Буровой станок БГА-4 !? Альтернатива есть ! — Буровой станок М-3 300

Прежде чем рассказать об этом станке, поведаем о горно-геологических условиях шахты, где он нашел свое применение.

Шахта им. Миндели компания «Грузуголь» (г. Ткибули, Грузия) отрабатывает запасы каменного угля Ткибули-Шаорского месторождения. В настоящее время горные работы ведутся на Ткибульской складке, по угольной толще, которую условно называют пласт «Толстый». Этот пласт состоит из свиты рядом расположенных пластов сложного строения различной мощности, и породных прослоев между ними. Суммарная мощность пласта «Толстый» составляет примерно 20-25 метров в западной части, и 35 – 40 метров в центральной и восточной частях отрабатываемых горизонтов. Глубина отработки составляет примерно 800 — 950 метров от земной поверхности, хотя горные выработки находятся в плюсовых отметках относительно уровня моря.

Посмотреть технические характеристики и купить буровой станок М3-300 можно по ссылке!

Самый верхний пласт в свите, называется «Второй». Его мощность, вместе с прослойками, составляет, примерно 6,0 – 6,5 метров. Далее, породный прослой мощностью примерно 1,2 – 2,0 метра. Далее, пласт «7/4»-ый, мощностью примерно 3,0 — 3,5 метра. Далее, пласт липтобиолитов, под обозначение «0,9», мощностью 1,7 – 2,8 м. Далее, пласт «Третий» мощностью 7,3 – 7,5 м. Далее, пласт липтобиолитов «0,9 бис», мощностью примерно 3,5 м. Далее, пласт «Четвертый», мощностью 9,0 – 10,0 м. Далее, породный прослой мощностью 2,0 – 3,5 м. И самый нижний, пласт «Пятый» мощностью 1,5 – 3,5 метра. В западной части поля мощность пласта «Толстый» меньше, так как там нет «Второго» пласта и общая структура иная. Угол падения пластов в западном крыле от 22° до 40°. В центральной и восточной части – примерно 40 — 45°.

Пласты имеют склонность к самовозгоранию, причем, инкубационный период возможных очагов на нижних пластах «Четвертом» и «Пятом» составляет примерно 30 дней, а на верхних – до 180 дней.

Месторождение является опасным по горным ударам, и сверхкатегорным по газу метану.

Имеется также пласт «Первый», мощностью 1,2 – 2,0м, который располагается выше пласта «Второй» на расстоянии 8-10 метров. Но он не отрабатывается. Основная кровля представлена песчаником мощностью 120 – 150 метров, который и является источником динамических явлений.

Следует отметить, что месторождение находится в зоне активных природных тектонических явлений, что также негативно влияет на горные работы.

В качестве защитного, принят пласт «Второй», что в дальнейшем определяет очередность отработки пластов – от прилегающего к непосредственной кровле «Второго» к прилегающему к почве «Пятому», то есть, сверху — вниз.

Запасы разбиты на этажи. В настоящее время работы ведутся на двух этажах: верхний этаж – откаточный горизонт +275м – +350 м (вентиляционный горизонт); нижний этаж – откаточный горизонт +175м – +275 метров (с выпуском исходящей струи воздуха через кроссинги) на горизонт +350м.

По простиранию, этаж разделяют на отдельные участки, длиной примерно 160 метров, между которыми оставляют противопожарные целики шириной 20-25 метров.

Капитальные откаточные и вентиляционный штреки пройдены по породам почвы пласта «Толстый», на удалении от него примерно 20 метров.

Погоризонтные штреки, примерно на середине каждого выемочного участка, соединяют между собой скатом.

При отработке участка, его разделяют на 3 подэтажа, примерно равной высоты (вертикальная высота, примерно 30 метров). Отработку подэтажей осуществляют только сверху вниз.

Угольная толща, на каждом выемочном участке, вскрывается короткими подэтажными квершлагами, переходящими в орты. Общая длина квершлага/орта, от погоризонтного штрека или ската, до кровли пласта «Второго», составляет примерно 70 – 75 метров. Таким образом, на каждом подэтаже имеется транспортный (нижний) и вентиляционный квершлаг/орт. Далее, из каждого орта (транспортного и вентиляционного), по простиранию, проходят по пласту транспортный (конвейерный) и вентиляционный штреки. Их длина составляет примерно по 75-80 метров. У границы выемочного участка проходят первую разрезную печь.

Выемку оконтуренного подэтажного участка осуществляют камерным способом. Всю разрезную печь обуривают по бокам и вверх, после чего производится заряжание ВВ, и взрывание. Обрушенная горная масса постепенно отгружается на скребковый конвейер, расположенный на штреке, далее конвейером по орту до ската, и по скату самотеком на откаточный горизонт в вагонетки.

Ширина выемочной камеры составляет примерно 6 метров. Высота – сколько упадет, но не меньше, чем длина шпуров, а это, как правило, 2-2,5 метра.

Пока идет отгрузка из первой камеры, впереди её, проходят вторую разрезную печь, на таком расстоянии, чтобы между камерами остался, в конечном итоге, целик шириной примерно 4 метра.

Таким образом, работы ведутся в направлении от границы участка к орту. Пока ведется отработка одного крыла подэтажа, в противоположном направлении от орта к границе участка, готовится точно такой же выемочный подэтаж. Одновременная встречная отработка подэтажных участков, от границ к орту, запрещена. На практике, отработка производится последовательно – сначала, например, восточного участка — от границы к орту, потом западного – от границы к орту. Выработки, по мере подвигания к ортам, погашаются.

Все работы по проходке штреков и выемке, производятся вручную, с помощью БВР и лопаты, погрузкой горной массы на скребковый конвейер.

С целью частичной механизации работ по проходке разрезных печей, применяли станки БГА-4, с помощью которых можно пробурить по углю опережающую скважину диаметром 300 – 500 мм.

Наличие такой скважины позволяет не проветривать восходящий забой разрезной печи. При этом, длина скважины составляет примерно 40-45 метров.

Однако, на постсоветском пространстве, остался один завод – Анжерский машиностроительный, который выпускает такие станки, и Новогорловский машиностроительный, который изготавливал станок «Старт». Но «Старт» имеет меньший диаметр штанги и иное назначение – бурение разгрузочных скважин.

При этом, цены на эти станки, сложно было назвать разумными. В то время, как потребности предприятия, составляли 5 станков постоянно в работе, плюс 2 шт. резервных.

Изучая рынок Китая в этом направлении, было установлено, что несмотря на обилие различных станков, такие не изготавливаются. Причина достаточно банальна – практически нет таких горно-геологических условий, где их можно было бы применить.

Поэтому, было принято решение, в содружестве с одним из китайских заводов, который выпускает буровое оборудование, разработать и изготовить станок, который позволяет бурить горизонтальные, наклонные скважины, диаметром 300 мм, 500 мм, с возможностью их расширения до диаметра 1000 мм, 1500 мм.

Нами было подготовлено техническое задание с эскизами, в котором были изложены все требуемые параметры станка, его основные конструктивные и компоновочные решения.

Комплект оборудования включает в себя непосредственно сам станок, насосную станцию, пульт управления, штанги 3-х типов – опорные, линейные, и винтовые для бурения горизонтальных штанг, а также коронки с расширителями скважин.

Сам станок имеет опорную раму со стойками, раму привода, электропривод с редуктором, гидроцилиндры ориентации рамы привода, гидроцилиндры подачи, узел фиксации штанг, узел соединения/разъединения штанг.

Комплект оборудования, с буровым инструментом на глубину бурения до 50-ти метров был изготовлен, и поставлен на шахту, где прошел успешные испытания. По результатам испытаний был подготовлен перечень замечаний, как по компоновке станка, так и по некоторым его узлам. Замечания передали на завод. Конструкторы завода внесли предложенные изменения. Завод изготовил и отправил на шахту 2 комплекта оборудования.

Станки показали надежную работу при бурении скважин диаметром 500 мм. (На 300мм инструмент не заказывали.) Время на бурение скважины длиной примерно 40 метров, включая извлечение инструмента, составляет примерно 4-5 часов. Станок показал хорошую производительность, достаточно высокую точность попадания в вышерасположенную выработку.

Расширение скважины до диаметра 1000 мм пробовали только один раз. Но этот процесс, в силу причин местного характера, не прижился, хотя показал хорошую экономическую перспективу.

Ниже представлены характеристики станка, его эскизы, видео его работы и фотографии.

Первоначальная компоновка станка. Электродвигатель расположен с противоположной стороны редуктора, относительно направления бурения. Рядом со станком видим насосную станцию и пульт управления станком.

Буровой станок М-3 300

Коронка и опорная штанга в скважине.

Коронка и опорная штанга в скважине.

Идет бурение скважины. Уголь вручную отгружается на конвейер, который находится за станком, под электромотором. (Конвейер смонтировали, когда станка еще не было.)

Идет бурение скважины. Уголь вручную отгружается на конвейер, который находится за станком, под электромотором. (Конвейер смонтировали, когда станка еще не было.)

Линейные и опорные штанги в скважине.

Линейные и опорные штанги в скважине.

Станок на складе, в новой компоновке – электродвигатель развернут в сторону скважины. В первом варианте, когда электродвигатель был с противоположной стороны редуктора, при углах восстания более 40° и данном сечении штрека, он своим кожухом вентилятора упирался в почву выработки. При установке перед бурением под него подкладывали брусья или подручные средства. После разворота электромотора, необходимость в дополнительных манипуляциях отпала.

Станок на складе М-3 3000, в новой компоновке

На палете видим расширитель скважины 1500 мм. (Буровые штанги от другого станка.)

расширитель скважины 1500 мм

Расширитель установлен на буровой инструмент, после окончания бурения пилотной скважины диаметром 500 мм.

Расширитель установлен на буровой инструмент, после окончания бурения пилотной скважины диаметром 500 мм.

Насосная станция станка.

Насосная станция станка.