Отбойка горных пород шарошками (часть 1)

Шарошка — это породоразрушающий инструмент, имеющий свою ось вращения, перекатывающийся по породе под большим усилием и разрушающий ее. Разрушающими элементами шарошек являются зубья, штыри или непрерывный клиновидный обод. Соответственно, шарошки называют зубчатыми, штыревыми и дисковыми. Дисковые шарошки различают с двусторонним клиновидным ободом (рис. 2.28, а), их называют лобовыми, или лобового действия, и с односторонним заострением обода — они носят название тангенциальных. Тангенциальными шарошками отбойку породы осуществляют сколом (рис. 2.29). При дисковых шарошках лобового действия отбойка породы происходит в результате выкола под прокатывающимся инструментом. Для повышения производительности и снижения расхода энергии предусматривается на исполнительном органе комбайна схема расположения шарошек, обеспечивающая их совместное воздействие на породу, при этом осуществляется разрушение сколом участков между канавками выкола (см. рис. 2.28, б). Дисковыми шарошками оснащаются исполнительные органы комбайнов, предназначенных для проведения подземных горных выработок в крепких горных породах (f > 6).


Зубчатые и штыревые шарошки применяют преимущественно для бурения скважин. Штыри для шарошек изготавливают из твердых сплавов, что позволяет создавать на них большие нагрузки и соответственно разрушать породы высокой прочности.
Отбойка породы штыревыми шарошками происходит вследствие образования лунок выкола на поверхности массива от каждого единичного акта внедрения штыря на некоторую глубину (рис.2.30.). При совместном воздействии на породу предыдущих и последующих штырей, что предусмотрено конструкцией шарошки, ее геометрическими параметрами, происходит отбойка сколом участков между лунками выкола, дающая повышение производительности и снижение расхода энергии.

Для учета конкретных горно-геологических условий твердосплавные штыри для шарошечных долот применяют различной формы (рис. 2.31): клиновидные, сфероконические, биконические и сферические.

Отбойка породы штыревыми шарошками реализуется при бурении скважин станками шарошечного бурения. Буровым инструментом таких станков являются шарошечные долота, которые представляют собой конструкцию, сваренную в основном из трех лап, на их консольных осях в подшипниках качения или скольжения вращаются шарошки. На поверхности шарошек имеется несколько рядов (венцов) породоразрушающих элементов — зубцов или штырей (рис. 2.32).

---