ТОННЕЛЕСТРОЕНИЕ И БУРЕНИЕ ШПУРОВ

Поршневой перфоратор. В 1849 г. J.J. Couch из Филадельфии получил патент на паровую ударную бурильную машину. Его подсобный рабочий Фавле (J.Fowle) значительно улучшил конструкцию машины для бурения, совместив работу поршневого клапана с управлением вращения бура, и предложил цепной податчик.

В результате Фавле создана не только оригинальная и работоспособная конструкция бурильной машины, но и положено начало конструированию целого класса машин, получивших в дальнейшем наименование поршневых перфораторов. Основные принципы, заложенные в эту конструкцию перфоратора, использовались изобретателями и конструкторами и в XIX и в XX веках. В 1851 г. Фавле запатентовал бурильную машину, работающую на энергии сжатого воздуха.

B пятидесятые годы XIX века над совершенствованием ударной машины работали многие изобретатели. В 1857 г. в Саксонии в горном строительстве успешно применялась машина Шумана с ручной подачей, значительно усовершенствованная в дальнейшем шведом Бергстремом. Первая машина Шумана имела ручное реверсирование хода поршня, но уже в 1859 г. перфоратор имел принудительное реверсирование. Улучшенная конструкция машины при бурении гранита обеспечивала скорость бурения шпуров 2,5 см/мин (1,5 м/ч) при подаваемом к машине сжатом воздухе всего в 2 атм. Одновременно с Бёргстремом над совершенствованием перфоратора работали Doring и Stapff в Швеции и Sachs и Ticler в Германии.

Увеличению числа изобретений машин для бурения способствовало начало строительства первого крупного альпийского тоннеля Mont-Cenus. Для бурения шпуров в забое этого тоннеля англичанином Барлет предложена машина, работающая на сжатом воздухе. Используя идеи разных изобретателей, машину Барлета конструктивно изменил итальянский тоннелестроитель немец Соммейлер, и с 1857 г. машины этого типа стали использоваться при проведении горных выработок, в 1861 г. они успешно применялись в южном забое вспомогательного тоннеля Монт-Сени, а затем в 1863 г. - в северном забое. К моменту применения в тоннеле машина значительно усовершенствована изобретателем. Один из её типов имел маховик и механизм вращения бура, связанный с золотником. Вращение бура осуществлялось от отдельного привода, поршневого моторчика, передававшего вращение буру через кривошипный вал, коническую зубчатую передачу, фрикционную муфту и шлицевое соединение. Подача машины осуществлялась посредством двойной зубчатой рейки и связанным с ней бесконечным винтом (см. рис. 2.4). Машины числом от 4 до 9 устанавливались на специальной каретке (рис. 2.5), обеспечивая проходку забоя от 19 - 32 м в крепкой породе и до 77 м в месяц (максимально 84,2 м) в менее крепкой породе.

Машину изготавливала бельгийская фирма "Коккериль". Перфоратор имел диаметр цилиндра 76 мм, ход поршня 201 мм, массу 280 кг и число ударов поршня 200 - 300 в минуту.

Изобретение Соммейлера имело большое значение в тоннелестроении. Применение этого типа машин при проходке тоннеля Монт-Сени сократило проходку тоннеля с 27 лет по проекту до 9 лет. Машина оценивалась в целом как достаточно надежная, хорошо ремонтировалась и применялась в этом тоннеле вплоть до окончания его строительства, до декабря 1870 г.

Строительство этого тоннеля побудило изобретателей к совершенствованию производства сжатого воздуха, который вырабатывался в тот период только с помощью паровой машины.
Рис. 2.5

Стоимость единицы объема сжатого воздуха была высокой. Тоннелестроители при проходке встретились с высокой температурой окружающих выработку пород, и пришлось решать задачу подачи в забои холодного воздуха, Решая эту проблему, проф. Colladon в 1850 г. предложил конструкцию компрессора, работающего от водяного двигателя.

Англичанами Sturgeon, Crease, Green, Harrison и Stanley в конструкцию машины Соммейлера вносились различные изменения, в частности, они предложили водяную промывку через пустотелый бур. Машины конструкции этих изобретателей, изготавливаемые впоследствии по патенту Бурлайна, использовались при проходке ряда тоннелей. В 1860 г. в США выдан патент на паровую бурильную машину, изобретенную Гарднер и Лисбет, а в 1865 г. патент на свою машину получил Хаунт. Эти машины применяли сначала при проходке тоннеля Hoosat-Eisenbahntunnels (1856 - 1876 гг., 7641 м), потом в другом тоннеле. Машины были ненадежны, и конструкция их неоднократно менялась. Наконец, ближе к 1868 г. Бурлайном создана удачная конструкция машины, на которую вместе с Фавле получен патент. Перфораторы изготавливались на машиностроительном заводе Mahler und Essenbacher в Вене.

Две машины типа Бурлайн N1 в течение одного года применялись при проходке штолен (1844-1877 гг.,13900 м) в Фрайбурге (Саксония).
далее

Навигация по книге: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109