أدوات حفر أيون الصخور للمناجم والأنفاق تحت الأرض
الطلب على أدوات حفر الصخور
سلسلة أدوات حفر الصخور هي الحلقة الأخيرة في نظام حفر الصخور بأكمله. يشمل نظام أداة الحفر بالكامل: ذيل الساق ، وربط الأكمام ، وقضيب الحفر والمثقاب.
يتطلب نظام أداة الحفر بأكمله تقنية معالجة دقيقة وتفاوتات معالجة مثالية لتمكين النظام بأكمله من الحصول على جودة أفضل وأداء حفر الصخور. وبنفس الطريقة ، يحتاج النظام بأكمله ، بما في ذلك منصات الحفر ، وتدريبات الصخور وأنظمة أدوات الحفر ، إلى التعديل المناسب وفقًا لظروف وتطبيقات حفر الصخور الخاصة. يحتاج نظام أداة حفر الصخور بالكامل إلى تلبية المتطلبات التالية:
1. خصائص الحفر عالية السرعة.
توفر مثاقب الصخور الهيدروليكية الحديثة قوة لا مثيل لها لأدوات حفر الصخور. أثناء عملية العمل ، تتعرض أدوات حفر الصخور لضغط ضغط قوي ، إجهاد شد ، تآكل الخيوط ، تسخين احتكاك وتآكل من الصخور.
2. خصائص الطلب لمواد أداة الحفر.
في الحالة المعقدة المذكورة أعلاه ، يجب أن يكون لمادة أداة حفر الصخور أربع خصائص. (1) المتانة. لتحقيق الحد الأدنى من فقدان الطاقة وعمودية الحفر المثالية ، فإن مواد أداة الحفر مطلوبة للحصول على متانة جيدة وأبعاد معقولة لأداة الحفر. (2) قوة التعب. في عملية تشغيل نظام أداة الحفر ، يجب أن تتمتع الحفارة بمقاومة إجهاد عالية للغاية ، والتي تخضع لضغط ضغط عالي للغاية وضغط شد بتردد عالٍ جدًا. (3) قوة عالية. يتطلب العمل تحت تدريبات الصخور عالية الطاقة قوة عالية جدًا لنظام أداة الحفر لتقليل احتمالية كسر أداة الحفر. (4) مقاومة التآكل العالية. بالنسبة لأدوات حفر الصخور ، يمكن أن تضمن مقاومة التآكل العالية عمرًا أطول للخيط. متطلبات جزء السبائك لقمة الحفر أعلى بشكل خاص. الخصائص الأربعة المذكورة أعلاه لأدوات حفر الصخور ليست علاقة إيجابية ، أو حتى علاقة سلبية.
لذلك ، من خلال تحقيق اقتصاد حفر أعلى ، وجودة الحفر ، وأيون المواد ، وتصميم المنتج وعمليات المعالجة الحرارية المتقدمة ، تم تحسين الخصائص الأربعة المذكورة أعلاه لتحقيق أفضل أداء.
3. خصائص الحفر.
في عملية الحفر تحت الأرض ، تشمل خصائص الحفر الهامة بشكل أساسي الجوانب التالية.
(1) قطر الحفر. يتطلب أيون الفتحة دراسة شاملة لحجم الطريق ، ومواصفات جهاز الحفر ، وقوة حفر الصخور ، وعمق الحفرة ، وطريقة التفجير ، وصلابة الصخور. باختصار ، يجب مراعاة اختيار الفتحة بشكل أساسي: عدد الثقوب في واجهة العمل ، وعدد التفجير المطلوب ، ودقة الحفر وحجم جزيئات تكسير الصخور ، ومتطلبات دعم الطريق ، و عدد الرمي.
(2) عمق الثقب. قبل تصميم الثقوب وترتيبها ، من الضروري التفكير بشكل شامل في عمق الحفر. لتحقيق التوازن المثالي بين عمق الحفر وتحولات حفر الصخور ، من الضروري أيضًا مراعاة ظروف الصخور وخطط العمل وترتيبات التحول بشكل شامل. في عمليات الطرق ، يتمثل الهدف الأكثر أهمية في تحقيق أقصى قدر من لقطات الطريق ذات الممر الفردي.
(3) عمودية الحفرة. وبالمثل ، هناك العديد من العوامل التي تؤثر على عمودي البئر. لتحقيق إنتاجية أعلى ، فإن دقة الحفر لا تقل أهمية عن سرعة الحفر. لذلك ، فإن جودة الحفر لا تقل أهمية عن عدد الثقوب في الساعة. الثقوب العمودية المثالية يمكنها تحقيق كفاءة تفجير أفضل. يرجع انحراف الثقب عمومًا إلى الفتحة غير المستقيمة وفتحة الفتحة السيئة والانحراف بسبب ظروف الصخور. يمكن لأداة الحفر الصحيحة تقليل الانحراف أثناء عملية الحفر.
4. نزع العلم.
لا يمكن فصل سرعة الحفر الفعالة عن تأثير تصريف الخبث الفعال. على العكس من ذلك ، فإنه سيقلل من عمر أداة الحفر ، ويسرع من تآكل معدات حفر الصخور ، ويقلل من سرعة الحفر ودقة الحفر. باختصار ، إذا تعذر تحقيق الخبث الفعال ، فسيتم تقليل اقتصاديات العملية بأكملها بشكل كبير.
5. التوسيع.
في عملية حفر الأنفاق والتفجير ، عادة ما يتم استخدام ثقب بقطر 64-127 مم في المركز. في العملية الفعلية ، يتم حفر ثقب صغير من 35-45 مم أولاً لضمان دقة ثقب القطع وتقليل استهلاك أدوات الحفر. الغرض الرئيسي هو الحصول على مساحة لتفجير التمدد مسبقًا لتحقيق تأثير تفجير أفضل وعمق فعال.
اختيار أدوات حفر الصخور
في عملية إنشاء الطرق ، عادة ما تختار الشركات المعدات المناسبة وفقًا لحجم الطريق وقوة ضغط الصخور وانضغاط الصخور وسلامتها. في الوقت الحاضر ، تشتمل تدريبات الصخور الداعمة لمعدات حفر الصخور المحلية العامة بشكل أساسي على Sandvik's HLX5 و HL500 ، Epiroc's COP1238 ، COP1638 ، COP1838 ، RD18U ، Montabert's HC25 ، HC28 ، HC50 ، HC95 ، HC109 ، و YDH210 من YONDA. تتمتع مثاقب الصخور المتقدمة وعالية الطاقة هذه بمتطلبات عالية للغاية لأداء أدوات الحفر. سيوفر الاختيار الصحيح لأدوات الحفر ضمانًا أساسيًا وشروطًا ضرورية لحفر فعال وعالي الجودة.
اختيار السيقان: تلعب الساق دورًا مهمًا للغاية في سلسلة أدوات الحفر ، حيث تقوم أساسًا بنقل عزم الدوران وضغط الدفع وضغط الصدمة. يجب ألا يتحمل فقط طاقة الصدمات ، ولكن أيضًا يتحمل الدوران الناتج عن صخور الاحتكاك أثناء الحفر. عزم الدوران. يأتي الأساس الأساسي للأيون من نموذج ومواصفات مثقاب الصخور ، ويؤخذ طول الساق بالاقتران مع طول شعاع الدفع وأنبوب الحفر. نظرًا لارتباط ذيل الساق ارتباطًا وثيقًا بمثقاب الصخور ، فإن تصميم الهيكل الداخلي لحفر الصخور قد حدد بالفعل قطر ذيل الساق وحجم المحور الدوار وموقع فتحة التصريف. لذلك ، عمر طويل وعالي الأداء ،
من بين منصات الحفر العامة المذكورة أعلاه ، غالبًا ما يتم تجهيز مثاقب الصخور HLX5 أو Cop1838ME / HE. في معظم الحالات ، يتم اعتماد اتصال مترابط مقاس 38 مم ، أي T38 أو R38. يعتمد اختيار خيط T أو R-thread بشكل أساسي على ظروف الصخور واحتياجات العمل. ميزاته الرئيسية هي كما يلي:
يمكن ربط الخيط R ، الذي يُطلق عليه أيضًا الخيط الموجي ، بإحكام بقوة دوران صغيرة. بمعنى آخر ، يكون اتصال الخيط على شكل موجة أكثر إحكامًا ، مما يقلل من الخسارة في عملية نقل الطاقة ، ويقلل أيضًا من الحرارة الناتجة عن التفكيك. من زاوية أخرى ، ليس من السهل تفكيك الخيط الموجي. إذا كان الجهاز قادرًا على توفير قوة دفع كبيرة بما يكفي لتوفير قوة دوران كبيرة بما يكفي ، فسيكون T-thread خيارًا أفضل. خيط T ، يسمى أيضًا الخيط المستطيل ، له درجة أعلى وسطح تلامس أكبر. لذلك ، فهي تتميز بخصائص مقاومة التآكل والتفكيك السهل.
أيون جلبة التوصيل: إذا كانت أطراف التوصيل للساق وقضيب الحفر مترابطة داخليًا أو مترابطة خارجيًا ، أو أن مواصفات الخيط غير متسقة ، يلزم وجود جلبة توصيل للتوصيل. يتم استخدام جلبة التوصيل بشكل أساسي لتوصيل السيقان وقضيب الحفر ، وفي نفس الوقت ، يتم توصيل الوجه النهائي لقضيب الحفر والساق بشكل فعال وجهاً لوجه لنقل الطاقة بشكل فعال. في تدريبات الصخور الحديثة عالية الطاقة ، يعتبر T-thread هو الخيار الأول. في عملية تشغيل الطريق ، عادة ما يتم استخدام جلبة التوصيل T38. من أجل تحقيق نقل أكثر فعالية للطاقة وجعل التوصيل أكثر إحكامًا ، عادةً ما يتم استخدام غلاف توصيل بقطر 52 مم (T38) بدلاً من غلاف التوصيل المباشر T38-55 مم المستخدم في العمليات الخارجية.
اختيار قضيب الحفر: باعتباره أهم جزء في سلسلة الحفر بأكملها ، يتم استخدام قضيب الحفر بشكل أساسي لنقل الطاقة أثناء عملية الحفر. في أنابيب حفر الصخور تحت الأرض ، يتم استخدام ستة كؤوس في معظم الحالات. بالمقارنة مع أنبوب الحفر الدائري ، فإن أنبوب الحفر السداسي يحتوي على المزيد من المواد ، وقوة إجهاد أعلى ، وأنبوب الحفر بأكمله لديه صلابة أقوى. إذا كان قطر الوجه النهائي لمكبس الصدم أقرب إلى قطر الوجه النهائي للساق ، فإن نقل الطاقة يكون أكثر فعالية. وبالمثل ، إذا كان قطر قضيب الحفر أقرب إلى قطر الوجه النهائي المذكور أعلاه ، يمكن الحصول على نقل أكبر للطاقة إلى لقمة الحفر.
في نفس الوقت ، يتطلب أصغر قطر ثقب ممكن للحفر ريشة حفر أصغر لقضيب الحفر لتحقيق نقل فعال للطاقة. أدى هذا المفهوم إلى حقيقة أن أنبوب الحفر ينقسم عادة إلى ثلاثة أحجام في عمليات الطرق. خذ أنبوب الحفر T38-Hex35-R32 المستخدم الآن بشكل شائع كمثال: طرف السيقان يتبنى قطر (38 مم) قريب من ذلك الخاص بالساق ، أي T38. يعتمد قضيب الحفر على Hex35 ، أي أن قطر الدائرة المنقوشة للوجه النهائي لقضيب الحفر هو 35 مم ، وهو أصغر قليلاً من 38 مم. يستخدم المثقاب خيطًا أصغر بحجم 32 مم ، وهو R32. يتيح هذا التصميم لقضيب الحفر تحمل ضغط تأثير أكبر وعزم دوران أكبر ، ويمكن أن يوفر خيوط بقطر مثقاب مناسب ، مما يحسن بشكل كبير الاقتصاد وكفاءة الحفر أثناء عمليات النفق.
في العملية الأيونية لقضيب الحفر ، تؤخذ العوامل التالية في الاعتبار بشكل أساسي: خيط طرف المفصل لقضيب الحفر ؛ طول شعاع الدفع لتحديد طول قضيب الحفر ؛ يسمح القطر الصحيح لقضيب الحفر لقضيب الحفر بالدوران بحرية وله مساحة معقولة. يحقق خلوص الحلقة تأثيرًا فعالًا لتصريف الخبث. ستؤثر إزالة الحلقة الكبيرة جدًا أو الصغيرة جدًا بشكل خطير على تأثير تصريف الخبث ؛ يتم الجمع بين العوامل المذكورة أعلاه لتحديد خيط طرف مثقاب الحفر.
اختيار لقمة الحفر: كملامسة نهائية للصخرة ، ما إذا كان يمكن لقمة الحفر استخدام الطاقة بشكل فعال لكسر الصخور وتقليل قوة التفاعل قدر الإمكان (ستؤدي قوة التفاعل إلى إتلاف سلسلة الحفر والمعدات بشكل خطير) أيون مهم بشكل خاص.
في نظام أداة الحفر بالكامل ، غالبًا ما يكون عدد مثقاب الحفر ونموذجها أكثر من أدوات الحفر الأخرى. لقمة الحفر هي مزيج من الجسم المعدني وكربيد الأسمنت ، وعادة ما يكون هناك نوعان من لقم الثقب المسننة ولقم الثقب من النوع المتقاطع. أصبح لقمة أسنان العمود الخيار الأكثر شيوعًا اليوم بسبب كفاءة الحفر العالية ومقاومة التآكل الأفضل وخصائص إعادة الطحن الجيدة.
وفقًا لظروف التطبيق المختلفة (ظروف الصخور ، متطلبات الحفر) لقطر سن العمود المعدني المناسب ، الشكل ، ارتفاع النتوء وزاوية السن الجانبية. هناك نوعان رئيسيان من اختيارات شكل السبائك بتات الزر والبتات المدببة ، والتي تأخذ في الاعتبار متطلبات سرعة الحفر ودقة الحفر وعمر البت. وتجدر الإشارة إلى أن لقمة الأسنان الحادة ستحقق أيضًا نتائج جيدة في ظروف الصخور الصلبة ، لأنها ستحصل على مقاومة دوران أكبر لضمان ربط سلسلة الحفر بإحكام ، كما ستجعل الثقب أكثر عمودية.
وبالمثل ، فإن التصميمات المختلفة لجزء الهيكل المعدني من المثقاب لها متطلبات تطبيق مختلفة. من خلال التصميم المختلف لحوض الخبث وفتحة الصرف ، فإن التصميم المختلف للجسم المعدني نفسه سيكون مناسبًا لصلابة الصخور المختلفة وكشط الصخور.
