Производительность бурового станка

СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

Исходные данные для проектирования

Если при проектировании используются условные исходные данные, то условия проектирования выдаются руководителем каждому студенту индивидуально по принятой на кафедре РМПИ форме.

При выполнении проекта для условий конкретного горного предприятия, в данном разделе приводятся:

географическое и административное положение, границы, площадь карьерного поля;

сведения об эксплуатации месторождения, основные направления промышленного использования полезных ископаемых;

климатические условия района, продолжительность морозного периода, максимальные, минимальные и средние годовые температуры воздуха;

характеристика состава, строения и условий залегания горных пород и их комплексов;

характеристика полезного ископаемого: генетический тип месторождения, условия залегания и особенности строения тела полезного ископаемого, марочный состав;

инженерно-геологическая характеристика полезного ископаемого, вскрышных и боковых пород, их геолого-петрографические особенности, физико-механические свойства (характеристики твердости, крепости и разрабатываемости).

В любом случае технические решения принимаются студентом самостоятельно и подтверждаются необходимыми расчетами. При этом указанные решения не обязательно должны совпадать с принятыми на конкретном горном предприятии. Не допускается вместо указанных расчетов и обоснований приводить простое изложение принятых на конкретном месторождении технических решений и соответствующих параметров и характеристик.

Выбор схемы комплексной механизации

На основе анализа горнотехнических условий месторождения или карьерного поля принимается рекомендуемая учебником или принятая на практике система разработки. Для условий принятой системы разработки, характеристик полезного ископаемого и вмещающих пород принимается принципиальная схема комплексной механизации - на данном этапе без выбора параметров звеньев комплексной механизации и характеристик применяемого оборудования (например - экскаваторно-автомобильно-разгрузочная или выемочно-конвейерно-отвальная и пр.).

Для выбранной схемы выбираются типы применяемого оборудования: экскаватор - карьерная мехлопата, вскрышная мехлопата, драглайн, роторный экскаватор - без определения типоразмера;

транспорт - железнодорожный, автомобильный, конвейерный - без назначения конкретных транспортных машин.

Выбор типов оборудования производится для добычных, вскрышных и отвальных работ в отдельности.

Подготовка пород к выемке

Подготовка пород к выемке и погрузке заключается в изменении состояния массива горных пород в степени, обеспечивающей высокопроизводительную работу выемочно-погрузочного и транспортного оборудования. Указанное изменение состояния массива достигается проведением работ по разрушению и разупрочнению горных пород массива, изменению их агрегатного состояния и осушению части массива, подлежащей выемке.

Разрушение горных пород производится до крупности кусков разрушенного материала, обеспечивающей нормальную работу выемочно-погрузочного оборудования.

В большинстве случаев разрушение горных пород производится посредством буровзрывных работ, однако могут использоваться другие методы: механическое разрушение, электрофизическое разрушение и пр.

Расчет производительности бурового станка

Способ бурения и диаметр скважины

Одним из важнейших факторов, определяющих параметры паспорта БВР является диаметр скважины. В практических условиях этот показатель определяется типоразмером бурового станка, применяемого для бурения скважин на данном предприятии. При проектировании разработки, следовательно, выбор типа бурового станка является одной из важных задач, решение которой во многом определяет эффективность разработки.

Анализ практики открытой разработки показал, что наилучшие результаты, с точки зрения организации работ на уступе и обеспечения ритмичности производства, достигается в том случае, если за экскаватором закрепляется буровой станок, производительность которого обеспечивает своевременное обуривание предназначенных к выемке блоков.

Способ бурения (вращательное, шарошечное, пневмоударное и т.д.) определяется трудностью бурения пород Пб. При этом типовые диаметры скважин могут приниматься следующими:

вращательное бурение- 120, 125, 160 мм;

шарошечное бурение - 200, 220, 250, 320 мм;

пневмоударное бурение- 105, 120, 125, 160 мм.

С точки зрения обеспечения экскаватора требуемым объемом обуренного массива, выбор типоразмера станка чаще всего не столь важен, поскольку при увеличении диаметра скважины уменьшаются как скорость бурения, так и потребный его объем (т.е. суммарная длина скважин) - с ростом диаметра увеличиваются вместимость скважины, заряд скважины и расстояние между соседними скважинами. Поэтому решающую роль здесь играют показатели взрывного дробления – трещиноватость и трудность взрывания.

Наиболее общими рекомендациями в этом случае являются следующие:

· при высокой трещиноватости следует принимать больший диаметр скважин;

· при высокой трудности взрывания следует принимать меньший диаметр скважин.

Указанные рекомендации основаны на различии фугасного и бризантного воздействия взрыва на породный массив.

Настоящий раздел выполняется в следующем порядке.

По величине показателей трудности бурения и взрывания с учетом трещиноватости породы выбирается способ бурения, тип и типоразмер бурового станка и для данного станка одно из стандартных значений диаметра скважины.

При определении производительности бурового станка в первую очередь рассчитывается техническая скорость бурения, затем сменная и годовая производительность.

Производительность бурового станка

Суммарное удельное время выполнения основных и вспомогательных операций на бурение 1 п.м. скважины можно считать постоянным для принятой модели бурового станка и заданной трудности бурения Пб. Следовательно, для любого способа бурения при принятом диаметре скважины сменная производительность станка может быть рассчитана по формуле:

Qб.см = [Tс- (Tп.з.+ Tр)]/(tо + tв), (1.)

где: Tс, Tп.з. и Tр- продолжительность, соответственно, смены (обычно 8 часов), подготовительно-заключительных операций и регламентированных перерывов в смене, часов (Tп.з. + Tр = 0,5 .. 1 час);

tо и tв- соответственно, основные и вспомогательные операции на бурение 1 п.м. скважины (tо=1/Vб, здесь Vб - техническая скорость бурения ,м/час).

При определении величины tв необходимо учитывать способ производства буровых работ и трудность бурения породы, а именно:

· для шнекового бурения при значении показателя трудности бурения Пб=1 .. 6 - tв=2 .. 4 мин.;

· для шарошечного бурения при значении показателя трудности бурения Пб=6 .. 14 - tв=1,5 .. 4,5 мин.;

· для пневмоударного бурения при значении показателя трудности бурения Пб=14 .. 25 - tв=4 .. 8 мин.

Величину чистого времени работы по бурению Tраб можно определить, исходя из баланса сменного фонда времени. При этом имеет место следующая зависимость:

Tраб = Tс - Tс.пр - Tп.з - Tр (2)

где: Tс - продолжительность смены ;Tс.пр - общее время внутрисменных простоев бурового станка, часов.

На практике время Tс.пр составляет от 0,9 до 1,3 часов.

Для расчета годовой производительности станка можно использовать формулу:

Qб.год = Nсм Qб.см Kгод , (3)

где: Kгод - среднегодовой коэффициент использования сменного фонда рабочего времени, доли ед.;

Nсм - число смен в году.

При количестве рабочих дней в году равном 305, величина Nсм составляет 915, а значение коэффициента Kгод можно принимать в пределах от 0,8 до 0,85.

Для определения величины tо необходимо найти значение технической скорости бурения - Vб. Она определяется в зависимости от применяемого способа бурения и величины показателя трудности бурения.

Шнековое бурение

Техническая скорость шнекового бурения определяется по формуле:

, м /ч (4)

где: Pо - усилие подачи, Кн;

n - частота вращения става, с-1;

dр - диаметр резца, м;

Пб - показатель трудности бурения.

Усилие подачи можно определить по формуле:

Pо ³ 5 Пб Fк , Кн (5)

где Fк - площадь затупления лезвий резца, см².

В свою очередь величину Fк можно определять для учебных расчетов по приближенной формуле:

Fк » 0,5 Пб , см² (.6)

Полученное по формуле (5) значение усилия подачи должно быть проверено по технической характеристике выбранного станка: если рассчитанное значение больше технически возможного, то в дальнейших расчетах принимается технически возможное усилие подачи, если меньше, то принимается рассчитанное значение.

Частоту вращения става можно принимать в интервале от 1,2 до 3,7 с^-1, причем меньшие значения принимаются для большей трудности бурения.

Шарошечное бурение

Техническую скорость шарошечного бурения можно определять по формуле:

,м/ч (7)

где: Pо - усилие подачи, Кн;

n - частота вращения става, с^-1;

d - диаметр долота, м;

П_б - показатель трудности бурения.

Величину удельного усилия подачи (Pуд) можно принимать исходя из фактических значений, создаваемых серийными станками СБШ:

Диаметр долота, мм Удельное усилие подачи на 1см

диаметра долота, Кн/см

до 214 7

214 .. 243 9

243 .. 269 11

269 .. 295 13

295 .. 320 18

Таким образом, величина Pо в (1.7) определяется по формуле:

Pо = Pуд d/10, Кн (8)

Здесь d в мм.

Полученное по формуле (8) значение усилия подачи должно быть проверено по технической характеристике выбранного станка: если рассчитанное значение больше технически возможного, то в дальнейших расчетах принимается технически возможное усилие подачи, если меньше, то принимается рассчитанное значение.

Частота вращения долота для учебных расчетов может приниматься по приближенной формуле:

n = 0,1 Pо , c^-1 (9)

Пневмоударное бурение

Техническую скорость пневмоударного бурения можно определять по формуле:

,м/ч (10)

где: W - энергия единичного удара, Дж;

n - число ударов коронки в секунду;

d - диаметр коронки, м;

Пб - показатель трудности бурения;

К₁ - коэффициент, учитывающий диапазон изменения Пб:

при Пб = 10 .. 14 - К₁ = 1;

при Пб = 15 .. 17 - К₁ = 1,05;

при Пб = 10 .. 14 - К₁ = 1,1;

К_ф - коэффициент, учитывающий форму коронки:

для трехперых коронок К_ф = 1;

для крестовых коронок К_ф = 1,1.

При диаметре коронки от 160 до 200 мм частота ударов n принимается в интервале от 1700 до 1900, при диаметре от 100 до 125 мм - в интервале от 2000 до 2200 ударов в минуту.

Величину энергии единичного удара для можно принимать в интервале от 120 до 140 Дж.

Все принятые в формуле (10) параметры должны быть согласованы с реальными возможностями выбранного бурового оборудования по его технической характеристике.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: