Материал: Недин В.В. Буровзрывные работы учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Оборудование и инструмент для бурения шпуров

39

Характерной особенностью электросверла является то, что скорость подачи не зависит от скорости вращения шпинделя и автоматически регулируется в зависимости от крепости породы. Осевое усилие шпинделя регулируется клапаном в пределах

100—1000 кг.

Основными преимуществами современных электросверл по сравнению с перфораторами являются: работа на электрической,

а не на пневматической энергии, высокая производительность (в

очень мягких и ломких породах), значительно меньшее пылеоб-

разование при бурении.

Основным недостатком электросверл является ограниченная область применения—лишь в породах относительно небольшой крепости.

Инструмент, применяемый для сверления шпуров ручными

или колонковыми электросверлами, носит название резца. В настоящее время применяют только съемные резцы. В послед­ ние годы разработано несколько стандартных форм резцов для

бурения по углю и по породе, отличающихся друг от друга гео­ метрией, размерами углов и граней. Резцы бывают: 1) из угле­ родистой стали; 2) наплавленные твердым сплавом и 3) армиро­ ванные твердым сплавом (ВК-8, В К-6). Наибольшее распростра­ нение получили резцы, армированные твердым сплавом.

На рис. 8 показан стандартный резец для бурения по породе,

армированный твердым сплавом.

Штанги для электросверл изготовляются из витой стали пря­ моугольного и ромбического профилей.

В табл. 9 приведены нормы расхода твердого сплава при бу­ рении электросверлами по углю и по породам.

Таблица 9

Нормы расхода твердого сплава при бурении электросверлами

по углю и передам

Коэффициент

 

 

Норма рас­

крепости по

Характеристика угля или

пород

хода твердо­

шкапе Про-

го

сплава на

тодьяконова

 

 

1

пог. мг

 

Бурение угля ручным электросверлом

 

 

Весьма

крепкие антрациты с

включением

 

0,127

кварцитов и колчеданов ...

..........................

 

Средней крепости угли и антрациты с частич­

 

ными включениями кварцитов и колчеданов . . .

0,076

 

Бурение породы колонковым электросверлом

 

8—12

Крепкие песчаники и

известняки .........................

1,04

6-8

Некрепкие песчаники

и крепкие песчанистые

0,35

5—6

сланцы..................................................................................

 

Глинистые и мягкие

песчанистые сланцы . . .

0,09

40

Горные породы и буровые работы

Пневматические -сверла.

Пневматические сверла применяют главным образом по ус­ ловиям безопасности в угольных шахтах, опасных по газу или пыли.

Пневматическое сверло представляет собой механизм рота­ ционного действия. Вращатель имеет эксцентрично установлен­ ное колесо, в прорезях которого помещены алюминиевые лопат­

ки, прижимаемые центробежной силой к стенкам кожуха. Сжа­ тый воздух подводится по гибкому шлангу, а затем поступает через кран у рукоятки сверла. Отработанный воздух выходит через выпускные каналы.

По сравнению с перфораторным бурением, бурение пневма­ тическими сверлами имеет следующие преимущества: 1) меньше расходуется воздуха; 2) меньше образуется буровой пыли;' 3) меньше утомляется рабочий, так как отсутствует сильная'

вибрация; 4) меньше изнашиваются детали.

Недостатком пневматических сверл является то, что они при/

меняются только в мягких породах.

Иностранные фирмы изготовляют несколько типов пневмати­ ческих сверл. Фирма Флоттман выпускает три типа: 1) быстро­

ходные весом 11 кг с грудным упором (он облегчает внедрение сверла в породу); 2) быстроходные весом 11,5 кг без грудного упора; 3) тихоходные (125 об/мин) весом 14 кг без грудного упора.

На Выставке достижений народного хозяйства СССР демон­

стрировалась новая конструкция пневматического сверла СПР-11,

предназначенного для сверления шпуров диаметром 36—50 мм в крепких углях и мягких породах в шахтах, опасных по газу и

пыли.

 

.

Сверло СПР-11 состоит из трех основных частей:

1) верхней

крышки корпуса с коромыслом и масленкой;

2) корпуса в сбор­

ке с пусковым устройством и ротационным

пневмодвигателем;

3) двухпланетарного редуктора со шпинделем.

 

Сжатый воздух из магистрали поступает в сверло по гибко­

му шлангу. Пуск сверла осуществляется нажатием

на планку

курка. Курок отодвигает вентиль, который закрывает доступ сжа­

того воздуха в камеру между статором и ротором двигателя. Попадая в камеру двигателя, воздух давит на лопатки ротора и заставляет вращаться ротор вместе с валом. При помощи ше­ стерни ротора, находящейся в зацеплении с шестернями двух­ ступенчатого редуктора, вращение передается на шпиндель.

Рабочий инструмент вставляется хвостовиком в шпиндель и удерживается от проворачивания ребрами, заходящими в спи­ ральные пазы патрона.

Оборудование и инструмент для бурения шпуров

4!

Техническая характеристика сверла СПР-11

 

Давление сжатого воздуха, кг/см2 ...............................

 

 

5

Расход воздуха под нагрузкой, м3/мин ......................

 

. . .

2

Мощность на шпинделе, л. с..................................

 

2

Крутящий момент на шпинделе, кгсм:

.

492

 

при двухпланетарном редукторе........

 

при однопланетарном редукторе ..........................

 

 

278

Скорость вращения шпинделя, об/мин:

 

 

 

под нагрузкой:

 

290

при двухпланетарномредукторе ......................

 

при однопланетарном редукторе ............................

 

 

515

на холостом ходу:

 

390

при двухпланетарномредукторе......................

 

при однопланетарном редукторе ...........................

 

 

690

Основные размеры, мм:

 

370

 

длина .................................................................

 

345

ширина..............................................................................

 

 

Вес (без буровойштанги),кг................................................

 

 

12

Внутренний диаметршланга, мм .....................................

 

 

16

§ 2. Оборудование для ударного бурения шпуров

Классификация перфораторов

 

Перфоратор представляет собой машину с ударным порш­

нем, работающую на сжатом воздухе. По условию применения и способу установки в забое перфораторы делятся на три класса; ручные, телескопные и колонковые.

Ручные перфораторы имеют вес от 15 до 35 кг и применяются для бурения шпуров в любом направлении в мягких породах, а также в породах средней и выше средней крепости. Бурение ручными перфораторами производится с поддерживающих пнев­

матических колонок или с руки.

Телескопные перфораторы имеют вес от 30 до 60 кг и пред­

назначены для бурения вертикальных и слегка наклонных вос­ стающих шпуров. Название «телескопные» они получили от те­

лескопного устройства, которое обеспечивает подачу и поддер­

жание перфораторов в процессе работы.

Колонковые перфораторы имеют вес от 35 до ПО кг и приме­

няются для бурения горизонтальных и слабо наклонных шпуров

в крепких и весьма крепких породах. Во время бурения колон­ ковые перфораторы устанавливаются на распорных колонках или на буровых каретках, жестко раскрепленных между подош­ вой и кровлей или между стенками выработки. Подача перфора­ тора вперед осуществляется специальным механизмом — авто­ податчиком.

Каждый из вышеперечисленных классов перфораторов по

весу и мощности подразделяют на три типа: легкие, средние и

42 Горные породы и буровые работы

тяжелые. Классификация современных перфораторов приведена в табл. 10.

Таблица 10

Классификация перфораторов*

Группы по мощности (ориентировочно)

 

 

Классы перфораторов

 

 

ручные

телескопные

колонковые

типы

марки

типы

марки

типы

марки

Легкий |

РП-17

 

 

 

РПМ-17

 

 

 

 

Для какой крепости пород рекомендует­ ся ( / по шкале Протодьяконова)

До 10

 

 

ПА-23

 

пт-зо птс-

 

 

 

 

 

ПРС-3

Легкий

(опытный

 

До 14

II

Средний

быстро­

(быстро­

 

 

ударный)

 

ударный)

 

 

 

 

 

 

 

ПТ-20

 

 

 

III

Тяжелый

ОМ-506

I

ТП-4

Легкий

КЦМ-4

До 16

ПР-35

Средний I

ПТ-45

 

 

ПР-ЗОК

 

 

 

 

 

IV

 

Тяжелый

ТТ-70

Средний

КС-50

18—20

 

 

 

 

(опытный)

 

 

 

 

 

 

 

 

(

ПК-60

20

 

 

 

 

 

Тяжелый

КТ-70

 

 

 

 

 

1

(опытный)

 

По принципу действия все современные перфораторы анало­ гичны. Главные различия между отдельными классами и типами заключаются в весе и размере. Разные марки перфораторов име­ ют свои конструктивные особенности, преимущественно в возду­ хораспределительных устройствах.

'2. Ручные перфораторы

Рассмотрим устройство и принцип действия одного из рас­ пространенных ручных перфораторов марки ПА-23 (рис. 9). Поршень 1, помещенный в цилиндре 2, совершает под действием сжатого воздуха возвратно-поступательное движение. При дви­ жении вперед поршень своим штоком 3 наносит удар по хвосто­

вику бура 4. Перемещение поршня в цилиндре достигается по­ очередным поступлением сжатого воздуха в переднюю и заднюю

* Классификация составлена канд. техн, наук А. К. Сидоренко.

Оборудование и инструмент для бурения шпуров

43

полости цилиндра. Регулирование поступления сжатого воздуха в цилиндр перфоратора производится при помощи воздухорас­

пределительного устройства 5.

Рис. 9. Перфоратор ПА-23

При обратном ходе поршня осуществляется поворот бура

при помощи поворотного механизма, состоящего из храпового механизма 6, геликоидального стержня 7, геликоидальной гайки 8 (вставленной в поршень /) и поворотной буксы 9.

Для удаления буровой мелочи из шпура перфоратор имеет

промывное устройство с водяной трубкой 10, которая проходит

по оси перфоратора и входит непосредственно в центральный канал бура. Такой способ подачи воды для промывки называет­ ся осевым.

Для предотвращения выпадения бура в процессе бурения, а

также для извлечения его из шпура служит буродержатель И.

Воздух поступает в перфоратор по воздушному патрубку 12,

44

Горные породы и буровые работы

вода — по водяному (патрубку 13. Для

регулирования подачи

воздуха

перфоратор имеет пусковой

кран 14, находящийся в

крышке 15 цилиндра. Поступление воды регулируется водяным краном 16, соединенным с водяным ^патрубком 13 через шланг

/7.

Воздухораспределительное устройство с кольцевым (трубча­

тым) клапаном, которым снабжен перфоратор ПА-23, представ­ лено на рис. 10. К собственно воздухораспределитель ному

устройству относятся: клапан­ ная коробка 1, направляющая клапана 2, крышка клапанной коробки 3 И кольцевой кла­ пан 4.

Сжатый воздух по каналам

5 поступает в кольцевую каме­

ру 6. При крайнем левом поло­ жении клапана 4 (рис. 10, а) сжатый воздух из камеры 6, че­ рез кольцевое пространство 7

(между клапаном и крышкой

клапанной коробки) поступает

Рис. 10. Схема воздухораспредели­ тельного устройства с кольцевым клапаном

в левую (рабочую) часть ци­ линдра и, давя на поршень, пе­ ремещает его вперед (рабочий ход). В это время правая часть цилиндра через кольцевые вы­ точки 8 соединена с выхлопным отверстием 9. При своем дви­ жении вперед поршень закры­ вает кольцевые выточки и в дальнейшем начинает сжимать

отсеченный в правой части

цилиндра воздух. Последний по каналу 10 в корпусе цилиндра и по каналу 11 в корпусе клапанной коробки попадает в коль­

цевое пространство 12 и давит на клапан 4 слева.

При дальнейшем движении поршень открывает выхлопное отверстие 9 и левая часть цилиндра сообщается с атмосферой.

Давление в ней падает до атмосферного. Клапан 4 под давле­ нием слева перемещается в крайнее правое положение, соединяя камеру 6 с кольцевым пространством 12 и одновременно отде­ ляя кольцевое пространство 7 от камеры 6.

При крайнем правом положении клапана 4 (рис. 10, б) сжа­ тый воздух из камеры 6 по каналам 11 и 10 начинает поступать в правую часть цилиндра и, давя на кольцевую поверхность поршня, перемещает его назад (холостой ход). В дальнейшем

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124705