Optimāla PDC bitu izvēle ogļu ieguvei

Urbuma izbūve ir plaši izmantota tehniskā metode gāzes kontrolei, ūdens bojājumu novēršanai un ģeoloģiskajai izpētei ogļraktuvēs, kam ir izšķiroša nozīme ogļu ražošanas drošības un efektivitātes nodrošināšanā. Ķīnā ogļraktuvēs katru gadu tiek izveidoti desmitiem miljonu metru urbumu. Būvniecības procesā ir nepieciešams atbalsts ar urbšanas aprīkojumu, piemēram, urbjiem, urbjmašīnām un urbjiem. Tostarp urbji ir būtiski instrumenti tieši caurumu veidošanai un akmeņu laušanai.

Polikristālisko dimantu kompozītmateriālu loksne (PDC) tiek plaši izmantota kalnrūpniecības urbju uzgaļiem, pateicoties tās izcilajai nodilumizturībai un izcilajai triecienizturībai.PDC bitiuzrāda ilgāku urbšanas kalpošanas laiku un paaugstinātu iespiešanās efektivitāti, ja tos izmanto vidēji cietos un zemākos iežu veidojumos, tādējādi radot ievērojamus ekonomiskus ieguvumus ogļraktuvēs. Salīdzinājumā ar naftas urbšanu, ogļu ieguves urbšanas tehniskais raksturojums ir rentabls, ekonomisks un ekonomiski izdevīgs, un vispārējas prasības nav pārāk blīvi izstrādātas.

Pašreizējie izaicinājumi kalnrūpniecībāPDC bitiietver: ①Ieejas slieksnis PDC bitu ieguvei ir salīdzinoši zems, un daudzi ražotāji piedāvā dažādus kvalitātes līmeņus. ②Ogļraktuvēs veikto pazemes urbumu izmantošanas veidi un prasības uzrāda acīmredzamas atšķirības, savukārt ieguves PDC bitu klasifikācija ir sarežģīta un daudzveidīga. Turklāt turpmākajā izmantošanas procesā trūkst sistemātisku un racionālu atlases specifikāciju. ③Pieaugot sarežģītu cieto slāņu izplatībai ogļraktuvēs, tradicionālie ieguves PDC biti neatbilst būvniecības prasībām efektīvai urbšanai uz vietas, kā rezultātā notiek lēna virzība vai pat pilnīgs videomateriāla trūkums. urbšanas procedūras būvniecības personālam dažkārt var būt sarežģītas.

Lai uzlabotu ieguves darbības efektivitātiPDC biti, šajā rakstā ir sniegta visaptveroša primāro atteices veidu analīze un tiek pētīti katras kļūmes veida pamatcēloņi. Turklāt tiek piedāvāti praktiski ieteikumi šo bitu piesardzīgai izvēlei un uzmanīgai izmantošanai.

1. PDC bitu kļūmes kalnrūpniecībā formas un cēloņu analīze

Pašlaik PDC uzgaļu ieguves komponenti galvenokārt sastāv no uzgaļa korpusa, PDC griezējiem, kalibrēšanas sakausējumiem un citām detaļām, kā parādīts 1. attēlā. PDC griezēji un mērinstrumentu sakausējumi ir lodēti uz uzgaļa korpusa, lai nodrošinātu to drošu piestiprināšanu. Regulāru urbšanas darbību laikā urbšanas stienis pārraida griezes momentu un padeves spiedienu uz urbuma apakšu, kur tas saķeras ar urbi. Akmens griešanas process tiek veikts, izmantojot PDC griezējus uz urbja. Turklāt mēra sakausējumi aizsargā pret pārmērīgu nodilumu, aizsargājot uzgaļa korpusa apkārtmēru. Tomēr jāņem vērā, ka dažādi faktori, piemēram, sarežģīti spēki, kas iedarbojas uz griezēju urbuma apakšā akmeņu griešanas laikā ar PDC uzgaļu, veidojuma raksturlielumu izmaiņas, būvniecības tehnikas un aprīkojuma izvēle, būvniecības darbībās iesaistītā personāla darbības prasmes, kā arī pašu uzgaļu kvalitātes kontroles pasākumi, var būtiski ietekmēt pielietojuma efektivitāti, izraisot dažādu veidu kļūmes šiem uzgaļiem. Veicot izmeklēšanu ogļraktuvju urbšanas vietās, mēs esam apkopojuši un analizējuši dažādus atteices veidus un galvenos cēloņus, kas saistīti arPDC biti.

1.1. PDC griezēja kļūme rodas, ja PDC tiek saķepināts augstas temperatūras un augsta spiediena apstākļos. Kompozītmateriāla loksne sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām: dimanta slāņa un karbīda matricas, kā parādīts 2. attēlā.

PDC griezēju primārie atteices režīmi ietver normālu nodilumu, atslāņošanos, asmeņu sabrukšanu un atslāņošanos.

(1) Regulārs nolietojums

Parastā nodiluma parādība ir tipisks bojājums, kas rodas PDC frēzēs iežu griešanas procesā, ko galvenokārt raksturo ievērojami makroskopiski slīpēšanas zudumi gan dimanta slānī, gan griezēju cementētā karbīda matricā, bez acīmredzamām plaisāšanas pēdām uz slīpēšanas virsmas.

(2) Šķembu kritums

Šķembu krituma parādība rodas, kad PDC griezēji atdalās no uzgaļa korpusa, kā rezultātā rodas bitu kļūme. Visredzamākā īpašība ir pilnīga PDC griezēju atdalīšana no uzgaļa korpusa, bez sakausējuma atlikumiem bedrē, kurā notiek metināšana starp uzgaļa korpusu un PDC griezējiem.

Galvenie faktori, kas veicina krītošās plēves samazināšanos:

① Paaugstināta temperatūra urbuma apakšā rada problēmas sausās urbšanas būvniecības tehnoloģijā vai ūdens aizbāžņa veidošanās procesā urbšanas procesā, vienlaikus kavējot urbja PDC griezēju savlaicīgu dzesēšanu ātrgaitas rotācijas iežu griešanas laikā. Līdz ar to cauruma apakšā ir ievērojama temperatūras paaugstināšanās, kas var pārsniegt lodēšanas kritisko temperatūru un izraisīt lodēšanas kušanu un sekojošu PDC griezēju atdalīšanu.

② Urbja metināšanas procesa kontrole nav pietiekami stingra. Metināšanas procedūrā nav pienācīgas tīrīšanas pirms metināšanas, kļūdainas šuves vai neatbilstoša izplūdes gāzu vadība, kā arī nepamatota siltuma saglabāšanas temperatūra vai nepietiekams laiks pēc metināšanas, kas viss var izraisīt bitu atdalīšanu. Papildus prasībām ražotājiem stingri regulēt ražošanas procesu (īpaši PDC griezēja metināšanas procesu), lai nodrošinātu pilnīgas un cietas šuves, ir nepieciešams arī precizēt urbšanas konstrukcijas procedūru, izvēloties ūdens urbšanu, kad vien iespējams, un izvairoties no sausās urbšanas konstrukcijas. Veicot dziļu urbumu urbšanu, pirms stieņu urbšanas ir jānodrošina ūdens atgriešanās. Turklāt katru reizi, pirms ievietojat urbi urbuma apakšā, ir svarīgi pārbaudīt, vai nav nekādu šķēršļu, lai novērstu aizsprostojumu.

(3) Asmens lūzums

Dimanta slāņa lūzums PDC frēzēs ir izplatīts atteices veidsPDC biti. Šī atteices režīma raksturīga iezīme ir lokāls dimanta slāņa pārrāvums, dažos gadījumos izraisot vienlaicīgu pārrāvumu līdzās karbīda matricai.

Galvenie PDC bitu pārrāvuma cēloņi:

① Frēzei, kas izvēlēta, pamatojoties uz PDC griezēja raksturīgajām īpašībām, ir zema triecienizturība. Volframa karbīda (WC) un dimanta mikropulvera kopējā stiprība ir nepietiekama, tāpēc iežu sadrumstalotības ietekmē tas var sabojāties;

② Ar būvniecības procesu saistītie faktori liecina, ka būvdarbu spiediens uz vietas ir pārmērīgi augsts. Spiediens, ko PDC griezējs izdara uz uzgaļa, ievērojami pārsniedz griezēja spiediena robežu, izraisot dimanta slāņa plaisāšanu un sekojošu griešanas malas sabrukšanu.

③ Ar sarežģītiem veidojumiem saistītie faktori liecina, ka cietu, šķeltu veidojumu būvniecības laikā trieciena slodze uz PDC frēzēm pārsniedz to triecienizturību, kas var novest pie griešanas malas sabrukšanas.

④ Uzgaļa griešanas leņķa dizains ir neatbilstošs, jo tas neatbilst principam, ka cietākai formai ir nepieciešams lielāks griešanas leņķis. Cietu veidojumu konstrukcijā mazāks griešanas leņķis var radīt pārmērīgu spēku uz PDC griezēju, kas galu galā noved pie griešanas malas sabrukšanas.

⑤ Citi faktori norāda, ka atbalsta skrūvju un enkuru kabeļu izvietojums pazemes brauktuvēs padara to ļoti jutīgu pret urbja sabrukšanu, saskaroties ar šiem elementiem. Lai novērstu uzgaļa atteici, ir svarīgi ne tikai stingri ievērot procesa parametrus, kas norādīti urbšanas instrukciju rokasgrāmatā, bet arī izstrādāt un izvēlēties urbi, pamatojoties uz veidošanās apstākļiem. Konkrēti, urbjot cietos veidojumos, ir ieteicams atbilstoši palielināt uzgaļa griešanas leņķi, samazināt tā agresivitāti un uzlabot uzgaļa aizsardzību. Turklāt ir ieteicams izvēlēties PDC griezējus ar augstāku triecienizturību, urbjot cauri cietiem lūzumiem vai mainot griezēja dimanta slāņa ārējo formu, lai uzlabotu triecienizturību; piemēram, izliektiem PDC griezējiem parasti ir labāka triecienizturība nekā plakanajiem griezējiem. Turklāt būvniecības laikā ir jāievieš saprātīgs caurumu izvietojums, lai izvairītos no urbšanas skrūvēs un enkura kabeļos.

(4) Atslāņošanās

Atslāņošanās attiecas uz dimanta slāņa atdalīšanu no cementētā karbīda matricas PDC kompozītmateriālu loksnēs, kā parādīts 3. attēlā.

Galvenais atslāņošanās cēlonis PDC griezēju dimanta slānī ir būtiskais atlikušais spriegums starp dimanta slāni un cementētā karbīda matricu, kā arī būtiska atšķirība to termiskās izplešanās koeficientos. Iežu griešanas laikā dimanta slānis un cementētā karbīda matrica piedzīvo asinhronu kontrakciju termisko spriegumu dēļ, ko rada mazgāšanas šķidrumu berzes siltums un dzesēšana. No tā izrietošā trieciena slodze un atlikušais spriegums noved pie dimanta slāņa nolobīšanās no karbīda matricas, kas galu galā izraisa urbja bojājumu. Lai mazinātu atslāņošanos, ir svarīgi izvēlēties piemērotus savienošanas materiālus un apstrādes tehnoloģijas, kas novērš atlikušo spriegumu starp šiem diviem komponentiem ražošanas laikā. Turklāt jaunas saskarnes formas projektēšana matricai var uzlabot savienojuma īpašības starp dimanta slāni un cementētā karbīda matricu.

1.2 Urbja korpusa bojājumus galvenokārt raksturo asmeņu lūzumi urbja korpusā, kā parādīts 4. attēlā.

 

Uzgaļa korpusa asmens lūzums galvenokārt notiek korpusa uzgalī, un tērauda korpusa uzgaļa lūzums notiek reti. Uzgaļa korpusa asmens lūzuma iemesli ir šādi: ① Atskrūvējot uzgaļa korpusa asmeni, uzgaļa korpusa vainags ir vienā reizē saķepināts pulvermetalurģijas procesā. salīdzinot ar parasto tērauda korpusa uzgaļu. uzgaļa korpusa uzgalim ir lielāka nodilumizturība. bet attiecīgi samazinās korpusa materiāla stingrība un, atskrūvējot uzgaļa korpusu, ir viegli salauzt uzgaļa korpusa asmeni; ② Bitu saķepināšanas procesa kontrole nav stingra. un saķepinātais uzgaļa korpuss ir aizraušanās, un metāla pulveris nespēj veidot sakausējumu. Lai izvairītos no asmeņa lūzuma. lietotājam bija labāk izmantot tādus rīkus kā zobu knaibles, lai palīdzētu važas, atskrūvējot urbi. lai izvairītos no asmeņa sitiena; Otrkārt. ražotājiem stingri jākontrolē saķepinātā korpusa kvalitāte. ne tikai stingri kontrolēt saķepināšanas procesu. bet arī laiku pa laikam uzraudzīt metāla pulveri, lai nodrošinātu, ka pulveris atbilst procesa prasībām.

2. Optimizēts dizains un saprātīga ieguves PDC bita izvēle

2.1 Urbja uzgaļa optimizācijas konstrukcija

(1) Uzgaļa bojājuma formai ir nepieciešams optimizēt tā struktūru, pamatojoties uz urbja konstrukciju. Galvenie PDC bitu konstrukcijas parametri ietver griešanas leņķi α. sānu leņķis β. azimuts Leņķis γ. utt. γ attiecas uz leņķi starp PDC zobu orientācijas atskaites līniju un uzgaļa centra līniju. α attiecas uz leņķi starp PDC zoba orientācijas atskaites līniju un griezēja apstrādes plakni. kā parādīts 5. attēlā. β attiecas uz leņķi starp plakni caur centra punktu un uzgaļa centra līniju un griezēja apstrādes plakni. kā parādīts 6. attēlā. Sākotnējie pētījumi un visaptveroša lietojuma analīze liecina, ka PDC griezēju griešanas leņķis un sānu leņķis var tieši ietekmēt uzgaļa kalpošanas laiku un urbšanas efektivitāti. un ir nepieciešams optimizēt uzgaļa konstrukciju atbilstoši dažādiem urbšanas veidojumiem. Griešanas leņķa dizains lielā mērā ietekmēs urbšanas efektivitāti. vai pat vispār nav uzņemta materiāla; Ja griešanas leņķis ir pārāk mazs. PDC griešanas mala ir pakļauta lūzumiem un citām parādībām. Tāpēc. Izvēloties parametru shēmu, sējmašīnas dizains ir rūpīgi jāapsver, izvēloties mērenu griešanas leņķi un sānu leņķi, nevis nejaušu dizainu.

(2) Papildus uzgaļa griešanas leņķa optimizēšanai ir svarīgi optimizēt arī PDC griezējus. PDC griezēju kvalitāte būtiski ietekmē PDC uzgaļu ieguvi, jo tā tieši nosaka to griešanas veiktspēju un kalpošanas laiku. Kritisks faktors PDC kvalitātes uzlabošanā ir atlikušā sprieguma likvidēšana savienojuma saskarnē starp dimanta slāni un cementētā karbīda matricu. Pētījumi liecina, ka maksimālais spriegums PDC griezējos ar plakanu saskarnes struktūru ir koncentrēts šīs saskarnes abās pusēs, un maksimālais stiepes un bīdes spriegums rodas dimanta slāņa malā. Stiepes sprieguma klātbūtne var izraisīt neparastus PDC lūzumus, savukārt bīdes spriegums kalpo kā galvenais PDC griezēju atslāņošanās iemesls.

(3) Papildus atlikušā sprieguma novēršanai PDC griezējos, sekundārā apstrāde var vēl vairāk uzlabot to kvalitāti. Pašlaik primārās virsmas apstrādes metodes ietver dimanta virsmas slīpēšanu, malu slīpēšanu un formas apstrādi. PDC griezēju izvēli var optimizēt, pamatojoties uz faktiskajiem darba apstākļiem.

2.2 Saprātīga urbju izvēle

Pašlaik PDC uzgaļi, ko izmanto urbumu urbšanā lielākajā daļā kalnrūpniecības apgabalu, pārsvarā ir aprīkoti ar trīs spārnu ieliektu dizainu. Tomēr šo bitu izvēle bieži ir ierobežota un tai trūkst klasifikācijas, kā rezultātā tiek izstrādāta universāla pieeja, kas pienācīgi neatbilst dažādu slāņu specifiskajām prasībām. Tas ir īpaši problemātiski sarežģītos veidošanās apstākļos, kad parastie ieliektie uzgaļi cenšas nodrošināt apmierinošu veiktspēju, kā rezultātā tiek saīsināts uzgaļu kalpošanas laiks un samazināta urbšanas efektivitāte. Šāda neefektivitāte ne tikai palielina ražošanas izmaksas, bet arī var izjaukt būvniecības grafikus un radīt ievērojamus ekonomiskus zaudējumus. Tāpēc ir svarīgi izvēlēties piemērotus urbjus, kas pielāgoti dažādiem veidošanās apstākļiem.

Ieguves PDC uzgaļus var iedalīt divos galvenajos veidos, pamatojoties uz uzgaļa korpusa materiālu: tērauda tips un riepas tips. Tērauda tipa uzgaļu korpusi galvenokārt tiek apstrādāti ar mehāniskām metodēm, nodrošinot labu stingrību, kas padara tos piemērotus tradicionālajām formēšanas urbšanas operācijām. Turpretim riepu tipa uzgaļu korpusi tiek saķepināti, izmantojot pulvermetalurģijas procesus, nodrošinot augstu nodilumizturību, kas ir ideāli piemērota cieto akmeņu urbšanai vai ilgstošai urbšanai. Turklāt urbjus var klasificēt dažādās konstrukcijās, tostarp iekšējā ieliektā, loka stūra, plakana dibena, skrāpja un citās, kā parādīts 7. attēlā. ①Ieliektā uzgaļa ieliektās konstrukcijas konstrukcija uzlabo iztaisnošanas efektus parastās veidojuma konstrukcijas laikā; ②Izkliedētais loka uzgaļa zobu izvietojums nodrošina lielāku zobu blīvumu un uzlabotu urbšanas efektivitāti, strādājot ar vidēji cietiem un augstākiem slāņiem; ③ Plakanā dibena uzgaļa lūpu forma ir gandrīz plakana, kas saasina tā sānu malas, lai atvieglotu sašķiebšanos — šo konstrukciju galvenokārt izmanto virziena urbšanai; ④ Skrāpja uzgalim parasti ir koniska struktūra, kas nodrošina lielāku agresivitāti, un to galvenokārt izmanto mīkstās slāņos vai ogļu šuvju konstrukcijās.

Pašreizējie ieguves PDC biti ir apkopoti un sakārtoti, kā arī PDC bitu atlases kritēriji dažādos darba un veidošanas apstākļos, kā uzziņai parādīts 1. tabulā.

3. Mining PDC bitu piesardzības pasākumu izmantošana

Papildus rūpīgai urbju izvēlei ir vienlīdz svarīgi pareizi izmantot šos instrumentus. Ņemot vērā sarežģītos būvniecības apstākļus ogļraktuvēs, darbiniekiem bieži ir grūti stingri ievērot PDC bitu darbības vadlīnijas, kā rezultātā bieži rodas bitu kļūmes nepareizas apstrādes dēļ. Cenšoties uzlabot urbšanas efektivitāti, daži ieguves apgabali var bez izšķirības palielināt bitu svaru darbību laikā, izraisot priekšlaicīgu bitu atteici. Pareiza PDC bitu izmantošana var optimizēt to veiktspēju un samazināt ražošanas izmaksas. Lietojot PDC bitus, jāpievērš uzmanība šādiem apsvērumiem:

(1) Pievērsiet uzmanību klasifikācijas attiecībai starp PDC uzgali un urbjinstrumentu, nodrošinot, ka liela diametra urbšanas caurule nav saskaņota ar pārāk maza diametra urbšanas cauruli un maza diametra urbšanas caurule nav saskaņota ar liela diametra urbi.

(2) Optimālā pieeja ir izmantot specializētu urbumu urbi vai vecu urbi ligzdas izbūvei, vienlaikus nodrošinot, ka urbšanas procesā tiek novērsta joslas sānu skrūvju, enkura kabeļu un līdzīgu šķēršļu tuvumā.

(3) Veicot urbšanas darbus, ir būtiski regulēt padeves spiedienu, lai novērstu negadījumus, ko izraisa pārmērīgs spiediens urbumā.

(4) Lūdzu, izmantojiet tīra ūdens urbšanas paņēmienu, atturoties no sausās urbšanas vai spiediena gaisa urbšanas. Pirms spiediena urbšanas darbību uzsākšanas nodrošiniet pareizu ūdens cirkulāciju urbumā, lai novērstu iespējamus sadegšanas gadījumus tā pamatnē.

(5) Noņemot uzgali, lai izvairītos no PDC griezēja iespīlēšanas vai trieciena. Turklāt esiet piesardzīgs, lai nesaskartos pret uzgaļa korpusa asmeni.

4. Secinājums

Droša un efektīva zaļā ogļu ieguve vienmēr ir bijusi galvenā tēma, ko atbalsta ogļu rūpniecība. PDC bitu efektīvai izmantošanai pazemes urbšanas operācijām ogļraktuvēs ir liela nozīme. Šajā rakstā ir analizēti PDC bitu ieguves atteices režīmi, izskaidrojot dažādu atteices formu galvenos cēloņus. Tas piedāvā optimālas dizaina un atlases stratēģijas bitiem dažādos darba apstākļos un ģeoloģiskos veidojumos, vienlaikus apkopojot piesardzības pasākumus to lietošanai, tādējādi nodrošinot atsauci uz uzlabotu ieguves PDC bitu atlasi un pielietojumu. Pārdomāta ieguves PDC bitu izvēle un pareiza izmantošana var palielināt to efektivitāti, samazināt resursu izšķērdēšanu un uzlabot drošību, efektivitāti un videi draudzīgu praksi ogļu ieguvē.