Механическое оборудование для открытых горных работ. Конструкции буровых станков

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Сибирский федеральный университет

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 
ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ. 
КОНСТРУКЦИИ БУРОВЫХ СТАНКОВ

Учебное пособие

Красноярск 
СФУ 
2020

УДК 622.24.05(07)
ББК 33.131-5я73
М550

Авторы:
И. И. Демченко, В. Т. Чесноков, Т. В. Твердохлебова, А. О. Муленкова 
О. С. Игнатова, А. А. Тумакова, А. А. Кузьмина, Ю. С. Константинова

Р е ц е н з е н т ы: 

А. Г. Михайлов, доктор технических наук, заведующий лабораторией проблем освоения недр Института химии и химической технологии СО РАН;
С. Ю. Красноштанов, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой горных машин и электромеханических систем Иркутского национального исследовательского технического университета

М550 
 
Механическое оборудование для открытых горных работ. 
Конструкции буровых станков : учеб. пособие / И. И. Демченко, В. Т. Чесноков, Т. В. Твердохлебова [и др.]. – Красноярск : 
Сиб. федер. ун-т, 2020. – 282 c.
ISBN 978-5-7638-4271-5

Приведены сведения по конструкции, принципу действия буровых машин, включающих буровые установки СБШ-250МНА-32, БКМ, Atlas Copco 
DML, Atlas Copco PV-235, Atlas Copco CS 1000 (CS 14), Atlas Copco L6/L6H/
L8, DE810 компании Sandvik, Boart Longyear LF90. В рассмотренных буровых 
машинах подробно описаны конструкции рам, ходового оборудования, аутригеров горизонтирования, мачты, исполнительные механизмы, привод, гидравлические и пневматические системы, кабины оператора с органами управления 
и контрольно-измерительными приборами. 
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки  
21.05.04 «Горное дело» (специализации 21.05.04.09 «Горные машины и оборудование», 21.05.04.03 «Открытые горные работы» и 21.05.04.10 «Электрификация и автоматизация горного производства»). Может быть полезно инженерно-техническим работникам карьеров, где ведется подготовка горных пород 
к выемке.

Электронный вариант издания см.: 
УДК 622.24.05(07)

http://catalog.sfu-kras.ru 
ББК 33.131-5я73

ISBN 978-5-7638-4271-5 
© Сибирский федеральный
университет, 2020

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .......................................................................................................4

Глава 1. Буровая установка  Atlas Copco DML .....................................6
1.1. Общие сведения о карьерной буровой установке ..............................6
1.2. Устройство буровой установки ............................................................7
1.4. Предстартовая проверка .................................................................... 26
1.5. Запуск буровой установки ................................................................. 29
1.6. Техническое обслуживание ............................................................... 31
1.7. Заправка топливом ............................................................................. 36

Глава 2. Буровая установка  Atlas Copco PV-235 ............................... 53
2.1. Общие сведения о буровом станке ................................................... 53
2.2. Устройство буровой установки ......................................................... 56
2.3. Предстартовая проверка .................................................................... 69
2.4. Техническое обслуживание ............................................................... 76
2.5. Заправочные объемы.......................................................................... 92

Глава 3. Буровая установка  
Atlas Copco ROC L6/L6H/L8 C11/C13 ................................................ 104
3.1. Общие сведения о буровой установке  .......................................... 104
3.2. Устройство буровой установки ....................................................... 106
3.3. Алгоритм проведения ежесменного  
технического обслуживания буровой установки .......................... 118

Глава 4. Буровая установка DE810 компании Sandvik .................. 124
4.1. Общие сведения о буровой установке ........................................... 124
4.2. Устройство буровой установки ....................................................... 127
4.3. Ежесменное техническое обслуживание  
буровой установки Sandvik DE810-188 .......................................... 144
4.4. Заправка установки .......................................................................... 146

Глава 5. Буровая установка СБШ-250МНА-32 ............................... 151
5.1 Общие сведения о буровой установке ............................................ 151
5.2. Работа гидропривода ....................................................................... 188

Глава 6. Буровая установка Boart Longyear LF90........................... 201
6.1. Общие сведения о буровой установке ........................................... 201
6.2. Устройство буровой установки ....................................................... 202
6.3. Организация процесса бурения ...................................................... 212

Оглавление

Глава 7. Буровой инструмент и приспособления.  
Эксплуатация инструмента и станков.  
Выбор режимных параметров бурения ............................................ 223
7.1. Буровой инструмент и приспособления,  
применяемые в бурении .................................................................. 223
7.2. Очистка скважин от буровой мелочи ............................................. 237
7.3. Технология производства буровых работ.  
Выбор бурового инструмента ......................................................... 246

Глава 8. Эксплуатация буровых станков.......................................... 255
8.1. Алгоритм проведения технического обслуживания ..................... 255
8.2. Выявление дефектов, узлов и агрегатов ........................................ 258
8.3. Организация ремонта ...................................................................... 260
8.4. Основы слесарного дела .................................................................. 263
8.5. Эксплуатационно-техническая документация .............................. 270

Библиографический список ................................................................ 274
Приложения ........................................................................................... 275

Памяти Анатолия Владимировича Гилева

ВВЕДЕНИЕ

Эффективная работа сложной карьерной техники во многом зависит от уровня теоретической и практической подготовки инженернотехнического персонала горного предприятия. Современный горный 
инженер должен глубоко знать основы механизации и автоматизации 
горного производства, эксплуатационные и технические данные горных 
машин и комплексов, принципы действия и технические возможности 
машин и элементов их конструкций.
Дисциплина «Механическое оборудование карьеров» является 
профилирующей, которая формирует профессиональный уровень современных инженеров, занятых в сфере горного производства. Обширный материал, излагаемый в рамках курса, требует большого объема 
аудиторных занятий, самостоятельной работы, учебных и производственных практик студентов.
Согласно учебному плану подготовки специалистов по направлению «Горное дело» для специализаций «Горные машины и оборудование», «Открытые горные работы», «Электрификация горно-металлургического производства» формируются необходимые компетенции 
по технологическим машинам на лекционных и практических занятиях, при выполнении лабораторных работ и при прохождении учебных 
и производственных практик на горных предприятиях. 
К моменту прохождения практик на предприятиях студент получил в вузе базовые знания основ технологии горного производства, машиностроения и технологии конструкционных материалов, о свойствах 
горных пород и полезном ископаемом.
Важную роль в деле подготовки будущего специалиста значат 
производственные практики. Они являются мотивирующим критерием 

Введение

для студента и в то же время способствуют  пониманию неразрывности 
теоретического и практического обучения, получению навыков, дают 
опыт практической работы.
Качество прохождения практик зависит наряду с другими факторами от подготовки студентов для работы на конкретных технологических машинах (буровых, выемочно-погрузочных, выемочно-транспортирующих и др.), которое определяется знанием конструкции машин, их 
управления, обслуживания и ремонта и других практических вопросов.
Во время производственных практик студенты работают в ремонтных бригадах в качестве слесарей по ремонту техники, а часто выполняют обязанности помощников машинистов машин. С целью подготовки 
студентов к выполнению трудовых функций машиниста и помощника 
машиниста буровых установок на основании инструкций по эксплуатации, паспортов заводов-изготовителей техники, справочной и учебной 
литературы составлено настоящее пособие. 
Большинство фирм, эксплуатирующих буровую технику, особенно иностранного производства, имеют эту информацию с грифом «для 
служебного пользования». Поэтому наличие учебного пособия в свободном доступе по изучению конструкции машин, их управлению, буровому инструменту, эксплуатации, позволяющему изучить указанные 
темы во время учебного семестра, позволит более эффективно использовать время практик.
Коллектив авторов выражает признательность Никитину Алексею Олеговичу и коллективу преподавателей учебно-курсовых комбинатов «АО Полюс» за неоценимую помощь, оказанную при подготовке 
данного пособия.

Глава 1

БУРОВАЯ УСТАНОВКА  ATLAS COPCO DML

1.1. Общие сведения о карьерной буровой установке

Буровая установка Atlas Copco DML представляет собой  вращательный буровой станок многократного прохода на гусеничном ходу 
с установленным вверху гидроприводом и предназначена специально 
для бурения взрывных скважин. Установка отличается высокой производительностью, прочностью, долговечностью и универсальностью. 
Буровая установка оснащена дизельным двигателем, приводящим 
в движение воздушный компрессор и гидравлическую систему. Работа 
бурильной машины осуществляется с помощью электрогидравлических 
регуляторов, эргономично расположенных в кабине оператора.

Таблица 1.1

Техническая характеристика буровой установки DML

Параметр
Значение

Диаметр скважины, мм
Гидравлическое(-ая) усилие/подача, кН
Гидравлическое усилие подъема, кН
Глубина бурения (однозаходное), м
Максимальная глубина скважины, м
Скорость подачи, м/с
Крутящий момент вращателя, кН·м
Приблизительный вес, т
Высота буровой вышки, м
Габариты, мачта поднята (мачта 9,15 м), м:
длина
высота
ширина
Габариты, мачта опущена (мачта 9,15 м), м:
длина
высота

152−270
267
98
8,5 или 10
53,3 или 62,5
0,7
9,76
39,5−50
9,15 или 10,7

9,7
13,3
5

13,3
5,7

Глава 1

Со времени появления на рынке в начале 1980-х гг. DML работает 
на многих угольных разрезах и рудниках в разных странах. Этот надежный буровой станок обеспечивает высокую производительность в любых горно-геологических и горнотехнических условиях. Техническая 
характеристика станка приведена в табл. 1.1, а общий вид представлен 
на рис. 1.1.

1.2. Устройство буровой установки

На рис. 1.2 представлены основные узлы буровой установки.
Основная рама буровой установки (рис. 1.3) представляет собой 
пространственную сварную конструкцию из элементов, сделанных из 

Рис. 1.1. Общий вид буровой установки DML

Буровая установка  Atlas Copco DML

конструкционной стали прямоугольного сечения размером 254×356 мм 
для поперечин и направляющих. Она служит основанием для системы 
силового блока, блока охлаждения, узла буровой вышки, кабины оператора и выравнивающих домкратов.

Рис. 1.2. Устройство буровой установки: 1 – стремянка обслуживания буровой установки; 2 – домкрат; 3 – очиститель воздуха; 4 – приемный резервуар; 5 – двигатель; 6 – глушитель; 7 – сборник пыли (или напольный бак воды, если установлен); 
8 – домкрат; 9 – гидравлический бак; 10 – карусельный магазин; 11 –платформа 
буровой установки; 12 – вращающаяся головка; 13 – задняя платформа; 14 – ком-
прессор А/С; 15 – бак смазочного масла скважинного забойного бура; 16 – привод 
насоса; 17 – охладитель; 18 – цилиндры подъема вышки; 19 – домкрат; 20 – вышка; 
21 – стремянка обслуживания буровой установки; 22 – кабина

Глава 1

В буровой установке использована ходовая часть экскаваторного типа, спроектированная по техническим условиям компании Atlas 
Copco. Гусеничные ленты приводятся в действие непосредственно от 
планетарной коробки передач и двумя гидравлическими двигателями 
мощностью 175 л. с. (130 кВт) каждый. Качающийся вал типа «шагающая балка» обеспечивает движение буровой установки по неровной поверхности, уменьшая при этом напряжение кручения на основную раму. 
Обе гусеничные ленты имеют раздельное управление, каждая гусеничная лента работает как отдельное устройство. Гусеничные ленты регулируются гидравлической системой с помощью системы работы обратной пружины и оснащены сменными башмаками шириной 850 мм.
На буровых установках установлены 3 домкрата (рис. 1.4, 1.5) для 
регулировки уровня установки и обеспечения устойчивости во время 
бурения.
Вышка буровых установок (рис. 1.6) выполнена из сварных труб 
прямоугольного сечения. Вышка выполняет многократный проход за 
счет карусельного механизма смены штанг. Механизм смены штанг является частью системы вышки и расположен на внешней стороне рамы 
вышки. Подъем и опускание вышки осуществляется с помощью двух 
гидравлических цилиндров. Подъем вышки в вертикальное положение 
с полным комплектом бурильной трубы в карусельном магазине и вра
Рис. 1.3. Схема рамы станка