Kraze Kòd Forage Hard Rock: Teknoloji DTH ki chanje jwèt la.
Dapre kondisyon jewolojik yo nan zòn konstriksyon an, gen kat metòd perçage prensipal yo souvan itilize pa forage perçage, jan yo montre nan Figi 1.
a. Pneumatic oswa idwolik-kondwi tèt rotary konbine avèk ekipman enpak transmèt enèji wotasyon ak enpak nan tèt la.fè egzèsis tiyo, fournir enèji pou fè egzèsis la atravè onn chòk nan tiyo egzèsis la. Metòd sa a limite a ti dyamèt ak fon pwofondè epi li jeneralman yo itilize nan karyè, sit konstriksyon, ak operasyon min anba tè.
b.Mato Down-The-Hole (DTH). yo sitiye nan pati anba a nan fisèl egzèsis la. Lè konprese antre nan DTH a atravè fisèl egzèsis la, kondwi yon piston nan yon mouvman resipwòk ki dirèkteman enpak ti jan egzèsis la, transfere enèji enpak nan wòch la. Sistèm sa a gen yon pèt minimòm de pouvwa epi li patikilyèman apwopriye pou twou byen fon, twou dwat, ak wòch mwayen difisil.
c.Perçage sikilasyon ranvèse (RC).sèvi ak DTH pou kolekte ak transpòte echantiyon wòch ki soti nan figi ti egzèsis la. Koupe sèk ak ki pa kontamine yo transmèt atravè tiyo sant DTH la nan yon aparèy koleksyon echantiyon, prepare pou analiz jewolojik.
d. Yon bwat kondwi pa motè idwolik oswa elektrik fòme yon tèt pouvwa wotasyon, k ap aplike fòs manje ase nan ti jan an twa kòn fè egzèsis atravè yon sistèm manje ki deplase monte ak desann sou machin nan fè egzèsis ak yon tiyo epè-ranpa fè egzèsis. Metòd sa a yo itilize pou wòch douser oswa wòch difisil solid.
- Prensip ak Karakteristik DTH
Fòmasyon yo fouye ak DTH yo prèske totalman kapab enkli tout wòch inye, wòch metamòfik, ak wòch sedimantè ki mwayen-di oswa pi difisil. DTH se patikilyèman avantaje pou perçage wòch difisil ak kouch difisil paske wòch difisil yo gen tandans frajil. Anba chaj enpak, ka zo kase pa sèlman rive nan sit enpak dirèk la, men tou kreye yon zòn kase, sa ki lakòz pi gwo fragman wòch. Se konsa, vitès la perçage se siyifikativman pi vit konpare ak pi bon kalite perçage rotary. Modèl mekanik nan Figi 2 montre plizyè chaj ki aji sou wòch la pandan perçage rotary enpak.
Anplis de sa, DTH (Down-the-Hole) perçage trè efikas nan fòmasyon ki gen tandans fè devyasyon twou, tankou kouch ak kabann ki byen devlope ak feyaj, oswa kouch wòch ki gen dite inegal ak anpil ka zo kase. Li ka siyifikativman redwi devyasyon twou ak tou simonte difikilte nan perçage nan kouch gravye ak kabann boulder.
Perçage DTH te devlope nan fen 19yèm syèk la e li gen yon istwa ki gen plis pase yon syèk. Malgre ke gen anpil kalite egzèsis DTH, yo pataje yon karakteristik komen: tou de mekanis enpak la ak ti jan egzèsis la submerged nan twou a, ak wotasyon konbine avèk enpak kraze wòch la. Ekipman yo itilize pou jenere fòs enpak la ka klase dapre metòd kondwi yo nan kalite pneumatik, idwolik, presyon lwil oliv, elektrik ak mekanik.
Depi enèji enpak fè eksperyans pèt enpòtan pandan transmisyon epi li ka lakòz gwo domaj nan eleman ki afekte yo, li jeneralman obligatwa nan operasyon perçage pi fon ke ekipman an antre nan twou a ak zouti nan fè egzèsis, se konsa ke fòs la enpak pwodiksyon ka aji dirèkteman sou ti jan an fè egzèsis oswa barik nwayo. Sa a minimize pèt enèji pandan transmisyon, amelyore efikasite enèji, epi redwi chans pou echèk ekipman twou yo.
Pneumatic DTH, ke yo rele tou DTH lè-kondwi, vini nan anpil kalite estriktirèl ak metòd klasifikasyon.
- Pa evalyasyon presyon: kalite presyon ki wo, mwayen presyon ak presyon ki ba.
- Pa estrikti jeneral: ki pa atravè ak nan kalite.
- Dapre prensip operasyon valv: kalite valv kontwòl, kalite valv gratis, ak kalite valv ibrid.
- Pa estrikti piston: piston dyamèt egal, piston dyamèt inegal, ak kalite piston tandem.
-Pa kalite distribisyon lè: valv DTH ak valveless DTH. Valv DTH ka sibdivize nan valv plak, valv disk, ak kalite valv silendrik, pandan y ap valveless DTH ka divize an kalite echapman baton sant, kalite distribisyon lè piston, ak distribisyon lè konbine pa piston, silenn, ak baton sant.
- Pa lave twou ak metòd egzeyat salop: lave twou sant, lave twou devan, ak lave twou bò.
2. Detèminasyon Mekanis Enpak Esktirèl Scheme
2.1 Piston Self-Gas Pwovizyon pou Mekanis Enpak ki pa Valv
Sa a kalite mekanis enpak prensipalman itilize pasaj gaz yo nan piston nan tèt li pou rezèv gaz, sa ki lakòz yon estrikti piston konplèks ak chanèl gaz anpil, ki diminye fòs piston ak lavi. Sepandan, mekanis enpak sa a entegre silenn enteryè ak ekstèn, ogmante zòn k ap travay efikas nan piston an ak amelyore enèji enpak mekanis lan.
2.2 Piston ak silenn konbine gaz ki pa Peye-valv enpak mekanis
Kalite sa a prezante yon estrikti senp ki fasil pou fabrike, ki gen yon lavi piston ki pi long, ak twou gaz yo sitiye sou tou de silenn lan ak piston an. Se estrikti sa a lajman itilize aletranje.
2.3 Sant Tiyo Pwovizyon pou gaz ki pa Valv Mekanis enpak
Nan mekanis sa a, pasaj konsomasyon lè pou chanm anwo ak pi ba yo ranje sou tiyo sikilè kote Piston an glise. Li mande pou gwo presizyon fabrikasyon e li gen yon lavi relativman kout pou tiyo sant la.
2.4 Side echapman enpak mekanis
Sa yo rele echapman bò a vle di ke chemen an gaz echapman sòti kò a silenn olye ke pase nan sant la nan ti jan an fè egzèsis nan pati anba a nan twou a. Sa a kalite mekanis enpak tipikman gen anpil chemen konsomasyon ak echapman sou kò a silenn, ki mennen nan pòv fòs estriktirèl, potansyèl pou fant fatig longitudinal, ak pèt enpòtan nan presyon lè a, sa ki lakòz retire debri ki pa pi bon ak efè refwadisman pou ti jan an.
2.5 Sant Echapman Enpak Mekanis
Sa a kalite mekanis enpak ekspilse debri ak gaz dirèkteman nan sant la nan ti egzèsis la nan pati anba a nan twou a. Airflow dirèk pa sèlman amelyore efikasite nan retire debri, men tou amelyore efikasite perçage ak refwadisman, pwolonje lavi a nan ti egzèsis la. Kalite estriktirèl sa a ranplase anpil siyon longitudinal yo nan silenn enteryè a nan mekanis enpak echapman bò ak yon Groove annulaire, anpil diminye konsantrasyon estrès nan silenn anndan an. Li te vin tounen yon estrikti lajman adopte nan dènye ane yo.
2.6 Mekanis enpak Piston seri
Mekanis enpak seri a piston, konnen tou kòm yon enpak (tèt) doub-piston, divize silenn lan an de chanm lè l sèvi avèk yon bag izolasyon. Konsepsyon sa a pèmèt tou de fas piston yo travay ansanm nan menm dyamèt twou a, sa ki lakòz pi gwo pouvwa enpak ak pi gwo frekans enpak. Korespondan, gen yon sistèm tiyo echapman doub ki efektivman retire poud wòch nan pati anba a nan twou a. Sepandan, dezavantaj prensipal li yo se estrikti konplèks li yo ak bezwen an pou gwo presizyon nan pati machinn; pou egzanp, piston an gen jiska senk sifas kwazman ak konpozan ki asosye, ki limite aplikasyon li yo ak pwomosyon. Se poutèt sa, konsepsyon sa a adopte dezyèm opsyon an, ki se mekanis enpak ki pa valv ak piston ak silenn konbine ekipman pou gaz. Estrikti li yo montre nan Figi 3.
3.Analiz teyorik ak kalkil ki enpòtan pou DTH
3.1 Seleksyon Paramèt Fonksyònman**
3.1.1 Longè mato ak pwa: Konsepsyon preliminè a presize yon longè mwens pase 4500 mm ak yon pwa ki mwens pase 2500 kg.
3.1.2 Dyamèt mato: Dyamèt mato apwopriye detèmine baze sou dyamèt perçage, mete nan 540 mm.
3.1.3 Perçage Dyamèt: Sa a refere a dyamèt twou pil la, jeneralman ant 550 mm ak 600 mm.
3.1.4 Pwofondè Perçage: Dapre kondisyon konsepsyon pil, sa a se tipikman ant plizyè douzèn mèt ak yon santèn mèt.
3.1.5 Vitès perçage: DTH perçage jeneralman opere nan vitès wotasyon ki ba, tipikman ant 7 ak 25 r / s.
3.1.6 koupl wotasyon: koupl maksimòm pou konsepsyon sa a tabli nan 150 kN·m.
3.2 Kalkil Paramèt Design
Paramèt konsepsyon pou DTH, espesyalman paramèt pèfòmans ekipman enpak DTH, sèvi kòm baz pou konsepsyon machin ak defini pèfòmans ekipman manifaktire.
3.2.1 Presyon konsepsyon P pou Ekipman enpak
Nan Lachin, se yon presyon 0.49 MPa (apeprè 5 × 10 ^ 5 Pa) lajman chwazi kòm estanda konsepsyon pou ekipman enpak pneumatik. Etandone ke DTH a pou konsepsyon sa a se yon aparèy enpak ki pa valv ak yon gwo dyamèt perçage ak piston lou, pi wo presyon lè a pral plis amelyore pèfòmans. Anplis de sa, konpresè lè segondè-presyon yo de pli zan pli komen, ak akò ak estanda entènasyonal ISO 5941-1979, yo chwazi yon presyon konsepsyon nan 1.6 MPa.
3.2.2 Pouvwa enpak
Pou DTH itilize pou fè egzèsis gwo twou dyamèt, enèji enpak konsepsyon an ka varye anpil. Enèji enpak pou konsepsyon sa a kalkile jan sa a:
3.2.3 Enpak Frekans
Anjeneral, anba enèji enpak konstan, frekans enpak la pwopòsyonèl ak pouvwa pwodiksyon enpak la. Sepandan, lè dyamèt silenn lan fiks, ogmante frekans enpak la egzije yon rediksyon nan konjesyon serebral Piston, ki an vire diminye pouvwa enpak sèl la. Yon fwa pouvwa enpak sèl la tonbe anba yon sèten papòt, ogmante frekans lan pa pral bay rezilta satisfezan pou kraze wòch. Se konsa, seleksyon an nan frekans enpak se contrainte pa pouvwa a enpak.
Pou DTH pneumatik opere nan yon presyon konsepsyon de 0.5 MPa, frekans lan pa ta dwe depase 16.8 Hz. Depi DTH a opere nan presyon konsepsyon ant 0.5 ak 2.5 MPa, frekans enpak la ka varye anpil. Seleksyon inisyal frekans enpak la ka kalkile jan sa a:
f = 10.4 + 7.6P
(2) kote P se presyon ekipman pou sistèm lan. Pou konsepsyon sa a, P = 1.6 MPa, kidonk:
f = 10.4 + 7.6 × 1.6 = 22.5 Hz.
3.3 Konsepsyon paramèt estriktirèl
Paramèt estriktirèl prensipal yo nan DTH gen ladan dyamèt silenn twou, konjesyon serebral piston, ak dimansyon piston. Ogmante dyamèt silenn lan ka amelyore tou de pouvwa enpak ak frekans, kidonk dyamèt la ta dwe maksimize nan limit gwosè estriktirèl la. Tipikman, diferans ki genyen ant dyamèt ekstèn DTH a ak dyamèt twou a pa ta dwe mwens pase 15 a 20 mm, ak bwat ekstèn DTH a pa ta dwe twò mens. Se poutèt sa, rapò a nan dyamèt silenn DTH ak dyamèt perçage se jeneralman pi wo a 0.5.
3.3.1 Travay Dyamèt nan silenn lan ak konjesyon serebral estriktirèl
Dyamèt travay D silenn lan ka kalkile jan sa a:
D = K × D(foraj) = (0.57 - 0.68) × D(foraj) (3)
Pou konsepsyon sa a, D(foraj) = 600 mm, kidonk D yo pran kòm 360 mm. Anpirik kou estriktirèl S la pran kòm S = 500 mm.
3.3.2 Piston Mas
Dimansyon radial piston an gen kontrent pa gwosè ak estrikti silenn lan, ki pèmèt swa piston dyamèt egal oswa diferan. Dimansyon lineyè yo depann de pwa piston an, ki gen rapò tou ak vitès li genyen lè li frape ti jan an. Se poutèt sa, detèmine dimansyon estriktirèl Piston an se yon aspè konplèks nan konsepsyon DTH. Yo ka estime mas piston DTH la jan sa a:
m = 0.0205D^2.84 (4)
kote m se mas piston an kg; D se dyamèt k ap travay nan silenn lan an cm.
Ranplase D = 36 bay: m = 540 kg.
DTH a sitou konsiste de yon estrikti transmisyon koupl ak yon mekanis enpak pneumatik. Estrikti transmisyon koupl la konekte baton egzèsis la ak DTH, transmèt fòs koupe wotasyon ak rale; mekanis enpak pneumatik la jenere enpak, bay pouvwa axial ti jan egzèsis enpak la. Detay espesifik estrikti yo montre nan Figi 3.
Estrikti transmisyon koupl la konekte baton egzèsis la ak enpak la. Joint anwo a konekte ak baton egzèsis la ak enpak la atravè fil tiyo, sitou pou asire sere gaz pandan y ap transmèt koupl ak fòs rale. Tiyo chèk la anpeche labou ak dlo antre nan enpak la ak baton egzèsis, kontwole pa yon sous dlo. Syèj konsomasyon lè a ak baton ekipman pou gaz la fonksyone pou prezante lè konprese nan silenn lan, fasilite aksyon ekipman pou gaz ansanm ak silenn lan ak piston, kidonk reyalize ekipman pou gaz konbine. Bag sekirite prentan an anpeche piston an glise soti nan silenn lan lè w ranplase ti jan an.
3.4 Analiz eleman fini DTH Drill Bit
DTH fè egzèsis la sibi fòs enpak soti nan piston an ak koupl soti nan tèt kondwi a. Fòs lè konprese a egzèse sou piston an se:
F = P × S (5)
kote P se presyon sistèm nan Pa; S se zòn fòs piston an nan m².
Kidonk, F = 1.6 × 10^6 × 0.084 = 134400 N.
Se poutèt sa, fòs enpak sou ti jan an se:
F' = kF (6)
kote k se koyefisyan enpak la; F se fòs ki egzèse sou ti egzèsis la lè konprese nan N. Kidonk, F' = 20 × 134400 = 2688 kN.
Koupl ki aplike nan DTH fè egzèsis nan tèt kondwi a se N = 150 kN. Aplike F' = 2688 kN ak N = 150 kN nan ti jan egzèsis la pandan y ap fikse figi a pi ba nan ti jan an, epi lè l sèvi avèk materyèl QT500-7 ak yon fòs sede nan 320 MPa, analiz eleman fini fèt. Kondisyon espesifik chaj ak kontrent ak divizyon may yo montre nan Figi 4 ak 5.
Rezilta yo nan analiz eleman fini yo montre nan Figi 6, ki endike ke estrès maksimòm lan se 144.355 MPa, ki se mwens pase fòs sede QT500-7 (320 MPa), kidonk satisfè kondisyon yo.