Процессы открытых горных работ

Размещено на http://allbest.ru/

Выбор способа бурения и определение производительности буровых станков

А. Общее положения и исходные данные

Выбор способа бурения и определение производительности буровых станков осуществляются в соответствии с классификацией горных пород по показателю трудности бурения акад. В.В. Ржевского, величина которого определяется физико-механическими свойствами пород:

П_б = 0,07(у_сж+ у_сдв+ г g),

гдеу_сж и у_сдв - временное сопротивление породы сжатию и сдвигу, МПа;

г - плотность (объемная масса) породы, т/м³;

g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²).

Значения у_сж, у_сдв, г в качестве исходных данных принимаются из условий работы №2.

По показателю П_б горные породы делятся на 5 классов и 25 категорий:

I класс - легкобуримые породы, П_б < 5;

II класс - средней трудности бурения, П_б = 5,1 до 10;

III класс - труднобуримые, П_б = 10,1 до 15;

IV класс - весьма труднобуримые, П_б = 15,1 до 20;

V класс - исключительно труднобуримые, П_б = 20,1 ? 25.

Б. Выбор способа бурения и модели бурового станка

горный порода бурение станок

1.При выполнении данной работы способ бурения выбирается среди механических способов, наиболее распространенных на карьерах. Область рационального применения различных способов бурения определяется в соответствии с величиной П_б (или величиной коэффициента крепости f ):

1) шнековое бурение - породы с П_б < 6 до 8;

2) шарошечное бурение - породы с П_б от 6 до 16 ? 18;

3) пневмоударное бурение - породы с П_б от 10 до 20 и выше.

Необходимо иметь в виду, что пневмоударное бурение чаще всего используется не как основной способ, а применяется при заоткоске уступов при их постановке в конечное положение с целью обеспечения устойчивости бортов карьеров.

2.Выбор модели бурового станка. После выбора способа бурения производится выбор модели бурового станка. При этом главный параметр бурового станка - диаметр бурения (при отсутствии данных о параметрах применяемого экскаватора) при учебных расчётах возможно принимать с учетом блочности (трещиноватости) разрабатываемых пород, которая приведена в исходных данных и в работе №2 (табл. 2).

Таблица 2.

* Диаметр бурения в указанном диапазоне увеличивается с увеличением интенсивности трещиноватости пород, т.е. с уменьшением ().

После выбора модели станка приводится его техническая характеристика (табл. 2-4 приложения).

Затем по табл. 5 приложения выбирается тип шарошечного долота при шарошечном бурении или режущего долота (табл. 6 приложения) при шнековом бурении. При пневмоударном бурении выбирается тип пневмоударника (табл. 7 приложения) и тип буровой коронки (табл. 8). Приводится характеристика выбранного бурового инструмента.

В. Определение скорости бурения и производительности бурового станка

1.Определение технической скорости бурения

Техническую скорость бурения ориентировочно можно оценить в соответствии со следующими выражениями [1]:

а) для станков шарошечного бурения:

=, м/ч;

б) для станков шнекового бурения:

= , м/ч;

в) для станков пневмоударного бурения:

=, м/ч,

здесь:

Р_ос - величина осевого усилия (усилия подачи), кН;

n_{в -} частота вращения бурового става, с^-1;

П_б - показатель трудности бурения породы;

d_д - принятый диаметр долота, м;

w - энергия единичного удара пневмоударника, Дж;

n_y - частота ударов пневмоударника, с^-1;

k₁ - коэффициент (при П_б = 10 ? 14 - k₁=1; при П_б = 15 ? 17 - k₁ = 1,05; при П_б = 18 ? 20 - k₁ = 1,1);

k_ф - коэффициент, зависящий от формы буровой коронки (при трехперой коронке k_ф=1; при крестовой k_ф = 1,1).

Основные режимные параметры процесса бурения (Р_ос и n_в) при шарошечном бурении принимаются в соответствии с П_б и технической характеристикой бурового станка. Оптимальную величину усилия подачи при шарошечном бурении можно принимать по данным табл.9 или 10 приложения. Частоту вращения следует принимать в пределах от 0,8 - 1 до 2 -2,5 с^-1 (частота вращения снижается по мере увеличения показателя П_б и величины Р_ос).

При шнековом бурении удельную величину осевого усилия на 1см диаметр резца следует принимать от 0,5 до 5,0 кН/см при П_б < 5 и до 6 - 8 кН/см при П_б = 6 ? 8. При выборе частоты вращения надо руководствоваться тем же подходом, что и при шарошечном бурении и исходить при этом из технических возможностей бурового станка.

При пневмоударном бурении значения w и n_y следует принимать в соответствии с технической характеристикой пневмоударника (табл.7 приложения). Частоту вращения бурового става при П_б =10 ? 14 возможно принимать равной от 1,5 до 0,7 с^-1 , а при П_б = 14 ? 20 она снижается до 0,7 - 0,3 с^-1.

2.Определение сменной производительности бурового станка.

Производится по выражению

= , м/смену

гдеТ_см - продолжительность рабочей смены, ч (Т_см = 8ч);

Т_п-з и Т_р - соответственно, продолжительность подготовительно - заключительных операций и регламентированных перерывов, ч (Т_п-з = 0,5ч; Т_р = 0,15ч); t₀ и t_в - соответственно, затраты времени на чистое бурение и выполнение вспомогательных операций, приходящихся на 1м скважины, ч/м.

Основное (чистое) время бурения 1м скважины составляет

t₀ = , ч/м,

где - техническая скорость бурения, м/ч. Затраты времени на выполнение вспомогательных операций:

а) при шарошечном бурении t_в = 0,03 ? 0,04ч/м;

б) при шнековом бурении t_в = 0,25 ? 0,03ч/м;

в) при пневмоударном бурении t_в = 0,06 ? 0,07ч/м.

3.Суточная производительность бурового станка

= , м/сутки,

Где п_см - число рабочих смен станка в сутки (п_см = 2).

4.Годовая производительность бурового станка:

= N_р , м/год

гдеN_p - число рабочих дней в году (подсчитывается для прерывной рабочей недели с одним выходным днем).

Число рабочих дней бурового станка в году подсчитывается, исходя из календарного времени года за вычетом выходных и праздничных дней (без учета затрат времени на ремонты станка).

Размещено на Allbest.ru