Податчики

Податчики предназначены для перемещения бурильных головок совместно с буровым инструментом с рациональным осевым усилием подачи на забой во время бурения шпуров и возврата их в исходное положение после окончания бурения.

Различают податчики постоянной длины, применяемые на бурильных установках фронтального и радиально-фронтального типов, когда линейные размеры выработки превышают длину податчика, и телескопические податчики, которыми обуривают забой выработки с полной раздвижностью податчика, а кровлю и боковые стенки – укороченными шпурами с помощью сложенного податчика.

В конструктивном плане податчики могут быть винтовыми, цепными, канатными и канатно-поршневыми. По типу привода различают податчики с приводом от двигателя и от цилиндра, по применяемой энергии – пневматические и гидравлические.

Податчики характеризуются следующими основными параметрами: длиной подачи 2–4,5 м; усилием подачи 1,5–20 кН; массой 30–850 кг (обычно 350 кг); скоростью подачи бурильной головки при бурении до 0,3 м/с, а при обратном ходе – от 0,2 до 0,4 м/с.

В качестве примера рассмотрим некоторые наиболее характерные конструкции податчиков и принцип их работы. На рис. 1.12, а представлена схема винтового податчика постоянной длины. Податчик состоит из рамы 6, верхняя часть которой служит направляющей для салазок 5 бурильной головки 4. Внутри рамы в подшипниковых опорах 2 размещен винт 5, имеющий привод I. При вращении винта гайка 10, находящаяся в постоянном зацеплении с винтом и соединенная с салазками, обеспечивает поступательное движение бурильной головки на забой и обратный ход после окончания бурения шпура. Винт податчика выполняется с трапециевидной многозаходной несамотормозящейся резьбой. Рамы податчиков выполняются сварными из стального проката. Фирмы "Атлас Копко" (Швеция) и "ГарднерДенвер" (США) начали применять рамы податчиков из прессованных алюминиевых сплавов.

Для сохранения прямолинейности буровой штанги в процессе бурения устанавливается неподвижный люнет 8, а при длине штанги более 5 м – подвижный люнет 7. В передней части рамы имеется упор 9, обеспечивающий фиксацию по датчика на забое выработки.

Одна из конструкций телескопического податчика показана на рис. 1.12, б. Податчик состоит из нижней рамы 5 с винтом 3 и верхней рамы 8 с винтом 7. Винт 3, вращаясь с помощью привода 6, передает через шестерни 4 и 2 вращение винту 7. При вращении винта 3 возможны два варианта работы шестерни 4: или она не вращается (как указано на рисунке) и перемещается вдоль этого винта, вызывая перемещение верхней рамы 8 с бурильной головкой 1 относительно нижней рамы 5, или при сложенном податчике шестерни 4 вращается и через шестерню 2, винт 7 и гайку 9 вызывает движение бурильной головки по направляющей верхней рамы 8.

Важный элемент бурильной установки – манипулятор, который предназначен для перемещения бурильной головки с податчиком в пространстве и ее фиксации в нужных точках для бурения шпуров.

К манипуляторам предъявляются следующие требования: высокие скорости перемещения; надежное закрепление бурильной головки в положении для бурения; обеспечение автоматического сохранения параллельности податчика в процессе манипуляций; возможность бурения наклонных шпуров под различными углами, определяемыми технологическими требованиями, и оконтуривающих шпуров с минимальными углами наклона (до 5°) к оси выработки.

Рассмотрим конструкцию телескопического манипулятора УТМ-5 (рис. 1.13), применяемого на бурильных установках типоразмера УБШ-5. Он состоит из опорного кронштейна 7, раздвижной рукояти 4, имеющей ход выдвижения 2 м, позиционера 5, направляющей рамы 6, цилиндров подъема стрелы 3 и поворота 7, устройства 2, обеспечивающего параллельность движения.

На рис. 1.13 показаны углы перемещения стрелы, позволяющие обуривать забой высотой 7,2 м и шириной до 7,3 м. На концевыдвижной части рукояти крепится позиционер 5, соединяющий рукоять 4 с направляющей рамой 6 податчика. На позиционере установлены цилиндры поворота направляющей рамы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также механизм вращения для поворота бурильной машины на 180° относительно оси выработки, что обеспечивает бурение шпуров около почвы с минимальным наклоном в горизонтальной плоскости.

Основные параметры установок бурильных шахтных приведены в табл. 1.7.

Бурильные установки УБШ-121 (УБШ101), БК-2П, 2УБН-2П (УБШ208), СБКН-2М (УБШ207) относятся к малогабаритным. Самой легкой из шахтных бурильных установок на пневмошинном ходу является установка УБШ-121, которая может применяться с малогабаритными погрузочно-транспортными машинами ПД-2 и ПД-3. Преимущество установки – надвиг бурильных головок (перфораторов ПК60А) на забой при бурении. В этом случае установка имеет длину 7 м. При транспортировании бурильные головки совместно с манипуляторами сдвигаются назад и длина установки составляет 4,75 м.

Установка БУР-2Б на колесно-рельсовом ходу также имеет надвиг манипуляторов с бурильными головками БГА-1М на забой и снабжена площадкой для размещения в ней взрывника при заряжании шпуров. Установка имеет захват, поддерживающий верхняки при креплении выработки.

Для проведения выработок большой площади сечения (тоннелей, камер), а также для работы в очистных забоях при камерно-столбовой системе разработки применяется установка высокой энерговооруженности УБШ-532Д (УБШ-501). Она оснащена тремя пневматическими бурильными головками и тремя телескопными манипуляторами, установленными на пневмошинном шасси с шарнирно-сочлененной рамой и дизельным приводом хода.

Шахтная бурильная установка УБШ-322ДГ (УБШ-315) гидравлическая. Установка может эксплуатироваться при температуре до -26°С. Она имеет две гидравлические бурильные головки и два манипулятора, которые установлены на пневмошинном шасси, аналогичном по конструкции шасси установки УБШ-532Д. Установка имеет две мас-лостанции с электроприводом, для питания которого служит кабельный барабан с запасом кабеля 100 м.

Зарубежными фирмами, производящими шахтные бурильные установки, являются: "Атлас Копко" и "Линден Алимак" (Швеция), "Ингерсол Рэнд" и "Гарднер Денвер" (США), "Тамрок" (Финляндия), ЗИГ (Швейцария), "Болер" (Австрия), "Секома" (Франция), "Фуракава" (Япония). Установки гидрофицированы. В качестве бурильных головок используют гидровращатели, пневматические и гидравлические перфораторы, Ходовое оборудование может быть пневмошинным, гусеничным и колесно-рельсовым.

Все отечественные и зарубежные шахтные бурильные установки, имеющие пневмошинное, гусеничное и колесно-рельсовое ходовое оборудование, являются самоходными.