Слайд 2
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ БУРИЛЬНЫХ МАШИН И СПОСОБОВ БУРЕНИЯ
По
назначению бурильные машины делятся на машины для :
Образования шпуров*
по углю и горным породам ,
Проведения скважин** различного назначения:
- разведочных,
- вентиляционных,
- дренажных,
-дегазационных и др.
*Углубление (глубиной до 5 м при диаметре до 75 мм) в горной породе, бетоне для зарядов при взрывных работах.
Шпур большего диаметра – скважина**,
Длиной более 5 м — глубокая скважина.
Слайд 3
Бурильные машины
По способу разрушения горной породы
По роду потребляемой
энергии
Слайд 4
По способу разрушения горной породы
Слайд 5
1.1. Ударно-поворотное бурение
Клиновидный инструмент => кратковременная, значительная ударная
нагрузка Fyд по оси. При этом малы:
- Осевое усилие прижатия
инструмента,
- Крутящий момент .
α = 90 ÷120° – угол заострения бура
После удара инструмент отскакивает от забоя и поворачивается механизмом на β (10—20°).
=> Разрушение породы (борозды1-1, 2-2, 3-3)
глубиной h и скалывание ее под действием горизонтальной составляющей F6
α = 90 ÷120° – угол заострения бура
Слайд 6
1.2. Вращательное бурение
Резец (осевое усилие подачи Fос и
крутящий момент МКР ) движется поступательно , отделяя по винтовой линии
срез толщиной h.
Ударные нагрузки отсутствуют. Разрушение: резанием, смятием и раздавливанием.
«+»: Непрерывность => производительность;
разрушение породы крупным срезом =>
пылеобразования и удельных энергозатрат;
Отсутствие вибрации.
«-»: ограниченная по крепости пород область.
Ручные и телескопные сверла,
Бурильные станки,
Длинноходовые бурильные машины,
Буросбоечные и буро-шнековые машины.
Слайд 7
1.3. Ударно-вращательное бурение
Разрушение породы происходит под действием:
большой
ударной нагрузки Fуд, передаваемой клиновидному инструменту (долоту),
постоянно прижатому к
забою с относительно небольшим осевым усилием Fоc
при непрерывном вращении инструмента под воздействием небольшого крутящего момента Мкр.
Реализуется в буровых агрегатах, применяемых в рудной промышленности при бурении скважин Ø 85—150 мм и глубиной до 70 м в крепких и абразивных породах
Слайд 8
1.4. Вращательно-ударное бурение
Разрушение породы происходит под воздействием значительных
по величине :
- Осевой нагрузки Foc,
- Ударной нагрузки Fyд,
- Крутящего момента МКР.
При
таком сочетании усилий:
- основная часть энергии затрачивается на разрушение породы резанием;
- ударная нагрузка увеличивает глубину внедрения резца.
Реализуется, в основном, на тяжелых бурильных машинах для шпуров и скважин Ø до 100 мм.
Слайд 9
2.1. Огневой (термический)
Из физических - получил наибольшее распространение.
Для прожигания скважин Ø до 300 мм и глубиной
до 30 м.
Разрушение породы происходит за счет термонапряжений, возникающих при ее нагреве высокотемпературными газовыми струями (2000—2500 °С), со скоростью до 2000 м/с.
Под действием этих напряжений тонкий слой породы растрескивается => под механическим воздействием газовых струй => разрушается на мелкие частицы, => которые транспортируются из скважин парогазовой смесью.
Наиболее эффективная область применения:
-породы, имеющие кремнистое основание,
-породы с низким коэффициентом теплопроводности, которые растрескиваются раньше, чем начинается их плавление.
Слайд 10
2.2. Взрывной
С помощью патронов или взрывчатых веществ:
В настоящее
время находится в стадии проверки.
Слайд 11
2.3.Ультразвуковой
Совместное воздействие на горную породу:
- высокочастотных ультразвуковых колебаний
- на инструмент,
кавитационный* эффект промывочной жидкости.
Кавита́ция (лат. cavita — пустота) —
процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков пара, сопровождающийся гидравлическими ударами.
2.4. Гидравлический
Струи воды Ø 0,8—1 мм, под высоким давлением до 200 МПа, со сверхзвуковой скоростью.
2.5. Электрогидравлический
Высокое напряжение на контакты, расположенные в забое скважины, заполненной водой => Пробой межэлектродного промежутка => Образование газового канала в месте пробоя =>Давление в канале 600–1500 МПа => Разрушение породы.
2.3 - 2.5 находятся в стадии теоретических и экспериментальных исследований и в промышленности массово не применяются.
Слайд 12
§2. МАШИНЫ УДАРНО-ПОВОРОТНОГО БУРЕНИЯ
В породах средней крепости и
крепких машины ударно-поворотного бурения предназначены для бурения:
- шпуров
диаметром до 50 мм и глубиной до 5 м, - скважин диаметром до 150 мм.
Слайд 13
Бурильные молотки классифицируют
Слайд 14
Ручной пневматический перфоратор У26
Слайд 16
Корпус ручного перфоратора ПР19, в свою очередь, состоит
из головки 1, цилиндра 4 с направляющей втулкой 8 и патрона 9 с буродержателем11. Ударно-поворотный механизм служит
для нанесения ударов по буровому инструменту и его поворота. Он состоит из поршня-ударника 7 с поворотной гайкой 13, поворотного винта 6 с храповым устройством 5, поворотной буксы 10 и кранбуксы 12. Воздухораспределительное устройство 3 предназначено для попеременной подачи сжатого воздуха в наружную или заднюю полость цилиндра перфоратора. Механизм управления смонтирован в головке перфоратора и состоит из пускового крана 14 с рукояткой. Устройство 2 служит для выноса буровой мелочи и подавления пыли.
Сущность работы перфоратора заключается в том, что сжатый воздух с помощью воздухораспределительного устройства подается попеременно в правую или левую полость цилиндра, обеспечивая возвратно-поступательное движение поршню-ударнику 7. При движении вперед (рабочий ход) поршень-ударник наносит удар по буровому инструменту 15, а при обратном (холостом) ходе поворачивается на некоторый угол вокруг винта 6, поворачивая через буксу 10 и кранбуксу 12 буровой инструмент.
Слайд 17
Рабочий инструмент (Буровые коронки)
Долотчатые коронки (а, б).
Крестовые коронки
( в—д) .
Коронки с опережающим лезвием (е) .
Слайд 18
Тяжелый (1—3 т.) буровой снаряд 1 подвешенный на
канате 2. Кривошипно-шатунный механизм 3 с помощью оттяжного блока
4 периодически поднимает и опускает буровой снаряд, который лезвием долота, имеющим форму клина, наносит удары по породе забоя. Привод всех механизмов через главный вал 5 от двигателя 6 с помощью муфт и шкивов.
.
Конструктивная схема станка ударно-канатного бурения
Слайд 19
§ 3. МАШИНЫ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ
Слайд 21
Ручное электрическое сверло СЭР.1
Слайд 22
Ручное гидравлическое сверло СРГ-13
Слайд 25
Для разведочных и взрывных скважин
Слайд 26
Буросбоечная машина
1 - распорная стойка;
2 - патрон;
3
- герметизатор;
4 - забурник;
5 - расширитель хода;
6 - опорный фонарь;
7 - буровая штанга со шнеком;
8 - подхват.
Слайд 27
Рабочий инструмент
Витые или сплошные буровые штанги и резцы.
Буровая штанга (а) состоит из хвостовика 1 , тела 2 , головки 3 с отверстием для
закрепления резца 4 и крепежного штифта 5
Съемные буровые резцы (б—г): корпус 2, хвостовик 3, перья 1, заканчивающихся режущими лезвиями 5.
Слайд 28
§4. УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНО-УДАРНОГО БУРЕНИЯ
Для бурения в породах
средней крепости и крепких.
Основано на объединении основных свойств ударного
и вращательного воздействия на породу.
Внедрение инструмента - под действием удара, скалывание (срезание) породы - за счет крутящего момента.
По преобладанию затрат энергии на основное разрушение:
-ударно-вращательное,
-вращательно-ударное бурение.
Ударно-вращательные. Погружной ударный механизм (пневмоударник) вместе с буровой коронкой - в скважине .
Вращательно-ударные - ударный механизм вместе с вращателем - вне скважины.
Слайд 29
4.1. Машины ударно-вращательного бурения
Буровая машина - погружной пневмоударник
(в скважине), которому через штанги передаются вращение и подача
от установленных вне скважины вращателя и податчика.
ИНСТРУМЕНТ
В качестве бурового инструмента пневмоударников наибольшее распространение получили долотчатые, крестовые и трехлезвийные буровые коронки с опережающим лезвием
Слайд 30
Пневмоударник П1-75
В цилиндре 2, перемещается поршень 3, в переднюю головку 5
вставлена буровая коронка 4, закрепляемая шпонкой 6, задняя головка 1.
При холостом ходе поршня 3 сжатый
воздух поступает через заднюю головку и каналы 12 в переднюю полость 13 цилиндра. Из задней полости 7 цилиндра в это же время происходит выхлоп по проточке 11 и выхлопным отверстиям 10.
При рабочем ходе поршня впуск сжатого воздуха в заднюю полость цилиндра происходит по каналам 9, в то время как из передней полости происходит выхлоп.
Продувка - отработанным воздухом через продувочный канал 8
Слайд 31
4.2. Машины вращательно-ударного бурения
Применяются в основном для бурения
шпуров и скважин при проведении выработок большого сечения.
Основная отличительная
черта - большой крутящий момент, развиваемый специальным вращателем, работающим независимо от ударного механизма, но смонтированным в одном корпусе.
Слайд 32
Пневматическая машина вращательно-ударного бурения БУ1
Состав: пневматический двигатель 1,
редуктор подачи 2, клапан 3, кран концевого выключателя 4, бурильная головка 5, подвижной люнет 6, распорный домкрат
7, буровая штанга 8 и буровая коронка 9.
Бурильная головка 5 перемещается с помощью механизма подачи по направляющей балке и производит бурение, после чего автоматическим или вручную отводится в начальное положение
Подвижной люнет 6 служит для поддержания прямолинейности штанги 8 в процессе бурения шпура.
