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
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.
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.
|
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 |
|
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 |
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.
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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.