Взрывные скважины на уступах карьеров и скважины для проходки горных выработок в большинстве случаев бурятся в породах средней крепости и крепких. Для таких скважин применяется погружной пневмоударник в комплексе с буровой установкой; сам пневмоударник является лишь исполнительным механизмом: при несоответствии диаметра отверстия коронка не установится, при недостаточной подаче воздуха поршень не сможет обеспечить нужный ритм, а при несоответствии вращения и подачи буровой установки пневмоударник также не сможет реализовать свои возможности. В данной статье на примере открытых данных по погружному пневмоударнику 55A последовательно разобраны четыре условия комплектации, показано, какой параметр соответствует какому требованию, а также какие условия не указаны в документации и должны быть уточнены отдельно.
Сначала о диаметре отверстия: диапазон 85–185 мм охватывает сечение буровой коронки
Для 55A указан применимый диаметр бурения 85–185 мм. Этот диапазон ограничивает наружный диаметр буровой коронки, а не диаметр буровых штанг и не модель буровой установки. Только если диаметры типичных скважин на уступах карьера и взрывных скважин в шахте попадают в этот интервал, имеет смысл рассматривать данную модель; за пределами интервала соотношение зазоров между пневмоударником, коронкой и стенкой скважины изменяется, и напрямую применять эти данные нельзя.
При практической комплектации необходимо рассматривать диаметр отверстия вместе с глубиной бурения. В документации глубина бурения указана как 200, но единица измерения не указана. Это значение нельзя самостоятельно дополнять до метров или сантиметров и на его основании судить о том, для какой глубины скважин он подходит. Необходимо уточнить у производителя единицу измерения, а также то, соответствует ли это значение глубине проходки одной буровой штангой, рабочей глубине одного пневмоударника или иному показателю.
Со стороны буровой установки: подходит как погружная буровая установка, так и установка для водяных скважин, но необходимо проверить интерфейсы
В документации указано, что 55A может применяться в комплексе с погружными буровыми установками, установками для водяных скважин и другим оборудованием. Это указывает на категорию совместимого оборудования, но не означает, что любая погружная буровая установка или установка для водяных скважин может быть подключена напрямую. Необходимо проверить, находится ли выходная частота вращения вращателя буровой установки в допустимом для пневмоударника диапазоне, достаточны ли усилие подачи и грузоподъемность для работы с полным комплектом бурового инструмента, а также соответствует ли спецификация пневматического разъема на буровой установке входному отверстию пневмоударника. Все это условия на уровне интерфейсов, которые в документации не перечислены по пунктам и должны уточняться отдельно при выборе оборудования.
Компрессор: давление и производительность — основа ритмичной работы пневмоударника
Погружной пневмоударник приводится в действие сжатым воздухом, который обеспечивает высокочастотное возвратно-поступательное движение внутреннего поршня, наносящего удары по буровой коронке. В документации для 55A энергия удара указана как 180–220, частота ударов — 18–22, причем для обоих параметров единицы измерения не указаны. В исходной документации не приведены конкретные значения требуемого рабочего давления и производительности компрессора, поэтому по этим двум числам нельзя определить характеристики компрессора. Можно утверждать следующее: при недостаточном давлении подачи и производительности воздуха ритм ударов поршня нарушается; в руководстве по эксплуатации также указано, что необходимо поддерживать стабильную подачу воздуха. На этапе выбора оборудования необходимо по пунктам сверить рабочее давление и производительность компрессора с требованиями производителя пневмоударника, а не ограничиваться только характеристиками буровой установки.
Буровая коронка и штанги: типоразмеры определяются совместно с диаметром отверстия и интерфейсом пневмоударника
В документации типоразмеры буровой коронки и буровых штанг указаны как параметры, которые следует подтвердить при выборе комплектации. Диаметр буровой коронки должен находиться в диапазоне 85–185 мм и соответствовать целевому диаметру отверстия; типоразмер буровых штанг должен соответствовать системе вращения буровой установки и соединительному концу пневмоударника. В документации не приведены конкретные таблицы размеров для этих двух позиций, поэтому их необходимо уточнять у производителя в соответствии с фактической комплектацией проекта.
Какие характеристики соответствуют каким требованиям
- Износостойкая конструкция: в документации подчеркивается пригодность для высокоинтенсивных и высоконагруженных условий бурения на рудниках и карьерах. Это соответствует управлению износом корпуса пневмоударника и соединительных узлов при непрерывных работах и не означает отсутствие необходимости в обслуживании; в руководстве по эксплуатации требуется регулярно проверять износ пневмоударника, буровой коронки и соединительных узлов.
- Диапазон диаметров отверстия 85–185 мм: соответствует потребностям бурения на различных рудниках, в строительстве и при бурении водяных скважин, однако для каждого конкретного проекта необходимо уточнять параметры в зависимости от собственного диаметра отверстия, глубины скважины и характеристик пород.
- Высокочастотное ударное разрушение породы: соответствует породам средней крепости и крепким. В документации также указано, что фактическая эффективность бурения зависит от твердости пород, диаметра отверстия, давления подачи воздуха, производительности воздуха, износа буровой коронки и способа управления; эти факторы не входят в параметры отдельного пневмоударника.
Границы применимости и пробелы в документации
Согласно проверенным данным, область применения 55A указана как горные, карьерные, дорожные и водяные буровые работы и другие сценарии инженерного бурения. Это не означает, что он одинаково применим во всех условиях твердых пород, и не означает, что при попадании диаметра отверстия в диапазон можно сразу приступать к бурению. Четыре исходных числовых значения — глубина бурения, скорость бурения, энергия удара и частота ударов — не имеют указанных единиц измерения и не могут использоваться как инженерные показатели для прямого пересчета. При выборе оборудования следует составить контрольный перечень из следующих пунктов: модель буровой установки, целевой диаметр отверстия, глубина бурения, твердость пород, типоразмер буровых штанг, типоразмер буровой коронки, рабочее давление и производительность компрессора; при отсутствии любого пункта его необходимо уточнить у производителя или у технического специалиста на месте.
Практический контрольный перечень комплектации
| Проверяемый пункт | Основание из документации 55A | Требуется дополнительное уточнение |
|---|---|---|
| Целевой диаметр отверстия | Применимый диапазон 85–185 мм | Соответствие глубины скважины и твердости пород выбранной буровой коронке |
| Комплектуемая буровая установка | Может комплектоваться с погружными буровыми установками и установками для водяных скважин | Частота вращения вращателя, усилие подачи и грузоподъемность, спецификация пневматического разъема |
| Компрессор | Привод от сжатого воздуха, требуется стабильная подача воздуха | Конкретные требования к рабочему давлению и производительности |
| Буровая коронка и штанги | Указаны как параметры, подтверждаемые при выборе комплектации | Конкретные размеры и способ соединения |
| Возможность по глубине скважины | Глубина бурения указана как 200, единица измерения не указана | Единица измерения и область применения |
Назначение этой таблицы — не дать окончательный вывод, а перевести обсуждение выбора оборудования с вопроса «подходит ли сам пневмоударник» на вопрос «полон ли весь комплекс условий комплектации». Если хотя бы один из четырех пунктов — диаметр отверстия, буровая установка, компрессор, буровая коронка и штанги — не соответствует, то даже при подходящих параметрах пневмоударника он не сможет стабильно работать в скважине. По пунктам, не охваченным документацией, необходимо последовательно уточнить данные у производителя согласно таблице и только после этого принимать решение.