Буровое оборудование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Угольная промышленность Казахстана

Зарождение угольной промышленности в Казахстане относится к середине XIX в., в 1855 г. началась разработка Карагандинского бассейна, с 1869г. - Ленгерского, с 1895г. Екибастузского месторождения. Эксплуатировались в крае и небольшие месторождения для удовлетворения нужд местного населения, мелких рудников и заводов.

По данным Мирового угольного института на долю угля приходится около 90% энергетического потенциала всех пригодных для разработки полезных ископаемых органического происхождения. Запасы угля в Казахстане составляют 35,8 млрд. т. или 3,6 % мировых запасов, а доля РК в общемировой добыче угля составляет 3,7%.

Среди стран СНГ Казахстан занимает третье место по запасам и добыче угля и первое место - по добыче угля на душу населения. Наибольший объем добычи угля в республике приходится на Центральный (Караганда) и Северо-Восточные (Павлодар) регионы - 96,2%. Экспорт угля Казахстана в 2003 году составил 25,7 млн.т. на сумму 168,9 млн.долл.США. Это 1,8% общего объема экспорта республики.

Широкое развитие угольной промышленности Казахстана началось в 30-е годы в связи с интенсивным освоением Карагандинского бассейна и с индустриализацией народного хозяйства. Выгодное географическое положение этого бассейна, наличие огромных запасов угля, их коксуемость обусловили создание на его базе мощной угольной базы СССР.

Повышению экономической значимости Карагандинского угольного бассейна способствовали: во-первых, открытие поблизости от него больших запасов железной, марганцевой и медной руд, что создавало благоприятные условия для развития металлургической, горно-химической и других отраслей промышленности; во-вторых, близость Караганды к Уралу, Средней Азии, которые потребляют продукцию этого бассейна. геологические запасы угля оцениваются в 51 млрд.т, уголь залегает компактно на территории 3000 кв.км довольно мощным пластом. Около балансовых запасов приходится на коксующийся уголь. Низкое содержание серы и фосфора позволяет получить высококачественный кокс, что в свою очередь очень важно для выработки малосернистого и мало- фосфористого чугуна.

Перспективным месторождением угля является Екибастузский бассейн в Павлодарской области. Примерно с 1925 г. этот топливно-энергетический район был законсервирован, так как перед СССР тогда стояли другие задачи и только в 1954 г. вновь вступил в действие Екибастузский бассейн, уникальный тем, что мощность угольного пласта достигает 160- 180м, а выгодные горно-геологические условия позволяют добывать уголь открытым способом.

Разгосударствления ГАО «Екибастузуголь» куда входят разрезы «Богатырь», «Восточный», «Северный» и «Майкубинский» произошло в 1997 г. Начался этот процесс с разреза «Восточный», который по своим технико-технологическим параметрам считается одним из лучших горнодобывающих предприятий в мире. Инвестором разреза в мире «Восточный» стала мощная японская фирма «Джапан Хром Корпорейшн», позднее переименованная в «Евраазиатскую энергетическую корпорацию». Вторым объектом был крупнейший из разрезов «Богатырь», который был передан во владение американской фирме «Аксесс Индастриз, Инк».

Самый старый разрез «Северный» был взят под управление РАО «ЕЭС» России, а «Майкубинский» был отдан во владение небогатой германской фирме. В 2000 г. разрез «Северный» во избежания банкротства был передан американской фирме «Аксесс Индастриз, Инк», который преобразован в ТОО «Богатырь Аксесс Комир».

Сегментация осуществляется по двум основным признакам: -по географическому признаку, при котором рынки угля делятся на внутренний рынок т.е. потребление в самой Республике Казахстан и внешний рынок, куда входят потребители угля ближнего и дальнего зарубежья - по технологическому признаку, при котором сегментирование угля проводится по показателям качества и направлениям использования. По этим показателям выделяют три сегмента; рынок коксующихся углей рынок угля технологического сырья для промышленности и рынок энергетического угля.

В рыночных условиях развитие угольной промышленности определяется, главным образом, необходимостью приобретения энергетической независимости Казахстана, с учетом интеграции в Евро-Азиатской топливно-энергетический комплекс.

Достижение этой цели требует реконструкции действующих и строительства новых угольных предприятий. Важное значение имеет проведение мер по финансовому оздоровлению (санации) крупнейшего Екибастузского угледобывающего комплекса. Достаточно сказать, что удельный вес только Екибастузского угля в топливном балансе теплоэлектростанций Казахстана составляет более 80%. В 1996 г. осуществилась реорганизация ГАО «Екибастузкомир» в результате которого имущественные комплексы разрезов были проданы на открытом тендере иностранным инвестором. Так, угольный разрез «Богатырь» был продан американской компании « Access Indastries » и в итоге было создано ТОО «Богатырь Аксесс Комир». Разрез «Богатырь» является единственным из всех существующих в мире угольных разрезов огромной единичной мощности.

Разрезу «Богатырь» присущи довольно благоприятные горно геологические условия разработки и высокий коэффициент благоприятности природных условий. Это дает возможность осуществлять добычу угля» крупных масштабах на основе применения новейших средств производства открытым способом.

Уголь разреза «Богатырь» как угли других разрезов Екибастузского бассейна относятся к типу углей, используемых на мощных электростанциях Казахстана так и электростанциях ближнего и дальнего зарубежья, настоящее время именно ТОО «Богатырь Аксесс Комир» является наибов крупным поставщиком энергетического угля для республики и на экспорт

При решении вопросов, связанных с развитием угольной промышленности Казахстана, следует учитывать сложное взаимодействие двух основных факторов технологического и экономического характера. Первый заключается в качественной характеристике различных марок угля и обуславивает специфику их народнохозяйственного использования; второй отражается в уровне экономической эффективности угольной промышленности.

В настоящее время наиболее крупными из разрабатываемых месторождений являются:

Майкубенский буроугольный бассейн и Екибастузский в Павлодарской области;

Карагандинский каменноугольный бассейн. Это Шубаркольское чекинское и Борлынское месторождения в Карагандинской области;

Юбилейное месторождение в Восточно-Казахстанской области.

В Карагандинской области еще в 1995 г. эксплуатировалось 24 угоных шахт, многие из которых были убыточными. Поэтому более половины шахт были закрыты. А коксующийся уголь добывался только для потребителей Казахстана.

На Екибастузском месторождений действует три карьера: «Богатыpь «Восточный» и «Северный», где добыча угля несколько снизилась. Причины снижения объема добычи Екибастузского угля следующие:

снижение выработки электроэнергии на пылеугольных электростанциях Казахстана;

сокращение объема продажи Екибастузского угля другим государствам так в 1990 г. было продано 39,1 млн. т., а в 2000 г. - 25 млн. т. 1

Екибастузский уголь самый дешевый в республике 380-450 тг/т.,1 является высокозольным 42-44%. Отсюда возникает проблема по снижению зольности Екибастузского угля. Для этого необходимо обогащение угля и соответственно повышение его качества. Это в свою очередь ведет к расширению рынка сбыта.

По расчетам объем экспорта Казахстанских углей увеличится до 40 млн.т. добычи достичь намеченного объема добычи угля в республике во -первых, создать соответствующие мощности карьер и шахт; во-вторых, учитывая высокую степень физического износа средств отрасли, вложить необходимые инвестиции для реконструкции Угледобывающих предприятий.

Нужно отметить, что потребность в энергетическом угле с каждым годом будет возрастать не только в Казахстане но и в мире в целом, некоторым данным в ряде развивающихся стран потребность в угле ежегодно будет возрастать на 6%. Рост потребления энергетического yгля обусловлен потребностью в нем многочисленных тепловых электростанций, которые вырабатывают все больше электрической и тепловой энергии. Следовательно добыча угля и разработка новых угольных месторождений не сократиться, а будет интенсивно увеличиваться. Угледобывающие компании будут стремиться повышать качество и конкурентоспособность своей продукции. В настоящее время Казахстан входит в десяти крупнейших производителей угля на мировом рынке, так же как и в десятку крупнейших экспортеров. Республика дает около 3% общемирового экспорта угля.

История развития компаний Atlas Copco

История одного из самых передовых производителей горного и строительного оборудования, чьи техника и технологии уже почти полтора века меняют окружающий нас мир, делая его более дружелюбным.

Международная, всемирно известная компания Atlas Copco («Атлас Копко») имеет богатую историю, насчитывающую уже более 135 лет. Инициатива организации компании принадлежала 36-летнему шведскому инженеру Эдуарду Френкелю, ставшему первым управляющим директором компании. Первый устав AB Atlas, датированный 21 февраля 1873 г., провозглашал целью деятельности компании производство и продажу различных материалов, предназначенных для строительства и эксплуатации, железных дорог, а также организацию всех требующихся для этого производственных объектов.

На территории Стокгольма был куплен большой участок земли, на котором началось строительство крупного завода. В промышленных отчетах того времени завод компании AB Atlas получил положительную оценку как производственный объект с просторными площадями, оснащенный новейшим технологическим оборудованием. Помимо железнодорожного оборудования AB Atlas выпускала паровые двигатели и жесткие стальные конструкции для мостов, зданий и шпилей церквей. В 1875 г. оборот компании вырос до 4 млн шведских крон, а количество сотрудников составляло 780 человек. По шведским меркам, компания вела крупномасштабную деятельность.

За первоначально прибыльной деятельностью последовали годы финансовых неурядиц, обусловленных сокращением заказов на железнодорожное оборудование, и компании пришлось подвергнуться реорганизации. В 1890 г. компания Atlas была ликвидирована, однако тут же возобновила свою деятельность под новым именем Nya AB Atlas («Новая компания Атлас»). Эта компания начала освоение новой перспективной сферы: выпуск оборудования для производства сжатого воздуха и компрессоров.

Фактически интерес и необходимость специализации в этой области возникли из собственной потребности компании в хорошем пневматическом оборудовании и инструментах. В рамках производственных линий компании важнейшие функции выполняли пневматические клепальные и чеканочные молоты, что делало актуальным вопрос о наличии запасных частей и узлов для этого оборудования.

Высококвалифицированные специалисты компании, занимающиеся разработкой новой продукции, получили задание изготовить копии использующегося пневматического оборудования, не имея проектно-конструкторской документации. В итоге, благодаря тесному взаимодействию между пользователями, разработчиками и специалистами по металлообработке, оборудование было значительно усовершенствовано. Повсюду заговорили о повышенной эффективности и надежности такого оборудования, что привело к возникновению спроса на него со стороны других крупных шведских производителей.

Начиная с 1901 г., пневматические клепальные молоты и бурильные машины были официально запущены в серийное производство на технологических линиях компании Atlas. В 1904 г. началось производство поршневых компрессоров. В 1905 г. в серийное производство было введено первое пневматическое бурильное оборудование, а в 1910 г. -- пневматические рубильный и клепальный молоты прогрессивной конструкции и двигатель нового типа.

Для приобретения права на производство в Швеции двигателя Рудольфа Дизеля в 1898 г. была создана новая компания -- AB Diesels Motorer, опытные инженеры которой постепенно совершенствовали первоначально запатентованную конструкцию. В 1906 г. молодой инженер Йонас Хессельман выдвинул рационализаторское предложение, открывшее доступ на рынок больших судовых дизельных двигателей -- реверсивный механизм. С 1910 г. все двигатели компании стали серийно оснащаться подобным механизмом.

Большой шаг вперед AB Diesels Motorer сделала в 1912 г., отчасти благодаря событию, в котором сама компания участвовала лишь косвенным образом. Годом ранее норвежский путешественник Роальд Амундсен достиг ледяного барьера около Южного полюса. Его шхуна «Фрам» была оснащена судовым двигателем в 180 л.с., который прекрасно работал в тяжелых условиях. На обратном пути Амундсен отправил в компанию AB Diesels Motorer телеграмму следующего содержания: «Двигатель Diesel превосходен!». Такая высокая оценка подала компании Diesels Motorer идею выпускать все свои двигатели под маркой «Polar» («Полярный»).

В 1917 г. произошло слияние компаний AB Atlas и AB Diesel Motorer и образование AB Atlas Diesel. В этом же году было прекращено производство паровых локомотивов. Объединенная компания работала в условиях устойчивого спроса на выпускаемую продукцию вплоть до наступления Великой депрессии 1920-х годов.

Несмотря на то, что основным направлением деятельности компании AB Atlas Diesel оставались дизельные двигатели, наибольшего успеха компания добилась в сфере производства оборудования для работы с использованием сжатого воздуха. Тесное сотрудничество с клиентами в процессе разработки такого типа оборудования вызвало к жизни ряд принципиально новых конструкторских решений. В 1910 г. инженер компании Густаф Андерссон разработал пневматический рубильный и клепальный молоты новой конструкции и двигатель с золотниковым клапаном. В 1930 г. он же создал инструмент, имевший немаловажное значение -- легкую пневматическую бурильную машину семейства RH, которая впоследствии стала одним из элементов «шведского метода».

Следует выделить и создателей другого примечательного оборудования Давида Рооса, разработавшего в 1930 г. компрессор с легким лопастным двигателем, отличавшимся малым весом и беспрецедентной эффективностью, а также Германа Пика и Джона Мунка, создавших в 1933 г. передвижной компрессор с прямым впрыском.

В 1936 г. компания Atlas Diesel представила ручной пневматический перфоратор, который имел малый вес, высокую мощность и большую производительность. Перфоратор был оснащен пневмостойкой с автоматической подачей молотка, благодаря которой была значительно усовершенствована сама технология бурения.

После Второй мировой войны компания Atlas снова заработала в направлении увеличения объемов экспорта. В послевоенной Европе между производителями существовала жесткая конкуренция, цены на буровое оборудование были низкими. Вальтер Ветье, занимавший в то время пост Генерального директора компании, выдвинул идею о необходимости предлагать клиентам нечто большее, чем просто бурильное оборудование. Компания Atlas представила так называемый «Шведский метод» -- современную технологию бурения, отличавшуюся от традиционных методов использованием более легкого оборудования.

«Шведский метод» объединял легковесный перфоратор с пневмостойкой и буровые сверла с наконечниками из карбидов вольфрама. Специально обученные буровые мастера и инженеры выезжали на объекты клиентов в различные страны мира, чтобы продемонстрировать новую технологию в действии. Метод, позволявший одному человеку управлять буровой машиной, был признан во всем мире самым эффективным в технологии бурения, а весомые преимущества над конкурирующими технологиями открыли компании Atlas мировые рынки. Руководство компании приняло решение о немедленной организации более 20 торговых представительств. Эта стратегия принесла свои плоды. Во второй половине 40-х годов объемы продаж оборудования выросли в десять раз, а в 50-е годы еще в пять раз.

Производство дизельных двигателей постепенно утратило свое значение. На момент окончательной продажи дизельного производства в 1948 г. общее количество произведенных двигателей составило 5447 штук. Компания Atlas Diesel полностью переключилась на производство компрессорного оборудования. В 1956 г. это нашло свое отражение в изменении фирменного наименования на Atlas Copco, где «Copco» означает Compagnie Pneumatique Commerciale -- название, заимствованное у бельгийской дочерней компании.

В начале 50-х годов Atlas Copco взяла принципиальный курс на развитие компрессорных технологий. Он заключался не только в усовершенствовании существующих технологий в тесном сотрудничестве с клиентами, но и предполагал стремительное продвижение в направлении создания абсолютно новой технологии. Важным изобретением того периода явился винтовой компрессор, авторами которого в 1955 г. стали Патрик Даниэлссон и Алф Лисхолм. В 1958 г. был создан безмасляный воздушный винтовой компрессор, а в 1967 г. компания Atlas Copco представила портативный безмасляный винтовой компрессор.

Эта новаторская технология сформировала базу для создания целой серии стационарных компрессоров с электроприводом, обеспечивающих близкий к нулевому уровень вибрации, поэтому их установка на объекте клиента характеризовалась низким уровнем сопутствующих затрат. Благодаря безмасляной технологии компании Atlas Copco удалось еще больше расширить рынки сбыта за счет работы с представителями текстильной, пищевой и фармацевтической промышленности.

Параллельно со стремительным развитием сектора компрессорного оборудования шла механизация сектора горно-добывающих и строительных технологий. Прилагались усилия по развитию и расширению ассортимента ручных инструментов для обрабатывающей промышленности. В 60-е годы в тесном сотрудничестве со специалистами-медиками конструкция оборудования Atlas Copco была существенно улучшена с точки зрения критериев эргономичности. Инвестиции в научные исследования и разработки обеспечили коммерческий успех. В условиях стремительного расширения бизнеса управление компанией становилось все сложнее, и в 1968 г. произошла ее масштабная реорганизация. Были выделены три сферы деятельности:

* Construction and Mining Technique (горно-шахтное и строительное оборудование) -- разработка, изготовление, продажа и обслуживание бурового инструмента, подземных буровых установок для проходки тоннелей и других горных работ, наземных буровых установок, погрузочного оборудования, строительного инструмента.

* Airpower (компрессоры и электростанции) -- разработка, изготовление, продажа и обслуживание стационарных и передвижных воздушных компрессоров.

* Industrial Tools (промышленный инструмент и сборочные системы) -- разработка, производство и продажа высококачественного промышленного инструмента и сборочных систем для предприятий автомобильной и аэрокосмической отраслей промышленности, а также общепромышленных производственных предприятий и автосервисов.

Краткие сведения о компании Atlas Copco

Атлас копко- один из крупнейших в мире поставщиков промышленных технологий. Компания предлагает широкий ассортимент продуктов и услуг, от компрессорного оборудования для выработки сжатого воздуха и газа, генераторов, горно-шахтного и строительного оборудования, промышленных инструментов и сборочных систем до послепродажного обслуживания и услуг аренды.

Основанная еще в 1873 году, компания Atlas Copco Group - это международная промышленная группа со штаб-квартирой в Стокгольме, Швеция. Доход Группы за 2005 г составил 53 миллиарда шведских крон. На предприятиях и в структурных подразделениях Группы работают более 27000 человек. Производство Atlas Copco Group сосредоточено более чем на 50 производственных объектах в 20 странах мира.

Компании группы Atlas Copco занимаются разработкой и производством промышленных инструментов, компрессорного оборудования для работы со сжатым воздухом, горно-шахтного и строительного оборудования, сборочных систем, обеспечивают соответствующее сервисное обслуживание и предлагают услуги аренды оборудования. Продукция продается и сдается в аренду под различными торговыми марками через всемирную торговую и сервисную сеть в 150 странах, причем половина оборудования обслуживается торговыми предприятиями, полностью или частично принадлежащими компании.

Группа осуществляет свою деятельность через несколько подразделений, образующих три коммерческих сектора:Compressor Technique (Компрессорное оборудование), Construction and Mining Technique (Горно-шахтное и строительное и оборудование) и Industrial Technique (Промышленный инструмент). Концепция деятельности Atlas Copco - быть лидером в каждом из этих направлений деятельности. Эта концепция основывается на ключевых ценностях Группы, которые разделяют все наши сотрудники: взаимодействие, целеустремленность и инновации.

Компания производит дизельные и электрические компрессоры, в том числе компрессоры высокого давления (бустеры), дизельные генераторы; горно-шахтное оборудование, включая оборудование для открытых и подземных горных работ, погрузочно-доставочное оборудование, геотехническое и геологоразведочное оборудование, буровой инструмент; промышленный инструмент, дорожно-строительную технику.

Компания производит продукцию приблизительно в 20 странах. Торговая и сервисная сеть компании находится более чем в 170 странах мира (наполовину состоит из центров обслуживания клиентов, полностью или частично принадлежащих Atlas Copco).

Численность персонала -- 33 тыс. человек. Выручка в 2010 году -- 7,3 млрд евро.

Atlas Сopco в Казахстане:

Каждая страна, в которой работает «Атлас Копко», имеет свою собственную культуру и свой неповторимый взгляд на мир. Но, несмотря на это, компания находит возможность работать с одинаковой эффективностью по всему земному шару.

ТОО «Атлас Копко Центральная Азия» в Казахстане - это одна из компаний промышленной группы «Атлас Копко». Основным видом его деятельности является продвижение на территории Центральной Азии, Армении и Монголии горношахтного, строительного, компрессорного оборудования и оказание сервисных услуг.

В настоящее время в казахстанском представительстве компании «Атлас Копко» трудятся более 180 человек. Центральный офис представительства находится в Алматы. Для удобства работы с клиентами, находящимися в различных областях Казахстана, созданы региональные центры в Жезказгане, Караганде, Усть-Каменогорске, Актобе.

Отделение горношахтного и строительного оборудования в Казахстане занимается продажей бурового инструмента, подземных буровых установок для прокладывания тоннелей и проведения горных работ, наземных буровых установок, погрузочно-доставочного оборудования, оборудования для разведочного бурения, строительных инструментов, а также снабжает всеми необходимыми запасными частями, оказывает сервисную поддержку.

буровой станок оборудование инструмент

Буровой станок



Буровой станок Pit Vaiper 271



Буровой станок Atlas Copco DM45/50HP

Производитель: Atlas Copco

Описание DM45/50HP:

Буровой станок DM45/50HP компании Atlas Copco представляет собой смонтированную на гусеничной ходовой базе буровую установку для вращательного и ударно-вращательного бурения составным ставом с гидравлическим приводом, расположенным вверху станка. Она специально разработана для бурения взрывных скважин глубиной до 54,9 м с помощью сменных буровых штанг длиной 9,1 м. Буровой станок позволяет осуществлять как вращательное бурение, так и бурение с погружным пневмоударником. В стандартной комплектации DM45/50 в качестве привода компрессора и гидравлической системы используется дизельный двигатель. Бурение выполняется с помощью электрических и гидравлических джойстиков, эргономично расположенных таким образом, что оператор во время бурения расположен лицом к буровой платформе. Многообразие дополнительных вариантов комплектации делает DM45/50 универсальной и высокопроизводительной установкой.

Технические характеристики Atlas Copco DM45/50HP:

Диаметр скважины, мм 127 - 251

Условная глубина бурения, м 54,9 или 45,7

Длина штанги, м 9,1 или 7,6

Макс.частота вращения бурового става, об/мин 0-160; 0-100

Углы бурения:с сухим/мокрым пылеподавлением 0 - 30

Наибольший крутящий момент, кНм (кгс*м) 7,32; 12,2

Усилие подачи вверх/вниз, кгс 22680

Скорость подачи/подъема, м/мин 0 - 44,5 / 0 - 62,5

Производительность компрессора, м.куб/мин 25,5 / 2413 30,3 / 2413 ударно-вращательное бурение

Тип хода гусеничный

Тип двигателя дизельный

Производитель двигателя Caterpillar; Caterpillar; Cummins

Модель двигателя CAT C15; CAT C16; Cummins QSX15

Мощность двигателя, кВт (525; 600; 525/600)

Максимальная скорость передвижения, км/час 0 - 3,1

Вес станка, кг 39000



Буровой станок Atlas Copco DML

Производитель: Atlas Copco

Описание DML:

Буровой станок DML компании Atlas Copco представляет собой смонтированную на гусеничной ходовой базе буровую установку для вращательного бурения составным ставом с гидравлическим приводом, расположенным вверху станка. Благодаря своей универсальности установка DML может использоваться как установка высокого давления для бурения погружным пневмоударником. DM-LSP - установка для бурения цельным ставом, способная без наращивания штанги бурить на глубину до 18,3 м. С поставляемым за дополнительную плату воздушным компрессором высокого давления она также может применяться для погружного бурения с высоким давлением. Установка может быть адаптирована для бурения под углом.

Технические характеристики Atlas Copco DML:

Диаметр скважины, мм 170 - 270

Условная глубина бурения, м 54,9 или 53,3

Длина штанги, м 9,1 или 10,7

Макс.частота вращения бурового става, об/мин 0-160; 0-100

Углы бурения:с сухим/мокрым пылеподавлением 0 - 30

Наибольший крутящий момент, кНм (кгс*м) 7,32; 12,2

Усилие подачи вверх/вниз, кгс 27216

Скорость подачи/подъема, м/мин 0 - 44,5 / 0 - 62,5

Производительность компрессора, м.куб/мин 34,0 / 2413 41 / 2413 ударно-вращательное; 34,0 / 758 45,3 / 758 53,8 / 758 вращательное бурение

Тип хода гусеничный

Тип двигателя дизельный

Производитель двигателя Cummins; Caterpillar

Модель двигателя Cummins QSK 19С; CAT 3412E

Мощность двигателя, кВт (760; 760)

Максимальная скорость передвижения, км/час 0 - 2,7

Вес станка, кг 50000

Буровой инструмент для станков вращательного бурения

Шарошечные долота

Как было отмечено выше, основным видом породоразрушающего бурового инструмента карьерных буровых станков в настоящее время являются шарошечные долота. Срок службы шарошечных долот практически определяется стойкостью опор.

Заклинивание опоры шарошки вызывает прекращение ее вращения, следствием чего является износ зубьев ее вооружения. При этом нарушается нормальная работа остальных шарошек долота, т. к. значительная часть крутящего момента и осевого усилия, приложенных к долоту, воспринимается невращающейся шарошкой.Долота, вышедшие из строя из-за износа вооружения шарошек, имеют колебания по величине проходки на долото от двух до пяти раз. Когда долота заменяют вследствие износа элементов опоры шарошек, колебания их по стойкости достигают 10 раз и более . Шарошечные долота состоят из сваренных между собой секций, на цапфах лап которых вращаются смонтированные шарошки и являются, таким образом, неразборными конструкциями, вследствие чего при выходе из строя одной шарошки или ее опоры бракуется все долото. В этой связи весьма актуально создание долот со съемными шарошками, что позволило бы, заменяя вышедшую из строя шарошку, значительно (в 1,5-2 раза) продлить срок службы дорогостоящего долота. При этом отработку конструкций долот со съемными шарошечными лапами целесообразно осуществить и на комбинированных режуще-шарошечных долотах. Основные причины выхода из строя опор - проникновение породной мелочи через зазор между шарошкой и лапой в полость подшипников и недостаточно надежная смазка . Существенное влияние на стойкость опор долота оказывает их охлаждение, которое осуществляется сжатым воздухом, поступающим в опоры через каналы в лапах.Решение проблемы заключается в коренном изменении конструкции опор. При этом первостепенное значение имеет их герметизация и надежная смазка. Эта проблема может быть решена при использовании в опорах долот вместо тел качения, подверженных перекосам и заклиниванию, подшипников скольжения в виде втулок из антифрикционного материала (при этом следует гарантировать их надлежащую смазку и герметизацию, что может быть обеспечено при маслонаполненной опоре и минимальном зазоре между поверхностями лапы и шарошки).

Режущие долота

Как показывают проведенные исследования и опыт эксплуатации, шарошечные долота могут быть заменены другими видами породоразрушающего инструмента в области как слабых, так и крепких пород. Вскрышные породы с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова с крепостью до 6, например, на разрезах составляют до 60 % и выше. Наличие некрепких пород позволяет применять для бурения скважин режущий инструмент - наиболее дешевый и дающий возможность увеличить производительность буровых станков. Поэтому при совершенствовании бурового оборудования для угольных разрезов первостепенное значение приобретает разработка новых конструкций режущих долот, которые могут заменить дорогостоящие и недостаточно надежные серийные шарошечные долота.

В результате испытаний, проведенных на угольных разрезах, установлено, что подобные долота при бурении по породам с f?6 обеспечивают скорости бурения в 1,3-1,5 раза большие, чем серийные шарошечные долота.

Комбинированные режуще-шарошечные долота

Отдельными учеными и целыми организациями предпринимались неоднократные попытки создать комбинированные режуще-шарошечные долота, сочетающие в себе преимущества режущих и шарошечных.

Буровая установка для взрывных скважин Atlas Copco DM45. В стандартной комплектации DM45 в качестве привода компрессора и гидравлической системы используется дизельный двигатель.

Резцы устанавливались в специальной державке, которая шплинтом фиксировалась в корпусе. Фиксация конусных хвостовиков в корпусе предусматривалась за счет сил трения, что, однако, не оправдалось при испытаниях: под действием вибраций шарошки выпадали из корпуса. Кроме того, изготовление конических хвостовиков и отверстий с достаточной степенью точности было трудно осуществимой операцией, требовавшей специального оборудования и мерительного инструмента. Поэтому в дальнейшем были изготовлены съемные лапы шарошек с гладкими цилиндрическими хвостовиками. Но подобная конструкция лап также не позволила их надежно фиксировать в отверстиях корпуса от разворота и выпадания, поэтому следующим этапом явилось использование резьбового соединения хвостовиков лап с корпусом долота. На цилиндрическом хвостовике лапы шарошки и в отверстии корпуса долота нарезалась резьба, а затем лапа, ввернутая в это отверстие, фиксировалась от разворота стопорным валиком через сквозное поперечное отверстие. Как при установке, так и при замене шарошки отверстие в хвостовике для стопорного валика сверлилось совместно с корпусом. Резьбовое соединение лап с корпусом оказалось достаточно надежным. Вооружение шарошек может быть оснащено твердосплавными зубками различной формы или фрезерованными стальными зубьями, армированными релитом. От перемещения в осевом направлении шарошки удерживаются, как обычно, замковыми шариковыми подшипниками. Для очистки забоя от выбуренной породы долота снабжают продувочными устройствами в корпусе, а для смазки опор - каналами в корпусе долота и лапе съемной шарошки. Режущие элементы (резцы), расположенные в центральной части долота, выбуривают опережающую скважину. Наличие опережающего забоя создает дополнительную обнаженную поверхность, вследствие чего снижаются показатели прочности горной породы. Это повышает эффективность работы шарошек, разрушающих периферийную часть забоя, а размещенные в центре забоя резцы подвергаются минимальному износу.

В долоте, выполненном по этой схеме, возможно расположение резцов на минимальном расстоянии от оси вращения, что не только уменьшает их износ, но и облегчает вписывание в прорезаемые ими канавки.

Для оснащения долот используются шарошки от стандартных трехшарошечных долот. Освоение серийного выпуска комбинированных режуще-шарошечных долот позволит существенно улучшить использование выпускаемых промышленностью станков вращательного бурения тяжелого типа (СБШ), а также создать более совершенные модели универсальных станков с широким регулированием параметров, необходимость создания которых назрела и достаточно обоснована.

Ударно-вращательное (пневмоударное) бурение скважин

Начало широкого применения бурения погружными пневмоударниками приходится на 50 е годы прошлого века. Приоритет здесь принадлежит ИГД СО РАН. Буровые станки с погружными пневмоударниками получили распространение для бурения скважин в различных областях добычи полезных ископаемых открытым способом. Пневмоударниками проходятся скважины диаметрами от 66 до 254 мм. Буровые станки для пневмоударного бурения скважин диаметром до 115 мм выпускаются передвижными на колесном или гусеничном ходу. Большинство станков на колесном ходу работает от передвижных компрессорных установок. Пневмоударное бурение относится к числу наиболее прогрессивных способов бурения, но на сегодняшний день мы существенно отстаем в этом виде бурения от зарубежного уровня.

Главная причина - отставания - применение сжатого воздуха с давлением 0,5 МПа. Для эффективной работы пневмоударника с современным штыревым инструментом требуется повышение энергии удара в 2-3 раза, т. е. давление воздуха, подводимого к пневмоударнику, 1,8-2,4 МПа, что имеет место за рубежом. В России же используется в основном давление 0,5 МПа. При таком давлении сложно получить высокие скорости бурения, увеличить ресурс машины и стойкость породоразрушающего инструмента . Станки пневмоударного бурения изготавливаются также зарубежными фирмами Atlas Copco, BPJ, Reddrill, Tamrock (Sandvik) и др.

Пневмоударники

Схема погружного пневмоударника.

В практике конструирования пневмоударников применяется комбинация двух способов очистки: подача всего отработавшего воздуха на забой и отдельная продувка. Этот способ обеспечивает хорошую продувку забоя и применяется за рубежом.

Необходимое условие нормальной работы пневмоударника в скважине - ее очистка, которая производится продувкой воздушно-водяной смесью или сжатым воздухом.

Процесс воздухораспределения у современных бесклапанных пневмоударников отличается простотой исполнения и отсутствием каналов в теле цилиндра пневмоударника. Отсутствие каналов позволяет максимально увеличить диаметр поршня при заданном диаметре пневмоударника, что повышает энергию единичного удара.

Среди всех бесклапанных пневмоударников наиболее совершенными можно считать пневмоударники с воздухораспределением двустороннего действия, бесканальные с хвостовиком или с трубкой, но с воздухораспределительной парой поршень-цилиндр.

Воздухораспределение двустороннего действия обеспечивает большую частоту ударов, а следовательно, и большую мощность.

Применение воздухораспределительной пары «поршень-цилиндр» обеспечивает использование всей возможной рабочей площади поршня. Применение трубки позволяет уменьшить размеры переходника пневмоударника. Использование же хвостовика приводит к удлинению переходника, но повышает надежность конструкции пневмоударника.

Бесклапанные пневмоударники выпускает Кыштымский завод. Их технические характеристики приведены в табл. 7.

Таблица 7.

Технические характеристики пневмоударников.

Параметры Типоразмер

П-110-2,8 П-130-4,0 П-160А

Номинальный диаметр скважины, мм 105 125 165

Номинальное давление воздуха, МПа 0,5 0,5 0,5

Энергия единичного удара, Дж 96 140 280

Частота ударов, с-1 27 21 21

Расход свободного воздуха, м3/мин 2,7 3,4 7,5

Ударная мощность, кВт 2,8 4 7

Наружный диаметр, мм 92 112 142

Масса без долота, кг 22 30 56

1. Размещено на www.allbest.ru