Устройство для бурения шахтных стволов

(19 (И 3(59 Е 21 О 1 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56 ) 1. Авторское свидетельство СССРР 543694, кл. Е 21 О 1/06, 19752. Авторское свидетельство СССРР 495438, кл. Е 21 О 1/06, 1973(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ, БУРЕНИЯШАХТНЫХ СТВОЛОВ, включающее бур,установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдольнее, и расширитель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения путемуменьшения искривленности оси ствола, оно снабжено муфтой сцепления,установленной между буром и расшй"рителем, при этом муфта сцеплениявыполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителерадиально навстречу одна другой, иэластичной резинометаллической камеры, коаксиально расположенной междулопатками и заполненной жидкостью.Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано при бурении шахтных стволовв слабых обводненных песках способом, предполагающим наличие опережающей скважины для перепуска нанижний горизонт остаточных водопритоков из пересекаемых водоносныхгоризонтов.Известна буровая машина для проходки неглубоких скважин большогодиаметра, включающая невращающийсякорпус, механизм подачи, вращатель,нижний опорный узя с полой осью,ротор, вращающийся на этой оси иснабженный долотами, направляющуюколонну с анкерным устройством (1(.Недостатками этой буровой машиныявляются ограниченная глубина проходки, необходимость установки анкера и влияние искривленности направляющей колонны на искривленностьоси скважины,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому .стройству является устройство для бурения шахтныхколодцев, включающее бур, установленный на направляющей колонне свозможностью перемещения вдоль нее,и расширитель (2).Недостатком этого устройства является отклонение оси колодца отпрямолинейности, связанное с искривлением направляющей колонны, чтоснижает эффективность процесса буре"ния и крепления колодца.Целью изобретения является повышение эффективности бурения путемуменьшения искривленности оси ствола.Цель достигается тем, что устройство для бурения шахтных стволов,включающее бур, установленный нанаправляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель, снабжено муфтой сцепления, установленной между буром ирасширителем, при этом муфта сцепления выполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителерадиально навстречу одна другой,и эластичной резинометаллическойкамеры, коаксиально расположенноймежду лопатками и заполненной жидкостью.На фиг. 1 изображено устройстводля бурения шахтных стволов; нафиг, 2 - узел 1 фиг. 1; на Фиг. 3поперечный разрез муфты сцепленияпри совпадении осей направляющейколонны, бура и расширителя; нафиг. 4 - то же, при смешении осейнаправляющей колонны и бура относительно оси расширителя.Устройство для бурения шахтныхстволов (Фиг. 1) установлено на металлоконструкции щита 1. Оно состо 60 65 По оси будущего ствола бурят опережающую скважину до пересечения ее с горизонтальной выработкой. Сква жина предназначена для перепуска на нижний горизонт остаточных водо- притоков из пересекаемых водоносных горизонтоВ. По центру скважины опускают колонну 26. ит из бура 2, расширителя 3, привода 4 и муфты 5 сцепления.Расширитель 3 представляет собойотдельные, жестко связанные междусобой наклонные плиты, оснащенныережущими элементами 6 и снабженныелюками 7 для прохода разбуреннойпороды,В собранном положении расшИритель 3 подвешен на кронштейнах 8к приводному колесу 9, установленному в направляющих 10 посредствомшаровых опор 11.Направляющие 10 жестко закреплены на металлоконструкции щита 1 и15 оснащены изолирующими устройствами(на фигурах не показано), препятствующими попаданию воды и породыв рабочую зону.Верхняя часть колеса 9 выполне 20 на зубчатой и взаимодействует с одной или несколькими (в зависимостиот количества приводом) шестернямипривода 4. Привод шестерни осуществляется от гидродвигателя 12 через редуктор 13, На внутренней поверхности расширителя 3 (Фиг. 1 и 2)закреплены стойки 14.Бур 2 устройства состоит из сферической втулки 15 с шаровыми опорами. Эта втулка установлена в обойме 16, связанной с кронштейном 17и режущей головкой 18, выполненнойконической с центральным отверстиеми оснащенной пазами 19, которые служат для пропуска разбуренной породы.35Кронштейны 17 и режущие головки18 оснащены шаровыми опорами 20,взаимодействующими с полками стойки 14. Между кронштейном 17 бура 240 и стойками 14 расширителя 3 расположена муфта 5 сцепления, включающаялопатки 21, установленные на кронштейне 17, лопатки 22, установленные на стойке 14 и эластичную коль 45 цевую камеру 23, заполненную жидкостью. Стенки этой камеры выполнены из резины и армированы фигурными металлическими прутками, Попаданию отбитой породы во внутренниеполости бура 2 препятствуют фартуки 24, Отгрузка размельченной горноймассы осущес 1 вляется гидротранспортом 25 по направляющей колонне 26.Кадибрование стенок ствола производится копир-резцами 27.Устройство работает следующимобразом.Производят монтаж устройства на металлоконструкции щита 1 так, чтобы колонна 26 попала в центральное отверстие бура 2,Гидродвигатель 12 привода 4 через редуктор 13 вращает расширитель 3. Вращающий момент от последнего передается буру 2 через муфту 5, лопатки 21 и 22 которой, связанные с буром 2 и расширителем 3, взаимодействуют с металлическими прутками камеры 23. Вращаясь, бур 2 и расширитель Э разрушают породу. Реактивный момент, возникающий при вращении устройства, воспринимается вертикальными ребрами (на Фигурах 15 не показано), установленными на наружной поверхности металлоконструкции щита 1, взаимодействующими с породой стенок ствола. Осевую подачу устройства осуществляют с отталки- рп ванием металлоконструкции щита 1 домкратами от ранее возведенной крепи ствола. Разбуренная обводненнаяфс порода попадает через люки 7 к всасывающим отверстиям гидротранспорта 25 и удаляется иэ ствола.Искривленность оси колонны 26 и возможное отклонение ее от оси опережающей скважины смещают бур 2, установленный с помощью подшипников втулки 15 на колонне 26, от оси буримого ствола. При отклонении оси бура 2 от оси ствола происходит односторонее сжатие лопатками 21 камеры 23 муфты 5. Благодаря эластичности камеры, заполненной жидкостью, смещение бура 2 не смещает ось расширителя 3 и ось буримого ствола получается вертикальной к прямолинейности. Применение предлагаемого устрой-ства повышает эффективность бурения шахтного ствола, так как при бурении его с вертикальной и прямолинейной осью уменьшаются энергозатраты и увеличивается скорость бурения.1009136 Фцг Я Корректо-,. 599/8 Тираж 603 ВНИИХИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, 3-35, Рдписн ка комитета ССС и открытийаушская наб.,тент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Л. Чер Редактор 3. Бородкина Техред Л.Пилипенко