SU645610A3 - Устройство дл разрушени пород бурением - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ПОРОД БУРЕНИЕМ

сн бжены средством дл  фиксаций машины в выбранном положении на рельсах, которое может приводитьс  в действие лневматичеокими толкател ми 8.

Рычаг совершает возвратно-поступательное движение взад и вттеред посредством пневматического или гидравлического плунжера двойного действи  9 .

Рычаг несет бурильную машину 10, бурильный инструмент 11 которой поддерживаетс  манжетой 12, установленной на раме . Манжета и рычаг имеют размер в направлении , перпендикул рном плоскости опорной рамы, меньше внешнего диаметра толовки бура, так что манжета и рычаг могут ВХОДИТЬ в канал, образуемый -при буренЕИ. Поэтому в процессе бурени  бурильный инструмент всагда поддерживаетс  манжетой.

Устройство она-бжено средством дл  регулировки высоты рычага 5 относительно рельса с целью о беспечени  возможности бурени , в любом желаемом месте поверхности грунта и изменени  угла наклона бурильной машины относительно горизогнтали . В качестве этого средства может быть распорна  консоль 13, размеп1аема  между рамОй и рельсом. Размеры этой 1КОНСОЛИ завис т от желаемого места бурени  канала в поверхности грунта.

Дл  0-пределенных условий разработки полезных иоколаемых может оказатьс  желательЕым бурение в противоположном от /нормального направлении, т. е. против часовой стрелки. В случае возникновени  такой необходимости рычаг 5 замен етс  другим рычагом, приспособленным дл  буifieHKfl в йротивоположном направлении. iCnoco.6 поворота на определенный угол, зажим и регулировка утла атаки и угла i6ypa осуществл ютс  так же эффективно дл  этого направлени , как и дл  нормального .

Бур устанавливаетс  таким образом, что угол атаки головки бура 14 относительно лбёерхности грунта  вл етс  тупым в найравлении продвижени  головки вдоль поверхности грунта.

Рассмотрим фиг. 4а, где показано, что головка 14 бура используетс  обычным образЬ;м , т. е. проДвигаётс  в аксиальной направлении в грунт 4. Давление А, оказываёмоё на головку бура, действует вдоль оси головки, а сила Б реакции, действуюша  со стороны грунта на головку, также йаПравЛёна Й осевом направлении, так что система.находитс  в равновесии цри бурении ПО пр мой линии. На фи|г. 46 ось головки также перпендикул рна поверхности фунта 4, носама гоЛйвка йродвигаетс  вдоль поверхности, образу  канал. Как .видно н-а фиг. 4в, только половина перифе рий находитс  в контакте с грунтом в налравлении ее продвижени . Сила В реакции , действующа  со стороны грунта на

головку перпендикул рно оси Г-Г,  вл етс  неуравновешенной, так как давление А, оказываемое на головку, действует вдоль оси Г-Г. Таким образом, сила В стремитс  изогнуть бурильный инструмент, и, так как инструмент врашаетс , металл, из которого он сделан, непрерывно пере ходит из состо ни  сжати  в состо ние раст жени , что1 вызывает его усталость и

разрушение. На фиг. 4г показано, что инструмент наклонен к поверхности грунта ;под таким углом, что ось Г-Г составл ет тупой угол с плоскостью поверхности грунта в направлении продвижени  головки

вдоль этой поверхности. Так как давление, оказываемое на головку бура, действует вдоль оси Г-Г, силе реакции, действующей со стороны -грунта на головку, противодействует сила Д,  вл юша с  состав л юшей силы давлени  А, и лри соответствующем выборе угла атаки Е в зависимости от различных параметров: диаметра головки , величины силы давлени  А (котора  будет иметь составл ющую в направлении оси бурового инструмента, когда этот инструмент перемещаетс  вдоль заданной Пр молинейной или криволинейной, Траектории вследствие силы, прикладываемой к инструменту дл  его переме1цени 

вдоль этой траектории), скорости продвижени  головки бура и природы подвергаемого бурению грунта, можно добитьс  то .то, чтобы СИЛЫ; Б И Л практически уравно )вешивали друг друга и не было- бы изгибани  бурового инструментаь В выборе угла атаки Е первостепенное значение имеет природа подвергаемого бурению грунта и скорость бурени  или индексное рассто ние (интервал), т. е. рассто ние, на которое продвигаетс  бурильна  машина после окончани  одного цикла бурени . Если индексное рассто ние слищком мало, грунт перед головкой бура раздробл етс  и сила )Б временно исчезает, вызыв а  выход головки из отверсти , как показано на фиг. 4д. В этом случае трудно или практически невозможно вставить головку обр,ат«0 в отверстие. Если, с другой стороны, индексное рассто ние слишком велико, головка М|ажет заедать в отверстии, при этом сила реакции Б исчезает и сила/ И вызывает изгибание инструмента, как показано на фиг. 4е. На фиг. 4з/с иллюстрируетс  промежуточный случай, когда выбран пра«ильный индексный интервал дл  данных «условий бурени . В этом случае сила Б реакции от силы давлени  А и полна  рейультирующа  сила R совпадают и действуют вдоль оси Г-Г головки бура. При

&ТОМ головка бура работает с оптимальной )эффективностью и скоростью бурени .

В случае использовани  машины, в которой траектори  движени  головки бура  вл етс  пр молинейной, угол атаки Е

должен отсчитыватьс  между осью Г-Г

головки и плоским дном образуемого при бурении канала и плоскостью поверхности грунта. В случае же насто щего воплощени  бурильной машины, в котором траектори  движени  ГОЛОВИН криволинейна , угол атаки Е отсчитываетс  между осью Т-Г и касательной к криволинейной траектории (фиг. 4 и 5). Как объ сн лось выме , оптимальный угол атаки зав-исит от множества факторов, среди -которых -немаловажным  вл етс  природа подвергаемого бурению грунта, ттоэтому он выбираетс  эмпирически. С этой целью бур уста.н-авл-иваетс  на- рычаге таким обравом, что угол атаки составл ет 125-135° дл  большинства условий бурени . Однако в других услови х бурени  угол атаки может не лежать в указанных пре-делах. Дл  обеспечени  возможности регулировки этого угла мажет использоватьс  любое из известных различных средств «ретглени  бура М,ожет быть также предусмотрен р д креплений дл  обеспечени  возможности изменени  угла наклона бурильного инструмента относительно горизонтали-.

В процсссе использовани  сначала кладутс  рельсы, на которых у-сталавливаетс  машина в исходном; положении и зажимаетс . Затем При необходимости устанавлишают ра|бочую высоту рычага 5 и наклон б -рильного инструмента путем использовани  соответствующей распорки и -креплени  бура, и -в том случае, когда известна природа грунта, осуществл ют экспериментальные бурени .

Бурение канала происходит в результате вращени  бура, .и в то Жв .самое врем  колебани  рычага 5 во-круг оси 6 вызывают первый срез 15 голо-вкой 14 грунта. Затем: олорна  paMtai отводитс  в исходное положение, несуща  рама освобождаетс  от креплени  к рельсу, устанавливаетс  требуемый индексный и-нтервал, и она снова закр-епл етс  на рельсах, после чего делаетс  второй срез 16 дл  углублени  канала. Последовательность выщеуказанных операций прадолжаетс  до тех пор, пока не получаетс  канал требуемой глу1бины К.

Ф о р м у л- а и 3 О б р е т е н и  

Устройство дл  разрушени  пород бур-ением , включающ-ее механизм передв.ижени , несущую раму, бурильн-ую машину со средством установ-ки на несущей раме   механизм перемещени  установочиОГо средства бурильной мащины, от ли чающеес  тем, что, с целью повышени  эфф-ективности образовани  щелевого канала в массиве пород, установочное средство бурильной мащин,ы выполнедао в виде рычага , щарнирно закрепленного на несущей

раме с возможностью ограниченного возвратно-поступательного движени  по дуге в горизонтальной плоскости, при этом бурильна  мащина смонтирована на установочном -средстве таким образом, что ось ее

бурильного инструм-ента составл ет тупой УГОЛ с касательной к прорезаемому каиалу в точке резави  на всем прот жении канала.

Исто чйики информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство СССР № 337501, кл. Е 21С 11/02, 1970.

2Патент СССР № 206430, кл. Е 21С 11/02; Е 21С 5/14, Е 21С 3/04, 1961. .

тз

%.

. .«.V

fui. 3 -:

7S

.

f4. .;: , - --- - - v,

. -.

V 7 ulfi/ .r

5i..- .c

- /.,/

.-c.. - - -v S3Sii&