- •Лабораторная работа № 12 Изучение оборудования для проведения вертикальных шахтных стволов
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Проходческие комплексы
- •3.1 Проходческие комплексы для устья ствола и неглубоких стволов шахт
- •3.2 Проходческие комплексы для стволов средней и большой глубины
- •3.3 Установка для сплошного бурения стволов
- •4 Бурильные машины и установки для бурения шпуров при проходке стволов.
- •5 Стволовые погрузочные машины
- •6 Оборудование
- •7 Порядок выполнения работы
- •8. Содержание отчета
4 Бурильные машины и установки для бурения шпуров при проходке стволов.
Ручное бурение при проходке стволов было распространено вплоть до 70-х годов. Его главными недостатками являются низкая производительность труда проходчиков и трудности в комплектовании проходческих бригад, так как на бурение приходится комплектовать отдельное дополнительное и многочисленное звено бурильщиков. В Донбассе по предложению Н.М. Марковича была разработана бурильная установка БУС-1м, но наиболее работоспособной и перспективной является БУКС-1м конструкции ЦНИИПодземмаша, используемая в комплексе с породопогрузочной машиной КС-2у или КС-1м.
В институте КузНИИшахтострой коллективом авторов создана и внедрена стволовая бурильная машина СМБУ. Машины типа БУКС и СМБУ в настоящее время являются основными стволовыми бурильными машинами, которые серийно выпускаются заводами.
Применение этих машин позволило значительно облегчить процесс бурения шпуров при проходке стволов и увеличить производительность труда.
Рисунок
4 –. Бурильная установка БУКС-1М
Шарнирные узлы крепления 5 бурильных машин позволяют устанавливать их в заданное рабочее положение согласно расположению шпуров по паспорту буровзрывных работ и складывать их в транспортное положение, обеспечивая требуемый габарит для пропуска установки через бадейный проем в полке.
Установка обеспечивает бурение шпуров вертикально и до 10о к вертикали, а также позволяет смещать сетку бурения, что исключает бурение по возможным отказам в шпурах предыдущей заходки. БУКС-1м в забое при бурении обслуживает 4-5 проходчиков, а перемещение по забою осуществляет машинист КС-2у/40 или КС-1м. Установка снабжена оборудованием для воздушно-водяной промывки шпуров, обеспечивает пылеподавление и вынос буровой мелочи из шпура.
В таблице 1 приведены основные технические данные и характеристики бурильной установки БУКС-1м
Таблица 1
Техническая характеристика бурильной установки БУКС-1м
Наименование основных параметров и размеров |
БУКС-1м |
Величина хода раздвижной колонны, мм |
1500 |
Скорость хода раздвижной колонны, м/с |
0,025 |
Скорость подачи бурильной головки в холостую при прямом и обратном ходе, м/мин |
3 |
Количество одновременно забуриваемых шпуров, шт. |
4 |
Диаметр шпуров, мм |
43 - 52 |
Глубина шпуров, м |
до 4,5 |
Величина хода автоподатчика, мм |
4500 |
Расход сжатого воздуха, м3/мин |
40 - 60 |
Расход масла, кг/час |
2 |
Расход воды на промывку 100 м шпура, м3 |
1 |
Расстояние от проходческого полка до забоя ствола во время бурения, м |
13 |
Габариты в транспортном положении, м |
|
высота |
10,26 |
диаметр в транспортном положении |
1,54 |
Масса установки, т |
6,2 |
Более поздние машины модернизированы и имеют незначительные расхождения с базовой моделью. Их основным отличием является количество манипуляторов (стрел), а также наличие цепной подачи вместо винтовой, что делает машину более надежной при бурении в вертикальном стволе.
Стволовые бурильные машины типа БУКС имеют простую конструкцию установки и позволяют бурить глубокие шпуры. К числу недостатков таких машин можно отнести: большой вес, необходимость перестановки БУКС при бурении (в стволе диаметром в проходке 7,8 м требуется до 8 перестановок), необходимость ожидания при перестановках окончания работы последней из четырех буровых машин, возможность их использования только при наличии погрузочной машины типа КС, необходимость устройства специального здания для обслуживания БУКС и пути подкатки установки к стволу. В утепленном здании машина проходит техническое обслуживание перед циклом бурения.
Стволовая бурильная установка СМБУ-4м. Стволовая бурильная установка СМБУ-4м вращательно-ударного действия предназначена для механизированного бурения шпуров диаметром 43-52 мм при сооружении и улубке вертикальных стволов диаметром до 9 м в проходке.
Установка СМБУ-4м применяется с любым набором горно-шахтного оборудования в стволе в отличие от машин типа БУКС, где обязательно применение погрузчика КС. Базовая модель машины конструкции КузНИИшахтострой имеет три бурильные машины. Технические данные установок СМБУ приведены в таблице 2.
Стволовая бурильная установка СМБУ-4м как базовая (рис 5) состоит из колонны 1, служащей центральной опорой для размещения на ней манипуляторных стрел (на рисунке показана только одна стрела), системы раскрепления установки в забое 6, трех бурильных машин 13, гидравлической системы 20, пультов управления 19, автомасленки 18 и прицепного устройства 7.
Манипуляторные стрелы служат для перемещения бурильных машин по забою и удержания их в заданном рабочем положении. Каждая манипуляторная стрела состоит из поворотной стрелы 11 коробчатого сечения, имеющей проушины на концах, и стрелы 12, имеющей в верхней части жестко закрепленный блок малых звездочек 9, шарнирно соединенных с поворотной стрелой 11 , а в нижней части проушину для подвески бурильной машины 13.
Рисунок
5 – Бурильная установка СМБУ-4М
Перемещение бурильной машины по дуге сектора осуществляется гидроцилиндром поворота 2 с зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с шестерней 16, установленной на хвостовике блока больших звездочек 15.
Подъем и опускание бурильных машин осуществляется гидроцилиндром 17.
Бурильные машины снабжены вращательно-ударными головками 10 типа
БУ-1 или БГА-1.
Система раскрепления 6 установки в забое ствола состоит из трех гидроцилиндров 3, к штокам которых через коуши прикреплены канаты растяжек. Канаты пропущены через отклоняющие блоки 8, закрепленные под углом 120° на верхней части колонны. На концах канатов имеются крюки 5 для крепления растяжек за кольца каркаса забойной опалубки или анкеры.
Установка опускается в ствол, как правило, канатом подъемной машины, пропускается через раструб для бадей в проходческом полке и ставится на центр забоя ствола. Чаще всего бурильная установка раскрепляется с помощью канатов системы раскрепления к опалубке типа ОМП, однако, система раскрепления может быть и другой. Установка и раскрепление машины производится один раз и обеспечивает бурение шпуров, одинаково свободно придавая нужный наклон, как периферийным так и врубовым шпурам.
Таблица
2
Техническая
характеристика бурильных установок
СМБУ Наименование
основных параметров и размеров СМБУ СМБУ-4м
Количество
бурильных машин, шт
3
4
Диаметр
обуриваемого ствола в проходке, м
до
9
до
9
Диаметр
шпура, мм
43-52
43-52
Расход
сжатого воздуха, м3/мин
Расход
сжатого воздуха на промывку 100
шпурометров, м
40-50
50-60
2
2,5
Глубина
бурения шпуров, м
2,7-4,5
4,5
Габариты
в транспортном положении, мм
высота 6760(5350)
7336
диаметр
1370
1560
Масса
установки, кг
8000
9,3
По предложению горных инженеров в акционерном обществе "Ростов- шахтострой" на Шахтинском ремонтном механическом заводе центральная колонна базовой модели СМБУ-4м была переделана для размещения на ней четырех манипуляторных стрел с четырьмя бурильными машинами и пультами управления на каждой из них. Бурильные машины были взяты с БУКС-1м.
Для удобства раздвижки и раскладки бурильных машин дополнительно были поставлены четыре пневмоцилиндра от стандартных пневмоподдержек П-1. На бурильной установке, которая была изготовлена первой, сохранена заводская гидравлическая система, которая состояла из шестеренчатого насоса НШ-10Е с пневмоприводом, гидрораспределителей типа Р80-4/3, гидравлических золотников типа 3-8 и 16 гидродомкратов с гидрозамками, на четвертую бурильную машину было установлено дополнительно три гидродомкрата, гидронасос с приводом НШ-10Е. На бурмашинах винтовые автоподатчики заменены на цепные 1СБУ-2К 24.00 с удлиненной цепью. 120
Раскрепление машины в стволе осуществляется тремя расчалками к призабойной опалубке. Натяжение канатов производится тремя гидродомкратами, расположенными в верхней части колонны. Для обуривания неровного забоя машина имеет возможность перемещаться по вертикали до 1100 мм; что осуществляется гидродомкратом подъема в базовой модели КузНИИ- шахтостроя. В рабочем положении установка СМБУ-4 находится в копре, подвешанная на качели из двух спаренных двутавров № 30, закрепленных к металлоконструкциям аккумулирующего бункера. Обслуживание установки производится со специальной площадки, которая может перемещаться вокруг машины.
Перфораторы, отбойные молотки и буровой инструмент.
При проходке вертикальных стволов используют переносные перфораторы различных модификаций. Техническая характеристика перфораторов приведена в таблице 3.
Таблица
3
Техническая
характеристика переносных перфораторов
Параметры
ПП-36
ПП-50
ПП-54
ПП-63
Масса,
кг (со средствами шумовиброзащиты)
24
30
32
52
Энергия
удара, Дж, не менее
36
50
54
63
Частота
ударов, с-
38,3
34
38,3
30
Крутящий
момент, Нм
18
20
26,5
26,5
Расход
воздуха, м3/мин
2,6
3,2
4
5
Глубина
бурения, м
2
3
4
5
Коэффициент
крепости пород по шкале проф. М. М.
Протодьяконова
12
14
14
20
При оснащении ствола необходимо применять однотипное оборудование, в том числе перфораторы, бурильные машины, так как наличие оборудования различных конструкций усложняет его ремонт и снабжение запасными частями.
Число перфораторов, одновременно работающих в забое ствола, может быть принято из расчета площади забоя, приходящегося на один перфоратор. Исходя из практики проходки стволов в различных бассейнах площадь, приходящаяся на один перфоратор, составляет 3-4 м .
Для стабильной работы бурильщиков в забое ствола следует иметь 30% запасных перфораторов от количества работающих.