Выбор рационального типа шахтной бурильной установки для заданных горных условий

Страницы работы

Содержание работы

Санкт-Петербургский государственный горный  институт

 имени Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра конструирования горных машин

 и технологии машиностроения

Выбор рационального типа шахтной бурильной установки для заданных

горных условий

Выполнил: студент группы ГМ-96-1

Калиманов А.Г.

Проверил: доцент Хмызников К.П.

Санкт-Петербург

1999

Исходные данные для расчета

Сопоставляемые типы шахтных бурильных установок; УБШ 601 и JTH-100с-150;

Характеристика буримых пород: трещиноватые, хрупкие, средней абразивности, крепостью f=14;

Размер обуриваемых забоев: 7,0´12,0м (высота ´ ширина);

Диаметр шпура 52мм,  глубина шпура 4м;

Количество обуриваемых забоев в смену - 1;

Производительность рудника 150000 т/год.

Введение

Цель работы: сравнительная оценка технико-экономических показателей нескольких типов шахтных бурильных установок и расчет экономического эффекта, по результатам которого можно выбрать для заданных горнотехнических условий наиболее рациональный тип машины.

 Задачи, которые необходимо решить в ходе выполнения работы:

выбрать для данных горных условий рациональный способ бурения;

выбрать рациональный тип бурового инструмента;

выбрать и рассчитать исходные данные для определения технико-экономических показателей;

определить возможное количество забоев, обуриваемых в смену; необходимое количество машин, обеспечивающих годовую производительность заданного участка рудника; коэффициент использования рассматриваемых УБШ на руднике;

рассчитать экономический эффект и выбрать рациональный тип УБШ;

для выбранного типа УБШ определить параметры рационального режима бурения.

Технико-экономические параметры работы УБШ:

сменная (годовая) производительность машины;

сменная себестоимость бурения при максимально возможном числе обслуживаемых забоев в смену;

капитальные затраты на приобретение необходимого количества УБШ на участке данного рудника.


Технические данные сопоставляемых шахтных бурильных установок

УБШ 601

JTH-100с-150

Зона бурения, м

высота от опорной поверхности

ширина

12,0

12,0

7,25

12,8

Тип бурильной головки

пневмогидравлическая

гидравлическая

БГА-1ПГ

HD-100с

Количество бурильных головок

           6                            

2

Максимальная глубина бурения, м

4

4

Рекомендуемый диаметр шпура, мм

45¸46

Подводимая к УБШ энергия:

при бурении

при передвижении

пневматич. и электрическая

дизельн.привод

электрическая

дизельн.

Расход сжатого воздуха при бурении, м3/мин

36

-

Мощность установочных электродвигателей для работы бурильных машин, кВт

93,3

100,2

Максимальная скорость передвижения в выработке, км/ч

10,0

10,0

Максимальное усилие развиваемое приводом податчика, Н

13000

Скорость обратного хода бурильной головки на податчике, м/мин

36,0

20

Габариты установки, м

Длина

Ширина

Высота

13,56

3,5

4,2

14,5

2,7

2,4

Масса установки, т

49,95

22,0

Ориентировочная стоимость установки, тыс. руб.

3500

2000

Характеристика бурильной головки БГА-1ПГ и HD-100C

БГА-1ПГ

HD-100C

Энергия поршня-ударника (при 0,6 МПа), Нм

83,3

200

Частота ударов поршня-ударника (при 0,6 МПа), с-1

43,3

46-56

Диаметр поршня-ударника, мм

100

Ход поршня-ударника, мм

45

Расход сжатого воздуха при давлении 0,6 МПа, м3/мин

6,0

Частота вращения штанги, с-1

6,2

0-6

Максимальное давление жидкости в системе, МПа

16

Максимальный крутящий момент на штанге, Нм

270

250

Масса бурильной головки, кг

130

140

Длина бурильной головки, мм

1080

992

Максимальный расход рабочей жидкости, л/мин

134

Потребляемая мощность насосной станции, кВт

45

Диаметр применяемой буровой штанги, мм

32

32

Страна изготовитель

Россия

Япония


Выбор способа бурения

Выбираем вращательно-ударный способ бурения, т.к. бурильная головка БГА-1ПГ  может работать только во вращательно-ударном режиме, при этом крепость буримых пород  f =14.

Сравниваем  ударно-вращательный и вращательно-ударный способ бурения, т.к. бурильная головка HD-100C может работать в обоих режимах, при этом крепость буримых пород  f =14.

1.  Выбор бурового инструмента

Тип коронки выбираем в зависимости от свойств буримых пород, заданного диаметра бурения, принятого способа бурения. Заданным условиям  соответствуют следующие коронки:

Вращательно-ударный способ.

 Тип коронки: КТШ-52-25,

Соединение коронки со штангой: конусное,

Область применения коронки: монолитные и трещиноватые породы, хрупкие, средней и высокой абразивности.

Стоимость коронки: 132 руб.

Ударно-вращательный способ.

Тип коронки: КТШ 52-31к,

Соединение коронки со штангой: резьбовое,

Область применения коронки: монолитные и трещиноватые породы, хрупкие, средней и высокой абразивности.

 Стоимость коронки: 153 руб.

Стойкость выбранной буровой коронки (В) до ее заточки определяется в зависимости от принятого способа бурения и крепости буримых пород. Для приближенных расчетов для заданных условий принимается:

 В=40м.для коронки КТШ 52-25,

 В=12м для коронки КТШ 52-31к.

Длина применяемой штанги для приближенных расчетов можно принимать равной длине буримого шпура плюс 400¸500 мм –  4000+500=4500мм.

Штанга ШБВ 32-1´4500 для вращательно-ударного способа.

Штанга ШБВ 32-3´4500 для ударно-вращательного способа.

Удельная стоимость расходуемых  штанг определяется по показателям стандартных штанг:

для диаметра 32мм   руб./кг.

Удельный расход штанг, отнесенный к одному метру пробуренного шпура (кг/м).

Расход штанг при вращательно-ударном способе бурения и f=14 равен 0,011шт/м. Для перевода расхода штанг из шт/м в кг/м, необходимо определить массу штанги. Пропорционально длине стандартных штанг может быть определена масса применяемой штанги.

стандартная

применяемая

длина, мм

1220

4500

масса, кг

6,6

Х

кг

Удельный расход штанг

 кг/м.

При ударно-вращательном бурении величину ''d'' можно определить в зависимости от крепости буримых пород: при f=14, d=0,135.

Стойкость отечественных хвостовиков при бурении определяется в зависимости от крепости буримых пород. В данном случае: Lру=250м (при f=14).Стоимость хвостовика Сру=800руб.

Стойкость хвостовиков для импортных бурильных головок обычно в 2-3 раза выше отечественных.В данном случае: Lру=800м (при f=14).Стоимость хвостовика Сру=1500руб.

Расход соединительных  муфт определяется в зависимости от крепости буримых пород:

-для крепости f=14 расход муфт составляет 0,041 штук/м.      

Умножая вышеуказанный расход муфт (шт./м.) на массу соответствующей муфты можно получить удельный расход (dм) в кг./м.:

dм=0,041×0,93=0,03813.

Удельная стоимость расходуемых муфт определяется в зависимости от их диаметра:

- для диаметра штанги 32 мм , руб./кг.

Похожие материалы

Информация о работе