Wiercenie i urządzenia wiertnicze

I.        Własności mechaniczne skał i ich wyznaczanie. 1

1.        Wprowadzenie. 1

2.        Sposoby urabiania. 2

II.       Młotki mechaniczne. 3

1.        Podział młotków i ich zastosowanie. 3

2.        Budowa typowych młotków pneumatycznych. 3

III.          Wiercenie i urządzenia wiertnicze. 4

1.        Wiadomości wstępne. 4

2.        Wiertarki udarowe. 5

3.        Wiertarki obrotowe. 6

a.        Podział i zastosowanie wiertarek obrotowych. 6

b.        Wiertarki pneumatyczne. 7

c.        Wiertarki elektryczne. 8

d.        Wiertarki hydrauliczne. 8

e.        Wiertła wiertarek obrotowych. 9

IV.           Wiertnice. 9

1.        Podział i zastosowanie wiertnic. 9

2.        Budowa i zasada działania wiertnic. 9

a.        Wiertnica typu WDP. 9

b.        Wiertnica dołowa typu MDR-03A.. 10

V.       Bibliografia: 11

 

I.  Własności mechaniczne skał i ich wyznaczanie

1.    Wprowadzenie

Podczas urabiania i rozpierania obudowy zmechanizowanej elementy maszyn oddziałują na kopalinę użyteczną i skały otaczające w caliźnie, podczas ładowania i transportu maszyna przemieszcza urobek, to jest skałę oddzieloną od calizny i rozdrobnioną. Narzędzie urabiające skałę natrafia na jej opór. Prócz tego narzędzie to w procesie urabiania ulega stępieniu, utrudniając urabianie.

Przebieg urabiania, ładowania, transportu i obudowy zależy od własności skały.

1 — wytrzymałość skały (Rc, Rt,  Rm)[1] oraz twardość,

2 — kruchość lub własności plastyczne, czyli odkształcalność oraz zdolność przejmowania energii uderzenia,

3 — cechy osłabienia spójności i niejednorodności, tj. łupność, uławicenie, szczelinowatość, średnie odległości powierzchni osłabionej spójności,

4 — własności ścierne skały w stosunku do narzędzia,

5 — stan skały w pokładzie, nacisk górotworu, nawilgocenie.

Znając powyższe parametry skał staramy się dobrać takie maszyny urabiające, transportujące i  obudowę  aby uzyskać najlepsze efekty urabiania.

1.    Sposoby urabiania

W celu maszynowego urabiania skały oddziałuje się na odsłoniętą powierzchnię calizny narzędziami, przekazując przez nie energię, niszczącą spójność skały i powodującą oderwanie cząstek od calizny.

Narzędzie może oddziaływać na skałę w różny sposób. Rozróżnia się trzy podstawowe sposoby mechanicznego urabiania, które z kolei mogą być realizowane różnymi narzędziami, o różnej kinematyce ruchów, co jest podstawą podziału bardziej szczegółowego maszyn i narzędzi urabiających. Podstawowe sposoby urabiania (rys. 1.) to:

 

 

 

Rys. 1. Zasady urabiania mechanicznego

a. udarowego,

b. naciskiem statycznym,

c. skrawaniem

 

Wynikiem działania narzędzia na skałę jest w różnym zakresie miażdżenie skały, rozkruszanie pewnych objętości, odłupywanie elementów różnej wielkości oraz odłamywanie występów skalnych.

Udział tych postaci niszczenia spójności skały zależy od sposobu urabiania, geometrii narzędzia, parametrów jego pracy i własności skały.

Urabianie udarowe charakteryzuje się przekazywaniem energii uderzenia na skałę poprzez krawędź urabiającą narzędzia, co powoduje niszczenie spójności pod narzędziem i jego wgłębienie się w skałę. Oddziaływanie narzędzia jest zwykle prawie prostopadłe do urabianej powierzchni. W celu kontynuowania urabiania narzędzie po każdym uderzeniu przestawia się zwykle w nowe położenie. Urabianie udarowe jest szeroko stosowane przy udarowym wierceniu otworów w skałach średniej i dużej twardości.

Urabianie naciskiem statycznym polega na wgniataniu krawędzi urabiającej w caliznę siłą statyczną, a więc jest bardzo podobne do urabiania udarowego, jednak scharakteryzowane siłą, a nie udzieloną energią. Dla kontynuowania urabiania narzędzie, zwykle wieloostrzowe, obtacza się równolegle do urabianej powierzchni, wskutek czego następne ostrze urabia w nowym miejscu. Wywieranie nacisku statycznego na niewielką powierzchnię skały (rys. 2) powoduje jej urabianie przez miażdżenie 1 bezpośrednio pod narzędziem oraz przez odpryskiwanie objętości 2. Urabianie naciskiem statycznym jest wyzyskane przy gryzowym lub krążkowym wierceniu głębokich otworów

Rys. 2. Urabianie naciskiem statycznym

Urabianie skrawaniem polega na prawie równoległym oddziaływaniu na powierzchnię skały narzędziem o kształcie klina. Narzędzie charakteryzują kąty (rys. 1 c):

α — kąt przyłożenia,   β — kąt ostrza,         γ — kąt natarcia.

W wyniku skrawania powstaje bruzda o głębokości g.

Warunkiem, aby występowało skrawanie, a nie miażdżenie, jest, aby kąt przyłożenia był większy od zera      α > 0.

Urabianie skrawaniem nadaje się w maszynach urabiających do skał do średniej twardości urabiania (węgiel tak, piaskowiec nie).

Urabianiem skały nazywa się oddzielanie jej od calizny i rozdrabnianie na kawałki nadające się do ładowania i transportowania. Urabianie może się odbywać sposobem ręcznym za pomocą kilofa, sposobem częściowo zmechanizowanym — za pomocą mechanicznego wiercenia otworów strzałowych i następnie użyciem materiałów wybuchowych i wreszcie sposobem całkowicie zmechanizowanym — za pomocą maszyn urabiających.

Najbardziej nowoczesnym sposobem jest całkowicie zmechanizowane urabianie skał. Mechanizacja urabiania skał, mimo że osiągnęła bardzo wysoki poziom, nie objęła jeszcze wszystkich warunków górniczo-geologicznych.

Do mechanicznego urabiania skał służą maszyny urabiające, do których zalicza się młotki mechaniczne, wiertarki obrotowe i udarowe, wiertnice i kombajny, które oprócz urabiania mechanizują i inne czynności.

 

II. Młotki mechaniczne

1.    Podział młotków i ich zastosowanie

Młotkami mechanicznymi nazywa się maszyny ręczne, służące do urabiania skał kruchych oraz do różnych robót pomocniczych, jak wykonywanie obrywki, gniazd dla stojaków i innych.

W zależności od masy młotka, z którą wiąże się jego moc, młotki dzieli się na:

— lekkie, o masie 7 do 9 kg,

— średnie, o masie 10 do 12 kg,

— ciężkie, o masie powyżej 12 kg,

Biorąc pod uwagę energię napędową młotki mogą być: elektryczne, pneumatyczne, elektropneumatyczne, hydrauliczne i spalinowe.

Młotek pneumatyczny w istocie swej budowy jest silnikiem pneumatycznym tłokowym i jego działanie wymaga sterowania przepływem powietrza, czyli rozrządu. W zależności od rodzaju rozrządu rozróżnia się młotki pneumatyczne, z rozrządem zaworowym lub suwakowym.

Młotki pneumatyczne mają prostą budowę, są łatwe w użyciu, konserwacji i niezawodne w pracy. Wadą ich jest wytwarzanie dużego hałasu i drgań oddziałujących na rękę pracującego nimi górnika.

2.    Budowa typowych młotków pneumatycznych

Młotek pneumatyczny (rys. 3) składa się z: cylindra 1, tłoka 2 zwanego bijakiem, mechanizmu rozrządu 3, uchwytu 4 i grota 5. Powietrze sprężone, sterowane mechanizmem rozrządu, kierowane jest na przemian do tylnej i przedniej części cylindra, powodując przesuwanie bijaka do przodu lub do tyłu. Mechanizm rozrządu działa samoczynnie wskutek występowania w czasie ruchu bijaka różnicy ciśnienia. Powietrze zużyte wylatuje do atmosfery otworami odsłanianymi przez bijak, gdy ten dochodzi do swoich zwrotnych punktów.

 

 

 

Rys. 3. Uproszczona budowa młotka pneumatycznego.               

 

 

 Rys. 4 Rozrządy zaworowe           a) kulkowy       b) płytkowy.

 

Bijak przy końcu swojego suwu do przodu uderza o grot, oddając mu energię kinetyczną, której wartość zależy od masy bijaka oraz prędkości, jaką bijak ma w chwili uderzenia o grot. Energia uderzenia bijaka zależy od masy bijaka oraz od długości skoku. Młotki dłuższe i cięższe mają większą energię uderzenia, lecz mniejszą liczbę uderzeń na minutę. Uruchomienie młotka następuje przez na ciśnięcie dźwigni znajdującej się w uchwycie, przez co otwiera się wlot powietrza sprężonego do mechanizmu rozrządczego. 

Młotki z rozrządem suwakowym mają większą sprawność oraz trwałość jednak są droższe i mają bardziej skomplikowaną budowę w porównaniu z młotkami z rozrządem zaworowym (rys. 4). W polskim górnictwie powszechnie są stosowane te ostatnie.

 

III. Wiercenie i urządzenia wiertnicze

1.    Wiadomości wstępne

Cel wiercenia otworów: poszukiwania geologiczne, eksploatacja kopalin, roboty strzałowe, odmetanowanie i odwodnienie górotworu, wykonywanie wyrobisk, otwory wentylacyjne, mrożeniowe, ratunkowe itd.

 Wiercenie otworu składa się z dwu podstawowych czynności: urabianiu skały na dnie otworu i  usuwaniu zwiercin z otworu[2]

Ze względu na sposób urabiania skały wiercenie może odbywać się metodą:

— udarową (rys. 5 a),

— obrotową ze skrawaniem (rys. 5 b),

— obrotową z urabianiem gryzami obtaczanymi (rys. 5 c),

— obrotowo-udarową (rys. 5 d).

 

Rys.5.Schematy sposobów wiercenia

a — udarowego,

b — obrotowego        skrawaniem,

 c — obrotowego gryzami,

d — obrotowo-udarowego    

 

 

 

               

 Usuwanie zwiercin odbywa się kilku sposobami. Mogą one opadać pod własnym ciężarem, przy wierceniu stromo ku górze, można zwierciny usuwać stosując przepłuczkę[3], można też usuwać zwierciny mechanicznie, na takiej zasadzie jak działa transport przenośnikiem śrubowym.

Maszyny wiertnicze najogólniej można podzielić na trzy grupy: udarowe, obrotowe[4] i obrotowo-udarowe. Dalszy podział przeprowadza się według kilku kryteriów, a to według sposobu ich podtrzymywania i wywierania docisku, według konstrukcji wrzeciona oraz elementów roboczych oraz według energii napędowej i budowy silnika.

Maszyny wiertnicze ręczne i część napędową wiertła maszyn podporowych i wozowych nazywamy wiertarkami, maszyny stacjonarne — wiertnicami.

2.    Wiertarki udarowe

 

Urabianie przy wierceniu udarowym polega na dwóch rodzajach oddziaływania wiertarki na wiertło. Mechanizm udarowy wiertarki, działa podobnie jak w młotkach udarowych, uderza bijakiem 1 (rys. 6) w koniec uchwytowy żerdzi, a mechanizm obrotu (obracadło) powoduje po każdym uderzeniu obrót wiertła o pewien kąt α (200 - 300) w lewo.

Mechanizm obrotu (rys.7) składa się w tym przypadku z tulei 1, która prostymi wypustami jest sprzężona z prostymi wypustami na trzonie tłoka 5. W dolnej części tuleja jest zakończona sześciobocznym chwytem wiertła, w który mocowane jest wiertło. Powyżej tulei zabudowane jest koło zapadkowe 7 z zapadką 8. Otwór koła zapadkowego łączy się trzonem tłoka za pomocą wielozwojnego, skośnego prawego gwintu prostokątnego 6. Gdy tłok porusza się do przodu zapadki przeskakują i następuje obrót koła zapadkowego 7, gdy natomiast tłok porusza się do tyłu, zapadki blokują koło i tłok obraca się względem nieruchomego koła 7 oraz powoduje obrót tulei 1 wraz z wiertłem 3.[5]

 

 

Rys. 6. Wiertarka udarowa WS-25 ze sterowaniem płytką wahliwą

 

Przy każdym uderzeniu ostrze wiertła lub koronki wgłębia się nieco w dno otworu krusząc skałę, po czym zostaje przestawione w nowe położenie, w którym zachodzi następne zderzenie. Dzięki temu wykonywany otwór ma kształt okrągły.

Równocześnie z urabianiem skały na dnie otworu zachodzi usuwanie zwiercin z otworu. W kopalniach podziemnych stosuje się do tego prawie wyłącznie przepłuczkę poprzez otwór osiowy w żerdzi.

 

 

      Rys. 7. Budowa obracadła

      1— tuleja obracadła, 2 — uchwyt wiertła, 3 — wiertło, 4 — tłok,

     5 — wielowypusty na tłoku, 6 — skośny gwint, 7 — koło zapadkowe,

 

 

 

Jak wspomniano dla odciążenia rąk wiertaczy i uzyskania większej prędkości wiercenia stosuje się podpórki pneumatyczne (cylindry pneumatyczne przegubowo połączone z wiertarką).

 

3.    Wiertarki obrotowe

a.   Podział i zastosowanie wiertarek obrotowych

Wiertarki obrotowe służą głównie do wykonywania otworów strzałowych w węglu. Wiertarki do skał twardych mają budowę bardziej skomplikowaną i muszą być wyposażone w dodatkowe urządzenia do mechanicznego prowadzenia, przesuwania i wywierania dużego docisku.

Wykonywanie otworu ręczną wiertarką obrotową polega na wgłębianiu się w caliznę węglową specjalnego narzędzia, zwanego raczkiem, osadzonego na żerdzi wiertła, które obracane jest wiertarką trzymaną przez górnika. Ostrze raczka dociskane do węgla i obracane zdziera w sposób ciągły warstewkę węgla pewnej grubości. Wytwarzane w ten sposób zwierciny usuwane są na zewnątrz wierconego otworu śrubowym nawojem żerdzi wiertła, który spełnia zadanie przenośnika ślimakowego.

Wiertarki obrotowe ze względu na rodzaj energii zasilającej silnik dzieli się na pneumatyczne, elektryczne i hydrauliczne, a ze względu na masę dzieli się na lekkie (trzymane podczas wiercenia w rękach) oraz ciężkie (mocowane na podporach lub wozach wiertniczych i mające docisk mechaniczny). Wiertarki lekkie stosuje się do skał miękkich, ciężkie zaś — do skał twardych.

Prędkość obrotowa wierteł wiertarek lekkich wynosi 500 do 700 obr/min, wiertarek ciężkich od 120 do 240 obr/min.

b.   Wiertarki pneumatyczne

Wiertarki pneumatyczne napędzane są silnikami pneumatycznymi łopatkowymi (łopatki z tekstolitu). Ponieważ prędkość obrotowa silnika pneumatycznego jest znacznie większa niż wymagana prędkość obrotowa wiertła, do jej zmniejszenia stosuje się przekładnię zębatą. Silnik i przekładnia umieszczone są w kadłubach wiertarki, wykonanych z lekkiego metalu w celu uzyskania jak najmniejszego ciężaru wiertarki. Każda wiertarka wyposażona jest ponadto w dwa uchwyty ręczne, przy czym w jednym z uchwytów znajduje się dźwignia służąca do otwierania zaworu wpustowego i uruchamiania wiertarki.

W polskich fabrykach maszyn górniczych produkuje się seryjnie wiertarki pneumatyczne typu PWR-8, PWR-5U. Silniki w tych wiertarkach są wysokoobrotowe i dlatego potrzebna jest przekładnia. W wiertarkach PWR-5 zastosowano przekładnię obiegową (planetarną), a w PWR-8 przekładnię o zazębieniu wewnętrznym

Wiertarkę typu PWR-8 pokazano na rys. 1 a i b. Wirnik 1 silnika pneumatycznego (rys. 1.b) ułożyskowany jest za pomocą dwóch łożysk tocznych 2 i 3 osadzonych w pokrywach 4 i 5, które z kolei umocowane są w kadłubie 6 wiertarki. W kadłubie tym osadzony jest nieruchomo cylinder 7 silnika wiertarki, przy czym oś cylindra przesunięta jest równolegle w stosunku do osi wirnika. Kadłub 6 ma dwa uchwyty 8, przy czym w prawym uchwycie osadzona jest przegubowo dźwignia 9. Naciśnięcie tej dźwigni powoduje przesunięcie trzpienia 10, który z kolei przesuwa kulkę 11 i otwiera w ten sposób dopływ powietrza świeżego do silnika wiertarki. Po zwolnieniu dźwigni 9 kulka 11 zaworu zostaje dociśnięta sprężyną 12 do gniazda zaworu i zamyka dopływ powietrza do silnika wiertarki.

Do wirnika 1 silnika wiertarki wkręcony jest wałek z kołem zębatym 13 (wykonane jako jedna część). Jest ono kołem napędzającym przekładnię o wewnętrznym zazębieniu. Koło napędzane 14 ułożyskowane jest za pomocą dwóch łożysk tocznych 15 w kadłubie 16 głowicy wiertarki. Kadłub głowicy jest umocowany do kadłuba 6 wiertarki za pomocą wkrętów 17. Na wydrążony wał koła zębatego 14 nakręcony jest uchwyt 18 wiertła.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1. Wiertarka pneumatyczna typu PWR-8

 a — widok,

 b — przekroje

 

Olej ze zbiornika 19 wydostaje się przez zawór dławiący i miesza się z powietrzem dopływającym do wiertarki. Wypływ oleju można regulować przez pokręcanie pokrętłem 20, co powoduje przesuwanie iglicy 21 i przymykanie lub otwieranie otworu zaworu dławiącego. Olej wlewa się do zbiornika po odkręceniu korka 22. Sitko 23 służy do zatrzymywania ewentualnych zanieczyszczeń.

Prędkość obrotowa silnika pneumatycznego wiertarki przy nominalnym obciążeniu wynosi około 3000 obr/min, przełożenie zaś przekładni zmniejszającej prędkość obrotową 1: 4.

Wiertarka typu PWR-5 budową swoją podobna jest do wiertarki PWR-8 z tą różnicą, że ma lepszą charakterystykę techniczną, a szczególnie znacznie większy moment obrotowy i mniejszą prędkość obrotową. Dzięki temu nadaje się ona do wiercenia w skałach twardszych niż wiertarka PWR-8.

Wiertarki pneumatyczne są całkowicie bezpieczne w atmosferze z zawartością metanu i dlatego nadają się szczególnie do kopalń o dużym zagrożeniu metanowym i pyłowym. Mają ponadto mniejszy ciężar niż elektryczne i są odporne na przeciążenia. Zbyt mocne dociśnięcie wiertła do węgla może spowodować, co najwyżej zatrzymanie wiertarki, lecz nie spowoduje jej uszkodzenia.

c.   Wiertarki elektryczne

Wiertarki elektryczne napędzane są silnikami elektrycznymi prądu przemiennego, trójfazowymi zwartymi. Budowa wiertarki elektrycznej w zasadzie podobna jest do budowy wiertarki pneumatycznej z tą różnicą, że kadłub wiertarki elektrycznej jest zawsze użebrowany w celu lepszego odprowadzania ciepła, które wytwarza się przy pracy silnika elektrycznego. Ponadto wiertarka elektryczna zamiast zaworu dolotowego ma wyłącznik elektryczny służący do włączania lub wyłączania silnika.

Włączanie i wyłączanie silnika, czyli jego sterowanie, może być wykonywane bezpośrednio lub zdalnie. Sterowanie bezpośrednie polega na tym, że wyłącznik trójfazowy prądu roboczego (125 V) znajduje się w samej wiertarce i dźwignia obsługiwana przez wiercącego włącza lub wyłącza wprost ten wyłącznik. Sterowanie zdalne polega na tym, że układ elektryczny wiertarki wyposażony jest w dodatkowy obwód sterujący, zasilany niskim napięciem (24 V) i wyłącznik tego właśnie obwodu znajduje się w wiertarce. Wyłącznik trójfazowy prądu roboczego znajduje się natomiast w odrębnym urządzeniu, zwanym wyłącznikiem stycznikowyrn.

d.      Wiertarki hydrauliczne

W wiertarkach hydraulicznych stosuje się przekładnię statyczną hydrauliczną, której silnik hydrauliczny znajduje się w wiertarce, pompa natomiast w osobnym urządzeniu poza wiertarką, zwanym stacją zasilającą. Pompa ta, napędzana silnikiem elektrycznym, umieszczona jest w zbiorniku oleju i połączona z wiertarką za pomocą dwóch elastycznych przewodów gumowych, z których jeden jest przewodem zasilającym, drugi zaś spływowym. Zasadniczą zaletą wiertarek hydraulicznych jest możliwość nastawiania prędkości obrotowej wrzeciona wiertarki (przez regulację wydajności pompy), a tym samym dobieranie prędkości obrotowej najbardziej odpowiedniej do twardości wierconej skały.

e.     Wiertła wiertarek obrotowych

Wiertło wiertarki obrotowej (rys. 2) składa się z żerdzi 1 oraz raczka 2 połączonego z żerdzią za pomocą zawleczki 3. Żerdź jest skręcona, co umożliwia dobre usuwanie zwiercin z wierconego otworu na zasadzie przenośnika ślimakowego. Żerdzie wykonuje się ze stali węglowej konstrukcyjnej, walcowanej lub kutej o długościach 1000, 1500, 2000, 2500 i 3000 mm.

 Rys. 2. Wiertło do wiertarek obrotowych.

 

Typowy raczek (typu BOB) ma dwa ostrza z płytkami z węglików spiekanych, przylutowanymi lutem twardym.

IV.               Wiertnice

1.    Podział i zastosowanie wiertnic

Wiertnice są to maszyny do wykonywania otworów w skałach o małej, średniej i dużej twardości, wyposażone w urządzenia do mechanicznego posuwu oraz w ramy lub inne urządzenia służące do umocowania maszyny w czasie jej pracy.

Wiertnice są stosowane do celów poszukiwawczo-badawczych, do wykonywania otworów wentylacyjnych, otworów do odwadniania, odmetanowywania złoża, odstawy urobku, do celów ratowniczych i innych. Za pomocą wiertnic wykonuje się otwory o średnicach od 65 mm do kilku metrów i długościach dochodzących do kilkuset metrów.

W zależności od miejsca zastosowania wiertnice dzieli się na:

·         powierzchniowe stosowane w robotach poszukiwawczych lub do wiercenia otworów strzałowych na powierzchni, np. w kamieniołomach,

·         dołowe, stosowane w robotach poszukiwawczych strzelniczych, wentylacyjnych, odwadniających innych.

W zależności od wielkości wykonywanych średnic rozróżnia się wiertnice:

·         małośrednicowe,

·         wielkośrednicowe

W zależności od rodzaju napędu wiertnice dzieli się na:

·         pneumatyczne,

·         elektryczne,

·         hydrauliczne.

W zależności od sposobu wykonywania otworów wiertnice dzieli się na:

·         obrotowe,

·         udarowe.

 

2.    Budowa i zasada działania wiertnic

a.   Wiertnica typu WDP

Wiertnice typu WDP są wiertnicami z napędem pneumatycznym. Przeznaczone są do wiercenia otworów w piaskowcach, łupkach i węglu, koronkami wiertniczymi o średnicach 65, 80 i 115 mm oraz świdrami gryzakowymi o średnicach 95, 114 i 152 mm. Długość otworów może dochodzić do 120 m, przy czym otwory można wiercić pod dowolnymi kątami, również pionowo w górę i w dół.

Wiertnica zbudowana jest z ramy mocującej z podporami zastrzałowymi i belkami rozporowymi. Do ramy przymocowane są sanie zwane suportem oraz prowadnica  żerdzi. Napęd  żerdzi wraz z głowicą przepłuczkową  i napędem posuwu może się przesuwać na saniach po ramie mocującej w obie strony za pomocą koła zębatego, które zazębia się z nieruchomą  prostą zębatką.

Napęd posuwu składa się z silnika pneumatycznego zębatego i potrójnej przekładni zębatej. Zmieniając kierunek obrotów silnika za pomocą dźwigni zaworu sterującego znajdującego się na stole manewrowym można zmienić kierunek ruchu sań.

Napęd żerdzi składa się z silnika pneumatycznego i dwubiegowej przekładni zębatej podwójnej, umożliwiającej obracanie żerdzi prędkościami obrotowymi 97 lub 235 obr/min. Kierunek obrotów silnika, a tym samym żerdzi, można zmieniać za pomocą zaworu rozrządczego. Głowica przepłuczkowa umożliwia ciągłe usuwanie zwiercin z wierconego otworu przy pomocy wody.

b.   Wiertnica dołowa typu MDR-03A

Jest to wiertnica małośrednicowa (M), dołowa (D) na rozporze (R). Może być wykonywana z napędem elektrycznym lub powietrznym. Wiertnica przeznaczona jest do wiercenia otworów gologiczno-poszukiwawczych w skałach różnej twardości średnicą 36 mm i 66 mm do głębokości 70 m, służących do odwadniania, odgazowywania i innych celów.

Wiertnica zbudowana jest z: silnika elektrycznego (lub pneumatycznego) ze skrzynią przekładniową 1, głowicy obrotowej 2, głowicy zaciskowej 3, żerdzi wiertniczej 4, dwu siłowników dociskowych 5, przesuwaka 6, głównego rozdzielacza hydraulicznego 7, rozpory 8 oraz wyposażenia hydraulicznego i elektrycznego.

￿խ粑粀 

Rys. 11. Wiertnica dołowa typu  WDR – 3A

 

Głowica obrotowa służy do przekazywania obrotów ze skrzyni przekładniowej na wrzeciono wiertnicy i może być ustawiona pod dowolnym kątem. Umocowane w głowicy siłowniki hydrauliczne służą do wywierania docisku na koronkę wiertniczą. Obroty z wrzeciona wiertnicy są przenoszone na żerdź wiertniczą za pomocą głowicy zaciskowej, wyposażonej w dwie szczęki zaciskane hydraulicznie.

Główny rozdzielacz hydrauliczny służy do sterowania układem hydraulicznym wiertnicy. Sterowanie to odbywa się za pomocą dwóch dźwigni i pokrętła. Przesuwak służy do szybkiego wyciągania przewodu wiertniczego lub wsuwania go w otwór wiertniczy. Do pozostałych elementów hydraulicznych wiertnicy należą: pompa zębata o wydajności 10 dm3/min, zbiornik oleju, zawór przelewowy, filtr i przewody.

Rozpora wiertnicy wykonana jest w postaci trójnogu, rozpieranego między spągiem a stropem za pomocą śrub.

Usuwanie zwiercin przy wierceniu wiertnicą typu MDR-03A odbywa się za pomocą przepłuczki wodnej.

 

V. Bibliografia:

- J. Antoniak, T. Opolski: Maszyny górnicze część II.  Wydawnictwo ŚLĄSK 1983 r.

- Z. Korecki:  Maszyny i urządzenia górnicze. Wydawnictwo ŚLĄSK 1978 r.

- W. Lesiecki, T. Opolski: Górnictwo część 5 – Urabianie młotkami i wiertarkami. Wydawnictwo ŚLĄSK 1963 r.

- L. Szostak: Wiercenie głębokich otworów, Wydawnictwo ŚLĄSK 1973r.

 

 

Zebrał i opracował: Czesław Zając

 



[1] Rc – wytrzymałość na ściskania, Rt  - wytrzymałość na ścinanie,  Rm- wytrzymałość na rozrywanie

[2]szybkie usuwanie zwiercin warunkuje wydajne wiercenie, zakleszczenie, a nawet uszkodzenie wiertarki.

 

[3] - przepłuczkę, doprowadzaną przez otwór w żerdzi lub dostarczaną otworem wiertniczym, a przez otwór w żerdzi następuje wypływ zwiercin, - przedmuch doprowadzany przez otwór w żerdzi, - odsysanie otworem w żerdzi, -pianę dostarczaną do otworu przez żerdź, a uchodzącą otworem wierconym.

[4]   mogą wiercić skrawaniem lub też naciskiem statycznym

[5] Powyższa budowa i zasada działania obracadła została uproszczona dla celów dydaktycznych.