книги из ГПНТБ / Зенков Л.Ф. Техническое нормирование на железорудных карьерах

подъема снаряда. Одним из главных показателей режима буре* ния является продолжительность чистого бурения от чистки до чистки скважины.

Оптимальная продолжительность чистого бурения от чистки до чистки скважины должна находиться в строгом соответствии с физико-механическими свойствами породПри увеличении кре­ пости породы увеличивается продолжительность чистого бурения от чистки до чистки скважины.

Забуривание скважины производится обязательно с примене­ нием направляющего раструба и забурной трубы при сниженном числе ударов снаряда в минуту (до 35—40), возрастающем к концу забуривания. Высота навески лезвия долота над забоем, при забуривании скважины должна быть равна нулю. Глубина забуривания от 2,0—2,5 м в мягких породах и до 0,8—1,0 м в крепких.

При чистке скважин особо важное значение имеет чистота желонирования, т. е. наиболее полное удаление шлама из сква­ жины е целью снижения, по возможности, затрат полезной энер­ гии снаряда на преодоление сопротивления шлама-

Для удаления шлама из скважины применяются желонки с полусферическим и плоским клапаном.

В условиях работы Среднего Урала, где в течение года пре­ обладает низкая температура, следует применять желонку с по­ лусферическим клапаном. Наружный диаметр желонки должен соответствовать диаметру применяемых буровых штанг. Длина желонки должна быть 2,0—2,5 м.

Густота шлама в скважине должна обеспечивать полное взве­ шивание частиц, чтобы исключить излишнюю работу по вторич­ ному их дроблению долотом в забое скважины. Так как мягкие породы имеют небольшой объемный вес, то при бурении их до­ пускается жидкий, очень подвижный шлам. В породах средней крепости шлам должен быть более густым, но вместе с тем до­ статочно подвижнымПри бурении в крепких породах шлам дол­ жен быть еще более густым, чтобы удержать тяжелые частицы во взвешенном состоянии. Особенно густым должен быть шлам при бурении сильно трещиноватых пород. В таких случаях в шлам иногда добавляется глина, которая, вдавливаясь в трещи­ ны стенок скажины, удерживает их от обрушения.

Высота шламового столба в скважине при поднятом буровом снаряде в мягких породах составляет 2,0—2,4 ж, а в весьма креп­ ких— не более 1,0—1,3 м.

При бурении вязких глин на Магнитогорском карьере вместо обычного способа бурения с желонением применили долота с закрытыми водоканалами. При бурении таким долотом не тре­ буется удалять шлам при помощи желонки, так как часть выбу­ ренной глины, уплотняясь, вдавливается в стенки скважины, а остальная часть, заполнив водоканалы, вместе с долотом подни­ мается на поверхность, где происходит очистка долота.

41

методом наблюдения минимально необходимые затраты (норма­ тивы) времени на отдельные операции, входящие в состав рабо­ ты, и правильно запроектирован сам состав работы, т. е. круг обязанностей рабочих по обслуживанию станка.

В состав работы при ударно-канатном бурении скважин вхо­ дят:

Подготовительно-заключительная работа (операции): а) приемка и сдача смены; б) осмотр забоя и места работы;

в) опробование станка в работе; г) заготовка пробок для скважин;

д) осмотр и замер пробуренных скважин; е) закрывание скважин после бурения. Основная работа (операции):

а) забуривание; б) собственно бурение-

Вспомогательная работа: а) смена долот; б) заливка воды;

в) чистка скважин от шлама желонкой; г) передвижка станка; д) смазка и текущий уход за станком;

е) отцепка-прицепка желонки к тросу.

Ряд вспомогательных операций — заливка воды в скважину, отцепка-прицепка желонки и т. п. совмещаются во времени с выполнением основных и вспомогательных операций, поэтому при нормировании затраты времени на них не учитываются.

Работы по выравниванию и очистке пути для передвижения станка обычно выполняются вспомогательными бригадами, по­ этому в состав работы основной бригады они не включаются.

Производительность бурения зависит от ряда факторов, основ­ ными из которых являются: тип и характеристика станка; фор­ ма головки, угол приострения и длина рабочего лезвия долота; вес бурового снаряда; физико-механические свойства горных по­ род; режим работы станка и самого процесса бурения; организа­ ция труда и подготовка рабочего места; квалификация рабочих и общая организация производства.

При исследовании процесса должны быть выявлены как дли­ тельность операции, так и влияние указанных выше факторов на затраты времени при выполнении рабочими тех или иных опера­ ций, а также на общее время загрузки рабочих и станка.

Таким образом, исследование процесса бурения должно про­ водиться комплексно, охватывая трудовой и технологический про­ цессы, что должно быть учтено в документации по наблюдениям.

В качестве иллюстрации методики проведения исследований при установлении единых типовых норм на ударно-канатное бу­ рение может служить работа, проведенная нормативно-исследо­ вательским сектором Уралгипроруды.

43

IV. Характеристика шламового режима

1. Расход в о д ы ___________________________________________________ __л

2.Консистенция шлама--------------------------------------------------------------------------

3.Плотность шлама___________________________________________________

V I. Организационно-технические условия

1.Обслуживающий персонал, количество обслуживаемых станков, расстоя­ ние между станками_______________________________________________ н,

2.Обеспеченность станка долотами, водой, электроэнергией, инструментом приспособлениями, смазочными и обтирочными материалами, ловильным инструментом, шаблонами и д р . -------------------------------------------------------

VII. Особые условия, повлиявшие на производительность станка

Искривление скважин, их обводненность, осыпание стенок скважин, при­ хваты инструмента, прострелнванне скважин, потерн воды (шлама), ликви­ дация суженных мест скважин.

Подпись

После проведения наблюдений и первичной обработки фотохронометражного материала можно приступить к определению нормативов на отдельные операции процесса бурения скважин.

Большое количество проведенных наблюдений за работой пе­ редовых машинистов станков ударно-канатного бурения позволи­ ло, прежде всего, установить следующие общие организационно­ технические условия работы буровых станков:

46

1.Диаметр буровых скважин, как правило, составлял 200 и 215 мм, реже — 210 мм.

2.Глубина скважин, пробуренных в период фотохрономет-

бурового снаряда, который у станков БУ-2 в условиях скальных

го снаряда недостаточного веса бурение скважин производилось с пониженной скоростью, обусловившей и низкую сменную про­ изводительность станка, зафиксированную при наблюдениях.

4.Наблюдаемый режим работы станка, характеризующийся высотой подъема бурового онаряда 0,9 м и числом ударов в ми­ нуту 54, соответствовали рациональному режиму бурения во встреченных при бурении горных породах.

5.Долота, применяемые при бурении скважин, во всех слу­ чаях имели копытообразную форму, в основном соответствующую характеру буримых пород, часто трещиноватых.

Нельзя не отметить неудовлетворительную заправку долот, оказавшую влияние на производительность станков.

6.Некоторая часть станков, работа которых наблюдалась, не имеет механизма для свинчивания и навинчивания долот, вслед­

ствие чего операции по замене долот производились медленно, с заметным снижением коэффициента использования станков во времени, особенно при бурении крепких и весьма крепких пород.

7.Часто испытывался недостаток в долотах, вызывавший простои станков, а также влиявший на скорость бурения, когда приходилось бурить затупленными долотами.

8.Вода для бурения скважин в большинстве случаев подво­ дится к станкам по специальному водопроводу, а в отдельных

случаях — на автомашинах. Наибольшее расстояние подноски воды к станку вручную (в ведрах) достигает 40—50 м. Следует отметить, что снабжение буровых станков водой не всегда на­ лажено, и отсутствие воды является причиной простоев, которые, например, по Гороблагодатскому рудоуправлению составляют 9,5% общего количества устранимых потерь. Перебои со снаб­ жением станков водой неминуемо сказываются и на шламовом режиме, который в этом случае может вынужденно не соблю­ даться в ущерб производительности станка.

9. Автор не делает выводов о влиянии на производительность станков действительно соблюдаемого шламового режима при бу­ рении, так как для этого необходимо проведение специальных исследований. Поэтому в последующих расчетах ориентируемся на тот шламовый режим, который фактически соблюдался пере­ довыми мастерами ударно-канатного бурения в период фотохронометражных наблюдений.

47

10. Общее техническое состояние станков, за работой которых проводились фотохронометражные наблюдения, нельзя считать вполне удовлетворительным, что подтверждается наличием боль­ ших внутрисменных простоев станков из-за их ремонта.

11. Коэффициент использования буровых станков во времени (табл. 2) низок и находится в пределах 0,43—0,68, что является следствием потерь рабочего времени из-за простоев, вызываемых организационно-техническими недостатками, основные из кото­ рых отмечены выше.

Таблица 2

Фактический коэффициент использования станков во времени по фотохронометражным наблюдениям

12. Особенности и приемы работы передовых рабочих был обобщены и приведены выше в разделе «Организация работ и технология бурения скважин станками ударно-канатного дейст­ вия».

13Классификация пород по буримости, принятая на карье­ рах по шкале б. треста «Уралруда», имеет только петрографиче­ скую характеристику, что недостаточно для разработки единых типовых норм на ударно-канатное бурение.

Так, при анализе данных фотохронометражных наблюдений обращают на себя внимание случаи несоответствиямежду кате­ горией пород по шкале б. треста «Уралруда» и действительной буримостью пород, характеризуемой скоростью бурения. Напри­ мер, при определении категории буримости пород туфо-сланцевой толщи по петрографическому признаку они относятся к V кате­ гории по шкале б. треста «Уралруда», а по скорости чистого бу­ рения (100, 90, 89 мм/мин) их нужно отнести к I—II категории; или слегка трещиноватые скарнираванные авгитовые порфириты, отнесенные к VII категории по шкале б. треста «Уралруда», по скорости чистого бурения (45, 48, 54, 56 мм/мин) должны быть отнесены к IV—V категории этой шкалы-

Поэтому выявилась необходимость разработать классифика­ цию горных пород по буримости.

48

Ш к а л а б у р и м о с т и г о р н ы х п о р о д

При составлении классификации пород по буримости за осно­ ву принято отнесение пород к той или иной категории, согласно скорости бурения при определенных горнотехнических условиях. За исходное положение принята скорость бурения станком БУ-2 при следующих условиях:

1)вес бурового снаряда 1250 кг;

2)высота подъема снаряда 0,9 м;

3)число ударов в минуту 54;

4)диаметр скважины (длина лезвия долота) 215 мм.

Вес бурового снаряда принят в расчете на полное использо­ вание мощности станка БУ-2 с учетом неизбежно меняющегося веса из-за износа долота, а высота подъема снаряда и число его ударов определены исходя из требований наиболее рациональ­ ного режима работы станка в условиях скальных пород, имею­ щих преимущественное распространение на горнорудных пред­ приятиях.

Определение скорости бурения, приведенной к стандартным условиям, произведено на основании существующей зависимости скорости бурения от веса бурового снаряда, величины его подъе­ ма, частоты ударов и диаметра долота, а именно: скорость буре­ ния прямо пропорциональна весу бурового снаряда, высоте его подъема, числу ударов снаряда в минуту и обратно пропорцио­ нальна квадрату диаметра долота (скважины) *.

Зная отклонение действительных параметров от стандартных и руководствуясь указанной зависимостью, можно определить со­ ответствующие поправочные коэффициенты к фактической ско­ рости бурения:

Применяя эти коэффициенты, определяли скорость бурения, приведенную к стандартным условиям.

При разработке классификации горных пород по буримости было принято, что все породы, в которых производилось бурение

скважин, нужно разбить по признаку буримости на 10 катего­ рий, располагая их в порядке убывающей степени буримости. Такое количество категорий нужно считать вполне достаточным, что подтверждается практикой рудников б. треста «Уралруда», Магнитогорского рудника, предприятий цветной металлургии и других горных предприятий (Приложение 3).

По данным фотохронометражных наблюдений, скорость бу­ рения, приведенная к стандартным условиям, колеблется от 10

до 255 мм/мин.

При разработке шкалы классификации низший предел скоро­ сти бурения принят 10 мм/мин, а высший —• 100 мм/мин и вы ше, так как торные породы, скорость бурения в которых превы­ шает 100 мм/мин, свободно разрабатываются экскаватором без буровзрывных работ.

К первой категории отнесены горные породы, характеризую­ щиеся наибольшей скоростью бурения (100 мм/мин и выше), а к последней категории — породы с показателем скорости буре­ ния 10—15 мм/мин.

Последняя категория буримости подразделяется на две под­ категории, так как изменение скорости бурения для пород этой категории на 1—2 мм/мин сильно сказывается на производитель­ ности станка в смену.

Горные породы с промежуточным значением скорости буре­ ния отнесены к остальным категориям шкалы с принятой разни­ цей в скорости бурения между соседними категориями до 22% .

Шкала буримости горных пород, составленная на основании вышеизложенного, приведена в табл. 3-

50