Расчёт режимных параметров бурильных установок с буровыми машинами вращательно-ударного действия 3 страница

На основании выполненных расчетов построить графики:

- зависимость механической скорости бурения от глубины скважины L;

- зависимость технической производительности Q_техот стойкости долота на одну заточку В.

Для получения нескольких параметров зависимой величины переменную величину делят на пять частей, с увеличением от минимального до максимального значения, подставляя поочередно эти значения в формулу.

Далее, по полученным значениям переменной величины строится график зависимости.

Среднее значение начальной скорости бурения и стойкости бурового долота на одну заточку приведены в таблице 6.

Средние значения расходных показателей при бурении скважин диаметром 105 мм станками с погружными пневмоударниками приведены в таблице 7.

Таблица 6

Коэффициент крепости породы по классификации проф. М.М. Протодьяконова, f	8 - 10	10 - 12	12 - 14	14 - 16
Начальная скорость бурения , мм/с		1,63	1,33	1,08
Стойкость долота на одну заточку В, м
Выход руды с одного метра скважины, , т/м

Таблица 7

Коэффициент крепости породы по классификации проф. М.М. Протодьяконова, f	6 - 8	8 - 10	10 - 12	12 - 14	14 - 16	16 - 18
Расход долот на 1000 м скважины
Расход сжатого воздуха, м^3/мин
Расход воды, л/мин

Число станков, необходимых для проведения буровых работ на предприятии:

где = 1,2 1,3 - коэффициент запаса, учитывающий число станков находящихся в ремонте; - сменный объем буровых работ на предприятии, , м/смену

где – производительность рудника, т/год; - выход горной массы с 1 м, т/м; - число рабочих смен в году; - сменная эксплуатационная производительность, м/смену;,

Расчёт необходимого количества станков выполнить по данным таблицы 6. Число рабочих дней в году, смен в сутки, продолжительность смены и другие недостающие данные принять самостоятельно.

При бурении пород станками ударно-вращательного действия следует руководствоваться рациональными значениями частоты вращения (для крепких пород – 0,4-0,8 с^-1, для слабых пород – 1,2-1,5 с^-1), усилия подачи (для крепких пород - 7,5-15 Н/мм диаметра долота, для абразивных пород средней крепости – 20-30 Н/мм диаметра долота, для слабоабразивных пород – 50-70 Н/мм диаметра долота), отношения диаметра долота к диаметру корпуса пневмоударника (1,15-1,25), давления сжатого воздуха (с увеличением давления сжатого воздуха скорость бурения возрастает).

Существенным средством повышения производительности бурения пневмоударниками является применение регуляторов осевого усилия. Они позволяют увеличить механическую скорость бурения на 15-20 % и одновременно снизить расход долот.

4. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт станков
ударно-вращательного бурения

4.1. Эксплуатация станков ударно-вращательного бурения

Буровой станок и став с буровым инструментом перед спуском в шахту должны быть проверены и опробованы. Это относится к новому и особенно уже отремонтированному станку.

Станок и инструмент осматривают и смазывают, в со­ответствии с картой смазки. У новых станков излишки смаз­ки на неокрашенных поверхностях (направляющие, пульт и т.д.) необходимо снимать ветошью. Не следует промывать очищенные поверхности керосином.

Габариты станка, штанги и колонок позволяют спускать их в шахтной клети. От ствола шахты до места ус­тановки станок НКР-100 удобнее всего перевозить в вагонетке. При укладке штанг, муфты и другого инструмента с резьбой нуж­но следить чтобы инструменты не подвергалась ударам.

При транспортировке по безрельсовым выработкам станок передвигают на салазках волоком. В таких случаях для облегчения транспортировки рекомендуется вставлять в патроны штанги, за которые поднимают станок, при пере­мещении его через крупные куски породы.

Рис 7. Схема разборки станка НКР-100 на узлы

При необходимости транспортирования по гезенку станок можно разобрать на отдельные узлы в определенной последовательности (рис. 7) снять стопора и отвернуть штоки податчиков от по­дающего патрона 1, отвернуть от пульта рукава, идущие к патрону и снять патрон с направляющих:

отвернуть шлицевой валик 2;

отвернуть четыре гайки и снять пульт управления 3;

вынуть два шплинта и снять щит 4; шплинты поставить на старые места, чтобы они не потерялись;

отвернуть снизу четыре болта и снять салазки 7;

отвернуть болты и снять податчики 5 (по два болта на каждый податчик); болты поставить на старые места;

отвернуть четыре гайки и снять двигатель 6; нужно сле­дить, чтобы не потерялась шпонка вала двигателя.

После такой разборки вес самого тяжелого узла (редуктор с патроном 8) будет около 82 кг. Без особой необ­ходимости разборку машины производить не следует, учи­тывая, что это приводит к дополнительным затратам време­ни. Когда станок разобран нужно следить, чтобы в цилинд­ры податчиков не попадала грязь.

К месту работы подводят магистраль сжатого воздуха диаметром. не менее 3 дюймов, водопровод диаметром 1-1,5 дюйма и электроэнергию. Участок на котором произво­дится сборка или разборка станка должен быть освещен.

Комплектность доставленного на место оборудования необходимо проверить.

Перед установкой станка для него очищают площадку от крупных кусков породы, затем ставят колонку; для большей устойчивости между ее башмаками и породой помещают деревянные подкладки; колонку распирают распорным вин­том, устанавливая ее так, чтобы можно было легко закреп­лять станок по разметке скважин, сделанной маркшейдерами, учитывая, что погружной молоток может проходить через шит станка и вплотную отходить к патроноштангодержателю.

На колонку надевают ее рукав с ручной лебедкой. С помощью лебедки станок поднимают и закрепляют на рукаве в нужном положении. Можно также перемещать станок вдоль колонки, используя механизм автоматической подачи. Для этого станок устанавливают на рукав вертикально и вставляют в патроны став штанги. Затем присоединяют пульт к воздушной магистрали и устанавливают рукоятку пульта в положение "подъем". При этом став упирается в почву, и станок начинает поднимать себя. Когда станок под­нимется на нужную высоту, открывают стоп-кран, останав­ливают подачу и закрепляют рукав на колонке. Такой способ подъема станка особенно удобен при бурении скважин, на­правленных вверх, при возникновении необходимости уста­новить станок под самой кровлей выработки.

Когда станок закреплен на колонке, присоединяют все рукава, заземление и подключают электродвигатель к элек­трической сети или присоединяют пневмодвигатель.

Для укладки штанг оборудуют деревянные стеллажи и щиток. Устройство щитка необходимо для того, чтобы во время разборки став штанг не засорялся и резьба на них не портилась от ударов о породу. Следует также сделать дере­вянную полку для размещения на ней погружного молотка, коронок и аварийного инструмента.

При работе бурильщику рекомендуется выполнять оп­ределенные правила.

Он не должен приступать к работе, не смазав станок в соответствии с картой смазки. Так как масло разрушает ре­зину рукавов и диафрагмы пневмопатронов, не следует зали­вать смазку в рукава.

Перед пуском става погружной молоток сначала сма­зывают и опробуют; затем на устье скважины накладывают дощечку, подводят к ней молоток и включают воздух. Про­веряют работу молотка при различном числе ударов, откры­вая кран больше или меньше.

При износе коронки ее вынимают из молотка и встав­ляют коронку немного меньшего диаметра или одинаковую с изношенной.

Новую коронку сначала опробуют (прибуривают). Ка­ждая новая коронка имеет небольшую разницу в высоте лез­вий. Сначала такая коронка упирается в забой только одним лезвием, и пластина твердого сплава может выкрошится. Чтобы уровнять высоту лезвий коронку нужно приработать на пониженном давлении. Поэтому в течение первых 1-2 мин бурение следует вести при неполностью открытом кране молотка. Небольшая потеря скорости бурения вполне возместиться экономией времени,которое пришлось бы затратить на ликвидацию аварий с коронкой. Если выкрошилась пластина твердого сплава, бурение новой коронкой не начинают до тех пор, пока не очистят скважину от остатков твердого сплава.

Перед тем как нарастить став штанги, продувают воздухом и закладывают внутрь немного смазки(смазку закладывают один раз через 2-3 штанги).

Штанга может проскальзывать в патроне. В этом случае заменяют кулачки и очищают гильзу и пазы в ступице шестерни от шлама.

С изношенными шламоотражательными кольцами ра­ботать нельзя. Пневмонатроны работают нормально, если в них не попадает шлам. Поэтому необходимо следить, чтобы резиновые кольца не были разорваны; изношенные кольца заменяют.

При разбуривании скважины не допускают частых ос­тановок двигателя, так как возможна его перегрузка (разбуривание производится при значительном уменьшении диаметра скважины из-за выкрашивания лезвий коронки).

Необходимо следить, чтобы не перегревались отдель­ные части станка. Если перегрев все таки произошел, то ста­нок выключают и выясняют причину.

При окончании бурения став тщательно промывают, продувают скважину. Оставлять став я забое не рекомендует­ся, особенно при бурении нисходящих скважин, так как мо­лоток может настолько зашламоваться, что его невозможно будет вынуть из скважины.

После бурения очищают станок от грязи, для чего от­вертывают муфту от става штанг, открывают немного кран молотка и водяной вентиль и обдувают станок воздушно водяной смесью, следя, чтобы вода не попала на электродви­гатель и другое электрооборудование. После этого воду пе­рекрывают и для удаления воды обдувают станок воздухом.

Затем закрепляют вентили на трубопроводах подвода сжатого воздуха и воды к станку, выключают электроэнергию.

4.2. Техническое обслуживание и ремонт станков ударно-вращательного бурения

Необходимо отметить, что на рабочем месте можно устранять только незначительные неполадки, не связанные с разборкой основных узлов станка. В противном случае неисправный узел нужно выдать на поверхность и ремонтировать его в шахтной мастерской.

Возможные неполадки со станком типа НКР и способы их устранения приведены в табл. 8.

Таблица 8

Классификация неисправностей станков НКР- 100

Неисправности	Причина неисправности	Способ устранения
Во время бурения подающий патрон не доходит до конца хода и самопроизвольно возвращается в исходное положение	Неплотно закрыт стоп-кран или концевой кла­пан рабочего хода. Раз­рыв прокладки под крышкой этого клапана	Открыть несколько раз стоп-кран, а затем точно установить его в среднее положение. Разобрать и прочистить концевой клапан, при необходимости заменить уплот­няющий вкладыш клапана.
Подающий патрон дошел по конца и не возвращается	1, Если концевой клапан открыт и слышна утечка воздуха, а второй - за- крыт, следует проверить положение стоп-крана. 2. Концевой клапан открыт и утечки воздуха нет - резиновый вкладыш выпал из гнезда клапана и придавлен воздухом к седлу. 3. Концевой клапан от- крыт и слышна утечка воздуха.	1. Рукоятка стоп-крана должна находиться в среднем положении. 2. Вложить очень плотно вкла­дыш в клапан. 3. При наличии утечки из второго клапана разобрать, прочистить и заменить поврежден­ный вкладыш. Проверить состояние уплотняющей прокладки под крышкой и, если нужно, поставить новую
После ревизии клапа­нов автоматическое устройство по-преж­нему не работает	Засорение питающих отверстий в поршнях автоматического устройства	Прочистить питающие отверстия в бронзовых втулках, запрессованных в хвостовики поршней автоматического уст ройства. Проверить плавность хода золот-
При нажатии на концевой клапан происходит обильная утечка воздуха и автоматическое тустройство не работает	Разрыв манжеты поршня автоматики	Поставить на поршень новую манжету
Во время бурения не снижается усилие подачи	Неисправность регуля­тора давления	Прочистить регуля­тор давления, прове­рить состояние уплотняющего вкла­дыша клапана
В конце обратного хода подающий патрон перекашивается на направляющих	Неодинаково завернуты в подающий патрон штоки податчиков	Отрегулировать штоки
Патрон все время подастся с перекосом, из выхлопа пульта воздух вылетает со свистом	Разорвались манжеты податчика	Заменить манжеты
При поророте рукоятки крана управления подачей автоматиче­ское устройство не работает или неправильно выполняет команды	Неправильно установлена рукоятка крана относительно золотника.	Поставить рукоятку на квадратом хвостовике водила - в Правильное положе­ние
Подаюший патрон выполняет обратное действие- Когда нужно зажимать став он разжимает	Неправильное присое­динение рукавов патро­на к пульту	Поменять местами концы рукавов на пульте
Сильный свист возду­ха из выхлопа пульта, когда зажат подающий патрон; при нажатом патроноштангодержателе свиста нет	Повреждена диафрагма пневмопривода подаю­щего патрона	Заменить диафрагму. Проверить затяжку ганки, зажимающей диафрагму
Заклинило зажим патрона: при нажатии на концевой клапан один патрон зажимает, а другой нс осво­бождает става	Заклинивание гильзы клинового зажима или поломка кулачков	Заменить сломав­шийся кулачок и очистить от шлама пазы в ступице губ­чатого колеса, в которых ходит гильза
Во время разбурива-ння скважины наблю­дается проскальзыва­ние патрона относи­тельно штанги	Износились рабочие поверхности кулачков	Заменить кулачки новыми
Нагрев поршня пнев мопривода патрона	Поломка упорного подшипника, загрязне­ние его шламом	Заменить поврежден­ные детали новыми, очистить все от шлама
при разжатом патро­не выходит воздух через зазор между крышкой пневмоцилиндра и поршнем	Нарушение уплотнения поршня	Заменить резиновую манжету
Двигатель легко вращается, но не разви­вает требуемую мощ­ность	I. Неполностью открьгг пусковой кран. 2.Силь­ное падение давления воздуха в сети. 3. Изно­сились или плохо подогнаны лопатки ротора	1 открыть кран. 2. Проверить, давле­ние воздуха. 3. Заме­нить лопатки и по­догнать новые
Лопатка сильновырабатывастся плун­жером и двигатель работает с отклонени­ем от режима	Длина плунжера больше нормы	Подогнать плунжер
При включении пус­кателя электродвигатель гудит	Обрыв одной фазы	1 проверить наличие напряжения
При включении электродвигателя выбива­ет автомат	Короткое замыкание в двигателе или кабельной сети, чрезмерное падение напряжения	Проверить сеть, замерить напряжение
Электродвигатель останавливается	Перегрузка двигателя	Уменьшить усилие подачи
Электродвигатель тяжело приходит в движение производит сильное гудение. при включении тока сразу останавливается	Задевание ротора о статор, неправильная регулировка подшипников после ремонта	Проверить вращение ротора от руки. сдать двигатель в ремонт
Греется середина кор­пуса патрона	Ненормальная работа радиально-упорных подшипников	Проверить и отрегу­лировать подшипники
Сальниковая муфта пропускает воду и воздух	Износ резинового коль­ца уплотнения	Поставить новое КОЛЬЦО
Не работает погруж-ной молоток	Неполадки с молотком	Разобрать молоток и устранить неполадки
Греется планетарный редуктор	Неправильная регули­ровка подшипников планетарного редуктора	Проверить и отрегу­лировать подшипни­ки

Мелкий ремонт станка можно производить непосредственно на рабочем месте, К таким видам ремонта можно отне­сти замену кулачков патрона, резиновых манжет шламозащитного устройства патрона; резиновых дисков шламоза­щитного устройства щита; резинового вкладыша концевого клапана; резинового вкладыша в регуляторе давления; рези­новой прокладки в муфте; лопаток пневмодвигателя; деталей погружного молотка.

Все запасные детали следует хранить в ящике для запчастей в салазках машины.

Более крупный ремонт станка на рабочем месте можно производить, заменяя целые узлы станка. Вышедшие из строя узлы ремонтируют в рудничной мастерской.

4.3. Техника безопасности при эксплуатации бурильных станков

Безаварийная и долговечная работа станков воз­можна только при обеспечении нормальных условий их ра­боты и соблюдении правил эксплуатации, осуществлении постоянного наблюдения за станками во время работы и своевременном устранении неисправностей, в регулярной и правильной смазке станков, в своевременном выполнении среднего и капитального ремонта.

При работе станков соблюдают определенные требова­ния безопасности.

1. К работе на буровом станке допускаются лица, про­шедшие теоретическое обучение и получившие документ на право работы и управления станком, знающие машину и изучившие правила техники безопасности.

2. Рабочее место хорошо освещают. Устройство осве­щения, должно соответствовать правилам безопасности. Ра­бота при недостаточном освещении воспрещается.

3.Для крепления станка устанавливают распорную ко­лонку в вертикальном положении и прочно фиксируют её между кровлей и почвой выработки; в процессе бурения нужно систематически проверять надежность распора колон­ки и подтягивать её.

4.Буровой станок устанавливают в горной выработке так, чтобы между стенками выработки и станком оставались проходы не менее 500 мм.

5.Следят за состоянием электропроводки в выработке. Силовой кабель должен быть подвешен на стенках выработ­ки, согласно требованиям Единых правил техники безопас­ности. На почве выработки возле рубильников должны быть положены резиновые коврики.

6.Состояние электродвигателя и пусковой электроап­паратуры должно отвечать требованиям соответствующих правил безопасности.

7.Кабель, питающий станок', прикрепляют к нему так, чтобы нельзя было вырвать кабель в процессе бурения или перестановке на новые скважины. Этот кабель не должен лежать на почве.

8.Место установки пускателя выбирают так, чтобы на него не могли попасть брызги воды и даже при промывке скважин.

9.Пусковые кнопки располагают так, чтобы на них не попадала вода, но в то же время, чтобы ими было удобно пользоваться.

10.Электродвигатель, пусковая аппаратура и станок надежно заземляют через жилы гибких кабелей и дополни­тельно местным заземлением, в соответствии с существую­щими правилами безопасности.

11.Воспрещается во время работы станка смазывать механизмы, чистить их или производить какой-либо ремонт до полной остановки машины; заливать масло в автомасленку, находящуюся под давлением воздуха; касаться вращающихся штанг.

12.Не оставлять под напряжением после окончания работы все электрооборудование.

Практическое занятие № 4

Расчёт режимных параметров шахтных бурильных установок.
Эксплуатация и техническое обслуживание

Цель работы: Изучить методику расчёта режимных параметров шахтных бурильных установок, механической скорости бурения, производительности, количества бурильных установок для обеспечения заданных объёмов работ; ознакомиться с правилами безопасной эксплуатации и технического обслуживания.

1. Назначение, технические характеристики и конструкция шахтных бурильных установок

Шахтные бурильные установки предназначены для бурения шпуров в породах различной крепости при проведении горных выработок, строительстве тоннелей, а также при ведении очистных работ в рудниках. Шпуры бурят вдоль оси выработки, в кровлю, бока и почву выработки. В качестве бурильных машин используют различные типы перфораторы, буровые головки вращательно-ударного действия, реже вращательного и ударно-вращательного действия.

Рис. 1. Шахтная бурильная установка: 1 – податчик; 2 – манипулятор; бурильная головка; 4 – рама с ходовой частью; 5 – пульт и система управления; 6 - привод

Основные параметры шахтных бурильных установок приведены в таблице 1.

Таблица 1

Техническая характеристика бурильных установок

Тип установки	Высота зоны бурения, м	Ширина зоны бурения, м	Глубина бурения, м	Площадь обуревания забоя, м	Число бурильных машин	Тип бурильной машины	Мощность привода, кВт	Тип ходовой части	Длина в транспортном положении, м	Ширина в транспортном положении, м	Высота в транспортном положении, м	Масса, т
УБШ 121				6-11		ПК60А		Пневмоколесная	4,5	1,45	1,5
(УБШ 101)
БК-2П				6-11		ПК60А		5,7	1,4	1,4	5,5
2УБН-2П	3,2	4,5	2,5	6-14		ПК60А		6,8	1,5	1,5	6,25
(УБШ-208)
УБА				25-50		ПК60А		9,5	2,6	3,5
СБУ2МН	3,9	5,5	2,75			1100-1-1М	1-14	Гусеничная	7,1	1,87	1,75
(УБШ-304)
1СБУ2К		7,7				БГА-1-М		9,2	2,4	2,8	13,9
(УБШ-401)
СБКН2М	3,2	4,4	2,5	6-12		ПК60А		Колесно-рельсовая		1,3	1,3	5,7
(УБШ 207)
БУ-1Б			2,75	18,5		БГА-1М		6,5	1,08	1,5	2,3
(УБШ 202)
БУР2Б	4,5	5,5	2,75	22,8		БГА-1М			1,3	1,5	4,95
(УБШ 302)
БКГ-2	4,5	4,5	2,8			ГП-1		7,2	1,32	1,4	5,5
(УБШ 309)
БУЭ-1М	3,2	3,3	2,8	6-10		электри-ческий	-	8,2	1,15	1,25	5,4
(УБШ 204)
УБШ-322Д	4,4	6,9		8-22		ГБП		Пневмоколесная		1,75	2,3
(УБШ 312)
УБШ-532Д	7,2	8,6		15-60		ГБП		12,5	2,5	2,8
(УБШ 501)
УБШ -32 1ДГ	4,6		3,3	11-27		ГБГ		10,5	1,9	2,8
(УБШ 315)

Примечание: Первая цифра обозначает размерную группу, две вторые цифры - порядковый номер модификации, буква - индекс модификации, тип привода.

Дата добавления: 2014-12-23