14.2. Перфораторы

Перфораторы являются инструментом ударно-поворотного действия и применяются для бурения крепких пород и пород средней крепости. Перфораторы обычного типа работают с частотой до 30 Гц, быстроударные – с частотой от 35 Гц и выше. Ручные легкие и средние перфораторы используют при горизонтальном бурении или бурении сверху вниз. Легкие перфораторы массой до 18 кг применяются для бурения пород с коэффициентом крепости f до 10, средние перфораторы массой до 25 кг – не выше 15; тяжелые ручные перфораторы массой не более 35 кг – до 20.

Колонковые перфораторы используют для бурения пород средней крепости и крепких. Они устанавливаются на распорных колонках, буровых каретках и манипуляторах погрузочных и специальных машин. Телескопные перфораторы применяют при бурении снизу вверх вертикально и с отклонением до 45° пород любой крепости.

Установки отличаются обязательным наличием устройства принудительной осевой подачи бурового инструмента. Устройство и принцип работы перфоратора независимо от типа и размера определяются характером используемого энергоносителя (сжатый воздух или масло) и особенностями распределительных устройств.

Бур перфоратора состоит из коронки, являющейся разрушающей частью инструмента, непосредственно взаимодействующей с породой, стержня, на нижний конец которого надевается или наваривается коронка, и хвостовика, закрепляемого в перфораторе и воспринимающего удары его бойка. На рабочем торце коронки привариваются твердосплавные долота, которые и разрушают породу. Звездчатые и крестовые коронки применяются при бурении весьма крепких пород, двухдолотчатые – при бурении трещиноватых пород и однодолотчатые – в остальных случаях. Изготавливаются из высококачественных углеродистых сталей и имеют осевое отверстие по всей длине.

Отверстие служит для подачи в зону бурения промывочной жидкости или сжатого воздуха, которые выносят из шпура или скважины продукты разрушения и одновременно охлаждают инструмент.

При необходимости создания дополнительного осевого усилия подачи при бурении перфоратором наклонных шпуров используются пневмоподдержки. Общим для этих механизмов является телескопи-ческая трубчатая конструкция, устанавливаемая в забое под нужным углом и при раздвижении с помощью сжатого воздуха осуществляющая осевую подачу перфоратора.

14.3. Станки ударно-канатного бурения

При ударно-канатном бурении порода разрушается от ударов, наносимых периодически падающим на дно скважины буровым снарядом. Буровой снаряд состоит из долота, навинчиваемого на нижний конец штанги снаряда, и канатного замка, обеспечивающего надежное соединение снаряда с подъемным канатом и навинченного на верхний конец штанги.

По форме ударной части различают плоское (с головкой в форме зубила) долото, применяемое для бурения нетрещиноватых пород, крестовое (с одинаковыми и разновысокими головками) долото, используемое при бурении трещиноватых пород, и фасонное (копытное), с седловидной рабочей поверхностью. При ударе о дно скважины долото крошит породу, выбивая в ней канавку, затем, поднимаясь, оно немного поворачивается, и следующий удар образует канавку рядом с первой. Куски породы, оказавшиеся между канавками, скалываются, благодаря чему и происходит углубление скважины. Продукты разрушения удаляются из скважины промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности и вычерпываемой так называемым желоночным устройством.

Буровой снаряд ударяется о дно скважины с частотой до 1 Гц, благодаря оттяжному блоку, соединенному с шатуном ударного кривошипно-шатунного механизма. В ходе этих колебаний снаряд поднимается над дном скважины на высоту 0,6–1,3 м, падает вниз и снова поднимается. Общая длина каната регулируется подъемным барабаном таким образом, чтобы при неподвижном снаряде долота не доставали до дна скважины на 20–50 мм. Благодаря этому канат все время находится в натянутом состоянии и испытывает меньшие динамические нагрузки при подъеме бурового снаряда, так как работает в режиме «подъем с веса». Станки ударно-канатного бурения устанавливаются на рамах с полозьями или самоходных, чаще гусеничных шасси, и оснащаются приводом от двигателя внутреннего сгорания или от стационарной электрической сети. Поскольку эти установки не перебрасываются собственным ходом на значительные расстояния, к их ходовой трансмиссии и движителю серьезных требований не предъявляется.