Машины и оборудование для механизации буровых работ
Тема № 37
Машины и оборудование для механизации буровых работ. Способы бурения.
Буровые работы в строительстве осуществляются при помощи буровых машин (станков) и ручных машин. Буровыми машинами производят бурение котлованов диаметром до 3 м для установки мачт линий электропередачи и набивных свай, котлованов диаметром до 0,75 м для опускания свай в мерзлый грунт, шпуров в мерзлом грунте и горных породах для взрывных работ, а также при геологоразведочных работах.
Вращательное бурение, когда рабочий орган только вращается. Вращательное бурение можно вести двумя способами: разрушать всю породу в пробуриваемом отверстии или высверливать кольцевую щель, внутри которой остается столбик породы (керн)
Рис.28.Схемы способов бурения
Второй способ менее энергоемок, поскольку не тратится энергия на разрушение остающейся внутри инструмента породы. При вращательном бурении требуется большое усилие подачи для внедрения инструмента. Это усилие в значительной степени определяет глубину внедрения инструмента за один оборот, а следовательно, и производительность.
С увеличением прочности горной породы значительно возрастает усилие, необходимое для внедрения инструмента, что является одной из основных причин, ограничивающих возможность применения способа вращательного бурения горных пород.
Рекомендуемые материалы
Ударное бурение. При этом способе инструмент внедряется в горную породу в результате сбрасывания его с определенной высоты или в результате ударов по его хвостовой части. После каждого сбрасывания или удара инструмент приподнимают, поворачивают на некоторый угол и таким образом обрабатывают всю торцевую поверхность забоя. Рабочий инструмент находится в контакте с породой только часть времени. Во время опускания инструмента до контакта с породой разрушения ее не происходит. Время на подъем инструмента, его поворот и опускание составляет более 40% от общего времени работы, поэтому производительность ударного бурения относительно невысока.
Люди также интересуются этой лекцией: 101 Категории единичное, особенное, общее.
Преимуществом ударного бурения является то, что создаются большие силы удара, а следовательно, и большие удельные нагрузки на лезвие коронки. Хрупкие породы разрушаются легче под действием удара, чем под действием статических нагрузок, поэтому ударное бурение рекомендуется применять для бурения пород выше средней прочности.
Ударно-поворотное бурение. При этом способе одновременно с внедрением лезвия под действием удара оно поворачивается на некоторый угол, обычно на 10—15°, благодаря чему увеличивается разрушаемая поверхность забоя. После удара и поворота инструмента на некоторый угол он приподнимается и цикл повторяется. Хотя при этом способе бурения инструмент находится в контакте с породой только часть времени, однако производительность его на 50—60% выше, чем при ударном бурении.
Ударно-вращательное бурение осуществляется посредством непрерывного вращения инструмента и периодических ударов по нему. При этом способе используются одновременно положительные особенности ударного бурения, т. е. возможность создания большого осевого ударного усилия на режущем лезвии, и вращательного бурения, т. е. непрерывное отделение породы от массива. Производительность при этом способе в 2—3 раза выше, чем при ударном бурении, и в 1,4—1,8 раз выше, чем при вращательном.
Термическое бурение заключается в том, что порода разрушается под действием высокой температуры и давления газовой струи. К породе подводят газы при температуре 2500—3000°С со скоростью до 2000 м/с. Этот способ можно применять для бурения пород, которые растрескиваются, а не плавятся.
Для бурения ям под столбовые фундаменты, опоры линий электропередачи в талом и мерзлом грунтах используют мощные бурильные установки на тракторах или автомобилях. Бур приводится во вращение двигателем автомобиля через коробку отбора мощности и карданные валы. Внедряется бур в грунт при помощи гидроцилиндра и канатной передачи. Благодаря этому при сравнительно малом ходе цилиндра (800—1000 мм) рабочий орган внедряется на глубину до 4 м. Такой установкой можно бурить как вертикальные скважины, так и под углом. Для этого раму устанавливают в нужное положение при помощи гидродомкрата.
При транспортировании установка укладывается на машину с помощью таких же домкратов. Осевое усилие, которое можно развивать на этой установке, ограничивается весом автомобиля и трактора
