Горные машины, предназначенные для бурения шпуров и скважин, называют бурильными машинами.
Бурильные машины могут быть:
· по области применения - для открытых и подземных работ;
· по назначению — машины для бурения шпуров и для бурения скважин;
· по роду потребляемой энергии — пневматические, электрические, гидравлические, термические и комбинированные;
· по способу разрушения горной породы подразделяются на широко применяемые в настоящее время машины с механическим (непосредственным) воздействием разрушающего инструмента на породу и со специальными физическими методами воздействия.
В зависимости от характера силового воздействия бурового инструмента на горную породу и схемы его работы механическое бурение может осуществляться следующими способами:
· вращательным,
· ударным,
· вращательно-ударным,
· ударно-вращательным.
Вращательное бурение производится буровым инструментом, имеющим форму резца, непрерывно вращающимся вокруг своей продольной оси и поступательно перемещающимся вдоль этой оси на забой. В результате сложения этих двух движений каждое перо резца движется по винтовой линии. Для эффективного использования этого способа бурения необходимо, чтобы осевое усилие превышало предел прочности буримых пород на вдавливание, а крутящий момент - сопротивление породы скалыванию и силы трения резца о породы, что, в свою очередь, определяет очень жесткие требования к прочности породоразрушающего инструмента.
Достоинства вращательного способа бурения: высокая производительность бурения, так как процесс разрушения породы непрерывен; невысокие удельные энергозатраты; относительно низкая запыленность рабочей зоны; отсутствие опасных вибраций машины при работе.
К недостаткам данного способа бурения нужно отнести ограничения области применения по крепости и абразивности горных пород.
Шарошечное бурение дает возможность бурить более крепкие породы (f >8) вращательным способом. Однако шарошечные буровые станки пока не получили широкого распространения на подземных горных работах.
Ударное (ударно-поворотное) бурение производится клиновым буровым инструментом. Под действием ударного импульса лезвие буровой коронки внедряется в породу, образуя радиальные канавки. Секторы породы между канавками разрушаются за счет скалывающих напряжений. Перед ударом буровой инструмент незначительным осевым усилием подачи прижимается к груди забоя, а поворот бурового инструмента на некоторый угол (15...20°) после каждого удара для разрушения всей площади забоя шпура или скважины осуществляется крутящим моментом. Кратковременная и значительная динамическая нагрузка на буровую коронку создает большие удельные нагрузки в месте контакта лезвия коронки с породой, что дает возможность бурить крепкие и абразивные породы.