|
Классификация и принцип работы
Перфоратором называют бурильную машину ударно-поворотного
действия, предназначенную для бурения шпуров и неглубоких скважин малого
диаметра в породах средней крепости, крепких и очень крепких (/ = 2-J-20).
Пневматические перфораторы в основном классифицируют: по
способу поворота бура — на перфораторы с геликоидальной парой, с поворотным
механизмом, расположенным на штоке поршня, и с независимым механизмом
вращения от отдельного двигателя с редуктором (редко);
по способу установки в забое — на перфораторы ручные,
колонковые и телескопные.
Ручные перфораторы бывают трех категорий по своей массе:
легкие — 10—20 кг, для горизонтального или вертикального (сверху вниз с рук
или с пневмоподдержки) бурения шпуров глубиной 2—4 м в породах с
коэффициентом крепости f = 8-г-Ю; средние — до 25 кг, для горизонтального или вертикального бурения с пневмоподдержки шпуров глубиной до 4 м в породах с f = 12—н-16; тяжелые — до 25—30 кг, для бурения с пневмоподдержки горизонтальных и
нисходящих шпуров глубиной до 6 м и малого диаметра скважин в крепких и очень
крепких породах с f — 10-н20.
Колонковые перфораторы (масса 35—100 кг) предназначены для
бурения горизонтальных, наклонных и вертикальных шпуров и скважин малого
диаметра глубиной 12—15 м в породах практически любой крепости (до / =20).
Эти перфораторы наиболее тяжелые; их закрепляют на горизонтальных или
вертикальных колонках, буровых каретках и рамах с помощью шарнирно-стержневых
устройств — манипуляторов. Подача на забой осуществляется перемещением на
специальных салазках механическими и пневматическими устройствами.
Телескопические перфораторы (масса 30—50 кг) составляют
одно целое бурильной части с цилиндрической телескопической стойкой,
раздвигаемой давлением сжатого воздуха и обеспечивающей подачу бура на забой.
Такие перфораторы обычно применяют для бурения снизу вверх восстающих и
наклонных шпуров глубиной 6—15 м. При этом стойка перфоратора упирается в
подошву выработки.
Перфораторы выбирают в зависимости от твердости породы,
глубины и диаметра шпуров, размеров выработки и способа ее проходки.
Все типы пневматических перфораторов имеют принципиально
одинаковую конструктивную схему, некоторое различие состоит лишь в размерах,
массе и устройстве отдельных деталей.
Ручной перфоратор ( 180) имеет цилиндр 1, в котором
поршень-ударник 2 под действием сжатого воздуха, попеременно поступающего с
одной или другой его стороны, совершает частые возвратно-поступательные
движения. В конце прямого (рабочего) хода поршень-ударник наносит удар по
хвостовику 3 буровой штанги. При обратном (холостом) ходе поршень-ударник при
помощи храпового механизма 4 поворачивается на некоторый угол и поворачивает
при этом, через сопряженные с ним буксы 5 и 6 буровук штангу. Изменение
направления подачи сжатого воздуха для рабочего и холостого ходов происходит
автоматически, при помоии золотника 7, помещенного в золотниковой коробке 8,
Пуск перфоратора производят поворотом пусковой рукоятки 9. Для очистки шпура
имеется промывочное устройство 10, которое подает воду под давлением в канал
буровой штанги.
Специальное гнездо в корпусе перфоратора и вилка 11
позволяют жестко соединить перфоратор с пневматической поддержкой, используя
последнюю как податчик на забой.
Воздухораспределительные устройства перфораторов,
предназначенные для изменения направления подачи сжатого воздуха, бывают
клапанные, золотниковые, комбинированные и с самораспределением. Наибольшее
распространение получили золотниковые распределители.
Все современные перфораторы оборудуются устройствами для
удаления из шпуров буровой мелочи. Перфораторы для подземных работ обычно
имеют устройства для промывки шпуров водой, так как при непрерывном омывании
водой коронок бура скорость бурения и срок службы бурового инструмента
повышаются на 15—20%.
Исполнительным инструментом пневматических перфораторов
является бур, представляющий собой стальной стержень, состоящий из трех
основных частей: коронки (головки), непосредственно разрушающей породу в
забое шпура; штанги шестигранного или круглого сечения и хвостовика,
закрепляемого в поворотной буксе бурильной машины. Буры могут быть цельные и
составные. Преимущественное распространение получили составные буры со сменной
коронкой ( 181).
Отбойные молотки. К группе пневматических ручных машин
ударного действия относятся также пневматические отбойные молотки ( 182). Они
отличаются от бурильных перфораторов в основном лишь тем, что внедрение
режущего лезвия в породу (пики или пневматической лопаты) производится
поступательным движением, без поворота- инструмента.
Пневматические отбойные молотки предназначаются для
разрушения мягких пород и пород средней крепости (с / = 0,6-н2,0), а также
для различного рода вспомогательных работ: рыхления пород, оконтуривания
забоя после взрывания, дробления крупных кусков, вскрытия дорожных покрытий,
каменных и кирпичных кладок и т. п.
Работа пневматического отбойного молотка основана на
преобразовании внутри него энергии сжатого воздуха в механическую энергию
ударов по хвостовику пики или сменного оборудования (лопаты); под действием
ударов они внедряются в массив породы, После чего, действуя отбойным молотком
уже как рычагом, производят отделение части массива.
Отбойные молотки развивают энергию единичного удара 2,6—
6,3 ктс-м при частоте 1060—2000 ударов в минуту, расходуя.при этом 1,0—1,5
м3/мин сжатого воздуха. Масса молотка без пики или лоцаты 8,5—12,5 кг.
Установочные приспособления
Для создания необходимого осевого усилия на буровой
инструмент перфоратора и облегчения труда бурильщика применяют установочные
приспособления. Они разделяются на пневмоподдержки, применяемые в основном
для установки и подачи на забой ручных перфораторов, и распорные винтовые или
пневматические колонки с автоподатчиками для подачи на забой колонковых
перфораторов.
Широкое распространение получают, кроме того, манипуляторы
— механизмы с гидравлическим приводом, служащие для установки и перемещения
перфораторов на буровых тележках, буропогрузоч- ных и других машинах.
Различают два типа манипуляторов: стреловидные и колонковые.
Автоподатчики используются для установки и
обеспечения осевой подачи колонковых перфораторов вместе -с буровым
инструментом на забой. По конструкции и принципу работы они разделяются на
поршневые с пневмо- или гидроприводом, канатно-поршневые, винтовые и цепные.
В поршневых автоподатчиках ( 183, а) в цилиндре 1 под
действием сжатого воздуха или жидкости совершает возвратно- поступательное
движение поршень 2, являющийся в этой конструкции подающим устройством. Шток
поршня связан со скользящей кареткой 3, на которой устанавливается перфоратор
4 вместе с буром.
В винтовом автоподатчике ( 183, б) пневматический
двигатель 9 вращает ходовой винт 7, установленный в подшипниках, размещенных
на раме 6. Перфоратор 5 вместе с буром подается на забой или отводится от
забоя соединенной с перфоратором гайкой 8, навинчивающейся или свинчивающейся
с ходового винта при его вращении в ту или другую сторону в зависимости от
направления вращения двигателя.
Цепныеавтоподатчики( 183, в) при подаче до 4 м применяют с пневмодвигателем, вращающим через редуктор ведущую звездочку, которая перемещает цепь
вместе с кареткой; на последней устанавливается перфоратор вместе с буром.
Применение пневмоподдержек с податчиками позволяет одному
бурильщику обслуживать несколько перфораторов. На 184 показано бурение
шпуров колонковыми перфораторами на специальных пневмоподдержках с цепными
податчиками при сооружении одного из самых больших туннелей в мире с
поперечным сечением 390 м2 для подземной ГЭС в Швеции.
|