Научная статья на тему 'Эксплуатационные испытания опытных образцов буровых станков сбу200м'

Эксплуатационные испытания опытных образцов буровых станков сбу200м Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
189
85
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Плотников Вячеслав Николаевич

Дается описание технических характеристик и опыт промышленного использования бурового станка для бурения скважин различного назначения

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Плотников Вячеслав Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Эксплуатационные испытания опытных образцов буровых станков сбу200м»

УДК 622.242

В.Н. Плотников

ЗАО ННПП «Сибгормаш»

Эксплуатационные испытания опытных образцов буровых станков СБУ200М

Дается описание технических характеристик и опыт промышленного использования бурового станка для бурения скважин различного назначения

Буровой станок СБУ200М предназначен для бурения дегазационных и технических скважин по углю с включением породы и по породе крепостью /< 6 по шкале проф. М.М. Протодьяко-нова на угольных шахтах, опасных по газу и пыли, а также на выбросоопасных пластах (рисунок 1, таблица 1). Установка станка возможна в горизонтальных и наклонных выработках сечением не менее 3,7 м .

Проверка работоспособности опытных образцов буровых станков СБУ200М была проведена в ходе их эксплуатационных испытаний в ОАО «Шахта «Комсомолец» и ОАО «Шахта «Чертин-ская». На шахте «Комсомолец» в промежуточной печи лавы 1832-2 пласта Толмачевского в работе были испытаны два станка. Угол забуривания станками + 3 град, угол наклона выработки 2-6 град, влажность в выработке 86%, температура окружающей среды 16-18°С, газовыделение в при-забойное пространство 1,16 м3/ мин, в выработку 1,4 м3/мин.

На шахте «Чертинская» в вентиляционном штреке лавы 544 пласта 5 в работе был испытан один станок. Угол забуривания станком + 30 град, угол наклона выработки - 3-5 град.

Буровые станки разработаны и изготовлены в ОАО ННПП «Сибгормаш» (г. Новосибирск) по заказу ОАО «Компания «Кузбассуголь».

Рисунок 1 - Буровой станок СБУ200М

Таблица 1 - Техническая характеристика бурового станка СБУ200М

Параметр Величина

Общие данные

Глубина бурения, м До 250

Диаметр скважины, мм До 100

Угол наклона скважины, град 0-360

Производительность бурения, м/ч До 25

Диаметр бурильных труб, мм 42,0; 33,5

Длина бурильных труб, мм 1500

Станок

Скорость вращения шпинделя, об/мин 100-240

150-370

Максимальный крутящий момент на шпинделе, Нм 370

Максимальная скорость подачи, мм/мин:

при бурении 1500

маневровая (без вращения) 14000

Максимальное усилие подачи бурового инструмента, кН 20

Система подачи бурового инструмента Гидравлическая

Управление процессом бурения Ручное и автоматическое

Гидромотор

Тип Г15-25Р

Крутящий момент, Нм 136

Максимальное число оборотов, об/мин 695

Габариты станка, мм:

длина 918

ширина 615

высота 585

высота стоек 1800-2500

Масса станка, кг 490

Маслостанция

Насос пластинчатый двухпоточный:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

тип НПЛ 125-16/6.3

производительность первой секции, л/мин 100

производительность второй секции, л/мин 12

давление, кгс/см2 63

Емкость маслобака, л:

общая 175

рабочая 150

Электродвигатель:

тип ВРП160М6

мощность, кВт 15

число оборотов в минуту 1000

напряжение, В 380/660

Габариты маслостанции:

длина 1155

высота 710

ширина 510

Масса маслостанции, кг (без масла) 493

Основной целью эксплуатационных испытаний бурового станка являлось получение объективной и достоверной информации о фактических значениях технических параметров и решение вопроса о целесообразности его постановки на производство.

В соответствии с основной целью в ходе эксплуатационных испытаний бурового станка решены следующие основные задачи:

- проверка удобства монтажа и демонтажа;

- определение основных фактических параметров при работе бурового станка;

- проверка соответствия бурового станка требованиям техники безопасности.

Бурение станками СБУ 200М на шахте «Комсомолец» велось с промежуточной печи лавы 1832-2 по углю, а на шахте «Чертинская» с вентиляционного штрека лавы 544 по породе. Операции по бурению выполняли двое рабочих: машинист бурового станка и помощник машиниста. Станок устанавливался в выработке на двух распорных стойках. Распор стоек осуществлялся винтами. Верхние винты имеют храповые механизмы. Для удобства бурения на станке установлен пульт управления, имеющий три рукоятки. Бурение производилось с промывкой забоя водой, которая подавалась из пожарного водопровода.

Для бурения станок снабжен буровыми штангами диаметром 42 мм и длиной 1500 мм. Станок позволяет вести бурение в форсированном режиме, благодаря усилию подачи, скорости спускоподъемных операций и точному регулированию давления на забой.

Основные технологические результаты эксплуатационных испытаний буровых станков СБУ 200М приведены в таблице 2.

При проведении энергетических измерений на шахте «Чертинская» регистрировались следующие параметры:

- потребляемая мощность электродвигателя;

- напряжение в электросети;

- скорость подачи штанги;

- давление в гидросистеме.

Таблица 2 - Основные технологические результаты

Исследуемые параметры Шахта «Комсомолец» Шахта «Чертинская»

Максимальная глубина бурения, м 70 90

Усилие подачи, кН 19,0 19,5

Крутящий момент, Нм 373 420

Техническая скорость бурения, м/мин 0,62 0,05

Наработка на отказ, ч 138 50

Усилие на пульте управления, Н 30,6 40,2

Температура нагрева рукояток управления, 0С 47 60

Измерения проводились при следующих режимах работы:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- пуск электродвигателя насоса;

- работа бурового станка на холостом ходу (вращение штанги без подачи);

- бурение.

Пуск электродвигателя насоса происходил за 0,33 с, падение напряжения в электросети составило 10% от номинального 660 В.

Результаты измерений потребляемой мощности приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты измерений потребляемой мощности

Режим работы Скорость подачи штанги за цикл Уп, м /мин Скорость вращения штанги Уш, об/мин Давление в гидросистеме Р, МПа Средняя потребляемая мощность N1, кВт Напряжение в сети и, В Удельный расход электроэнергии Эу, кВт-ч/м

Холостой ход без бурения - - - 3 657 -

Холостой ход с вращением - 361 4 6,2 657 -

Подача штанги на забой с вращением 1,8 - 4 7,4 636 -

Бурение 0,1130,119 354-352 5-6 17,8 632 2,5-2,7

При максимальной скорости подачи потребляемая мощность электродвигателя насосной станции составляет 17,8 кВт, что превышает номинальную на 18,7% (ЫНОМ - 15 кВт).

При проведении энергетических измерений на шахте «Комсомолец» получены следующие результаты. Запуск электродвигателя привода маслостанции происходит за 0,44 с при потребляемой мощности 26,5 кВт. Падение напряжения в электросети составило 7,6% от ип = 660 В.

Результаты измерений потребляемой мощности приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты измерений потребляемой мощности

Скорость по- Напряжение в Средняя по- Удельный

Режим работы дачи штанги за сети и, В требляемая расход элек-

цикл Уп, м/мин мощность Ы, троэнергии

кВт Эу, кВт-ч/м

Холостой ход - 673 2,5-2,8 -

Подача на забой без бурения 0,78-1,8 673 5.3 -

Бурение 0,62 673 9,3 0,25

Затраты времени на основные и вспомогательные операции при бурении скважин буровым станком СБУ 200М определялись путем хронометражных наблюдений и приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Затраты времени на основные и вспомогательные операции

Наименование операции Время, мин

Шахта «Комсомолец» Шахта «Чертинская»

Бурение (штанга длиной 1,5 м) 2,25 32,0

Закручивание штанги 0,08 0,15

Закручивание сальника 0,5 0,55

Доставка штанги к станку 0,05 0,06

Замена штанги 0,3 0,4

Выдача штанги из скважины 0,4 0,4

Общее время операции 3,58 33,56

За время эксплуатационных испытаний в ОАО "Шахта Комсомолец" станками СБУ200М было пробурено 310 м скважин диаметром 100 мм по углю с коэффициентом крепости 1,5, а в ОАО «Шахта Чертинская» - 230 м скважин по породе с коэффициентом крепости 2-7.

В результате эксплуатационных испытаний установлено, что станки СБУ200М в целом работоспособны, но для повышения их надежности и срока службы необходимо провести работу по следующим направлениям:

- обеспечить защиту станка от попадания в него углепородного штыба и воды;

- обеспечить более высокую жесткость направляющих зажимов;

- усовершенствовать редуктор станка, домкраты подачи, патроны и гидросхему;

- расширить ассортимент комплектующих как за счет покупных изделий, так и вновь разработанных;

- разработать канатную лебедку с приводом от вращателя станка, позволяющую транспортировать станок по горным выработкам;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- расширить типоразмер распорных стоек;

- оснастить станок указателем угла наклона пробуриваемой скважины.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.