Строительные машины и оборудование

При помощи бурения различными буровыми инструментами в грунтахобразуются вертикальные, наклонные или горизонтальные каналы разныхдиаметров и глубин. При диаметрах до 75 мм и глубине до 5 м такие каналы называют шпурами,при больших диаметрах и глубинах - скважинами. Верхняя часть буровогоканалау поверхности земли называется устьем, нижняя часть – забоем. Взрывные работы осуществляются путем взрыва зарядов взрывчатых веществ(BB), обычно помещаемых в скважины (шпуры) и содержащих в себе огромноеколичество потенциальной энергии в виде газов и тепла. Опыт проведения взрывных работ свидетельствует об исключительнойэффективности этого метода, сокращающего сроки, трудоемкость и стоимостьработ по сравнению с другими способами производства работ. В настоящее время буровые работы выполняются при помощи механизированного инструмента, буровых станков и машин. Ручное бурение применяется лишь при незначительных объемах работ с глубинойбурения каналов не более 5 м. Механическое бурение производится при помощивращательного или ударного движения буров. В первом случае грунт в забое разрушаетсяпосредством вращения бурового инструмента, жестко закрепленного на нижнем концевращающейся штанги, во втором - ударами бурового инструмента, подвешенного на канате(канатно-ударное бурение) или жестко закрепленного к низу штанги (штанго - ударноебурение). Наиболее высокая производительность труда бурильщиков достигается прииспользовании комбинированных способов бурения: ударно - вращательного,вибровращательного и с применением ударного действия вибромолотов.Буровое оборудованиеВыбор бурового станкаБуровые установки – это комплексные системы, включающие все основные и вспомогательные агрегаты и механизмы, которые необходимы для строительства скважин.Буровую установку выбирают по ее допустимой максимальной грузоподъемности, обуславливающей с некоторым запасом веса в воздухе наиболее тяжелых бурильной и обсадной колонн.Для принятой по грузоподъемности и условной глубине бурения буровой установки в зависимости от региональных условий, связанных со степенью обустройства (дороги, линии электропередач, водоснабжение и др.) и климатической зоной, выбирают тип привода, схему монтажа и транспортирования, а также учитывают необходимость комплектования отопительными установками, дополнительными агрегатами и оборудованием.Буровые установки делятся на две категории:для бурения глубоких эксплуатационных и разведочных скважин;для бурения неглубоких структурных и поисковых скважин.Каждая категория буровой установки имеет несколько классов, которые обеспечивают наибольшую эффективность бурения скважин определенной глубины и конструкции. Каждой буровой установкой, при определенной мощности ее двигателей, максимально допустимой нагрузке на крюке можно пробурить скважины различной глубины и конструкции. Для сравнительной оценки мощности и класса буровой установки, для глубокого бурения принимают допустимую нагрузку на крюке и номинальную глубину скважины конечного диаметра 190,5мм, которые могут быть достигнуты при использовании бурильной колонны с бурильными трубами диаметром 127мм и массой 1м труб 31,9кг. При работе с бурильными трубами других диаметров и массы глубина бурения этой же буровой установкой может значительно отличаться от ее условной глубины. Буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения стандартизованы. ГОСТ 16293—82 (СТ СЭВ 2446—80) предусматривает 11 классов буровых установок для бурения скважин глубиной 1250—12500 м и более.Вид буровой установки для одного и того же класса определяется рядом факторов:условиями бурения (равнина, горы, леса, болота, море, температура окружающего воздуха и ее колебания, сила ветра и др.);целью бурения (разведочное или эксплуатационное);типом скважины (вертикальная или наклонная);способом бурения (роторным или забойным двигателями);технологией бурения (гидравлическая мощность на забое, типы и свойства бурового раствора, метод спуска и подъема колонн);геологическими условиями бурения (характер буримых пород, возможные осложнения, аномальное пластовое давление, температура на глубине, степень агрессивности подземных вод).Таблица 2.7 Вес обсадных колонн различного назначения НаименованиеколонныВес колонны в воздухе, в кН кондуктор промеж.колоннаэкспл. колонна Ø 324 мм Ø 245 мм Ø 140 мм Обсадная колоннаБурильная колонна (при бурении под данную обсадную) 762,0534 1735,0974 929,01163В соответствии с п.2.5.6.ПБ НГП (РД-08-624-03) максимальный вес буровой колонны не должен превышать 0,6 и обсадной колонны - 0,9 от грузоподъемности буровой установки.Максимальный вес обсадной колонны, кН: Gок макс = 1735.0Максимальный вес бурильной колонны, кН: Gбк макс = 1163.0С учетом расчетных значений веса колонн, максимальная нагрузка на крюке должна быть:– для обсадной колонны, кН Qмин = Gок макс/0,9 = 1927,8– для буровой колонны, кН Qмин = Gбк макс/0,6 = 1938.3Таким образом, грузоподъемность буровой установки должна быть не менее 1938.3 кН.В соответствии с ожидаемой максимальной нагрузкой на крюке, экономически выгодным для данного района видом привода и наличием парка буровых установок в филиале "Кубаньбургаз", для строительства скважины принимается буровая установка "БУ3200/200ЭУК-2М" с допускаемой нагрузкой на крюке 2000 кН при оснастке 5x6, с техническими характеристиками:Таблица 2.8 Характеристика буровой установки "БУ3200/200ЭУК-2М"Допустимая нагрузка на крюке, кН 2000Условная глубина бурения, м 3200Скорость подъема крюка при расхаживании колонны, м/с 0,2±0,05Скорость подъема элеватора (без нагрузки), м/с, не менее 1,5Расч. мощность на входном валу подъемного агрегата, кВт 670Диаметр отверстия в столе ротора, мм 700Расчетная мощность привода ротора, кВт 370Мощность бурового насоса, кВт 950Вид привода ЭВысота основания (отметка пола буровой), м 7,2Просвет для установки стволовой части превенторов, м 5,7Выбор схемы взрывания.Схема взрывания и соответствующее схеме расположение скважин на поверхности уступа должно приниматься учетом горно-геологических условий и повышения качества дробления.При ведении взрывных работ учитывая фронтальный забой, взрывание на неподобранную горную массу, а также трудновзрываемые породы сложной структуры наиболее рациональным будет использование треугольной схемы короткозамедленного взрывания.Взрывную сеть начинают монтировать после окончания всех работ по заряжанию и забойке скважин и вывода людей и оборудования из опасной зоны. Магистраль во избежание отказов прокладывают вдоль заряженных скважин на расстоянии 0,3... 0,5 м от них.На карьерах взрывание производится обычно на две свободные поверхности: откос уступа и плоскость верхней площадки уступа. Именно эти две поверхности и определяют направление движения горной массы при взрыве. Разрушенная энергией разложения ВВ горная масса имеет возможность двигаться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вертикальное расположение взрывных скважин обеспечивает более интенсивное движение горной массы в горизонтальном направлении.Под действием силы тяжести горная масса падает на горизонт и образует развал. Основополагающими закономерностями формирования развала горной массы при БВР следует считать: наибольшая деформация внутренней структуры массива происходит при однорядном взрывании скважин; поскольку в деформации массива отмечается расширение, сдвиг и ротация, она происходит неравномерно и имеет дифференциальный характер: нижние слои перемещаются в меньшей степени, чем верхние слои пород, прилегающие к середине откоса уступа, они "забрасываются" вперед и накрывают нижние слои; поверхностный слой развала образован породами тех же зон, что и в целике, которые претерпевают деформацию сдвига и расширения; разрыхление рудной массы в развале не является постоянном, а увеличивается к границе развала; геометрические параметры зарядов определяют начальные условия движения пород под действием энергии газообразных продуктов взрыва. Геометрия внутренней структуры развала рассчитывается через его основные геометрические параметры: высоту и ширину. Причем, изменение ширины развала оказывает большее влияние, чем высота. Связано это с тем, что основная деформация структуры добычного блока происходит в горизонтальном направлении.Взрывание в зажатой среде уменьшает боковое смещение взрываемого массива в момент его разрушения. Подпор из неубранной горной массы увеличивает продолжительность действия взрыва на массив, так как энергия, направленная на метательное действие, экранируется и повышает к.п.д. взрыва на дробление.Качественное дробление пород и ширина развала при взрыве в зажатой среде зависят от характера и ширины подпорной стенки. Для технологических схем с совместной отбойкой руд и пород в условиях зажима мощность «буфера» из ранее взорванных пород рассчитывается по формуле : (4.4.22) где: W - линия сопротивления по подошве, м;kp- коэффициент взорванных разрыхления горных пород; Ф - угол откоса уступа, град.Дробление негабаритаПри существующей технике к технологии отбойки пород скважинными зарядами на рудниках и карьерах выход негабаритных кусков, особенно в трудновзрываемых породах, достигает 10% и более. Для вторичного дробления негабарита разработаны взрывные, механические, термические, электрофизические и комбинированные способыВзрывные способы: без бурения шпуров в негабарите обычными накладными зарядами и с гидроэкранированием; кумулятивными зарядами; с бурением шпуров в негабарите шпуровыми зарядами ВВ; микрозарядами ВВ; гидровзрывные.Механические способы: статические с помощью гидроклина, динамические -пневмо-, гидробутобоями и падающим грузом.Термические, электрофизические и комбинированные способы широкого распространения на открытых разработках не получили.Для условий Талатуйского месторождения для дробления негабаритов наиболее приемлемо использование кумулятивных зарядов.Применение кумулятивных зарядов типа ЗКП и ЗКН позволяет в 8...9 раз снизить удельный расход ВВ на вторичное дробление 1 м3 негабарита. В прессованном заряде ЗКП имеются кумулятивная выемка, облицованная сталью, промежуточный детонатор ПД-1, проволочная скоба для крепления ДШ.Применение кумулятивных зарядов для разрушения негабаритов позволяет уменьшить разлет осколков породы и снизить силу воздушной взрывной волны. Дроблению кумулятивными зарядами подлежат негабариты с линейными размерами более 1.5 м.Массовая доля негабаритной фракции определяется размерами кондиционного куска и категорией трещиноватости пород.Для взорванных вскрышных пород максимальная величина кондиционного куска определяется по условию вместимости ковша экскаватора и составитгде Е - вместимость ковша экскаватора, м3.Для вскрышных пород, согласно «Нормам технологического проектирования...» выход негабарита с линейными размерами кусков 1,5 м составит 0,2%. При годовых объемах вскрыши на уровне 2.5 млн.м3 объем негабаритных кусков составит 0,02-2500 тыс.м3=5 тыс.м3, при среднем объеме негабарита 1,53=3,3 м3.Общее количество негабаритных кусков составитСледовательно для дробления такого количества негабаритов потребуется 1500 штук кумулятивных зарядов типа ЗКН-200.Для взорванной рудной массы максимальная величина кондиционного куска ограничивается размером ячеи приемного бункера ЗИФ, равного 400 мм, соответственно, максимальная величина кондиционного куска составит 400 мм.Руды и породы месторождения относятся среднетрещиноватым сред-неблочным и согласно «Нормам технологического проектирования...» массовая доля негабаритов будет составлять не более 2%.При максимальном размере кондиционного куска 400 мм средний размер одного негабаритного куска составит 0,6 м, а его объем - 0,216 м .Такие негабаритные куски дробятся бутобоями непосредственно на решетке приемного бункера ЗИФ.Список использованной литературыАкимов А.Г. Саморазгружающийся автотранспорт/ М.Н. Закс, А.С. Мелик - Саркисьянц - М.: 1965.Бондарик В.А, Овчинников Э.В. Производство земляных работ: [Учеб.пособие для строит. спец. вузов]. - Мн.: Высш. школа, 1979. - 128 с.Данилкин М.С. Основы строительного производства/ М.С. Данилкин, И.А. Мартыненко, С.Г. Страданченко. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. -474 с.Данилов Н.Н., Булгаков С.Н., Зимин М.П. Технология и организация строительного производства: Учеб. М.: Стройиздат, 2015. – 752 с.Добронравов С.С. Строительные машины и основы автоматизации / В.Г. Дронов - М.: Высш.школа, 2001-575с.Коробков, С.В. Разработка грунта в котлованах и траншеях: учебное пособие / С.В. Коробков. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. – 68 с.С.К. Хамзин, А.К. Карасев Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование. Учеб.пособие для строит. спец. вузов. – М.: ООО «БАСТЕТ», 2006. – 216 с. Соколок Г.К. Технология и организация строительства. М.: Издательский центр «Академия», 2016г. – 528с.http://www.rpbeton.ru