Ütőfúró rúd bevezetése

Az ütős kőzetfúró fúrórúdjának kiválasztásakor a bányászati ​​mérnökök számos tényezőt figyelembe kell venniük, beleértve a rúd átmérőjét, keresztmetszeti alakját, a fúróacél típusát és a hőkezelési eljárást. A választékot nem csak a technikai feltételek befolyásolják, hanem a regionális preferenciák és a piaci elérhetőség is.

Jelenleg két alapvető fúrórudat gyártanak: az első kovácsolt fúróvégű, a második pedig mindkét végén menetes. Az első beépített, kúpos vagy menetes fúrófejekhez alkalmas. A másodikat fúróvégek esetében használják, például egyetlen fúrórúd a sín típusú kőzetfúróhoz, vagy egy rúdszerelvény-fúrórúd, amely egy menetes rúdperselyhez van csatlakoztatva.

Fúró acél típusok

Az üreges fúróacélt egy kerek középpontú, teljes fémmaggal ellátott acéltuskóból melegen hengerelik kerek vagy hatszög keresztmetszetűvé és különböző hosszúságúvá. Az acél kémiai összetételét jól kell megválasztani és pontosan szabályozni, hogy az megfeleljen a kívánt fúrórúd típusának és az alkalmazott hőkezelési módszernek. A kívánt méretre hengerlés után az átmérő csökkentésére nyújtjuk, majd eltávolítjuk a fémmagot.

A magas széntartalmú acél, amely 1% szenet és 1% krómot, valamint kis mennyiségű mangánt és molibdént tartalmaz, erős kifáradásállósággal rendelkezik, és helyben hőkezelhető és hegeszthető. Fúróvégű fúrórudak készítésére használják, beleértve az integrált fúrórudakat is.

A nagyfrekvenciás hűtési folyamat során a munkadarabot gyorsan 900°C-ra melegítik, majd gyorsan lehűtik vízben. Ez megváltoztatja a fém szerkezetét, és nyomófeszültséget is okoz a felületen. A nagyfrekvenciás módszer a kúp, a fúróvég és a menet helyi hőkezelésére használható, rugalmassá téve a fúrórudat, és képes ellenállni a nagy hajlításoknak és durva műveleteknek. A homokfúvás egy hideg keményítési eljárás, amely eltávolítja a felületi hibákat és meghosszabbítja az élettartamot.

A 0,2–0,27% szenet, 2–3% krómot vagy nikkelt, valamint mangánt vagy molibdént tartalmazó alacsony és közepes széntartalmú acélt hosszabbítórudak, hosszabbítórúd-végek, hosszabbítórúd-hüvelyek és fúrófejek készítésére használják. Általában teljesen karburáltak. A karburálás során egy köteg 200-300 fúrórudat felfüggesztenek egy ketrecben, és szénben gazdag atmoszférában, 925 °C-on kezelik egy gödörkemencében körülbelül 6 órán keresztül. A karburizáció következtében a külső réteg alapvető kémiai összetétele és tulajdonságai megváltoznak, térfogatnövekedést és nyomófeszültséget okozva. Ez a folyamat a teljes felületen lezajlik, beleértve a belső öblítőfuratokat is, javítva a fúrórúd tartósságát, kifáradási szilárdságát, keménységét és merevségét, valamint kopás- és korrózióállóságát. Nedves fúrásnál természetesen fontos a kopás- és korrózióállóság javítása az öblítőfuratok védelme érdekében. A jelentések szerint a föld alatti kutak nedves fúrásához használt hajtórúd-alkatrészek körülbelül 95%-a teljes egészében karburált, beleértve a hajtórúd hüvelyét és a fúrófej menetét. Ha az ilyen típusú acélt részben karburizálják, akkor a helyi izzítást nehéz elvégezni, mert"izzítás"zónák jönnek létre.

Műszakilag nehéz eljárás a keményfém lemezek hegesztése karburált acélba integrált fúrók készítéséhez, de egyes gyártók sikereket értek el. Az általuk gyártott nagy teherbírású integrált fúrórudakat nagy teljesítményű kőzetfúrókban használják gépesített kőzetfúráshoz. A jelentések szerint élettartamuk háromszorosa a magas széntartalmú acélokénak, például 900 méter a 300 méterhez képest.

Egy másik alacsony széntartalmú ötvözött acél különösen jó megmunkálhatósággal rendelkezik. Nikkelt és krómot tartalmaz. Általában ezt az acélt egészében karburizálják. Egyes gyárak közepes széntartalmú (0,42%) szén-króm-nikkel acélt használnak hosszú, nagy teherbírású integrált fúrórudak készítésére.

A külső felület és az öblítőnyílások foszfátozhatók a rozsda megelőzése érdekében. A tárolás során viaszvédő bevonat is felvihető. A korrózió és a rozsda idő előtti kifáradási repedéseket okozhat.

Ha abrazív kemény kőzetet nedves kőzetfúróval fúr, általában előnyben részesítik a teljesen karburált fúrórudakat. Ha azonban fúrásokkal vagy törött sziklaképződményekkel rendelkező külszíni lépcsőkön fúrunk kőzetet, a fúrórúd komoly meghajlás veszélyével jár, és a karburált fúrórúd eltörhet. A nagyfrekvenciás kioltó fúrórudak jobban tudnak alkalmazkodni ehhez a helyzethez. Mivel a nagyfrekvenciás kioltó fúrórudak szívósabbak, nem sérülnek meg könnyen véletlen vagy szándékos ütközések következtében, és nem sérülnek meg könnyen az elégtelen hajtóerő miatti laza menetek sem, amelyek helyi felmelegedést és károsodást okoznak. A sűrített levegő átfúvatása helyi felmelegedést és felületi eróziót is okozhat. A nagyfrekvenciás kioltó fúrórudak nem hajlamosak erre a jelenségre, de hajlamosak a menetkopásra.

Amikor a fúrás sekély, mondjuk 6 méter alatt, vagy ahogy a fúrólyuk mélyül, akkor különböző hosszúságú fúrórudak készletét, vagy a ma már széles körben elterjedt, a fúrás mélységének megfelelő egyetlen fúrót használnak. Az ilyen típusú fúrórudak fúrófarokkal vannak kovácsolva. A fúrófej vagy a fúrórúddal egybe van építve, vagy egy mozgatható fúrófej, amelyet kúp vagy menet köt össze. A fúróvégű fúrórudak hatszögletű fúróacélból készülnek, 19 mm, 22 mm vagy 25 mm-es ellentétes oldalméretekkel, és kézi sziklafúrókhoz, léglábú kőzetfúrókhoz és gépesített fúrójárművekhez használhatók lyukak fúrására munkafelületeken vagy sziklákban. csavarok. Mint fentebb említettük, az ilyen típusú fúrórudak általában magas széntartalmú krómtartalmú ötvözött acélból készülnek. Ez az ötvözött acél törés vagy maradandó deformáció nélkül ellenáll a hajlításnak.

A fúróvég vége (ha a fúrórúd nincs teljesen karburált) külön oltásra kerül, hogy ellenálljon a dugattyú és a forgó nyomaték okozta ütési feszültségeknek. Ha a fúrófejet kúp köti össze, akkor külön is hőkezelhető. A fúrórúd teljes szerkezetének meg kell egyeznie a volfrámkarbid teljes kopási élettartamával a fúrórúd kifáradási élettartamával. Ez a megközelítés azonban irreális erősen koptató kőzeteknél, és jobb élő fúrófejet használni.

Gépesített kőzetfúrásnál, amely nagynyomású vizet használ a kőzetvágások öblítésére, a fúrórudat fúróvégtömítéssel kell felszerelni, hogy megakadályozza az öblítővíz bejutását a kőzetfúróba, mert pneumatikus kőzetfúróknál ez a helyzet befolyásolhatja a kenést és okozhat jég.

Legalább egy gyártó általános fúrórudat biztosít gömbfogú fúrófejjel a hornyolt fúrófej helyett. A keresztfúrófejjel ellátott általános fúrórúd törött vagy törött kőzetekhez alkalmas, mivel ezekben a kőzetekben fúráskor fennáll a fúrószár becsípődésének veszélye. Ennek ellenére a hornyos fúrófej kiemelkedő előnye, hogy könnyen csiszolható.

Csatlakozó fúró farka

Mély lyukak fúrásához hajtórúddal az összekötő rúd fúróvégét a kőzetfúró fúróperselyébe kell behelyezni, az összekötő rúd hüvelyét pedig a fúrórúd-csoport első fúrórúdjához kell csatlakoztatni. Mivel a kőzetfúró-gyártó által gyártott kőzetfúrók különféle szerkezetű fúróperselyekkel rendelkeznek, sokféle hajtórúdfúró farok létezik. A legegyszerűbb a hatszögletű vállas szár, mások összetettsége változó, kiemelkedésekkel vagy hornyokkal.

A szárnak át kell adnia az ütközési energiát, a forgási nyomatékot és a tolóerőt a fúrórúdnak, és a hátsó felületének, meneteinek és bordáinak vagy szárának nagy kopásállósággal kell rendelkeznie. A dugattyú által keltett lökéshullám acélban hangsebességgel (kb. 5000 m/s) és 60-szor/s frekvenciával terjed. A menetes csatlakozásnál kis elmozdulások lépnek fel, és az okozott kopást minimálisra kell csökkenteni a kopásálló acéllal, amely rideggé válik, de nem veszíti el a kifáradási szilárdságát. A legalkalmasabb acél az alacsony széntartalmú krómacél vagy a nikkel-krómacél, a közös hőkezelés pedig a teljes karburizálás.

Sekély lyukak fúrásakor jobb a szár után egy szárfúrót és egy sín típusú kőzetfúróhoz egy éles fúrót csatlakoztatni, mint egyetlen szárat szárral használni, különösen nagy átmérőjű robbantási lyukak fúrásakor kemény kőzetben, és nagy teljesítményű sziklafúrók. Ez a módszer lehetővé teszi az adapter, az adapter hüvely, a fúrórúd és a fúrófej cseréjét, ha szükséges. Mivel azonban az adapterhüvely nyitott fúrótartón halad át, hátránya, hogy elveszik a hosszabbító hossz, ami megegyezik az adapter hosszával.

Leléptető lyuk fúrásakor a fúrórúd első szakaszát le kell választani az adapterről, mielőtt az adaptert hozzáadná. Az adapterhüvelynél előfordulhat, hogy leesik, ezért esetenként előnyösebb belső menetes adaptert használni. Hacsak nem minden belső menetet használ, az adapterhüvely a fúrórúd alsó végéhez csatlakozik. Az adapterhüvely használatához képest merevebb kapcsolat jön létre a fúróadapter és az első fúrórúd között. Ha a fúróadapterben nagy hajlítási feszültségek keletkeznek a robbantási lyuk elhajlása miatt, nagyobb valószínűséggel sérül meg a merev csatlakozás.

Van egy"karcsú"átmeneti szakasz a fúróadapter farka és a menetes rész között, amely állítólag rugalmassá teszi a fúróadaptert és képes ellenállni a hajlítási igénybevételeknek.

Az öblítő közeg (víz vagy sűrített levegő) a kőzetfúró víztűjén vagy egy független forgóeszközön keresztül jut be a robbanólyukba. Nagynyomású vízzel történő öblítésnél (több mint 8 bar) független forgó berendezést kell használni. A modern hidraulikus kőzetfúrók beépített öblítőrendszerrel rendelkeznek a fúró farokperselyének végén.

Kapcsolódó rudak

A mélylyukú kőzetfúró rudak 2-3% krómot vagy nikkelt tartalmazó króm-molibdén acélból készülnek, és lehetnek hatszögletűek vagy kerekek. A nagy keresztmetszetű fúrórúd rúdtestének és menetes részének átmérője azonos, míg a könnyű fúrórúd menetes végének átmérője nagyobb. Bár a könnyebb fúrórúdnál fennáll a robbanólyuk elhajlásának veszélye a csökkent merevség miatt, kényelmesebb könnyű fúrórudakat használni, ha felfelé fúrunk. A könnyű fúrórudak bonyolult kovácsolási eljárásokat igényelnek, és a karburálás az alapvető módszer a nagyobb fáradási szilárdság eléréséhez.

A 32 mm-nél nagyobb átmérőjű kerek fúrórudakat mély lyukak fúrására használják nehéz fúrójárműveken. Mély furatokhoz nehéz fúrórudak csatlakoztatásakor és kirakodásakor használjon hatékony segédeszközöket a fúrórudak csatlakoztatásának és kirakodásának gépesítésére.

Szálak

A kőzetfúró rudak menetének négy alapvető felépítése létezik:"R"vagy hullámszál,"T"vagy trapézmenet,"C"vagy duplakezdő szál, és"Szia Leed"vagy fordított fogazatú menet (1. ábra). A"T"A szálat a Sandvik fejlesztette ki, és más gyártók is előállíthatják a Sandvik licence alapján, de a legtöbb esetben más szimbólumokkal jelölik. A teljes menetet nagy pontosságú tűrésekkel kell gyártani, és magas felületi minőséggel kell rendelkeznie.

Kép

A"R"A menet állandó menetszöge 20° a rúd tengelyétől mérve, és állandó menetemelkedése 0,5 hüvelyk. Kis méretű, 22 mm és 28 mm közötti átmérőjű rudakhoz használható. Nagy teljesítményű kőzetfúróknál lehetőség van a túlhúzásra"R"menet, a meghúzás mértéke az ütközési energiától, a forgási nyomatéktól, valamint a kőzet és a tolóerő által keltett ellenállástól függően.

Összehasonlítva a"R"szál, a"T"A menetnek nagyobb a menetszöge, és a menetemelkedése az átmérő növekedésével növekszik. Kiegyensúlyozott tömítettség jellemzi, és 38 mm és 45 mm átmérőjű fúrórudakhoz használják."C"A menet nagyobb berendezésekhez, például 51 mm vagy 57 mm átmérőjű fúrórudakhoz alkalmas. Kettős indítású menettel rendelkezik, menetprofilja hasonló a menetprofil szögéhez"T"cérna."Szia Leed"A menetfogprofil fűrészfog alakú, csatlakozási és szétszerelési teljesítménye között van"R"és"T*"szálak. 25 mm és 57 mm közötti átmérőjű fúrórudakhoz használják, menetszöge pedig"R"és"T"szálak.

Ha egyszerűbb a kőzetfúrás, akkor a hajtórúdon lévő menetes rész kétszer hosszabbra tehető, így a menet első szakaszának elkopásakor le lehet vágni, de a levágásnál különös figyelmet kell fordítani, hogy elkerüljük a helyi a fúrórúd melegítése és temperálása. Egyes esetekben a fúrórúd a menet elhasználódása után elérte kifáradási élettartamát. Az egyszeres vagy kettős indítású menet kiválasztását a kőzetfúró és a kőzetviszonyok vizsgálati próbája határozza meg, de a tolóerő fontos paraméter.

Ingersoll-Rand ( Az Ingersoll-Rand készített egy speciális menetet, amely a fúrórúd teljes hosszában fel van csavarozva, így ha a menet egyik vége elkopott, levágható, majd levágható és újra felhasználható. A jelentések szerint a menete élettartama 5-szöröse a csak a végein menetes fúrórudakhoz képest. A menetek hengereltek, aminek nagy a nyírószilárdsága, és a felülete edzett, ezért szívós és kopásálló. Meglehetősen meredek csavarszöget használ hogy minimális nyomatékkal lehessen lazítani.

Fúrórúd javítása

05

Ütköző kőzetfúrók új generációja, speciális Kifejezetten hidraulikus hajtású kőzetfúrók, amelyek a külszíni kőzetfúrás számos vonatkozásában nyerhetnek a forgófúrókkal és a lyukfúrókkal versenyezve. Ezek a fejlesztések a fúrórudak és fúrószárak fejlesztésével egyidejűleg következtek be. A fúrási sebesség növekedésével a fúrórúdnak nagyobb szilárdságúnak kell lennie, és általában nehezebb. Nyilvánvalóan a nehéz fúrórudak kezelőszerkezete és automatikus vezérlése nagyon fontos és szükséges segédberendezés.

A fúrórúd élettartamát elsősorban a feszültséghullám amplitúdója befolyásolja, ezért a kis amplitúdójú, egyenletes eloszlású hosszú feszültséghullámok a legkedvezőbbek. A hidraulikus ütvefúrók ilyen hullámokat állítanak elő. A pneumatikus kőzetfúró rövid és vastag dugattyújához képest a dugattyú átmérője kicsi és hosszú. Becslések szerint hidraulikus kőzetfúrók használatával 15%-kal megtakarítható a fúrórúd-fogyasztás költsége. Egy másik kedvező tényező, hogy a kőzetfúró teljesítménye viszonylag könnyen állítható a kőzetfúrási sebesség és a fúrórúd költségének megfeleltetése szerint. Ezen túlmenően az automatikus szemnyitás és az elakadást gátló eszközök használatával a fúrók elakadása is megelőzhető, vagy legalábbis minimálisra csökkenthető.

Becslések szerint az alapberuházás a kőzetfúrás költségeinek 25-30%-át, a pótalkatrészek és a karbantartás 22-33%-át, a bérek 12-25%-át, az energiafogyasztás 2-6%-át, a fúrórudak pedig a becslések szerint teszik ki. a fúrószárak pedig 20-22%-ot tesznek ki. A fenti kiadások között a bányák közötti különbségek A különbség igen nagy. Ha azonban az érc fúrásának összköltsége 2 USD/tonna, akkor a fúrórúd és a fúrószár ára 0,4 USD/tonna. Ha a fúró gyakran eltörik fúrás közben, az növeli a költségeket és a késleltetési időt. A nagy bányákban a fúrószárak és fúrórudak fogyasztásának kismértékű megtakarítása is jelentős előnyökkel járhat. A költségek minimalizálása érdekében nagyon fontos megbeszélni a fúrórúd gyártójával, és gondosan kiválasztani a fúrórudat a gyártási és használati feltételeknek megfelelően.

Fúrórudak karbantartása

06

A fúrógép biztosítja, hogy a fúró farokperselye sértetlen, a fúrófej pedig éles legyen.

Fordítsa meg az összekötő rudat, és használja felváltva a fúrórúd-csoport fúrórudait, hogy a fúrórúd-csoport menetei egyenletesen kopjanak. Használja a hajtórúd-perselyt a fúrórúd megfelelő élettartamának megfelelően - új hajtórúd-persely új fúrórúddal.

Száraz fúráskor tisztítsa meg és kenje be a meneteket speciális zsírral, és csak egyenes fúrórudakat használjon. A fúrórúd hideg időben történő beindítása előtti felmelegítése meghosszabbítja annak élettartamát.

Óvatosan fúrjon, és fúráskor használja a kőzetfúró teljesítményének 1/4-1/2-ét. Ha a fúrórúd nincs egy vonalban, akkor újra kell fúrni.

Használja a legjobb tolóerőt. A túl nagy tolóerő hatására a rúd elhajlik és lerövidül az élettartama, valamint eltömítheti a fúrófej öblítő furatát, és a fúrófej keményfém lemezének kopását vagy károsodását okozhatja; az elégtelen tolóerő a csatlakozásnál felmelegedést, a csatlakozás károsodását, a fúrófej keményfém lemezének túlzott kopását vagy meglazulását okozhatja.

A rúd hüvely"csattan"a fúrótartóhoz, ami károsítja a rúd hüvelyét.

Az öblítés biztosítása azt jelenti, hogy mindig legyen elegendő öblítővíz a kődarabok gyors eltávolításához.

Ügyeljen arra, hogy a fúró kihúzásakor a tolóerő 1/4-ét vonja vissza, nehogy a fúró elakadjon.

Használjon jó csavarkulcsot a fúrórúd eltávolításához. A kalapálás vagy a csőbilincs használata károsítja az edzett felületet. A buktatók fáradtsági töréseket okozhatnak. Speciális mérőeszközzel mérje meg a rúdpersely és a fúrórúd meneteinek kopását. Ha a kopás meghaladja a megadott határértéket, akkor selejtezni kell.

Tárolás Ha használat után tárolni kell, rozsdagátlóval kell kezelni, és nem szabad víz vagy por közelébe halmozni. A korrózió nagy probléma a földalatti bányákban.