Классификация бурильных машин

14

                             СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………..3  

1.КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ МАШИН……………………………………. 4                                                       

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРИЛЬНЫХ МАШИНАХ                                                                                                                                                           

2.1  Способы бурения горных пород. …………………………………….......…6

2.2  Классификация бурильных машин……………………………………….....9

3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ                                                                                                    

3.1.  СБШ – конструкция, составные части, принцип работы………………... 10                                                                

3.2.  Конструкция шарошек для бурения скважин…………………………..…12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………...14

3.        СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………..………15 

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей, перед горнодобывающей промышленностью, является обеспечение прироста добычи полезных ископаемых в основном за счет повышения добычи наиболее эффективным открытым способом на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и горно-транспортного оборудования большой единичной мощности.

Увеличение объемов добычи полезных ископаемых на основе всемирного роста производительности труда рабочих горных предприятий – непременное условие экономического развития предприятий и различных горнодобывающих отраслей государства.

К машинам, применяемым на открытых горных работах, относятся: бурильные машины, машины для закладки взрывчатых веществ, выемочно-погрузочные, транспортирующие машины. Цель реферата – рассмотреть одну из классификаций горных машин. Следует ознакомится с соответствующей литературой и усвоить для себя основные принципы работы и устройства оборудования. В данной работе я рассматриваю бурильные машины а также способы бурения горных пород.

1.Классификация горных машин

Горные предприятия используют большое разнообразие машин различного функционального назначения, они относятся к группам: собственно горные машины, предназначенные для добычи полезных ископаемых и проведения горных выработок, горно-транспортные машины и стационарные машины.

Горные машины подразделяют на машины, производящие разрушение полезных ископаемых и пород, их погрузку на транспортные средства, выдающие полезное ископаемое или породу за пределы очистного или проходческого забоя, а также осуществляющие крепление в подземных условиях очистных и проходческих выработок.

Во многих случаях перед экскавацией горные породы необходимо рыхлить, для чего производят буровзрывные работы. Бурение скважин на карьерах ведется станками ударно-канатного, вращательного, шарошечного и термического бурения. В соответствующих горно-геологических условиях последние дают очень высокую производительность

Ряд горных машин производят не только разрушение, но и транспортирование или погрузку и транспортирование горной массы на значительные расстояния (бульдозеры, скреперы, погрузочно-транспортные машины).

Кроме основных машин для экскавации, бурения скважин и транспортирования горных пород, на карьерах используется большое число машин, выполняющих вспомогательные работы. Бульдозеры и скреперы применяются для зачистки полезного ископаемого, выравнивания поверхности перед укладкой рельсовых путей или при прокладке шоссейных дорог для автотранспорта.

Наибольшую производительность при добыче полезных ископаемых и проведении горных выработок (вскрышных работ при открытой добыче полезных ископаемых) обеспечивает комплексное использование машин различного функционального назначения, связанных с конструктивными и режимными параметрами и одновременно выполняющих свои рабочие функции по механизации основных и вспомогательных операций технологического процесса добычи полезного ископаемого (проведения горной выработки).

Исходя из этого, классифицируя оборудование для открытых горных пород по технологическому признаку, можно выделить семь классов:

машины для подготовки пород к выемке;

выемочно-погрузочные машины;

выемочно-транспортирующие машины;

транспортные машины;

сортировочно-обогатительное оборудование;

машины для вспомогательных работ.

Машины каждого класса делятся на группы, в каждой группе различают типы машин, отличающееся не характером выполняемой работы, а только конструкцией машины или узлов. Каждый тип машин может иметь несколько типоразмеров, отличающихся по параметрам, но совпадающих по конструкции. в данной работе рассмотрена классификация бурильных машин.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРИЛЬНЫХ МАШИНАХ

2.1. Способы бурения горных пород

В настоящее время в горной промышленности применяются четыре способа бурения горных пород: вращательный, ударный, вращательно-ударный и термический. Каждый способ имеет свою область применения и поэтому не может полностью вытеснить другие.

Вращательное бурение (рис. 1, а) производится вращающейся коронкой, ось вращения которой совпадает с осью скважины. Одно­временно коронке сообщается движение вдоль оси скважины (подача на забой). Каждое перо коронки при бурении движется по винтовой линии, скалывая передней гранью горную породу.

Этот процесс происходит непрерывно, вследствие чего достигается высокая скорость бурения. Вращательное бурение применяется только по породам средней и ниже средней крепости. Объясняется это тем, что при крепких породах режущие кромки коронки не в состоянии скалывать стружку значительной толщины и разрушают породу истиранием. При этом режиме работы резцы из металлокерамиче­ских твердых сплавов очень быстро изнашиваются, и скорость буре­ния становится очень малой. Производительно бурить скважины по крепким породам вращательным способом можно только алмазными коронками, но ввиду высокой стоимости и дефицитности алмазов применять алмазные коронки для массового бурения скважин нерен­табельно.

              Ударное бурение осуществляется двумя способами.

              1. По хвостовику бура (рис. 1, б) наносится удар, и лезвие ко­ронки, внедряясь, разрушает какой-то объем горной породы. После каждого удара коронка поворачивается на некоторый угол и посте­пенно разрушает породу по всему сечению скважины. Если коронку не поворачивать, то после нескольких ударов поверхность соприкос­новения лезвия с породой настолько увеличится, что внедрение лез­вия и разрушение горной породы прекратятся.

В некоторых бурильных машинах (станки ударно-канатного буре­ния) буровой инструмент разрушает забой, падая на него с некото­рой высоты под действием собственного веса.

При ударном бурении процесс разрушения породы происходит периодически, с перерывами для возвратного и рабочего хода удар­ника или для подъема и падения бурового инструмента. Длительность пауз во много раз превышает длительность процесса разрушения, что обусловливает относительно низкую скорость ударного бурения. Ударом можно создавать очень большие удельные нагрузки на лез­вие коронки. Кроме того, горные породы хрупки и под действием удара разрушаются легче, чем под действием статической нагрузки. Поэтому ударное бурение применяется для  по­род выше средней крепости. По породам ниже средней крепости применять ударное бурение нецелесообразно, так как оно уступает по производительности вращательному.

2. Удары по породе наносят зубья шарошки (рис. 1, г), перекаты­вающейся по забою скважины при значительном усилии подачи. Шарошечное бурение внешне протекает, как вращательное,- ­штанга, имеющая на конце шарошечное долото, вращается и по­дается на забой.

Шарошечное бурение более производительно, чем ударно-канат­ное, и в последнее время получает все более широкое применение на карьерах.             

Вращательно-ударное бурение осуществляется прижатой к забою   непрерывно вращающейся коронкой, по которой наносятся удары (рис. 1, в).

Под действием удара лезвие коронки внедряется в породу и раз­рушает ее. Процесс разрушения продолжается и в промежутках между ударами (под действием вращения коронки), хотя и с мень­шей интенсивностью. Этот способ бурения успешно применяется по породам средней и выше средней крепости. Скорость бурения при этом в два-три раза больше, чем при ударном способе.

Разновидностью вращательно-ударного способа является вибра­ционное бурение: непрерывно вращающийся буровой снаряд совер­шает частые колебания вдоль оси - вибрирует.

Рис. 1  Схемы различных способов бурения горных пород:

а- вращательное; б- ударное; в- вращательно-ударное; г- шарошечное; д- термическое

Термическое бурение (рис. 1, д) осуществляется специальными

станками. Продукты сгорания, имеющие температуру 2500—30000С, со сверхзвуковой скоростью выходят из сопла горелки и ударяются о породу. Порода под действием интенсивного нагрева растрески­вается и под механическим воздействием газовых струй разрушается. Горелка охлаждается водой, испаряющейся при выходе в забой скважины. Термическое бурение применяется по породам, имеющим кремнистое основание. Производительность его в десятки раз пре­вышает производительность бурения ударным способом.

Термическое бурение успешно может применяться по породам тугоплавким и с низкой теплопроводностью, которые растрески­ваются раньше, чем начинается их плавление. Плавление породы резко снижает скорость бурения и делает его невыгодным.

2.2.  Классификация бурильных машин

Бурильные машины классифицируются по способу разрушения горной породы, по роду потребляемой энергии и по назначению.

По первому признаку они делятся на машины вращательного бурения, ударного (ударно-поворотного), вращательно-ударного и термического.

              По назначению бурильные машины делятся на машины для буре­ния шпуров и небольших скважин (сверла ручные и колонковые и бурильные молотки)  и машины для бурения скважин среднего и большого диаметра (станки вращательного бурения, станки с пнев­моударниками, шарошечные, ударно-канатные и огневого бурения).

По роду потребляемой энергии бурильные машины делятся на электрические, пневматические, гидравлические и тепловые.

Бурильные машины с гидравлическими двигателями на открытых работах не применяются и поэтому здесь не рассматриваются.

К тепловым относятся станки термического бурения и станки, работающие с приводом от дизеля. Последние применяются при гео­логоразведочных работах и здесь не рассматриваются.

Сверла    и   бурильные     молотки     применяются на     карьерах с     малой    производственной мощностью и для подсобных работ (разбури­вание негабарита) на больших карьерах.

3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ

3.1. СБШ – конструкция, составные части, принцип работы

Принципиальное устройство станка шарошечного бурения показано на примере станка СБШ-250МНА-32 (СБШ-250МНА) (рис. 2), который предназначен для бурения вертикальных и наклонных скважин в сухих и обводненных, а также в трещиноватых породах.

Рис. 2.  СБШ-250МНА-32

Станок состоит из машинного отделения (2), гусеничного хода 4, кабины машиниста (5), мачты (7) и опор (6) для ее крепления. Все узлы рабочего органа смонтированы на мачте. Основные из них: вращательно­ подающий механизм, кассеты со штангами, механизм развенчивания штанг, верхний ключ с гидроприводом.              Мачта представляет собой пространственную сварную ферму, на верхней обвязке которой, смонтирована опора блока механизма подачи, на нижней – установлены гидроцилиндры канатно-поршневой системы подачи бурового става, механизма развенчивания штанг и верхний ключ. Заваливание мачты станка при переездах осуществляется двумя гидроцилиндрами (1).При работе станок горизонтируется тремя гидродомкратами (3). Буровой станок смонтирован на унифицированном гусеничном ходу УГ60.

Привод гусеничного хода состоит из электродвигателя и четырехступенчатого бортового редуктора, ведущая звездочка которого приводит в движение гусеничную ленту.

Свинчивание и развенчивание буровых штанг и шарошечного долота осуществляется шпинделем вращателя.

Кассета секторного типа вмещает три буровые штанги длиной по 8м.