Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Марта 2016 в 13:50, контрольная работа
Общие сведения о карьерном транспорте. Особенности. Комбинированный транспорт. Достоинства и недостатки.
Технологические и рабочие параметры драглайнов.
Основные схемы работы драглайнов. Тупиковые забои.
Перечислить способы бурения шпуров и скважин. Сущность взрывного и электроимпульсивного способов бурения.
Ко второй группе относятся станки огневого (термического) бурения — СБО, а также установки с гидравлическим, ультразвуковым, взрывным и другими физическими способами разрушения горных пород.
Основные объемы буровых работ на современных карьерах выполняют буровыми станками первой группы.
Взрывное бурение
При взрывном бурении образование скважин осуществляется взрыванием зарядов ВВ непосредственно в забое. При ампульном взрывном бурении заряды ВВ в виде ампул опускаются по трубам, при струйном подаются в виде жидкого окислителя и горючего по специальным трубам из емкостей, расположенным на поверхности, к дозирующим приспособлениям забойного взрывобура.
Ударно-канатное бурение скважин
Ударно-канатное бурение является наиболее старым способом бурения скважин на карьерах. Сущность его заключается в том, что буровой снаряд массой до 3000 кг, подвешенный на канате, периодически поднимается на высоту 0,45—1,2 м и затем, падая на забой скважины, разрушает породу. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на угол 10—50°, обеспечивая тем самым равномерное разрушение породы по всему забою скважины, круглое сечение и вертикальное направление скважины.
В процессе бурения в скважину систематически подливают воду, которая, смешиваясь с измельченной породой, образует буровой шлам. Шлам периодически вычерпывают из скважины специальным приспособлением — желонкой, представляющей собой полую трубу с дужкой для каната в верхней части и клапаном с башмаком — в нижней.
Вращательное (шнековое) бурение скважин
Вращательное бурение скважин с применением режущих коронок и штанг шнекового типа (шнековое бурение) широко применяют на угольных карьерах и карьерах нерудных ископаемых в породах с коэффициентом крепости до 6. В более крепких породах скорость бурения резко уменьшается и применение этого способа бурения становится нецелесообразным. Также нецелесообразно применять вращательное бурение в вязких и липких глинистых породах, так как налипание глины на шнеки затрудняет процесс бурения. Этим способом выполняют более 20% общего объема буровых работ.
Сущность вращательного бурения режущими коронками заключается в следующем. Прижатая к забою скважины коронка при вращении срезает породу, которая, превращаясь в мелочь, непрерывно удаляется из скважины спиральными витками штанг шнекового типа. Буровой инструмент состоит из коронки (резца) и нескольких последовательно соединенных штанг. Коронки применяются различной формы. Наибольшее распространение получили коронки с двумя закругленными лезвиями, армированные твердым сплавом (рис. 2,6). Штанга представляет собой трубу с приваренной к ней спиралью из полосовой шнековой стали (рис. 2, а). На концах трубы имеются патрон и хвостовик для соединения штанг.
Рис. 2. Буровой инструмент при вращательном (шнековом) бурении
К достоинствам вращательного бурения скважин режущими коронками относятся: высокая производительность станков, превышающая в 3—4 раза и более производительность станков ударно-канатного бурения; возможность бурения вертикальных, горизонтальных и наклонных скважин; простота устройства и обслуживания станков; невысокая стоимость бурения.
Основным недостатком вращательного бурения является возможность применения его только в некрепких горных породах.
Шарошечное бурение скважин
Шарошечное бурение является одним из наиболее совершенных и перспективных способов механического бурения скважин в породах средней и большой крепости. Им осуществляют более 60% общего объема буровых работ на карьерах. Производительность станков шарошечного бурения в 3—5 раз выше, чем станков ударно-канатного бурения, и достигает 20—60 м в смену в горных породах с коэффициентом крепости f = 12:16. При бурении менее крепких пород производительность шарошечных станков возрастает до 100 м в смену и более.
Горная порода при шарошечном бурении разрушается шарошечными долотами, представляющими собой конструкцию, сваренную из двух-трех консольных лап, на концах которых вращаются конусообразные шарошки (рис. 3). На поверхности шарошек имеется несколько рядов зубцов. При вращении долота шарошки перекатываются по забою скважины и зубцами разрушают породу. Механизм разрушения породы при шарошечном бурении весьма сложный и совмещает в себе принцип вращательного и ударного бурения.
Рис. 3. Трехшарошечное штыревое долото:
1 — лапа долота; 2 — большой роликовый подшипник; 3 — малый роликовый подшипник; 4 — шариковый подшипник; 5 — шарошка; 6 — зубки из твердого сплава
На карьерах обычно применяют трехшарошечные долота. Если зубцы шарошек выполнены из одного материала с шарошкой, то долото называется зубчатым, если зубцы выполнены из запрессованных вставок твердого сплава - штыревым. Зубчатые долота применяют в более мягких породах, штыревые— в породах средней и выше средней крепости. При этом с увеличением крепости пород зубцы шарошек делают более мелкими.
К достоинствам шарошечного способа бурения скважин относятся: высокая производительность бурения в породах средней и большой крепости; возможность бурения вертикальных и наклонных скважин; непрерывность процесса бурения, обеспечивающая возможность его автоматизации.
Недостатками шарошечного бурения являются большая масса буровых станков, низкая стойкость и высокая стоимость шарошечных долот.
Ударно-вращательное бурение скважин
Ударно-вращательное бурение скважин станками с погруженными пневмоударниками применяется при разработке крепких, труднобуримых пород. Им выполняют до 5% всего объема буровых работ. Производительность при этом способе бурения в 2— 6 раз выше по сравнению с ударно-канатным и достигает в крепких породах 10—30 м в смену.
Пневмоударник с буровой коронкой в процессе бурения погружается в скважину. Во время бурения пневмоударник находится у забоя скважины и, вращаясь, вместе с коронкой, наносит удары по ее хвостовику. Порода разрушается при нанесении удара по коронке и в интервалах между ударами за счет скалывания лезвиями вращающейся коронки. Вращение пневмоударника осуществляется через колонну штанг электродвигателем, расположенным на буровом станке. Независимость работы ударного и вращательного механизмов является основной особенностью станков, пневмоударного бурения.
Современные станки с погружными пневмоударниками приспособлены для бурения вертикальных, горизонтальных и наклонных скважин диаметром 100—200 мм и глубиной до 30 м в крепких и весьма крепких породах.
К достоинствам станков с погружными пневмоударниками относятся: возможность бурения вертикальных, горизонтальных и наклонных скважин; относительная простота конструкции станков; возможность автоматизации управления процессом бурения; возможность многошпиндельного бурения скважин.
Недостатки — низкая стойкость коронок и резкое снижение производительности при бурении глубоких скважин в обводненных породах.
Огневое бурение скважин
При механических способах бурения скважин с увеличением крепости и абразивности горных пород скорость бурения уменьшается и более быстро изнашивается породоразрушающий инструмент. В результате этого стоимость бурения скважин резко увеличивается. При огневом бурении порода разрушается газовыми струями, образующимися в результате сгорания жидкого горючего с окислителем; скорость бурения с увеличением крепости пород обычно повышается. Поэтому огневое бурение скважин применяют в крепких и весьма крепких горных породах, имеющих кварцевую основу. Им производят до 2% общего объема буровых работ. Производительность станков огневого бурения в крепчайших породах в 5—10 раз выше по сравнению с ударно-канатными станками.
Сущность огневого бурения скважин заключается в следующем. Высокотемпературная газовая струя, выбрасываемая из реактивной горелки со сверхзвуковой скоростью, быстро прогревает тонкий слой породы в забое скважины. В результате разности термических напряжений, возникающих в соседних слоях породы из-за неравномерности ее нагревания, а также значительных напряжений в среде, вызванных неравномерностью расширения отдельных кристаллов, происходит растрескивание породы. Разрушенная порода струей газов и пара выносится из скважины.
Наиболее интенсивно разрушаются при огневом бурении крепкие монолитные породы, имеющие в своем составе много кварца (кварциты, граниты, песчаники и др.). В сильнотрещиноватых породах огневое бурение малоэффективно, так как проникновение газовых потоков в трещины значительно повышает теплопроводность породного массива. Также плохо поддаются огневому бурению слабые породы, имеющие большую упругую деформацию, затрудняющую создание разрушающих напряжений в массиве.
К достоинствам огневого способа бурения скважин относятся: высокая производительность бурения в крепких и весьма крепких горных породах, отсутствие разрушающего инструмента, возможность расширения скважин, возможность автоматизации управления процессом бурения.
Недостатками огневого бурения скважин являются большая энергоемкость, сложность оборудования, возможность использования только в определенных породах.
Литература