Мачта бурового станка

Полезная модель относится к области горного дела, в частности буровой техники, и может быть использована для шарошечных станков СБШ-250МН при бурении взрывных скважин. Мачта бурового станка с открытой передней гранью содержит каркас и размещенные в нем вращательно-подающий механизм с канатно-полиспастной системой, механизм свинчивания-развинчивания, буровой став, основной сепаратор, расположенный внутри мачты, и дополнительный, расположенный на ее открытой передней грани. Кроме того, мачта станка снабжена гидравлическим механизмом фиксации мачты в рабочем положении под различными углами. Отличием полезной модели является то, что мачта станка выполнена с открытой передней гранью и снабжена дополнительным сепаратором, установленным на ее передней грани, и механизмом фиксации мачты в рабочем положении под различными углами, причем механизм фиксации мачты в рабочем положении выполнен в виде гидроцилиндров, расположенных на боковых стенках каркаса машинного отделения, при этом гидроцилиндры снабжены концевыми упорами, закрепленными на штоках гидроцилиндров, с возможностью их размещения в отверстиях, выполненных в нижнем поясе каркаса мачты. Использование данной мачты, благодаря двум сепараторам, один из которых расположен внутри мачты, а другой - на ее передней грани, обеспечивает бурение скважин диаметром 244,5 мм и глубиной до 56 м, а наличие гидравлического механизма фиксации мачты позволяет устанавливать ее в рабочее положение под углами 90, 75, 60, 55, 50,45° к горизонтали.

Полезная модель относится к области горного деда, в частности буровой техники, и может быть использована при бурении взрывных скважин.

Известен станок шарошечный типа СБШ-250МНА-32, включающий ход гусеничный, машинное отделение с размещенным в нем электро-гидро-пневмооборудованием, кабину управления, систему пылеподавления, мачту с расположенными в ней сепаратором для штанг, вращательно-подающим механизмом с канатно-полиспастной системой подачи бурового става.

Бурение вертикальных и наклонных (под углом 75 и 60° к горизонтали) скважин глубиной до 32 м и диаметром 244,5 мм осуществляется 4 ^мя штангами диаметром 203 мм и дойной 8 м каждая, три из которых размещены в сепараторе, а одна штанга соединена с вращателем.

Создание осевого усилия на забой и бурение на глубину 8 м обеспечивается гидроцилиндрами подачи с ходом поршня 2 м и 4 ^х -кратной канатно-полиспастной системой (см. Сафохин М.С., Катанов Б.А. Машинист буровой установки на карьерах. М., Недра, 1992, с.85).

Недостатком мачты станка данной модели является отсутствие возможности бурения скважин глубиной более 30 м и диаметром менее 244,5 мм и углом наклона менее 60° к горизонтали.

Особую значимость при отработке месторождений открытым способом приобретает постановка бортов в предельный контур сдвоенными и строенными 15^и-мeтpoвыми уступами под различными углами (40-65° к горизонтали) в зависимости от условий залегания и крепости пород, осуществляемая с использованием метода предварительного щелеобразования, сущность которого заключается в создании экранирующей отрезной щели, предотвращающей в том числе и сейсмическое воздействие взрыва на основной массив. При этом глубина скважины составляет 36-50 м и более, диаметр бурения - 190-215 мм, а расстояние между ними от 1,5 до 2,5 м.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является модернизированная мачта бурового станка СБШ-250МН, включающая каркас и размещенные в нем вращательно-подающий механизм, механизм свинчивания-развинчивания, буровой став, люнет, сепаратор с комплектом штанг, при этом в сепараторе,

расположенном в мачте, размещены вместо 3^х штанг диаметром 203 мм пять штанг диаметром 146 мм и длиной 8 м каждая, что позволяет бурить скважины глубиной до 48 м и диаметром 190,5-215,9 мм.

Кроме того мачта оборудована вставкой, соединенной с нижним основанием задней стенки мачты и служащей для установки мачты в рабочее положение под углами 55, 50, 45, 40° к горизонтали и ее фиксации в заданных условиях, которая осуществляется механическим способом вручную специальными устройствами, устанавливаемыми в нижней части каркаса машинного отделения и на вставке (см. Мосинец В.Н., Лукьянов А.Н., Фещенко А.А. и др. Совершенствование техники и технологии постановки бортов карьеров в предельное положение. Горный журнал №1, 1983, стр.40-42.).

Недостатком данной модернизированной мачты является то, что введение дополнительной вставки не позволяет осуществлять бурение вертикальных скважин. При переходе от наклонного бурения скважин к вертикальному необходимо демонтировать вставку. Данное обстоятельство, а также ручная механическая фиксация мачты создает определенные неудобства и приводит к дополнительным затратам времени. Закрытая передняя грань мачты затрудняет обслуживание размещенных в ней механизмов. Невозможность установки в расположенном внутри мачты сепараторе более 5 штанг ограничивает максимальную глубину наклонной скважины величиной не более 42-43 м, что не позволяет осуществлять бурение скважин заоткоски и отрезной щели строенных 15 ^и - метровых уступов. Наклонное положение мачты и соответственно рабочей площадки создают определенные трудности для находящегося на ней обслуживающего персонала при выполнении работ, связанных непосредственно с процессом бурения, а также с обслуживанием и ремонтом механизмов, расположенных в нижней части мачты.

Задача полезной модели заключается в создании мачты бурового станка, обеспечивающей бурение как вертикальных, так и наклонных под углами 75, 60, 55, 50, 45° к горизонтали скважин диаметром 244,5-215,9 мм и глубиной от 40 м и более, упростить крепление мачты в рабочих положениях, улучшить условия труда и повысить производительность бурения.

Задача решена путем создания мачты бурового станка, содержащей каркас и размещенные в нем вращательно-подающий механизм с канатно-полиспастной системой, механизм свинчивания-развинчивания, буровой став, сепаратор для штанг, люнет, служащий для удержания штанг на оси бурения во время свинчивания и развинчивания

последних, а также для поддержания при извлечении и установке в сепаратор очередной штанги при наклонном бурении, отличием которой согласно полезной модели является то, что мачта станка выполнена с открытой передней гранью и снабжена дополнительным сепаратором, расположенным на открытой передней грани мачты, и механизмом фиксации мачты в рабочем положении под различными углами.

Исполнение мачты станка согласно предлагаемой модели позволило, благодаря дополнительному сепаратору с тремя штангами диаметром 203 мм, расположенном на передней грани мачты, обеспечить бурение как вертикальных, так и наклонных под углами 75, 60, 55, 50, 45° к горизонтали скважин глубиной до 56 м долотами 244,5 мм. При необходимости в обоих сепараторах могут быть размещены штанги 168-180 мм по 4 штуки в каждом, что позволит бурить скважины глубиной до 70 м.

Целесообразно, чтобы механизм фиксации мачты в рабочем положении был выполнен в виде гидроцилиндров, расположенных на боковых стенках каркаса машинного отделения, при этом гидроцилиндры снабжены концевыми упорами, закрепленными на штоках гидроцилиндров, с возможностью их размещения в отверстиях, выполненных в нижнем поясе каркаса мачты для ее положений под углами 90, 75, 60, 55, 50, 45° к горизонтали.

Наличие гидравлического механизма фиксации мачты позволяет упростить процесс ее крепления в рабочем положении.

Производительность станка с модернизированной мачтой при бурении скважин диаметром 244,5 мм и угле наклона 50-55° к горизонтали на карьере Мурунтау Навоийского ГМК составляет 100-150 м/смену, годовая -25,0-30,0 тыс. п.м.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена мачта бурового станка, на фиг.2, 3, 4 механизм фиксации мачты в рабочем положении, на фиг.5 -буровой станок с модернизированной мачтой.

Мачта бурового станка (фиг.1) с открытой передней гранью содержит каркас 1, вращательно-подающий механизм 2 с канатно-полиспастной системой, механизм свинчивания-развинчивания 3, буровой став 4, основной сепаратор для размещения штанг 5, расположенный внутри мачты, и дополнительный, расположенный на открытой передней грани мачты 6, люнет 7, служащий для удержания штанг на оси бурения во время свинчивания и развинчивания последних, а также для поддержания

при извлечении и установке в сепаратор очередной штанги при наклонном бурении.

Механизм фиксации мачты в рабочем положении (фиг.2, 3, 4) включает закрепленные на боковых стенках каркаса машинного отделения 8 гидроцилиндры 9, штоки которых 10 соединены с концевыми упорами 11. В боковых стенках нижнего пояса каркаса мачты 1 выполнены отверстия 12 таким образом, что их расположение обеспечивает положения мачты под углами 90, 75, 60, 55, 50, 45° к горизонтали. При фиксации мачты в рабочем положении под определенным углом упоры 11, соединенные со штоками 10 гидроцилиндров 9, входят в соответствующие гнезда втулок 13, закрепленных в отверстиях 12.

Буровой шарошечный станок (фиг.5) включает ход гусеничный 14, машинное отделение 8 с размещенным в нем электро-гидро-пневмооборудованием, кабину управления 15, мачту 16 и механизм ее фиксации в рабочем положении под различными углами (на чертеже не показан).

Бурение наклонных скважин осуществляется следующим образом. После горизонтирования станка мачта гидроцилиндрами подъема 17 устанавливается под заданным углом бурения и с помощью механизма фиксации крепится к каркасу машинного отделения. Дополнительно мачта крепится с помощью упоров 18, шарнирно прикрепленных к задней стенке мачты и кронштейнам, установленных на верхнем поясе каркаса машинного отделения. Перемещение стойки в направляющей ограничивается упором в положении, соответствующем выбранному углу бурения. При опускании мачты в горизонтальное положение упоры убираются.

После забуривания первой штанги, соединенной с вращателем, производится наращивание и бурение второй штанги, которая захватывается из сепаратора 5 при его повороте на ось бурения. При этом для удержания штанги на оси бурения во время свинчивания и развинчивания, а также для поддержания ее в дальнейшем при извлечении из скважины и установке в сепаратор используется люнет 7.

При диаметре скважины 244,5 мм и ее глубине более 30 м после использования штанг из сепаратора 5, размещенного внутри мачты, подача штанг и их наращивание осуществляется из сепаратора 6, расположенного на передней открытой грани мачты, в той же последовательности. После окончания бурения став 4 удаляется из скважины, а штанги размещаются в двух сепараторах. Станок снимается с домкратов и переезжает на очередную скважину.

При необходимости изменения угла наклона мачты упоры 11 с помощью гидроцилиндров 9 выдвигаются из гнезд втулок 13 (фиг.4) и гидроцилиндрами подъема мачты 17 последняя устанавливается под другим углом. При этом упор 11 гидроцилиндром 9 задвигается в соответствующее углу наклона гнездо втулки 13. Дополнительно мачта крепится с помощью упоров 18.

Бурение скважин заоткоски может начинаться с надбермого уступа, что устраняет затруднения с размещением бурового станка на проектных промежуточных бермах, а также увеличивает эффект экранирования сейсмовзрывного воздействия. В результате наиболее ответственная нижняя часть сдваиваемого 15^и - метрового уступа находится под защитой двух экранов, а нижняя часть прибортового массива защищена опережающей щелью.

Предлагаемая модернизированная мачта бурового станка СБШ-250МН согласно полезной модели по сравнению с известными, благодаря наличию дополнительного сепаратора, расположенного на открытой передней грани мачты, и более совершенного механизма фиксации мачты в рабочих положениях обеспечивает расширение диапазона бурения как по глубине, так и углу наклона, улучшение условий труда операторов.

Важным преимуществом предлагаемой полезной модели является возможность монтажа мачты на серийном станке СБШ-250МНА-32 без каких-либо существенных конструктивных изменений.

1. Мачта бурового станка, содержащая каркас и размещенные в нем вращательно-подающий механизм с канатно-полиспастной системой, механизм свинчивания-развинчивания, люнет, буровой став, сепаратор для штанг, отличающаяся тем, что мачта выполнена с открытой передней гранью и снабжена дополнительным сепаратором, установленным на ее передней грани, и механизмом фиксации мачты в рабочем положении под различными углами.

2. Мачта бурового станка по п.1, отличающаяся тем, что механизм фиксации мачты в рабочем положении выполнен в виде гидроцилиндров, расположенных на боковых стенках каркаса машинного отделения, при этом гидроцилиндры снабжены концевыми упорами, закрепленными на штоках гидроцилиндров, с возможностью их размещения в отверстиях, выполненных в нижнем поясе каркаса мачты.