Устройство для направленного бурения шпуров прямых врубов

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для направленного бурения шпуров прямых врубов при их использовании в качестве компенсационных полостей при проведении горных выработок. Устройство включает выполненный в виде двух соосных соединенных трубчатым стержнем опорных патрубков направляющий элемент, буровую штангу с втулкой и коронкой, при этом направляющий элемент непосредственно прикреплен к втулке, а буровая коронка размещена между соосно выполненных патрубков направляющего элемента на удалении от его оси не более радиуса буровой коронки. Изобретение позволяет повысить эффективность направленного бурения шпуров прямых врубов. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к устройствам для направленного бурения шпуров прямых врубов и может быть использовано горнодобывающими предприятиями черной и цветной металлургии для бурения шпуров в крепких скальных породах при проведении преимущественно горизонтальных горных выработок.

Известно устройство для направленного бурения шпуров прямых врубов (параллельно сопряженных шпуров), состоящее из корпуса, распорной трубки, направляющих патрубков и подвижной втулки, свободно входящей в направляющий патрубок и соответствующей сечению буровой штанги (см., например, а.с. СССР N 185809, кл. E 21 C 19/00).

Недостатком устройства является низкая производительность за счет операции поворота и закрепления устройства перед бурением каждого последующего шпура.

Наиболее близким к предполагаемому по своей технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для бурения продольно сопряженных скважин, включающее ударник с буровой коронкой, закрепленной на буровой колонне, и направляющий элемент с клиновым скалывателем, связанный бурильной колонкой посредством подшипниковой втулки. Направляющий элемент выполнен в виде двух соосных опорных патрубков, жестко соединенных между собой трубчатым стержнем (см., например, а.с. СССР N 1668609, кл. E 21 B 7/28).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность его работы при бурении горизонтальных сопряженных скважин вследствие заклинивания направляющего элемента в передовой скважине крупным буровым шламом, образованным при разрушении межскважинной перемычки клиновым скалывателем.

Целью предполагаемого изобретения является повышение надежности конструкции и эффективности направленного бурения шпуров прямых врубов.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для направленного бурения шпуров прямых врубов, содержащем направляющий элемент, выполненный в виде двух соосных опорных патрубков, соединенных трубчатым стержнем, буровую штангу с втулкой и буровой коронкой, направляющий элемент непосредственно прикреплен к втулке буровой штанги, при этом буровая коронка размещена между соосно выполненных патрубков направляющего элемента на удалении от оси соосных опорных патрубков не более радиуса буровой коронки.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется прилагаемым чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для направленного бурения шпуров прямых врубов; на фиг. 2 - разрез по линии А-А; на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б.

Устройство для направленного бурения шпуров прямых врубов содержит буровую штангу 3 с закрепленной на ней буровой коронкой 6 (буровой инструмент) и направляющий элемент, выполненный в виде двух соосных опорных патрубков 2, соединенных между собой стержнем 1 и связанный с буровой штангой 3 посредством втулки 4, что обеспечивает строгое параллельное расположение ее с буровой штангой 3.

Буровая штанга 3 снабжена муфтой 8 с переходником 9 и спиральными пружинами 5. При этом буровая коронка 6 размещена на удалении "b" от оси соосных опорных патрубков 2 не более радиуса буровой коронки "r". За счет разницы диаметров соосных опорных патрубков 2 и стержня 1 увеличено пространство для свободного доступа к буровой коронке 6 при ее установке и замене вследствие износа при бурении сопряженного шпура. За счет разницы диаметров соосных опорных патрубков 2 и стержня 1 также образовано шламоприемное окно 7.

Втулка 4 с муфтой 8 с переходником 9 и спиральными пружинами 5 ограничивает движение направляющего элемента 1-2 вдоль продольной оси за счет упругости спиральных пружин 5.

Устройство для направленного бурения шпуров прямых врубов работает следующим образом.

Буровым инструментом с использованием перфоратора пробуривают передовой шпур на требуемую глубину. После извлечения из передового шпура бурового инструмента к буровой штанге 3 присоединяют с использованием муфты 8, переходника 9 спиральных пружин 5 втулку 4. На хвостовик переходника закрепляют буровую коронку.

Затем в передовой шпур вводят направляющий элемент 1-2, буровую коронку 6 устанавливают к поверхности забоя и бурят параллельно сопряженный с ней шпур. По мере углубления сопряженного шпура направляющий элемент 1-2 двигается по передовому шпуру, его соосно опорные патрубки 2, опираясь при малых зазорах в стенки шпура, обеспечивают заданное направление буримого сопряженного шпура.

В процессе бурения сопряженного шпура межскважинная шпуровая породная перемычка не образуется, т.к. буровая коронка 6 размещена между соосных опорных патрубков 2 на удалении от их оси "b" не более радиуса "r" буровой коронки 6. Промывочная жидкость (вода) для охлаждения буровой коронки 6 при бурении сопряженного шпура поступает по каналу буровой штанги 3 и смывает буровой шлам из под буровой коронки 6, благодаря увеличенному сечению шламоприемного окна 7 беспрепятственно поступает в передовой шпур и обеспечивает свободное движение направляющего элемента 1-2 по передовому шпуру.

По предлагаемому изобретению разработан технический проект экспериментального образца устройства для направленного бурения шпуров прямых врубов, которое в 1997 г. будет изготовлено для проведения производственных испытаний в горногеологических условиях шахты Абаканского рудоуправления.

В сравнении с прототипом, опубликованным в а.с. 1668609, кл. E 21 B 7/28, предлагаемое устройство за счет размещения буровой коронки на удалении от оси соосных опорных патрубков не более радиуса буровой коронки исключает образование межскважинной породной перемычки между передовым и сопряженным шпурами и при непосредственно прикрепленном направляющем элементе к втулке буровой штанги обеспечивает заданное направление буримого сопряженного шпура.

Формула изобретения

Устройство для направленного бурения шпуров прямых врубов, содержащее направляющий элемент, выполненный в виде двух соосных опорных патрубков, соединенных трубчатым стержнем, буровую штангу с втулкой и буровой коронкой, отличающееся тем, что направляющий элемент непосредственно прикреплен к втулке буровой штанги, при этом буровая коронка размещена между соосно выполненных патрубков направляющего элемента на удалении от его оси не более радиуса буровой коронки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3