Óvintézkedések a kőzetfúró szerszámok használatához
A fúró-robbantási műveletekhez használt fúróacélokat a furatátmérő korlátozza, ezért keresztmetszeti területük viszonylag kicsi. Ezeknek a karcsú alkatrészeknek ellen kell állniuk a súlyos kopásnak, a korrozív közegeknek és a nagyfrekvenciás ciklikus terheléseknek – húzásnak, nyomásnak, hajlításnak és torziónak –, amelyeket nagy ütésű kőzetfúrók továbbítanak. A terhelési viszonyoktól és a kőzet tulajdonságaitól függően az élettartam néhány tucat órától alig több mint száz óráig terjedhet. A kőzetfúró szerszámok az iparban a legnagyobb terhelésnek kitett fogyóeszközként használt mérnöki szerszámok közé tartoznak: rövid élettartamúak, műszakilag igényesek és nagy mennyiségben nélkülözhetetlenek.
Minden szerszámfelhasználó maximális megtérülést szeretne minimális költség mellett, ami a szerszámfogyasztás csökkentését jelenti. Ezért a szerszámgyártóknak és -felhasználóknak szorosan együtt kell működniük az élettartam javítása érdekében a közös műszaki optimalizálás révén.
1. A felhasználó szemszögéből: Mire kell figyelni a kőzetmegmunkáló eszközök kiválasztásakor?
(1) Kiváló termékminőség
A kiváló minőségű száradapterektől elvárják, hogy tovább tartsanak, csökkentve a szétszerelés és csere miatti állásidőt. A fúrórudak és -fúrófejek ugyanolyan fontosak: ha egy rúd eltörik, a rúd és a fúrófej is elveszhet, és a furat selejtté válhat.
A modern hidraulikus fúróberendezéseken a normál fúrás nagymértékben automatizált és fizikailag kevésbé igényes, de a száradapterek cseréje, a törött rudak kihorgászása vagy a bitek újraélezése munkaórákat pazarol, növeli a munkaintenzitást és az üzemeltetési költségeket. Ezért a felhasználók nemcsak az árra, hanem még inkább a termék minőségére törekszenek.
(2) A lehető legjobb penetrációs arány
A jumbo fúrási műveletek során a munkaerő- és szerszámköltségeken kívül számos más időalapú költség is gyakorlatilag fix. Mivel a szerszámköltség a fúrási költségek nagy részét teszi ki, a gyorsabb behatolás közvetlenül csökkenti a teljes építési költséget. Ezért a felhasználók nagy hangsúlyt fektetnek a fúrási sebességre.
(3) Minimális robbantási eltérés
Közepes és mély furatú homokfúvásnál a furateltérés csökkenti a robbanóanyag-töltést és a furattávolság hatékonyságát, ami csökkenti a termelési teljesítményt. A felhasználók ezért nagyfokú furategyenességet igényelnek, jellemzően nagyon szűk tűréshatárokon belül.
Az eltérés fő okai a következők:
gallérvágási hiba a furat elején,
furatjelölési/illesztési hiba,
A szerszám viselkedése által a fúrás során generált egyenességi hiba.
Teljesen hidraulikus vagy számítógéppel vezérelt fúróberendezésekkel az első két hiba jelentősen csökkenthető, így a szerszámszerkezet okozta eltérés a fő fennmaradó tényező. Az eltérés általában a mélységgel növekszik, és végül selejtes furatokat eredményezhet. Az eltérés csökkentésének vagy kiküszöbölésének egy rendkívül hatékony módja a vezetett kőzetfúró szerszámok használata.
2. A kőzetszerszámok kopásának és meghibásodásának okainak elemzése
(1) Eltérés a fúrórúdban
Ha a száradapter, a csatlakozóhüvely és a fúrórúd nem koncentrikus, hajlítási deformáció lép fel, ami feszültséget és rossz illeszkedést okoz a csatlakozásoknál, ami meglazuláshoz vezet.
(2) Előtolási nyomás
Túl alacsony: a behatolási hatékonyság csökken; az összeszerelés meglazul; az energiaátadási veszteségek megnőnek; az érintkező felületeken fellépő ismételt mikroszétválás/ütés nagy feszültséget okoz. Tipikus jelek: túlmelegedés és kattanás/csattanás az illesztéseknél. A túlmelegedés felgyorsítja a menet kopását, és eróziós gödröket okozhat.
Túl magas: a fúró forgási sebessége csökken, megnő a beszorulás veszélye, és megnő a rúd hajlítási feszültsége.
(3) Ütési nyomás
A nem megfelelő ütőnyomás-beállítás közvetlenül befolyásolja a forgási viselkedést, a behatolási hatékonyságot és a szerszám élettartamát.
(4) Forgási sebesség
A forgási sebességnek meg kell egyeznie a fúrófej átmérőjével és a fúró ütési frekvenciájával. A nagyobb fúrófejek alacsonyabb fordulatszámot igényelnek. A túlzott fordulatszám károsítja a vágószerkezetet.
(5) Forgási nyomás/nyomaték beállítása
A megfelelő forgatási nyomás elengedhetetlen. Segít megelőzni az összeragadást, és szükséges a stabil forgáshoz. A fokozatos forgatási nyomás szintén kulcsfontosságú a húr feszességének fenntartásához. A nem megfelelő feszesség gyakran forró illesztéseket, a menet lepattogzását, a menet idő előtti kopását, sőt törést is okozhat.
(6) Nem megfelelő üzemeltetési gyakorlat
A sokat használt szerszámalkatrészek újakkal való keverése lerövidítheti az élettartamot. További káros gyakorlatok közé tartozik a rossz illesztés a rudak összeszerelésekor, a menetekben lévő szennyeződés/homok, valamint a menetkészítés kenőanyag nélkül.
Az „üres lövés” (kalapácsütés hatékony fúró-kő érintkezés nélkül) különösen romboló hatású, és kerülni kell.
3. A fúrási paraméterek és a fúrási teljesítmény közötti kapcsolat
Torlónyomás
A nagyobb ütőnyomás növeli a dugattyú sebességét és az ütőenergiát. Amikor a fúrófej jól érintkezik az ép kemény kőzettel, a lökéshullám-energia hasznosul a leghatékonyabban. Ha a fúrófej és a kőzet érintkezése rossz, az energia húzóhullámokként verődik vissza a fúrószálba ahelyett, hogy a kőzetbe jutna.
Az ütésenkénti maximális ütési energia csak kellően kemény kőzetben hasznosítható teljes mértékben. Lágyabb kőzetben az ütési nyomást/energiát csökkenteni kell a káros visszaverődés korlátozása érdekében.
Bármely adott ütőbeállításnál a nagyobb nyomás nagyobb feszültséget jelent a fúróacél keresztmetszetében. A rudak és száradapterek élettartamának maximalizálása érdekében az üzemi nyomásnak mindig meg kell egyeznie a szerszámlánc kapacitásával.
Előtolási nyomás
Az előtolóerő szorosan tartja a fúrófejet a kőzetben, miközben lehetővé teszi a forgást. Az előtolóerőnek megfelelően kell illeszkednie az ütőnyomáshoz.
A megfelelő előtolóerő biztosítja a leggazdaságosabb fúrást.
A túl alacsony előtolási erő csökkenti a beolvadási sebességet és meglazítja a menetes kötéseket. A túlmelegedett csatlakozók és a csörgő zaj túl alacsony előtolási beállítást jeleznek. Ha a fúrás laza kötésekkel folytatódik, az energiaveszteség és a hőmérséklet-emelkedés megnő, ami a menet kiégéséhez és töréséhez vezet.
A túl nagy előtolási erő csökkenti a fordulatszámot és a behatolási sebességet, növeli az elakadás kockázatát, és a húr hajlítási hajlama miatt növelheti a furat eltérését.
Forgási sebesség
A forgatás a fúrófejet egy új pozícióba indexeli a következő ütéshez. A gombfúrófejeknél az ütések közötti kerületi indexelés jellemzően körülbelül 10 mm. Ezért a fordulatszámot az ütési frekvencia és a fúrófej átmérője szerint kell beállítani. Nagyobb átmérők alacsonyabb fordulatszámot igényelnek. A túlzott fordulatszám a mérőgombok/élszerkezet gyorsított kopását okozza.
4. Gyakorlati üzemeltetési óvintézkedések
A rudak hozzáadása előtt állítsa be a megfelelő ütőnyomást, betáplálási nyomást, forgási sebességet és csillapítási/puffernyomást a tényleges geológiának megfelelően. Győződjön meg arról, hogy a paraméterek illeszkednek a kőzet keménységéhez és a formáció típusához.
Fúrás közben tartsa a szerszámszerelvényt koncentrikusan, hogy elkerülje a száradapter, a rúd és a fúrófej hajlító deformálódását.
Kerülje az üres lövéseket. Ha mégis előfordul, azonnal állítsa le a fúrást, hogy elkerülje a szerszám súlyos károsodását.
Miután minden egyes rúdat kihúzott, vigyen fel hűtőkenőanyagot a rúd menetes végére és a gyorscsatlakozó illesztésére.
Robbantási lyukfúrás után a menetes kötések forrók, és kőzettörmeléket és bányavizet tartalmazhatnak. A hűtőkenőanyag kenést, hőmérsékletcsökkentést, korrózióvédelmet és jobb menetkopásállóságot biztosít.A fúrórúd eltávolítása során kerülje a fúrórúd ismételt rezgését/rázását, mivel ez az egyik legkárosabb művelet a fúrórudak számára.
Ha egy menetes kötés nehezen oldható, először fecskendezzen kenőanyagot a menet területére, majd folytassa a kitöréssel vagy a szabályozott vibrációval. Ez minimalizálja a menet közvetlen károsodását.
A rúdrezgés során a kőzetfúró akár 200 bar ütőnyomást is átadhat. A tartós nagyfrekvenciás ütések feszültségkoncentrációt okoznak; az ismétlődő rezgés és a hő együttes hatása adhéziós kopást/hideghegesztési égési foltokat és eróziós gödröket hozhat létre a menetvégeken, súlyos esetekben pedig helyi olvadási gödröket. Ezek a hibák a fáradás okai lehetnek, és a rúd idő előtti meghibásodását okozhatják.
