Ремонтная технологичность буровых станков на угольных разрезах Севера

м о с к о в с к и й 
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ 
УНИВЕРСИТЕТ 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С
О
В
Е
Т 

Председатель 

Л.А. 
ПУЧКОВ 

Зам. 
председателя 

Л.Х. 
ГИТИС 

Члены 
редсовета 

ИВ. ДЕМЕНТЬЕВ 

АЛ. 
ДМИТРИЕВ 

Б.А. 
КАРТОЗИЯ 

М.В. 
КУРЛЕНЯ 

В. И. ОСИПОВ 

э.м. 
СОКОЛОВ 

КН. 
ТРУБЕЦКОЙ 

В. В. ХРОНИН 

В.А. 
ЧАНТУРИЯ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
М О С К О В С К О Г О 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

ректор 
Ml 1 У, 
чл. -корр. 
РАН 

директор 
Издательства 
МГГУ 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

академик 
МАН 
ВШ 

академик 
РАН 

профессор 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

B.C. КВАГИНИДЗЕ 
В.Ф. ПЕТРОВ 
В.Г. МЕРЗЛЯКОВ 

РЕМОНТНАЯ 
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ 
БУРОВЫХ СТАНКОВ 

НА УГОЛЬНЫХ 
РАЗРЕЗАХ 
СЕВЕРА 

А 

МОСКВА 
ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 
2006 

УДК 622.242:622.012.7 
ББК 33.13 
К 32 

Книга соответствует 
«Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых. 
СанПиН 1.2.1253-03», утвержденным Главным государственным 
санитарным врачом России 30 марта 2003 г. 

Квагинидзе B.C., Петров В.Ф., Мерзляков В.Г. 

К 32 
Ремонтная технологичность буровых станков на угольных разрезах Севера. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. — 262 с : ил. 

ISBN 5-7418-0426-8 (в пер.) 

Описаны проведенные исследования показателей использования буровых станков, дан анализ условий их эксплуатации на Севере. Обоснована 
необходимость научного подхода к решению проблемы повышения надежности и ремонтной технологичности буровых станков. Приведены техническое описание и инструкция по эксплуатации буровых станков. Изложена 
методика оценки ремонтной технологичности буровых станков и определены наиболее значимые показатели, влияющие на ремонтную технологичность. Рассмотрены особенности ремонта гидрооборудования буровых станков в условиях низких температур. Приведены рекомендации по организации ремонта буровых станков и по совершенствованию технологии ремонта 
гидрооборудования в условиях низких температур. 

Для научных и 
инженерно-технических работников, занимающихся 
проектированием, созданием и эксплуатацией буровых станков в условиях 
Севера. 

УДК 622.242:622.012.7 
ББК 33.13 

ISBN 5-7418-0426-8 
© B.C. Квагинидзе, В.Ф. Петров, 

В.Г. Мерзляков, 2006 
© Издательство МГГУ, 2006 
© Дизайн книги. Издательство 

МГГУ, 2006 

ВВЕДЕНИЕ 

В настоящее время добыча полезных ископаемых остается 
важнейшей необходимостью для жизнедеятельности цивилизации. 
Нефть, газ, уголь до сих пор являются первичными видами топлива 
на планете. Очевидно, что горно-добывающая промышленность 
еще очень долгое время будет оставаться необходимой частью отечественного бюджета. 

Природа расположила многие свои богатства в суровых климатических зонах. Большинство месторождений полезных ископаемых скрыты под мощными пластами горных образований, имеющих порой весьма сложное геологическое строение. 

Процесс бурения скважин для размещения в них зарядов 
взрывчатых веществ является одним из наиболее трудоемких процессов из всех входящих в технологию добычи полезных ископаемых открытым способом. 

Для снижения себестоимости разработок полезных ископаемых необходима не только новейшая 
высокопроизводительная 
техника, но и новый подход к вопросам ее эксплуатации и проведения ремонтов. 

Постоянное усложнение конструкций машин, применение смешанных электрогидравлических приводов и прогрессивных конструкций намного опережают техническую подготовленность обслуживающего и ремонтного персоналов, а также теоретическую подготовку инженерных работников и руководителей. Перед ремонтными 
службами появляется новая задача — обеспечить качественное восстановление работоспособности высокотехнологичной техники. 

Эксплуатация горных машин в условиях Крайнего Севера выявила недостаточную подготовленность изготовителей как отечественных, так и зарубежных производителей к реальным условиям 
работы оборудования. Так, например, опыт фирмы «ИнгерсолРэнд» по работе бурстанков на севере (штат Аляска) ограничивается тем, что после морозов ниже — 30°С они останавливают буровые работы и ждут потепления, после чего продолжают бурение. 
По контракту DTE-4129 фирма гарантирует работу бурового станка при понижении температуры окружающей среды до -50°С, при 

5 

этом вязкость масла по заводской документации гарантируется до 
— 40°С (в арктическом варианте), а по спецификациям температура 
эксплуатации резиновых уплотнений по штоку и по валу механизмов 
гидросистемы ограничивается нижним пределом до — 30°С. 

Устранять последствия всех этих недоработок, недостатков, а 
также аварийных отказов гидравлического оборудования приходится ремонтной службе. Ремонтом технологического оборудования на горных предприятиях занято до 30 % списочного состава 
рабочих. 

Одним из направлений в решении этой проблемы является повышение ремонтной технологичности гидравлического оборудования бурстанков, улучшение их приспособленности к техническому 
обслуживанию и ремонту, а также совершенствование системы 
ремонта и обслуживания. 

Решение этих задач требует научного подхода. Возникает необходимость анализа и обобщения информации об изменении 
уровня качества гидроаппаратуры при различных условиях эксплуатации. Стоит отметить, что исследования по определению 
уровня ремонтной технологичности гидравлического оборудования 
буровых станков, эксплуатируемых на горных предприятиях Севера, до настоящего времени не проводились. Также отсутствует методика сбора и обработки статистической информации и экспериментальной оценки ремонтной технологичности гидрооборудования буровых машин. 

На разрезе «Нерюнгринский» эксплуатируются буровые станки нескольких моделей, среди которых — оборудование американской фирмы «Ингерсол-Рэнд», буровые станки модели «DM-H», 
которые в отличие от предыдущих моделей многих фирм имеют 
гидропривод всех основных операций бурения, включая гидравлический вращатель. 

Все это делает целесообразным проведение исследований в 
данной области, поэтому оценка и разработка способов повышения 
ремонтной технологичности гидрооборудования буровых станков 
на горных предприятиях Севера являются актуальными научными 
задачами. 

ГЛАВА 1 

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ 
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 
БУРОВЫХ СТАНКОВ 
В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА 

1.1 
Условия эксплуатации 
буровых станков 
на разрезах 
Южно-Якутского 
угольного комплекса 
1.2 
Показатели использования 
буровых станков 
1.3 
Анализ работ по ремонтной 
технологичности машин 
1.4 
Требования к ремонтной 
технологичности 
бурстанков 

1.1. Условия эксплуатации буровых станков 
на разрезах Южно-Якутского угольного 
комплекса 

На разрезе «Нерюнгринский» разрабатывается месторождение, 
расположенное в центре Южно-Якутского каменноугольного бассейна. Оно представляет собой мульду длиной 6 км, шириной 4 км. 
Углы падения крыльев мульды изменяются от 20 до 25° по периферии до горизонтального залегания в замке. Вынимаемый открытым способом верхний пласт «Мощный» в северной части месторождения выдержан по мощности, которая в среднем составляет 
20+25 м. 

Вскрышные породы представлены песчаниками и алевролитами значительной крепости (табл. 1.1,1 кгс/см

2 = 10

5 Па). Мощность 
вскрышных пород в центре мульды достигает 320 м. 

Таблица 1.1 

Физико-механические свойства вскрышных пород 

Литотнп 
Объемная 
масса, т/м

3 

Влажность 

естественная, % 

Прочность 
на сжатие, 
кг/см

2 

Модуль 
упругости, 
кг/см

2 

Коэффициент крепости 

(по шкале 
проф. Протодьяконова) 

Гравелит 
2,62 
0,2+0,4 
350+1200 
— 
6,3+6,7 

Песчаник 
крупнозернистый 

2,59+2,65 
0,2+0,6 
900+1500 
2,9+5,1 
6,7+6,9 

Песчаник крупнозернистый с гидрослюдным 
цементом 

2,54+2,62 
0,6+0,8 
500+800 
2,9+3,2 

Песчаник 
среднезернистый 

2.52+2,66 
0.5+1,2 
1040+130 
0 

2,5+2,9 
6,5+6,7 

Песчаник мелкозернистый 

2,59+2,62 
0,5+0,6 
1000+1100 
2,8+2,9 
6,6+6,9 

Алевролит 
2,10+2,65 
0,8+0,9 
600+800 
4,0+4,5 
6,9+7,1 

9 

Отвалы расположены в непосредственной близости от западной и северо-восточной части разреза, а также начата отсыпка 
внутренних отвалов на нерабочих бортах. При резко увеличившемся спросе на угольный концентрат на мировом рынке в 1988—1990 
гг. максимальный объем добычи доходил до 15 млн т. Среднегеологический коэффициент вскрыши превышает 6 м

3/т. 

В настоящее время основные горные работы сосредоточены на 
восточной части месторождения. Средняя длина фронта работ на 
вскрышных уступах составляет 3+3,5 км. 

Интенсивная отработка горизонтов обусловила высокую концентрацию горных работ и как следствие — большое количество 
горного оборудования в рабочей зоне. Физико-механические свойства угля приведены в табл. 1.2. 

Для обеспечения высокой производительности на разрезе 
«Нерюнгринский» используется отечественная и импортная техника. Выемка породы производится экскаваторами типа «прямая лопата». Применяется техника самая разнообразная: шесть экскаваторов «Марион-201» с вместимостью ковша 16 м

3, два — «Марион301» с ковшом 40 м \ шесть отечественных экскаваторов ЭКГ-20 с 
ковшом 20 м \ три ЭКГ-15 с вместимостью ковша 15 м

3 и один 
ЭКГ-12,5 с ковшом 12,5 м

3. 

Таблица 1.2 

Физико-механические свойства угля 

Мощность пласта 
Объемная 
Природные прослойки 
РасстояУгол 

/ 
N 
ОТ—до 
,м 

масса, т/м

3 
ние по 
вертикападения 
,м 

ние по 
вертикападения 

^средняя ) 
ли до 
плаобщая, 
выниугользасопреобмощкоэфнижелеста, 

с промаемая 
ных 
ренладаюность, м 
фицижащего 
град 

слойпачек 
ного 
щий 
ент 
слоя, м 

ками 
угля 
состав 
крепости 

1.5+66 
24+25 
1,31 
1.35 
Угли0,05+0,5 
4+6 
100+200 
2+20 

26,5 
стые 
аргиллиты, 
песчаники 

10 

На добыче используются драглайны ЭШ-13/50 и ЭШ-11/70, 
на краях пласта — для лучшей селективности углей экскаваторы 
ЭКГ-8И (шесть машин) и один ЭКГ-10. Отгружают уголь потребителям погрузчики «Дарт» и «Дрессер», имеющие ковш вместимостью 8 м\ и четыре экскаватора ЭКГ-5А. 

Транспортировка грунта осуществляется автосамосвалами: «Коматцу HD-1200E» грузоподъемностью 120 т, «БелАЗ-75215» — 170 т, 
«БелАЗ-75213» — 160 т, «Дрессер-Б830Е» — 240 т. Уголь перевозят самосвалы «БелАЗ-75129» грузоподъемностью ПО т, имеющие 
кузов увеличенного объема. 

Рабочие параметры экскаваторной техники позволяют осуществлять вскрытие одним уступом высотой до 18 м. Это определяет 
целесообразность бурения скважин глубиной порядка 19+20 м. 

Буровые работы ведутся станками вращательного бурения. На 
разрезе в разное время эксплуатировались бурстанки различных 
фирм: «Марион» — четыре машины «M4-SS», «Бисайрус-Эри» — 
восемь буровых станков «60-R», СБШ-400 (модернизация СБШ320-В), два бурстанка СБШ-320-В, три машины СБШ-250-МН и 
пять буровых станков «DM-Н» американской фирмы «ИнгерсолРэнд». Состояние парка буровых машин за период 1997—2002 гг. 
видно на рис. 1.1, а их параметры указаны в табл. 1.3. 

Рис. 1.1. Списочный парк буровых станков на разрезе «Нерюнгринский» 

11