где S —площадь кольцевого зазора между штангами и стенками скважин в Ли2;
и— скорость восходящей струи жидкости в дм/сек.-, для коро нок, армированных твердыми сплавами, v равно от 200 до
300 дм!сек.
Скорость восходящей воды при дробовом бурении должна быть 250 дм!сек, при шарошечном бурении — от 800 до 1 000 дм/сек. Поэтому при бурении шарошками расход промывочной жидкости в 3—4 раза больше, чем при бурении коронками, армированными твердыми сплавами. Производительность станков вращательного бурения зависит от физико-механических свойств буримой породы,
угла наклона, глубины и диаметра скважин, вида бурения и ин тенсивности промывки. При бурении нетрещиноватых пород сред ней крепости коронками, армированными твердыми сплавами, при среднем диаметре скважин 80—100 мм сменная производитель ность станков равна 15-^-20 м.
При дробовом бурении производительность в большой степени зависит от способа подачи дроби. Наилучшим способом является непрерывная подача дроби при помощи дробопитателей. В Криво
рожском бассейне в начале бурения в скважину через штанги за сыпают примерно 60% необходимого количества дроби на рейс1, а затем в процессе бурения через каждые 1 —1,5 часа — от 2 до 4 кг дроби. Сменная производительность при бурении дробью в крепких породах при диаметре скважин 150—160 мм составила около 1 м,
тогда как в этих же условиях сменная производительность при ша
рошечном бурении составила от 2,16 до 2,85 м. На Салаирском руднике в породах XIII и XIV категорий твердости производитель ность при бурении шарошками достигла 5,3 м)смену.
Расход твердых сплавов при бурении армированными коронка ми составил в породах IX и X категорий твердости до 2 г на 1 м
скважины. Расход дроби при дробовом бурении и диаметре сква жин до 100 мм в тех же породах составил около 10 кг на 1 м сква жины. Средняя стойкость шарошечных долот при бурении пород
XI и XII категорий твердости около 13 м, в породах XIII катего рии — до 6 м.
Буровые мастера-новаторы внесли много предложений как по усовершенствованию техники, так и по организации процесса вра щательного бурения. Так, буровым мастером Цукуровым предло жен новый способ расположения твердых сплавов в коронке. Часть прямоугольных пластинок (первая группа) размещены длинной осью по касательной окружности коронки и возвышаются над тор цом на 5 мм, другие пластинки (вторая группа) располагают ра
диально и возвышаются над торцом на 2,5 мм.
При бурении резцы первой группы образуют опережающую сква жину меньшего диаметра и создают дополнительные поверхности обнажения, облегчающие работу резцов второй группы, которые
скалывают породу на всей площади кольцевого забоя скважины.
1 Рейсом называется время бурения от спуска бурового инструмента до подъема его для смены изношенной коронки
109
Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья разработал конструкцию самозатачивающихся коронок,’ в которых резцы из твердых сплавов представляют собой тонкие стерженьки и тончайшие пластинки. Испытания показали, что эти коронки могут с успехом применяться при бурении весьма крепких пород XII и XIII категорий твердости.
Бурение шарошечными долотами является относительно новым
видом бурения на отечественных рудниках. Однако передовые бу рильщики не только освоили этот способ, но и проявляют творче
скую инициативу в деле улучшения организации и техники проход ки скважин. На Лениногорском руднике бригада бурового мастера
Захарова благодаря тщательной установке станка вращательного бурения, правильному выбору режима бурения, четкому распреде лению обязанностей между членами бригады пробуривает за месяц до 460 м скважин. Особенно осторожно подходит бригада к режи му бурения при забуривании скважин. В начале забуривания дав ление поддерживается в пределах от 50 до 500 кг в зависимости от крепости пород. При углублении скважин на 3—4 см давление по вышается постепенно до 1 000 кг. Затем до глубины 0,8—1 м давле
ние увеличивают до 2 500 кг, после чего начинается бурение с дав лением от 4 000 до 6 000 кг, в зависимости от крепости пород.
Передовые мастера одного из рудников за счет применения
специального расширителя увеличили диаметр скважины до 154 мм (против прежнего 135 мм), благодаря чему повысился на 40% вес заряда ЕВ и выход породы с 1 м скважины. Кроме того, расшири
тель служит дополнительной опорой и предохраняет конические шарошки от действия боковых нагрузок, в результате чего увеличи лась их стойкость.
При вращательном бурении необходимо следить за тем, чтобы
все движущиеся части станков были надежно ограждены от случай ных к ним прикосновений. Электродвигатели и пусковую электро аппаратуру станков заземляют.
При перемещении буровых станков категорически запрещается
руками направлять канат на барабан лебедки и браться за фрик ционные колеса.
Для придания станку большей устойчивости при передвижении
подвеска должна быть спущена в нижнее положение и закреплена.
Не допускается отгребание буровой мелочи от устья скважин .рука
ми; для этой цели следует использовать лопаты и специальные скребки.
Перед началом бурения в подземных условиях забой тщательно осматривают и обрушивают нависшие куски породы и даже ча
стично закрепляют слабые места. Периодически проверяется устойчивость крепления станка и в первую очередь бурового ин струмента. При бурении с промывкой следует постоянно контроли ровать герметичность сальника и всех коммуникаций, по которым проходит промывочная жидкость.
НО
Глава VI
СТАНКИ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ
§ 25. Принцип работы и устройство станков
Вращательное бурение скважин эффективно главным образом
в породах средней и ниже средней крепости. За последние |
годы |
с появлением нового способа бурения — пневмоударниками, |
рабо |
тающими в скважине, резко повысилась производительность буре ния и эффективность взрывных работ в связи с увеличением диа метра скважин не только в породах средней крепости,' но и в
твердых.
Основная особенность пневмоударника, работающего в скважи
не, заключается в том, что ударное действие и вращение бурового инструмента выполняются двумя независимо работающими меха низмами. Поэтому такой способ бурения часто называют удар но-вращательным. Применение ударного механизма с неза висимым поворотом увеличивает живую силу удара, упрощает кон
струкцию пневмоударника и уменьшает его внешний диаметр.
Благодаря достаточной мощности вращателя обеспечивается равномерность работы пневмоударника. Кроме того, бурение сква
жины пневмоударником, входящим в нее вслед за буровым инстру
ментом, увеличивает силу удара, благодаря чему скорость бурения по мере углубления скважин снижается очень медленно.
Буровая мелочь при работе пневмоударниками выносится из скважины струей отработанного воздуха или потоком нагнетаемой в скважину воды. Охлаждение пневмоударника и бурового инстру мента производится отработанным сжатым воздухом или водой. Сжатый воздух и смазочное масло поступают в пневмоударник че рез переходник, соединенный со штангами и автоматической мас
ленкой.
В настоящее время имеется большое число буровых станков, ра ботающих с пневмоударниками. Для иллюстрации ниже приведены описания станка БМК-2 с пневмоударником Ю-16, работающего как на открытых работах, так и в подземных выработках, и станка БА-100 с пневмоударником М-1700.
Станок БМК-2 (рис. 49) выпускает Кыштымский механический завод. Он предназначен для бурения скважин диаметром 100— 106 мм и глубиной до 30 м. Основными частями машины БМК-2
являются: станина 1, вращатель 2, пневмоударник 3, обеспыливатель 4 и ручная лебедка 5. Для регулирования давления на забой
скважины по мере углубления ее предусмотрен противовес 6, вес которого может изменяться в зависимости от глубины скважины.
Опытными работами установлено, что наивысшая скорость
бурения соответствует постоянному осевому усилию в 145—155 кг на забой скважины.
Станина машины БМК-2 (рис. 49,а) изготовлена из двух парал лельных металлических цельнотянутых труб диаметром 50 мм,
жестко скрепленных между собой. Нижние концы труб оканчива ются винтовыми упорами — регулировочными винтами 7, которые
111
Рис. 49_ Машина БМК-2 с пневмоударником Ю-16
а — общий вид; б — пневмо ударник
служат для выравнивания машины в вертикальной плоскости. В верхней части станины укреплен блок дл.я каната ручной лебедки. По трубам станины, как по направляющим, передвигаются салаз ки, подвешиваемые на канате. К передней части станины прикреп ляется откидной направляющий хомут 8, который служит для фик сирования оси ударника при забуривании и бурении скважины. Благодаря этому приспособлению скважина получается правиль ной круглой формы.
С задней стороны станины крепятся: рубильник (магнитный
пускатель) 9, воздушный кран 10 и оттяжка 11 для крепления ма шины.
Колонны буровых штанг и ударника вращаются при помощи вра’щателя таким образом, что каждый удар долота наносится по новому месту забоя скважины. Экспериментальным путем установ лено, что наивыгоднейшее число оборотов штанги диаметром 89 мм равно 22—25 об/мин.
Вращатель состоит из электродвигателя и планетарного редук тора 12, корпус которого имеет форму усеченного конуса и изго
товлен из стали. Для предупреждения вытекания масла редук тор имеет уплотняющие резиновые кольца. Чтобы шлицевая гайка шпинделя не развинчивалась, на конец вала навертывают специ альную контргайку и вставляют штифт.
При бурении вращатель прикрепляют четырьмя болтами к пли
те, которая свободно передвигается по трубчатым стойкам станины машины. Электроэнергия к двигателю подается по кабелю 13, ко торый закрепляется между выводной крышкой и корпусом элект родвигателя. Пневмоударник вращается с помощью пустотелых штанг с наружным диаметром 89 мм и длиной 1,5 м, на концах которых имеются специальные вырезы для ключа. Штанги имеют
наружный диаметр 89 мм и длину 1,5 м; вес каждой штанги 14 кг.
Навинчивание и развинчивание буровых штанг производят путем реверсирования вращения электродвигателя. Общий вес вращате
ля 72 кг.
Пневмоударник представляет собой пневматический молоток с
прямолинейным возвратно-поступательным движением поршня со штоком, который наносит удар по хвостовику коронки. Сжатый воздух к пневмоударнику поступает по буровым штангам 14 через сальник 15, к которому присоединяется гибкий шланг 16 от возду
хопровода.
Пневмоударник (рис. 49, б) состоит из корпуса 17, цилиндра 18, поршня 19 со штоком, воздухораспределительного устройства 20, направляющей буксы 21, коронкоудерживающего стакана 22 и ко ронки 23. Воздухораспределительное устройство имеет корпус 24,
золотник 25 в виде круглой пластинки диаметром 48 мм и толщи ной 3 мм. Золотник перемещается на 1 мм в углублении нижней крышки 26 корпуса, направляя при своем движении сжатый воз дух в верхнюю (над поршнем) или в нижнюю (под поршнем) часть цилиндра. Букса служит для направления движения бойка поршняпри нанесении удара по хвостовику коронки. Стакан 22
8 Зак. 571 |
113 |