Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВАЯ ШТАНГА ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ ШПУРОВ

Изобретение относится к угольной промышленности, а точнее к буровым штангам для вращательного бурения шпуров в горных породах.

Известна буровая штанга для бурения шпуров, тело которой выполнено с круглым поперечным сечением. Штанга имеет конусное соединение с резцом и шпинделем бурильной машины (Друкованый, М.Ф. Справочник по буровзрывным работам [Текст] / М.Ф. Друкованый, Л.В. Дубнов, Э.О. Миндели, К.И. Иванов, В.И. Ильин. - М.: Недра, 1976. - 631 с., С. 483).

Недостатком такой буровой штанги является трудность удаления из шпура отбуренной горной породы, так как тело штанги может занимать большую часть объема шпура.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является буровая штанга, состоящая из тела штанги, выполненного в виде трехзаходного винта с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, хвостовика и замка для закрепления резца. Выполнение штанги с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника обеспечивает пространство между стенкой шпура и телом штанги в виде пустых сегментов (SU №208606 А1, МПК Е21В 17/00, опубл. 17.01.1968)

Существенным недостатком буровой штанги, выполненной с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, является наличие точек, расположенных на серединах сторон треугольника, в которых возникают наибольшие напряжения, что может приводить к появлению в этих точках трещин, уменьшающих прочность всей штанги. Помимо этого полости между телом штанги и поверхностью шпура не всегда обеспечивают эффективное удаление отбуренной горной породы в связи с их незначительными размерами.

Техническая проблема, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в увеличении прочности буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент, а так же повышении эффективности удаления отбуренной горной породы.

Существующая проблема решается тем, что в известной буровой штанге для вращательного бурения шпуров, состоящей из тела штанги, хвостовика и замка для закрепления резца, согласно изобретению тело штанги выполнено трехгранным с поперечным сечением в виде гипоциклоиды, имеющей скругленные концы ветвей.

Гипоциклоида представляет собой плоскую кривую, траекторию точки окружности, катящуюся по другой окружности и имеющую с ней внутреннее касание (Математическая энциклопедия. Т. 1. А-Г [Текст] / Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - 1152 стб.: ил., стб. 1011).

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в увеличении прочности буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент за счет выполнения тела штанги трехгранным, а выполнение поперечного сечения тела штанги в виде гипоциклоиды способствует исключению точек на поперечном сечении штанги, в которых происходит концентрация напряжений. Помимо этого, выполнение концов ветвей гипоциклоиды скругленными, увеличивает пространство между стенкой шпура и телом штанги, что улучшает процесс удаления отбуренной горной породы.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена буровая штанга для вращательного бурения шпуров, на фиг. 2 - поперечное сечение предлагаемой буровой штанги.

Буровая штанга состоит из тела штанги 1, хвостовика 2, замка 3 для закрепления резца.

Работает предлагаемая буровая штанга следующим образом: штанге задается вращательное движение с осевой подачей на забой вдоль оси вращения. В процессе вращательного движения и одновременной подачи на забой буровой резец, закрепленный на штанге, срезает горную породу, при этом отбуренная горная порода удаляется через пустоты, располагающиеся между стенками шпура и телом штанги.

Положительный результат заявляемого изобретения заключается в увеличении прочности буровой штанги посредством исключения точек на поперечном сечении штанги, в которых происходит концентрация напряжений, а так же в повышении эффективности удаления отбуренной горной породы за счет увеличения площади пустых сегментов между телом штанги и поверхностью шпура.