книги / Повышение эффективности бурения шпуров при проведении горизонтальных горных выработок. Ч. 1

При применении пневмоподдержек значительно облегчается труд бурильщика, сокращается продолжительность подготовительно-заклю­ чительных операций и повышается производительность труда. Исполь­ зование легких перфораторов на пневмоподдержках позволило проход­ чикам Миргалимсайского рудника установить мировой рекорд скорости

заключительных операций при бурении шпуров составляло всего 2 мин., а время бурения 25-30 шпуров 2Ьмин при глубине шпуров 1?8 - 2 л7.

При бурении с пневмоподдержек большое влияние на производи­ тельность бурильщика оказывает угол наклона пневмоподдержки к го­ ризонту. С уменьшением угла наклона растет усилие подачи с соот­ ветствующим увеличением скорости бурения шпура, пока не будет до­ стигнута оптимальная величина усилия подачи.

Однако пневмоподдерживающие колонки, применяемые в настоящее время, не удовлетворяют ^основному требованию - возможности авто­ матизации бурения и освобождения бурильщика от непрерывного наблю­ дения за работой бурильной машины; кроме того, бурение с них быс­ троударными машинами вредно отражается на здоровье рабочего, если не применяются специальные гасители вибраций.

Наибольшая производительность колонковых перфораторов и сверл,

а также вращательно-ударных пашин достигается при установке -их на специальных буровых каретках.

Буровые каретки. Буровая каретка обязана своим возникновением проведению сплошным забоем выработок тунельного типа, сечением бо­ лее 12 а/ 2 . При большом сечении выработки и проведении ее сплошным забоем становится невозможным бурить забой с колонок, которые в этом случае слишком тяжелы и неудобны для установки* Бурить забой без колонок также оказалось неудобным, так как каждый раз приходи­ лось сооружать помосты для бурения верхних частей забоя. Кроме то­ го, объем и общее время бурения в этих условиях были очень велики. Всеэто привело к мысли о необходимости сооружения постоянного по­ моста, который можно было бы откатить из забоя перед взрывными ра­ ботами и вкатить обратно перед бурением. Такой помост-каретка соо­

буровой каретки>и использование тяжелых бурильных машин позволило резко сократить цикл бурения. Причем, чем больше был объем буровых работ, тем относительно больше было это сокращение.

Вдальнейшем совершенствование конструкции буровой каретки позволило применять ее и в выработках меньшего сечения. В настоя­ щее время каретки применяются в выработках самого различного сече­ ния. Особенно рационально применение каретки в выработках сечением 6-18 м 2 и больше.

Вотличие от бурения машинами с пневмиподдержек бурение с по­ мощью буровых кареток имеет ряд особенностей, оказывающих большое влияние на производительность бурения и построение цикла проведения выработок. При бурении с буровой каретки затрачивается значи­ тельное время на доставку буровой каретки в забой, ее'установку и уборку, т .е . значительно возрастает время подготовительно-заключи­ тельных операций в цикле по сравнению с временем таких же операций при бурении с пневмоподдержек. В стесненных условиях забоя уборка каретки перед взрывными работами затруднительна.

Вто же время применение буровой каретки обеспечивает установ­

ку большего числа мощных бурильных машин, а следовательно, и быстрое обуривание забоя и при правильной организации работ в забое резкое повышение производительности труда бурильщика. Применение буровой каретки облегчает труд бурильщика, создает условия для автоматиза­ ции бурения и обслуживания нескольких машин одним бурильщиком.

Использование тяжелых бурильных машин создает благоприятные условия для применения глубоких шпуров, позволяющих увеличитьобъем взорванной породы в цикле и получить высокую производитель­ ность при работе погрузочной машины, а также относительно сокра­ тить время выполнения других операций в цикле.

Каретку используют для бурения колонковыми сверлами, машина­ ми ударно-поворотного и ударно-вращательного типов при проведении выработок по породам различной крепости. Опыт показывает, что ка­ ретку нецелесообразно использовать при установке на ней легких бурильных, машин.

Успех применения буровой каретки в значительной степени зави­

сит от того,насколько может она обеспечить оолее короткий цикл, чем при бурении с пневмоподдержки. Необходимо, чтобы на каретке можно было устанавливать достаточное число мощных бурильных ма­ шин и чтобы конструкций каретки обеспечивала минимальную продол­ жительность подготовительно-заключительных и вспомогательных опе­ раций (доставка каретки в забой, уборка ее из забоя,смена бура,

Время подготовительно-заключительных Операций при бурении с

воздухопроводу и*водопроводу, кабелю. Продолжительность подготови­ тельно-заключительных операций зависит также о.т того, каким образом доставляется в забой и убирается из него каретка, что связано с об­ щей организацией работ по проведению выработок. От конструкции ка­ ретки зависит целесообразность использования ее в выработках раз­ личного сечения.

Нашей промышленностью выпускаются различные буровые каретки и установки (табл .6 ).

Самоходная каретка конструкции института НИПИГормаш марки СБКН-3 предназначена для бурения в крепких породах. Каретка гид­ равлическая оборудована длинноходовыми автоподатчиками с полуав­ томатическим циклом бурения тремя колонковыми перфораторами. Ка­ ретка обслуживается одним проходчиком, управляющим всеми операция­ ми по бурению с пульта управления. Мощность электродвигателя 6 кгг

Производительность каретки при бурении по породам с коэффи­ циентом крепости 10-14 составляет 38—42 шпурометра в час.

Таблица 6

Институтом НИПИГормаш разработана также оригинальная каретка СБКН-2П на пневмоходу на два перфоратора (ри с.2 ), предназначенная для бурения шпуров в выработках сечением от 4 до 9 мр*

Буровая каретка представляет собой агрегат, смонтированный

на унифицированной ходовой части.

Основные узлы каретки: пневмоподатчики, манипуляторы с опорой, механизмы компенсации и распора, глушитель шума пневмодвнгателей, магистральная автомасленка, система управления, ходовая часть.

Ходовая часть состоит из рамы /^переднего рулевого моста 157

заднего ходового моста 12, пневмодвигателя// мощностью 12 л .с . с редуктором, раздаточной коробкой от автомобиля ГАЗ-69 и пневмо­

толкателя с шестеренчатым редуктором для поворота рулевого моста,

поворота его в вертикальной и горизонтальной плоскостях; механизма коррекции 7 , служащего для автоматической настройки податчика по вертикали при подъеме и опускании стрелы; механизма подъема и опус­ кания стрелы 18-, представляющего собой винтовую пару с ротационным

Схема управления кареткой включает воздухораспределительную

коробку для управления двигателем хода и пневмотолкателем поворота

передних колес при движении; два секционных блока управления 6 , установленных на стрелах. Через эти блоки осуществляется управление

пневмосистемами манипуляторов (поворота,подъема,распора и компенса­ ции), а также подачей перфораторов и питанием их водой и воздухом.

В систему управления входят также регулятор давления воздуха, регулирующий усилие подачи перфоратора^ дроссель для регулирования окорооти подачи перфоратора в пределах до 15 мм/мин.

Для уменьшения шума пневмодвигателей на раме ходовой части ус­ тановлен глушитель.

Смазка перфораторов и всех пневмодвигателей во время работы осуществляется с помощью регулируемой автоматической масленки т ,

встроенной в воздушную магистраль.

Рабочее место оператора находится между манипуляторами на низ­ кой горизонтальной платформе ходовой тележки и дает оператору сво­ бодный доступ к забою и облегчает наблюдение за работой перфоратора.

Для каретки нужен только один вид энергии -.-.сжатый воздух, что является преимуществом каретки в сравнении с аналогичными отечест­ венными образцами.

- 18 - Для бурения вращательно-ударными машинами созданы установки

БУ-2, БУР-2, СБУ-2К и др.

Установка БУР-2 конструкции института ЩШПодземшахтострой ме­ ханизирует не только операцию бурения, но способствует повышению производительности труда проходчика при оборке кровли, креплении, заряханки шпуров* Для этих целей в комплекте машины имеется навес­ ное оборудование, которое крепится в передней части автоподатчика бурильной машины штырями и специальными защелками. Устойчивость бу­ рильной машины при забуривании обеспечивается двумя пневмодомкрата­ ми^ которые распираются в поверхность забоя, и креплением L рельсам специальными захватами.

Самоходная бурильная ‘установка СБУ-2К состоит из двух манипу­ ляторов для установки на них вращательно-ударных машин, правой и левой тележек, правой и левой станин, гусеничного хода и пульта уп­ равления»

Бурильные машины шарнирно закреплены на концах стрел манипуля­ торов и с помощью гидроцилиндров Переставляются в положения, необ­ ходимые для обуривания всей поверхности забоя. Устойчивость буриль­ ной машины дри забуривании обеспечивается двумя пневматическими домкратами, которые распираются в поверхность забоя.

Для снятия затупленных буровых коронок установка' имеет пнев­ мосъемник.

Гусеничный ход служит основанием бурильной установки. Привод гусеничного хода осуществляется двумя пневмодвигателями.

Для бурения электросверлами созданы буровые каретки ТБЭ-1 и КБМ-3,

За рубежом каретки имеют большее распространение, чем в СССР.

Отличительными особенностями зарубежных кареток являются самоходность, наличие гидравлических и пневматических механизмов для уп­ равления стрелами и длинноходовых податчиков с длиной подачи до 1м.

За рубежом находят применение каретки для установки на них не только перфораторов, но и электросверл. На самоходной каретке фирмы

ки выключается. Ведущие колеса каретки, управление податчиками и стрелы имеют гидравлический привод» Французская фирма "Секома" вы­ пускает каретки, имеющие от двух до пяти стрел с централизованным управлением и длинноходовыми податчиками. По особому заказу выпус­ каются каретки на шесть и более стрел.

У каретки английской фирмы "Хардипик" механизм подачи сос­ тавляет часть механизма сверла, что делает машину более компакт­

с кареток и установок значительно выше, чем при бурении с пневмо­ поддержек и колонок*

Испытание, например,каретки ЛБК-2 (не серийная) показало, что при бурении с нее производительность труда бурильщика в 2 ,4 - 3 раза выше, чем перфоратором с пневмоподдержки.

На руднике "Нитис Кумужье" бригада ФД.Луженского, используя каретку СБКН-2, добилась рекордной производительности труда - бо­ лее 1 м горной выработки на человека в смену по породам с коэффи­ циентом крепости 10-14.

По данным зарубежных источников,применение каретки также уве­ личивает производительность труда и снижает затраты на проходку* Так, на шахтах Западной Германии производительность труда проход­

каретки в забой и уборку ее от забоя. Каретку обслуживают два че­ ловека; производительность труда одного человека в восьмичасовую омену по проходке выработки с применением каретки составляет 1 ,8 - 2;6/w в зависимости от крепости пород.

Вращательно-ударньГе установки также очень эффективны. Чистая скорость бурения установки БУ-1 в 3-8 раз больше, чем ручными перфораторами ПР-24 л, а трудоемкость работ снижается в 4—5 р^з.

При проведении штолен сечением 15 л/2 в гранитах, гранодиоритах и порфиритах с коэффициентом крепости 10-14 на-строительст­ ве железной дороги Абакан-Тайшет применение установки СБУ-2 поз­ волило повысить производительность труда бурильщика в 2,5-3 раза

по сравнению с производительностью при бурении перфораторами ПР-24Л.

Установки с вращательно-ударными машинами стали широко исполь­ зоваться при строительстве шахт в угольной промышленности, В комби­ нате Луганскшахтстрой в 1963 г . применялось при проходке выработок 16 установок типов БУ-1,и СБУ-2.

Зарекомендовала себя установка БУР-2 благодаря наличию гидро­ манипуляторов для подъема стрел с большим вылетом.

За счет сокращения числа проходчиков при бурении производитель­ ность установки БУР-2 выше, чем при бурении с других установок.

При бурении в очень крепких породах (выше 12) производительность бурения установкой БУ- I снижается в значительно большей степени, чем перфораторами. В этих условиях производительность вращательно-удар­ ного бурения можно повысить за счет использования машин с увеличен­ ным .числом ударов поршня.

Вращательно-ударная машина (ВУБМ-3) с увеличенным числом ударов

тано специальное приспособление - манипулятор, позволяющее исполь­ зовать погрузочную машину для бурения шпуров.' Для этого к корпусу погрузочной машины прикрепляются кронштейны, на которые укрепляют­ ся две стрелы с двумя бурильными машинами на концах.

Манипулятор может быть съемным, устанавливавши на погрузочную машину перед бурением, или несъемным.

Манипулятор МН-2 (несъемный) устанавливается на погрузочной

кости. В вертикальной плоскости стрела перемещается самотормозящим винтом 6 , приводящимся в дв!жение электромотором 5 и редук­ тором Ч .. Шарнирное устройство позволяет поворачивать стрелу с опорой 12 вокруг валика 7 при вынутом фиксаторе 8 . Сложенная стрела отводится назад, располагаясь в нерабочем положении вдоль машины. Вертлюг 10 снабжен зубчатой муфтой 11 для жесткого фик­ сирования стрелы в заданном положении. Верхнее и нижнее положение вертлюга устанавливается при помощи фиксатора 9 К породопогру­ зочной машине фиксатор крепится кронштейнами 14 .

Рис. 3'. Манипулятор МН-2 несъемный

Манипулятор по заказу может быть изготовлен со стрелой длиной

ные установки (табл .7 ) .

Навесная установка УШ- I состоит из двух манипуляторов с ус­ тановленными на них вращательно-ударными бурильными машинами. Пе­ ред началом бурения установка навешивается на машину ППМ-4 с по­ мощью грузоподъемного механизма и крепится к ней своими монтажны­ ми плитами посредством пальцев с клиньями* Манипулятор (стрела) имеет гидравлическое'управление» Для компенсации отвода бурильной машины от забоя во время бурения манипулятор выполнен телескопа-