Колонковый перфоратор (стр. 1 из 4)
Введение в специальность
Реферат „Колонковый перфоратор„
Введение
1. Колонковые перфораторы
2. Распорные колонки и каретки
3. Давление сжатого воздуха, подаваемого в перфоратор
Заключение
Используемая литература
Область практической деятельности человека, связанная с извлечением полезных ископаемых из недр Земли. Обычно под горным делом понимают добычу рудных полезных ископаемых, содержащих в качестве ценных компонентов металлы. Однако горная промышленность поставляет также большое количество нерудных и твердых горючих полезных ископаемых, таких, как ископаемый уголь, сера, калийная и каменная соли, строительные материалы, флюсы и многие другие виды минерального сырья.
Выбор способа разработки определяется главным образом размерами, конфигурацией и глубиной положения залежи, а также физическими свойствами полезного ископаемого и вмещающих пород.
При буровзрывной отбойке прежде всего бурят шпуры для размещения в них ВВ. В течение долгого времени стандартным был ручной способ бурения шпуров; он до сих пор применяется при разведочных работах, в малых рудниках и даже на отдельных изолированных участках крупных рудников, где затраты на обеспечение сжатым воздухом и на механическое оборудование неоправданны.
Существуют разные типы механических буровых станков. Большинство операций по бурению в угольных шахтах производится пневматическими или электрическими вращательными установками шнекового типа. В крепких породах обычно используются ударные пневматические поршневые перфораторы, в которых поршень, совершающий возвратно-поступательные движения, наносит сильные удары по хвостовику рабочего органа (бура), эластично закрепленного в патроне на переднем конце перфоратора. В то же время механизм перфоратора предусматривает вращение бура. Перфораторы типа отбойного молотка меньших размеров бывают ручными либо на цилиндрической пневмоподдержке. По мере того, как в процессе бурения рабочий орган перфоратора углубляется, пневмоподдержка поднимается, удерживая положение перфоратора и его рабочего органа на одной линии с пробуриваемым шпуром. Пневматические бурильные молотки большей мощности, называемые колонковыми перфораторами, часто устанавливаются на рамах или колонках, которые, в свою очередь, зажимаются в суппорт на коротком горизонтальном стержне, прикрепленном к вертикальной распорной стойке, закрепленной домкратами между кровлей и почвой горной выработки.
Гидроприводные бурильные устройства вращательного типа позволяют достигать более высоких скоростей бурения и снижения уровня вредных шумов. При проходке больших подземных выработок используются буровые каретки – передвижные устройства, состоящие из нескольких колонковых перфораторов, что ускоряет буровой цикл. Для вертикального обуривания кровли и проходки наклонных скважин применяются пневматические устройства, называемые телескопными перфораторами. В таких системах рабочий орган, сам перфоратор и пневмоцилиндр располагаются на одной линии. Пневматический цилиндр, удерживающий рабочий орган на забое, удлиняется по мере углубления. Буровые станки, монтируемые на передвижных платформах, из-за больших вертикальных габаритов чаще используются на открытых горных выработках. Пневматические перфораторы, применяемые при добыче полезных ископаемых, работают на сжатом (до 860 кПа) воздухе. Для удаления буровой мелочи и подавления пыли используется вода, которая нагнетается к забою через осевой канал поршня-ударника и промывает скважину в пространстве между буром и горными породами
Описывая особенности конструкции перфораторов конца двадцатых и начала тридцатых годов, А.И. Аристов отмечает, что применявшиеся в тот период колонковые перфораторы (рис. 1) имели диаметр цилиндра 79,19, 88,89 и 101,8 мм или в дюймах, соответственно, 3, 3,5, 4, ход поршня от 63,5 до 88,9 мм (2½ - 3½ in) и массу машин первого типа от 50 до 60 кг, второго - 65 - 70 кг и третьего типа - 85 кг. Перфоратор массой 85 кг обслуживался двумя рабочими и применялся при проведении горных выработок большого сечения в крепких породах.
рис. 1
1 – Колонка, 2 – перфоратор с буром, 3 – винтовой ручной податчик,
4 – бак с водой для подачи воды в шпур.
В двадцатые годы XX века значительно возросли производительность бурения и члена звена, принимавшего участие в процессе бурения .
Колонковые перфораторы выпускали фирмы Ингерсоль-Ранд (L-74, N-75, N-72, S-70, X-71), Кливленд-Рок Дрилл (D-7,В-9), Гарднер-Денвер (7, 17), Чикаго-Пневматик (СР-5, СР-6), Сулливан (Т-5, Т-3, Т-6), Джильман Мануфактуринг Ко (87, 88, 25, 50, 20, 69, 80), Хольман (SL-11, SL-12, SL-16).
В зависимости от условий применения, крепости породы и глубины шпуров перфораторы различались по массе.
К первой группе относяться машины массой до 55 кг (например, L-74), до 65 кг (N-75) и более 65 кг для бурения шпуров глубиной, соответственно, 4,5, 6 и 10 - 11,5 м (S-70). Последние, наиболее тяжелые машины предназначены для бурения скважин в подземных и карьерных работах. Такая классификация соответствовала продукции, выпускавшейся фирмой Ингерсоль-Ранд. Фирма рекомендовала машины первой группы для бурения в породах средней и выше средней крепости, второй группы – в породах выше средней крепости и крепких, третьей группы – в крепких и очень крепких породах.
Характеристика колонковых машин Таблица 1
| Тип машинбурения | Породыбурильщик | f | Производительность, м/ч | Тип машин |
| бурения | ||||
| Штреки | ||||
| Колонковые | Габро и сланец | 4-6 | 1,41 | 1,41 |
| среднего веса | То же | " | 1,3 | 1,3 |
| " | Брекчии | " | 3,16 | 3,16 |
| " | " | " | 3,6 | 3,6 |
| " | Сульфиды | " | 4,5 | 2,025 |
| " | " | " | 4,68 | 2,34 |
| " | Кварц | " | 3,56 | 1,78 |
| " | Кварцевый монзонит | " | 2,53 | 2,53 |
| Колонковые | Сланец | 6-9 | 0,9 | 0,9 |
| тяжелые | Известняк | " | 2,74 | 2,74 |
| " | Кварц | " | 4,5 | 4,5 |
| " | " | " | 1,125 | 1,125 |
| " | Андезиты | 2,0 | 2,0 | |
| " | Сульфиды | " | 1,29 | 1,29 |
| " | Лава | " | 2,85 | 2,85 |
| " | Порфир с кварцем | " | 1,5 | 1,7 1,5 |
| " | Кремнистые породы | " | 1,68 | 2,25 1,68 |
| Квершлаги | ||||
| Легкие | Аргиллит | 4-6 | 2,25 | 2,25 |
| " | Железная руда | 6-9 | 3,56 | 1,78 |
| " | Гранит средней крепости | - | 3,67 | 3,67 |
| " | Кварцевый монцонит | 10-15 | 1,68 | 1,68 |
| " | " | " | 2,18 | 2,18 |
| " | Кварцевый порфир | >15 | 1,83 | 1,83 |
| " | " | " | 2,12 | 2,12 |
| Тяжелые | Твердый сланец | 4-6 | 4,05 | 4,05 |
| " | " | " | 2,124,25 | 2,124,25 |
| " | Гранит | 6-9 | 2,7 | 2,7 |
| " | Сульфиды | " | 3,75-4,5 | 3,75-4,5 |
| " | " | " | 2,25 | 2,25 |
| " | Трапп | " | 2,25 | 2,25 |
| " | Доломит, известняк | " | 2,62 | 2,62 |
| " | Вязкий порфир | 10-15 | 4,46 | 2,23 |
| " | Очень твердые сульфиды | " | 1,875 | 1,875 |
| " | Твердый кварцит | " | 2,25-3,0 | 2,25-3,0 |
| " | " | " | 3,0-3,75 | 3,0-3,75 |
| " | Серый гнейс | " | 5,57 | 5,57 |
| " | Твердый габро | >15 | 2,36 | 2,36 |
| " | Диабаз | " | 4,92 | 2,46 |
| Тоннели и штольни | ||||
| Сулливан # 2 шт.DR-6 | Конгломерат, диорит | 6-9 | 23-29 | 3,8-3,8 |
| Ингерсоль-Ранд # | Кварцит и сланец | 6-9 | 25,9 | 3,24 |
| GD-17 и IR-72 # | Песчаник, диабаз | 6-9 | 15,6-19 | 2,2-3,73 |
| Каретка на 4 шт.IR-72 и 75 | Известняк, сланец | 6-9 | 24,0 | 3,0 |
| Каретка на 4 шт.IR-72 и Сулливан | Крепкий гранит | >15 | 38,4 | - |
Перфораторы на распорных стойках;
f - коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова.
Для колонковых машин в системах воздухораспределения применялись кольцевой, откидной катушечный, трубчатый, подковообразный, трехкатушечный клапаны.
Фирма Джильман к 30-м годам также разработала новую конструкцию клапана, применив пластинчато-подковообразный клапан. Геликоидальный стержень в перфораторе заменен турбинкой, располагавшейся в передней части машины вдоль её продольной оси. Таким образом, фирма вернулась к идее независимого вращения бура, использовавшейся в первых конструкциях перфораторов XIX века.
Характеристика колонковых машин Таблица 2
В таблице:
G - масса машины,кг; Dп - диаметр поршня,мм; h - ход поршня, мм;
nуд - частота ударов поршня в мин.; Qсв - расход сжатого воздуха, м/мин; lп - величина подачи, м; Lм - длина машины,м; dс - диаметр шпура, мм.
Характерно для этого периода внедрение в практику подачи перфоратора на забой от воздушного моторчика. Подача колонкового перфоратора осуществлялась обычно вручную с помощью продольного винта и гайки, а длина салазок перфоратора рассчитывалась на подачу машины до смены бура, 609,6, 762 и 914,4 мм или около этих величин. Воздушная турбинка применялась в машинах марок L-74, N-75, Х-72 и S-70 фирмы Ингерсоль-Ранд. У бурильщика появилась возможность обслуживания не одной, а двух машин. Отмечают, что за счет механической подачи на 12% увеличилась скорость бурения.
Фирма Джильман предусматривала в конструкции своих машин подачу с помощью пневмоцилиндра.