Kömür Mədəni üçün PDC Bitlərinin Optimal Seçimi

Quyuların tikintisi qazın idarə edilməsi, suyun zədələnməsinin qarşısının alınması və kömür mədənlərində geoloji kəşfiyyat işlərinin aparılması üçün geniş istifadə olunan texniki üsuldur ki, bu da kömür hasilatının təhlükəsizliyinin və səmərəliliyinin təmin edilməsində həlledici rol oynayır. Çində hər il kömür mədənlərində on milyonlarla metr qazma quyusu yaradılır. Tikinti prosesi qazma, qazma boruları və qazma bitləri kimi qazma avadanlığının dəstəyini tələb edir. Onların arasında qazma birbaşa deşiklər yaratmaq və qayaları qırmaq üçün vacib alətlərdir.

Poly kristal almaz kompozit təbəqəsi (PDC) müstəsna aşınma müqavimətinə və təqdirəlayiq zərbə möhkəmliyinə görə mədən qazma bitlərində geniş şəkildə istifadə olunur.PDC bitləriorta sərtlikli və daha aşağı süxur birləşmələrində istifadə edildikdə qazma işlərinin uzun ömür müddəti və yüksək nüfuzetmə səmərəliliyi nümayiş etdirir və bununla da kömür mədəninin qazma əməliyyatlarında əhəmiyyətli iqtisadi səmərə verir. Neft qazma ilə müqayisədə, kömür mədən qazması iqtisadi cəhətdən səmərəli, bütünlüklə zaman baxımından qənaətcil və tam tələblərə uyğun dizayn edilmiş texniki xüsusiyyətlərə malikdir. PDC bitləri həddindən artıq tələbkar deyil.

Mədən sənayesində mövcud problemlərPDC bitləridaxildir: ①PDC bitlərinin çıxarılması üçün giriş həddi nisbətən aşağıdır, çoxlu istehsalçılar müxtəlif keyfiyyət səviyyələrini təklif edirlər. ②Kömür mədənlərində yeraltı qazma işlərinin istifadəsi və tələbləri aşkar fərqlər nümayiş etdirir, eyni zamanda mədən PDC bitlərinin təsnifatı mürəkkəb və müxtəlifdir. Bundan əlavə, sonrakı istifadə prosesində sistematik və rasional seçim spesifikasiyaları yoxdur.③Kömür mədənlərində mürəkkəb bərk təbəqələrin artan yayılması ilə adi mədən PDC bitləri yerində səmərəli qazma üçün tikinti tələblərinə cavab vermir, nəticədə mədən tikintisində yavaş irəliləyiş və ya hətta ④ çəkiliş şəraitinin tam olmaması halları ilə nəticələnir. tikinti işçiləri tərəfindən qazma prosedurlarına ciddi riayət etmək bəzən çətin ola bilər.

Mədənin əməliyyat səmərəliliyini artırmaq üçünPDC bitləri, bu sənəd əsas uğursuzluq rejimlərinin hərtərəfli təhlilini təqdim edir və hər bir uğursuzluq forması üçün əsas səbəbləri araşdırır. Bundan əlavə, bu bitlərin ehtiyatlı seçilməsi və diqqətli istifadəsi üçün praktiki tövsiyələr təklif olunur.

1.Mədənçilikdə PDC Bit Uğursuzluğunun Formasının və Səbəblərinin Təhlili

Hal-hazırda, mədən PDC bitlərinin komponentləri ilk növbədə Şəkil 1-də göstərildiyi kimi bit gövdəsi, PDC kəsicilər, kalibr ərintiləri və digər hissələrdən ibarətdir. PDC kəsicilər və kalibr ərintiləri onların etibarlı qoşulmasını təmin etmək üçün bit gövdəsinə lehimlənir. Daimi qazma əməliyyatları zamanı qazma çubuğu fırlanma momentini və qidalanma təzyiqini qazma biti ilə birləşdiyi çuxurun dibinə ötürür. Qaya kəsmə prosesi qazma ucunda PDC kəsicilərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Bundan əlavə, ölçü ərintiləri bit gövdəsinin çevrə bütövlüyünü qorumaqla həddindən artıq aşınmadan qoruyur. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, PDC biti ilə süxurun kəsilməsi zamanı çuxurun dibində kəsici üzərində tətbiq olunan mürəkkəb qüvvələr, formalaşma xüsusiyyətlərində dəyişikliklər, tikinti texnikası və avadanlığının seçimi, tikinti işlərində iştirak edən personalın əməliyyat bacarığı və bitlərin özləri üçün keyfiyyətə nəzarət tədbirləri tətbiqin effektivliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər və bu bitlər üçün müxtəlif nasazlıq formalarına səbəb ola bilər. Kömür mədəninin qazma sahələrində aparılmış araşdırma vasitəsilə biz müxtəlif nasazlıq rejimlərini və əsas səbəbləri ümumiləşdirmiş və təhlil etmişik.PDC bitləri.

1.1 PDC kəsici nasazlığı PDC yüksək temperatur və yüksək təzyiq şəraitində sinterləndikdə baş verir. Kompozit təbəqə iki əsas komponentdən ibarətdir: Şəkil 2-də göstərildiyi kimi almaz təbəqəsi və karbid matrisi.

PDC kəsicilərinin əsas nasazlıq rejimlərinə normal aşınma, qabıqlanma, bıçağın çökməsi və təbəqələşmə daxildir.

(1) Daimi aşınma və köhnəlmə

Normal aşınma fenomeni süxur kəsmə prosesi zamanı PDC kəsicilərdə baş verən tipik zədələnmə növüdür, ilk növbədə kəsicilərin həm almaz qatında, həm də sementlənmiş karbid matrisində əhəmiyyətli makroskopik üyüdülmə itkisi ilə xarakterizə olunur, daşlama səthində heç bir aşkar çatlama izləri olmadan.

(2) Çip düşməsi

Çip düşməsi fenomeni, PDC kəsiciləri bit gövdəsindən ayrıldıqda baş verir, nəticədə bit uğursuz olur. Ən görkəmli xüsusiyyət, bit gövdəsi ilə PDC kəsicilər arasında qaynağın baş verdiyi çuxurda ərinti qalığının tapılmaması ilə PDC kəsicilərinin bit gövdəsindən tam ayrılmasıdır.

Düşən filmin azalmasına kömək edən əsas amillər:

① Quyunun dibində yüksək temperatur quru qazma tikinti texnologiyasında və ya qazma prosesi zamanı su tıxacının əmələ gəlməsində çətinliklərə səbəb olur, eyni zamanda yüksək sürətli fırlanan qaya kəsmə zamanı qazmada PDC kəsicilərin vaxtında soyumasına mane olur. Nəticədə, çuxurun altındakı temperaturda əhəmiyyətli bir artım var, bu, lehimin kritik temperaturunu aşa bilər və lehim əriməsi və sonradan PDC kəsicilərinin ayrılması ilə nəticələnə bilər.

② Qazma qaynaq prosesinə nəzarət kifayət qədər ciddi deyil. Qaynaq prosedurunda qaynaqdan əvvəl lazımi təmizlənmənin olmaması, səhv qaynaqlar və ya işlənmiş qazın qeyri-adekvat idarə edilməsi və əsassız istilik qorunması temperaturu və ya qaynaqdan sonra kifayət qədər vaxt olmaması, bunların hamısı bitin ayrılması ilə nəticələnə bilər. İstehsalçılardan tam və möhkəm qaynaqları təmin etmək üçün istehsal prosesini (xüsusilə PDC kəsici qaynaq prosesini) ciddi şəkildə tənzimləməyi tələb etməkdən başqa, mümkün olduqda su qazmağı seçərək və quru qazma konstruksiyasından qaçaraq qazma tikintisi prosedurunu da aydınlaşdırmaq lazımdır. Dərin çuxur qazma üçün çubuq qazmağı əlavə etməzdən əvvəl suyun geri qayıtması təmin edilməlidir. Bundan əlavə, hər dəfə qazmağı çuxurun dibinə daxil etməzdən əvvəl tıxanmanın qarşısını almaq üçün hər hansı maneənin olub olmadığını yoxlamaq vacibdir.

(3) Bıçağın qırılması

PDC kəsicilərində almaz təbəqəsinin sınığı geniş yayılmış uğursuzluq rejimini təmsil edirPDC bitləri. Bu nasazlıq rejiminin xarakterik xüsusiyyəti almaz təbəqəsinin lokal qırılmasıdır, bəzi hallarda karbid matrisi ilə yanaşı eyni vaxtda qırılma ilə nəticələnir.

PDC bit qırılmasının əsas səbəbləri:

① PDC kəsicinin xas xüsusiyyətlərinə əsasən seçilmiş kəsici aşağı təsir müqaviməti nümayiş etdirir. Volfram karbidinin (WC) və almaz mikro tozunun birləşmiş gücü qeyri-kafidir, bu da süxurun parçalanmasının stressi altında uğursuzluğa meyllidir;

② Tikinti prosesi ilə bağlı amillər tikinti sahəsindəki təzyiqin həddindən artıq yüksək olduğunu göstərir. PDC kəsicinin bit üzərində göstərdiyi təzyiq kəsicinin təzyiq həddini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir, bu da almaz təbəqəsinin dağılmasına və sonradan kəsici kənarın çökməsinə səbəb olur.

③ Mürəkkəb laylarla əlaqəli amillər onu göstərir ki, sərt, sınıq təbəqələrin tikintisi zamanı PDC kəsicilərə təsir yükü onların zərbəyə davamlılığını üstələyir və bu, kəsici kənarın dağılmasına səbəb ola bilər.

④ Kəsmə bucağının dizaynı qeyri-adekvatdır, çünki o, daha sərt formalaşmanın daha böyük kəsmə bucağını tələb etməsi prinsipinə uyğun gəlmir. Sərt birləşmələrin tikintisində daha kiçik kəsmə bucağı PDC kəsicidə həddindən artıq gücə səbəb ola bilər və nəticədə kəsici kənarın çökməsinə səbəb ola bilər.

⑤ Digər amillər onu göstərir ki, yeraltı yollarda dayaq boltlar və lövbər kabellərinin təşkili qazma ucunun bu elementlərlə qarşılaşdıqda çökməsinə yüksək həssaslıq yaradır. Bit nasazlığının qarşısını almaq üçün təkcə qazma təlimatında qeyd olunan proses parametrlərinə ciddi riayət etmək deyil, həm də qazma qurğusunun formalaşma şəraitinə əsasən layihələndirilməsi və seçilməsi vacibdir. Xüsusilə, sərt birləşmələrdə qazarkən, bitin kəsmə bucağını müvafiq olaraq artırmaq, onun aqressivliyini azaltmaq və bit üçün qorunmanı gücləndirmək məsləhətdir. Əlavə olaraq, zərbəyə davamlılığı yaxşılaşdırmaq üçün sərt çatlamış təbəqələri qazarkən və ya kəsicinin almaz təbəqəsinin xarici formasını dəyişdirərkən daha yüksək zərbə möhkəmliyinə malik PDC kəsicilərin seçilməsi tövsiyə olunur; məsələn, əyri PDC kəsicilər ümumiyyətlə düz növlərdən daha yaxşı təsir müqaviməti nümayiş etdirir. Bundan əlavə, boltlara və anker kabellərinə qazılmamaq üçün tikinti zamanı ağlabatan deşik planı həyata keçirilməlidir.

(4) Delaminasiya

Delaminasiya Şəkil 3-də göstərildiyi kimi PDC kompozit təbəqələrində almaz təbəqəsinin sementlənmiş karbid matrisindən ayrılmasına aiddir.

PDC kəsicilərin almaz təbəqəsində delaminasiyanın əsas səbəbi almaz təbəqəsi ilə sementlənmiş karbid matrisi arasında mövcud olan əhəmiyyətli qalıq gərginlik və onların istilik genişlənmə əmsallarında əhəmiyyətli fərqdir. Süxurların kəsilməsi zamanı almaz təbəqəsi və sementlənmiş karbid matrisi sürtünmə istiliyi və yuyucu mayelərdən soyutma nəticəsində yaranan termal gərginliklər səbəbindən asinxron daralma yaşayır. Nəticədə yaranan zərbə yükü və qalıq stress almaz təbəqəsinin karbid matrisindən soyulmasına gətirib çıxarır və nəticədə qazma bitinin sıradan çıxması ilə nəticələnir. Delaminasiyanı azaltmaq üçün istehsal zamanı bu iki komponent arasında qalıq gərginliyi aradan qaldıran uyğun birləşdirmə materialları və emal texnologiyaları seçmək vacibdir. Bundan əlavə, matris üçün yeni interfeys formasının dizaynı almaz təbəqəsi ilə sementlənmiş karbid matrisi arasında bağlanma xüsusiyyətlərini artıra bilər.

1.2 Qazma gövdəsinin nasazlığı, ilk növbədə, Şəkil 4-də göstərildiyi kimi, qazma gövdəsində bıçaq qırıqları ilə xarakterizə olunur.

 

Bit gövdəsinin bıçaq sınığı daha çox gövdə bitində, polad gövdə isə nadir hallarda baş verir. Kəsmə gövdəsinin bıçağının qırılmasının səbəbləri aşağıdakılardır: ① Bit gövdəsinin tacı toz metallurgiya prosesi ilə bir anda sinterləndiyi üçün gövdəni açarkən gövdənin bıçağına zərbə endirmək. adi polad gövdə biti ilə müqayisədə. bit gövdəsi biti daha yüksək aşınma müqavimətinə malikdir. lakin gövdə materialının möhkəmliyi müvafiq olaraq azalır və bit gövdəsini açarkən diş gövdəsinin bıçağı asanlıqla qırılır; ② Bit sinterləmə prosesinə nəzarət ciddi deyil. və sinterlənmiş bit gövdəsi sürüklənir və metal toz bir ərinti əmələ gətirə bilmir. Bıçağın qırılmasının qarşısını almaq üçün. istifadəçi qazmağı açarkən qandallara kömək etmək üçün diş kəlbətinləri kimi alətlərdən daha yaxşı istifadə etməli idi. bıçağı döyməmək üçün; İkincisi. istehsalçılar sinterlənmiş gövdənin keyfiyyətinə ciddi nəzarət etməlidirlər. yalnız sinterləmə prosesinə ciddi nəzarət etmək deyil. həm də tozun proses tələblərinə cavab verməsini təmin etmək üçün vaxtaşırı metal tozuna nəzarət etmək.

2. Optimallaşdırılmış Dizayn və Mədən PDC Bitinin Ağlabatan Seçimi

2.1 Qazma bitinin optimallaşdırılması dizaynı

(1) Bitin nasazlıq forması üçün onun strukturunu qazma dizaynından optimallaşdırmaq lazımdır. PDC bitinin əsas dizayn parametrlərinə kəsmə Bucağı α daxildir. yan Bucaq β. azimut Bucağı γ. γ PDC dişlərinin oriyentasiya istinad xətti ilə bitin mərkəzi xətti arasındakı Bucağa aiddir. α PDC dişinin oriyentasiya istinad xətti ilə kəsicinin iş müstəvisi arasındakı bucağa aiddir. Şəkil 5-də göstərildiyi kimi. β mərkəz nöqtəsindən keçən müstəvi ilə bitin mərkəzi xətti ilə kəsicinin iş müstəvisi arasındakı Bucağa aiddir. Şəkil 6-da göstərildiyi kimi. İlkin tədqiqat və hərtərəfli tətbiq təhlili göstərir ki, PDC kəsicilərin kəsici bucağı və yan bucağı bitin ömrünə və qazma səmərəliliyinə birbaşa təsir göstərə bilər. və müxtəlif qazma birləşmələrinə uyğun olaraq bitin dizaynını optimallaşdırmaq lazımdır. Kəsmə bucağı dizaynı qazma səmərəliliyinə çox təsir edəcək. hətta heç bir görüntü yoxdur; Kəsmə bucağı çox kiçik olarsa. PDC qabaqcıl kənarı qırılmaya və digər hadisələrə meyllidir. Buna görə də. Parametr sxemini seçərkən qazma dizaynı hərtərəfli nəzərə alınmalıdır, təsadüfi dizayndan daha çox orta kəsmə Bucağı və yan Bucaq seçilməlidir.

(2) Bitin kəsmə bucağını optimallaşdırmaqla yanaşı, PDC kəsiciləri də optimallaşdırmaq vacibdir. PDC kəsicilərin keyfiyyəti mədən PDC bitlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir, çünki bu, onların kəsmə performansını və istifadə müddətini birbaşa müəyyən edir. PDC keyfiyyətinin artırılmasında mühüm amil almaz təbəqəsi ilə sementlənmiş karbid matrisi arasında birləşmə interfeysində qalıq gərginliyin aradan qaldırılmasıdır. Tədqiqatlar göstərir ki, planar interfeys quruluşu olan PDC kəsicilərdə maksimum gərginlik bu interfeysin hər iki tərəfində cəmləşib və almaz təbəqənin kənarında pik dartılma və kəsmə gərginlikləri baş verir. Dartma gərginliyinin olması PDC-də anormal qırılmalara səbəb ola bilər, kəsmə gərginliyi isə PDC kəsicilərində delaminasiyanın əsas səbəbi kimi xidmət edir.

(3) PDC kəsicilərində qalıq stressi aradan qaldırmaqla yanaşı, ikincil müalicələr onların keyfiyyətini daha da artıra bilər. Hal-hazırda, səthin ilkin işlənməsi üsullarına almaz səthinin üyüdülməsi, kənarın pahlarının kəsilməsi və formalı emal daxildir. PDC kəsicilərin seçimi faktiki iş şəraiti əsasında optimallaşdırıla bilər.

2.2 Qazma bitlərinin ağlabatan seçimi

Hazırda əksər mədən sahələrində quyu qazma əməliyyatlarında istifadə edilən PDC bitləri əsasən üç qanadlı konkav dizayna malikdir. Bununla belə, bu bitlərin seçimi çox vaxt məhduddur və təsnifatdan məhrumdur, nəticədə müxtəlif təbəqələrin spesifik tələblərinə adekvat cavab verməyən bir ölçüyə uyğun yanaşma yaranır. Bu, adi konkav bitlərin qənaətbəxş performans göstərmək üçün mübarizə apardığı, bit ömrünün qısalmasına və qazma səmərəliliyinin azalmasına səbəb olan mürəkkəb formalaşma şəraitində xüsusilə problemlidir. Bu cür səmərəsizliklər nəinki istehsal xərclərini artırır, həm də tikinti qrafiklərini poza və əhəmiyyətli iqtisadi itkilərə səbəb ola bilər. Buna görə də, müxtəlif formalaşma şərtlərinə uyğunlaşdırılmış uyğun qazma bitlərini seçmək vacibdir.

Mining PDC bitləri bit gövdəsinin materialına əsasən iki əsas növə təsnif edilə bilər: polad növü və şin növü. Polad tipli bit gövdələri ilk növbədə mexaniki üsullarla işlənir və yaxşı möhkəmlik təmin edir ki, bu da onları ənənəvi lay qazma əməliyyatları üçün uyğun edir. Bunun əksinə olaraq, şin tipli bit gövdələri toz metallurgiya proseslərindən istifadə edilməklə sinterlənir və bərk qayaların qazılması və ya uzadılmış qazma işləri üçün ideal olan yüksək aşınma müqaviməti təklif edir. Əlavə olaraq, qazma uçları Şəkil 7-də göstərildiyi kimi daxili konkav, qövs küncü, düz dib, kazıyıcı və digərləri daxil olmaqla müxtəlif strukturlara təsnif edilə bilər. ①Qətanın konkav konstruksiyasının konkav konstruksiyası ənənəvi lay tikintisi zamanı düzəldici effektləri artırır; ②Qövs bitinin dispers diş düzümü orta sərtlikdə və daha yuxarı təbəqələrlə işləyərkən daha yüksək diş sıxlığı və təkmilləşdirilmiş qazma səmərəliliyi ilə nəticələnir; ③Yastı dibli bitin dodaq forması demək olar ki, düzdür, bu da əyilməni asanlaşdırmaq üçün onun yan kənarlarını itiləşdirir—bu dizayn əsasən istiqamətli qazma tətbiqləri üçün istifadə olunur; ④Qırıyıcı bit adətən daha çox aqressivlik təmin edən konusvari quruluşa malikdir və əsasən yumşaq təbəqələrdə və ya kömür qatlarının konstruksiyalarında istifadə olunur.

İstinad üçün Cədvəl 1-də təqdim olunduğu kimi, cari mədən PDC bitləri müxtəlif iş və formalaşma şəraitində PDC bitləri üçün seçim meyarları ilə birlikdə ümumiləşdirilmiş və təşkil edilmişdir.

3. Mining PDC Bit ehtiyat tədbirlərinin istifadəsi

Qazma bitlərini diqqətlə seçməklə yanaşı, bu alətlərdən düzgün istifadə etmək də eyni dərəcədə vacibdir. Kömür mədənlərində çətin tikinti şərtlərini nəzərə alaraq, işçilər tez-tez PDC bit əməliyyat qaydalarına ciddi şəkildə riayət etmək üçün mübarizə aparırlar, nəticədə düzgün olmayan işləmə səbəbindən tez-tez bit uğursuzluqları baş verir. Qazma işinin səmərəliliyini artırmaq məqsədilə bəzi mədən sahələri əməliyyatlar zamanı uçun çəkisini fərq qoymadan artıra bilər və bu, bitlərin vaxtından əvvəl sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. PDC bitlərindən düzgün istifadə onların performansını optimallaşdıra və istehsal xərclərini azalda bilər. PDC bitlərindən istifadə edərkən aşağıdakı mülahizələrə diqqət yetirilməlidir:

(1) Böyük diametrli qazma borusunun çox kiçik diametrli qazma borusu ilə, kiçik diametrli qazma borusunun isə böyük diametrli qazma biti ilə uyğun gəlmədiyinə əmin olaraq, PDC biti ilə qazma aləti arasındakı dərəcə əlaqəsinə diqqət yetirin.

(2) Optimal yanaşma, qazma prosesinin zolaqların yan boltlarının, anker kabellərinin və oxşar maneələrin yaxınlığından qaçmasını təmin etməklə, yuva tikintisi üçün xüsusi qazma və ya köhnə qazma bitindən istifadə etməkdir.

(3) Qazma işləri apararkən, quyu daxilində həddindən artıq təzyiq nəticəsində yaranan qəzaların qarşısını almaq üçün qidalanma təzyiqini tənzimləmək vacibdir.

(4) Təmiz su qazma texnikasından istifadə edin, quru qazmadan və ya təzyiqli hava ilə qazmadan çəkinin. Təzyiqli qazma əməliyyatlarına başlamazdan əvvəl, dibində potensial yanma hadisələrinin qarşısını almaq üçün çuxurda suyun düzgün dövranını təmin edin.

(5) Biti çıxararkən, PDC kəsicini sıxmaqdan və ya vurmaqdan qaçındığınızdan əmin olun. Bundan əlavə, dişin gövdə bıçağına dəyməmək üçün diqqətli olun.

4. Nəticə

Kömürün təhlükəsiz və səmərəli yaşıl hasilatı ardıcıl olaraq kömür sənayesi tərəfindən müdafiə olunan mərkəzi mövzu olmuşdur. Kömür mədənlərində yeraltı qazma əməliyyatları üçün PDC bitlərindən səmərəli istifadə mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Bu yazı, müxtəlif uğursuzluq formalarının əsas səbəblərini aydınlaşdıraraq, PDC bitlərinin mədən işinin uğursuzluq rejimlərini təhlil edir. O, müxtəlif iş şəraiti və geoloji birləşmələr altında bitlər üçün optimal dizayn və seçim strategiyalarını təklif edir, eyni zamanda onların istifadəsi üçün ehtiyat tədbirlərini ümumiləşdirir və bununla da mədən PDC bitlərinin təkmilləşdirilmiş seçilməsi və tətbiqi üçün istinad təmin edir. Mədən PDC bitlərinin düzgün seçilməsi və düzgün istifadəsi onların effektivliyini artıra, resurs israfını minimuma endirə və kömür hasilatında təhlükəsizlik, səmərəlilik və ekoloji cəhətdən təmiz təcrübələri artıra bilər.