Устройство для бурения шахтных стволов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. БУРЕНИЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ, включающее бур, установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем уменьшения искривленности оси ствола , оно снабжено муфтой сцепления, установленной между бурок и расширителем , при этом муфта сцепления выполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителе радиально навстречу одна другой, и эластичной резинометаллической камеры , коаксиально расположенной между лопатками и заполненной жидкостью.

СООЗ СОВЕТСНИХ

ОЗДВВЮЮ

РЕСГЬБЛИК (1Ю (ll>

3(д) Е 21 0 1 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

°

° Ю

° Ю (21) 3296814/22-03 (22) 01.06.81 (46) 30.12.83. Бюл. В 48 (72) В.И.Титков, B.В.Соловьев, . Е.И.!Надежин и tO.В.Литинский (53) 622. 243. 2(088. 8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 543694, кл. Е 21 0 1/06, 1975

2. Авторское свидетельство СССР

Р 495438, кл. Е 21 D 1/06, 1973 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ, БУРЕНИЯ

ШАХТНЫХ СТВОЛОВ, включающее 6ур, установленный на направляющей колон не с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем уменьшения искривленности оси ствола, оно снабжено муфтой сцепления, установленной между буром и расшйрителем, при этом муфта сцепления выполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителе радиально навстречу одна другой, и эластичной резинометаллической камеры, коаксиально расположенной между лопатками и заполненной жидкостью.

1009136

Изобретение относится к горной про ьшленности и может быть использовано при бурении шахтных стволов в слабых обводненных песках способом, предполагающим наличие опережающей скважины для перепуска на нижний горизонт остаточных водопритоков из пересекаемых водоносных горизонтов.

Известна буровая машина для проходки неглубоких скважин большого диаметра, включающая неврашающийся корпус, механизм подачи, вращатель, нижний опорный уз .л с полой осью, ротор, вращающийся на этой оси и снабженный долотами, направляющую колонну с анкерным устройством j1j .

Недостатками этой буровой машины являются ограниченная глубина проходки, необходимость установки анкера и влияние искривленности направляющей колонны на искривленность

or» скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому стройству является устройство для бурения шахтных колодцев, включающее бур, установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель 12j .

Недостатком этого устройства является отклонение оси колодца от прямолинейности, связанное с искривлением направляющей колонны, что снижает эффективность процесса буре" ния и крепления колодца.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения путем уменьшения искривленности оси ствола.

Цель достигается тем, что устройство для бурения шахтных стволов, включающее бур, установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель, снабжено муфтой сцепления, установленной между буром и расширителем, при этом муфта сцепления выполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителе радиально навстречу одна другой, и эластичной резинометаллической камеры, коаксиально расположенной между лопатками и заполненной жидкостью.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения шахтных стволов; на фиг. 2 — узел 1 фиг. 1; на фиг. 3 поперечный разрез муфты сцепления при совпадении осей направляющей колонны, бура и расширителя; на фиг. 4 — то же, при смешении осей направляющей колонны и бура оТНосительно оси расширителя.

Устройство для бурения шахтных стволов (фиг. 1) установлено на металлоконструкции щита 1. ОНо состо6Р

По оси будущего ствола бурят опережающую скважину до пересечения ее с горизонтальной выработкой. Сква жина предназначена для перепуска

HG нижний горизонт Остаточных Во опритоков из пересекаемых водоносных горизонтоВ. По центру скважины опускают колонну 26. ит из бура 2, расширителя 3, привода 4 и муфты 5 сцепления.

Расширитель 3 представляет собой отдельные, жестко связанные между собой наклонные плиты, оснащенные режущими элементами 6 и снабженные люками 7 для прохода разбуренной породы.

В собранном положении расшИритель 3 подвешен на кронштейнах 8 к приводному колесу 9, установленному в направляющих 10 посредством шаровых опор 11.

Направляющие 10 жестко закреплены на металлоконструкции щита 1 и

15 оснащены изолирующими устройствами (на фигурах не показано), препятствующими попаданию воды и породы в рабочую зону.

Верхняя часть колеса 9 выполне2р на зубчатой и взаимодействует с одной или несколькими (в зависимости от количества приводом) шестернями привода 4. Привод шестерни осуществляется от гидродвигателя 12 через редуктор 13, На внутренней поверхности расширителя 3 (фиг. 1 и 2) закреплены стойки 14.

Бур 2 устройства состоит из сфе.— рической втулки 15 с шаровыми опорами. Эта втулка установлена в обойме 16, связанной с кронштейном 17 и режущей головкой 18, выполненной конической с центральным отверстием и оснащенной пазами 19, которые служат для пропуска разбуренной породы.

Кронштейны 17 и режущие головки

18 оснащены шаровыми опорами 20, взаимодействующими с полками стойки 14. Между кронштейном 17 бура 2

4р и стойками 14 расширителя 3 расположена муфта 5 сцепления, включающая лопатки 21, установленные на кронштейне 17, лопатки 22, установленные на стойке 14 и эластичную коль45 цевую камеРУ 23, заполненную жид костью. Стенки. этой камеры выполнены из резины и армированы фигурными металлическими прутками. Попаданию отбитой породы во внутренние полости бура 2 препятствуют фартуки 24. Отгрузка размельченной горной массы осушес1 вляется гидротранспортом 25 по направляющей колонне 26.

К дибрование стенок ствола производится копир-резцами 27.

Устройство работает следующим образом.

1009136

Производят монтаж устройства на металлоконструкции щита 1 так, чтобы колонна 26 попала в центральное отверстие бура 2.

Гидродвигатель 12 привода 4 через редуктор 13 вращает расширитель 3.

Вращающий момент от последнего передается буру 2 через муфту 5, лопатки 21 и 22 которой, связанные с буром 2 и расширителем 3, взаимодействуют с металлическими прутками камеры 23. Вращаясь, бур 2 и расширитель Э разрушают породу. Реактивный момент, возникающий при вращении устройства, воспринимается вертикальными ребрами (на фигурах 15 не показано), установленными на наружной поверхности металлоконструкции щита 1, взаимодействующими с породой стенок ствола. Осевую подачу устройства осуществляют с отталки- 7п ванием металлоконструкции щита 1 домкратами от ранее возведенной крепи ствола. Разбуренная обводненная с порода попадает через люки 7 к всасывающим отверстиям гидротранспорта 25 и удаляется иэ ствола.

Искривленность оси колонны 26 и возможное отклонение ее от оси опережающей скважины смещают бур 2, установленный с помощью подшипников втулки 15 на колонне 26, от оси буримого ствола. При отклонении оси бура 2 от оси ствола происходит односторонее сжатие лопатками 21 камеры 23 муфты 5. Благодаря эластичности камеры, заполненной жидкостью, смещение бура 2 не смещает. ось расширителя 3 и ось буримого ствола получается вертикальной к прямолинейности.

Применение предлагаемого устрой- ства повышает эффективность бурения шахтного ствола, так как при бурении его с вертикальной и прямолинейной осью уменьшаются энергозатраты и увеличивается скорость бурения.

1009136

17 (pue 4

Заказ 10599/8 Тираж 603

BHHHOH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Подпи сн ое

Филиал IIPII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Черепенкова

Редактор 3. Бородкина Техред Л.Пилипенко Корректс-,. И. Эрлейи