Способы бурения шпуров в породах различной крепости. Виды бурильных машин
При проведении горных выработок породу при бурении разрушают с помощью передачи на забой шпура (скважины) через буровой инструмент механических нагрузок. Этот вид бурения называют механическим. При механических способах бурения на забой передаются сжимающие нагрузки, вызывающие в породе напряжения сжатия, которые трансформируются в напряжения сдвига, среза, растяжения. Когда величина этих напряжений превышает предел прочности, порода на забое разрушается. Механические способы бурения подразделяют на вращательный вращательно-ударный, ударно-вращательный и ударно-поворотный. При вращательном бурении разрушение забоя шпура производится за счет сжатия, раздавливания и скалывания лезвиями инструмента (резца), вращающегося при одновременном действии осевого давления. Вращательное бурение может применяться в породах крепостью f < 6-12 в зависимости от типа бурильной машины вращательного действия. (Бурильные машины - сверла ручные и колонковые (с принудительной подачей)) Достоинства: непрерывность процесса, высокая производительность; разрушение породы крупным срезом, что уменьшает пылеобразование; относительно небольшая вибрация. Недостатки: ограниченная область применения по крепости.
Сверло с принудительной подачей
1 - электродвигатель с редуктором; 2 - буровая штанга; 3 - направляющая; 4 - стойка; 5 - трос; 6 - барабан
Вращательно-ударный способ бурения сочетает вращательный и ударный способы. Коронке, находящейся под давлением, придается независимое вращение и одновременно по ней наносятся удары. Разрушение породы происходит за счет ее скалывания при вращении коронки. Этот способ бурения целесообразно использовать в породах крепостью f = 8-14. Машины - бурильные установки. Состоят из бурильной машины (сверла или перфоратора), автоподатчика и манипулятора. Обеспечивают полную механизацию и частично автоматизацию работ. Ударно-поворотный способ бурения характеризуется тем, что порода разрушается в результате последовательных ударов по забою шпура бурового инструмента (штанги и буровой коронки), совершающего возвратно- поступательные движения. Перед каждым следующим ударом инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается разрушение породы по всей площади шпура. Этот способ бурения может использоваться для пород с крепостью f =4-20 (Бурильные машины - перфораторы ручные и колонковые). Достоинства по сравнению с предыдущими двумя: - возможность бурить породы любой крепости. Недостатки по сравнению с предыдущими двумя: - значительное пылеобразование, вибрация, шум - меньшая производительность, чем при вращательном способе. Ударно-вращательный способ бурения характеризуется тем, что удары наносят по непрерывно вращающемуся буровому инструменту с меньшим крутящим моментом, чем при вращательно-ударном. Применяется, в основном, в буровых агрегатах рудной промышленности при бурении скважин в крепких абразивных породах с /= 8-20 (Машины - бурильные установки).
2. Способы подготовки откаточных горизонтов при разработке рудных месторождений: штрековая рудная, штрековая комбинированная с кольцевой откаткой, ортовая подготовка с тупиковой схемой транспорта, ортовая подготовка с кольцевой откаткой. Подготовка месторождения – проведение горных выработок, позволяющих подготовить вскрытый участок месторождения к добычным работам. Подготовка месторождения в зависимости от угла падения месторождения делится: 1. Подготовка крутопадающих и наклонных месторождений 2. Пологих и горизонтальных месторождений. Подготовка крутопадающих и наклонных месторождений При отработке шахтное поле по вертикали делится на этажи. Под этажом понимается часть шахтного поля, ограниченное по падению, основным откаточным горизонтом и вентиляционным горизонтом. Длина этажа равна длине шахтного поля и ограничена его границами. К подготовке выработок относятся выработки на вентиляционном горизонте и основном откаточном горизонте.
Подготовка месторождений малой мощности 1. Подготовка рудным штреком. Хорошая доразведка Частичная окупаемость Простота передачи груза из очистного блока откаточному горизонту Недостатки: сложность трассы (затруднена работа транспорта).
2. Подготовка полевым откаточным штреком. Простая схема трассировки Лучшие условия транспорта Нет необходимости оставлять межэтажный целик Недостатки: более сложная система доразведки; сложнее осуществлять качественный анализ руд; сложнее передавать грузы из выемочного блока на откаточную выработку.
Подготовка месторождений средней мощности 1. Штрековая подготовка Рудный штрек занимает основную долю. Полевой откаточный штрек выполняет функцию транспортной артерии. Деление на блоки производят рудными восстающими. Преимущества: лучшие условия транспорта, хорошая доразведка месторождения, нет необходимости оставлять МЦО Недостатки: значительный объем выработок, доразведка месторождения осуществляется буровыми работами, сложность схемы движения транспорта 2. Ортовая схема подготовки Недостатки: значительный объем подготовительных работ; сложный маневр трассы; сложность организации выпуска.
|
Нэ - 30÷40 м, до 80÷100 м
