Буровой станок

БУРОВОЙ СТАНОК (а. drill, borer, drilling rig; н. Воhrgerat; ф. engin de forage, foreuse, sondeuse; и. perforadora) — машина для бурения взрывных и горнотехнических скважин различного назначения, а также шпуров при открытой и подземной разработках полезных ископаемых. Буровой станок является основной частью многоузловых буровых установок, а одноузловые буровые установки, применяемые при бурении геологоразведочных и других скважин, по конструкции аналогичны буровым станкам. В зависимости от типа породоразрушающего инструмента различают буровые станки шнековые, шарошечные, пневмоударные, гидроударные и огневые. Буровые станки выпускаются с электрическим или дизельным приводом. По конструктивному исполнению вращательно-подающего механизма различают буровые станки с торцевым, патронным и роторным вращателями. Наиболее распространены первые две схемы. Подача бурового инструмента на забой производится с помощью гидро- или пневмоцилиндров, реечной или канатно-полиспастной системы.

У средних и тяжёлых самоходных станков все рабочие механизмы и оборудование устанавливаются на платформе. Самоходный буровой станок включает платформу (раму) на гусеничном, пневмомашинном ходу или автомобиле, мачту, вращательно-подающий механизм с буровым ставом, компрессор, маслостанцию, различные двигатели приводов с пусковой аппаратурой, контрольно-измерительные и регулирующие процесс бурения устройства, системы пневмотранспорта и пылеулавливания, домкраты для установки станка. Лёгкие станки получают сжатый воздух от стационарных или передвижных компрессоров. Некоторые карьерные зарубежные буровые станки оборудуются противопожарными системами. Передвижные (переносные) буровые станки имеют рабочий орган с приводом, распорные колонки для его установки в подземной выработке, раму, на которой смонтированы все части станка, пульт управления.

Область применения буровых станков определяется условиями разработки, крепостью пород и др. На подземных горных работах, а также в дорожном и гидротехническом строительстве используют лёгкие (до 1000 кг) передвижные (на раме) или самоходные буровые станки. Для бурения скважин диаметром до 70 мм применяют высокопроизводительные (100-300 метров в смену) буровые станки с мощными пневматическими и гидравлическими бурильными молотками. В СССР наибольшее распространение получили станки с погружными пневмоударниками, которые используют в основном для бурения скважин диаметром 80-105 мм, для руд, добываемых подземным способом (более 50%).

На карьерах применяют шарошечные, огневые и шнековые буровые станки, а также пневмоударные станки для скважин диаметром главным образом 105-160 мм (см. Пневмоударное бурение). Шарошечные буровые станки (рис. 2) используют для бурения скважин диаметром 160-400 мм в породах средней и высокой крепости (f>=6); ими бурят свыше 70% добываемой горной массы в СССР (см. Шарошечное бурение).

Для мягких пород (f6) применяют шнековые буровые станки при бурении скважин диаметром 125-160 мм (см. Шнековое бурение). Около 2% горной массы (кварцсодержащие породы, f>=14) бурят огневыми буровыми станками (см. Термическое бурение), которыми более эффективно расширять нижнюю часть скважины, пробуренной шарошечным буровым станком, для размещения в ней большего заряда взрывчатых веществ. Ударно-канатные буровые станки (см. Ударно-канатное бурение) применяют для бурения водопонизительных и других скважин диаметром до 60 см и глубиной до 300 метров и более. Для достижения максимально возможной производительности буровые станки при соблюдении санитарно допустимых норм для рабочих и оборудования по вибрации разрабатываются и применяются системы автоматических управления (САУ). Например, САУ шарошечного станка при установлении его на ось будущей скважины производит автоматическое горизонтирование станка, а затем переводит его на режим бурения; при этом в зависимости от крепости пород автоматически устанавливаются оптимальные величины осевого усилия и частоты вращения бурового инструмента. При превышении максимально допустимого уровня вибраций блок логики вырабатывает сигнал на уменьшение осевого усилия и частоты вращения инструмента.

Перспектива развития буровых станков связана с применением гидроударных бурильных машин, систем автоматического управления, гидропривода узлов, созданием станков-роботов.