Процессы ОГР. Процессы открытых горных работ (Практикум). Практикум Издание второе, исправленное и дополненное Допущено Учебнометодическим объединением вузов Российской
 Скачать 4.36 Mb.
|
|
2.2.1. Цель занятия. Установить рациональный режим бурения. Проанализировать факторы, влияющие на режим бурения. Определить техническую скорость бурения и эксплуатационную производительность буровых станков. 2.2.2. Краткое теоретическое введение. Проблема выбора и поддержания оптимальных режимов бурения связана с решением задач оптимизации, отражающих не только физические закономерности разрушения горной породы, но и основные технико-экономические связи, и конструктивные параметры буровых станков. Основным показателем процесса является механическая (техническая) скорость бурения. В общем случае она зависит от оперативно регулируемых режимных параметров, на которые влияют механизм разрушения горных пород разными типами буровых станков и конструктивные параметры последних (в первую очередь диаметр и вид бурового инструмента). Задача выбора рационального режима бурения заключается в поиске такого сочетания регулируемых, конструктивных параметров, которое обеспечивает наилучшее значение принятого критерия оптимальности. При этом тип и конструкция бурового инструмента должны соответствовать физико-техническим свойствам горных пород. Из технико-экономических критериев оптимизации режимов бурения наиболее представительными являются производительность бурового станка и затраты на буровые работы. 2.2.3. Последовательность выполнения работы Для принятой ранее (занятие 2) модели бурового станка устанавливают рациональные параметры режима бурения с учетом его технической характеристики: - для станков шарошечного бурения по табл. 2.8; - для станков вращательного бурения по [1]; - для станков ударно-вращательного бурения (с пневмоударниками) по рекомендациями В.В. Ржевского [1]. Выбирая параметры режимов бурения, следует иметь в виду, что нельзя одновременно принимать максимальные значения частоты вращения и осевого усилия. С увеличением Пб возрастает усилие подачи и уменьшается частота вращения и наоборот. При бурении наклонных скважин усилие подачи на долото снижают на 20-25%. В соответствии со значением Пб (занятие 2) с учетом принятых параметров режима бурения определяют техническую скорость бурения, м/ч. Для станков шнекового бурения  , (2.6)где Vб – техническая скорость бурения, м/ч; Ро – усилие подачи, кН; nо – частота вращения бурового става, с-1; dр – диаметр резца (коронки, долота), м. Для станков шарошечного бурения  , (2.7)где dд – диаметр долота, м. Для станков с пневмоударниками  , (2.8)где W – энергия единичного удара, Дж; nу – число ударов коронки, с-1; K1 – коэффициент, учитывающий диапазон изменения Пб (при Пб = 10 ÷ 14, K1 = 1; при Пб = 15 ÷ 17, K1 = 1,05; при Пб = 18 ÷ 25, K1 = 1,1); dк – диаметр коронки (долота), м; Kф – коэффициент, учитывающий форму буровой коронки (при трехперых коронках Kф = 1; при крестовых – Kф = 1,1). Энергия единичного удара и число ударов коронки зависят от типа пневмоударника. Для пневмоударника П - 125К (станки СБУ-125-24, СБУ-160-18): W = 140 Дж, nу = 21 с-1; при П - 160А (станок СБУ – 160 - 18): W = 280 Дж, nу = 21 с-1; при П - 200 (станок СБУ – 200 - 36): W = 420 Дж, nу = 20 с-1. Анализируют характер изменения Vб с изменением величины Пб. Для этого увеличивают значение Пб на 1, 2, 3 единицы, а затем уменьшают его на такую же величину. Например, если Пб = 10, ведут расчет для Пб = 11, 12, 13, а затем - для Пб = 9, 8, 7. Изменяя Пб, не забудьте скорректировать соответствующим образом параметры режима бурения с учетом рекомендаций, указанных в учебнике [1]. На основании расчетных данных построить график Vб = f (Пб) и установить прирост или уменьшение Vб при изменении Пб на 1 единицу. По величине Vб, установленной для базовой горной породы (базовой является порода, соответствующая номеру варианта (табл. 1.1), вычисляют сменную эксплуатационную производительность бурового станка Qб, м  , (2.9)где Тсм – продолжительность смены (п. 1.2), ч; Тпер – длительность ежесменных перерывов в работе 0,9 ¸ 1,3, ч; to – основное время бурения 1м скважины, to = 1/Vб, ч; tв – затраты времени на выполнение вспомогательных операций при бурении 1м скважины, ч. Величину tв на карьерах устанавливают по фотографиям рабочего дня, фиксируя в них продолжительность всех вспомогательных операций. Для учебных расчетов можно воспользоваться рекомендациями В.В. Ржевского [1]: при шнековом бурении tв =1,5¸4,5 мин, при шарошечном – 2 ¸ 4 мин, при пневмоударном – 4 ¸ 8 мин. Максимальные значения tв соответствуют большей величине Пб. Ежесменные простои буровых станков обусловлены необходимостью выполнения подготовительно-заключительных операций, регламентированными перерывами, аварийными остановками и ремонтами, сверхнормативными затратами времени на технологические операции. Сопоставляют полученные значения Qб с нормативной производительностью буровых станков (табл. 2.7). Если расчетная величина Qб меньше нормативной или превышает ее не более, чем на 10%, для дальнейших вычислений принимают Qб, найденную по формуле (2.9). В противном случае - нормативную производительность буровых станков (табл. 2.7) Определяют годовую производительность принятой модели бурового станка, м  , (2.10)где Nр.с – число рабочих смен бурового станка в течение года с учетом их целосменных простоев, вызванных плановыми и неплановыми ремонтами и другими видами организационных и эксплуатационно-технологических перерывов (табл. 2.9), ед. Оформляют отчет о занятии и сдают его на проверку преподавателю. Знакомятся с контрольными вопросами и заданиями, прорабатывают их и защищают отчет. 2.2.4. Контрольные вопросы и задания Укажите регулируемые режимные параметры для станков вращательного (шнекового) бурения. Приведите регулируемые параметры режимы бурения шарошечными станками. Перечислите режимные параметры бурения станками с пневмоударниками. Как изменится производительность буровых станков с увеличением (уменьшением) Пб? Перечислите факторы, влияющие на техническую скорость бурения станков СБР. Укажите факторы, влияющие на техническую скорость бурения станков СБШ. Какие факторы влияют на техническую скорость бурения станков СБУ. Каким образом применяются усилие подачи и частота вращения бурового става при изменении Пб? Влияет ли схема перемещения бурового станка на его эксплуатационную производительность? Перечислите подготовительные работы при обуривании блока. Дайте оценку различным схемам перемещения станков при бурении. Чем можно объяснить необходимость усложнения схемы перемещения станков при бурении нескольких рядов скважин? Почему станки ударно-канатного, ранее широко распространенные на карьерах, в настоящее время применяют лишь для вспомогательных работ? Составьте перечень работ, выполняемых при бурении скважин. Перечислите факторы, за счет которых можно регулировать сменную эксплуатационную производительность буровых станков. Укажите факторы, влияющие на эксплуатационную производительность буровых станков. Каким образом можно определить месячную (годовую) производительность буровых станках при известной сменной производительности? 2.2.5. Справочные данные Таблица 2.6. Основные параметры станков для бурения скважин на открытых работах
Таблица 2.7. Производительность буровых станков, м/см (по «Гипроруде»)
Таблица 2.8. Рекомендуемые параметры режима бурения шарошечными долотами
Примечание: 1. Верхние пределы осевых нагрузок соответствуют нижним пределам частот вращения долот. 2. В крепчайших абразивных и сильно трещиноватых породах частоту вращения уменьшать до 0,5 с-1 Таблица 2.9 Число рабочих смен буровых станков в течение года
2.3. Проектный удельный расход взрывчатых веществ. Конструкция скважинного заряда. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||