Hüdraulilise ja veepõhise DTH-puurimise tehnoloogia edusammud.

1. Hüdrauliliste kivipuuride eelised

① Kõrge hüdrauliline rõhk: tavaliselt vahemikus 10 kuni 25 MPa, suundumusega kõrgematele piiridele. See on mitu kuni kümneid kordi kõrgem kui pneumaatiline rõhk.

② Suur väljundvõimsus: tavaliselt 5 kuni 20 kW. Mõned mudelid, nagu ATLASe COP4050 ja TAMROCKi HL2000, ulatuvad 40 kW-ni, HL4000 aga kuni 70 kW-ni.

③ Kiire puurimiskiirus: saavutab tavaliselt puurimiskiiruse 1–3 m/min.

④ Kõrge kasutegur: hüdrauliliste kivipuuride efektiivsus võib ulatuda 50% -ni ja hüdropumbad on tõhusamad kui õhukompressorid. Järelikult on üldine energiakasutus oluliselt kõrgem kui pneumaatiliste kivipuursüsteemide puhul.

2. Hüdrauliliste kivipuuride puudused

① Energia ülekandekadu: kuna kivipuur asub puurvarda ülaosas, suurenevad energia ülekandekaod augu suurema sügavusega, mille tulemuseks on puurimiskiiruse vähenemine.

② Puurvarda suur kulumine: hüdrauliliste kivipuuride võimsuse kasvades suureneb ka puurvardale avaldatav pinge, mis põhjustab suuremaid kahjustusi. Kuigi sellised tehnoloogiad nagu Atlas Copco korpuse puurimine aitavad stressi vähendada, suurendavad need kulusid ega suuda probleemi täielikult lahendada, piirates sellega puuri väljundvõimsust. Näiteks kui COP4050 võimsus on 40 kW, kasutatakse sügavate aukude puurimiseks ainult 30 kW, et minimeerida seadmele avaldatavat pinget.

③ Puuraugu kõrvalekalle: puurvardad taluvad nii löögijõude kui ka pöördemomenti, mis põhjustab painde ja deformatsiooni, mis vähendab puuraugu täpsust.

3. EelisedDown-the-Hole (DTH)Puurid

① Energiaülekande kadu puudub: haamer mõjutab otseseltpuur, välistades vajaduse löögienergia ülekandmiseks puurvarda kaudu, tagades ühtlase puurimiskiiruse olenemata sügavusest.

② Sirged puuraugud: puurvardal on kõrge jäikus, see ei allu löögijõududele ja edastab ainult pöördemomenti minimaalse aksiaalrõhuga. See hoiab ära painde ja deformatsiooni, tagades sirged ja siledad puuraugud. DTH-puurid toimivad paremini murdunud koosseisudes, kaldus kihtides või muutuva kivimi kõvadusega.

③ Tõhus prahi eemaldamine: jõuallikas toimib ka loputusvahendina, puhastades puuraugu põhjalikult ja vältides ülepuurimist.

④ Madal müratase: Kuna löök toimub puuraugu põhjas, on müra oluliselt madalam kuitop-haamer puurid.

⑤ Lai kohaldatavus: DTH puurid, välja arvatud väga pehmed moodustised, töötavad optimaalselt kõigi kivimitüüpide puhul, ületades puuraugu puuraugu saavutatava läbimõõdu ja sügavuse poolest ülemise haamriga kivipuurid.

Arvestades neid eeliseid, peetakse DTH-puurimist laialdaselt parimaks valikuks, 90% Suurbritannia karjääridest kasutab seda meetodit.

4. Pneumaatiliste DTH-trellide puudused

① Madal rõhk ja võimsus: Pneumaatiliste DTH-trellide peamine puudus on nende madal õhurõhk ja väljundvõimsus, mis viib puurimiskiiruse vähenemiseni. Kuigi edusammud on tõstnud õhurõhu 2,5 MPa-ni, on see endiselt palju madalam kui kivipuuride hüdrauliline rõhk. Veelgi enam, kõrgsurveõhukompressorid on kallid, nõuavad suure võimsusega ajamid, tekitavad rohkem müra ja kaotavad kõrgetel aladel oluliselt tõhusust.

② Madal energiakasutustõhusus: Pneumaatilised DTH-trellid tarbivad puuritud meetri kohta kolm korda rohkem energiat kui hüdraulilised kivipuurid.

5. Hüdraulika rakendusedDTH vasarad

Hüdrauliliste kivipuuride (kõrge rõhk ja tõhusus) ja DTH-puuride (sirged puuraugud) eeliste integreerimiseks töötas Saksamaa Hausherr 1990. aastate alguses välja kiirhüdraulilise DTH puuri. Nii selle pöörlemis- kui ka löögimehhanismid on hüdrauliliselt käitatavad. Haamril on kaks õlitoru etteandmiseks ja tagastamiseks. Rapid puurid on saadaval kolme läbimõõduga: 90 mm, 115 mm ja 150 mm, sobivad puuraukudele läbimõõduga vastavalt 100–125 mm, 127–156 mm ja 168–230 mm.

Rapidi ja Hausherri pneumaatilise DTH puuri HBM80S võrdlev test näitas, et identse puuraugu läbimõõduga (125 mm) ja sügavusega (36 m) oli Rapidil olulisi majanduslikke eeliseid, kuna mootori võimsus, kütusekulu ja määrdeõli kulu suhe oli vastavalt 0,46 ja 0,44 0,46.

6. Hüdrauliliste vee jõul töötavate vasarate rakendused

Rootsi LKAB ja selle tütarettevõte G-Drill töötasid 1980. aastate lõpus välja Wassara vee jõul töötava DTH-vasara. Kasutades keskkonnana filtreeritud kaevandusvett, töötab see rõhul 18–20 MPa ja voolukiirustel 200–300 L/min. Keskmise puurimiskiirusega 850 mm/min ületab see pneumaatilisi vasaraid (tavaliselt 320 mm/min).

Wassara haamer on näidanud üles erakordset jõudlust, näiteks vähendanud puuraukude kõrvalekaldeid poole võrra ja suurendanud tootlikkust 86% LKAB kaevandustes. Rakendused hõlmavad metroo vuukimist New Yorgis ja geotermilist puurimist Šveitsis, kus 599,8 m puuraugu valmis 5 päevaga, võrreldes 3 nädalaga traditsiooniliste pöörlevate puuridega.

7. Võrdlus: hüdraulilised vee jõul töötavad vs hüdraulilised vedelikuga töötavad vasarad

Vee jõul töötavad vasarad: kasutage staatilist veesurvet, et saavutada suurem tõhusus ja puurimiskiirus, mis sobivad kaevandustöödeks.

Vedelikuga töötavad vasarad: kasutage dünaamilist veesurvet ja piirduge üldiselt geoloogilise puurimisega madalama rõhu (0,5–4 MPa) ja efektiivsusega (

8. Järeldus

Hüdrauliline ja vee jõul töötavDTH haamridühendavad ülemise haamriga hüdrauliliste puurite ja pneumaatiliste DTH-vasarate eelised, pakkudes madalat energiatarbimist, kiiret puurimiskiirust ja sirgeid puurauke. Ühtne toite- ja loputusvahend muudab vee jõul töötavad haamrid edaspidiseks arenguks paljutõotavamaks.