Общие сведения о буровых станках

 

Для разведки, вскрытия или добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых, а также для различных вспомогательных целей в горных породах бурят вертикальные, горизонтальные или наклонные шпуры и скважины. Бурение – процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы путем разрушения горных пород в торцевом забое. Шпуром принято называть искусственное цилиндрическое углубление в горных породах диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Скважиной называют искусственное цилиндрическое углубление в горных породах диаметром более 75 мм и глубиной более 5 м.

 Бурение представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс. Стоимость производства буровых работ в крепких породах на открытых разработках достигает 36 % обшей стоимости выемки 1 т горной массы. От качества рыхления горной массы зависят производительность погрузочного и транспортного оборудования, их долговечность и эффективность эксплуатации. Наибольшее распространение на открытых горных работах получил вращательный способ бурения — шарошечными и резцовыми коронками. На способ бурения шарошечными коронками приходится до 80 % всех объемов бурения, тогда как вращательным способом с резцовыми коронками выполняется около 19 %, а ударным методом – до 1%.

Классификация буровых машин Буровые машины, применяемые на открытых разработках, классифицируются по:

A. способу разрушения горной породы;

B. способу приложения силовой нагрузки к буровому инструменту;

C. способу удаления продуктов разрушения от забоя скважины;

D. роду потребляемой энергии

E. способу расположения скважины;

F.  назначению.

ВИДЫ БУРОВЫХ СТАНКОВ

 

Станок ударно-канатного бурения – типа УКС или СБК (рис. 1) имеет тяжелый буровой инструмент 1 (массой 2000-3000 кг и диаметром до 300 мм), который поднимается на канате 2, огибающем головной блок 3 мачты станка, оттяжной 4 и направляющий 5 блоки и барабан 6 лебедки подъема. Оттяжной блок 4 установлен на балансире 7, который под действием кривошипно-шатунного механизма 8, 9, приводимого в действие от главного вала через шестерню 10, может совершать колебания вокруг оси направляющего блока 5.

При ходе балансира вниз (положение I) буровой снаряд падает с высоты 0,6-1,0 м и, ударяя по породе, разрушает ее. По мере углубления скважины растормаживают барабан 6 и сматывают канат, давая возможность буровому снаряду опускаться ниже. Во время бурения в скважину подливают воду. Разрушенная порода переходит во взвешенное состояние, образуя с водой шлам, периодически удаляемый из скважины желонкой, представляющей собой отрезок трубы со скобой для крепления подъемного каната сверху и с хвостовиком, имеющим клапан, открывающийся при опускании на грунт.

 Скорость подъема оттяжного блока 4 в положение II должна быть достаточной, чтобы не препятствовать свободному падению бурового снаряда, но и не слишком высокой, чтобы блок не начинал опускаться вниз прежде, чем снаряд ударит по породе; падение бурового снаряда происходит под действием его собственного веса. Длина каната, на котором подвешен буровой снаряд, должна быть такой, чтобы свободно висящий снаряд лезвием долота в нижнем положении на несколько миллиметров не доходил до породы. Во время бурения внедрение долота в породу будет сопровождаться сжатием амортизатора 11, на котором установлен блок 3. При этом в момент остановки бурового снаряда канат будет натянут и снаряд под действием усилия амортизатора и опускающегося оттяжного блока 4 начнет плавно подниматься вверх. Если канат будет короче, чем необходимо, то значительная часть энергии удара через амортизатор передастся станку, скорость бурения снизится, а станок будет испытывать большие динамические нагрузки. Излишняя длина каната также нежелательна, так как дает ему слабину: оттяжной блок сначала опускается, не поднимая бурового снаряда, а затем резко дергает канат, что приводит к динамическим ударам на станке.

 

 

Рис. 1. Буровой станок типа УКС