Устройство для бурения шпуров некруг-лой формы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик.

<о817248 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 0705.79 {21) 2766229/22-08 с присоединением заявки М (51)м К 3

Е 21 С 17/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликоваио 30.0 3,81. Бюллетень Ио12

Дате опубликования описания 30д 3й1

Ю) УДК 622 233 ° бг

:622.26(088.8) В.В. Иихайлов, В.Г. Орт, С.И. Аржевикин и А.П. Иацька

i

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский горно-металлургический институт, цвет ных металлов "ВНИМЦветмет"

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ НЕКРУГЛОЙ ФОРИЫ

Изобретение относится к горнойу расширитель разрушает забой за счет делу М предназначено для бурения шпу- ударной нагрузки и продольной пода-, ров некруглой формы в горных породах. чи (23 °

Известно устройство для бурения Недостатком его является то, что шпуров некруглой форьы, включающее в процессе разрушения горной породы буровую штангу, коронку и коронку- перед режущими эубкамн коронки-расрасширитель овальной или эллиптичес- ширителя образуется слой дробленной кой формы в поперечном сечении. массы, который переуплотняется. При

В этом устройстве Яровая штанга этом затрудняется удаление бурового с коронками, кроме движения подачи, шлама, так как коронка-расширитель совершает колебания вокруг продольной неподвижна в поперечном направлении. оси штанги, которые сообщает ей маят- Это обусловливает затрату эначительниковый привод, установленный на стрв.- .иой части энергии удара на переизмель-. ле подающего механизма (1J. чение бурового шлама, в результате

Однако по мере углубления бурово- 1з .чего также снижается скорость бурего инструмента в шпур колебания ко- ния. ронок будут затухать за счет увеличи- Цель изобретения - повьхаение сковакшихся деформаций кручения буровой рости бурения. штанги. Это приведет к тому, что раэ- Указанная цель достигается тем,. меры буримого шпура в поперечном се- де что в устройстве соединение коронкичении будут уменьшаться и в конеч- расширителя с ударным кольцом вы- ном счете будут равны размерам буро- полнено шарнирным, а буровая штанга вого инструмента. снабжена кулачком, контактирукщим с

Наиболее близким к предлагаемому коронкой-расширителем. является устройство для бурения шпу- в Причем соединение коронки-расширнров некруглой формы, включающее буро- теля с ударным кольцом выполнено ливую штангу -с коронкой и промывочным бо в виде шарового шарнира, или в ви» отверстием, ударное кольцо, соединен- де цилиндрического шарнира, а кулачок ное с коронкой-расширителем, подвиж- установлен на буровой штанге в диаметно установленной на штанге. Ксромка- 36 ральио противоположном направлении

817248 промывочному отверстию, при этом коронка-расширитель снабжена уплотнением.

На фи г. 1 представлено устройство для бурения шпуров некруглой формы с ударным кольцом в виде шарового шарнира, продольный разрез; на фиг. 2 то же, поперечный разрез; на фиг. 3вид устройства с ударным кольцом в виде цилиндрического шарнира; на фиг. 4 — разрез A-А на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 3;

Устройство состоит из буровой штанги 1, коронки 2, ударного кольца 3, имеющего опорную поверхность шаровой формы, и коронки-расширителя 4 с зубками 5 из твердого сплава. Ко- 15 ронка-расширитель 4, подвижно установленная на буровую штангу 1, со стороны зубков 5 имеет уплотнение 6, а с другой стороны образует с ударным кол ьцом 3 шаровой шарнир. 20

Буровая штанга 1 имеет промывочные отверстия 7, соосные в рабочем положении с промывочными отверстиями 8 в коронке-расширителе 4. Отверстия 7 выполнены в зоне максимального эксцентриситета, . что обеспечивает необходимую герметичность промывочного канала между буровой штангой 1 и коронкой-расширителем 4, когда отверстия установятся в соосное положение.

Буровая штанга 1 снабжена кулачком (или эксцентриком) 9, который контактирует с коронкой-расширителем 4 по поверхности специального профиля. Этот профиль обеспечивает колебания коронки-расширителя 4 в поперечной плос- кости относительно буровой штанги 1. Кулачок 9 установлен в диаметрально противоположном направлении промывочному отверстию 7.

Возможно другое исполнение устрой- 40 ства (фиг. 3-5), обеспечивающего движение коронки-расширителя 10 строго в направлении одной оси овала, Для этого шарнир.11 выполнен цилиндрическим а профиль контакта кулачка 12 4 с коронкой-расширителем 10 имеет форму овала, причем ось овала, параллельная оси цилиндрического шарнира

11, имеет размер, равный удвоенной величине максимального радиуса кулач- ® ка.

Устройство (фиг. 1 и 2) работает следующим образом.

Опережающая коронка 2, вращаясь вместе со штангой 1, бурит .в породе круглый шпур. Затем, с некоторым отставанием, коронка-расширитель 4 придает ему овальную форму. Зубки 5 за счет колебательных движений коронки-расширителя 4, побуждаемой кулачком 9, периодически меняют место при-60 ложения ударно нагрузки. При этом происходит последовательное скалывание породы отдельными слоями, в результате чего исключается расход энергии на переизмельчение. Разрушенный предыдущим ударом буровой шлам удаляется за счет промывки. Процесс промывки носит импульсный характер с максимальной интенсивностью в этот момент, когда промывочные отверстия 7 и 8 устанавливаются в соосное положение. Уплотнение б создает некоторое избыточное давление воды, предотвращает попадание бурового шлама в-рабочую зону кулачка 9 и может быть выполнено из любого упругого материала, например резины. Продольные канавки на боковой поверхности коронки-расширителя 4 служат для удаления бурового шлама из зоны бурения.

В работе устройства важным является момент забуривания шпура, так как именно в это время возможно отклонение длинной оси поперечного сечения шпура or заданного направления.

Для исключения отклонения длинной оси поперечного сечения шпура от .заданного направления хвостовая часть коронки-расширителя 4 выполнена удлиненной..Входя в пробуренный шпур, удлиненная хвостовая часть препятствует повороту коронки-расширителя 4 относительно продольной оси. Момент сопротивления, оказываемый стенкой пробуренного шпура удлиненной хвостовой части, значительно превосходит момент от сил трения, возникающих при вращении буровой штанги и удара.

Аналогичным образом работает и устройство, показанное на фиг. 3-5.

Использование устройства предложенной конструкции обеспечивает по срав нению с существующими конструкциями повышение скорости бурения.

Првышение скорости бурения достигается тем, что кулачок, установленный на штанге, обеспечивает колебательное движение коронки-расширителя, что повышает эффективность процесса разрушения за счет периодической смены забоя перед зубками и улучшения условий промывки. Такое колебательное движение коронки-расширителя способствует быстрейшему выносу продуктов бурения из забоя, исключая расход энергии на переизмельчение бурового шлама.

Предлагаемое устройство может быть применено для образования щелевых врубов, использование которых позволяет повысить эффективность проведения горных выработок.

Формула из обретения

1. Устройство для бурения шпуров некруглой форьы, включающее буровую штангу с коронкой и промывочным отверстием, ударное кольцо, соединенное. с коронкой-расширителем, подвижно установленной на штанге, о т л ичающе ес я тем, что, с целью повышения скорости бурения, соедине- 5 817243 6 ние коронки-.расширителя с ударным новлен на буровой штанге в диаметкольцом выполнено шарнирным, а буро- рально противоположном направлении вая штанга снабжена кулачком, кон- промювочному отверстию. тактирующим с коронкой-расширителем. 5. Устройство по пп. 1««3 о т, л и2. Устройство по и. 1, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ис« ч а ю щ е е с я тем, что соединение ключения попадания бурового шлама в коронки-расширителя с ударным коль- > зону работы кулачка, коронка-расширицом выполнено в виде шарового шарик- тель снабжена уплотнением. ра. Источники информации, 3. Устройство по и. 1, о т л и - принятые во внимание при экспертизе ч а ю щ е е с я тем, что соединение 1. Авторское свидетельство СССР коронки-расширителя с ударным кольцом ® 9 506310, кл, Е 21 В 5/00, 1971 ° выполнено в виде цилиндрического шар- 2. Дубинин В.Г. Исследование влиянира. ния формы шпура на эффективность взрывания шпуровых зарядов. -"Физико-техии4. Устройство по пп. 1-3, о т л и- ческие проблемы разработки полезных ч а ю щ е е с я тем, что кулачок уста-15 ископаемых, 1974, 9 6, с.104-106.

ЗФ

9 èê 1

817248

Рие. 3

ФЬЮ. У

Составитель Л. Черепенкина

Техред A.Áàáèèåö Корректор М. Шароыи

Редактор М. Ткач

Ф ЮМ ° филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1273/41 Тираж 627 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау аская наб., д. 4/5