(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ПОРОД БУРЕНИЕМ
снябжены средством для фиксаций машины в выбранном положении на рельсах, которое может приводиться в действие лневматичеокими толкателями 8.
Рычаг совершает возвратно-поступательное движение взад и вттеред посредством пневматического или гидравлического плунжера двойного действия 9 .
Рычаг несет бурильную машину 10, бурильный инструмент 11 которой поддерживается манжетой 12, установленной на раме. Манжета и рычаг имеют размер в направлении, перпендикулярном плоскости опорной рамы, меньше внешнего диаметра толовки бура, так что манжета и рычаг могут ВХОДИТЬ в канал, образуемый -при буренЕИ. Поэтому в процессе бурения бурильный инструмент всагда поддерживается манжетой.
Устройство она-бжено средством для регулировки высоты рычага 5 относительно рельса с целью о беспечения возможности бурения, в любом желаемом месте поверхности грунта и изменения угла наклона бурильной машины относительно горизогнтали. В качестве этого средства может быть распорная консоль 13, размеп1аемая между рамОй и рельсом. Размеры этой 1КОНСОЛИ зависят от желаемого места бурения канала в поверхности грунта.
Для 0-пределенных условий разработки полезных иоколаемых может оказаться желательЕым бурение в противоположном от /нормального направлении, т. е. против часовой стрелки. В случае возникновения такой необходимости рычаг 5 заменяется другим рычагом, приспособленным для буifieHKfl в йротивоположном направлении. iCnoco.6 поворота на определенный угол, зажим и регулировка утла атаки и угла i6ypa осуществляются так же эффективно для этого направления, как и для нормального.
Бур устанавливается таким образом, что угол атаки головки бура 14 относительно лбёерхности грунта является тупым в найравлении продвижения головки вдоль поверхности грунта.
Рассмотрим фиг. 4а, где показано, что головка 14 бура используется обычным образЬ;м, т. е. проДвигаётся в аксиальной направлении в грунт 4. Давление А, оказываёмоё на головку бура, действует вдоль оси головки, а сила Б реакции, действуюшая со стороны грунта на головку, также йаПравЛёна Й осевом направлении, так что система.находится в равновесии цри бурении ПО прямой линии. На фи|г. 46 ось головки также перпендикулярна поверхности фунта 4, носама гоЛйвка йродвигается вдоль поверхности, образуя канал. Как .видно н-а фиг. 4в, только половина перифе рий находится в контакте с грунтом в налравлении ее продвижения. Сила В реакции, действующая со стороны грунта на
головку перпендикулярно оси Г-Г, является неуравновешенной, так как давление А, оказываемое на головку, действует вдоль оси Г-Г. Таким образом, сила В стремится изогнуть бурильный инструмент, и, так как инструмент врашается, металл, из которого он сделан, непрерывно пере ходит из состояния сжатия в состояние растяжения, что1 вызывает его усталость и
разрушение. На фиг. 4г показано, что инструмент наклонен к поверхности грунта ;под таким углом, что ось Г-Г составляет тупой угол с плоскостью поверхности грунта в направлении продвижения головки
вдоль этой поверхности. Так как давление, оказываемое на головку бура, действует вдоль оси Г-Г, силе реакции, действующей со стороны -грунта на головку, противодействует сила Д, являюшаяся состав ляюшей силы давления А, и лри соответствующем выборе угла атаки Е в зависимости от различных параметров: диаметра головки, величины силы давления А (которая будет иметь составляющую в направлении оси бурового инструмента, когда этот инструмент перемещается вдоль заданной Прямолинейной или криволинейной, Траектории вследствие силы, прикладываемой к инструменту для его переме1цения
вдоль этой траектории), скорости продвижения головки бура и природы подвергаемого бурению грунта, можно добиться то.то, чтобы СИЛЫ; Б И Л практически уравно)вешивали друг друга и не было- бы изгибания бурового инструментаь В выборе угла атаки Е первостепенное значение имеет природа подвергаемого бурению грунта и скорость бурения или индексное расстояние (интервал), т. е. расстояние, на которое продвигается бурильная машина после окончания одного цикла бурения. Если индексное расстояние слищком мало, грунт перед головкой бура раздробляется и сила )Б временно исчезает, вызыв ая выход головки из отверстия, как показано на фиг. 4д. В этом случае трудно или практически невозможно вставить головку обр,ат«0 в отверстие. Если, с другой стороны, индексное расстояние слишком велико, головка М|ажет заедать в отверстии, при этом сила реакции Б исчезает и сила/ И вызывает изгибание инструмента, как показано на фиг. 4е. На фиг. 4з/с иллюстрируется промежуточный случай, когда выбран пра«ильный индексный интервал для данных «условий бурения. В этом случае сила Б реакции от силы давления А и полная рейультирующая сила R совпадают и действуют вдоль оси Г-Г головки бура. При
&ТОМ головка бура работает с оптимальной )эффективностью и скоростью бурения.
В случае использования машины, в которой траектория движения головки бура является прямолинейной, угол атаки Е
должен отсчитываться между осью Г-Г
головки и плоским дном образуемого при бурении канала и плоскостью поверхности грунта. В случае же настоящего воплощения бурильной машины, в котором траектория движения ГОЛОВИН криволинейная, угол атаки Е отсчитывается между осью Т-Г и касательной к криволинейной траектории (фиг. 4 и 5). Как объяснялось выме, оптимальный угол атаки зав-исит от множества факторов, среди -которых -немаловажным является природа подвергаемого бурению грунта, ттоэтому он выбирается эмпирически. С этой целью бур уста.н-авл-ивается на- рычаге таким обравом, что угол атаки составляет 125-135° для большинства условий бурения. Однако в других условиях бурения угол атаки может не лежать в указанных пре-делах. Для обеспечения возможности регулировки этого угла мажет использоваться любое из известных различных средств «ретгления бура М,ожет быть также предусмотрен ряд креплений для обеспечения возможности изменения угла наклона бурильного инструмента относительно горизонтали-.
В процсссе использования сначала кладутся рельсы, на которых у-сталавливается машина в исходном; положении и зажимается. Затем При необходимости устанавлишают ра|бочую высоту рычага 5 и наклон б -рильного инструмента путем использования соответствующей распорки и -крепления бура, и -в том случае, когда известна природа грунта, осуществляют экспериментальные бурения.
Бурение канала происходит в результате вращения бура, .и в то Жв .самое время колебания рычага 5 во-круг оси 6 вызывают первый срез 15 голо-вкой 14 грунта. Затем: олорная paMtai отводится в исходное положение, несущая рама освобождается от крепления к рельсу, устанавливается требуемый индексный и-нтервал, и она снова закр-епляется на рельсах, после чего делается второй срез 16 для углубления канала. Последовательность выщеуказанных операций прадолжается до тех пор, пока не получается канал требуемой глу1бины К.
Ф о р м у л- а и 3 О б р е т е н и я
Устройство для разрушения пород бур-ением, включающ-ее механизм передв.ижения, несущую раму, бурильн-ую машину со средством установ-ки на несущей раме я механизм перемещения установочиОГо средства бурильной мащины, от ли чающееся тем, что, с целью повышения эфф-ективности образования щелевого канала в массиве пород, установочное средство бурильной мащин,ы выполнедао в виде рычага, щарнирно закрепленного на несущей
раме с возможностью ограниченного возвратно-поступательного движения по дуге в горизонтальной плоскости, при этом бурильная мащина смонтирована на установочном -средстве таким образом, что ось ее
бурильного инструм-ента составляет тупой УГОЛ с касательной к прорезаемому каиалу в точке резавия на всем протяжении канала.
Исто чйики информации,
принятые во внимание при экспертизе
1Авторское свидетельство СССР № 337501, кл. Е 21С 11/02, 1970.
2Патент СССР № 206430, кл. Е 21С 11/02; Е 21С 5/14, Е 21С 3/04, 1961. .
тз
%.
. .«.V
fui. 3 -:
7S
.
f4. .;: , - --- - - v,
. -.
V 7 ulfi/.r
5i..- .c
- /.,/
.-c.. - - -v S3Sii&
