Крек кардани кодекси пармакунии сангҳои сангӣ: Технологияи DTH-ро тағир медиҳад.
Мувофики шароитхои геологии минтакаи сохтмон чор усули асосии пармакунй мавчуданд, ки дар дастгоххои пармакунй маъмулан истифода мешаванд, ки дар расми 1 нишон дода шудааст.
а. Сарпӯшҳои гардиши пневматикӣ ё гидравликӣ дар якҷоягӣ бо таҷҳизоти таъсирбахш энергияи гардиш ва зарбаро тавассути болои боло интиқол медиҳандқубури пармакунӣ, интиқоли энергия ба парма тавассути мавҷҳои зарба дар қубури пармакунӣ. Ин усул бо диаметрҳои хурд ва умқи камон маҳдуд аст ва одатан дар конҳо, сохтмонҳо ва корҳои зеризаминӣ истифода мешавад.
б.Гурзҳои Down-The-Hole (DTH). дар поёни катори парма чойгир шудаанд. Ҳавои фишурдашуда тавассути ресмони парма ба DTH ворид шуда, поршенро бо ҳаракати мутақобил ҳаракат мекунад, ки бевосита ба парма таъсир мерасонад ва энергияи зарбаро ба санг интиқол медиҳад. Ин система талафоти ҳадди ақали нерӯ дорад ва махсусан барои сӯрохиҳои амиқ, сӯрохиҳои рост ва сангҳои сахти миёна мувофиқ аст.
в.Пармакунии гардиши баръакс (RC).DTH-ро барои ҷамъоварӣ ва интиқол додани намунаҳои санг аз рӯи парма истифода мебарад. Буридани хушк ва олуданашуда тавассути қубури марказии DTH ба дастгоҳи ҷамъоварии намуна интиқол дода, барои таҳлили геологӣ омода карда мешавад.
г. Қуттии редукторе, ки бо муҳаррикҳои гидравликӣ ё электрикӣ идора карда мешавад, сари қудрати даврзанандаро ташкил медиҳад, ки ба пармаи се конус тавассути системаи ғизо, ки дар дастгоҳи пармакунӣ ва қубури пармакунии ғафси девордор ба боло ва поён ҳаракат мекунад, қувваи кофии ғизо медиҳад. Ин усул барои сангҳои нармтар ё сангҳои сахт ба ҳам пайваста истифода мешавад.
- Принсипҳо ва хусусиятҳои DTH
Шаклҳои бо DTH пармашуда қариб комилан қодиранд, ки ҳама ҷинсҳои магмавӣ, ҷинсҳои метаморфикӣ ва ҷинсҳои таҳшиниро, ки миёна сахт ё сахттаранд, дохил кунанд. DTH махсусан барои пармакунии сангҳои сахт ва қабатҳои сахт муфид аст, зеро ҷинсҳои сахт майл ба шикастан доранд. Дар зери бори зарбаҳо, шикаста на танҳо дар макони таъсири мустақим ба амал меояд, балки минтақаи шикастаро ба вуҷуд меорад, ки дар натиҷа пораҳои калонтари санг ба вуҷуд меоянд. Ҳамин тариқ, суръати пармакунӣ нисбат ба пармакунии ротории тоза хеле тезтар аст. Модели механикӣ дар расми 2 борҳои гуногунеро, ки ҳангоми пармакунии гардиши зарба ба санг таъсир мерасонанд, тасвир мекунад.
Илова бар ин, пармакунии DTH (Down-the-Hole) дар қабатҳои ба каҷравии чоҳҳо, аз қабили қабатҳои дорои қабатҳои хуб таҳияшуда ва баргрезӣ ё қабатҳои сангӣ бо сахтии нобаробар ва шикастаҳои зиёд самаранок аст. Он метавонад каҷравии чоҳҳоро ба таври назаррас коҳиш диҳад ва инчунин душвориҳои пармакунӣ тавассути қабатҳои шағал ва катҳои сангинро бартараф кунад.
Пармакунии DTH дар охири асри 19 таҳия шудааст ва таърихи беш аз садсола дорад. Ҳарчанд навъҳои зиёди пармаҳои DTH вуҷуд доранд, онҳо як хусусияти умумиро доранд: ҳам механизми зарба ва ҳам парма ба чоҳ ғарқ мешаванд ва гардиш бо зарба барои шикастани санг якҷоя карда мешавад. Таҷҳизоте, ки барои тавлиди қувваи таъсир истифода мешавад, метавонанд аз рӯи усули рондани худ ба пневматикӣ, гидравликӣ, фишори нафтӣ, электрикӣ ва механикӣ тақсим карда шаванд.
Азбаски энергияи зарба ҳангоми интиқол талафоти назаррас дорад ва метавонад ба ҷузъҳои зарардида зарари ҷиддӣ расонад, одатан ҳангоми амалиёти амиқтари пармакунӣ талаб карда мешавад, ки таҷҳизот бо асбоби пармакунӣ ба чоҳ ворид шавад, то қувваи таъсири баромад мустақиман ба парма ё баррели аслӣ таъсир расонад. Ин талафоти энергияро ҳангоми интиқол кам мекунад, самаранокии энергияро беҳтар мекунад ва эҳтимоли аз кор баромадани таҷҳизоти зериобӣ кам мешавад.
DTH пневматикӣ, ки бо номи DTH-и ҳавоӣ низ маълум аст, дар бисёр намудҳои сохторӣ ва усулҳои таснифот меояд.
- Аз рӯи рейтинги фишор: намудҳои фишори баланд, миёна-фишор ва паст-фишор.
- Аз рӯи сохтори умумӣ: намудҳои ғайридавлатӣ ва ба воситаи намудҳо.
- Аз рӯи принсипи кори клапан: навъи клапани назоратӣ, навъи клапани озод ва навъи клапани гибридӣ.
- Аз рӯи сохтори поршен: поршенҳои диаметри баробар, поршенҳои диаметри нобаробар ва намудҳои поршенҳои тандемӣ.
- Аз рӯи намуди тақсимоти ҳаво: DTH клапандор ва DTH бе клапан. DTH-и вентилятсияро ба навъҳои клапан, клапани диск ва силиндрӣ тақсим кардан мумкин аст, дар ҳоле ки DTH бе клапан метавонад ба навъи ихроҷи чӯби марказӣ, навъи тақсимоти ҳавои поршенӣ ва тақсимоти омехтаи ҳаво аз рӯи поршен, силиндр ва асои марказӣ тақсим карда шавад.
- Бо усули шустани сӯрохҳо ва резиши шлак: шустани сӯрохи марказӣ, шустани сӯрохи пеши ва шустани сӯрохи паҳлӯ.
2. Муайян кардани схемаҳои сохтории механизми таъсиррасонӣ
2.1 Механизми таъсирбахши поршении гази худидоракунии газ
Ин навъи механизми таъсирбахш асосан гузаргоҳҳои газро дар худи поршен барои таъмини газ истифода мебарад, ки дар натиҷа сохтори мураккаби поршен бо каналҳои сершумори газ ба вуҷуд меояд, ки қувваи поршен ва мӯҳлати умри онро коҳиш медиҳад. Бо вуҷуди ин, ин механизми таъсир силиндрҳои дарунӣ ва беруниро муттаҳид мекунад, майдони кории поршенро зиёд мекунад ва энергияи зарбаи механизмро афзоиш медиҳад.
2.2 Механизми таъсири поршенӣ ва силиндраи омехтаи интиқоли газ
Ин навъ дорои сохтори оддиест, ки истеҳсолаш осон аст, мӯҳлати дарозтари поршен дорад ва сӯрохиҳои газ ҳам дар силиндр ва ҳам дар поршен ҷойгиранд. Ин сохтор дар хориҷа васеъ истифода мешавад.
2.3 Механизми таъсиррасонии маркази қубури таъминоти гази ғайри клапан
Дар ин механизм гузаргоҳҳои ҳавоӣ барои камераҳои болоӣ ва поёнӣ дар қубури даврашакл, ки дар он поршен слайд мешавад, ҷойгир карда шудааст. Он дақиқии баланди истеҳсолиро талаб мекунад ва барои қубури марказӣ мӯҳлати нисбатан кӯтоҳ дорад.
2.4 Механизми таъсири ихроҷҳои тарафӣ
Ба ном ихроҷи паҳлӯ маънои онро дорад, ки роҳи гази ихроҷшуда аз бадани силиндр мебарояд, на аз маркази парма ба поёни сӯрох. Ин навъи механизми таъсир одатан дорои роҳҳои зиёди қабул ва ихроҷ дар бадани силиндр мебошад, ки ба қувваи сусти сохторӣ, потенсиали тарқишҳои хастагии тулонӣ ва талафоти назарраси фишори ҳаво оварда мерасонад, ки боиси тоза кардани партовҳо ва хунуккунии парма мегардад.
2.5 Механизми таъсири партовҳои ихроҷӣ
Ин навъи механизми зарбаи партовҳо ва газро бевосита аз маркази парма ба поёни сӯрох берун мекунад. Ҷараёни мустақими ҳаво на танҳо самаранокии тозакунии партовҳоро баланд мебардорад, балки самаранокии пармакунӣ ва хунуккуниро беҳтар мекунад ва мӯҳлати кори пармаро дароз мекунад. Ин навъи сохторӣ чуқуриҳои сершумори тӯлонӣ дар силиндраи дохилии механизмҳои таъсири ихроҷи паҳлӯро бо чуқури ҳалқавӣ иваз мекунад ва консентратсияи стрессро дар силиндраи ботинӣ хеле кам мекунад. Он дар солҳои охир ба сохтори васеъ қабул шудааст.
2.6 Силсилаи Механизми Таъсири поршен
Механизми силсилаи зарбаи поршенӣ, ки ҳамчун зарбаи дугона (сар) маъруф аст, силиндрро бо истифода аз ҳалқаи изолятсия ба ду камера тақсим мекунад. Ин тарҳ имкон медиҳад, ки ҳарду чеҳраи поршен ҳамзамон дар як диаметри сӯрох кор кунанд, ки дар натиҷа қудрати бештари зарба ва басомади баландтари таъсир ба вуҷуд меояд. Мутаносибан, системаи дугонаи ихроҷкунӣ мавҷуд аст, ки хокаи сангро аз қаъри сӯрох самаранок тоза мекунад. Аммо, камбудии асосии он сохтори мураккаби он ва зарурати дақиқии баланд дар коркарди қисмҳо мебошад; масалан, поршен дорои то панҷ сатҳи ҷуфтшавӣ бо ҷузъҳои алоқаманд аст, ки татбиқ ва пешбурди онро маҳдуд мекунад. Аз ин рӯ, ин тарҳ варианти дуюмро қабул мекунад, ки он механизми таъсирбахши клапан бо гази омехтаи поршен ва силиндр мебошад. Сохтори он дар расми 3 нишон дода шудааст.
3.Таҳлили назариявӣ ва ҳисобҳои дахлдор барои DTH
3.1 Интихоби параметрҳои амалиётӣ**
3.1.1 Дарозӣ ва вазни гурз: Тарҳи пешакӣ дарозии камтар аз 4500 мм ва вазни камтар аз 2500 кгро муайян мекунад.
3.1.2 Диаметри гурз: Диаметри мувофиқи гурз дар асоси диаметри пармакунӣ, ки дар 540 мм муқаррар шудааст, муайян карда мешавад.
3.1.3 Диаметри пармакунӣ: Ин ба диаметри сӯрохи кофта, умуман аз 550 мм то 600 мм дахл дорад.
3.1.4 Чуқурии пармакунӣ: Мувофиқи талаботи тарҳрезии чӯб, ин одатан аз якчанд даҳҳо метр то сад метр аст.
3.1.5 Суръати пармакунӣ: Пармакунии DTH одатан бо суръати пасти гардиш, маъмулан аз 7 то 25 р/с кор мекунад.
3.1.6 Моменти гардиш: Моменти максималии ин тарҳ дар 150 kN·m муқаррар шудааст.
3.2 Ҳисоб кардани параметрҳои тарҳрезӣ
Параметрҳои тарҳрезии DTH, махсусан параметрҳои иҷрои таҷҳизоти таъсирбахши DTH, ҳамчун асос барои тарҳрезии мошин хидмат мекунанд ва кори таҷҳизоти истеҳсолшударо муайян мекунанд.
3.2.1 Тарҳрезии фишори P барои таҷҳизоти таъсирбахш
Дар Чин, фишори 0,49 МПа (тақрибан 5 × 10 ^ 5 Па) ҳамчун стандарти тарҳрезии таҷҳизоти пневматикӣ ба таври васеъ интихоб карда мешавад. Бо дарназардошти он, ки DTH барои ин тарроҳӣ як дастгоҳи таъсирбахши клапан бо диаметри калони пармакунӣ ва поршени вазнин аст, фишори баландтари ҳаво кори бештарро беҳтар мекунад. Илова бар ин, компрессорҳои ҳавоии фишори баланд торафт маъмуланд ва мувофиқи стандарти байналмилалии ISO 5941-1979, фишори тарҳрезии 1,6 МПа интихоб карда мешавад.
3.2.2 Қувваи таъсир
Барои DTH, ки барои парма кардани сӯрохиҳои диаметри калон истифода мешавад, энергияи таъсири тарҳ метавонад ба таври назаррас тағйир ёбад. Энергияи таъсир барои ин тарҳ ба таври зерин ҳисоб карда мешавад:
3.2.3 Басомади таъсир
Умуман, дар зери энергияи доимии таъсир, басомади таъсир ба қувваи баромади зарба мутаносиб аст. Аммо, вақте ки диаметри силиндр собит карда мешавад, афзоиши басомади таъсир кам кардани зарбаи поршенро талаб мекунад, ки дар навбати худ қудрати зарбаи ягонаро коҳиш медиҳад. Пас аз он ки қувваи ягонаи зарба аз ҳадди муайян поён афтад, зиёд кардани басомади шикастани сангҳо натиҷаҳои қаноатбахш намедиҳад. Ҳамин тариқ, интихоби басомади таъсир бо қувваи таъсир маҳдуд аст.
Барои DTH пневматикӣ, ки дар фишори тарҳии 0,5 МПа кор мекунад, басомад набояд аз 16,8 Гц зиёд бошад. Азбаски DTH дар фишорҳои тарҳрезӣ аз 0,5 то 2,5 МПа кор мекунад, басомади таъсир метавонад ба таври назаррас фарқ кунад. Интихоби ибтидоии басомади зарбаро ба таври зерин ҳисоб кардан мумкин аст:
f = 10.4 + 7.6P
(2) ки P фишори таъминоти система аст. Барои ин тарҳ, P = 1,6 МПа, бинобар ин:
f = 10,4 + 7,6 × 1,6 = 22,5 Гц.
3.3 Тарҳрезии параметрҳои сохторӣ
Параметрҳои асосии сохтории DTH диаметри сӯрохи силиндр, зарбаи поршен ва андозаҳои поршенро дар бар мегиранд. Баланд бардоштани диаметри силиндр метавонад ҳам қувваи таъсир ва ҳам басомадро афзоиш диҳад, аз ин рӯ диаметри он бояд дар ҳудуди андозаи сохторӣ ба ҳадди аксар расонида шавад. Одатан, фарқияти байни диаметри берунии DTH ва диаметри сӯрох набояд аз 15 то 20 мм камтар бошад ва корпуси берунии DTH набояд аз ҳад лоғар бошад. Аз ин рӯ, таносуби диаметри силиндраи DTH ба диаметри пармакунӣ одатан аз 0,5 зиёд аст.
3.3.1 Диаметри кории силиндр ва зарбаи сохторӣ
Диаметри кории D-и силиндрро ба таври зерин хисоб кардан мумкин аст:
D = K × D(бор) = (0,57 - 0,68) × D(бор) (3)
Барои ин тарҳ, D(бор) = 600 мм, аз ин рӯ D ҳамчун 360 мм гирифта мешавад. Зарбаи сохтории S ба таври ампирикӣ ҳамчун S = 500 мм гирифта мешавад.
3.3.2 Массаи поршен
Андозаҳои радиалии поршен бо андоза ва сохтори силиндр маҳдуд карда мешаванд, ки имкон медиҳанд поршенҳои диаметри баробар ё гуногун. Андозаҳои хатӣ аз вазни поршен вобастаанд, ки он инчунин ба суръате, ки ҳангоми зарба задан ба парма дорад, вобаста аст. Аз ин рӯ, муайян кардани андозаҳои сохтории поршен як ҷанбаи мураккаби тарроҳии DTH мебошад. Массаи поршени DTH-ро ба таври зерин ҳисоб кардан мумкин аст:
м = 0,0205D^2,84 (4)
ки m массаи поршен дар кг; D - диаметри кории силиндр бо см.
Иваз кардани D = 36 ҳосил: м = 540 кг.
DTH асосан аз сохтори интиқоли момент ва механизми зарбаи пневматикӣ иборат аст. Сохтори интиқоли момент асои пармакунӣ ва DTH-ро мепайвандад, ки қувваҳои буриш ва кашандаро интиқол медиҳад; механизми зарбаи пневматикӣ таъсир тавлид мекунад, ки қувваи меҳвариро ба пармаи зарба таъмин мекунад. Тафсилоти сохтори мушаххас дар расми 3 нишон дода шудааст.
Сохтори интиқоли момент асои пармакунӣ ва зарбаро мепайвандад. Пайвастшавии болоӣ бо асои пармакунӣ ва зарба ба воситаи риштаҳои қубур пайваст мешавад, пеш аз ҳама барои таъмини мустаҳкамии газ ва инчунин интиқоли момент ва қувваи кашидан. Клапани чекӣ аз ворид шудани лой ва об ба зарба ва чӯбчаи пармакунӣ, ки тавассути пружа идора карда мешавад, пешгирӣ мекунад. Ҷойгоҳи ҳавоӣ бо штангаи таъминкунандаи газ барои ворид кардани ҳавои фишурда ба силиндр фаъолият мекунад, ки кори интиқоли газро дар якҷоягӣ бо силиндр ва поршен осон мекунад ва ба ин васила таъминоти якҷояи газро ба даст меорад. Ҳалқаи бехатарии пружинӣ ҳангоми иваз кардани парма аз силиндр берун баромадани поршенро пешгирӣ мекунад.
3.4 Таҳлили унсурҳои ниҳоии DTH пармакунӣ
Лати парма DTH ба қувваҳои зарба аз поршен ва моменти сари гардонанда дучор мешавад. Қуввае, ки ба поршен тавассути ҳавои фишурда таъсир мерасонад, бо зерин ифода карда мешавад:
F = P × S (5)
ки дар он Р фишори система дар Па; S майдони қувваи поршен дар м² мебошад.
Ҳамин тариқ, F = 1,6 × 10^6 × 0,084 = 134400 Н.
Ҳамин тариқ, қувваи зарба ба парма чунин аст:
F' = kF (6)
ки дар он к коэффисиенти таъсир аст; F - қувваи ба парма тавассути ҳавои фишурдашуда дар N. Ҳамин тариқ, F' = 20 × 134400 = 2688 кН.
Моменти ба пармаи DTH, ки аз ҷониби сари гардонанда истифода мешавад, N = 150 кН аст. Бо истифодаи F' = 2688 кН ва N = 150 кН ба парма ҳангоми мустаҳкам кардани рӯи охири поёни парма ва бо истифода аз маводи QT500-7, ки қувваи ҳосили 320 МПа аст, таҳлили элементҳои ниҳоӣ анҷом дода мешавад. Шартҳои мушаххаси боркунӣ ва маҳдудият ва тақсимоти тор дар расмҳои 4 ва 5 нишон дода шудаанд.
Натиҷаҳои таҳлили унсурҳои ниҳоӣ дар расми 6 нишон дода шудаанд, ки фишори максималӣ 144,355 МПа мебошад, ки аз қувваи ҳосили QT500-7 (320 МПа) камтар аст ва ҳамин тавр ба талабот ҷавобгӯ аст.