Оптимален избор на PDC битови за ископ на јаглен
Изградбата на бушотини е широко користен технички метод за контрола на гасот, спречување на оштетување на водата и геолошки истражувања во рудниците за јаглен, што игра клучна улога во обезбедувањето на безбедноста и ефикасноста на производството на јаглен. Во Кина годишно се создаваат десетици милиони метри дупки за дупчење во рудниците за јаглен. Процесот на изградба бара поддршка од опрема за дупчење како што се дупчалки, цевки за дупчење и дупчалки. Меѓу нив, дупчалките се основни алатки за директно формирање на дупки и кршење карпи.
Поли кристалниот дијамантски композитен лист (PDC) е широко користен во дупчалките за рударство поради неговата исклучителна отпорност на абење и пофална цврстина на удар.PDC битовипокажуваат продолжен животен век на дупчење и зголемена ефикасност на пенетрација кога се користат во формации со средно тврди и пониски карпести формации, со што се добиваат значителни економски придобивки во операциите за дупчење во рудникот за јаглен. PDC битовите не се претерано барани.
Тековните предизвици со кои се соочуваат во рударствотоPDC битовивклучуваат: ① Влезниот праг за ископување PDC битови е релативно низок, со мноштво производители кои нудат различни нивоа на квалитет. ②Употребата и барањата на подземното дупчење во рудниците за јаглен покажуваат очигледни разлики, додека класификацијата на рударските PDC битови е сложена и разновидна. Понатаму, постои недостаток на спецификации за систематска и рационална селекција во последователниот процес на користење.③Со зголемената распространетост на сложени тврди слоеви во рудниците за јаглен, конвенционалните PDC битови за рударство не ги исполнуваат градежните барања за ефикасно дупчење на самото место, што резултира со случаи на бавен напредок или дури и целосно недостиг на строги услови за изградба. придржувањето кон процедурите за дупчење од страна на градежниот персонал понекогаш може да биде тешко.
Со цел да се подобри оперативната ефикасност на рударствотоPDC битови, овој труд дава сеопфатна анализа на примарните начини на неуспех и ги истражува основните причини за секоја форма на дефект. Дополнително, се предлагаат практични препораки за внимателен избор и внимателно искористување на овие битови.
1.Анализа на формата и причините за дефект на PDC бит во рударството
Во моментов, компонентите на рударските PDC битови првенствено се состојат од телото на битот, PDC секачите, легурите на мерачот и други делови како што е прикажано на слика 1. PDC секачите и легурите на мерачот се лемеат на телото на битот за да се обезбеди нивно безбедно прицврстување. За време на редовните операции на дупчење, шипката за дупчење го пренесува вртежниот момент и притисокот на доводот до дното на дупката каде што се заплеткува со дупчалката. Процесот на сечење карпи се остварува преку употреба на PDC секачи на дупчалката. Дополнително, легурите на мерачот заштитуваат од прекумерно абење со тоа што го заштитуваат обемниот интегритет на телото на битот. Сепак, треба да се забележи дека различни фактори како што се сложените сили на секачот на дното на дупката за време на сечењето на карпите со PDC бит, промените во карактеристиките на формацијата, изборот на градежни техники и опрема, оперативното владеење на персоналот вклучен во градежните активности заедно со мерките за контрола на квалитетот за самите битови, може значително да влијаат на ефективноста на апликацијата што доведува до различни форми на дефект на овие битови. Преку истрага спроведена на локации за дупчење во рудникот за јаглен, ги сумиравме и анализиравме различните начини на неуспех и примарните причини поврзани соPDC битови.
1.1 Дефектот на PDC секачот се јавува кога PDC се синтерува во услови на висока температура и висок притисок. Композитниот лист се состои од две главни компоненти: дијамантски слој и карбидна матрица, како што е илустрирано на Слика 2.
Примарните начини на дефект на PDC секачите вклучуваат нормално абење, лупење, колапс на сечилото и раслојување.
(1) Редовно абење
Феноменот на нормално абење е тип на типично оштетување што се јавува кај PDC секачите за време на процесот на сечење карпи, првенствено се карактеризира со значителна макроскопска загуба на мелење и во дијамантскиот слој и во цементираната карбидна матрица на секачите, без никакви очигледни траги на пукање на површината за мелење.
(2) Пад на чип
Феноменот на паѓање на чипот се јавува кога PDC секачите се откачуваат од телото на битот, што резултира со дефект на битот. Најистакната карактеристика е целосното одвојување на PDC секачите од телото на бит, без остатоци од легура во јамата каде што се врши заварување помеѓу телото на бит и PDC секачите.
Примарни фактори кои придонесуваат за падот на филмот што паѓа:
① Зголемената температура на дното на дупнатината доведува до предизвици во технологијата за градење на суво дупчење или формирање на приклучок за вода за време на процесот на дупчење, а исто така го попречува навременото ладење на PDC секачите на дупчалката за време на ротационото сечење карпи со голема брзина. Следствено, има значителен пораст на температурата на дното на дупката, што може да ја надмине критичната температура на лемењето и да резултира со топење на лемот и последователно одвојување на PDC секачите.
② Контролата на процесот на заварување со вежба не е доволно строга. Во постапката на заварување, постои недостаток на соодветно чистење пред заварувањето, неисправни завари или несоодветно управување со издувните гасови и неразумна температура за зачувување на топлината или недоволно време по заварувањето, а сето тоа може да резултира со одвојување на битови. Освен што се бара од производителите строго да го регулираат производствениот процес (особено процесот на заварување со PDC секач) за да се обезбедат целосни и цврсти завари, исто така е неопходно да се разјасни постапката за изградба на дупчење со избирање на дупчење вода секогаш кога е можно и избегнување на конструкција на суво дупчење. За дупчење на длабоки дупки, треба да се осигура дека водата се враќа пред да се додаде дупчење со прачка. Дополнително, секој пат пред да ја вметнете дупчалката во дното на дупката, неопходно е да проверите дали има некакви пречки за да се спречи блокирање.
(3) Кршење на сечилото
Фрактурата на дијамантскиот слој во PDC секачите претставува распространет начин на дефект заPDC битови. Карактеристична карактеристика на овој режим на неуспех е локализираното кинење на дијамантскиот слој, при што некои случаи резултираат со симултано кршење заедно со карбидната матрица.
Главните причини за кршење на бит PDC:
① Избраниот секач врз основа на вродените карактеристики на PDC секачот покажува мала отпорност на удар. Комбинираната јачина на волфрам карбид (WC) и дијамантскиот микропрашок е недоволна, што го прави подложен на неуспех под стресот на фрагментација на карпите;
② Факторите поврзани со процесот на градење укажуваат на тоа дека притисокот на градбата на самото место е претерано висок. Притисокот што го врши PDC секачот на шипката значително ја надминува границата на притисокот на секачот, што доведува до распарчување на дијамантскиот слој и последователно рушење на сечилото.
③ Факторите поврзани со сложените формации покажуваат дека при изградбата на тврди, скршени формации, ударното оптоварување на PDC секачите ја надминува нивната цврстина на удар, што може да доведе до колапс на сечилото.
④ Дизајнот на аголот на сечење на битови е несоодветен, бидејќи не се придржува до принципот дека за поцврста формација е потребен поголем агол на сечење. При изградбата на тврди формации, помал агол на сечење може да резултира со прекумерна сила на PDC секачот, што на крајот ќе доведе до колапс на сечилото.
⑤ Други фактори укажуваат на тоа дека распоредот на потпорните завртки и прицврстувачките кабли во подземните коловози го прави многу подложно на дупчењето да се сруши кога ќе наиде на овие елементи. За да се спречи дефект на битот, од суштинско значење е не само строго да се придржувате до параметрите на процесот наведени во упатството за дупчење, туку и да ја дизајнирате и изберете вежбата врз основа на условите за формирање. Поточно, при дупчење во тврди формации, препорачливо е соодветно да се зголеми аголот на сечењето на битот, да се намали неговата агресивност и да се зајакне заштитата на битот. Дополнително, се препорачува избор на PDC секачи со поголема цврстина при удар при дупчење низ тврди фрактурирани формации или менување на надворешниот облик на дијамантскиот слој на секачот за да се подобри цврстината на удар; на пример, заоблените PDC секачи генерално покажуваат подобра отпорност на удар од рамните типови. Понатаму, треба да се имплементира разумен распоред на дупките за време на изградбата за да се избегне дупчење во завртки и прицврстувачки кабли.
(4) Деламинација
Деламинацијата се однесува на одвојувањето на дијамантскиот слој од цементираната карбидна матрица во PDC композитните листови, како што е илустрирано на Слика 3.
Примарната причина за раслојување во дијамантскиот слој на PDC секачите е значителниот резидуален стрес присутен помеѓу дијамантскиот слој и цементираната карбидна матрица, заедно со значителна разлика во нивните коефициенти на термичка експанзија. За време на сечењето карпи, дијамантскиот слој и цементираната карбидна матрица доживуваат асинхрона контракција поради термички напрегања генерирани од топлината на триење и ладењето од течностите за перење. Резултирачкото оптоварување на ударот и преостанатиот стрес доведуваат до лупење на дијамантскиот слој од карбидната матрица, што на крајот резултира со дефект на дупчалката. За да се ублажи раслојувањето, од суштинско значење е да се изберат соодветни материјали за сврзување и технологии за обработка кои го решаваат преостанатиот стрес помеѓу овие две компоненти за време на производството. Дополнително, дизајнирањето на нова форма на интерфејс за матрицата може да ги подобри сврзувачките својства помеѓу дијамантскиот слој и цементираната карбидна матрица.
1.2 Неуспехот на телото на дупчалката првенствено се карактеризира со фрактури на сечилото во телото на дупчалката, како што е илустрирано на слика 4.
Скршеницата на сечилото на телото на бит најчесто се јавува во каросеријата, а челичната чепкалка ретко се јавува. Причините за фрактурата на сечилото на телото на битот се следните: ① Ударување на сечилото на телото на битчето при одвртување на телото на бит бидејќи круната на телото на битот се синтерува со процес на металургија на прав во исто време. во споредба со обичната челична каросерија. битот на телото на битот има поголема отпорност на абење. но цврстината на материјалот на телото е соодветно намалена и лесно е да се скрши сечилото на телото на битката при одвртување на телото на битчето; ② Контролата на процесот на синтерување на битови не е строга. а телото на синтеруваната битка е прицврстување и металниот прав не успева да формира легура. За да се избегне кршење на сечилото. Корисникот подобро да користи алатки како што се забни клешти за да му помогне на окното при одвртување на вежбата. за да се избегне тропање на сечилото; Второ. производителите треба строго да го контролираат квалитетот на синтеруваното тело. не само строго да го контролираат процесот на синтерување. но, исто така, да се следи металниот прав од време на време за да се осигура дека прашокот ги исполнува барањата на процесот.
2. Оптимизиран дизајн и разумен избор на рударски PDC бит
2.1 Дизајн за оптимизација на дупчалката
(1) За формата на дефект на битот, неопходно е да се оптимизира неговата структура од дизајнот на вежбата. Главните дизајнерски параметри на PDC битот вклучуваат агол на сечење α. страна Агол β. азимут Агол γ. итн. γ се однесува на Аголот помеѓу ориентационата референтна линија на забите PDC и централната линија на битот. α се однесува на аголот помеѓу референтната линија на ориентација на забот PDC и работната рамнина на секачот. како што е прикажано на слика 5. β се однесува на Аголот помеѓу рамнината низ централната точка и централната линија на битот и работната рамнина на секачот. како што е прикажано на слика 6. Прелиминарните истражувања и сеопфатната анализа на примена покажуваат дека аголот на сечење и страничниот агол на PDC секачите можат директно да влијаат на животниот век и ефикасноста на дупчењето на битот. и потребно е да се оптимизира дизајнот на битот според различни формации за дупчење. Дизајнот со агол на сечење во голема мера ќе влијае на ефикасноста на дупчењето. или воопшто нема снимка; Ако аголот на сечење е премногу мал. најсовремената PDC е склона кон кршење и други појави. Затоа. дизајнот на дупчалката треба сеопфатно да се земе предвид при изборот на шемата на параметри, избирајќи умерен агол на сечење и страничен агол, наместо случаен дизајн.
(2) Покрај оптимизирањето на аголот на сечење на битот, неопходно е да се оптимизираат и PDC секачите. Квалитетот на PDC секачите значително влијае на рударството на PDC битови, бидејќи директно ги одредува нивните перформанси на сечење и животниот век. Критичен фактор за подобрување на квалитетот на PDC е елиминацијата на преостанатиот стрес на интерфејсот за поврзување помеѓу дијамантскиот слој и цементираната карбидна матрица. Истражувањата покажуваат дека максималното напрегање кај PDC секачите со рамна структура на интерфејсот е концентрирано во близина на двете страни на оваа интерфејс, при што врвните напрегања на затегнување и смолкнување се јавуваат на работ на дијамантскиот слој. Присуството на напрегање на истегнување може да доведе до абнормални фрактури кај PDC, додека напрегањето на смолкнување служи како примарна причина за раслојување кај PDC секачите.
(3) Покрај елиминирањето на преостанатиот стрес кај PDC секачите, секундарните третмани можат дополнително да го подобрат нивниот квалитет. Во моментов, примарните методи за површинска обработка вклучуваат мелење на површината со дијамант, гребење на рабовите и обликувана обработка. Изборот на PDC секачи може да се оптимизира врз основа на реалните работни услови.
2.2 Разумен избор на дупчалки
Во моментов, PDC-битовите што се користат во операциите за дупчење на дупки низ повеќето рударски области претежно имаат конкавен дизајн со три крила. Сепак, изборот на овие битови е често ограничен и нема класификација, што резултира со еден пристап кој одговара на сите што не одговара соодветно на специфичните барања на различни слоеви. Ова е особено проблематично при сложени услови на формирање, каде што конвенционалните конкавни битови се борат да обезбедат задоволителни перформанси, што доведува до скратен век на траење и намалена ефикасност на дупчење. Таквата неефикасност не само што ги ескалира производствените трошоци, туку може и да ги наруши распоредот за изградба и да предизвика значителни економски загуби. Затоа, од суштинско значење е да се изберат соодветни дупчалки приспособени на различни услови за формирање.
Рударски PDC битови може да се категоризираат во два главни типа врз основа на материјалот на телото на битот: тип на челик и тип на гума. Телата на битови од челик првенствено се обработуваат преку механички методи, обезбедувајќи добра цврстина што ги прави погодни за конвенционални операции за дупчење на формација. Спротивно на тоа, телата на битовите од типот на гуми се синтерувани со помош на процеси на металургија во прав, нудејќи висока отпорност на абење идеална за дупчење на тврди карпи или продолжени задачи за дупчење. Дополнително, дупчалките може да се класифицираат во различни структури, вклучувајќи внатрешен конкавен, лак агол, рамно дно, стругалка и други како што е илустрирано на Слика 7. ② Дисперзираниот распоред на забите на лакната битка резултира со поголема густина на забите и подобрена ефикасност на дупчење при работа со средно цврсти слоеви и погоре; ③ Обликот на усните на шипката со рамно дно е речиси рамна, што ги изострува неговите странични рабови за да го олесни искривувањето - овој дизајн претежно се користи за насочно дупчење; ④Битката за гребење обично се одликува со конусна структура која обезбедува поголема агресивност и главно се користи во меки слоеви или конструкции од јаглен.
Тековните PDC-битови за рударство се сумирани и организирани, заедно со критериумите за избор на PDC-битови под различни работни и услови за формирање, како што е претставено во Табела 1 за референца.
3. Употреба на мерки на претпазливост за PDC бит за рударство
Покрај внимателното избирање на дупчалките, подеднакво е клучно и правилно да се користат овие алатки. Со оглед на предизвикувачките услови за изградба во рудниците за јаглен, работниците често се борат строго да се придржуваат до оперативните упатства за PDC бит, што резултира со чести случаи на дефект на бит поради неправилно ракување. Во обид да се подобри ефикасноста на дупчењето, некои рударски области може неселективно да ја зголемат тежината на битот за време на операциите, што ќе доведе до предвремено откажување на битовите. Правилната употреба на PDC битови може да ги оптимизира нивните перформанси и да ги намали трошоците за производство. Треба да се обрне внимание на следниве размислувања кога се користат PDC битови:
(1) Обрнете внимание на односот на степенување помеѓу PDC битката и алатката за дупчење, осигурувајќи се дека цевката за дупчење со голем дијаметар не се совпаѓа со цевката за дупчење со премал дијаметар, а цевката за дупчење со мал дијаметар не се совпаѓа со дупчалка со голем дијаметар.
(2) Оптималниот пристап е да се користи специјализирана дупчалка за дупчење или застарена дупчалка за изградба на гнездо, истовремено обезбедувајќи дека процесот на дупчење ја избегнува близината на страничните завртки на лентата, котвите кабли и слични пречки.
(3) При изведување на операции на дупчење, од суштинско значење е да се регулира притисокот на доводот за да се спречат несреќи предизвикани од прекумерен притисок во дупнатината.
(4) Ве молиме користете ја техниката на дупчење со чиста вода, воздржувајќи се од суво дупчење или дупчење со воздух под притисок. Пред да започнете со дупчење под притисок, обезбедете соодветна циркулација на вода во дупката за да спречите потенцијални инциденти со согорување во нејзината основа.
(5) При вадењето на битот, погрижете се да избегнете стегање или удари со PDC секачот. Дополнително, бидете внимателни да не удирате во сечилото на телото на битката.
4. Заклучок
Безбедното и ефикасно зелено ископување јаглен постојано е централна тема за која се залага индустријата за јаглен. Ефикасното користење на PDC битови за подземни операции за дупчење во рудниците за јаглен има значајно значење. Овој труд ги анализира начините на неуспех на рударските PDC битови, разјаснувајќи ги примарните причини зад различните форми на дефект. Тој предлага оптимални стратегии за дизајн и селекција за битови под различни работни услови и геолошки формации, притоа сумирајќи ги мерките на претпазливост за нивна употреба, а со тоа обезбедува референца за подобрена селекција и примена на битови за рударство PDC. Разумниот избор и правилното искористување на PDC битови за рударство може да ја максимизира нивната ефикасност, да го минимизира отпадот на ресурси и да ја подобри безбедноста, ефикасноста и еколошките практики во ископувањето јаглен.