Бурильные и буропогрузочные машины

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Бурильные и буропогрузочные машины

14.12.2019

Эффективность буровзрывного способа проведения подготовительных выработок во многом определяется техническим совершенством средств бурения шпуров. Доля бурения шпуров в затратах труда и времени на проведение выработок составляет 25-30%. При ручном бурении этот процесс является наиболее трудоемким и вредным по санитарно-гигиеническим условиям труда. Даже при использовании поддержек и колонок доля ручного труда остается достаточно высокой.

Процесс бурения шпуров на угольных шахтах механизирован путем внедрения бурильных установок вращательного и вращательно-ударного действия с одной и двумя бурильными машинами, а также буропогрузочных машин. Техническая характеристика и область применения бурильных установок приведены ниже.

С применением бурильных установок и буропогрузочных машин в 1988 г. пройдено 459,4 км подготовительных выработок, или 14,7% протяженности выработок, проведенных буровзрывным способом. Из общего числа бурильных установок (1615 шт. в 1988 г.) наибольшее распространение получили установки БУ-1 (402 шт.), БУР-2 (203 шт.), БУЭ-1 (523 шт.) и БКГ-2 (118 шт.). С 1986 г. начат серийный выпуск более мощной двухманипуляторной бурильной установки на гусеничном ходу БУЭ-ЗТ. Для работы в камерах и лавах сланцевых шахт, а также для проведения подготовительных выработок площадью сечения в свету 8 18 м2 применяют бурильную установку вращательного действия на гусеничном ходу БУА-ЗС. В 1988 г. на сланцевых шахтах работало 112 таких установок.

В 1987 г. были проведены приемочные испытания опытных образцов электрической бурильной установки УБШ-352 на самоходном колесно-рельсовом ходу, изготовленных Ново-Горловским машиностроительным заводом по проекту, разработанному ЦНИИподземмашем с участием ИГД им. А.А. Скочинского. Установка УБШ-352, предназначенная для бурения шпуров при проведении горизонтальных горных выработок, состоит из двух бурильных машин, которые могут оснащаться бурильными головками двух типов, используемыми в серийной установке БУЭ-1М: вращательной и вращательно-ударной. Установка оснащена оборудованием для выбуривания угля при проведении выработок смешанным забоем.

Разработанная с участием ЦНИИподземмаша, ИГД. им. А.А. Скочинского и его Эстонского филиала установка УБШ-210А на гусеничном ходу оснащена одним манипулятором и бурильной машиной вращательного действия. Она предназначена для замены бурильной установки БУА-3. Установка УБШ-210А отличается от БУА-3С более высокими производительностью и качеством исполнения.


Бурильные установки - пневматическая УБШ-214 на колесно-рельсовом ходу и гидравлическая УБШ-215 на гусеничном ходу - разработаны с участием ИГД им. А.А. Скочинского, Института автоматики АН Киргизстана, Кузнецкого машиностроительного завода и объединения «Южкузбассуголь». Они оборудованы одним манипулятором с бурильной машиной вращательного и ударно-вращательного действия и предназначены для бурения шпуров в подготовительных выработках площадью сечения 4,2-10 м2 в породах с 16. По сравнению с установкой с пневмоприводом БУ-1 установки УБШ-14 и УБШ-15 имеют большую производительность и меньший расход времени на подготовительно-заключительные операции благодаря применению манипулятора с автоматическим параллельным перемещением бурильной машины. Конструкция установок позволяет бурить шпуры под анкерную крепь.

Другим направлением механизации бурения шпуров является применение буропогрузочных машин, т. е. погрузочных машин, оснащенных несъемными манипуляторами, на которых установлены бурильные машины. Применение навесного оборудования исключает необходимость обменных операций, сокращает количество применяемого в забое оборудования и улучшает коэффициент его использования. Опыт эксплуатации буропогрузочных машин показал, что установка несъемного навесного оборудования по конструктивным и эксплуатационным соображениям целесообразна только на погрузочных машинах с нагребающими лапами, имеющих гусеничный ход. Два типа буро погрузочных машин 1ПНБ-2Б и 2ПНБ-2Б выпускает Копейский машиностроительный завод им. С.М. Кирова. Область их применения и основные технические параметры приведены выше.

Серийные буропогрузочные машины из-за конструктивных ограничений обеспечивают глубину бурения шпуров 2,2-2,75 м в отличие от установок с глубиной бурения 2,75-3 м.

При вращательном бурении шпуров с промывкой водой применяют круглые пустотелые штанги диаметром 32 мм с центральным отверстием диаметром 9 мм и породные резцы БИ-741, БУ-1-1100, РП-42 и РУ-43.

На шахтах Западной Европы, где условия залегания угольных пластов и системы разработки аналогичны условиям шахт России, в 50-60-х годах при проведении подготовительных выработок начали широко применять самоходные бурильные установки вращательного и вращательно-ударного типа, использующие электрическую и пневматическую энергию. С середины 60-х годов зарубежные фирмы приступили к разработке и выпуску гидравлических бурильных машин. По оценке журнала «Острейлиэн Майнинг» на 1.1.1985 г. в мире эксплуатировали около 5000 гидравлических бурильных машин и несколько тысяч бурильных установок различного исполнения. Несмотря на бурное развитие гидрофицированных бурильных установок нового уровня, бурильные установки, использующие пневматическую энергию, еще поставляют по специальным заказам для работы в горнорудной промышленности и на шахтах, опасных по газу или пыли. По сведениям ведущей в этой области фирмы «Атлас Копко» (Швеция) из общего объема производства на мировой рынок в 2000 г. будет поставляться 95% бурильных установок с гидроприводом и лишь 5% с пневмоприводом. Бурильное оборудование подобного типа выпускают 20 фирм семи ведущих капиталистических стран.

Однако общий кризис европейской угольной промышленности, приведший к свертыванию производства, затормозил внедрение мощных бурильных установок на зарубежных угольных шахтах. Выпускаемое фирмами бурильное оборудование применяют в основном на рудных и калийных пихтах и при сооружении тоннелей. Тем не менее число бурильных установок на угольных шахтах ФРГ и Франции постепенно возрастает.

Более производительные, но и более тяжелые молотки ударного действия, требующие повышенных усилий подачи, стали устанавливать на автоподатчиках, монтируемых на буровых каретках, полках или погрузочных машинах. Быстрая установка автоподатчиков в требуемое положение обеспечивается манипуляторами. Все большее значение получают буровые тележки на гусеничном ходу с 2-5 манипуляторами.

Некоторые зарубежные бурильные установки (например, фирмы «Секома», Франция) оснащают сменными вращательными и вращательно-ударными бурильными машинами. Установки, оснащенные машинами вращательного действия, применяют при обуривании пород с коэффициентом крепости а < 8, а оснащенные машинами вращательно-ударного действия - с f = 8-20. Для бурения шпуров по неоднородным породам эта фирма выпускает универсальную гидравлическую бурильную машину RHR200, работающую в режиме вращательного и ударно-вращательного действия. При изменении режима работы заменяют технологический инструмент и отключают ударный механизм бурильной машины.

Тенденции развития современных зарубежных конструкций бурильных установок характеризуются следующими особенностями:

- компоновкой различных модификаций установок на базе небольшого количества унифицированных узлов и агрегатов;

- увеличением производительности бурильных установок путем применения более мощных и тяжелых бурильных машин и высокопрочного бурового инструмента;

- широким внедрением гидравлического привода для бурильных головок вращательного и вращательно-ударного действия, что позволяет увеличить мощность и улучшить регулирование режимов бурения;

- сокращением времени на подготовительные и вспомогательные операции в результате применения манипуляторов с параллельным перемещением бурильной машины, податчиков с автоматическим ускоренным возвратом бурильной головки;

- уменьшением обслуживающего персонала и повышением производительности его труда благодаря применению элементов автоматизации и оснащению бурильных установок централизованными пультами управления на несколько бурильных агрегатов, обслуживаемых одним бурильщиком.

Компьютеризация современных технических средств, механизирующих наиболее трудоемкие процессы в общем машиностроении, способствовала развитию в новых бурильных установках грех ступеней автоматизации:

- первая ступень характеризуется автоматизацией операций забуривания шпура, остановки работы бурильной машины и возврата ее в исходное положение (обратный ход). Одновременно система обеспечивает полную защиту инструмента от заклинивания, а машину от возможной поломки. Этой системой оснащают все стандартные бурильные установки;

- вторая ступень обеспечивает то же, что и первая, а также параллельную перестановку бурильной машины при наводке на шпур при фронтальном и радиальном бурении. Эту систему обычно устанавливают по заказу потребителя;

- третья ступень обеспечивает то же, что первая и вторая, а также и обуривание забоя по заданному паспорту проведения выработки или веера скважин при очистной выемке полезных ископаемых без вмешательства бурильщика (оператора). При этом компьютер учитывает длину, направление и схему расположения шпуров (скважин). Роль оператора сводится к визуальному контролю на экране дисплея за ходом процесса работы автоматизированного робота. Неровности забоя не влияют на запрограммированную глубину бурения шпуров. На экране дисплея оператор может наблюдать: в верхней части - за направлением бурения и глубиной шпуров; в средней - за изменением механической скорости и глубины бурения каждой бурильной машины; в нижней - за выполнением схемы бурения с кодированным обозначением уже пробуренных шпуров, буримых и оставшихся (в углу экрана отдельно изображается группа врубовых шпуров). Положение установки в забое контролируется лазерным лучом независимо от расположения ходовой части.

По сведениям журнала «Майнинг Мэгэзин» фирма «Парард Горн Теншн (Великобритания) поставляет потребителям полностью компьютеризированные гидравлические бурильные установки на колесно-рельсовом, гусеничном пневмоколесном ходу.

Буропогрузочные машины в зарубежной практике большого распространения не получили из-за их высокой стоимости.

Ниже приведены основные параметры некоторых прогрессивных конструкций зарубежных бурильных установок с различным механизмом передвижения.

Бурильные и буропогрузочные машины

Сопоставив условия применения и конструктивные параметры отечественных и зарубежных бурильных установок, необходимо отметить следующее.

Отечественные конструкции применяют в меньшем диапазоне площадей сечений выработок. Они обуривают забой меньшей высоты, удовлетворяя сегодняшние потребности отрасли. Однако предстоящий переход на выработки большой площади сечения и особенно большой высоты требует создания более мощных и производительных машин с учетом использования зарубежного опыта.

Энерговооруженность на единицу площади обуриваемого забоя отечественных бурильных установок составляет 0,5-5 кВт/м2, а зарубежных - 2-7 кВт/м2. Следовательно, энерговооруженность на единицу площади забоя зарубежных установок в 1,8-4 раза выше, чем отечественных.

Большинство зарубежных бурильных установок на пневмоколесном и колесно-рельсовом ходу используют только в горизонтальных выработках, однако бурильные установки на гусеничном ходу благодаря грунтозацепам (СТН-10, АТН-15, СТН-15, BW-32C) применяют при углах наклона до 18°.

Анализ применения зарубежных конструкций показывает, что в принципе возможно создание всего одной бурильной установки типа BW-32C фирмы «Зальдгиттер», которую можно использовать во всем диапазоне условий вскрывающих и подготавливающих выработок в отечественной угольной промышленности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: