Оборудование для бурения шпуров

Бурильные машины ударно-поворотного действия различаются:

• • по роду потребляемой энергии — пневматические, гидравлические;
• • конструктивным особенностям механизма поворота — с зависимым и независимым приводом;
• • способу применения (по углу наклона шпуров) — ручные и колонковые (для бурения горизонтальных и нисходящих шпуров), телескопные (для бурения шпуров по восстанию);
• • массе — легкие (до 18 кг), средние (20. .25 кг) и тяжелые (более 30 кг);
• • способу очистки шпуров от буровой мелочи — с осевой промывкой, с боковой промывкой, с отсосом от пыли.

Область применения бурильных машин приведена в табл. 61. Машины для вращательного бурения шпуров применяются в мягких полускальных породах с/< 8.

В породах мягких и средней крепости применяются ручные электросверла массой до 20 кг. Диаметр бурового наконечника обычно не превышает 46 мм, а глубина шпуров — 3 м (рис. 73). Из практики бурения ручными электросверлами сменная производительность бурильщика по углю 80… 120 м шпуров (максимальная — 250 м).

Ручные электросверла с принудительной (механической) подачей применяются при бурении шпуров в породах с/= 3…5. Принудительная подача создается с помощью распорной колонки, установленной и раскрепляемой у забоя. К ней прикрепляют конец стального каната диаметром 3 мм, второй конец которого закреплен на барабане, встроенном в корпусе редуктора электросверла. При включении механической подачи барабан, вращаясь, натягивает канат, создавая дополнительное усилие на буровую штангу и резец до 2,2 кН.

Таблица 61.

Ручные пневмосвсрла предназначены для бурения шпуров в условиях, опасных по взрыву газа или пыли. Для бурения шпуров по углю и слабым сланцам применяют ручные пневмосверла с приспособлением для установки на пневмоподдержке. Сверла СР-ЗМ и CP-ЗБ имеют приспособление для бурения с промывкой.

Колонковые электросверла предназначены для бурения горизонтальных и наклонных шпуров в породах средней и выше средней крепости (/'< 12), диаметром до 50 мм и глубиной до 5 м. Колонковые сверла — более мощные бурильные машины (масса 100… 120 кг, мощность двигателя от 2,5 до 5 кВт). Их устанавливают на колонках, манипуляторах или буровых каретках. Они состоят из двухскоростного электродвигателя, редуктора, механизма ручного управления и автоматизированного подающего устройства. Применяют винтовые (ЭДШ-2, ЭДП-20 и СЭК-1) и гидравлические (ЭБГ, ЭБГП-1 и ЭБПЛ-2У5) механизмы подачи.

Электросверло горное с виброзащитой ЭРВ предназначено для бурения шпуров диаметром до 50 мм в горных породах с коэффициентом крепости до 4 по шкале Протодьяконова. Электросверло состоит из электродвигателя, редуктора и выключателя, объединенных в одно изделие.

Рис. 73. Ручное электросверло: а — электросверло горное с виброзащитой ЭРВ; б — типа СЭР-19М: 1 — шпиндель; 2 — передняя крышка; 3 — промежуточная перегородка; 4 — корпус; 5 — электродвигатель; 6 — статор; 7 — затыльная крышка;

• 8 — вентилятор; 9 — пусковое устройство; 10- крышка; II — ввод кабеля;
• 12 — колодка из пластмассы; 13 — патрубок; 14 — заглушка; 15 — гайка; 16 — хомут;

ziz₄— шестерни

Асинхронный электродвигатель электросверл имеет две скорости с частотой вращения 24 и 48,3 с^¹, работает от трехфазного тока напряжением 380 В. Вращение шпинделю с патроном от электродвигателя передастся через систему шестерен и втулку. Осевое усилие и подача шпинделя назад в электросверлах с дифференциально-винтовой подачей осуществляются за счет гайки, промежуточного валика, шестерни и кулачковой муфты. Гайка вращается быстрее шпинделя и заставляет его выдвигаться вперед. Для подачи шпинделя назад оттягивают ручку и выводят кулачковую муфту переключателя из зацепления. Вращение валика и гайки прекращается, а шпиндель, продолжая вращаться, подается назад, так как нарезка резьбы левая. Максимальная длина хода шпинделя 870 мм.

В электрическом буре ЭБГП-2У5 (с гидроподачей и перехватом) после углубки шпура на длину хода гидроподатчика (900 мм) раскрепляют зажимной патрон и освобождают буровую штангу. Поршни с траверсой и шпинделем подаются назад, снова закрепляют зажимным патроном штангу и продолжают бурение. Усилие подачи регулируется плавно в диапазоне 0…15 кН на ходу. Производительность бурения электрическим буром на 20…25% выше, чем при бурении электросверлом СЭК-1.

Сверло ЭРП18Д-2М — горное переносное с механической подачей. Предназначено для бурения шпуров диаметром до 43 мм по углю и мягким породам в шахтах, опасных по газу и пыли.

Тип: А — ЭРП18Д-2М; В — ЭР14Д-2МБ; С — ЭР18Д-2М.

Электросверло с длинноходовым податчиком ЭДП-20 отличается от ручных электросверл наличием механической подачи. Ход сверла на податчике 2 м. Применяются при бурении шпуров в мягких породах.

Бур электрогидравлический ЭБГП-1М предназначен для бурения с промывкой шпуров диаметром до 50 мм в породах с коэффициентом крепости до 9 по шкале Протодьяконова. Бур представляет собой компактное изделие, состоящее из электродвигателя, редуктора, гидропривода с двумя цилиндрами (ход 850 мм), траверсы со шпинделем и промывочного устройства. Бур работает с манипулятора и управляется по пятижильной искробезопасной схеме через пускатель. Бур рассчитан на эксплуатацию в шахтах и рудниках, опасных по взрыву газа и пыли, где требуется применение электрооборудования в рудничном взрывобезопасном исполнении. Может работать в условиях умеренного и тропического климата:

• • при температуре окружающего воздуха от 1 до 35 °C;
• • относительной влажности воздуха до 100% при 35 °C;
• • запыленности окружающей среды до 2500 мг/м³;
• • отклонении напряжения от 0,85 до 1,1.

Отличительной особенностью бура является то, что он обеспечивает бурение шпуров глубиной до 2,2 м одной штангой путем ее перехвата.

В комплект поставки входит: бур; запасные части; инструмент; эксплуатационная документация.

Бурильные машины ударно-поворотного действия (перфораторы) работают по принципу нанесения периодических ударов штока поршня по хвостовику штанги. Частота ударов 28,3…43 с Буквы и их сочетания в марке перфоратора обозначают: В — с осевой промывкой; ВБ — с боковой промывкой; С — для бурения шпуров в обводненных породах при проходке стволов шахт; СВП — для бурения шпуров с интенсивной продувкой и подавлением пыли методом увлажнения в многолетнемерзлых россыпях.

Наименование основных параметров н размеров

Значения

• 2,5 5,2 15 000 200; 315
• 380/600

Номинальная мощность, кВт Потребляемая мощность, кВт Усиление подачи, Н Частота вращения, мин⁴ Номинальное напряжение, В: питающей сети цепи управления Номинальная частота, Гц Масса, кг Степень защиты оболочки Уровень и вид взрывозащиты Климатическое исполнение.

• 18
• 50; 60' 130
• 1Р54

РВ ЗВ Иа УХЛ5 — для умеренного и холодного климата;

Т5 — для тропического климата.

Примечание. * - по требованию заказчика изготавливается на напряжение 220/380 и 500 V; ** - при частоте 60 Hz частота вращения шпинделя повысится на 20%.

Основными частями пневматической бурильной машины (рис. 74) являются цилиндр, поршень-ударник, ствол, поворотные муфты, пусковая рукоятка, воздухораспределительный механизм, поворотный механизм, буродержатель, крышка. Крышка, цилиндр, ствол с буродержателем соединяются при помощи стяжных болтов с гайками. Количество сжатого воздуха, поступающего к бурильной машине по шлангу диаметром 10…51 мм, регулируется рукояткой. При подаче рукоятки вперед до упора сжатый воздух полностью поступает в бурильную машину. При среднем положении рукоятки впуск сжатого воздуха производится частично, давление его небольшое. Такое положение рукоятки характерно при забуривании шнуров. Вода для промывки шнура проходит через перфоратор по трубке (при центральной промывке) или через промывочную муфту, минуя перфоратор (при боковой промывке).

Воздухораспределительные устройства, применяемые в перфораторах, делятся: на клапанные (кольцевой или откидной клапан); золотниковые (с фланцевым, полым цилиндрическим, управляемым, катушечным, жесткосвязанным золотником), бесклапанные.

Достоинство золотниковых воздухораспределительных устройств — высокая энергия удара, наибольший крутящий момент, сравнительно большая экономичность расхода воздуха, уменьшенная отдача, автоматичность действия, безотказность и четкость работы ударного механизма. Однако они не обеспечивают такой частоты ударов, как клапанные.

К достоинствам воздухораспределительных устройств с кольцевым клапаном относится малый ход клапана, следовательно высокая скорость его перебросок и малые утечки воздуха. Это устройство надежно в работе и широко применяется в перфораторах.

Техническая характеристика перфораторов Тип перфоратора ПП-36 В ПП-54В1 П-54ВБ1 ПП-63С ПП-63ВБ ПП-63П ПП-63СВП.

Клапанный воздухораспределительный механизм состоит из клапанной коробки /, направляющей клапана 2, крышки клапанной коробки 3 и кольцевого клапана 4 (рис. 75). Сжатый воздух попадает в кольцевое пространство 6, а из него — по каналам 7 — в кольцевое пространство клапанной коробки 8. Когда клапан 4 находится в левом положении, сжатый воздух через кольцевое пространство 8, образуемое между клапаном и крышкой клапанной коробки, поступает в рабочую часть цилиндра и, оказывая давление на поршень 10, перемещает его (рабочий ход).

В это время противоположная часть цилиндра через кольцевые выточки 11 соединена с выхлопным отверстием 12. При движении поршня он закрывает кольцевые выточки и сжимает отсеченный в правой части цилиндра воздух, который по каналу 13 в корпусе цилиндра и каналу 14 в корпусе клапанной коробки попадает в кольцевое пространство 9 и давит на верхнюю часть клапана. При дальнейшем движении поршень открывает кольцевые выточки 11 и через них соединяет рабочую часть цилиндра с выхлопным отверстием. Давление сжатого воздуха в рабочей части резко понижается, клапан перемещается вправо и соединяет между собой кольцевые пространства 8 и 9.

Сжатый воздух по каналам 13 и 14 поступает в противоположную часть цилиндра и, оказывая давление на кольцевую поверхность поршня, перемещает его (холостой ход). Затем поршень закрывает кольцевые выточки и сжимает воздух, оставшийся в левой части цилиндра. Сжимаемый воздух давит на клапан справа. Когда поршень проходит кольцевые выточки и соединяет левую часть цилиндра с выхлопным отверстием, клапан перебрасывается влево и рабочий ход повторяется.

Рис. 74. Ручной перфоратор: аустройство перфоратора;

6 — детали поворотного механизма. 1 — кран; 2 — головка корпуса; 3 — поворотное

устройство; 4 — выхлопное отверстие; 5 — поршень-ударник; 6 — цилиндр;

7 -поворотная букса; 8 — грандбукса; 9 — буродержатель; 10- стяжные болты; 11 — вентиль; 12 — кронштейн; 13-рабочая пружина; 14 — воздухораспределительное

устройство; 15 — вспомогательная пружина; 16 — направляющий кронштейн;

• 17 — рукоятка; 18 — пазы; 19 — храповое кольцо; 20 — собачки; 21 — геликоидальный стержень; 22 — геликоидальная гайка; 23 — задняя крышка; 24 — промывочное устройство; 25 — обводной канал; 26 — глушитель шума; 27 — ствол;
• 28 — натяжной стержень; 29 — пружина; 30 — бур

Рис. 75. Воздухораспределительное устройство: а — клапанного типа; б — золотникового типа. 1 — корпус клапанной коробки; 2 — направляющая клапана; 3 — крышка клапанной коробки; 4 — кольцевой клапан; 5 — кольцевая полость;

• 6 — кольцевое пространство; 7 — каналы; 8 — кольцевое пространство клапанной коробки; 9 — кольцевое пространство; 10 — поршень-ударник; 11 — кольцевые выточки; 12 — выхлопное отверстие; 13 — канал в корпусе цилиндра; 14 — канал в корпусе клапанной коробки; 15 — кольцевое пространство; 16 — золотник;
• 17 — канал; 18, 20 — золотниковая коробка; 19- крышка; 21 — задняя полость;
• 22 — выхлопное отверстие; 23 — специальный канал; 24 — канал;
• 25 — кольцевое пространство

Работа воздухораспределительного устройства с фланцевым золотником происходит следующим образом. При открытии впускного канала через кольцевую полость сжатый воздух по сквозным каналам, проходящим в теле храповой буксы поворотного механизма, диска, направляющей золотника и задней крышки золотниковой коробки, поступает внутрь золотниковой коробки и через кольцевой зазор между передним фланцем золотника и внутренней поверхностью в заднюю часть цилиндра, заставляя поршень перемещаться вперед.

Двигаясь вперед, поршень в какой-то момент закрывает выхлопное отверстие, вследствие чего воздух в передней части цилиндра сжимается, оказывая сопротивление движению поршня, и, одновременно поступая в левую часть золотниковой коробки по каналам, производит давление на задний фланец золотника в направлении слева направо. Достигнув крайнего правого положения в цилиндре, поршень штоком наносит удар по хвостовику бура, и выхлопное отверстие открывается. Вследствие этого давление воздуха в задней части цилиндра резко падает. Усилие, действующее на золотник слева, станет больше, чем усилие, действующее на него справа, и он будет переброшен в новое положение. Кольцевой зазор между передним фланцем золотника и внутренней поверхностью передней крышки перекрывается, но образуется зазор между золотником и нижней кромкой золотниковой коробки. Теперь воздух по этому зазору, каналам поступает в переднюю часть цилиндра и заставляет поршень двигаться назад. Далее все повторяется в той же последовательности, но в обратном порядке.

В применяющихся конструкциях пневматических бурильных машин механизм поворота бура бывает зависимого и независимого действия. У первых поворот буру передается от поршня, у вторых — от специального пневматического двигателя.

Колонковые бурильные машины более мощные, чем ручные. Их применяют для бурения шпуров с колонок, манипуляторов и буровых карегок при проведении горизонтальных и наклонных выработок в породах от средней крепости до самых крепких. При очистных работах колонковые перфораторы применяют для бурения скважин глубиной до 25 м из подэтажных штреков.

Техническая характеристика колонковых перфораторов

Колонковый перфоратор имеет такое же устройство, как и ручной, но отличается большими размерами и наличием приливов для крепления и передвижения их в салазках авгоподатчика.

Телескопные бурильные машины применяют при бурении восстающих шпуров. В разведочных выработках их обычно используют при проходке восстающих и для «подбурков» в кровле выработки (для навески коммуникаций и под анкерную крепь). Устройство перфоратора в принципе такое же, как и у ручного, но удар от поршня буру передается через промежуточный боек, расположенный в передней головке и предохраняющий цилиндр от засорения буровой пылью.

Техническая характеристика телескопных перфораторов

Цилиндр соединен с головкой телескопной колонки двумя стяжными болтами, проходящими сквозь проушины в передней головке перфоратора. Сжатый воздух подводится по шлангу к воздушному колену, откуда он поступает в перфоратор и цилиндр телескопной колонки. Впуск регулируется воздушным краном. При забуривании проходчик придерживает перфоратор с помощью рукоятки, в которой находится клапан разгрузочного устройства. При нажатии на кнопку клапан открывает выход воздуха из цилиндра колонки наружу и молоток опускается вниз.

При бурении шпуров с промывкой вода через специальный штуцер подастся в полость задней головки и в промывочную трубку.