Перфораторы и установочные приспособления

§ 1. Классификация перфораторов

Перфораторы классифицируют по роду потребляемой энергии на пневматические и гидравлические. В угольной и горнорудной промышленности широкое- применение получили пневматические

 

перфораторы; гидравлические находятся в стадии опытной экс­плуатации.

Пневматический перфоратор представляет собой поршневую машину ударно-поворотного действия и предназначен для буре­ния шпуров в крепких породах с коэффициентом крепости f = = 84- 20. В зависимости от условий применения и конструкции пневматические перфораторы можно подразделять на переносные, колонковые и телескопные.

Пневматические переносные перфораторы. — «ПП» (по ГОСТ 10750—80, который введен взамен ГОСТ 10750—73 «Перфора­торы ручные пневматические») имеют массу 24—33 кг, при­меняются теперь с установочно-подающими пневматическими однопоршневыми пневмоподдержками и представляют собой легкую буровую машину (рис. 3.1, а). Поэтому применявшийся прежде термин «ручной» теперь не соответствует действитель­ности и является устаревшим. Исключение составляют лишь тяжелые перфораторы типа ППбЗВ (масса 33 кг), которыми рабо­тают вручную при бурении нисходящих шпуров главным образом при проходке и углубке обводненных стволов шахт. В этом случае составляющая веса перфоратора способствует прижатию бура к забою шпура.

Колонковые перфораторы (рис. 3.1, б) устанавливаются на рас­порных колонках или манипуляторах погрузочных машин, а также на других подающих устройствах при наличии специаль­ных установочных салазок, по которым перемещается перфоратор с определенным осевым усилием. Перфораторы этого типа пред­назначены для бурения шпуров и скважин в крепких породах.

Телескопные перфораторы (рис. 3.1, е) представляют собой кон­структивно единое целое перфоратора и пневмоподдержки, сое­диненных между собой стяжными болтами. Перфораторы этого типа предназначены для бурения восстающих шпуров и скважин в крепких породах.

По способу поворота бура перфораторы можно классифициро­вать на с зависимым поворотом при перемещении поршня-удар­ника, что осуществляется связанным с ним геликоидальным стерж­нем и храповым устройством, и с независимым поворотом бура от отдельного привода.

По конструкции воздухораспределительного устройства разли­чают перфораторы с золотниковым, клапанным и бесклапанным распределением.

По частоте ударов перфораторы классифицируют — с частотой порядка 1800 ударов в минуту и быстроударные — 2300 и более.

По способу пыле подавления и очистки шпура от буровой мелочи различают перфораторы: с промывкой забоя шпура водой или эмульсией (центральной или боковой); о отсосом пыли; продувкой сжатьш воздухом при работе в стволах g обводненным забоем.

Пневматические перфораторы выпускаются трех основных ти­поразмеров (табл. 3.1): ПП35В (П — перфоратор, П — перенос­ной; 35 — энергия удара, Дж; В — пылеподавление водой),

 

 

 

Таб л иц а 3.1
	Перфоратор!	i
	Перекосные	Телескопные	Колонковые
Параметры				^1
	(О		и со	Й	■&	о	Ю
	С	ю С	to С	CN	СП И	чс	«
	с	С	с	С	с	с	С
Энергия удара, Дж
Часгота ударов в минуту
Крутящий момент, Н-м
Расход воздуха, м*/мин	2,8	3,5	3,5	3,3	4,5	9,0	13,0
Масса, кг	24,0	30,5	33,0

ПП54В, ПП63В; все — с глушителями шума и виброгасящими устройствами. Кроме того, в модификациях этих трех типов име­ются следующие отличия: ПП54ВБ и ПП63ВБ оснащены муфтой боковой промывки (буква «Б»); ПП63С — для бурения нисходя­щих шпуров диаметром до 46 мм и длиной до 5 м в обводненных шахтных стволах с интенсивной центральной продувкой («С» — продувка); ПП63П — для бурения шпуров с центральным пыле-отсосом («П»); ПП63СВП — с интенсивной продувкой шпура и увлажнением пыли. Номинальное давление сжатого воздуха — 0,5 МПа.

§ 2. Устройство и принцип работы перфоратора

Устройство и принцип работы перфоратора рассматриваются на примере пневматического перфоратора ПП54ВБ (рис. 3.2). Он состоит из корпуса, внутри которого смонтированы ударно-по­воротный механизм, воздухораспределительное устройство, меха­низм управления, устройство для пылеподавления и очистки шпура от породной мелочи, образующейся при бурении. В свою очередь, корпус состоит из трехосновных сборочных единиц: го­ловки 4, цилиндра 10 с направляющей втулкой 11 и патрона 12 с муфтой боковой промывки 15 и буродержателем 16. Патрон и буродержатель соединены двумя стяжными болтами 17. Вода к муфте боковой промывки подводится под давлением по гибкому рукаву с вентилем 18.

Ударно-поворотный механизм предназначен для нанесения ударов по хвостовику бура и его поворота при обратном движе­нии. Он состоит из расположенного внутри цилиндра поршня-ударника 9 с поворотной гайкой 7, поворотного винта 6 с храповым устройством 5, поворотной буксы 13 и грандбуксы 14.

Воздухораспределительное устройство 22 предназначено для попеременной подачи сжатого воздуха в переднюю или заднюю полость цилиндра перфоратора.

Механизм управления перфоратором смонтирован в головке и состоит из крана 3 с рукояткой 26 для пуска сжатого воздуха,

 

патрубка 25 для крепления рукава, подводящего сжатый воздух. Рукоятка имеет обычно три положения: «Стоп» — канал подвода сжатого воздуха перекрыт; «Забуривание» — сжатый воздух по­ступает через малое отверстие, вследствие чего перфоратор рабо­тает с пониженной частотой ударов; «Полная работа» — кран открыт полностью. В тех случаях, когда буровая мелочь удаляется из забоя шпура продувкой сжатым воздухом через осевой канал бура, рукоятка имеет четвертое положение — «Продувка».

Виброгасящее пружинное устройство предназначено для за­щиты бурильщика от вибрации перфоратора при бурении шпуров. Оно состоит из рукоятки / и легкой сварной рамы, представляю­щей собой две трубы 2, скрепленные поперечным кронштейном 21 с отверстием для подсоединения к пневмоподдержке. В трубах помещены рабочие пружины 20 с ползунами, ось которых проходит через отверстие 19 в приливе цилиндра перфоратора. Усилие пода­чи при работе перфоратора передается от пневмоподдержки к пер­форатору через рабочие пружины. Для поглощения вибрации ра­ботающего перфоратора при вытаскивании бура из шпура при пониженной частоте ударов между направляющим кронштейном 24 и упорными кольцами на трубах установлены две вспомога­тельные пружины 23.

Глушитель шума 8 выполнен из резины и представляет собой камеру, которая надета на выхлопную горловину цилиндра. Глушитель может быть повернут вокруг оси в удобное для бу­рильщика положение. Он снижает уровень звука примерно в 1,5 раза.

Принцип работы перфоратора заключается в том, что пор­шень-ударник под действием сжатого воздуха, попеременно по-

 

 

ступающего при помощи воздухораспределительного устройства в правую или левую полость цилиндра, совершает возвратно-поступательное движение. При движении вперед в конце рабочего хода поршень-ударник наносит удар по хвостовику бурового ин­струмента, вставленного в перфоратор; при движении назад пор­шень-ударник при помощи храпового устройства 5 поворачи­вается относительно винта 6 на некоторый угол. При этом он по­ворачивает через сопряженные с ним буксу 13 и грандбуксу 14 буровой инструмент.

§ 3. Способы воздухораспределения в перфораторах

Воздухораспределение в пневматических перфораторах осу­ществляется посредством клапанов, золотников или непосред­ственно поршнем.

Клапанное воздухораспределительное устройство (рис, 3.3) со­стоит нз клапана 3, выполненного в виде кольца, втулки клапана 4 с отверстиями 6, клапанной коробки 2 с отверстиями 7 и крышки 1. Для установки поршня и клапана в исходное положение в крышке клапанной коробки предусмотрено небольшое отверстие 9.

В начале рабочего хода (рис. 3.3, а) клапан и поршень-ударник 14 находятся в левом положении. При включении пусковою крана сжатый воздух поступает через отверстия би7в кольцевое пространство 8 и далее между клапаном и его крышкой в левую полость 10 цилиндра. Под действием сжатого воздуха поршень перемещается вправо. При этом воздух из штоковой полости 12 вытесняется в атмосферу через выхлопное отверстие //. При даль­нейшем перемещении поршень перекрывает выхлопное отверстие, в результате чего воздух, находящийся в штоковой полости, а также в канале 13 и кольцевой полости 5, начинаег сжиматься, оказывая давление на клапан слева. При дальнейшем движении вправо поршень открывает выхлопное отверстие и наносит удар по хвостовику бурового инструмента. Так как давление воздуха в поршневой полости 10 при этом резко снижается, то клапан пе­ремещается вправо, соединяя кольцевые пространства 5 и 8,

Рис. 3.3. Воздухораспределительное устройство перфоратора с кольцевым кла­паном

 

 

Далее начинается обратный ход поршня (рис. 3.3, б). Сжатый воздух поступает через канал 13 в штоковую полость 12 цилинд­ра, в результате чего поршень начинает перемещаться влево, вытесняя воздух из поршневой полости 10 в атмосферу через вы­хлопное отверстие П. При дальнейшем перемещении влево пор­шень закрывает выхлопное отверстие 11, сжимает воздух в поло­сти 10, который будет теперь оказывать давление на клапан спра­ва. Когда поршень откроет выхлопное отверстие 11, давление воздуха в штоковой полости 12, канале 13 и кольцевом про­странстве 5 резко снизится; вследствие этого клапан переместится влево. Далее цикл повторится. Особенностью клапанного воздухо-распределения является то, что клапан, перекрывающий рабочие каналы, перемещается под действием разности давлений в перед­ней и задней полостях цилиндра.

Клапанное воздухораспределение отличается простотой кон­струкции, небольшими движущейся массой и поверхностями тре­ния, малым ходом клапана, что обеспечивает высокую скорость его переброски и дает возможность конструировать перфораторы с большим числом ударов поршня. По конструкции клапаны под­разделяются на шариковые, мотыльковые (с откидным клапаном), кольцевые и фланцевые.

Золотниковое воздухораспределительное устройство обеспечи­вает меньший расход воздуха, чем клапанное, имеет больший к. п. д., позволяет получить высокие энергию удара и крутящий момент, но не обеспечивает такой большой частоты ударов, как клапанное. Различают воздухораспределительные устройства со сплошным золотником и цилиндрическим полым, который полу­чил большее распространение.

Рис. 3.4. Воздухораспред^и^^ЩГГ7стр®*«**»--нер4вдат^0Р^а ^с цилиндрическим полым золотником

В последнем случае воздухораспределительное устройство (рис. 3.4) состоит из втулки /, золотника 2, коробки 3 и крышки 4. В начале рабочего хода (рис. 3.4, а) золотник и поршень-ударник 6 находятся в крайнем левом положении. Сжатый воздух поступает по каналам в золотник и через отверстия в крышке — в полость 5 цилиндра. Под действием сжатого воздуха поршень начинает пе-

 

ремещаться вправо. При дальнейшем движении поршень откры­вает канал 10, по которому сжатый воздух начинает поступать в ле­вую кольцевую полость золотниковой коробки и передвинет зо­лотник вправо. При дальнейшем движении поршня открывается выхлопное отверстие 9 и поршень наносит удар по хвостовику бурового инструмента. Сжатый воздух из поршневой полости 5 будет выходить при этом в атмосферу через выхлопное отверстие 9.

Далее начнется обратный ход поршня (рис. 3.4, б). Сжатый воздух будет поступать теперь по каналу 7 в правую полость ци­линдра и переместит поршень влево. Когда поршень откроет входное отверстие канала //, сжатый воздух по нему поступит в правую часть золотниковой коробки и под действием давления на фланец золотника передвинет его влево. Поршень откроет вы­хлопное отверстие 12, и воздух из правой полости цилиндра 8 поступит в атмосферу. Далее цикл повторится.

Отличительной особенностью золотникового воздухораспреде-ления является перемещение золотника под действием давления сжатого воздуха, специально подводимого по дополнительным ка­налам из основного воздухопровода.

Помимо клапанного и золотникового воздухораспределения применяется еще бесклапанное, которое осуществляется самим поршнем-ударником. Несмотря на простоту конструкции, оно не нашло широкого распространения из-за увеличенного расхода сжатого воздуха и низкого к. п. д.

§ 4. Ударно-поворотный механизм

Поворотные механизмы зависимого действия осуществляют по­ворот бурового инструмента при обратном ходе поршня и могут быть конструктивно выполнены с геликоидальной (винтовой) на­резкой на штоке поршня-ударника или с отдельным геликоидаль­ным стержнем, имеющим на конце храповое устройство (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Механизмы поворота бурового инструмента:

а — с геликоидальной нарезкой на штоке поршня; б — с отдельным геликоидальным

стержнем и краповым устройством

В механизме первого типа (рис. 3.5, а) при рабочем ходе пор­шень-ударник 1 движется вправо, не вращаясь. Однако при этом он поворачивает двумя своими геликоидальными вырезами храпо­вую буксу 2. Храповые собачки 3 с пружинами 4 и стержнями 5, закрепленными в корпусе 6 перфоратора, не препятствуют этому. Две прямые выточки б, имеющиеся на штоке поршня-ударника, заходят в поворотную буксу 7, соединенную торцовыми кулаками с буксой 8, в гнездо которой вставлен хвостовик бура 9. Поворот­ная букса и бур при этом не вращаются. При обратном ходе хра­повые собачки 3 запирают храповую буксу 2. В результате этого поршень-ударник поворачивается вместе с поворотной буксой и буром на некоторый угол.

Механизм второго типа (рис. 3.5, б) состоит их храповой бук­сы /, закрепленной в верхней части перфоратора, и стержня 2 с геликоидальной нарезкой на конце. Головка стержня имеет две или четыре собачки 3 со стержнями 4 и пружинами 5. Стержень 2 входит в геликоидальную гайку 6, расположенную внутри порш­ня 7. На штоке поршня имеются шлицы, на которые насажены поворотная букса 8 и соединенная с ней букса 9 с буром 10.

Принцип действия этого устройства такой же, как и у описан­ного выше. При рабочем ходе поршня-ударника храповые собачки не препятствуют повороту геликоидального стержня 2, вследствие этого поршень-ударник движется вправо, не вращаясь. При хо­лостом ходе храповые собачки запирают стержень 2, в результате чего поршень-ударник вместе с поворотной буксой и буром пово­рачивается.

■Поворотные механизмы независимого действия осуществляют поворот бурового инструмента от отдельного пневмомотора, ко­торый передает крутящий момент через редуктор. Это позволяет в 7—10 раз увеличить крутящий момент, исключить поворотное устройство на поршне и штоке и расходовать всю энергию поршня только на удар, что повышает производительность бурения на 30—35 %. Кроме того, имеется возможность более простым спо­собом изменять частоту вращения бурового инструмента и увели­чивать глубину скважины до 50 м. К недостаткам независимого вращения бурового инструмента следует отнести увеличение массы перфоратора и усложнение конструкции. Независимое вращение бурового инструмента применено на колонковых перфораторах ПК60 и ПК75.

§ 5. Телескопные и колонковые перфораторы

Перфораторы телескопные ПТ29М (ПТ38) предназначены для бурения восстающих шпуров диаметром 36—40 мм на глубину до 4 м в породах крепостью до/= 17, перфораторы ПТ36М (ПТ48) для бурения восстающих скважин диаметром 52—85 мм на глу­бину до 15 м в породах крепостью до / = 20 (см. табл. 3.1).

Конструкция телескопного перфоратора (рис. 3.6) отличается от переносного наличием встроенного пневмоподатчика 1 и устрой-

ства, предотвращающего попадание в механизм бурового шлама. Для последней цели буродержатель заменяется грандбуксой 3 обтекаемой формы, которая ввинчивается в поворотную буксу 4. Благодаря наличию в конструкции дополнительного бойка 5, удерживается буровой инструмент, который выполняется с хво­стовиком без буртика и заплечиков. Шламоуловитель 6, установ­ленный на патроне 7 перфоратора, улавливает воду и буровой шлам и отводит их в сторону по рукаву 8. Рукоятка 2 пускового крана имеет, как и в ручных перфораторах, четыре положения.

 

 

Для предотвращения попадания внутрь перфоратора стекающего по буровому инструменту шлама предусматривается постоянная продувка перфоратора сжатым воздухом по трубке 9, расположен­ной концентрично осевой трубке, по которой подается вода в шпур для пылеподавления. Кроме того, на головке перфоратора имеется рукоятка управления подачей 10 с кнопкой для выпуска в случае необходимости сжатого воздуха из телескопа пневмоподатчика без прекращения работы перфоратора. Пневматический телеско­пический поршневой податчик состоит из цилиндра 13 и поршня // со штоком 12. Вилкообразный упор 14 удерживает перфоратор от самопроизвольного поворота.

Перфораторы колонковые предназначены для бурения шпуров и скважин диаметром 40—65 мм и глубиной до 25 м (перфоратор ПК.60) и соответственно 65—85 мм и до 50 м (перфоратор ПК75) при проведении горных выработок буровзрывным способом в по­родах крепостью до / = 20 (см. табл. 3.1).

Колонковые перфораторы являются более мощными и тяже­лыми, чем переносные. Они состоят из податчика и двух основных узлов — вращателя и ударного механизма, что позволяет осуще­ствлять вращательно-ударное бурение. Независимое реверсивное вращение бурового инструмента осуществляется отдельным ти­хоходным планетарным пневмомотором, выполняющим также функции редуктора, что значительно упрощает конструкцию. Сжатый воздух в ударный механизм и во вращатель подается ав­тономно, что позволяет регулировать параметры удара и враще­ния бурового инструмента независимо друг от друга, устанавли­вая оптимальный режим бурения в зависимости от горно-геоло­гических условий. Дистанционное управление перфоратором исключает вредное воздействие вибрации на организм буриль­щика.

Смазка перфораторов. Своевременная смазка и правильный выбор смазочного материала являются решающими условиями вы­сокопроизводительной, надежной работы перфораторов. Для смаз­ки перфораторов применяют разные сорта масел в зависимости в основном от температуры окружающей среды. При низких тем­пературах (от —40 до +4°) вазелиновое масло; при средних — индустриальные масла марок И-12А, И-20А, И-ЗОА, И-45А; при высоких (от +24 до +40°) — компрессорное «М» и др.

Смазка перфораторов может производиться двумя способами:

1) путем устройства непосредственно в перфораторе масляной ванны, в которую заливается 0,1—0,15 л масла, что обеспечивает работу на 1—2 ч. Сжатый воздух, поступая по каналу и действуя как эжектор, захватывает постепенно масло из ванны и разносит его по другим каналам ко всем трущимся деталям перфоратора;

2) путем применения внешних автомасленок; устройство одной из них типа ФАМ завода «Коммунист» (г. Кривой Рог) показано на рис. 3.7. Автомасленка состоит из металлического резервуара 3 объемом 0,1— 0,5 л, в который заливается масло через пробку 5. Рукав, подводящий сжатый воздух к перфоратору, надевается

на ниппель /; масленка присое­
диняется к перфоратору посред­
ством гайки 7. Сжатый воздух
поступает в перфоратор через
фильтр 2 и далее по патрубку 9
проникает через отверстие 4 н
полость масленки, выдавливая
из нее постепенно масло через от­
верстие 6, перекрываемое регу­
лировочной иглой 8. Выдавлен­
ное масло захватывается сжатым
Рис. 3.7. Автомасленка для смазки пер- воздухом и разносится повеем
фораторов трущимся деталям перфоратора.

§ 6. Установочные приспособления для перфораторов

Пневмоподдержки (см. рис. 3.1, а), применяемые при бурении шпуров переносными перфораторами, обеспечивают поддержание перфоратора в необходимом положении и подачу его на забой с определенным осевым усилием. Пневмоподдержки по конструк­тивным признакам выполняются: с подвижным штоком¹ или с под­вижным цилиндром; реверсивные или нереверсивные; одноступен­чатые или двухступенчатые (телескопические), что необходимо для увеличения хода подачи.

Пневмоподдержка реверсивная (см. разрез на рис. 3.1, а) пред­ставляет собой подвижной цилиндр /, внутри которого находится поршень 3 со штоком 4. В головке 7 расположен кран управ­ления 6, кольцо 5 для удержания поршня при транспортировании, трубка 2 для подачи воздуха при обратном движении цилиндра, кронштейн 8 для крепления перфоратора. При рабочем движении, что соответствует подаче на забой, сжатый воздух поступает из пневмолинии в верхнюю полость цилиндра и выдвигает из него поршень со штоком. При обратном движении сжатый воздух по трубке 2 подается в нижнюю полость под поршень и шток вхо­дит в цилиндр.

Усилие Р_п, с которым пневмоподдержка раздвигается при подаче в нее сжатого воздуха, можно разложить на две составляю­щие: горизонтальную Р_г,. которая вместе с горизонтальной состав­ляющей усилия, приложенного к рукоятке перфоратора буриль­щиком, создает усилие подачи; вертикальную Р_ъ, которая компенсируется составляющей веса перфоратора и бурово­го инструмента, а также вертикальной составляющей уси­лия, приложенного бурильщиком к рукоятке перфоратора. По мере увеличения глубины шпура пневмоподдержка авто­матически раздвигается и перфоратор перемещается из положе­ния / в положение // ближе к забою. При этом уменьшается угол наклона пневмоподдержки, вследствие чего возрастает уси­лие подачи и уменьшается усилие подъема. При положении /// все распорное усилие, создаваемое пневмоподдержкой, затрачи-

вается на подачу перфоратора, аналогично телескопным перфо­раторам.

Податчики, применяемые при бурении шпуров и скважин ко­лонковыми перфораторами, обеспечивают подачу перфоратора на забой с необходимым осевым усилием на буровой инструмент. По конструктивным признакам они разделяются на винтовые, цепные и поршневые.

Винтовой пода/тик (см. рис. 3.1, б) смонтирован на колонке на станине, имеющей салазки, по которым перемещается перфо­ратор /. Принцип действия податчика (рис. 3.8) заключается в том, что от пневмомотора / через планетарный редуктор 2 крутя­щий момент передается ходовому винту 3, а от него ходовой гай­ке 4, прикрепленной к приливу перфоратора 5. Вследствие этого перфоратор получает подачу с необходимым осевым усилием, пе­ремещаясь на забой или обратно по салазкам на станине 6.

Цепной податчик (рис. 3.9) осуществляет перемещение перфо­ратора / вперед и назад с необходимым осевым усилием по направ­ляющим станины 2 посредством бесконечной тяговой цепи 3, к которой он прикреплен. Цепь натянута между натяжной звез­дой 4 и концевой 7, которые закреплены на концах станины. В ка­честве привода используется пневмомотор 5, передающий крутя-тций момент через редуктор и приводную звезду 6 тяговой цепи. Неподвижный люнет 8 предназначен для направления бурового «нструмента 9, Податчик крепится на кронштейне 10 колонки 11 "посредством пяты 12. Цепные податчики имеют большую массу

 

 

(30—150 кг) и громоздкую конструкцию, поэтому они применяются только с тяжелыми перфораторами, когда необходимо обеспечить большие ход и осевые усилия подачи.

Поршневые податчики представляют собой систему пневмо-цилиндра, связанного с корпусом перфоратора. Податчики этого типа могут быть выполнены с подвижным цилиндром или с под­вижным поршнем; они применяются главным образом в телескоп­ных перфораторах.

§ 7. Буровой инструмент перфораторов

В качестве бурового инструмента применяют буры или буро­вые штанги с головками или чаще со съемными коронками. При этом буры могут быть цельными или составными. Бур представ­ляет собой стержень, изготовленный из пустотелой буровой стали обычно круглого сечения диаметром 22—32 мм, реже — шести­гранного. Он состоит из головки или съемной коронки, стержня и хвостовика. Хвостовик воспринимает удары поршня перфора­тора, а головка бура или коронка воздействует на породу, раз­рушая ее. Головка бура или съемная коронка армируется пла­стинкой твердого сплава, что повышает стойкость в 15—20 раз. Осевой канал бура с отверстиями в головке или коронке имеет диаметр 7—9 мм и предназначен для подачи воды на забой шпура при бурении с промывкой или сжатого воздуха при бурении с про­дувкой. При бурении с пылеотсосом диаметр осевого канала при­нимают 12 мм.

Буры изготовляются из легированной стали с последующей по­верхностной закалкой токами высокой частоты, что увеличивает износостойкость в 3—4 раза по сравнению с бурами из углероди­стой стали.

Наибольшее применение получили составные буры, отличаю­щиеся от цельных тем, что они состоят из отдельных штанг, сое­диняемых между собой муфтами. Коронка соединяется со штангой с помощью резьбы или гладкого конуса с углом наклона 3° 31'. Последнее более удобно при съеме и установке коронки. При­менение составных буров позволяет вместо нескольких иметь один — составной бур, что облегчает их транспортирование и экс­плуатацию.

Наиболее широкое применение в горной промышленности по­лучили съемные коронки, армированные твердым сплавом. Кор­пус коронки изготовляется из легированной стали 35ХГСА или 9ХС. Выбор типа бура и коронок зависит от физико-механических свойств горных пород и условий бурения. Наибольшее распро­странение получили однодолотиые коронки, для трещиноватых пород — крестовые. По числу лезвий и схеме их расположения в головке коронки делятся на четыре группы (рис. 3.10): долот­чатые, крестовые, трехлезвийные и комби­нированные. Диаметр коронки D по ее лезвию составляет 28—52 мм; d = 24-^-40 мм; d_a = 8-f-10 мм; высота коронки Н ~

Рис. 3.10. Буровые коронки для перфораторов;

а, б — долотчатые, в, г, д — крестовые, е — комбинированная

= 60^-75 мм; h — 30-f-45 мм. В коронках просверливаются от­верстия для промывки и продувки шпура.

Коронки армируют пластинками из твердых сплавов — ВК15 для крепких пород с / ^ 12, ВК8 и ВК8В для пород с / = lO-j-12, ВК6 и ВК6В для пород с / < 10. Твердые сплавы представляют собой смеси порошков карбида, вольфрама и кобальта, спеченные при высокой температуре и давлении. Цифра в марке твердого сплава указывает на содержание кобальта в процентах. Сплавы с малым содержанием кобальта обладают более высокой твердо-стью, но они и более хрупки.

Заточку коронок ведут на специальных заточных станках в два приема: вначале производится черновая заточка абразивными кру­гами зеленого карбида кремния зернистостью 36—46 и твердостью МЗ-СМ1 при окружной скорости 15—20 м/с, затем чистовая за­точка на абразивных кругах из черного карборунда при окружной скорости 20—25 м/с. При заточке лезвие коронки охлаждают обиль­ной подачей раствора — не менее 10 л/мин Раствор состоит из 3—5 % эмульсола К, 3—3,5 % раствора мыла или 1—2 % рас­твора соды с добавлением 2 % масла. Правильно армированная коронка выдерживает до пяти заточек. При каждой заточке диа­метр коронки уменьшается на 1—1,5 мм. Не следует допускать изнашивания твердого сплава более чем на 1,5 мм после каждой ваточки.

Буровой инструмент и коронки обычно восстанавливаются централизованно в специально оборудованных автоматическими и полуавтоматическими линиями мастерских.

§ 8. Подавление пыли при бурении

При работе горных машин, в юм числе при бурении шпуров и скважин, образуется значительное количество пыли, системати­ческое длительное вдыхание которой рабочими может привести

к тяжелому профессиональному заболеванию — пневмокониозу. Пневматические перфораторы снабжены специальными устрой­ствами для пылеиодавления, которое осуществляется:

промывкой забоя шпура водой — с боковым подводом воды под давлением к буровому инструменту через специальную муфту М (см. рис..3.1., й) либо с центральным подводом воды по трубке, расположенной в перфораторе по его оси, и далее по осевому каналу в буре и через отверстия в коронке на забой шпура;

отсосом буровой мелочи либо непосредственно из устья шпура, что малоэффективно, либо из забоя шпура по каналу в буре и далее по осевой трубке в перфораторе, а из нее по гибкому рукаву в пылеуловитель. Здесь пыль осаждается, а очищенный.воздух вы­пускается в атмосферу. Разрежение, необходимое для отсасыва­ния пыли вместе с воздухом из забоя шпура, создается пнев­матическим эжектором, который устанавливается либо в перфораторе, в корпусе пылеуловителя, либо в пылштводящем рукаве.

Из описанных двух способов пылеподавления и удаления буро­вой мелочи из забоя наиболее эффективен первый — промывкой водой под давлением. В некоторых случаях к воде добавляют спе­циальные вещества, снижающие крепость породы. Способ буре­ния с промывкой отличается лростотой и надежностью; минималь­ными затратами времени на вспомогательные операции; повыше­нием стойкости бурового инструмента, так как он непрерывно охлаждается водой; полным удалением буровой мелочи из шпура; повышением скорости бурения на 15—20 96. Перфораторы с цен­тральной промывкой обычно имеют автоматически действующую блокировку включения и отключения воды при запуске и останов­ке перфоратора.

В тех случаях, когда применение воды при бурении шпуров крайне затруднено (например, в безводных районах страны) или нежелательно (в условиях вечной мерзлоты), применяют отсос пыли. Последнее связано с применением довольно громоздкого оборудования и дополнительным расходом сжатого воздуха, а также некоторым снижением скорости бурения.

Продувка шпуров и скважин достаточно эффективно очищает забой от породной мелочи, но приводит к дополнительному пыле» образованию, что ограничивает область применения этого способа,

§ 9. Эксплуатация перфораторов

Прежде чем начать работу в забое, необходимо тщательно ос­мотреть рабочее место и убедиться, что оно находится в нормаль­ном и безопасном состоянии, затем очистить забой от нависших кусков породы, проверить крепление выработки, а также отсут­ствие невзорванных зарядов в шнурах.

Категорически запрещается бурить остав­шиеся шпуры прежнего цикла (стаканы). Шпуры необходимо бу­рить в соответствии с утвержденным паспортом, соблюдая правила

 

безопасности. Забой должен иметь хорошие освещение и венти­ляцию.

Для нормальной работы необходимо строго соблюдать правила технического обслуживания и эксплуатации перфораторов и вы­полнять график планово-предупредительных ремонтов согласно заводской инструкции. Раз в три дня в мастерской должен про­водиться осмотр перфоратора с промывкой, через каждые 20 дней — текущий ремонт, а через 2 мес — средний ремонт. Запрещается разбирать перфоратор в забое. Перед началом работы необходимо проверять качество буровых штаиг и коронок, а также все соеди­нения воздушных рукавов и водяных коммуникаций, которые должны быть надежными и герметичными; давление сжатого воз­духа должно поддерживаться на уровне 0,5 МПа, так как его снижение приводит к уменьшению производительности перфора­тора.

Перед присоединением к перфоратору следует продуть воз­душный рукав и промыть водяной, залить масло в автомасленку, включить перфоратор без нагрузки на 30 с для смазки его деталей, открыть кран водяного рукава и проверить прохождение воды через промывочную трубку.

Не допускается бурение при отсутствии буродержа-теля и виброгасящего устройства или при их неисправности. Кроме виброгасящего устройства, устанавливаемого на перфора­торе, для предотвращения вредного воздействия вибрации реко­мендуется применять средства индивидуальной защиты рук от вибрации (виброзащитные рукавицы). Для уменьшения вредного воздействия шума, кроме установленного на перфораторе глуши­теля, следует применять индивидуальные средства защиты от шума (наушники, противошумные вкладыши).

Начинать бурение шпура следует забурником при постепен­ном включении пускового крана и незначительном осевом давле­нии на бур. При бурении необходимо: следить, чтобы ось перфора­тора совпадала с осью шпура; регулировать осевое давление бура на забой в зависимости от свойств буримых пород и давления воз­духа в сети; следить за температурой корпуса перфоратора; через каждые 2 ч работы заливать масло в автомасленку и проверять се работу; регулярно проверять надежность затяжки всех наружных деталей перфоратора. При забуривании и бурении нельзя поддерживать или направлять буровую штангу руками, особенно в рукавицах, так как это может привести к травмиро­ванию.

По окончании работы необходимо: закрыть вентиль подачи воды в перфоратор и выключить перфоратор; закрыть вентиль на линии, подводящей сжатый воздух; очистить перфоратор от грязи и протереть его; отсоединить воздушный и водяной рукава, свер­нуть их и подвесить на безопасном расстоянии от забоя; во избе­жание засорения закрыть отверстия грандбуксы, воздушного па­трубка и выхлопное; перенести перфоратор из забоя в безопасное место.

 

Глава 4

ГОРНЫЕ СВЕРЛА