Optimale Seleksje fan PDC Bits foar Coal Mining
Boorgatkonstruksje is in soad brûkte technyske metoade foar gaskontrôle, wetterskeaprevinsje, en geologyske ferkenning yn stienkoalminen, dy't in krúsjale rol spilet by it garandearjen fan de feiligens en effisjinsje fan stienkoalproduksje. Yn Sina wurde jierliks tsientallen miljoenen meter oan boargaten makke yn stienkoalminen. It bouproses fereasket de stipe fan boarapparatuer lykas boren, drillpipes en drillbits. Under harren binne boren essensjele ark foar it direkt foarmjen fan gatten en brekken fan rotsen.
De Poly kristallijne diamant gearstalde plaat (PDC) wurdt wiidweidich brûkt yn mynbou drill bits fanwege syn útsûnderlike slijtage ferset en lofsizzende ynfloed taaiens.PDC bitseksposearje in langere boarlibben en ferhege penetraasje-effisjinsje as se brûkt wurde yn medium-hurde en legere rotsformaasjes, wêrtroch't substansjele ekonomyske foardielen opleverje yn stienkoalmynboarringsoperaasjes. easken.
De hjoeddeistige útdagings yn mynbouPDC bitsbefetsje: ①De yngongsdrompel foar mynbou fan PDC-bits is relatyf leech, mei in mannichte fan fabrikanten dy't wikseljende kwaliteitsnivo's oanbiede. ②De gebrûken en easken fan ûndergrûnske boarjen yn stienkoalminen litte dúdlike ferskillen sjen, wylst de klassifikaasje fan mining PDC-bits yngewikkeld en ferskaat is. Fierder is d'r in gebrek oan systematyske en rasjonele seleksjespesifikaasjes yn it folgjende gebrûksproses.③ Mei de tanimmende prevalens fan komplekse hurde lagen yn stienkoalmyn, kinne konvinsjonele mining PDC-bits net foldogge oan de bou-easken foar effisjint boarjen op it terrein, wat resulteart yn gefallen fan stadige foarútgong of sels folslein gebrek oan byldmateriaal yn 'e útdaagjende konstruksje fan' e konstruksjebetingsten. boarprosedueres troch boupersoniel kinne soms lestich wêze.
Om de operasjonele effektiviteit fan mynbou te ferbetterjenPDC bits, jout dit papier in wiidweidige analyze fan 'e primêre mislmodi en ûndersiket de ûnderlizzende oarsaken foar elke foarm fan mislearring. Derneist wurde praktyske oanbefellings foarsteld foar de foarsichtige seleksje en opsichtich gebrûk fan dizze bits.
1.Analysis fan 'e foarm en oarsaken fan PDC Bit Failure yn Mining
Op it stuit, de komponinten fan mynbou PDC bits foaral bestean út it bit lichem, PDC cutters, gauge alloys, en oare dielen lykas ôfbylde yn figuer 1. De PDC cutters en gauge alloys wurde brazed op it bit lichem te garandearjen harren feilige taheaksel. Tidens reguliere boarjen operaasjes, de drill roede stjoert koppel en feed druk oan 'e boaiem fan it gat dêr't it oangiet mei de drill bit. It rotssnijproses wurdt berikt troch it brûken fan PDC-snijders op 'e drillbit. Derneist beskermje gauge-legeringen tsjin oermjittige slijtage troch de omtreklike yntegriteit fan it bitlichem te beskermjen. It moat lykwols opmurken wurde dat ferskate faktoaren lykas komplekse krêften útoefene op cutter op gat boaiem tidens rots cutting mei in PDC bit, feroarings yn formaasje skaaimerken, seleksje fan bou techniken en apparatuer, operasjonele feardichheden fan personiel belutsen by bou aktiviteiten tegearre mei kwaliteit kontrôle maatregels foar bits sels kin signifikant beynfloedzje de effektiviteit fan tapassing liedt ta ferskate foarmen fan falen foar dizze bits. Troch in ûndersyk útfierd op stienkoalmynboarplakken, hawwe wy ferskate mislmodi en primêre oarsaken gearfette en analysearrePDC bits.
1.1 De PDC cutter mislearring komt foar as de PDC wurdt sintered ûnder hege temperatuer en hege druk betingsten. It gearstalde blêd bestiet út twa haadkomponinten: in diamantlaach en in karbidmatrix, lykas yllustrearre yn figuer 2.
De primêre mislearringsmodi fan PDC-snijders omfetsje normale slijtage, ôfflakken, blêd ynstoarten, en delaminaasje.
(1) Regelmjittich wear en tear
It ferskynsel fan normale wear is in soarte fan typyske skea dy't optreedt yn PDC cutters tidens de rots cutting proses, yn it foarste plak karakterisearre troch signifikante makroskopyske slypjen ferlies yn sawol de diamant laach en cemented carbid matrix fan de cutters, sûnder skynbere spoaren fan kraken op it slypjen oerflak.
(2) Chip drop
It ferskynsel fan chip drop komt foar as PDC cutters losmeitsje fan it bit lichem, resultearret yn bit falen. De meast foaroansteande karakteristyk is de folsleine skieding fan PDC cutters út it bit lichem, mei gjin alloy residu fûn yn 'e put dêr't welding tusken it bit lichem en PDC cutters plakfynt.
Primêre faktoaren dy't bydrage oan de delgong fan fallende film:
① De ferhege temperatuer oan 'e boaiem fan' e boarring liedt ta útdagings yn droege boarjen bou technology of wetter plug formaasje tidens it boarjen proses, wylst ek belemmerje yntiidske koeling fan PDC cutters op 'e boar by hege-snelheid rotary rock cutting. Dêrtroch is d'r in signifikante ferheging fan temperatuer oan 'e boaiem fan' e gat, wat de krityske temperatuer fan solder kin oertreffe en resultearje yn soldermelting en dêropfolgjende losmeitsjen fan PDC-snijders.
② De kontrôle fan it boarlasproses is net genôch strang. Yn de welding proseduere, der is in gebrek oan goede skjinmeitsjen foarôfgeand oan welding, defecte welds of ûnfoldwaande exhaust gas behear, en ûnferstannich waarmte behâld temperatuer of ûnfoldwaande tiid nei welding, dat kin resultearje yn bit detachment. Neist easket fabrikanten om strikt te regeljen it produksjeproses (benammen de PDC cutter welding proses) te garandearjen folsleine en solide welds, is it ek nedich om te ferdúdlikjen de boarring bou proseduere troch te kiezen foar wetter boarjen wannear mooglik en it foarkommen fan droech boarjen konstruksje. Foar djip gat boarjen, moat der foar soargje dat it wetter weromkomt foardat it tafoegjen fan roedeboarring. Derneist is it elke kear foardat jo de boar yn 'e boaiem fan' e gat ynsette, essensjeel om te kontrolearjen oft d'r obstruksjes binne om blokkearjen te foarkommen.
(3) Blade breakage
De breuk fan de diamant laach yn PDC cutters fertsjintwurdiget in prevalent modus fan mislearring foarPDC bits. In karakteristyk skaaimerk fan dizze mislearring modus is de pleatslike brekking fan de diamant laach, mei guon eksimplaren resultearje yn simultane breakage neist de carbid matrix.
De wichtichste oarsaken fan brekken fan PDC-bit:
① De snijder keazen op basis fan de ynherinte skaaimerken fan 'e PDC-snijder hat lege slachbestriding. De kombinearre sterkte fan wolfraamkarbid (WC) en diamantmikropoeder is net genôch, wêrtroch it gefoelich is foar mislearring ûnder de stress fan rotsfragmintaasje;
② Faktoaren yn ferbân mei it bouproses jouwe oan dat de boudruk op it terrein te heech is. De druk útoefene troch de PDC cutter op 'e bit gâns grutter dan de cutter syn druk limyt, dy't liedt ta spalling fan' e diamant laach en dêropfolgjende ynstoarting fan de cutting râne.
③ Faktoaren yn ferbân mei komplekse formaasjes jouwe oan dat by de bou fan hurde, brutsen formaasjes, de ynfloedbelesting op PDC-snijders grutter is as har ynfloedtaaiheid, wat kin liede ta it ynstoarten fan 'e snijrâne.
④ It ûntwerp fan 'e bitsnijhoek is net genôch, om't it net hâldt oan it prinsipe dat in hurdere formaasje in gruttere snijhoeke nedich is. By de bou fan hurde formaasjes, in lytsere cutting hoek kin resultearje yn oermjittige krêft op 'e PDC cutter, úteinlik liedend ta it ynstoarten fan' e snijflak.
⑤ Oare faktoaren jouwe oan dat de regeling fan stypjende bouten en ankerkabels yn ûndergrûnske wegen it heul gefoelich makket foar it ynstoarten fan de boar by it tsjinkommen fan dizze eleminten. Om bitfalen te foarkommen, is it essensjeel om net allinich strikt te folgjen oan 'e prosesparameters beskreaun yn' e boarjende ynstruksjehânlieding, mar ek om de boar te ûntwerpen en te selektearjen basearre op formaasjebetingsten. Spesifyk, by it boarjen yn hurde formaasjes, is it oan te rieden om de snijhoek fan 'e bit passend te fergrutsjen, har agressiviteit te ferminderjen en beskerming foar it bit te ferbetterjen. Dêrnjonken wurdt it oanrikkemandearre om PDC-snijders te selektearjen mei hegere effekttaaiens by it boarjen troch hurde brutsen formaasjes of it feroarjen fan 'e eksterne foarm fan' e diamantlaach fan 'e cutter foar it ferbetterjen fan effekttaaiens; bygelyks, kromme PDC-snijders hawwe oer it generaal bettere slachbestriding dan platte typen. Fierder moat in ridlike yndieling fan gatten tidens de bou útfierd wurde om boarjen yn bouten en ankerkabels te foarkommen.
(4) Delaminaasje
Delaminaasje ferwiist nei it losmeitsjen fan 'e diamantlaach fan' e sementeare karbidmatrix yn PDC-kompositeblêden, lykas yllustrearre yn figuer 3.
De primêre oarsaak fan delaminaasje yn 'e diamantlaach fan PDC-snijders is de substansjele oerbliuwende spanning oanwêzich tusken de diamantlaach en de cemented carbid matrix, keppele oan in signifikant ferskil yn har koeffizienten fan termyske útwreiding. Tidens rock cutting, de diamant laach en cemented carbid matrix ûnderfine asynchronous contraction fanwege termyske spanningen opwekt troch wriuwing waarmte en koeling út wask fluids. De resultearjende ynfloedbelesting en oerbliuwende stress liede ta peeling fan 'e diamantlaach fan' e karbidmatrix, wat úteinlik resulteart yn boarbitfal. Om delaminaasje te beheinen, is it essensjeel om passende bondingsmaterialen en ferwurkingstechnologyen te selektearjen dy't oerbleaune spanning tusken dizze twa komponinten oanpakke tidens fabrikaazje. Derneist kin it ûntwerpen fan in nije ynterfacefoarm foar de matrix de bondingseigenskippen ferbetterje tusken de diamantlaach en cemented carbide matrix.
1.2 Drill lichem mislearring wurdt benammen karakterisearre troch blade fraktueren yn de drill lichem, lykas yllustrearre yn figuer 4.
De blêdbreuk fan it bitlichem komt meast foar yn 'e lichemsbit en it stielen lichemsbit komt selden foar. De redenen foar it brekken fan it blêd fan it bitlichem binne as folget: ① It slaan fan it blêd fan it bitlichem by it losdraaien fan it bitlichem, om't de kroan fan it bitlichem yn ien kear sintere wurdt troch poedermetallurgyproses. ferlike mei de gewoane stielen lichem bit. de bit body bit hat hegere wear ferset. mar de hurdens fan it lichem materiaal wurdt navenant fermindere en it is maklik om te brekken it blêd fan it bit lichem doe't unscrewing it bit lichem; ② De kontrôle fan it bitsinteringsproses is net strang. en de sintered bit lichem is entrainment en de metalen poeder net te foarmjen in alloy.Om foar te kommen dat it blêd breaking. de brûker hie ark better te brûken lykas dental tangen om de ketting te helpen by it losdraaien fan de boar. om foar te kommen dat it blêd klopjen; Twads. fabrikanten moatte strikt kontrolearje de kwaliteit fan de sintered lichem. net allinich om it sinterproses strikt te kontrolearjen. mar ek om it metaalpoeder fan tiid ta tiid te kontrolearjen om te soargjen dat it poeder foldocht oan de proseseasken.
2. Optimalisearre Design en ridlike seleksje fan Mining PDC Bit
2.1 Optimalisearring ûntwerp fan drill bit
(1) Foar de mislearring foarm fan it bit, is it nedich om te optimalisearjen syn struktuer út de drill design. De wichtichste ûntwerpparameters fan PDC-bit omfetsje snijhoek α. kant hoeke β. azimut Hoeke γ. ensfh γ ferwiist nei de hoeke tusken de oriïntaasje referinsje line fan de PDC tosken en it sintrum line fan it bit. α ferwiist nei de hoeke tusken de oriïntaasje referinsje line fan 'e PDC tosk en it wurkjen fleantúch fan' e cutter. lykas werjûn yn figuer 5. β ferwiist nei de Hoek tusken it fleantúch troch it sintrum punt en it sintrum line fan it bit en it wurkjen fleantúch fan 'e cutter. lykas werjûn yn figuer 6. Foarriedige ûndersyk en wiidweidige applikaasje analyze litte sjen dat de cutting Angle en kant Angle fan PDC cutters kin direkt beynfloedzje it libben en boarjen effisjinsje fan it bit. en it is nedich om it ûntwerp fan 'e bit te optimalisearjen neffens ferskate boarformaasjes. Cutting Angle design sil grutte ynfloed op de boarjen effisjinsje. of sels hielendal gjin byldmateriaal; As de cutting Angle is te lyts. de PDC-snijkant is gefoelich foar brekken en oare ferskynsels. Dêrom. de drill design moat wurde beskôge wiidweidich by it selektearjen fan de parameter skema te kiezen foar in matige cutting Angle en kant Angle ynstee willekeurich design.
(2) Neist it optimalisearjen fan de snijhoeke fan 'e bit, is it essinsjeel om ek PDC-snijders te optimalisearjen. De kwaliteit fan PDC cutters signifikant beynfloedet mynbou PDC bits, sa't it direkt bepaalt harren cutting prestaasjes en lifespan. In krityske faktor yn it ferbetterjen fan de kwaliteit fan PDC is it eliminearjen fan oerbliuwende stress by de bonding ynterface tusken de diamantlaach en cemented carbid matrix. Ûndersyk jout oan dat maksimale stress yn PDC cutters mei in planar ynterface struktuer is konsintrearre tichtby beide kanten fan dizze ynterface, mei peak tensile en shear spanningen dy't foarkomme oan 'e râne fan' e diamant laach. De oanwêzigens fan trekspanning kin liede ta abnormale fraktueren yn PDC, wylst skuorspanning tsjinnet as in primêre oarsaak foar delaminaasje yn PDC-snijders.
(3) Neist it eliminearjen fan residuele stress yn PDC-snijders, kinne sekundêre behannelingen har kwaliteit fierder ferbetterje. Op it stuit omfetsje de primêre metoaden foar oerflakbehanneling it slijpen fan diamantoerflak, rânebewurking, en foarmferwurking. De seleksje fan PDC-snijders kin wurde optimalisearre op basis fan werklike wurkomstannichheden.
2.2 Redelijke seleksje fan drill bits
Op it stuit hawwe PDC-bits dy't brûkt wurde yn boarringsoperaasjes nei ûnderen yn 'e measte mynbougebieten foaral in trije-fleugel konkav ûntwerp. De seleksje fan dizze bits is lykwols faak beheind en mist klassifikaasje, wat resulteart yn in ien-grutte-past-alles oanpak dy't de spesifike easken fan ferskate strata net adekwaat oanpakt. Dit is benammen problematysk ûnder komplekse formaasjebetingsten, dêr't konvinsjonele konkave bits stride om befredigjende prestaasjes te leverjen, wat liedt ta ferkoarte bitlibben en fermindere boareffisjinsje. Sokke ineffisjinsjes eskalearje net allinich de produksjekosten, mar kinne ek bouskema's fersteure en signifikante ekonomyske ferliezen oprinne. Dêrom is it essinsjeel om passende drill bits te selektearjen ôfstimd op wikseljende formaasjebetingsten.
Mining PDC-bits kinne wurde yndield yn twa haadtypen basearre op it materiaal fan it bitlichem: stieltype en bântype. Stiel-type bit lichems wurde yn it foarste plak ferwurke troch meganyske metoaden, providing goede taaiens dat makket se geskikt foar konvinsjonele formaasje boarjen operaasjes. Yn tsjinstelling, tire-type bit lichems wurde sintered mei help fan poeder metallurgy prosessen, biede hege wear ferset ideaal foar hurde rock boarjen of útwreide boarjen taken. Derneist, drill bits kinne wurde yndield yn ferskate struktueren, ynklusyf ynterne konkave, arc hoeke, platte boaiem, scraper, en oaren lykas yllustrearre yn figuer 7. ①De konkave struktuer ûntwerp fan de konkave bit fersterket rjochtsjen effekten by konvinsjonele formaasje konstruksje; ②De ferspraat toskenarrangement fan 'e bôgebit resultearret yn in hegere toskdichtheid en ferbettere boareffisjinsje by it wurkjen mei medium-hurde lagen en boppe; ③ De lipfoarm fan 'e bit mei platte boaiem is hast flak, wat de sydrânen skerpet om skewing te fasilitearjen - dit ûntwerp wurdt foaral brûkt foar tapassingen foar rjochtingboarjen; ④De skraperbit hat typysk in konyske struktuer dy't grutter agressiviteit leveret en wurdt benammen brûkt yn sêfte lagen of stienkoalnaadkonstruksjes.
De hjoeddeistige mining PDC-bits binne gearfette en organisearre, tegearre mei de seleksjekritearia foar PDC-bits ûnder ferskate wurk- en formaasjebetingsten, lykas presintearre yn Tabel 1 foar referinsje.
3. It brûken fan Mining PDC Bit foarsoarchsmaatregels
Njonken it soarchfâldich selektearjen fan drillbits, is it like wichtich om dizze ark goed te brûken. Sjoen de útdaagjende konstruksjebetingsten yn stienkoalminen, stride arbeiders faaks om strikt te hâlden oan PDC-bit operasjonele rjochtlinen, wat resulteart yn frequente gefallen fan bitfalen fanwegen ferkearde ôfhanneling. Yn in poging om boarjen effisjinsje te ferbetterjen, kinne guon mynbougebieten it gewicht fan bits sûnder ûnderskied ferheegje tidens operaasjes, wat liedt ta te betiid bitfalen. Korrekt gebrûk fan PDC-bits kin har prestaasjes optimalisearje en produksjekosten ferminderje. Oandacht moat jûn wurde oan de folgjende oerwegingen by it brûken fan PDC-bits:
(1) Jou omtinken oan de grading relaasje tusken PDC bit en drill ark, soargje derfoar dat grutte diameter drill piip wurdt net oerien mei te lytse diameter drill piip, en lytse diameter drill piip wurdt net matched mei grutte diameter drill bit.
(2) De optimale oanpak is it brûken fan in spesjalisearre gat drill of in âlde drill bit foar nêst konstruksje, wylst it garandearjen dat it boarjen proses foarkomt de omkriten fan lane kant bouten, anker kabels, en ferlykbere obstruksjes.
(3) By it útfieren fan boarjen is it essensjeel om de feeddruk te regeljen om ûngemakken te foarkommen dy't feroarsake binne troch oermjittige druk yn it boorgat.
(4) Brûk asjebleaft de technyk foar skjin wetterboarjen, ôfwêzich fan droech boarjen of drukluchtboarjen. Foardat it begjin fan drukboaringsoperaasjes, soargje foar goede wettersirkulaasje binnen it gat om potinsjele ferbaarningsynsidinten oan 'e basis te foarkommen.
(5) By it fuortheljen fan it bit, soargje derfoar dat jo de PDC-snijder net klemme of slaan. Wês ek foarsichtich om it lichemsblêd fan 'e bit net te reitsjen.
4. Konklúzje
De feilige en effisjinte griene winning fan stienkoal hat konsekwint in sintraal tema west dat troch de stienkoalyndustry bepleite. Effektyf gebrûk fan PDC-bits foar ûndergrûnske boarringsoperaasjes yn stienkoalminen is wichtich. Dit papier analysearret de mislearringsmodi fan mynbou fan PDC-bits, en beljochtet de primêre oarsaken efter ferskate mislearringsfoarmen. It stelt optimale ûntwerp- en seleksjestrategyen foar bits ûnder ferskate wurkomstannichheden en geologyske formaasjes, wylst se gearfetting foarsoarchsmaatregels foar harren gebrûk, dêrmei in ferwizing foar ferbettere seleksje en tapassing fan mynbou PDC bits. De rjochtfeardige seleksje en it juste gebrûk fan PDC-bits foar mynbou kinne har effektiviteit maksimalisearje, boarneôffal minimalisearje en feiligens, effisjinsje en miljeufreonlike praktiken yn stienkoalwinning ferbetterje.