которого эксплуатация электрических сверл не допустима, так как возможно короткое замыкание.

Электросверло ЭРП-5 отличается от электросверла ЭР-5 наличи­

ем автоматической подачи (рис. 31), которая осуществляется от

вала ротора электродвигателя через цилиндрические шестерни 1,2,3, 4,5 и 6, червячную пару винта 7 и колеса 8, закрепленного шпонкой на валике 9, и коническую шайбу (фрикцион) 10. Последняя может свободно перемещаться на валике 9 вдоль шпонки и входить в ко­ ническую расточку расширенной части втулки барабана 11. При на­ винчивании маховика 12 на валик коническая шайба соприкасается

60

с поверхностью конической расточки расширенной части (втулки барабана. Вследствие возникающей силы трения между конически­ ми поверхностями втулка начинает вращаться вместе с бараба­ ном. На барабан наматывается трос 13 (диаметром 3 мм), на кон­ це которого имеется крюк 14, закрепляемый за неподвижную ко­

лонку или стойку, установленную у забоя выработки.

При наматывании троса одновре­ менно с бурением осуществляется

автоматическая и равномерная по­ дача сверла. Скорость подачи свер­

сверла с ручной подачей. Электросверла,установленные на

колонке и имеющие механическую подачу, называются колонковыми. Они предназначены для бурения го­

На валу электродвигателя насаже­ на шестерня 8, входящая в зацепление с шестерней 9, укреплен­

ной на промежуточном валике 10. На последний насажена

гой осуществляется шестернями 13 и 14. Шестерня 13 сидит на шести

шлицах промежуточного валика 10 и может перемещаться по ним при помощи рукоятки управления 15, штока 16 с упорной пружиной и вилкой 17. Шестерня 14 через фрикционную дисковую муфту 18

61