Wymagania selekcyjne podziemnych narzędzi górniczych i tunelowych

Wraz z ciągłym postępem i rozwojem górnictwa, podziemne przedsiębiorstwa górnicze na całym świecie dążą do dużych, zmechanizowanych, zdigitalizowanych i bezpieczniejszych operacji. Jeśli chodzi o wybór kosztownego sprzętu na dużą skalę, decydenci zazwyczaj przeprowadzają kompleksowe oceny dostosowane do ich specyficznych warunków wydobycia, inwestując znaczny wysiłek w dobór sprzętu. Jednak aspekty kosztowe związane z wyborem i zastosowaniem narzędzi wiertniczych są często pomijane przez wiele przedsiębiorstw górniczych.

Narzędzia do wiercenia skał służą jako kluczowy element w całym arsenale sprzętu do wiercenia skał. Dla przemysłu wydobywczego wybór i zastosowanie tych narzędzi ma decydujący wpływ, ponieważ wybór odpowiednich narzędzi może znacznie zwiększyć wydajność wiercenia, jakość otworów i żywotność narzędzia. Jednocześnie ta optymalizacja znacznie poprawia ogólną wydajność sprzętu i koszty eksploatacji górniczej.

Łańcuch narzędzi wiertniczych stanowi ostatnie ogniwo w całym systemie wiercenia skał, obejmującym wiertło, tuleję sprzęgającą, drążek wiertniczy i adapter.

Cały system narzędzi wiertniczych wymaga precyzyjnych procesów produkcyjnych i idealnych tolerancji, aby zapewnić najwyższą jakość i wydajność wiercenia w skałach. Podobnie należy dostosować cały system, w tym wiertnicę, wiertarkę do skał i system narzędzi, w oparciu o określone warunki i zastosowania wiercenia w skałach. System narzędzi wiertniczych musi spełniać następujące wymagania:

Charakterystyka wiercenia z dużą prędkością

Nowoczesne hydrauliczne wiertarki do skał zapewniają niezrównaną moc narzędzi wiertniczych. Podczas pracy narzędzia te wytrzymują znaczne naprężenia ściskające, naprężenia rozciągające, zużycie nici, nagrzewanie tarcia i erozję skał.

Wymagania materiałowe dla narzędzi wiertniczych

W tak złożonych warunkach narzędzia wiertnicze wymagają materiałów, które wykazują cztery kluczowe cechy: (1) Trwałość-aby zminimalizować straty energii i zoptymalizować pionowość wiercenia, wymagającą solidnych materiałów i odpowiednich wymiarów narzędzia; (2) Odporność na zmęczenie-ze względu na naprężenia i napięcia o wysokiej częstotliwości, wymagająca wyjątkowej odporności na zmęczenie; (3) Wysoka wytrzymałość-niezbędna w przypadku wiertarek do skał o dużej mocy, aby zminimalizować ryzyko pęknięcia narzędzia; (4) Wysoka odporność na zużycie-kluczowe znaczenie dla przedłużonej żywotności gwintu, szczególnie w przypadku części ze stopu wierteł. Te cechy są często współzależne, co wymaga zoptymalizowanego doboru materiału, projektu produktu i zaawansowanych procesów obróbki cieplnej w celu osiągnięcia optymalnej wydajności.

Charakterystyka wiercenia

Krytyczne cechy wiercenia podczas podziemnego wiercenia skalnego obejmują:

• Średnica otworu-biorąc pod uwagę wymiary tunelu, specyfikacje wiertnicy, twardość skał i wymagania dotyczące piaskowania.

• Głębokość wiercenia równoważąca głębokość otworów z warunkami skalnymi, planami pracy i harmonogramami zmian, aby zmaksymalizować postęp na dryf w operacjach tunelowych.

• Wertykalność otworów-kluczowe znaczenie dla zwiększonej produktywności, gdzie dokładność wiercenia jest równie ważna jak prędkość wiercenia. Idealne pionowe otwory poprawiają wydajność piaskowania, minimalizując odchylenia z powodu słabego ustawienia otworów i warunków skalnych.

Usuwanie osadu

Wydajne tempo wiercenia zależy od skutecznego usuwania osadu. Nieskuteczne usuwanie osadu może skrócić żywotność narzędzia, przyspieszyć zużycie sprzętu oraz obniżyć prędkość i dokładność wiercenia, wpływając w ten sposób negatywnie na ekonomię operacyjną.

Rozszerzanie otworu

Podczas operacji wiercenia i piaskowania tuneli zwykle stosuje się centralne otwory szczelinowe o średnicach od 64-127mm. Początkowe wiercenie mniejszych otworów (35-45mm) zapewnia precyzję i zmniejsza zużycie narzędzi, zapewniając odpowiednią przestrzeń rozprężania dla efektywnego śrutowania i osiągnięcia optymalnej głębokości.

Rozważania te podkreślają kluczowe znaczenie skrupulatnego doboru i stosowania narzędzi wiertniczych, dostosowując je do określonych warunków górniczych i wymagań operacyjnych w celu osiągnięcia najwyższej wydajności wiercenia i wydajności operacyjnej pod ziemią.