книги / Повышение эффективности бурения шпуров при проведении горизонтальных горных выработок. Ч. 1

замены штанг, В нерабочем положении агрегат подвешивается у кров­ ли на расстоянии 20-30л/ от забоя.

Использование навесных установок и несъемных манипуляторов более рационально, чем всевозможных колонок, увеличивает произво­ дительность труда проходчика, облегчает его труд.

Однако навесным установкам и манипуляторам присущи недостатки. Производительность бурения за счет раздельного управления манипуля­ торами и увеличенного расхода времени на подготовительно-заключи­ тельные и вспомогательные операции ниже, чем при использовании * а - реток, DSLK. коэффициент использования машины во времени при исполь­ зовании манипуляторов МП-2 по сравнению с каретками снижается на 10#, Количество бурильных машин, устанавливаемых в забое, ограничи­ вается двумя. Конструкция манипуляторов рассчитана на бурение кли­ пового и подсобного ему врубов; бурение глубоких шпуров с прямыми врубами крайне затруднительно,

С позиции реализации основного преимущества навесных устано­ вок, совмещения в одном агрегате машин для выполнения различных

перспективны машины с вибрационным погрузочным органом, конструк­ ция которого^ позволяет устанавливать на машине три-четыре манипу­ лятора.

Применение буро-погрузочных машин позволяет увеличить в 2-2,5 раза скорость проходки, повысить производительность труда в 2-3 р аза.

3 , Автоматическая подача- и~ее~значение для повышения производительности бурения

Применение автоподатчиков тесно связано с конструктивными особенностями бурильной машины и повышением производительности бурения. Их правильное использование увеличивает техническую ско­ рость бурения машиной до максимальной и, наоборот, неправильное применение автоподатчиков снижает скорость бурения и производи­ тельность бурильщика.

При ударно-поворотном бурении могут применяться автоподачу*

чики" различных типов: с подвижным или неподвижным поршнем, канатно­ поршневые, винтовые (с вращающимися или неподвижным ходовым винтом),

Канатно-поршневой автоподатчик (ри с.6 ) обеспечивает подачу перфоратора при помощи тросов,перекинутых через ролики и присоеди­ ненных с одной стороны к штокам поршней, а с другой - к перфоратору.

Рис. 5. Автоподатчик с неподвижным поршнем.^ 1 - цилиндр; 2 - корпус податчика; 5 - пор­ шень со штоком; 7 - доздухоподапцие пат­

рубки; 5 - перфоратор; 6 - платформа

Винтовые автоподатчики с вращающимся винтом (ри с.7) имеют от­ дельный двигатель; от двигателя вращение передается-ходовому винту.

связанному с ходовой гайкой, которая при движении перемещает пер­ форатор.

Представляет интерес конструкция автоподатчика с неподвижным винтом фирмы "Гарднер-Денвер” (рис.8 ) . Автоподатчик приводится в действие от поршневого пневмодвигателя / , от которого через редук­ тор 2 усилия передаются гайке 3 , сидящей на неподвижном винте 4- •

Рид. 6 . Канатно-поршневой автоподатчик:

/ - рама; 2 - направляющие ролики; 3 - канат; ^ - цилиндр; 5 - поршень податчика; б - бо­ бышки; 7 - перфоратор; 8 - бур; 9 - поддержива­

Рис. 7 . Винтовой податчик с вращающимся винтом: 1 - рама; 2 - двигатель; з - планетарная пере­

У автоподатчика с цепным приводом усилие от пневмодвигателя на роликовую цепь передается через червячный редуктор.

Дифференциально-винтовые автоподатчики работают на основе ис­ пользования обратного хода поршня, а вибрационные - за счет усилий отдачи корпуса перфоратора.

~ 26 -

Наиболее рациональная конструкция автоподатчика должна обес­ печить:

1)оптимальное усилие подачи;

2)возможно большую длину подачи;

3)соосность бура со шпуром.

что зависимость между усилием и скоростью бурения характеризуется тремя режимами. При недостаточном усилии подачи имеет место чрез­ мерное отскакивание лезвия коронки от забоя шпура, контакт между породой и лезвием коронки слабый и скорость бурения значительно меньше максимально возможной. Во втором ^режиме каждый удар поршня обеспечивает максимальную эффективность разрушения породы, ско­ рость бурения при этом максимальная, усилие подачи оптимальное. При усилии подачи, превышающем оптимальное (третий режим), резко возрастает сопротивление вращению; в этом случае о увеличением усилия подачи скорость вращения уменьшается до нуля.

Оптимальное усилие подачи зависит от физико^механических

форатор, минимально возможная величина отхода корпуса перфоратора

нальная величина отхода перфоратора, от забоя обеспечивается 'цеп­ ным автоподатчиком, выпускаемым заводом "Коммунист". Хорошие ре­ зультаты с точки зрения обеспечения рациональной величины отскока достигаются также при поршневом и канатно-поршневом автоподатчиках. Последний изготовляется к кареткам СБК-4, СБК-2к.

Широко распространены в практике винтовые автоподатчики. Одна­ ко наличие винта отрицательно влияет на постоянство величины отхода перфоратора от забоя после удара бура о породу.

Этот недостаток в значительной степени устраняется в конструк­ ции автоподатчика с неподвижным винтом. Здесь величина отхода кор­ пуса перфоратора остается постоянной за счет того, что в погашении усилий отдачи принимает участие целиком вся система установки "пер- форатор-ав топода тчик-кар етка"•

2. Длина подачи. При бурении много времени тратится’ на вспомо гательные операции, и,в частности,на забуривание шпура и замену бу­ рав. Относительные затраты времени на эти операции растут с увели­ чением чистой скорости бурения. Для снижения непроизводительных затрат времени автоподатчик по конструкции должен обеспечить воз­ можно большую длину подачи, в идеальном случае равную глубине шпура.

датчикам; при большей длине винта подачи конструкция привода услож­ няется и отрндательно влияет на постоянство величины отхода перфо­ ратора от забоя после удара бура о породу.

Конструктивно проще осуществить большую длину подачи и одно­ временно обеспечить оптимальную величину отхода корпуса перфорато­ ра от забоя в автоподатчиках цепного и канатно-поршневого типов; наиболее перспективны цепные автоподатчики как более надежные в работе и обеспечивающие большие возможности для автоматизации бу­ рения.

Применение длинноходовых автоподатчиков позволяет повысить , оизводительность труда также и при.вращательном бурении. За счет

сокращения времени на вспомогательные операцйи время обуривания забоя длинноходовыми сверлами уменьшается более чем в 3,5 раза по сравнение со сверлами ЭБК-2м. Конструкции длинноходовых подат­ чиков с электро- и пневмоприводами для манипуляторов и кареток разраббтаны инженерами Томского электромеханического завода по определению О.Д.Алимова.

Наличие буродержателя у устья шпура и опорной колонки в сред­ ней части автоподатчшса нормализует процесс бурения на всю глубину шпура; забуривание шпура ведется при этом бурильщиком без посторонней помощи с заданной максимальной скоростью.

4. Автоматическое бурение. Применение автоподатчиков, рассчи­ танных на полную глубину шпура, упрощает решение автоматизации уп­ равления процессом бурения.

В теоретических работах предполагается решить автоматизацию регулирования работы податчика и перфоратора по скорости подачи: при установившемся режиме бурения скорость подачи остается посто­ янной^ усилие подачи изменяется. Как показали исследования,регу­ лирование процесса бурения при постоянных усилиях подачи обуслав/- ливает возникновение негармонических колебаний корпуса перфорато­ ра и приводит к нерациональному использованию мощнооти машины.

При установившемся режиме и постоянной скорости подачи более целесообразно регулировать процесс бурения по рациональному отхо­ ду корпуса перфоратора при бурении. Корпус перфоратора при нали­ чии в его конструкции специального датчика будет совершать гармо­ нические колебания* постоянство которых можно поддерживать неза­ висимо от изменения внешних условий бурения, т .е . нарушения* режи­ ма бурения. Например, с увеличением крепости пород отход перфора­ тора меньше, чем установившаяся скорость подачи, гармоничность колебаний нарушается, что уменьшает величину подачи путем частич­ ного перекрытия поступления сжатого воздуха. Изменение давления сжатого воздуха или затупление коронки бура приводит к аналогич­ ным результатам.

Конструктивно выполнить систему автоматического регулирования возможно при использовании в конструкции автоподатчика самотормозящей пары, как, например, в цепных автоподатчиках*

Испытания первого образца регулятора подачи П.И.Федотова в шахтных условиях показали, что при бурении в породах с коэффициен­ том крепости 10-12 перфоратором весом Юкг с регулятором подачи скорость бурения увеличивается в 2,8 раза по сравнению с бурением без регулятора. В процессе бурения наблюдалась ритмичная работа перфоратора и бур не заклинивался в шпуре.

Ikким образом, автоматизация регулирования процесса бурения является резервом повышения производительности труда при бурении шпуров.

В Советском Союзе разработан рациональный ряд автоподатчиков ПВ (винтовой), ПП (поршневой) с длиной подачи 1200, 2 4 0 0 /^ и ПЦ (цепные) с длиной подачи 1200, 2400 и ЗбООлгд? *

Наибольшая производительность в крепких породах достигается при бурении колонковыми перфораторами, устанавливаемыми на каретке, а также вращательно ударными машинами. Они же обеспечивают наи­ большие возможности для автоматизации процесса бурения и облегчают

труд бурильщика.

Перспективно использование навесных установок.

В породах с коэффициентом крепости ниже б наиболее производи­ тельны колонковые электросверла, устанавливаемые на каретках и ма­ нипуляторах. В породах с коэффициентом крепости до 3-4 можно успеш­ но применять ручные электросверла.