Бурильные машины. Проходческие комбайны. Очистные и проходческие комплексы и агрегаты (стр. 4 из 7)

К шахтным буровым станкам предъявляются следующие требования: они должны быть маневренны и транспортабельны по выработкам; отвечать требованиям техники безопасности и санитарным нормам по пыли, шуму, вибрации и освещенности забоя; обеспечивать надежное раскрепление податчика в горной выработке и не допускать его произвольного раскрепления (снижения усилия распора); выдерживать заданное направление бурения (в пределах допустимого) на всю глубину скважины; иметь механизм наращивания и свинчивания буровых штанг; легко и быстро разбираться на транспортабельные узлы, а сами узлы должны иметь высокую ремонтопригодность.

На подземных рудниках СНГ применяется большое количество буровых станков различных конструкций отечественног о и зарубежного производства. Объясняется это чрезвычайно большим разнообразием горно-геологических условий залегания полезных ископаемых и, следовательно, систем разработок. Несмотря на это, шахтные буровые станки являются узкоспециализированными станками и оснащаются более простыми в конструктивном исполнении манипуляторами. Податчики буровых станков по конструкции аналогичны податчикам шахтных буровых установок, но имеют меньшую длину хода и более высокие усилия подачи.

Скважины диаметром до 90 мм и глубиной до 30 м в подземных условиях обычно бурят пневматическими или гидравлическими перфораторами. Скважины большего диаметра и глубины бурят станками с погружным пневмоударником. Небольшой объем бурения скважин диаметром 145-190 мм выполняется шарошечными станками.

До настоящего времени на отечественных рудных шахтах еще достаточно широко применяются несамоходные буровые станки с погружным пневмоударником, вошедшие в практику горных работ в 50-60-х годах прошлого века. Типичным представителем таких станков является буровой агрегат НКР-10ОМА (модификация МПА с пневмоприводом).

Рис. 3.32. Агрегат буровой НКР10ОМА в забое

Став буровых штанг служит для крепления пневмоударника и передачи ему вращательного и поступательног о движения от станка, а также для подвода воздушно-водяной смеси к пнев м оуд арнику.

В отечественной практике пневмоударники пока все еще работают при давлении сжатого воздуха 0,5.. .0,6 МПа, а то время как за рубежом уже несколько десятилетий пневмоударники работают на давлениях 1,75...2,5 МПа, что позволяет в несколько раз увеличить производительность и значительно снизить стоимость буровых работ. Объясняется такое отставание отсутствием производства отечественной промышленностью передвижных дожимных компрессорных установок на соответствующее давление для горной промышленности.

В последние десятилетия на рудных шахтах большинства зарубежных стран широко внедряется самоходная буровая техника, производство которой в России практически отсутствует.

Для бурения кругового веера скважин большого диаметра (от 105 до 165 мм) на глубину до 180 м фирма «Ингерсолл Рэнд» (США) предлагает компактный самоходный буровой станок СММ-2 (рис. 3.33). Базой этого станка является гусеничный механизм хода 2, имеющий раздельный гидравлический привод гусениц мощностью 10,4 кВт. Гидронасос механизма перемещения приводится в действие пневмодвигателем радиально-поршневого типа, питающегося от шахтной пневмосети давлением 0,62 МПа. В задней части станка размещены гидростанция с пультом управления гусеничным ходом 1 и сидение машиниста.

В передней части бурового станка на поперечной оси крепятся кронштейн (кулиса) 5, на котором смонтирован вращатель, поворачивающий ось податчика 6 на угол 360°. Два гидроцилиндра 3 осуществляют перевод податчика из транспортного положения в рабочее и поворачивают податчик на угол 20°, что дает возможность бурить скважины «под себя». На сварной раме податчика 10 находится вращатель 8, который перемещается но раме податчика телескопическим гидроцилиндром с двойной раздвижностью.

В нижней части податчика расположен гидроключ для удержания бурового става при осуществлении спуско-подъемных операций и центратор 12, который точно центрирует по оси буримой скважины пневмоударник. При бурении вниз рама податчика надвигается на почву выработки гидроцилиндром 7 и фиксируется башмаком 13. Раскрепление податчика в кровлю выработки производится двумя гидродомкратами 9, расположенными по бокам рамы податчика. При изменении направления бурения места раскреиления податчика меняются местами.

Рис. 3.33. Буровой станок СММ-2

Управление процессом бурения осуществляется дистанционно с пульта 11, а можно и с стационарного пульта 4. Буровой станок СММ-2 имеет компактную конструкцию, что позволяет в большинстве случаев спускать его в шахту без демонтажа. Этот буровой станок имеет также высокую технологическую скорость бурения - от 8 (при давлении сжатого воздуха в сети 0,5 МПа) до 40 м/ч (при работе с дожимным компрессором и давлении 2,5 МПа).

1.5.2. Станки для бурения скважин на угольных шахтах

Бурение скважин в угольных шахтах характеризуется своей спецификой, связанной с высокой скоростью бурения, слабой устойчивостью пород, работой в действующих выработках во взрывоопасной среде и др. Скважины бурятся обычно по углю или породам средней крепости (f<8), поэтому на всех станках реализуется вращательный способ бурения.

Буровые станки можно подразделить по следующим классификационным признакам:

- по назначению - для бурения дегазационных, нагнетательных, разгрузочных и др. скважин диаметром до 150 мм и глубиной до 100 м; для бурения технологических скважин диаметром до 1500 мм для перепуска угля, прокладки кабелей и трубопроводов, вентиляции и т. п.;

- по виду энергоносителя - на электрические, пневматические и гидравлические;

- по конструктивной схеме самого станка - с неподвижным вращателем и выдвижным шпинделем и с подвижным вращателем;

- по массе - на легкие (до 1000 кг) и тяжелые (свыше 1000 кг).

В настоящее время все буровые станки для угольных шахт являются несамоходными, с гидравлическим механизмом подачи бурового става на забой и дистанционным управлением. Однако дистанционное управление полностью не решает проблем безопасности обслуживающего персонала, так как операция наращивания бурового става пока не механизирована.

На рис. 3.37 представлен буровой станок БГА-2М, который предназначен для бурения скважин по углю любой крепости, включая породные прослойки мощностью до 0,2 м и крепостью до f = 5. Станок смонтирован на станине 8, к которой крепится двухскоростной редуктор- вращатель 9 с электродвигателем 1 Две параллельные трубчатые направляющие 3 крепятся в расточках редуктора. Для установки буровых штанг имеется буровой замок 4, траверса которого перемещается по трубчатым направляющим 3. В верхней части трубчатых направляющих имеется подхват 2 для удержания бурового става в момент наращивания или разборки его. Поворот станка в вертикальной плоскости относительно его рамы осуществляется гидроцилиндром 6, а окончательная фиксация станка в нужном положении производится винтовыми стяжками 7. Подача бурового замка с траверсой на забой и холостой ход осуществляются двумя гидроцилиндрами 5. Питание гидросистемы станка производится от автономной насосной станции.

Рис. 3.37. Буровой станок БГА-2М

1.6. Перспективы развития буровой техники

Буровзрывной способ отделения крепких горных пород от массива в настоящее время является основным, и таким он останется и в ближайшем будущем, пока не будут предложены новые, нетрадиционные и экономически эффективные способы разрушения горных пород.

Энергонасыщенность буровых систем к настоящему времени достигла предела, ограниченного прочностными свойствами материала бурового инструмента и деталей функциональных узлов.

Перспективы совершенствования буровой техники в России и за рубежом на ближайшее будущее можно сформулировать следующим образом:

1. Улучшение санитарно-гигиенических условий работы бурильщика по шуму, пыли и вибрации.

2. Совершенствование породоразрушающего инструмента в направлении повышения прочности и износостойкости буровых коронок и штанг.

3. Повышение надежности в работе всех функциональных узлов буровых установок и станков до уровня, обеспечивающего безотказную работу буровой системы в течение всего цикла обуривания забоя. Это положение особенно важно при создании автоматизированных и роботизированных буровых систем.

4. Механизация и автоматизация вспомогательных операций при бурении скважин. Это, в первую очередь, касается операции наращивания и разборки бурового става, так как по продолжительности эта операция соизмерима с продолжительностью бурения скважины на глубину, равную длине штанги.

5. Совершенствование существующих и создание новых автоматизированных систем управления буровых станков и шахтных буровых установок, обеспечивающих автоматизацию забуривания, параллельность бурения, режимные параметры бурения на оптимальном уровне, предотвращение заклинивания бура и диагностику функциональных систем.

6. Создание буровых роботов с широким использованием для управления буровыми системами микропроцессоров.

РАЗДЕЛ 2. ПРОХОДЧЕСКИЕ КОМБАЙНЫ

Проходческие комбайны предназначены доя механизации проведения горизонтальных и наклонных подготовительных выработок различного назначения на угольных и рудных шахтах. Они находят применение и при строительстве различных подземных сооружений (перегонных тоннелей метрополитенов, гидротехнических и коллекторных туннелей и т. д.). Применение проходческих комбайнов дает возможность совместить во времени основные технологические операции проходческого цикла: отделение горной породы от массива, ее погрузку в транспортные средства, а иногда и крепление выработанного пространства.