Повышение эффективности бурения шпуров при проведении горизонтальны
..pdfУ‘Р ~ Т С„ - ^ ’
где L - производительность бурильщика по действующей норме выработки м-шпур в смену;
Т ^ - продолжительность смены, мин;
t - продолжительность подготовительно-заключительных опе раций при бурении и время заряжания и взрывания, ес ли последнее входит в расчет технической нормы.
Таблица 5 Затраты времени на бурение I м пород колонковым сверлом
Тип сверла и условия бурения |
|
Вспомогатель |
Буренке |
|
|
ные операции, |
мин |
|
|
мин |
|
Породы с коэффициентом |
|
|
|
крепости 4^6 |
|
|
|
ЭБК~2и$ скорость полачи |
|
|
|
275 мм/мин, усиление подачи |
|
|
|
IOOO кг.-число оборотов в ми |
|
3,25 |
4,3 |
нуту 305 |
|
||
Бурение с промывкой впуров водой |
|
|
|
ЭБК-2м: скорость подачи |
|
|
|
750 мм7мин, усилие подачи |
|
|
|
1000 кг. число оборотов в |
|
|
|
минуту %)8 |
|
4,0 |
м |
ПЗБ-2м, усилие подачи 650 кг, |
|
3.2 |
м |
число оборотов в минуту 300 |
|
||
■i |
|
|
|
ЭСГП-За, усилие подачи 800 кг, |
|
|
|
число оборотов в минуту 425 |
|
4,0 |
1.2 |
То же длинноходовое |
|
I . 7 |
1.3 |
Породы с коэффициентом |
|
|
|
крепости 8-10 |
|
|
|
ЭЫС-5, скорость подачи 220 мм/мин |
|
|
|
чибло оборотов в минуту 120 |
’ |
4,76 |
м |
Породы с коэффициентом |
|
|
|
крепости 12-14 |
|
|
|
ЭБГ-1, число оборотов 152 |
|
3,77 |
6.5 |
- 23 - Ьремя на подготовительно-заключительные операции при, бурении
принимается по технической норме (табл.6) или по данным практики»- ЗЬбдида 6
Время на подготовительно-заключительные операции в соответствии с технической нормой
Операции
Осмотр забоя и приведение его в безопасное состояние
Подноска бурильной машины и инструмента
Подгон буровой каретки и за крепление, подгон погрузочной машины
Подсоединение шлангов, кабеля к магистрали,продувка шлангов
Присоединение шланга, кабеля •к бурильной машине; установка машины на пневмоподдержке, надевание коронки
Опробование, смазка и мелкий ремонт машины
Отсоединение шланга, кабеля от магистрали
Уборка инструмента и буриль ной машины, сдача смены, от гон буровой каретки
Включение и выключение насоса и орошение забоя
Раскрепление и снятие ахектрооверл, манипулятора
Итого:
Нормативы времени[ на смену (мин) при бурей[И
перфораторами |
|
электросверлами |
||
с ка |
с пневмо |
с |
манипулятора |
|
ретки |
поддержки |
|||
|
|
|||
6,6 |
6,4 |
|
9,0 |
|
4,0 |
3,8 |
|
7,0 |
|
8,0 |
|
|
ГО |
|
|
|
|
||
3,0 |
э . « |
|
|
|
4,0 |
2,9 |
|
12,8 |
|
3,3 |
3,2 |
|
6.2 |
|
1.9 |
2,7 |
|
|
|
5.0 |
4.8 |
|
19,3 |
|
т |
— |
|
3,0 |
|
9Ш |
* |
|
'9.5 |
|
35,8 |
27,4 |
|
68,9 |
6 зависимости от количества рабочих в звене и организации ра бот это время может быть значительно сокращено, а большинство one* раций совмещено во времени. По данным практики это время для руч ных бурильных машин изменяется от 5 до 20мин, а дня колонковых от 15 до 45 мин»
Общие затрата времени, связанные с подготовкой к работе сов
ременной самоходной |
буковой каретки .(3-4 перфоратора;, 25-30 |
мин, |
|
включая переезды из |
укрытия-к забою на расстоянии 20-30 |
м, |
уста |
новку в забое, настройку'перфораторов на шпур. |
|
|
|
При хорошей организации работ затраты сниваются до нес |
|||
кольких минут. |
|
|
|
Принимая новое |
оборудование, или повышенное давление |
сжатого |
воздуха, другую коронку, отличную от обычной организации работ по бурению, среднюю скороста бурения можно вычислить ориентировочно по формулам, используя большой фактический материал'практики.
Производительность перфоратора, установленного на колонке и каретке, средняя скорость и время бурения шпуров могут быть опре
делены ориентировочно по данным, так |
называемого коэффициента' ис |
|
пользования |
перфоратора во времени: |
|
|
L = i S z e Kd |
, |
где |
L - производительность, |
ц/час; |
Л}’- коэффициент использования перфоратора во времени (табл.7);
-средняя чистая скорость бурения щпуров на •задана ную глубину, ь^час.
Таблица 7 Значение коэффициента использования машин во времени
Длина подачи, м
0.9
1.2
2,*
Значение коэффициента при установке автолсм.
______ д а т ч и к о в _____________
на системе к о на механизи |
на гидравлических |
|
лонок и крон* |
рованных |
стрелах. |
штейнов |
стрелах |
|
Перфораторы |
|
|
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
•* |
0,60 |
0,.75 |
0,8 |
Оверла с механической подачей |
|
0,51 |
|
|
2.2 |
Сверло гидравлич<зское |
|
0.25 |
0,41 |
- 25 - Средняя Скорость бурения комплекта шпуро^ может быть опре
делена также по элементам затрат времени на отдельные операции:
где |
среди л скорость бурения комплекта шпуров, опре- |
|
деляемая без учета подготовительно-заключительных |
m „ - |
операций, м/мин; |
число бурильных машин в забое; |
к- коэффициент уменьшения скорости бурения при много машинной работе; при»хорошей организации работ он
|
|
должен равняться I; |
|
- |
время на забуривание и размеису шпуров, мин-ипур; |
^ |
- |
время на смену буровых штанг и резцов, гмин/м; |
J ' |
- |
время на переход от одного шпура к другому, мин; |
tgj* - время на продувку и очистку I м шпура, мин; |
||
ь7с |
- |
средняя чистая скорость бурения, м/мин; |
4 е |
- |
коэффици ёнт увеличения,времени бурения за счет |
|
|
регламентированного 'отдыха-бурильщика; |
^~ глубина шпуров, м.
Время;* необходимое на вспомогательные операции, т .е . смену бурп, переход от одного, шпура к другому и др ., определяется по дан ным практики (табл.8) или усредненным табличным данным (табл.9).
При совершенствовании организации работ в забое время на вспомогательные операции может быть значительно уменьшено.
Время на разметку шпуров и забуривание на I м уменьшается пропорционально глубине шпуров, Смены_буровых штанг может не быть, если применяются податчики для бурения на полную глубину шнура од ной штангой.
Время перехода на следующий шпур при использовании гйдрофи- w
иных кареток может быть снижено до 3D |
сек |
и уменьшаться на |
I м пропорцлональво глубине шпуров. |
|
|
При наличии вспомогательных рабочих в |
звене |
(не занятых в |
период бурения |
на других работах) или многоперфораторном бурении |
|
время на |
такие |
вспомогательные операции как оборка забоя, продувка |
и чистка |
шпуров совмещаются с подго тов ительао—заключительными |
операциями и исключаю^ из расчета скорости бурения.
Таблица 8
Время вспомогательных операций при бурении по данным практики
Операции
Двухразовая замена бурах
Перестановка колонки
Переход на следующий шпур,
Время вспомогательных операций *(мнн.на шпур 2?2) при бурении
перфоратором ручным |
|
колонковым |
сверлом |
|
|
||||
весом ^9 |
кг |
перфо- |
на ко |
сэк |
|
7IJnW« |
КГ-1т |
ЭБГП-1 |
|
на ко |
на |
ка-i |
ратором |
ЭБГ на|1ДмПП*" |
на ма СНГ-2 |
||||
лонке |
ретке |
на пнев лонке |
на |
манипу нохо- |
или |
||||
мопод |
|
маниляторе |
довым буро- |
нипуля |
|||||
|
|
|
держке |
|
пулят. с мех. |
на бу погру |
торе |
||
|
|
|
|
|
с мех пода |
ровой зочная МН-2 |
|||
|
|
|
|
пода |
чей |
тележмашина |
|
||
|
|
|
|
|
чей |
|
ке |
|
|
1,0 |
1.0 |
1,5 |
- |
- |
|
|
|
|
|
0 ,4 |
|
- |
0.9. |
5 |
|
|
|
|
|
настройка на |
шпур |
3,0 |
1,6 |
1.3 |
2 |
2,20 |
1.50 |
1.25 |
1,25’ |
1.3 |
2.5 |
Смена штанг |
и резцов |
$ |
- |
- |
2 |
3.14 |
3;Э0 |
1,00 |
|
0 .5 |
|
(коронок) |
|
- |
- |
|
|||||||
Забуривание |
шпура |
1.3 |
1.3 |
1,0 |
- |
2.15 |
1.85 |
- |
- |
0,2 |
- |
Перестановка |
сверла |
- |
- |
- |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Вытаскивание |
бура |
• 0,5 |
0,5 |
0,5 |
- |
0.46 |
0,60 |
0,60 |
0,6 |
0,6 |
МВ |
Технологические перерывы |
- |
- |
|
- |
- |
•ч |
- |
- |
- |
0,45 |
|
|
|
Таблица 9 |
Время на вспомогательные операции при бурении |
|||
|
(усредненные данные) |
|
|
Наименование операций |
Тип бурильной машины |
||
|
|
||
___________ ____ _____________ |
ручная |
колонковая |
|
Время перехода на новый шпур," |
I , 0 -1,5 |
1,1-г,8 х) |
|
включая забуривание, мин/шпур |
|||
Время на смену одного бура или |
|
|
|
коронки (в зависимости от кре |
0,61-0,99 |
1,07-1,39 хх) |
|
пости |
пород), мин/м шпура |
||
Чистка |
и продувка шпуров, |
0,32 |
0,24 |
мин/м шпура |
|||
Коэффициент увеличения време |
|
|
|
ни на отдых и другие перерывы |
1,03 |
1,03 |
|
(Ю мин на смену) |
• Коэффициент е определяется с учетом сумш времени на регламен тированный отдых (1,06 -1,1) и другие работы и перерывы* Для ручных бурильных машин он определяется равным 1,12 , а для колонковых 1,08.
Скорость бурения шпура в единицу чистого времени,или как, се на зывают "чистая.” скорость бурения,зависит от многих факторов: крепос ти породы» типа бурильной машины, диаметра и формы головки бура, дав ления сжатого воздуха у забоя, осевого давления на бур, способа уда ления буровой муки ид шпура и прочее.
Чистая скорость бурения изменяется с увеличением длины шпура. При определении чистой скорости бурения следует различать скорость бурения на отрезке Длины шпура и среднюю скорость бурения на полную глубину шпура. После забуривания в устье шпура скорость бурения наи большая, затем она падает до минимума. Для вычисления времени и про изводительности бурения необходимо знать среднюю чистую скорость бу рения для различной глубины шпуров, т .е . для глубины шпура I; 3; 3,5’ м и т .д м определяемую как средняя для начальной и конечной чис той скорости при данной глубине шпуров.
х) При гидравлических каретках это время снижается до 20-30 сек на шпур,
хх) В зависимости от конструктивных особенностей бурового инстру мента и бурильных машин это время может быть значительно сни жено или при наличии подачи на всю глубину шпура исключено из расчета.
Изменения времени вспомогательных и подготовительно-заключи тельных операций можно получить только с учетом времени бурения на
всю заданную глубину шпуров, то |
есть на I м, |
затем |
на 2 м, |
3 м и |
т .д . По отдельным участкам шпура |
невозможно |
учесть |
влияние |
на произ |
водительность бурильщика затрат времени на эти операции, например, времени на переход от одного шпура к другому. Для получения средне го времени бурения всего комплекта шпуров время, на вспомогатель ные и подготовительно-заключительные операции можно складывать толь ко со средним чистым временем бурения шпура на различную глубину, а не с чистым временем бурения-на отдельных участках шпура.
Средняя чистая скорость бурения для различной глубины шпуров может быть определена по табл. 10 и II или высчитана, если имеются данные по скорости бурения на отрезке шпура.
|
5 паспортах бурильных машин или данных практики обычно приво |
дятся |
данные чистой скорости бурения для глубины шпуров не более |
I м. Для большей глубины шпуров средняя чистая окорость бурения |
|
может определяться с помощью коэффициента отаосительного измене |
|
ния этой скорости с глубиной шпуров Стабл.Ю): |
|
где |
- чистая скорость бурения для глубины шпуров I м,м/мин; |
X- коэффициент относительного изменения средней чистой скорости с глубиной шпуров.
Коэффициент, учитывающий изменение чистой скорости бурения с увеличением давления сжатого воздуха, рекомендовался выше.
Таблица 10 Коэффициент относительного изменения средней чистой
скорости бурения
Вид перфоратора и сте
пень уменьшения скорости
Ручной, наибольшее па дение скорости
То же; минимальное пао дение скорости
Колонковый (ШиЗ)
Коэффициент относительного изменения средней чистой скорости бурения для
|
г л у б и н ы |
ШПУПОВ ( и ) |
|
|
|
1,и |
|
2.9 |
|
J .0 |
4 ,U |
I |
0,94 |
0,92 |
0,90 |
0,88 |
|
I |
|
0,98 |
•V |
0,94 |
0,69 |
I |
0,995 |
0,99 |
0,98 |
С, 97 |
•• |
При использовании коронки, отличной от долотчатой, коэффи- , циент изменения скорости бурения оледует принимать по данным прак тики, а осевое давление-равным оптимальному*
Наиболее сложно определять влияние на скорость бурения измег нения диаметра яшура. Несмотря на многочисленные исследования.про- в еде иные в атом направлении, вопрос влияния диаметра шпура на ско рость бурения остается неяснщм*
Большинство авторов приходит к заключению, что зависимость между линейной скоростью бурения перфораторами и диаметром шпура имеет вид:
где |
^ |
- |
скорость |
бурения |
для |
шпура |
с |
диаметром |
clx |
; |
|
U. |
- |
скорость |
бурения |
для |
шпура |
с |
диаметром |
d f |
; |
|
п |
- |
коэффициент степени* |
|
|
|
|
|
Коэффициент п по данным различных исследований колеблется от 0,43 до 3,82, чаще он находится в пределах 1-2 и п ближе к 2
* (24)*
Для рационального использования энергии удара бура необходимо вполне определенное соотношение между величиной усилия удара, при ходящейся на единицу длины лезвия бура, и сопротивлением породы разрушению* Величина усилия удара, приходящаяся на единицу лезвия бура, зависит от диаметра шпура, типа машины, длины шпура, давле ния сжатого воздуха у забоя*
При изменении диаметра коронки и неизменных других факторах
небольшое увеличение |
Или уменьшение диаметра может не дать изме |
|||||||
нения скорости |
бурения* |
|
|
|
|
|
||
^ |
|
|
|
|
|
|
Таблица II |
|
Чистая скорость бурения шпуров глубиной I м,. диаметр коронки 46 мм |
||||||||
|
Коэффициент крепости пород по шкале проф. |
|||||||
Перфоратор |
|
IL&LПЪотодьяконова |
16-18 |
18-20 |
||||
6-8 |
8-10 |
10-12 |
12-14 |
14-16 |
||||
|
||||||||
Колонковый |
367 |
343 |
304 |
262 |
236 |
204 |
|
|
весом 39 кг |
60 |
|||||||
ПР-ЗО к |
304 |
257 |
205 |
108 |
130 |
82 |
Таблица 12 Средняя чистая скорость бурения в соответствии
с технической нормой, мм/мин
Тип бурильной |
Коэффициент крепости |
пород по iшкале проф. |
|||||||
машины |
|
8 |
М,1СПротодьяконова |
|
|
||||
• |
|
• б |
10 | |
121 |
14 | |
16' |
18 |
20 |
|
ПР-24л |
* |
260 |
250 |
170' |
140 |
120 |
100 |
70 |
55 |
Колонковое |
185 |
150 |
120 |
- |
|
|
.. |
— |
|
сверло |
|
|
|
||||||
С |
увеличением мощности машины, |
давления сжатого воздуха и с |
|||||||
уменьшением крепости |
породы после каждого |
удара |
увеличивается |
||||||
область |
остаточных деформаций, в |
результате изменения |
диаметра- |
шпура имеет меньшее влияние на изменение скорости бурения и, на оборот, при относительно небольшой силе удара и крепкой породе изменение скорости с увеличением диаметра шпура обычно значительно.
С резким увеличением диаметра шпура для полного разрушения
породы мощности машины уже |
недостаточно, поэтому при |
небольших |
|
диаметрах./г ^меньше, а при |
диаметрах больше 50 мм п |
ближе |
к 2. |
При отсутствии практических данных по бурение пород с |
раз |
личным диаметром шпуров следует при проектировании ориентировать ся на следующие положения.
Линейная скорость бурения шпуров с уменьшением диаметра шпу ров увеличивается. Поэтому желательно всякое с нижетие диаметра шпуров в пределах диаметра буровой стали. При диаметре буровой стали 25 мм рекомендуется применять конечный диаметр шпура 3032 мм, а при диаметре стали 32 мм - примерно 37*40 мм; ,при этом имеется в виду, что устойчивость детонации и работоспособность применяемого ВБ не снижаются.
При бурении в сравнительно некрепких породах шпуров диамет ром 40*.45 мм колонковыми перфораторами с большой силой удара при повышенном давлении сжатого воздуха в расчетах можно принимать
П = 1; при бурении ручными бурильными машинами в крепких поро дах, а также при бурении долотчатыми коронками шпуров диаметров 60-80 мм,значение п следует принимать близким к 2. Однако при проектировании проходки выработки получение завышенной скорости бурения и9 следовательно, завышенной проектной скорооти.проход»
|
|
|
|
|
|
Таблица 13 |
Частая скорость |
бурения вращательно-ударнши пашинами |
|||||
|
|
|
различных марок |
|
||
Бурильная установка |
и порода |
Средняя чис Пробурено до пере- |
||||
тая скорость |
за точки коронки, |
|||||
|
|
|
|
|
бурения, |
и |
|
|
|
|
|
м/мин |
\ |
|
СБУ-2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
Сланец, |
/ |
= |
4 |
|
1,60 |
|
Песчаник, |
/ |
* |
6-8 |
|
0,89 |
|
Долотомизираванные оруденелые |
0,67 |
|
||||
известняки, |
f |
«= 8*12 |
|
|
||
Гранита и порфирита, |
>f » 10-14 |
0,40 |
9 |
|||
Медная руда, |
|
>f = 12-14 |
0,37 |
6 |
ВУБМ-3
Песчаное, у = 6-8
Гранит, |
/ |
= 12-14 |
Роговик, |
/ |
* 1 6 -1 8 |
Фиши "Хаусгео"
Гранит Кварцит, крепкий песчаник
Песчанистый сланец
Фирмы "Шоссе уид Грефер"
Сланец Песчанистый сланец
Песчаник средней твердости
Песчаник в нижних пластах жирных углей
Твердый песчаник в пластах тощих углей
Гранит
Базальт
1,80
0,90
0,60
1,00 |
8-14 |
|
1,25 |
6-20 |
|
2,75 |
30-40 |
|
2,75 |
160-250 |
|
2,25 |
70 |
-120 |
1,75 |
30 |
-60 |
.1,25 |
15-30 |
|
0,95 |
6 |
-15 |
1,05 |
12-20 |
|
0,75 |
6-10 |