Публикация №7 — «Буровой инструмент Богомолова» — Горный инструмент для получения скважин квадратного поперечного сечения – «Буровой инструмент Богомолова»

В настоящее время на открытых горных разработках более 80% объемов горных пород разрабатывается с применением буровзрывных работ (БВР), предопределяющих эффективность всех последующих технологических процессов добычи и переработки полезного ископаемого. На крупных карьерах затраты на БВР достигают 25% — 30% от общих затрат на добычу полезных ископаемых. По мере углубления карьера, требования к буровзрывным работам возрастают.

На текущий момент времени стоят актуальные задачи при проведении БВР:

1. Уменьшение удельного расхода взрывчатого вещества (ВВ).

2. Обеспечение установленного качества дробления горных пород.

3. Увеличение производительности бурового оборудования.

Уменьшение расхода ВВ можно достичь несколькими способами, а именно:

1. увеличением сетки скважин взрывного поля;

2. использованием другого взрывчатого вещества с повышенным значением бризантности.

Оба данных способа ведут к ухудшению качества дробления горных пород, а второй способ ведет к увеличению затрат на ВВ. Поэтому разрабатываются и существуют множество способов в той или иной степени компромиссного решения указанных задач. Группа ученых из Кузбасса нашла одно из таких компромиссных решений, которое заключается в применении взрывных скважин квадратного поперечного сечения [1].

Были произведены лабораторные испытания по взрыванию трех видов скважин: с треугольным, квадратным и круглым поперечным сечением. В результате оптимальный грансостав взорванного блока наблюдался при использовании скважин с квадратным поперечным сечением. Небольшой выход более крупных фракций, свидетельствует о лучшем дроблении материалов [2].

В дополнении к лабораторным испытаниям было произведено моделирование процесса взрыва в горном массиве путем статического нагружения стенок скважин с квадратным и круглым поперечным сечением. Расчеты были выполнены в программном комплексе «T-flex анализ». В первом случае рассматривалось нагружение круглых скважин диаметром 200 мм со взрывной сеткой 5х6 метров. Во втором случае рассматривался аналогичный процесс с квадратными скважинами размером 190мм и взрывной сеткой 5,5х6 метров [3].

На основании указанных выше проведенных исследований применение взрывных скважин квадратного сечения может на 10%:

1. Увеличить объем взорванной горной массы;

2. Увеличить выход горной массы с одного метра скважины;

3. Увеличить размеры сетки скважин;

4. Уменьшить расхода взрывчатых веществ при буровзрывных работах;

5. Уменьшить объемы бурения.

Поскольку за счет скважин квадратного поперечного сечения достигаются подобного рода результаты, необходимо было произвести разработку данного инструмента [4]. За прототип было взято серийное шарошечное буровое долото. На основании математического моделирования была разработана уникальная форма шарошки с помощью которой происходит процесс формообразования скважины с квадратным поперечным сечением.

Был изготовлен лабораторный опытный образец двухшарошечного долота с одноконусными шарошками (рис. 1).

clip_image002

Рис. 1. Опытный образец шарошечного долота для бурения скважины с квадратным поперечным сечением.

Произведены испытания (рис. 2), доказавшие возможность формирования квадратного поперечного сечения скважины с помощью шарошек с разной длиной образующей конуса.

image

Рис. 2. Забой скважины с квадратным поперечным сечением.

Шарошки, формирующие некруглое поперечное сечение, имеют меньшие размеры в диаметре и работают в более сложных условиях. Для улучшения центрирования долота в процессе бурения и снижения нагрузки на шарошки, которые выполняют формообразование скважины, целесообразно использовать буровой инструмент в виде режуще-шарошечного долота и расширителя (рис. 3) в сочетании с опережающим шарошечным долотом. Разборная конструкция расширителя, благодаря возможности обслуживания и ремонтопригодности, также позволит увеличить ресурс инструмента.

image

Рис. 3. Вариант разборного шарошечного расширителя для образования скважин квадратного поперечного сечения.

Результатом работ стало получение нового вида инструмента, с помощью которого можно получать скважины квадратного поперечного сечения. Данный инструмент назван — «Буровым инструментом Богомолова».

Номенклатура модификаций разработанного инструмента:

1. Режуще шарошечные долота для крепости пород 6-9 по шкале Протодъяконова М. М.

2. Трехшарошечные долота для крепости пород 9-16 по шкале Протодъяконова М. М.

3. Двухшарошечные расширители для крепости пород 9-16 по шкале

Протодъяконова М. М.

Преимуществом конструкции горного инструмента для получения скважин квадратного поперечного сечения является:

1. Отсутствие в мире аналогов по механическому бурению скважин с некруглым поперечным сечением для условий карьеров;

2. Область применения охватывает большую часть спектра буримых пород по крепости на карьерах;

3. Инструментом могут быть оснащены наиболее распространенные отечественные и зарубежные шарошечные станки для бурения с продувкой, так как используется вращательный способ бурения.

Проведенные технико-экономические расчеты с учетом использования данного бурового инструмента свидетельствую о возможности уменьшения ежемесячных затрат на взрывчатое вещество на 10% и достижения годового экономического эффекта при эксплуатации одного бурового станка порядка $138340.

Для промышленного освоения данного вида инструмента необходимы дополнительные инвестиции в размере $1,2 миллиона долларов [5]. Направленные на внедрение в промышленное производство «Бурового инструмента Богомолова» и получения следующих результатов:

1. Горные предприятия получат инновационный инструмент, который позволит снизить издержки на добычу полезных ископаемых.

2. Заводы-изготовители получат продукт, который будет пользоваться стабильным спросом.

Литература

1. Drilling tool for stress-raiser well drilling — Access https://golovin2017.com/2015/08/16/drilling-tool-for-stress-raiser-well-drilling — Caps. from the screen.

2. Богомолов, И. Д. Результаты исследования разрушения массива бурением скважин круг-лой, треугольной и прямоугольной форм / И. Д. Богомолов, А. М. Цехин, М. К. Хуснутдинов // Без-опасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах: Материалы 4 Междунар. науч.-практ. конф., 21-23 ноября 2000 г. – Кемерово, 2000. – С. 89-90.

3. Resource-saving drilling tools appliance for noncircular cross-section wells forming — Access https://golovin2017.com/2015/09/01/resource-saving-drilling-tools-appliance-for-noncircular-cross-section-wells-forming — Caps. from the screen.

4. Preconditions for creating and using a tool for blastholes forming at the open cast mining — Access https://golovin2017.com/2015/08/16/preconditions-for-creating-and-using-a-tool-for-blastholes-forming-at-the-open-cast-mining — Caps. screen

5. Investment proposal «Drilling tool Bogomolov» — Access https://golovin2017.com/2015/09/20/investment-proposal-drilling-tool-bogomolov — Caps. screen

Источник: https://golovin2017.com/2015/11/30/mining-tool-for-boreholes-with-square-cross-section-boring-tool-of-bogomolov/

Архив презентаций

1. Эффективность взрывных скважин с квадратным поперечным сечением

2. Экономический эффект от использования квадратных взрывных скважин

3. Формообразование скважин с квадратным поперечным сечением

4. Разработка модификаций
«Бурового инструмента Богомолова
»

5. Интеллектуальная собственность проекта

6. Инвестиционное предложение

7. Команда проекта

8. Проект «Буровой инструмент Богомолова»

Архив публикаций

1. Публикация №1 — «Буровой инструмент Богомолова» — Об эффективности применения скважин с некруглым поперечным сечением при вскрышных работах на карьерах

2. Публикация №2 – «Буровой инструмент Богомолова» — Предпосылки по созданию и использованию инструмента для получения взрывных скважин на открытых горных работах

3. Публикация №3 — «Буровой инструмент Богомолова» — Буровой инструмент для бурения скважин с концентраторами напряжений

4. Публикация №4 — «Буровой инструмент Богомолова» — О применении и разработке инструмента для получения скважин с некруглым поперечным сечением

5. Публикация №5 — «Буровой инструмент Богомолова» — Применение ресурсосберегающего бурового инструмента для получения скважин с некруглым поперечным сечением

6. Публикация №6 — «Буровой инструмент Богомолова» — Инвестиционное предложение «Буровой инструмент Богомолова»

Спасибо за сотрудничество и понимание,

Игорь Головин

Тел.: +7-921-435-13-44

E-mail: golovin-2017@yandex.ru

«Буровой инструмент Богомолова»

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

w

Connecting to %s