Буровое оборудование и буровой инструмент производства ЗАО «Машиностроительный Холдинг» в условиях ОАО «Комбинат КМАруда»

В.В. Люханов, С.Б. Алфёров

Сотрудничество между ОАО «Комбинат КМАруда» (г. Губкин) и ЗАО «Машиностроительный Холдинг» (г. Екатеринбург) началось в мае 2009 г., когда руководители высшего звена шахты им. Губкина ознакомились с выпускаемой «МХ» продукцией, как на стадии изготовления, так и непосредственно при её эксплуатации на подземном руднике «Узельгинский» (ОАО «Учалинский ГОК»). Особый интерес специалисты ОАО «Комбинат КМАруда» проявили к самоходному буровому станку БП­100С, расширителям скважин Р220/160Ш­110 с пневмоударниками П­160­5,5Ш, буровым коронкам шлицевого соединения КНШ­110БШS40 с пневмоударниками повышенной точности бурения и увеличенной энергией удара П­110­3,2ШРБ, буровым коронкамзабурникам КНШ­130А/110Ш и пневмодвигателям ДАР­14М производства «МХ». В результате в августе 2009 г. c предприятием ОАО «Комбинат КМАруда» был заключен договор на поставку вышеперечисленной продукции.

Через шесть месяцев в январе 2010 г. буровой станок БП­100С с комплектом заказанного инструмента был изготовлен. На приемку станка и обучение работы на нем в адрес «МХ» были направлены электромеханик бурового участка и два машиниста буровых установок шахты им. Губкина. Приемосдаточные испытания бурового станка, инструктаж по техническому обслуживанию, инструктаж по технике безопасности и обучение работе на станке БП­100С были проведены специалистами «МХ» и в полной мере освоены специалистами ОАО «Комбинат КМАруда». Очередной раз машиностроители и горняки обменялись информацией по эксплуатации бурового оборудования и получили неоценимый опыт для дальнейшего сотрудничества.

3 февраля 2010 г. буровой станок БП­100С с комплектом бурового инструмента (буровые штанги БП­89½1222, расширители скважин Р220/160Ш­110 с пневмоударниками П­160­5,5Ш, буровые коронки шлицевого соединения КНШ­110БШS40 с пневмоударниками повышенной точности бурения и увеличенной энергией удара П­110­3,2ШРБ, буровые коронки-забурники КНШ­130А/110Ш) был доставлен в г. Губкин. Для ввода в эксплуатацию бурового станка БП­100С в условиях ОАО «Комбинат КМАруда» была направлена группа специалистов «МХ». Необходимо отметить, что ввод в эксплуатацию и обучение персонала работе на новом оборудовании «МХ» проводит квалифицированными сервисными специалистами безвозмездно. На взгляд специалистов «МХ» трудности могли возникнуть при спуске бурового станка в шахту, т.к. на шахте им. Губкина отсутствует наклонный съезд и все негабаритное оборудование разбирается по узлам, спускается в клети, а крупногабаритные узлы под клетью и монтируется в шахте. Однако опасения были напрасны – оперативно, в течение трех дней, специалисты ОАО «Комбинат КМАруда» разобрали, спустили в шахту (фото 1, 2) и собрали самоходный буровой станок БП­100С.

Фото 1 Подготовка станка БП-100С к спуску в шахту им. Губкина

Фото 1 Подготовка станка БП-100С к спуску в шахту им. Губкина

Фото 1 Подготовка станка БП-100С к спуску в шахту им. Губкина

Фото 2 Спуск станка БП-100С в шахту

Через три дня буровой станок БП­100С уже транспортировался в рабочую камеру рудника.

Ввод в эксплуатацию нового бурового оборудования и бурового инструмента всегда сопряжен с определенными трудностями. В условиях шахты им. Губкина трудности освоения новых видов инструментов и бурового станка могли возникнуть по нескольким причинам: во-первых машинисты буровых установок шахты им. Губкина имели опыт бурения на буровых станках НКР­100МА, а принцип работы на самоходном буровом станке БП­100С отличается.

Во-вторых, машинисты буровых установок привыкли бурить пневмоударниками П­105ПМ – клапанного типа и шпоночного соединения с буровой коронкой, а пневмоударники П­110­3,2ШРБ производства «МХ» – без клапанного типа и шлицевого соединения с буровой коронкой. При бурении таким инструментом также необходимо иметь определенные навыки.

Основными недостатками пневмоударников клапанного типа (П­105ПМ, М­48) является низкая эксплуатационная стойкость, малая ударная мощность и, как следствие, низкая производительность, а также шпоночное соединение с буровой коронкой. При бурении пневмоударниками и буровыми коронками шпоночного соединения вся нагрузка крутящего момента и осевое усилие ложится на шпонку, которой фиксируют буровую коронку в пневмоударнике, что приводит к преждевременному износу шпонки, шпоночного паза и хвостовика коронки. Преждевременный износ хвостовой части коронок также ведет к выходу из строя бойков пневмоударников П­105ПМ и М­48. При шлицевом же соединении крутящий момент бурового става равномерно распределяется по шлицам на всю длину хвостовой части буровой коронки. Это значительно уменьшает износ хвостовика коронки и вероятность его поломки. Большинство горнодобывающих предприятий России работают пневмоударниками без клапанного типа, опыт эксплуатации показывает, что они производительней и более надежны.

Фото 3 Ввод в эксплуатацию и обучение экипажа бурового станка БП-100С

Фото 3 Ввод в эксплуатацию и обучение экипажа бурового станка БП-100С

В-третьих, сложности могли возникнуть и с расширением скважин, т.к. на шахте им. Губкина машинисты буровых установок не были знакомы с технологией расширения скважин буровым инструментом производства «МХ». До этого для расширения скважин – применялись расширители РС­220, которые представляют собой сварную кассету из трех пневмоударников П­105 с направляющим пилотом впереди. Недостатки данной конструкции – это низкая производительность, высокая стоимость, высокая аварийность инструмента и большой вес. На шахте им. Губкина предполагалось расширять скважины до Õ220 мм для компенсации взрыва и скважин технологического назначения.

«МХ» имеет большой ассортимент пневмоударных расширителей. Инструмент для расширения скважин производства «МХ» широко применяется на многих горнодобывающих предприятиях: ОАО «Гайский ГОК»; ОАО «Евразруда»; ОАО «Учалинский ГОК»; ОАО «Сибайский ГОК»; ОАО «ППГХО»; ЗАО «ЗЖРК» и мн. других. В-четвертых, это сложнейшие горногеологические условия шахты им. Губкина: крутопадающие залежи пород, высокая крепость и абразивность горных пород. Буровые работы станком БП­100С осуществлялись по крепким плотным кварцитам (кварциты слоистые с чередованием полос магнетит-кварцевого и преимущественно кварцевого состава). Кроме кварца и магнетита в прослоях присутствует биотит, амфибол пирит, ильменит и другие минералы. Размеры зерен кварца и магнетита менее 0.08 мм. Ширина прослоев различна, но в основном полосы от 0.4 до 1.5 см. Кроме кварц-магнетитовых прослоев в них отмечаются прослои амфиболбиотитовых сланцев, сложенных мелкозернистыми агрегатами вышеуказанных минералов. Мощность прослоев сланцев от 3 до 30 см. Коэффициент крепости кварцитов 17–18 по шкале проф. Протодьяконова.

Не смотря на все сложности ведения подземных буровых работ, машинисты буровой установки БП­100С быстро разобрались с техническими особенностями станка и бурового инструмента производства «МХ». Через несколько дней экипаж бурового станка БП­100С уже самостоятельно бурил глубокие нисходящие скважины по твердым и абразивным кварцитам шахты им. Губкина.

При запуске станка БП­100С сервисные специалисты «МХ» обучили экипаж выполнять следующие операции:

- транспортировать станок на жесткой сцепке;

- управлять пневмошинным ходом бурового станка БП­100С;

- настраивать буровой станок на точку бурения;

- забуриваться и бурить;

- вести ежедневное техническое обслуживание бурового станка БП­100С.

С 20 по 23 апреля 2010 г. в условиях ОАО «Комбинат КМАруда» совместно с техническими специалистами «МХ» проводились технические совещания по обмену информацией о применении бурового оборудования и бурового инструмента производства «МХ». Технические совещания были проведены: с техническим персоналом шахты им. Губкина, который непосредственно эксплуатирует буровую технику (механики, машинисты буровых установок, руководители участка буровых работ); с инженерами, ответственными за проведение буровых работ на шахте им. Губкина; совместные совещания руководителей ОАО «Комбинат КМАруда», шахты им. Губкина и «МХ».

Фото 4 Буровая коронка КНШ-110БШS40 после бурения нисходящей скважины длиной 65 м без заточки по кварцитам крепостью 17-18 по Протодьяконову (шахта им. Губкина)

Фото 4 Буровая коронка КНШ-110БШS40 после бурения нисходящей скважины длиной 65 м без заточки по кварцитам крепостью 17-18 по Протодьяконову (шахта им. Губкина)

В ходе технических совещаний отмечено, что после трех месяцев эксплуатации бурового инструмента производства «МХ» в условиях шахты им. Губкина пневмоударники П­110­3,2ШРБ с коронками КНШ­110БШS40 и КНШ­110БШSр40 проявили себя как надежные буровые инструменты.

На фото 4 видно, что после бурения без заточки коронок нисходящих скважин глубиной 65 м по крепким и абразивным категориям пород, буровые коронки КНШ­110БШS40 и КНШ­110БШSр40 находятся в отличном состоянии. В сравнении с применяемым на шахте им. Губкина буровым инструментом (пневмоударниками П­105ПМ с буровыми коронками КНШ­105ПМ) пневмоударники П­110­3.2ШРБ с коронками КНШ­110БШS40 и КНШ­110БШSр40 производства «МХ» имеют ряд преимуществ:

- более высокая эксплуатационная стойкость;

- меньше потребление сжатого воздуха;

- меньше расход воды.

Расширители скважин Р220/160Ш­110 с пневмоударниками П­160­5,5Ш находятся в процессе испытаний, подбирается оптимальный диаметр опережающей скважины 110 мм или 160 мм, определяется производительность бурения и эксплуатационная стойкость для горно-геологических условий шахты им. Губкина.

В период эксплуатации бурового станка БП­100С технические специалисты шахты им. Губкина отметили следующие достоинства:

- буровой станок БП­100С передвигается на пневмошинном ходу. Станок гидрофицирован, передвижение и установка на бурение осуществляется гидроприводами. При переезде на новое место бурения станок обеспечивает перевозку буровых штанг, инструмента и вспомогательного оборудования, что уменьшает время и долю ручного труда;

- механизирована установка станка на точку бурения, что значительно уменьшает время монтажа, демонтажа и перестановку на следующее место бурение;

- буровым станком БП­100С можно бурить круговой веер в вертикальной плоскости и наклонных плоскостях (±20°), а также горизонтальную скважину вдоль продольной оси станка;

- благодаря надежному распору станка и возможности надвигать рабочий орган до упора в почву (ход надвигания 700 мм) обеспечивается точное направление бурения скважин;

- выносной передвижной пульт управления позволяет машинисту буровой установки находиться в безопасном сухом месте на расстоянии до 5 м от зоны бурения, что исключает воздействие локальной вибрации и попадание бурового шлама на машиниста буровой установки;

- применение буровых штанг диаметром 89 мм уменьшает затрубное пространство, значительно увеличивает скорость выноса бурового шлама, что способствует повышению производительности бурения и уменьшению износа бурового инструмента. Кроме того, это способствует очистке скважин при пониженном давлении сжатого воздуха, увеличивает жесткость бурового става, повышает точность бурения скважин и позволяет использовать станок для бурения скважин большого диаметра (до 300 мм).

Фото 5 Пневмоударник повышенной точности бурения и увеличенной энергией удара П-110-3,2ШРБ с буровой коронкой КНШ-110БШSр40 (шахта им. Губкина)

Фото 5 Пневмоударник повышенной точности бурения и увеличенной энергией удара П-110-3,2ШРБ с буровой коронкой КНШ-110БШSр40 (шахта им. Губкина)

Фото 6 Расширитель скважин Р220 S/160Ш-110 в люнете бурового станка БП-100С (шахта им. Губкина)

Фото 6 Расширитель скважин Р220 S/160Ш-110 в люнете бурового станка БП-100С (шахта им. Губкина)

Технические специалисты ОАО «Комбината КМАруда» высоко оценили качество и простоту в обслуживании бурового оборудования и инструмента производства «МХ». Также стороны обменялись рекомендациями по эксплуатации и изготовлению бурового оборудования и инструмента для сложнейших горно-геологических особенностей шахты им. Губкина. В итоге, между предприятиями ОАО «Комбинат КМАруда» и «МХ» выстроились серьезные деловые отношения, направленные на постоянное повышение эффективности ведения буровых работ в условиях шахты им. Губкина.

Журнал "Горная Промышленность" №3 (91) 2010, стр.21