Буровые машины в строительстве применяют для образования отверстий в грунте, называемых шпурами при диаметре до 80 мм, скважинами при диаметре 250— 300 мм и ямами при диаметре до 2 м. В горном деле в шпуры и скважины закладывают взрывчатые вещества при разрыхлении мерзлых и скальных грунтов. В строительстве шпуры служат в качестве технологических отверстий в бетоне, а скважины — для установки свай, опор дорожных знаков, опор энергомагистралей и линий связи. Ямы больших диаметров предназначены для установки мачт линий электропередач или для установки блоков колодезных облицовок.

Глубина шпуров не превышает 6—8 м, скважин 25— 30 м и ям 4—6 м.

Скважины, образуемые для нужд нефтедобывающей промышленности, имеют глубину 3—5 км, а для геологоразведочных работ — до 11 км. Буровые работы в основном производят механическим способом. В горной промышленности на твердых породах применяют также термический способ бурения. Механическое бурение производится’буровыми станками ударно-канатного, ударно-вращательного и вращательного действия, а также бурильными молотками-перфораторами.

Станок ударно-канатного бурения (рис. 1,а) производит бурение посредством долота, закрепленного в ударной штанге, которая связана с канатным замком. Подъемный канат, огибая верхний блок мачты, балансирный ролик и направляющий блок, навивается на барабан лебедки. При включении барабана рабочий инструмент поднимается из скважины, а в процессе работы постепенно опускается, преодолевая силу затяжки тормоза. Балансирный ролик посредством балансира и шатуна фиксируется в определенном положении. При вращении кривошипа балансирный ролик совершает качательное движение. При движении балансирного ролика вниз долото со штангой поднимается вверх, а при подъеме — штанга падает вниз и внедряет долото в грунт. В процессе работы долото совершает поворотные движения благодаря свойству стального каната раскручиваться под нагрузкой-и скручиваться после снятия нагрузки. Этот эффект каната позволяет долоту наносить удары по грунту со смещением на некоторый угол, что улучшает процесс работы. Грунт из Скважины периодически удаляется желонкой, представляющей собой трубу с обратным клапаном в нижней части. Вследствие низкой производительности станки ударно-канатного бурения применяются редко.

Рис. 1. Станки для буровых работ
а — ударно-канатного действия; б — ударно-вращательного действия

Станок ударно-вращательного действия (см. рис. 1, б) сочетает в себе механизмы, позволяющие рабочему Инструменту одновременно выполнять два движения — ударное и вращательное. Вращательное движение передается от электродвигателя, а ударное — от пневмоударника. Станок предназначен для бурения скважин диаметром 100—105 мм и глубиной до 30 м. В этом станке электродвигатель, пневмоударник, буровые штанги, а также пусковая аппаратура, состоящая из магнитного пускателя и воздушного крана, смонтированы на станине. Станину изготовляют из двух параллельных труб диаметром 50 мм, жестко скрепленных между собой. В нижней части станины расположены регулировочные винты, обеспечивающие установку станка в вертикальной плоскости, а в верхней — укреплен блок ручной лебедки, посредством которой по трубам передвигаются салазки с механизмом вращения. Устойчивое состояние станка обеспечивается противовесом, а правильное направление ударника — хомутом. Электродвигатель вместе с планетарным редуктором обеспечивают частоту вращения ударника в пределах 22—25 об/мин. Электроэнергия к двигателю подается по кабелю; сжатый воздух к пневмоударнику поступает по буровым штангам через сальник, к которому присоединяется гибкий шланг 6 от воздухопровода. Пыль из скважины отводится по стальной трубе обеспыливателя и гофрированной трубе. На выходе пыль увлекается водяной струей и в виде пульпы направляется в водо» сточную канаву.

Ударно-поворотный принцип работы буровых станков используется также в бурильных молотках-перфораторах. Механизм молотка представляет собой цилиндр, внутри которого под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательное движение поршень со штоком-ударником. При рабочем ходе вниз поршень со штоком наносят удар по рабочему инструменту, а при обратном (холостом) ходе поршень и бур поворачиваются на угол около 20°, что улучшает процесс разрушения породы.

В машинах вращательного действия буровой инструмент разрушает породу в скважине, непрерывно вращаясь с определенным осевым усилием и подачей на забой. Рабочий инструмент этих машин выполнен в виде спиральных сверл, резцов, трехшарошечных долот и т. п. Производительность станков вращательного бурения выше в 2—3 раза по сравнению со станками ударно-поворотного действия и в 5—6 раз по сравнению со станками ударно-канатного бурения. Для нужд строительства широко используются мобильные бурильно-крановые машины, смонтированные на шасси грузовых автомобилей или тракторов,

Бурильная машина, смонтированная на шасси грузового автомобиля, состоит из рабочего оборудования, системы привода и управления. Рабочим органом машины является бур, состоящий из штанги на нижнем конце которой укреплены две или более копающие лопасти с рыхлящим наконечником. Режущие кромки лопастей и наконечника наплавлены износостойкими сплавами. Во время работы одновременно с вращением штанга совершает осевое движение вниз с помощью гидроцилиндра. При подъеме штанги вверх разрыхленный грунт разбрасывается лопастями в стороны. За 3—5 приемов выкапывается яма глубиной 1,5— 1,8 м. Для копания ям различных диаметров машина снабжена сменными копающими лопастями. Движение на штангу от коробки отбора мощности передается посредством карданного вала, промежуточной передачи и редуктора вращения штанги. Управление машиной оператор производит от сиденья посредством рычагов. При передвижках с объекта на объект бур устанавливается в транспортное положение. На машине, кроме основного, имеется вспомогательное крановое оборудование, смонтированное на грузоподъемной мачте с приводом от подъемной лебедки. С помощью кранового оборудования опоры мачт или линий электропередачи устанавливаются в пробуренные скважины.

Кинематическая схема привода рабочего органа мобильной бурильно-крановой машины, смонтированной на базе автомобиля КрАЗ-257, показана на рис. 123,6. В отличие от других рабочее оборудование этой машины установлено на поворотном круге, обеспечивающим вращение на угол 90° в каждую сторону. Круг поворачивается с помощью цепи и двух гидроцилиндров. Подъем и опускание штанги и крюка осуществляются с помощью отдельных канатов 12 двухбарабанной лебедки. Оборудование данной установки позволяет бурить скважины в мерзлом грунте на глубину до 8 м. Штанга с .рабочим инструментом и наконечником вращается от редуктора коробки отбора мощности. На верху штанги имеется вертлюг, обеспечивающий вращательные движения штанги при осевой подаче на грунт. Над редуктором вращения размещен гидропатрон зажима и рабочей подачи штанги. При подаче жидкости в поршневую полость гидроцилиндра шток, выдергиваясь из цилиндра, прижимает к штанге четыре кулачка и создает дополнительное усилие на штангу. При подаче жидкости в штоковую полость кулачки освобождают штангу.

Рис. 2. Бурильно-крановые машины
а — рабочее оборудование на базе грузового автомобиля; б — кинематическая схема привода рабочего оборудования на базе КрАЗ-257

Рис. 3. Станок термического бурения:
а — принципиальная схема; б — конструкция горелки

При бурении зажатая в гидропатроне вращающаяся штанга подается вниз двумя гидроцилиндрами на всю длину их штоков. Затем гидропатрон освобождается от зажима штанги и штоки гидроцилиндров перемещаются вверх в следующую позицию; операция зажима и подачи штанги вниз повторяется.

Станки термического бурения представляют собой самоходные гусеничные установки, рабочим органом которых являются огнеструйные горелки. Установка состоит из горелки, вентилятора, системы питания и подъемной лебедки, обеспечивающей опускание горелки канатом по мере разработки скважины. В процессе работы термобур вращается в муфте с частотой вращения от 2 до 30 об/мин. Термический способ бурения основан на том, что при высокой температуре горные породы разрушаются. В горелку по гибкому шлангу одновременно подается топливо (керосин, бензин) из сосуда, кислород из баллона и вода из бака.

Топливо распыляется форсункой и сгорает в камере сгорания в чистом кислороде, при этом температура повышается до 3500 °С, а давление до 0,8—1 МПа (8—10 кгс/см2). Образовавшиеся в результате сгорания газы вырываются из отверстий сопла со скоростью 1800—2000 м/с и ударяются в забой, разрушая грунт. Температура на поверхности грунта достигает 1500—1800 °С. Вода, подаваемая в рубашку для охлаждения горелки, через радиальные отверстия выходит в скважину и испаряется. Образующаяся парогазовая смесь со скоростью 20—30 м/с выходит из скважины и выносит вместе с собой разрушенную породу. Частицы грунта отводятся от скважины направленным потоком воздуха, создаваемого вентилятором. Такие установки применяются для бурения скважин глубиной 15—20 м, диаметром 0,25—0,3 м. Скорость проходки скважин в твердых грунтах не превышает 2—11 м/ч.

В транспортном стоительстве буровые машины применяются при устройстве артезианских скважин водоснабжения, добыче каменных материалов в карьерах, сооружении железнодорожного пути и выполнении других работ. Преимущественно используются машины с механическим воздействием на разрушаемую горную породу — вращательного, ударно-вращательного и ударно-канатного действия.

Реклама:

Категория: – Путевые и дорожные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Буровая машина | Журнал Популярная Механика

Горняки чем-то напоминают скульпторов: они отсекают от матушки-Земли все лишнее, чтобы оставить только самое ценное — полезные ископаемые. Приглашаем вас спуститься в шахту и занять место за пультом управления редчайшего аппарата — подземной буровой машины.

Только побывав в карьере или шахте и увидев все своими глазами, можно понять, с каким трудом достаются людям «дары» природы. Нам для этого пришлось облачиться в спецодежду и мощные резиновые сапоги по колено, повесить через плечо самоспасатели (устройство, вырабатывающее кислород, с загубником в высокотехнологичной переносной упаковке), надеть каски с фонарями и отправиться на Сафьяновский рудник, куда нас любезно пригласила Уральская горно-металлургическая компания. Сафьяновское месторождение считается весьма щедрым подарком природы: рудное тело здесь залегает на глубине всего нескольких метров от поверхности, а содержание меди в руде достигает внушительных… 2%. Да, это немало — на многих месторождениях приходится довольствоваться цифрами менее 1,5%.

Работая круглосуточно, горняки каждый день вывозят из карьера и подземного рудника более 4500 т сероватых «камней». Чтобы превратиться в чистый цветной металл, руда проходит десятки сложных технологических этапов на разных предприятиях. Ее дробят и измельчают, погружают в воду и сушат, переплавляют и перемешивают, на каждой стадии отделяя еще немного чистой меди от пустой породы и примесей. На одном из последних этапов медь фактически разбирается на отдельные ионы, растворяется в жидкости и собирается вновь с помощью электролиза.

Из той же руды получаются и другие ценные металлы: цинк, свинец, золото, серебро, селен, теллур, индий, галлий, германий, кадмий, висмут. Некоторые полезные вещества, например серная кислота, — побочные продукты производства меди. Выжать из добытой руды все соки — это целое искусство.

Работа в подземном руднике — ад для фотографа и рай для репортера. Здесь обитают механизмы, которых не встретишь при свете дня, и один из них — буровая машина Sandvik DL421, ради встречи с которой мы и спустились в шахту. Она весит 22 т, может бурить отверстия глубиной до 54 м под любым углом и умеет выполнять большую часть работы в беспилотном режиме. «Для нас это феррари», — улыбается наш проводник, заместитель главного инженера по подземным горным работам Дмитрий Данилов. «Видим, она красная», — соглашаемся мы.

Вентиляционная система, а также насосные станции для откачки воды — неотъемлемая часть любой шахты. Пока что шахта Сафьяновского рудника относительно неглубока, поэтому руду из нее вывозят на поверхность самосвалами. В более глубоких шахтах прямо на низких горизонтах устанавливают оборудование для дробления, а на поверхность измельченную руду доставляют с помощью специального лифта.

Подземный город

Чтобы понять, чем именно занимается в шахте столь продвинутая буровая машина, нужно освежить в памяти, как работает сам рудник. Рудное тело может залегать в толще породы на разной глубине и под разными углами. Оно может иметь любую форму (штоки, пласты, жилы) или вовсе представлять собой множество отдельных гнезд. Для простоты давайте представим себе вертикальный цилиндр.

«Револьверная» кассета буровой машины позволяет проходить скважины глубиной до 54 м, постепенно наращивая бур удлинительными штангами.

Сначала руду добывают открытым способом. Из карьера постепенно вынимают как руду, так и пустую породу. Борта карьера строятся уступами, что придает ему весьма узнаваемый облик. Глубина разработки открытым способом имеет свои пределы, которые установлены еще на стадии проектирования, и зависит от формы и глубины залегания рудного тела. К примеру, Сафьяновский карьер в настоящее время разросся до 900 м в диаметре, а его расчетная глубина составляет 265 м.

Для добычи руды с больших глубин строится шахта. Это целый подземный город, обстановкой напоминающий метро, а организацией движения — подземную парковку. «Этажи» в шахте называются горизонтами. Перемещаться между ними можно по наклонным каналам — съездам.

В Сафьяновском руднике горизонты строятся через каждые 20 м. Мы были на 60-м горизонте. Цифра указывает глубину относительно уровня моря. Правда, город Реж, в котором находится наш карьер, расположен на 200 м выше уровня моря, так что на самом деле мы спустились под землю на глубину 260 м.

Каналы проходят взрывным способом: буровая машина проделывает в породе горизонтальные скважины, в них закладывают взрывчатку. После взрыва обрушившуюся породу вывозят за пределы шахты. Стенки получившегося в результате тоннеля бетонируют, а местами даже усиливают арматурой. Создается прочная опалубка, защищающая канал от обрушения.

Весь фокус шахтных работ заключается в том, что человек ни при каких обстоятельствах не должен находиться в очистной камере, откуда, собственно, и достают руду. Поэтому алгоритм добычи выглядит следующим образом. На очередном горизонте описанным выше способом строится бетонированный горизонтальный канал — квершлаг, который считается капитальной горной выработкой. От него идет буровой орт — горная выработка, которая проходит прямо сквозь рудное тело. Ее не бетонируют, но закрепляют специальными шпурами. К концу бурового орта подходит буровая машина и бурит серию скважин, преимущественно вверх и в стороны.

Стоя на месте и поворачивая бур из стороны в сторону, машина может сделать несколько скважин в одной плоскости, так называемый веер. Отступив пару метров назад, она бурит новый веер. Когда сделано некоторое количество вееров, взрывники закладывают взрывчатку в каждую скважину.

1. Руль // 2. Ручка переключения скоростей. Вращением выбирается одна из трех скоростей, поворотом от себя или на себя — передний или задний ход // 3. Управление гидравлическими опорами шасси // 4. Приборы: обороты, уровень топлива, давление в гидравлических системах // 5. Управление положением перфоратора, а также высотой крыши и осветительными приборами // 6. Указатели поворота, звуковой сигнал, стояночный тормоз // 7. Управление катушками. Машина подключается к водопроводу и электрической системе, при этом кабели и шланги она возит с собой на моторизированных катушках // 8. Блок контрольных ламп и управления компрессорным оборудованием и системой смазки // 9. Аварийный выключатель // 10. Контрольная панель системы самодиагностики // 11. Педали газа и тормоза // 12. Камеры обзора.

После взрыва над буровым ортом образуется камера глубиной 20 м (до предыдущего горизонта), заполненная рудной горной массой. Заходить в нее нельзя, потому что там нет опалубки. Руду из камеры вынимает погрузочно-доставочная машина на радиоуправлении. Оператор управляет ею в зоне прямой видимости, но из безопасного места. Разумеется, на каждом горизонте вырабатывается множество таких камер.

11 метров — длина скромного грузового автомобиля без прицепа. Немного для машины, способной пробурить 54-метровую скважину в твердой скальной породе.

Буровая машина SANDVIK DL421

При собственной длине всего 11 м эта машина может пробурить скважину глубиной до 54 м. Это возможно благодаря револьверному механизму наращивания бура. В кассете, напоминающей барабан револьвера, хранится 29 «патронов» — двухметровых штанг с наружной резьбой с одной стороны и внутренней с другой. Еще одна штанга живет непосредственно на хвостовике перфоратора.

Пробурив скважину на глубину около 2 м, машина оставляет первую штангу внутри, отсоединяет перфоратор и отводит его назад, устанавливает между перфоратором и первой штангой новое звено и закручивает резьбу. Можно бурить дальше и при желании повторить эту операцию до 29 раз.

Бурение веера машина может проводить как в ручном, так и в полностью автоматическом режиме. Руководствуясь информацией от геологов, маркшейдер (горный инженер) составляет программу, определяющую, сколько скважин бурить, под какими углами и на какую глубину. Непосредственно в шахте он же ставит на стенах отметки для оператора обычной краской. Оператору остается лишь выставить машину (само шасси, а не бур) по отметкам с помощью встроенных лазерных указателей и запустить программу.

www.popmech.ru

Самоходные буровые установки на шасси автомобилей. — EuroNato

Интересное решение от компании Soilmec, которая выпускает буровые машины на автомобильном шасси, это специальные установки STM-20 и STM-30, работающие по технологии LDP с Келли-штангой с задавливанием гидродомкратом. При этом Soilmec изготавливает буровые станки с учетом их установки на шасси грузовых автомобилей, и в комплект поставки входит поворотная платформа с буровой установкой, и неповоротная часть станка или надрамник, для монтажа на раму грузовика. Используемые шасси – это автомобильные базы трех- и четырехосные. Поворотная платформа буровой машин оснащена двигателем Cummins мощностью 119 кВт у STM-20 и 164 кВт у STM-30. Глубина бурения STM-20 – 30 м, диаметр – 1800 мм, STM-30 – 50 м, диаметр – 2200 мм. Буровые станки Soilmec на базе автомобилей могут работать со всеми известными на сегодняшний день технологиями изготовления буронабивных свай, такими как бурение штангой Келли, бурение бесконечным шнеком, бурение шнеком с полным или частичным вытеснением грунта, бурение двухроторным приводом, перемешивание грунта. Преимущества самоходной буровой машины Soilmec – это использование самоходной мобильной платформы Astra. На базе грузового автомобиля возможно изготовление гидравлических роторных буровых установок, роторные буровые установки со шнековым буром непрерывного действия CFA. Возможно производство под заказ, с разработкой, изготовлением и поставки бурового оборудования и вспомогательных устройств для бурения и фундаментостроения под требования заказчика.

Предлагаем на продажу, в аренду, прокат в долгосрочный лизинг или кредит буровые установки и бурильные станки с оператором и без, на выгодных условиях. Колесные и гусеничные буровые установки применяется для инженерно-геологических изысканий и обустройства скважин при строительстве различных сооружений. Данный вид строительного и горнодобывающего оборудования является одним из самых сложных видов техники, применяемый в настоящий момент повсеместно, чему способствует резкое увеличение скорости работы как при строительстве зданий, проходке тоннелей и проведении буровзрывных и изыскательных работ в интересах добывающего сектора экономики. Компания ЕвроНато занимается поставками не только распространенных бурильно-крановых машин на платформе колесного автошасси со шнековым рабочим органом для бурения на воду, но и со специальными навесными буровыми лафетами Lutz Kurth и Techmo устанавливаемых на стрелы экскаваторов, включая подземные буровые станки для эксплуатации в шахтах и рудниках. Буровые лафеты превращают экскаватор в рентабельную буровую установку. Стрела и поворотная платформа экскаватора обеспечивают обширную рабочую зону и поворот на 360°. Буровые насадки могут приспособлены под бурение погружным пневмоударником и опционально оборудованы каруселью для штанг и пылесборником.  Данный вариант буровых станков является экономичным по причине использования готовой базы носителя. Некоторые модели большой мощности лафетных буровых установок позволяют бурение обсадными трубами до 230 мм, бурение взрывных скважин, анкерное бурение с диаметром шпура 350 мм.

Шасси капотного автомобиля Zetros 2733A 6×6 обладает исключительными данными, для постройки на его базе полноценных буровых станков, в том числе глубокого бурения. Преимущества буровой установки на этой ходовой платформе: низкий верхний габарит за счет капота, отличная проходимость за счет полного привода трех мостов с односкатной ошиновкой, возможность установки силового агрегата мощностью 330 или 460 сил, с механической или гидромеханической коробкой переключения передач. Данная модель бурового самоходного станка выполнена совместно с компанией AGBO Bohrtechnik. Буровое оборудование позволяет вести шарошечное вращательное бурение, или бурение с помощью выносного гидравлического ударника. Этот метод использует разрушающее усилие при ударно-вращательном бурении, это достигается благодаря совместному воздействию вращения и ударов инструмента, разрушающего породу. Станок используется для бурения на глубину до 1000 метров. Комплектация станка использует технологию «все в одном», это означает что в состав оборудования комплекса входит гидравлическая система привода, воздушный компрессор, привод водяного и шламового насоса, генератор. Компания ЕвроНато предлагает оборудование производства AGBO Bohrtechnik, с возможностью интеграции бурового оборудования на транспортные самоходные и передвижные платформы, включая внедорожные. Предлагается установка буровых платформ на шасси с полным приводом, начиная от базовых внедорожников 4х4, до современных многоосных базовых шасси 8х8. Под большие буровые станки, компания производит автопоезда с активным приводом колёс полуприцепа, с возможностью создания итоговой колёсной формулы базового шасси 16х16.

Компания оказывает весь спектр услуг по поставкам буровых машин различного направления: установки свайного бурения., установки свайного бурения., бурения шахтных стволов и колодцев., установки ГНБ направленное бурение (горизонтальное бурение)., геологоразведочное и нефтяное бурение. 

К вашим услугам аренда и продажа буровой установки, ямобура (буровых машин БМ, БКМ) с бурами для земляных работ. Буровая установка может применяться для бурения скважин в грунтах I-VI категорий и установки в них опор при строительстве, обслуживании и ремонте линий электропередач (ЛЭП) и связи, при строительстве свайных фундаментов зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения, для бурения скважин при строительстве нефте-газопроводов и обустройстве месторождений, при установке опор мостов и переходов, столбов ограждений. Выгодные особенности оборудования: легкость транспортировки, низкий вес, нетребовательность к энергоресурсам, невысокая цена, возможность шнекового бурения ям.

Буровой самоходный станок WIRTH HOWDEN T60LM Drilling Rig на базе колёсного автошасси IVECO – ASTRA 4×4 M170.30W, имеет уникальные характеристики за счет комплекса установленного бурового оборудования. Буровой станок позволяет производить различные методы бурения скважин: шнековое бурение – с промывкой – с обратной промывкой – с продувкой., пневмоударное бурение с продувкой., канатно-ударное бурение., вращательное бурение шарошечным инструментом с продувкой., колонковое бурение. Максимальная глубина бурения 480 метров. Широкие возможности машины позволяют использовать характеристики установленного оборудования для проведения инженерных работ, научно-изыскательных, геологических, буровзрывных. Самоходная платформа бурильного оборудования Astra, имеет законченную конструкцию грузового полноприводного автомобиля, с встроенной энергетической установкой, которая обеспечивает мобильность и независимость буровой машины от подвода энергии. Шасси Астра 4х4 специального типа, для тяжелых условий эксплуатации, с использованием полноприводной ходовой части. Благодаря широкой комплектации буровой машины, достигается высокая экономическая отдача и возможность проведения широких спектров работ, в том числе на пересеченной местности, благодаря использованию шасси 4х4 типа вездеход, с блокировками дифференциалов оснащенное односкатной ошиновкой колес. Область применения самоходного бурового оборудования: -буроинъекционные сваи – буронабивные сваи – инженерно-геологические изыскания – бурение скважин на воду – инъектирование грунтов – геологоразведочные скважины – сейсморазведочные скважины – анкера – технические скважины и другие работы в стесненных условиях.

Бурильные машины для подготовки к взрывным работам: в сложных условиях строительства для рыхления тяжелых грунтов иногда необходимо проведение взрывных работ, например, в горной местности при проходке пионерных трасс или в каменных карьерах. В любом случае такие работы связаны с проблемами экологии, обеспечения безопасности их выполнения, а также с различными ограничениями и дополнительными сложностями, неизбежно приводящими к удорожанию строительства. Наиболее трудоемкими работами при взрывном способе рыхления прочных грунтов является бурение по заданной схеме скважин для закладки в них зарядов взрывчатых веществ.

Бурильные машины для подготовки взрывных скважин применительно к условиям строительства должны отвечать следующим основным производственно-технологическим требованиям: мобильность и высокая проходимость; автономность энергопитания; надежность работы при низких температурах окружающей среды; очистка скважин от шлама сжатым воздухом; максимальная механизация работ по выполнению всех технологических операций; очистка отработанного воздуха от пыли.

Техника и оборудование для буровых и свайных работ в основном включают следующие виды средств механизации для устройства свайных фундаментов, а также ограждающих конструкций, например, типа «стена в грунте», шпунтовых ограждений: бурильные машины БМ; сваебойное оборудование или свайные молоты – СМ; вибропогружатели ВП.

Самоходные и передвижные буровые установки mobile drilling rig, portable rig – комплект бурового оборудования (подъемный механизм, ротор, насосы, глиномешалки, силовые установки, вышка и другое оборудование, смонтированные в одном или нескольких блоках). В ряде случаев для бурения скважин применяются самоходные передвижные буровые установки. Под понятием буровая установка мы понимаем комплекс оборудования для бурения скважин. Роль скважин, как в промышленности, так и в частном секторе, чрезвычайно высока. Особая важно бурового оборудования, достигается в добывающая промышленность. Добыча газа, нефти и других полезных ископаемых, с использованием станков для бурения скважин в карьерах и разрезах, угольных шахт, рудниках, невозможна без использования бурильных агрегатов. Поиск новых месторождений предполагает проведение геологоразведочных мероприятий, в том числе, и пробного бурения, с использованием передвижных и самоходных бурильных машин. В городском и частном хозяйстве очень важным является бурение скважин для получения воды, и проведения изыскательных инженерных работ. Бурение на достаточно большую глубину предполагает применение буровых установок, которые подразделяются на: стационарные; передвижные; переносные; самоходные.

Самоходные буровые установки от других видов отличаются тем, что монтируются на колесном (грузовики), гусеничном (тракторы, вездеходы) или ином ходу (катера и пр.) и добираются до места бурения без применения дополнительной транспортировочной техники. Так же предлагаются к поставке самоходные и прицепные мобильные буровые установки грузоподъемностью до 200 тонн, предназначенные для разведки, бурения, капитального ремонта скважин и зарезки боковых стволов. Преимущества таких станков, это мобильность, низкая себестоимость работ по сравнению со стационарной установкой, малое время полного цикла работ, проста в обслуживании и ремонте.

В горном деле буровой самоходный агрегат применяется для проделывания шпуров и скважин для закладки взрывчатых веществ, при разрыхлении мерзлых и скальных грунтов. В строительстве шпуры служат в качестве технологических отверстий в бетоне, а скважины – для установки свай, опор дорожных знаков, опор магистралей и линий связи. Ямы больших диаметров предназначены для установки мачт линий электропередач или для установки блоков колодезных облицовок. Большая глубина бурения станком позволят проделывать скважины, образуемые для нужд нефтедобывающей промышленности, в глубину до 500 метров. Буровые работы производятся станком механическим способом методами ударно-канатного, ударно-вращательного и вращательного действия, а также бурильными молотками-перфораторами. Станок ударно-канатного бурения производит бурение посредством долота, закрепленного в ударной штанге, которая связана с канатным замком. Подъемный канат, огибая верхний блок мачты, балансирный ролик и направляющий блок, навивается на барабан лебедки. При включении барабана рабочий инструмент поднимается из скважины, а в процессе работы постепенно опускается, преодолевая силу затяжки тормоза. Балансирный ролик посредством балансира и шатуна фиксируется в определенном положении. При вращении кривошипа балансирный ролик совершает качательное движение. При движении балансирного ролика вниз долото со штангой поднимается вверх, а при подъеме – штанга падает вниз и внедряет долото в грунт. В процессе работы долото совершает поворотные движения благодаря свойству стального каната раскручиваться под нагрузкой-и скручиваться после снятия нагрузки. Этот эффект каната позволяет долоту наносить удары по грунту со смещением на некоторый угол, что улучшает процесс работы. Станок ударно-вращательного действия сочетает в себе механизмы, позволяющие рабочему инструменту одновременно выполнять два движения – ударное и вращательное. Вращательное движение передается от гидромотора, а ударное – от погружного пневмоударника. Станок предназначен для бурения скважин диаметром. На станке гидравлический двигатель, пневмоударник, буровые штанги, а также пусковая аппаратура, состоящая из магнитного пускателя и воздушного крана, смонтированы на станине. Станину изготовляют из двух параллельных труб диаметром 50 мм, жестко скрепленных между собой. В нижней части станины расположены регулировочные винты, обеспечивающие установку станка в вертикальной плоскости, а в верхней – укреплен блок ручной лебедки, посредством которой по трубам передвигаются салазки с механизмом вращения. Устойчивое состояние станка обеспечивается противовесом, а правильное направление ударника – хомутом. Энергия к двигателю подается по гидравлическому шлагу; сжатый воздух к пневмоударнику поступает по буровым штангам через сальник, к которому присоединяется гибкий шланг от воздухопровода. Пыль из скважины отводится по стальной трубе обеспыливателя и гофрированной трубе. На выходе пыль увлекается водяной струей и в виде пульпы направляется в водо-сточную канаву. В методе вращательного действия, буровой инструмент разрушает породу в скважине, непрерывно вращаясь с определенным осевым усилием и подачей на забой. Рабочий инструмент этих машин выполнен в виде спиральных сверл, резцов, трехшарошечных долот и т. п. Производительность станков вращательного бурения выше в 2-3 раза по сравнению со станками ударно-поворотного действия и в 5-6 раз по сравнению со станками ударно-канатного бурения. Характерным для станка шарошечного бурения является то, что шарошечные долота требуют значительно больших усилий подачи, чем обычные коронки вращательного бурения. Поэтому станок шарошечного бурения выполняется с гидравлическими механизмами подачи, так как вес вращателя и штанг недостаточен для создания необходимого усилия подачи. При шарошечном бурении буровой инструмент состоит из буровых труб (штанг) и шарошечных долот. Наибольшее распространение получили трехшарошечные долота, в которых различают тело долота, три лапы с цапфами, шарико-роликовые опоры, три конические шарошки, запорный палец и промывочную плиту. Сжатый воздух для продувки поступает к опорам шарошек через центральный канал, образованный лапами, и, кроме того, через специальные каналы, проходящие через лапу. Для бурения наиболее крепких пород в конце шарошек вместо зубьев вставляют цилиндрики из твердых сплавов. В отдельных случаях буровые коронки армируют мелкими алмазами. Колонковое бурение машины – вращательное бурение, при котором разрушение породы осуществляется не по всей площади забоя, а по кольцу с сохранением внутренней части породы в виде керна. Метод бурения позволяет извлекать из скважины керны, по которым составляют геологический разрез и опробуют полезное ископаемое.

Бурильные машины или буровые станки в лизинг или кредит, применяют для установки буронабивных свай высокой несущей способности в сложных фунтовых условиях в качестве фундаментов при строительстве объектов энергетического, промышленного, транспортного назначения (мостов, эстакад, акведуков, виадуков), а также для увеличения несущей способности слабых оснований грунта.

Буронабивные сваи выполняют путем бурения скважины, установки в нее арматурного каркаса и заполнения скважины бетонной смесью. В зависимости от устойчивости стенок скважины бурение производят под защитой специальных обсадных труб или без них. Обсадные трубы являются инвентарными. Глубина бурения под буронабивные сваи составляет до 50 м при диаметре скважины до 1200 мм. Несущая способность свай до 100 000 кН. Наиболее эффективны такие сваи при опирании их на скальные грунты. При отсутствии такой возможности несущую способность буронабивных свай повышают путем уширения нижней части.

Бурильные машины могут применяться для создания глубоких траншей при строительстве подземных сооружений способом «стена в грунте». Бурильные машины (станки) с меньшими диаметрами бурения от 0,1 до 0,4 м применяют для устройства буроинъекционных свай в целях усиления фундаментов сооружений на слабых основаниях. Машины в аренду для буровых и свайных работ, особенно в стесненных условиях производства работ. Буро-инъекционные сваи выполняют путем инъекции цементно-песчаных растворов в скважины, пробуренные под защитой бентонитового раствора, с установленными в них армокаркасами. Обычно глубина бурения при этом составляет 5 – 40 м, несущая способность таких свай – 100…1000 кН.

Станок с буровым инструментом на базе спецшасси, позволяет облегчить конструкцию за счет отсутствия надрамника. При этом несущая структура базового пневмоколесного шасси станка имеет балочную, высокопрочную структуру, что позволяет использовать буровой станок в самых сложных условиях. И иметь опорный контуру с помощью аутригеров которые опираются непосредственно на опорно-ходовую базу станка. Производители предлагают модульные конструкции специальных шасси под характеристики буровых надстроек, включая использование поворотных столов для создания буровых машин с некоторым радиусом обметания, это важно для станков сваебойного типа, для создания машин бурильных шнековых типа МБШ, производства комплексных машина для ремонта и строительства типа МРСК, и бурильно-крановых станков. Под требования заказчика поставляются спецшасси с мощной опорно-несущей балочной рамой с осевой формулой 4х4, 6х6 и 8х8, включая производство специальных платформ с активным рулевым шарниром т.е. сочленношарнирные спецшасси, и комбинированные шасси с активным шарниром и поворотными колесами. Ямобур Oshkosh MFRD/F1 4×4, пример типичной буровой машины, под конкретные условия. Станок имеет мощное и высокопрочное шасси, используемое для самых сложных условий, на котором без надрамника установлено буровое оборудование Haulotte, двумя типами бурения – погружным пневмоударником и вращающимся шнеком.

Свайные молоты применяют для устройства свайных фундаментов, ограждений, заземлений путем забивания в грунт различных элементов (железобетонных свай, металлических труб, шпунта). Для этих целей чаще используют дизель-молоты, смонтированные на копрах, или гидромолоты установленные как правило на мощных гусеничных шасси. Вибропогружатели обычно применяют для устройства столбчатых фундаментов из свайных элементов большого диаметра в виде свай-оболочек при строительстве мостов или для погружения в грунт других конструкций, например фундаментов опор контактной сети. На основе мощных ВП разрабатываются виброуплотнители каменных материалов с большой толщиной слоев (до нескольких метров), в том числе под водой, например, при строительстве причальных сооружений морских портов.

Бурильные машины, кроме буровзрывных работ, в строительстве применяются для устройства буронабивных свай с большой несущей способностью. В качестве базы обычно служит самоходное гусеничное шасси (типа кранового или экскаваторного) или автомобиль высокой грузоподъемности чаще полноприводного исполнения. Чаще они являются машинами цикличного действия, оснащены рабочим органом в виде ковшового бура или шнека. Буровое оборудование устанавливается на поворотной платформе, включает следующие основные механизмы и узлы:

привод с кабиной управления;

копровая стрела с механизмом подъема и опускания;

лебедка для подъема и опускания рабочего оборудования;

бур с буровыми штангами;

механизм вращения с механизмом подачи рабочего оборудования;

механизм задавливания и извлечения обсадных труб;

механизм обжима и поворота обсадных труб;

опорные домкраты-аутригеры (для машин на базе автомобилей).

Буровая установка на гусеничных самоходных транспортных средствах, позволяет в принципе решить проблему проходимости. Популярный вариант в качестве носителя станка, это гусеничный снегоболотоход производства Швеция, от компании Hagglunds с серией Bv206. Гусеничная машина Hagglunds Bv206 обладает уникальными данными проходимости, включая проходимость по болотам, глубокому снегу, преодолению водных преград. При этом конструкция самоходной машины допускает использовании на твердых дорогах и дорогах общего пользования. Гусеничный транспорт буровой установки построен с шарнирно-сочлененной рамой, с активным рулевым шарниром, и четырьмя гусеничными балками и приводом на все траки. Это позволяет иметь раздельными пассажирский модуль, и модуль для установки бурильного оборудования. Шасси гусеничного трактора, несмотря на относительно малый вес допускает установку буровых станков массой до 2.5 тонн, с размещением приводной системы или системы гидравлического снабжения в передней секции, и буровой установки во второй секции. Для увеличения плавучести, на вторую секцию устанавливаются боковые поплавки. Буровой станок WIRTH EOD T30M на базе Hagglunds Bv206, предназначен для решения задач в области бурения инженерно-геологических, сейсморазведочных, поисково-картировочных и технических скважин, сооружении буронабивных и буроинъекционных свай. Буровой станок обеспечивает бурение наклонных скважин не только в продольной, но и в поперечных плоскостях, а также бурение куста вертикальных, наклонных, горизонтальных скважин с одного пикета без поворота тележки. Метод бурения: вращательное роторное бурение, шнековое бурение, вращательное колонковое бурение, отбор образцов шнековыми пробоотборником.

Свайные молоты используются с копровыми установками, обеспечивающими подъем свайных элементов в исходное положение для забивки в грунт. Они делятся в основном на дизель-молоты и гидромолоты. Наибольшее распространение в строительстве получили дизель-молоты, представляющие собой прямодействующие двигатели внутреннего сгорания, которые работают по принципу двухтактного дизеля. Они отличаются энергетической автономностью, конструктивно просты и надежны. По конструкции дизель-молоты делятся на штанговые и трубчатые. Ударная часть штангового дизель-молота выполняется в виде массивного цилиндра, движущегося по двум направляющим штангам. Распыление топлива в камере сгорания – форсуночное с помощью плунжерного насоса высокого давления (до 50 МПа), который приводится в действие от ударного цилиндра молота при падении. Захваченный цилиндром воздух сжимается в основании молота в 25-28 раз с повышением температуры до 600 °С, в результате чего топливная смесь самовоспламеняется, воздействуя через наголовник на сваю, а также подбрасывая ударную часть в исходное положение для следующего удара. Дизель-молот работает автоматически до выключения топливного насоса.

Буровой станок для карьерных буровзрывных работ Ingersoll-Rand ECM-350 базируется на мобильном шасси Unimog, что позволяет отказаться от самоходной гусеничной, но низкоскоростной базы, и обеспечивать станку высокую мобильность, что может быть важно при бурении рассредоточенных объектов. При этом шасси Унимог обеспечивает не только высокую мобильность, но и возможность работы в крутонаклонных и глубоких карьерах. Буровой станок с пневматическим приводом предназначен для бурения скважин погружным пневмоударником диаметром от 90 до 400 мм и максимальной глубиной 152 метра. Воздушный компрессор привода смонтирован на прицепе. Станок применяется преимущественно я в горной и строительной промышленности, и относиться к группе горно-шахтного бурового оборудования. Возможно применение станка Ingersoll-Rand и на других промышленных объектах, включая строительство, постройку крупных инженерных объектов, срочные буровзрывные работы, бурение шпуров в интересах министерства чрезвычайных ситуаций, и для геодезических изысканий. Компания ЕвроНато предлагает установку буровых платформ и бурильных машин на базовые колёсные шасси от ведущих производителей. Мы способны интегрировать любые конструкции буровых станков на самоходные и передвижные гусеничные и пневмоколесные платформы, включая уникальные. У нас есть опыт установки буровой установки бурильных станков на бульдозеры, полноприводные шасси с низкой кабиной, на базу сочленно-шарнирного автопоезда.    

Особенность компании, это выполнение заказов с использование специальных высокопроходимых спецшасси на базе колесных и гусеничных самоходных платформ, что позволяет добиться высокой мобильности буровых установок, что важно, так как бурильный станок и шасси платформа вездеходного типа это две неразрывно связанные категории. Помимо комплектных буровых машин компания поставляет шасси для осуществления монтажа бурового инструмента. Это только полноприводные автомобили вездеходы с колесной формулой осей 4х4, 6х6 8х8 и 10х8, для установки тяжелых моделей бурильных установок. Специальные модели самоходных шасси в виде автопоезда могут иметь до восьми осей, и иметь колесную формулу 16х16 или 16х8, что позволяет монтировать мощные мачты буровых станков глубокого бурения, и иметь на борту машины полный набор вспомогательного оборудования – насосы, силовые агрегаты, манипуляторы и прочее. Гусеничные платформы носители бурильных агрегатов являться средством для доставки оборудования в самые тяжелые по рельефу местности, дорожные условия. Гусеничные носители могут быть амфибиями, т.е. способны преодолевать водные препятствия и могут иметь конструкцию в виде платформы одиночки или двух и более, т.е. многосекционного гусеничного транспортера с активным подвижным рулевым шарниром.  

Компания под заказ конечного эксплуататора производит самоходные буровые станки на моторизированных платформах колёсного типа, гусеничного, и на базе снегоболотоходов амфибий. Буровые установки, предлагаемые клиентам, могут быть выполнены строго по индивидуальному заказу, с привлечением буровых станков от конкретного производителя. Используемые автомобильные базовые шасси в качестве несущих самоходных агрегатов буровых станков, имеют привод полный, по формуле 4х4, 6х6 и 8х8. Это компактные базы вездеходов серии Mercedes-Benz Unimog 4×4 и 6×6, промежуточные ходовые базы Zetros 6×6, тяжелые серия базовых шасси MAN SX. Компания отдает предпочтение производителям буровых станков следующих марок: Lutz Kurth, Techmo, Atlas-Copco, SediDrill, E+M Drilling Technologies, Aker Wirth Howden, Casagrande.

Важная часть любого самоходного бурового станка, это используемое шасси. Как правило бурение производиться на неподготовленных дорогах, и на сильнопересечённой местности, особенно это касается таких работ как разведочное бурение. Поэтому требования к автомобильному или пневмоколесному шасси включает в себя высокую проходимость, как правило за счет использования большого количества осей, и использования полного привода всех колёс. Типичное многоосное шасси для монтажа буровой установки, это шасси экстремальной проходимости MAN серии SX. Серия включает в себя модели с приводом и количеством осевых агрегатов по формуле 4х4, 6х6 и 8х8, с использованием компонентов для модульного расширения модельного ряда. Шасси для установки надстройки использует перспективную вагонную компоновку с плаунным расположением силового агрегата, это позволяет разместить мачту буровой установки на минимальную высоту с сохранение дорожного разрешённого габарита. Шасси использует мощную балочную раму, изготовленную из закрытых профилей, что позволяет устанавливать надстройку без использования надрамника, а поворотный круг вставлять непосредственно в раму автомобиля. Шасси имеет несколько вариантов силовых приводных установок, мощностью от 360 до 1000 л.с., в паре с которыми работают многоступенчатые гидромеханические трансмиссии ZF Transmatic WSK и полностью автоматические гидроавтоматы Allison. В силовую передачу интегрированы мощные системы отбора момента для привода гидравлических насосов. В базовой комплектации шасси имеет привод ВОМ от двигателя с возможностью получения на выходе момент всей силовой установки, и ВОМ от привода коробки переключения передач. Шасси использует рычажно-пружинную подвеску с использованием штатных винтовых пружин, и активных гидравлических стоек по заказу.          

Компания MAN производит и компактные пневмоколесные транспортные средства, именуемые AgroTruck, которые являются промежуточным звеном между пневмоколесными тракторами, и колёсными внедорожными грузовыми автомобилями. Серия MAN FAE это специализированный транспортный механизм шасси, задача которого состоит в построении на его базе буровой самоходной установки, и использование его в качестве несущей базы станка с возможностью эксплуатации в тяжелых условиях. Серия базовых шасси включает в себя модели MAN FAE 8.136 и 8.150 с приводом 4х4, с возможностью заказа силовых агрегатов мощностью до 240 сил. Вершина серии, это трехмостовые шасси M.A.N. 14.280 6×6. Отличия шасси от других моделей связаны с использованием оригинальной кабины, мощной лонжеронной рамы, и специальных редукторных мостов с односкатной ошиновкой всех колёс. Преимущества от более тяжелых серий МАН, шасси MAN FAE имеет легкую и простую конструкцию. Ходовая часть рессорная. Система отбора мощности средней производительности гарантированно обеспечивает привод буровой установки.    

Давальческое шасси для установки буровых установок производства Унимог (нем. Mercedes-Benz Unimog, от нем. Universalmotorgerät – универсальное транспортное устройство) – это обширное семейство универсальных грузовых транспортных средств класса «вездеход» для специального коммерческого использования. Шасси использует технологию энергонасыщенного транспортного средства, и имеет в своей основе моторизированный интегральный колёсный трактор, адаптированный для эксплуатации на дорогах общего пользования. Базовое шасси для создания самоходной буровой установки Унимог, используется для широкого круга работ, и транспортировки бурового оборудования в экстремальных условиях, с широкой гаммой дополнительного навесного оборудования. В настоящее время под маркой Unimog производятся шасси-вездеходы для установки бурильных модулей трех серий: тяжёлая серия 437 с модели U5000, U4000; средняя серия 405 с моделями U300, U400 и U500, предназначенные для использования с навесным оборудованием; и легкая серия U20, основанная на укороченной базе U 300 с кабиной над двигателем. Все базовые шасси серии Unimog различных версий и серий используются в качестве основы для постройки самоходных буровых станков. Преимущества шасси Унимог: чрезвычайно высокая проходимость, невероятная надежность, модульность. Модульность подразумевает использование различных модулей для постройки шасси под требования заказчика. Платформа Унимог имеет разные рамные конструкции, колёсные формулы 4х4 и 6х6, различные типы силовых агрегатов, уникальные многоступенчатые трансмиссии с модулями расширения диапазонов, наращивая тяги за счет гидротрансформатора, автоматизированные модели КПП, и привязанные к силовым агрегатам системы отбора мощности.      

Под заказ потребителя, возможна поставка спецшасси, с опорно-несущей рамой, и наличие встроенного поворотного круга. Ряд компаний специализируются на производства специальных шасси в качестве давальческих платформ для установки на них буровых станков различного назначения. Компания поставляет специальные шасси производства компаний Coles, MAN SX Deep Cabin, Titan, Paul, а также различные шасси с активным рулевым шарниром компаний Hydrema, Terex, Volvo, Caterpillar, Moxy. Под буровую установку шасси может иметь дополнительное оборудование. Это опорные домкраты, канатные лебедки, система гидравлического снабжения требуемой производительности, силовой агрегат нужной мощности, привод колёс с любым числом осей, включая шестиосные 12х12, и даже более. В отличие от серийного автомобильного в конструкции специального шасси учтены специфические особенности буровой установки. Конструктор имеет возможность компоновать машину с оптимальной развесовкой по осям, с меньшей массой и габаритными размерами и низким центром тяжести, решив тем самым проблему устойчивости бурового станка, с которой сталкиваются при создании автомобильных самоходных агрегатов, особенно на вездеходном шасси. Жесткая пространственная конструкция интегрированной опорно-ходовой рамы буровой машины объединяет функции ходовой лонжеронной рамы автомобиля и накладной опорной рамы, она легче и надежнее. Для шасси специально выбирают двигатель, трансмиссию, подвеску, шины, рулевое управление, тормозные системы, кабину. Буровые установки на спецшасси могут комплектоваться требуемым типом оборудования, например, разными дизельными двигателями Caterpillar, Cummins, Deutz, MTU, гидромеханическими коробками Allison, ZF, Clark, мостами различных производителей.

www.euronato.ru