станок буровой

Формула изобретения

1. Станок буровой, включающий буровые штанги, вращатель буровых штанг, погружной пневмоударник, пневмоцилиндры подачи, две телескопические распорные стойки, жестко соединенные в нижней части кронштейном, а в верхней части - несущей плитой, и механизм перехвата буровых штанг, отличающийся тем, что он снабжен траверсой и тягами, соединенными с одной стороны с вращателем буровых штанг, а с другой - с траверсой, которая шарнирно соединена со штоками пневмоцилиндров подачи, при этом корпусы пневмоцилиндров подачи жестко закреплены на несущей плите.

2. Станок буровой по п.1, отличающийся тем, что механизм перехвата буровых штанг включает упоры в виде усеченных конусов и рычаги с поперечным сечением клиновидной формы, причем угол клина рычага равен половине угла усеченного конуса упора и не превышает угла трения рычага об упор, при этом упоры закреплены на несущей плите жестко, а рычаги - шарнирно с возможностью взаимодействия с упорами и штангой.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к горному делу, а именно к бурению скважин в крепких породах труднообрушаемых кровель, и может найти применение для снятия силового поля напряжений в массиве методом направленного гидроразрыва в породном блоке, позволяющего создать в кровле трещины, способствующие расслаиванию и снижению прочности массива.

Известны станки буровые, например станок буровой БЖ 45-100Э (см. Справочник "Машины и оборудование для шахт и рудников". - М.: МГГИ. - 1994. - С.285-286. - рис.2.19), содержащие вращатель буровых штанг, буровые штанги, домкраты подачи, патроны и люнеты для зажима буровых штанг, стойки распорные.

Недостатками данного станка являются:

- вращательное бурение станка не позволяет проходить скважины в крепких породах;

- большая масса и громоздкость оборудования исключает возможность оперативной перестановки станка для бурения очередных скважин в стесненных условиях подземных выработок угольных шахт.

Известен также станок буровой Б 7,5 Э-60 (см. Справочник "Машины и оборудование для шахт и рудников". - М.: МГГИ. - 1994. - С.289-291. - рис.2.19) для бурения восстающих скважин в угле и породах крепостью до 14 ед. по Протодьяконову М.М., включающий вращатель буровых штанг, буровые штанги, подхват-люнет, направляющую раму установочную, насосную станцию, гидропульт, забурник, установленный на конце штанги.

Основным недостатком данного станка при использовании его в технологических процессах по ослаблению и посадке крепких труднообрушаемых кровель является его большая масса (450 кг - масса станка, 4300 кг - комплект поставки), наличие сопутствующего процессу бурения громоздкого оборудования (насосной станции, гидравлического и электрического пультов управления, разводки гидросистемы с арматурой и т.д.). Все это исключает возможность оперативного перемещения станка для бурения очередных скважин, что особенно важно при обуривании из штреков пород кровли для их принудительной посадки.

Кроме этого, в указанных станках отсутствует погружной пневмоударник, что исключает возможность бурения в крепких породах, т.к. бурение производится только вращательным способом с обычным забурником.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является универсальный буровой полуавтомат НКР-100 (П.М.Емельянов. Универсальный буровой полуавтомат НКР-100. - М.: Госгортехиздат. - 1963. - С.3-18), который включает пневматические поршневые податчики, вращатель, колонку, буровые штанги, пневмоударник. Для перехвата штанг, подачи и вращения буровых штанг в полуавтомат встроен патрон с пневматическим зажимом. Корпусы пневматических поршневых податчиков и корпусы их направляющих штоков жестко соединены с корпусом редуктора. Штоки пневматических поршневых податчиков соединены с подающим патроном, передвигающимся по направляющим.

Недостатком этого полуавтомата является большая масса (360 кг) и габариты, не позволяющие устанавливать и оперативно перемещать его в малогабаритных горных выработках угольных шахт.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности работ по разрушению и посадке труднообрушающихся крепких пород кровли за счет создания легкой малогабаритной конструкции станка бурового, обеспечивающего бурение скважин в крепких породах в малогабаритных выработках угольных шахт, и повышение надежности за счет упрощения конструкции.

Поставленная задача решается тем, что станок буровой, включающий буровые штанги, вращатель буровых штанг, погружной пневмоударник, пневмоцилиндры подачи, две телескопические распорные стойки, жестко соединенные в нижней части кронштейном, а в верхней части - несущей плитой, и механизм перехвата буровых штанг, согласно техническому решению снабжен траверсой и тягами, соединенными с одной стороны с вращателем буровых штанг, а с другой - с траверсой, которая шарнирно соединена со штоками пневмоцилиндров подачи. Корпусы пневмоцилиндров подачи жестко закреплены на несущей плите.

Надежность работы предлагаемого станка бурового обеспечивается за счет упрощенной конструкции по сравнению с прототипом, а повышение эффективности работы по бурению скважин - за счет повышения мобильности перемещения и перемонтажа облегченной конструкции станка бурового для бурения последующих скважин.

Целесообразно выполнить механизм перехвата буровых штанг, включающим упоры в виде усеченных конусов и рычаги с поперечным сечением клиновидной формы, причем угол клина рычага равен половине угла усеченного конуса упора и не превышает угла трения рычага об упор, при этом упоры закрепить на несущей плите жестко, а рычаги - шарнирно с возможностью взаимодействия с упорами и штангой.

Такое исполнение обеспечивает простую облегченную конструкцию механизма перехвата буровых штанг, которая позволяет легко сокращать или удлинять став буровых штанг, обеспечивая надежность и эффективность ведения монтажно-демонтажных работ.

Эффективность применения предлагаемого станка бурового по сравнению с прототипом заключается в возможности оперативного бурения в крепких породах, монтажа и демонтажа в малогабаритных горных выработках угольных шахт, достигаемых за счет простоты конструкции, имеющей небольшую массу и габариты.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где на:

фиг.1 - показан общий вид станка бурового;

фиг.2 - вид слева на станок буровой;

фиг.3 - сечение А-А на фиг.1;

фиг.4 - вид Б на фиг.3 на механизм перехвата штанг.

Станок буровой (далее станок) включает вращатель 1 буровых штанг 2 (фиг.1), буровые штанги 2 (далее штанги 2), пневмоцилиндры 3 подачи, корпусы которых жестко закреплены на несущей плите 4 (фиг.1, 3), две телескопические распорные стойки 5 (фиг.2), кронштейн 6 (фиг.1, 2), жестко соединяющий две телескопические распорные стойки 5, опоры 7 винтовые раздвижные, хомуты 8 (фиг.2), фиксирующие вращатель 1 штанг 2 на двух телескопических распорных стойках 5, тяги 9 и траверсу 10 (фиг.1), погружной пневмоударник 11 (фиг.2) и механизм (поз. не обозначен) перехвата штанг 2, состоящий из упоров 12 (фиг.3, 4) в виде усеченных конусов и двух рычагов 13 (фиг.3) с поперечным сечением клиновидной формы. Упоры 12 закреплены на несущей плите 4 жестко, а рычаги 13 - шарнирно с возможностью взаимодействия с упорами 12 и штангой 2. Тяги 9 при помощи пальцев 14 (фиг.1) шарнирно соединены с одной стороны с вращателем 1 штанг 2, с другой стороны - с траверсой 10. Такими же пальцами 14 соединены штоки пневмоцилиндров 3 подачи с траверсой 10.

Управление станком осуществляется дистанционно. Для бурения скважины станок раскрепляется в горной выработке (например, в штреке) при помощи двух телескопических распорных стоек 5 и опор 7 винтовых раздвижных.

В исходном положении пневмоцилиндры 3 подачи находятся в сжатом состоянии (штоки втянуты). Рычаги 13 механизма перехвата штанг 2 установлены с наружной стороны упоров 12. Одна, первая, штанга 2 вставлена одним концом во вращатель 1, а другой конец ее проходит через центральное отверстие в несущей плите 4 и через центральное отверстие в траверсе 10. Сверху на штангу 2 укреплен погружной пневмоударник 11. Вращатель 1 штанг 2 включается дистанционно, затем подается воздух сначала в погружной пневмоударник 11, а затем в поршневые полости пневмоцилиндров 3 подачи. Начинается процесс бурения, который заканчивается после выполнения полного хода передвижения пневмоцилиндров 3 подачи. После этого прекращается подача воздуха в погружной пневмоударник 11, затем отключается вращатель 1 штанг 2. Рычаги 13 вручную вводятся между упорами 12 и штангой 2. Так как угол клина рычагов 13 равен половине угла усеченных конусов и не превышает угла трения рычага 13 об упор 12 (6°), при вводе рычагов 13 происходит зажатие штанги 2. Рычаги 13, в свою очередь, своими клиновыми поверхностями фиксируются на упорах 12 в виде усеченных конусов.

Затем вращатель 1 штанг 2 отсоединяется от зажатой рычагами 13 штанги 2, подается воздух в штоковые полости пневмоцилиндров 3 подачи и вращатель 1 штанг 2 опускается в нижнее, исходное положение.

Следующая штанга 2 ввинчивается в зажатую рычагами штангу 2, образуется составная штанга - буровой став, к которому подводится вращатель 1 штанг 2 до упора во вновь установленную штангу 2. После этого рычаги 13 выводятся из контакта с упорами 12 и штангой 2, штанга 2 освобождается, включается вращатель 1 штанг 2, подается воздух в погружной пневмоударник 11 и поршневые полости пневмоцилиндров 3 подачи, снова производится бурение на длину штанг 2 и т.д. Таким образом, наращивая штанги 2, производят бурение на нужную глубину скважины. После окончания бурения производят демонтаж бурового става, опуская вращатель 1 штанг 2 и перехватывая (зажимая) штанги 2 механизмом перехвата.

Затем станок при помощи опор 7 винтовых раздвижных снимается с распора, две телескопические распорные стойки 5 складываются, и в этом транспортном положении станок вручную или (в зависимости от расстояния) с помощью транспортного средства перемещается на место бурения следующей скважины.