Еще немного о бурении

О. Федорович, "Каменные работы", гл. 24, стр. 204, 1915 год

<<Бурение скважин производится цилиндрическими плоско заточенными стальными или железными с наваренной сталью бурами (кроме плоских, применяются буры, отделанные пирамидальными зубчатыми или крестообразными наконечниками). Каменотес, наставляя рукой бур, ударяет по нему молотком и поворачивает после каждого удара бур на 15-20 градусов, при чем лезвие дробит понемногу камень, превращая его в порошкообразную массу. Бур от работы разогревается, почему, для охлаждения его, а так же для некоторого размягчения камня, в скважину подливают воду, которая, вместе с тем, способствует лучшему удалению из скважины порошка (муки), вычерпываемой ложечкой. Толщина буров зависит от твердости камня.>>

Для небольших неглубоких отверстий могут применяться ручные буры "jamper".

С. Кларк  "Строительство и архитектура в Древнем Египте" 

<<каменотес использует тяжелый лапчатый лом или «прыгающее железо», когда пробивает длинное цилиндрическое отверстие, чтобы загнать туда заряд. Он опускает свое орудие довольно легко и во время отдачи придерживает его рукой, а затем слегка поворачивает, прежде чем нанести следующий удар. Зато, с какой бы силой непрофессионал ни лупил по нему, ему так ничего и не удастся сделать, а острие лома быстро затупится.>>

проф., д.т.н. Лыхин П.А., "Тоннелирование и бурение шпуров (скважин) в XIX и XX веках"

Ссылка 

<< Б.И. Бокий примерно так описывает технологию ручного бурения. Выбрав место и задав направление шпура, с помощью кайлы, клина и молотка, или бура-забурника выравнивают в намеченном месте небольшую площадку, если порода крепкая, или, если порода не крепкая, делают небольшое углубление и, ставя на эту площадку или в углубление забурник, наносят по затылку его удары молотком, сначала легкие, а после углубления шпура на 2 - 3 см - более сильные удары. После нанесения каждого удара бур (забурник) поворачивают вокруг своей оси. Если шпур горизонтальный или нисходящий, буровую мелочь раздробленной бурением породы удаляют из него специальной чищалкой, ложечкой.

В течение нескольких столетий отбирались наиболее рациональные параметры инструмента ручного бурения. Бур представлял собой стальной стержень, круглой, квадратной или наиболее удобной для бурения многогранной формы в сечении. Длина буров в комплекте, рекомендуемая Б.И. Бокием : забурник - 0,35, средний бур - 0,7 и большой бур - 1 м, диаметр головки бура, соответственно, 32, 28, 25 мм и масса бура - 1, 2, 3 кг. Масса молотка принималась от 1 до 3-4,5 кг.

При двуручном бурении, когда один бурильщик держит и поворачивает бур, а другой наносит по буру удары молотком (балдой), параметры инструмента изменяются. Длина буров: 0,7; 1,0; 1,4 м, диаметр головки бура, соответственно, 45, 40, 35 мм и масса буров - 3; 4; 6 кг. Масса молота от 4 до 8 кг.

Чистая скорость бурения шпуров диаметром 25 мм в крепкой породе составляла 0,4 - 1 см/мин, в породах средней крепости - 1 - 1,5 см/мин и в некрепкой породе – до 5 см/мин. При двуручном бурении скорость была на 30% выше.

Число ударов в зависимости от направления бурения к горизонту составляло от 50 до 90 в минуту.

Производительность ручного бурения зависела от физических возможностей человека, его мастерства и параметров и качества инструментов для бурения. Очевидно, изменения производительности от первых двух факторов крайне ограничено, поэтому на протяжении нескольких веков основное внимание уделялось совершенствованию инструмента. Бур изготавливали из твердой углеродистой стали. При применении буров из углеродистой стали для бурения шпуров в крепких породах расходовалось огромное количество буров. По данным Н.Д. Коцовского при проведении выработок по крепким песчаникам в начале ХХ века на метр шпура расходовали от 11 до 23 буров, а на один шпур глубиной 0,4 м от 5 до 9 буров.

В начале тридцатых годов ХХ века на шахте "Коммунар" (Кривбасс) при бурении в крепких породах в смену расходовалось в среднем до 200 буров длиной от 1,5 до 2,5 м, т.е. в массе это составляло от 900 до 1500 кг. Так, утверждается , что качественная закалка и заправка уменьшает затупляемость бура в 5 раз, а производительность бурения увеличивается почти в два раза. При ручной заправке буров кузнец с подручным, имея в своем распоряжении горн, наковальню и ванну для закалки буров, заправляли за смену 60 - 100 буров.  В начале XX века для изготовления буров пробовали применять легированную сталь, но массового использования на практике она не получила.

Применение в середине XIX века машин для бурения шпуров не привело к полной замене традиционного ручного бурения, по экономическим показателям успешно конкурировавшего с машинным бурением продолжительное время. Перфораторы применяли, как правило, при проходке тоннелей, где снижение сроков строительства сооружения окупало затраты на механическое бурение, которое на первых порах и там не всегда применялось. В забоях С.Готтарского тоннеля, например, при бурении в известняках, т.е. с увеличением крепости пород, уже не применяли механическое бурение.

Представляет интерес оценка пневматического бурения Б.И. Бокий. В 1914 г. Он пишет, что в глинистых сланцах чистая скорость бурения пневматическими перфораторами в 1,5 раза выше, чем при ручном бурении, но в песчанике стоимость ручного бурения уже ниже, чем при бурении перфораторами.

Оценивая производительность различных способов бурения в конце второго десятилетия XX века, Б.И. Бокий  не меняет мнения о ручном бурении, делая заключение, что с увеличением крепости пород преимущество бурения перфораторами в песчаниках уже теряется, а стоимость ручного бурения в песчанике ниже, чем при бурении перфораторами. В мягких и ломких породах наиболее экономично, пишет он, ручное бурение вращательными аппаратами. В крепких породах экономичнее ручное бурение. Машинное бурение более рационально в весьма крепких породах, в которых чистая скорость бурения в 5 - 6 раз выше, чем при ручном бурении. Однако при этом отмечалось, что при переходе на машинное бурение многократно, в 6 - 7 раз, увеличивались затраты энергии. Поэтому, как он пишет, машинное бурение применяется в основном при проходке тоннелей, где большие затраты энергии окупаются высокой скоростью проходки выработки.>>