Выбор, обоснование и расчет бурового оборудования

Краткая характеристика предприятия

Монография

И ИЗДЕЛИЙ

КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ

Ответственный за выпуск Н.В. Ковбасюк

ИД № 06457 от 19.12.01 г. Издательство ЮРГУЭС.

Сдано в набор 1.12.08 г. Подписано в печать 21.04.09 г.

Формат бумаги 60x84/16. Усл. печ. л. 9,3. Тираж 50 экз. Заказ № 226

ПЛД № 65-175 от 05.11.99 г.

Типография Издательства ЮРГУЭС.

346500, г. Шахты, Ростовская обл., ул. Шевченко, 147

Производительность карьера по полезному ископаемому А=5,2 млн.т/год;

Коэффициент вскрыши Кв=4

Коэффициент крепости полезного ископаемого fпи=12;

Коэффициент крепости вмещающих пород fвп=16;

Плотность в целике полезного ископаемого d=1,8 т/м³;

Плотность в целике вмещающих пород d=2,5 т/м³;

Высота уступа по полезному ископаемому Н=15м;

Высота уступа по вмещающим породам Н=20м;

Категория пород по ЕНИР – I

Годовая производительность по горной массе А_гм=А_пи К_в=5,2 4=20,8 млн. т./год.

Диаметр скважины принимаем с учетом обеспечения нормальной проработки подошвы уступа при данной высоте Н и угле откоса уступа a.

По полезному ископаемому

где d_{скв пи} – диаметр скважины при бурении по полезному ископаемому;

Н_пи – высота уступа по полезному ископаемому, Н_пи=15 м.;

g_пи – плотность полезного ископаемого, g_пи=1,8 т/м³;

с – минимальное допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, с= 4 м.[1];

m – коэффициент сближения скважин, m= 1 [1]; a - угол откоса уступа a= 85°[1].

По вмещающим породам

(2.2)

где d_{скв вп} – диаметр скважины при бурении по пустой породе;

Н_вп – высота уступа по полезному ископаемому, Н_пи=20 м.;

g_вп – плотность полезного ископаемого, g_пи=2.5 т/м³;

с – минимальное допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, с= 4 м.[1];

m – коэффициент сближения скважин, m= 1 [1];

a - угол откоса уступа a= 85°[1].

По полученному диаметру, исходя из коэффициента крепости пород для проведения буровых работ выбираю станок 2СБШ-200-32.

Техническая характеристика 2СБШ-200-32

Таблица 1

Диаметр долота	мм	215,9
Глубина бурения	м
Длина буровой штанги	м
Направление бурения к вертикали	°	0,15,30
Ход непрерывной подачи	м
Осевое усилие	мН	0,3
Скорость подачи	м/с	0,025
Частота вращения долота	с^-1	0,2¸4
Крутящий момент на вращателе	кН×м	6,65¸2,12
Подача компрессора	м^3/с	0,417
Мощность электродвигателя вращателя	кВт
Масса станка	т

За основу принимаем условие бурения вертикальных скважин (β=90°). Первоначально проверяем условие:

W>W_б

где W - предельная величина сопротивления по подошве уступа;

W_б – минимальное сопротивление по подошве уступа по условиям безопасного расположения станка;

Для уступа по полезному ископаемому и породе:

где р – вместимость одного метра скважины, кг/м;

p=0,785 d_c² D=0,785 0,250² 1000 = 49

D=1000 кг/м³ плотность ВВ [1]; d_c– диаметр скважины, мм; d_c=k_p×d_д=1,15×0,215=0,247 принимаем диаметр 250 мм; q_р – Расчетный удельный расход ВВ, кг/м³ g_р=0,7 [1]

Условие W>W_б выполняется для обоих случаев.

Расчёт режимов шарошечного бурения

Основными параметрами, определяющими рациональный режим шарошечного бурения, являются: осевая нагрузка на долото, частота вращения, крутящий момент.

Потребное осевое усилие находят по эмпирической зависимости:

Р_ос=10^-2× (6¸8) × f × D₁ = 10^-2 ×8 ×16 × 0,215 =0,27 МН

где D₁– диаметр долота, мм.

Вращающий момент:

H_з= 2×P_ос/ z_ш× D₁× s_мб×(tg(a/2)+ m₁ ) ×k _з=2×0,27 / 3×0,215×100(tg42,5°+0,5)×1,25= 3,97 ×10^-3 м

где z_ш–число шарошек в долоте; _×

s_мб– средний приведенный предел прочности при разрушении механическим способом,

s_мб = 86¸112 МПа;

a– угол заострения зуба шарошки, градус;

m₁– коэффициент трения шарошки о породу, m₁= 0,3×0,7;

k_з– коэффициент учитывающий затупление зубьев.

М_вр =D₁² × (H_з×z_ш×k_тр×s_ск×10³) /6 =0,2159² ×3,97×10^-3×3×1,15×40×10^-3/6 = 4,25 кН×м

где k_тр– коэффициент учитывающий трение в подшипниках шарошек и буровой колонны о стенки скважины,

k_тр=1,15; s_ск– предел прочности породы на скалывание, МПа.

Техническая скорость бурения шарошечного станка:

Расход воздуха Q_в м³/с, для очистки скважины:

где g_в– плотность воздуха, т/м³, g_в = 0,0012;

m_n –весовая концентрация частиц породы в сжатом воздухе или воздушной смеси, m_n = 0,4¸0,6.

3. Расчёт эксплуатационной производительности и парка буровых станков

Дата добавления: 2015-07-02