Перспективы совершенствования пневматических перфораторов для условий Кировского рудника ОАО "Апатит" Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

1. Гурков КС., Климашко В.В., Костылев А.Д. и др. Пневмопробойники. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1990, 213с

2. Патент РФ № 2105881. Устройство ударного действия. / Червов В.В., Трубицын В.В., Смоляницкий Б.Н., Вебер И.Э. - Опубл. в Б. И. 1998, № 6.

3. Патент РФ № 2085363. Устройство ударного действия. / Червов В.В., Смоляницкий Б.Н., Трубицын В.В., Вебер И.Э. - Опубл. в Б. И. 1997, № 21.

4. Смоляницкий Б.Н., Червов В.В., Скачков К.Б. Новые пневмоударные машины Института горного дела СО РАН //Механизация строительства. 2001. - № 12.

5. Герц Е.В. Динамика пневматических систем машин. - М.: Машиностроение, 1985. - 256 с., ил.

6. Кусницын Г.И. и др. Пневматические ручные машины: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1968. -735 с.

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------------------

Червов Владимир Васильевич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории механизации горных работ ИГД СО РАН.

Червов Александр Васильевич — аспирант лаборатории механизации горных работ ИГД СО РАН.

---------------------------------------- © Л.Н. Пашкин, В.А. Пивнев,

Д.А. Юнгмейстер,

К.А. Лукашов,

2004

УДК 622.233.6

Л.Н. Пашкин, В.А. Пивнев, Д.А. Юнгмейстер, К.А. Лукашов

ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПЕРФОРАТОРОВ ДЛЯ УСЛОВИЙ КИРОВСКОГО РУДНИКА ОАО "АПАТИТ"

Семинар № 16

ТУ последние годы Кировский

рудник ОАО "Апатит", как видно из графика на рис. 1, устойчиво наращивает годовую производительность, которая согласно ТЭО развития ОАО «Апатит», должна достигнуть в 2005 году 10 млн. тонн руды в год, а к 2017 - 14 млн. тонн. Это говорит о правильном управлении производством, выборе надежных партнеров, поставщиков и покупателей.

В настоящее время при проведении буровзрывных работ на Кировском руднике используются как отечественные пневматические буровые машины так и зарубежные гидравлические буровые станки. На рис. 2 показана динамика количественного состава буровых станков в работе за период 1996-2001 гг. Из рис. 2

следует тенденция по наращиванию доли использования буровых станков СОЛО при одновременном снижении доли использования станков НКР. Так в 1996 г. на добычных работах использовалось только 15% СОЛО, а в 2001 г. - 40%. Аналогичная тенденция прослеживается и при проведении проходческих работ, при этом растет доля использования финских буровых установок МИНИМАТИК (рис. 3).

Наряду с покупкой финской техники приобретается большое количество отечественного пневматического оборудования.

Одним из направлений повышения производительности бурения пневматических перфораторов и погружных пневмоударников яв-

450.0 , рЛОО.О - таз д -е 350.0 1 -

f300.0 к290,0 |

! 200.0 1 Г 1 сл п

Рис. 1. График изменения производительности Кировского рудника

1997 | 1996 |

Годы

□ Всего обурено скважин I Рис. 3

1вт.ч. СОЛО

ляется разработка модернизированных ударных систем с использованием двухмассовых ударников.

Недостатки традиционной конструкции ударных машин с одиночным ударником заключается в том, что нанесение единичного удара, обладающего большой энергией, приводит к повышенному износу (затуплению) режущего инструмента, а при бурении по трещиноватым породам к его заклиниванию. Кроме того, при разрушении сложных пород, содержащих мягкие и более твердые составляющие,

Рис. 4. Зависимость средней скорости бурения от

длины шпура

например апатит и нефелин, перфоратор не может работать эффективно, так как, наличие тупой коронки будет не ослаблять породу, а вызывать дополнительные выколы хрупких частиц что вызовет обнажение более твердых. При этом острая коронка будет работать "смазанным" ударом, при котором лезвие обязательно будет соскакивать в сторону, а передача энергии разрушающего импульса значительно снизится.

Специалистами механической службы объединенного Кировского рудника ОАО «Апа-

тит» и СПГГИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова предложена модернизация конструкции ударного механизма ПП-бЗ, которая позволила осуществлять "двойной" пши удар по буровой штанге.

2001 На заводе "Пневматика" был

изготовлен перфоратор ПП-63 В _ на пневмоподдержке (далее именуемого как ППТ-бЗ). На этот перфоратор был установлен ствол от телескопного перфоратора ПТ-63. Шестигранное гнездо для хвостовика буровой штанги выполняется совместно с поворотной буксой. Была изготовлена направляющая втулка для бойка. Она устанавливается с натягом, во внутреннюю часть поворотной буксы. Во внутренней части поворотной буксы на длину шлицевой буксы, выполнялась резьба М60х1.5. На шлицевой муфте выполнялась резьба М60х1.5. Шлицевая муфта вкручивалась в поворотную, тем самым, обеспечивая передачу вращения при обратном ходе поршня-ударника.

Все вышеперечисленные изменения в конструкции позволили механической службе изготовить перфоратор ППТ-63У (со сдвоенным ударом). Перед проведением исследования направленного на сравнение скоростей бурения изготовленного перфоратора ППТ-63У (со сдвоенным ударом) и ППТ - 63 для получения более точных данных необходимо было уравнять массы поршней.

Масса ударной системы перфоратора ППТ-63У значительно отличается от массы ударной системы ППТ-63, что существенно влияет на скорость бурения. Поэтому масса ударной системы перфоратора ППТ-63У была уменьшена путем механической обработки.

Масса серийного поршня перфоратора ППТ-63 т = 2,020 кг. масса облегченною поршня перфоратора ППТ-63У т1 = 1,875 кг, масса бойка те= 0,317 кг. Итого, общая масса ударной системы перфоратора ППТ-63У:

Рис. 2. График годовой проходки выработок

М = т1 + т6 = 1,875 + 0,317 = 2,192 кг.

Разница ударных масс составила: 2,1922,020 = 0,172 кг или 8 %.

В настоящее время проводится работа по полному уравниванию масс ударных систем с целью проведения более корректныех повторных исследований.

Весной 2002 г. на одном из горизонтов Кировского рудника были произведены исследования, направленные на определение скорости бурения данных перфораторов.

По данным, представленным маркшейдерской службой Кировского рудника. крепость пород в месте проведения испытания составля-

Длина шпура, ми

ла { = 16 по шкале М.М. Протодьяконова. Выработка не входила в категорию удароопасных и обводненных.

Испытания проводились в 2 этапа, 1-й этап - испытание перфоратора ППТ-63 на пневмо-поддерржке со стандартным поршнем-ударником, 2-й этап - испытание перфоратора ППТ-63У на пневмоподдержке с облегченным

поршнем-ударником.

Результаты эксперимента представлены на графике (рис. 4). Проведенные испытания показали, что при разности масс ударных систем в 8% средняя скорость бурения перфоратора ППТ-63У по сравнению с перфоратором ППТ-63 выше на 55%.

Использование модернизированных перфораторов оснащенных двухмассовыми ударными системами дает возможность повышения производительности бурения на 55% и более, что подтверждает необходимость такой модернизации. При синхронизации работы бойка и поршня ударника, отладки конструкции модернизированного перфоратора в целом, при использовании его на породах с большим содержанием апатита даст возможность дальнейшего повышения производительности ППТ-63 по бурению.

-*-ППТ-бЗУ! Совместные исследования

специалистов механической службы объединенного Кировского рудника ОАО «Апатит» и СПГГИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова показали, что имеющиеся возможности роста производительности отечественных пневматических буровых машин, с учетом значительно более низкой стоимости такой техники в сравнении с финскими машинами, позволяют сделать прогноз о получения экономического эффекта в случае внедрения в производство модернизированных пневматических буровых головок и кареток.

Коротко об авторах _

Пашкин Л.Н., Пивнев В.А. - ОАО "Апатит". Юнгмейстер Д.А., Лукашов КА. - СПГГИ.