Исследование эффективности бурения горных пород при использовании поршня-ударника с бойком и регулируемой задвижки в погружном пневмоударнике

Юнгмейстер Д.А., Гасымов Э.Э., Тимофеев М.И.

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург

Борисов С.В.

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург

Ключевые слова: карьерный буровой станок, погружной пневмоударник, шарошечное долото, удар, разрушение горной породы, скорость бурения, скважина, породоразрушающий инструмент.

Аннотация. В Российской Федерации одним из наиболее популярных отечественных буровых станков для бурения взрывных скважин является СБШ-250МНА-32. Однако использование данного станка не всегда эффективно из-за низкой скорости бурения твёрдых пород, а также сложно-структурированных пород, состоящих из поочерёдно меняющихся твёрдых и мягких слоёв, породы с подобной сложной структурой встречаются на карьерах компании АО «Апатит». По этой причине задача увеличения скорости бурения с использованием данных станков является весьма актуальной. Для решения данной задачи предлагается улучшить эффективность вращательного бурения посредством использования погружного пневмоударника (ППУ), который будет устанавливаться в буровой став СБШ-250МНА-32, а параметры ППУ могут быть изменены посредством различной степени открытия задвижки перед ППУ. Также в пневмоударнике производится изменение ударной системы путем введения промежуточного элемента (бойка) между поршнем-ударником и буровым инструментом. Использование указанной технологии бурения позволяет увеличить скорость бурения СБШ с ППУ не менее чем на 25% и снизить себестоимость бурения.

Study of the efficiency of rock drilling using a striker and an adjustable valve in a down-the-hole hammer

Yungmeister D.A., Gasimov E.E., Timofeev M.I.

Saint-Petersburg Mining University of Empress Catherine II, Saint-Petersburg

Borisov S.V.

Prof. M.A. Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of Telecommunications, Saint-Petersburg

Keywords: quarry drilling rig, submersible pneumatic hammer, roller chisel, impact, rock destruction, drilling speed, borehole, rock-breaking tool.

Abstract. In the Russian Federation one of the most popular domestic drilling machines for blast hole drilling is SBSH-250MNA-32. The task of increasing the drilling speed with the use of such machines is very actual. Slowdown of drilling process often occurs when working with rocks having complex structure with alternating hard and soft layers. An example of such rocks can be the rocks used in the quarries of JSC Apatit. The authors of the study propose to improve the efficiency of rotary drilling at mining enterprises, where drilling machines are used, by introducing a submersible pneumatic hummer unit (SPH) in the drilling rig of the roller cone drilling machine, SBSH-250MNA-32. Also, in the pneumatic percussion system is changed by introducing an intermediate element (striker) between the percussion piston and the drilling tool. The addition of the K coefficient, which varies from 1 to 1.5, during the drilling of rock formations using a down-the-hole hammer (DTH), reflects an increase in drilling efficiency due to optimized energy transfer from the impact. The increase in drilling speed by 2.5 times represents a significant advantage, especially in conditions involving complex geological structures.