Буровые коронки КПЗ в Минске

Буровые коронки КПЗ: конструкция и область применения

Буровые коронки КПЗ — тип породоразрушающего инструмента для вращательно-ударного бурения шпуров и скважин в породах средней крепости и крепких. Аббревиатура КПЗ расшифровывается как «коронка с принудительным забоем» — конструктивная схема, при которой промывочные каналы ориентированы непосредственно на забой, обеспечивая интенсивное удаление шлама из зоны контакта твердосплавных вставок с породой. Инструмент применяется в горнодобывающей отрасли, при проходке тоннелей и строительстве гидротехнических сооружений.

Конструктивные особенности коронок КПЗ

Корпус коронки КПЗ изготавливается из легированной стали марок 35ХГСА или 40ХН с последующей цементацией и закалкой до твердости 56–62 HRC. В качестве породоразрушающих элементов используются твердосплавные вставки из вольфрамокобальтовых сплавов марок ВК-8В, ВК-11В и ВК-15В. Геометрия корпуса предусматривает наличие центрального промывочного отверстия и боковых пазов, которые формируют направленный поток промывочной жидкости (воздуха или воды) под давлением 0,4–0,8 МПа.

Отличительная черта серии КПЗ — усиленная схема армирования: твердосплавные пластины устанавливаются в хвостовике корпуса с наклоном 15–20 относительно оси коронки. Такая конфигурация снижает вибрационные нагрузки на буровой став и повышает ресурс инструмента при работе с перфораторами и буровыми установками с энергией удара до 250 Дж.

Типоразмерный ряд и присоединительные размеры

Коронки КПЗ выпускаются в диапазоне диаметров от 36 до 125 мм. Посадочная часть выполнена в виде конуса МФ (международный стандарт ISO 10207) или конуса К (конический по ГОСТ 13880). Для бурения с погружными пневмоударниками применяются коронки с резьбовым соединением R32, R38, T45 и T51.

Технология бурения и режимные параметры

Коронки КПЗ рассчитаны на работу с буровыми установками следующих типов:

• перфораторы ручные и колонковые с энергией удара 40–120 Дж;
• буровые каретки и самоходные установки с гидроперфораторами;
• погружные пневмоударники для бурения скважин диаметром 85–160 мм;
• установки для проходки восстающих выработок.

Оптимальная частота вращения коронки КПЗ составляет 120–300 об/мин в зависимости от диаметра и крепости породы. Осевое усилие подачи поддерживается в диапазоне 8–25 кН. При бурении монолитных пород с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова f = 12–16 рекомендуется снижать частоту вращения до 80–150 об/мин и увеличивать осевую нагрузку до 30 кН. Промывка забоя осуществляется водой с расходом 40–80 л/мин или сжатым воздухом с давлением 0,5–0,7 МПа.

Эксплуатационные характеристики и износ

Ресурс коронок КПЗ определяется интенсивностью износа твердосплавных вставок и корпуса. Средняя стойкость инструмента диаметром 46 мм при бурении песчаников составляет 120–180 погонных метров шпура, при работе в гранитах — 60–90 метров. Критерием предельного состояния служит уменьшение диаметра коронки на 3–5 мм относительно номинального или появление трещин на корпусе.

Переточка коронок КПЗ выполняется на заточных станках с алмазными кругами зернистостью АС6–АС15. Количество переточек достигает 5–7 циклов, после чего корпус подлежит утилизации. Для восстановления геометрии промывочных каналов используется электроэрозионная обработка.

Критерии выбора коронок КПЗ

При подборе инструмента учитываются три основных параметра: категория буримости породы, диаметр шпура и тип буровой установки. Для пород f = 6–10 применяются коронки с крестовой головкой и сплавом ВК-8В, обеспечивающие максимальную скорость бурения. В породах f = 10–14 предпочтительны корончатые головки с армированием ВК-11В, которые демонстрируют устойчивость к абразивному износу. Для пород f > 14 используется сплав ВК-15В, обладающий повышенной ударной вязкостью.

Вопросы и ответы