в конце 70-х годов началось внедрение бурения с продувкой сжатым возду­ хом или воздушно-водяной смесью. При этом способе используются труб­ чатые штанги с более прочными соединительными элементами.

Внедрение нового способа бурения позволило увеличить скорость по­ дачи при бурении до 10,0 м/мин независимо от глубины буримых шпуров. При бурении сверху вниз скважин диаметром до 100 мм весьма эффектив­ ным способом выноса буровой мелочи оказалась промывка водой.

5.2.Буровой инструмент для вращательного бурения

Вкалийных рудниках работы по бурению шпуров и скважин произво­ дятся буровыми машинами и установками, оснащенными буровым инстру­ ментом различных конструкций.

сечки ф, передним углом у, задним углом а , углом резания 5, углом заострения р, боковыми углами а б. Буро­

вые коронки для бурения с продувкой, как правило, имеют резьбовые хвостовики и осевое отверстие для подачи сжатого воздуха.

Для бурения по соляным породам применяются как резцы оригиналь­ ной конструкции (передний угол у = 10... 15°, задний угол а = 20...250), из­ готовляемые в условиях механических мастерских калийных предприятий, так и серийно выпускаемые резцы типа РП -7, РУ -13 и РМ, конструкции которых подробно описаны в литературе [73].

В качестве буровых штанг при бурении по калийным солям применяют как витые буровые штанги ромбического или специального профиля, так и круглые трубчатые штанги. Удаление буровой мелочи из шпура при при­ менении витых штанг обеспечивается за счет спирального профиля (шне­ ковое бурение), а при использовании штанг с центральным отверстием — за счет подачи в шпур сжатого воздуха, воздушно-водяной смеси или воды.

Применяемые витые буровые штанги имеют размеры ромба 18 х 36 мм и шаг свивки спирали 100+20 мм. Для бурения длинных шпуров применяют разборные буровые ставы из витой стали, соединение между отдельными штангами которых осуществляется с помощью крючковых замков (рис. 5.3).

элем ентов™ ' ШТаН™ сосдиняются ме*"У «обой с помощью резьбовых

ций, соединяемых со специальными n £ J,0B0K ^ „ " ы е Т х л о в к и (рис. 5.4, и) прямого хода состоят из з а б у р ^ ^ ^ ^ Д ^ р е х л у ч е в о г о

Рис. 5.4. Буровой инструмент для бурения скважин: а — буровая коронка; / — забурник;

2 — расширитель; 3 — вал-штанга; б — буровой став: / — штанга; 2 — фонарь; 3 —

шнеки; 4 — стопорный болт

расширителя. Передняя часть забурника оснащается специальным или се­ рийным двухперым резцом, а на лучах расширителя по определенной схеме устанавливаются специальные или серийные резцы от горных комбайнов. При бурении горизонтальных и слабо наклонных скважин в качестве буро­

Конструктивно наиболее распространенные электрические сверла Э Р18Д -2М (рис. 5.5) состоят из приводного двигателя 1, понижающего двухступенчатого редуктора 2 шпинделя 3 для установки буровых штанг, рукояток 4 для удержания сверла при работе, вводного устройства 5 для подсоединения питающего кабеля с хомутом 6 для устранения выдергива­ ния подводящего кабеля из вводного устройства при эксплуатации сверла.

Для охлаждения двигателя сверла на его валу установлена крыльчатка 7 для внешнего обдува. Включение двигателя сверла осуществляется за счет дистанционного управления подачей напряжения от АПШ при нажа­ тии клавиши, установленной на правой рукоятке. Подача сверла на забой при бурении осуществляется за счет мускульной энергии бурильщика при передаче ее через рукоятки и затылочную крышку 8. Такими сверлами уда­ ется бурить шпуры глубиной до 5 м. Электрические сверла ЭРП 18Д -2М имеют принудительную механическую подачу со скоростью до 0,6 м/мин и усилением до 250 кгс, что обеспечивает возможность бурения горизон­ тальных шпуров свыше 5 м, а также вести бурение в кровлю выработок. Кинематическая схема сверла приведена на рис. 5.6.

Редуктор сверла с механизмом подачи обеспечивает передачу враще­ ния от вала электродвигателя к шпинделю, в котором закреплена буровая штанга с резцом, а также создание усилия подачи. Редуктор состоит из чер­ вячной пары /, барабана 2, зубчатых пар 3—10 и фрикционной муфты 11, соединяющей вал червячного колеса с барабаном 2.

Подвижная полумуфта, перемещающаяся по валику 12, позволяет получать две скорости вращения шпинделя. Фрикционная муфта позво-

Рис. 5.5. Ручное электрическое сверло ЭР18Д-2М : / — электрический

двигатель; 2 редуктор; 3 — шпиндель; 4 — рукоятки; 5 — ввод для

питающего кабеля; 6 — хомут; 7 — крыльчатка; 8 — затылочная крышка

Сверло С РЗ-1М (рис. 5.7) состоит из корпуса 1 с двумя рукоятками, пневматического лопастного двигателя 2, зубчатого планетарного редукто­ ра 3, шпинделя 4, пускового устройства 5, состоящего из курка, толкателя и шарикового клапана, расположенных на правой рукоятке, и подводящего штуцера 6 с накидной гайкой.

При включении пускового устройства сжатый воздух из магистрали подводится к пневмодвигателю, который, в свою очередь, через редуктор приводит во вращение шпиндель, в который устанавливается хвостовик бу­ ровой штанги. Выхлоп отрабатывающего сжатого воздуха производится в специальные камеры — глушители, выполненные в корпусе. Кроме это­ го, в корпусе сверла имеется специальная камера для масла, которая слу­ жит для смазки пневмодвигателя. Для снижения веса ручных сверл их кор­ пуса идругие детали выполняются из алюминиевых сплавов и других легких полимерных материалов.

Как показывает практика, при использовании ручных сверл при буро­ взрывной отбойке калийных солей при бурении горизонтальных шпуров глубиной 3...4 м максимальная сменная производительность бурильщика может достигать 150... 180 п. м.

Достижение сравнительно высокой производительности объясняется хорошей буримостью калийных пород и минимальными затратами времени на выполнение вспомогательных операций при бурении. Однако основным недостатком использования ручных сверл является значительная трудоем­ кость работ, особенно, при бурении шпуров глубиной более 4 м и при буре­ нии шпуров в кровлю выработок. Ручные сверла с принудительной подачей не нашли широкого применения, т. к. требуют больших затрат времени и специальных приспособлений для закрепления у забоя тросика механиз­ ма подачи сверла.

Конструкции и принцип действия колонковых сверл подробно описаны в литературе [48], а их технические характеристики приведены в табл. 5.4.

По первой схеме выполнены сверла с так называемой дифференциаль­ но-винтовой подачей, у которых число оборотов шпинделя (штанги) и ско­ рость подачи инструмента связаны жесткой зависимостью, т. е. это сверла, которые характеризуются постоянной стружкой за один оборот инструмен­ та (удельной подачей). Колонковые сверла этого типа обеспечивают посто­ янную рабочую скорость при бурении, вращение бурового инструмента при нулевой подаче (например, при чистке шпура от буровой мелочи) и отвод инструмента назад по окончании бурения с увеличенной скоростью.

Нужная рабочая скорость подачи инструмента на забой и скорость об­ ратного хода подбираются за счет установки в редукторах сменных шесте­ рен, а величина усилия подачи регулируется фрикционным механизмом.

Колонковые сверла этого типа довольно просты по конструкции. Одна­ ко наличие жесткой кинематической связи между механизмами вращения и подачи шпинделя не позволяет в процессе бурения изменять скорость по­ дачи инструмента в зависимости от нагрузки двигателя, что необходимо при бурении глубоких шпуров.

Вторая схема колонковых сверл предусматривает независимую работу привода вращения и подачи инструмента. У сверл этого типа крутящий мо­ мент от приводного электрического двигателя на шпиндель (буровой став) подводится через двухскоростной зубчатый редуктор, а рабочая и обратная скорости подачи осуществляются с помощью двух гидравлических цилинд­ ров, обеспечивающих за счет гидросистемы регулирование скоростей по­ дачи независимо от скорости вращения шпинделя. Колонковые сверла обо­