DTH kalapács és bit illesztés: Miért okoznak a keménykőzet-fúrási problémák általában berendezés-eltérést?

Ha valaha is álltál már egy kemény gránitban lévő DTH-fúróberendezés mellett, és nézted, ahogy a behatolási sebesség leáll, miközben a kompresszor teljes teljesítményen üvölt, valószínűleg hallottad már valakit ezt mondani: "Ez a kő túl kemény." És néha ez igaz is. De sokkal gyakrabban a kő pontosan olyan kemény, amilyennek lennie kell – a probléma az, hogy a kalapács és a fúrófej kombinációját más munkához választották.

A mélyfúrás egy rendszer. A kalapácsnak, a fúrófejnek, a légnyomásnak és a kőzetnek mind összhangban kell lennie egymással. Ha ezek nem így vannak, akkor jelentkeznek azok a tünetek, amelyeket mindenki a talajjal hibáztat: lassú behatolás, beragadt fúrófejek, túlzott kopás, eltérő furatok. Ha megjavítjuk a gyufát, a kőzet hirtelen sokkal együttműködőbbé válik.

A 115 milliméteres szabvány: Mikor a 4 hüvelykes kalapács az okos pénz?

Robbantólyukak, vízkutak és 115 milliméter átmérőjű kutatófúrások esetén közepes és kemény képződményeken – mészkő, szénmértékek, valamint a legtöbb arany- és molibdénlelőhelyen – a 4 hüvelykes DTH-kalapács egy 115 mm-es fúróval párosítva az a kombináció, amely a sebességet, a költségeket és a megbízhatóságot jobban egyensúlyozza, mint bármi más a kategóriájában.

Miért 4 hüvelyk 115 mm-hez? Egy 4 hüvelykes kalapács dugattyúátmérője elegendő ütőfelületet biztosít ahhoz, hogy akkora ütőenergiát biztosítson, mint amit egy 115 mm-es fúrófelület hasznosan el tud nyelni. Kisebb méretek – mondjuk egy 3,5 hüvelykes kalapács, amely egy 115 mm-es fúrót üt egy adapteren keresztül – esetén az ütésenkénti ütési energia túl alacsony a fúróátmérőhöz képest. A fúrófelület nem kap elegendő energiasűrűséget ahhoz, hogy megfelelő krátereket hozzon létre a kemény kőzetben, és a behatolási sebesség is romlik, annak ellenére, hogy a kompresszor ugyanolyan keményen dolgozik.

Ha nagyobbat keresel – egy 5 hüvelykes kalapácsot egy 115 mm-es fúrón –, több energiát ütsz a fúróba, mint amennyire a fúrótest és a keményfém betétek tervezték. A többletenergia nem gyorsabb fúrást eredményez; lökésszerű terhelést okoz, amely lepattanásokat okoz a keményfém betétekben, lepattanást okoz a fúrószáron, és rezgést küld a fúrószár mentén, ami lerövidíti a kalapács feletti összes alkatrész élettartamát.

A 4 hüvelykes/115 mm-es párosítás a tökéletes választás. A kalapács elég gyorsan ciklusidőt biztosít ahhoz, hogy magas ütési frekvenciát tartson fenn – ami kemény kőzeteknél fontos, ahol percenként sok ütésre van szükség –, de minden egyes ütés elegendő energiát hordoz ahhoz, hogy a kőzetet szétrepesztse, ahelyett, hogy csak lepattanna róla. És mivel a rendszer nincs túlnyomás alatt, a levegőfogyasztás kezelhető marad. Nem kell teljes váltásban járatni a kompresszort csak azért, hogy a kalapács ciklusban maradjon.

Gyakorlati szempontból ez a kombináció kényelmesen kezeli a mészkövet és a szénmérlegkőzetet mérsékelt légnyomás mellett. Keményebb képződményekben – gránit, bazalt, kvarcit – növelni kell a nyomást, de a kalapács és a fúrófej úgy van kialakítva, hogy elbírja ezt. A megfelelően specifikált 115 mm-es DTH fúrófej keményfém gombprofilja kemény kőzethez gömb alakú vagy ballisztikus, nem pedig kúpos, ami ütésállóságot biztosít némi behatolási sebesség rovására. Ezt a kompromisszumot érdemes meghozni, ha az alternatíva a lepattant gombok és a fúrófej behúzása a furat közepén.

A 140 milliméteres kihívás: Amikor mindenre nagyobbra van szükséged

Ha nagy keménységű képződményekben – vasércben, sűrű rézporfírban, mállás nélküli bazaltban – akár 140 mm átmérőjű furatokat is fúrunk, a játék teljesen megváltozik. A fúrófelület közel 50%-kal nő a 115 mm-hez képest, ami azt jelenti, hogy a kalapácsnak arányosan nagyobb ütési energiát kell leadnia ütésenként ahhoz, hogy a sziklafalon azonos energiasűrűséget tartson fenn. Egy 4 hüvelykes kalapács nem tudja ezt megtenni. Ehhez egy 5 hüvelykesre van szükség.

Az 5 hüvelykes DTH fúrófej nagyobb dugattyút és hosszabb löketet biztosít, így mélyebb, erősebb ütéseket biztosít, amelyekre egy 140 mm-es fúrófejnek szüksége van a kemény kőzet hatékony repesztéséhez. Az ütésfrekvenciája alacsonyabb, mint egy 4 hüvelykes kalapácsé – ez a kompromisszum a nagyobb ütésenkénti energia érdekében –, de nagy átmérőjű kemény kőzetben az ütésenergia fontosabb, mint az ütésfrekvenciája. Száz erős ütés, amely ténylegesen repeszti a kőzetet, gyorsabban előrenyomja a furatot, mint kétszáz könnyű ütés, amely csak a felszínt lepattogza.

A fúrófej kialakítása is változik. Egy 140 mm-es DTH fúrófej kemény kőzethez robusztusabb testet igényel mélyebb hulladékhornyokkal, hogy kezelni tudja a méterenként előállított nagyobb mennyiségű forgácsot. Az öblítőfuratok nagyobbak és úgy vannak elhelyezve, hogy a levegőt pontosan oda irányítsák, ahol a mérőeszköz sorának hűtésre van szüksége – a külső gombok több munkát végeznek fordulatonként, mint a középső gombok, mivel messzebbre jutnak, így aktívabb hűtésre van szükségük. Ha az öblítés nem pontosan a mérőeszköznél történik, a külső gombok túlmelegednek és idő előtt elkopnak, a furat átmérője pedig az első húsz méteren belül zsugorodni kezd.

A 140 mm-es mélyfúrás további bonyodalmat okoz: a forgácsok eltávolítását nagy távolságokon. 50 méternél és annál nagyobb mélységben a gyűrű alakú térben lévő levegő sebessége annyira lecsökkenhet, hogy a nehezebb forgácsok a kiáramlás helyett leülepedni kezdenek. Az 5 hüvelykes kalapács nagyobb levegőfogyasztása – ami költségtényező a sekély furatokban – előnnyé válik a mély furatokban, mivel a nagyobb levegőmennyiség jobb gyűrű alakú sebességet tart fenn, és tisztábban tartja a furatot.

Hogyan észleljük az eltérést, mielőtt egy műszakba kerülne

A rossz kalapács-bit párosítás jelei gyorsan megjelennek, ha tudod, mire kell figyelni:

A behatolási sebesség leesik egy sziklaszirtről kemény sziklában, de a kompresszor jól működik.A kalapács alulméretezett a fúrófej átmérőjéhez képest. Nem kapsz elegendő ütési energiát ütésenként ahhoz, hogy megrepesztsd a sziklát, így a fúrófej lényegében a helyén kalapál.

A keményfém gombok az első néhány lyuknál lepattannak vagy eltörnek.A kalapács túlméretezett a fúrófejhez képest. Az ütési energia túl magas, és a keményfém betétek – amelyek egy adott energiatartományra vannak specifikálva – a tervezett határértékeiken túl is bírják az ütési terhelést. A megoldás vagy egy kisebb kalapács, vagy egy fúrófej, erősebb, nagyobb ütési teljesítményre tervezett keményfém gombokkal.

A lyuk sodródik, különösen mélyen.Ez lehet kalapáccsal kapcsolatos probléma (a dugattyú nem üt rendesen), vagy bittel kapcsolatos probléma (a mérőeszköz sora egyenetlenül kopik), de gyakran illesztési probléma, ahol a kalapács ütési energiája nem a bit tömegeloszlásához igazodik. Győződjön meg arról, hogy a bitszár hossza és a kalapácstokmány kompatibilis – a kalapácshoz túl rövid vagy túl hosszú bit tengelyen kívüli ütést fog kapni.

Túlzott levegőfogyasztás a behatolás megfelelő javulása nélkül.Magasabb nyomást alkalmazol, mint amennyire a rendszernek szüksége van, általában azért, mert valaki megpróbálja kompenzálni az eltérést a kompresszor felpörgetésével ahelyett, hogy a kalapács-fúrófej párosítását javítaná. A több levegő nem oldja meg az alapvetően rossz kalapácsméretet.

A lényeg

A DTH fúrásnál a kalapács és a fúrófej egy összeillő párt alkotnak. Rendszerként tervezték, rendszerként tesztelték őket, és rendszerként is működnek. A márkák vagy méretek keverése azért, mert... illik... vagy mert... az volt a teherautón... így lehet egy rutin fúrási programot hibaelhárítási gyakorlattá alakítani. Válaszd ki a kalapácsot a furatmérethez, a fúrófejet a kőzethez, és győződj meg arról, hogy együttműkölésre vannak tervezve. Tedd ezt meg, és a kemény kőzet már nem jelent problémát – csak munkát jelent.