การเลือกบิต PDC ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำเหมืองถ่านหิน

การก่อสร้างหลุมเจาะเป็นวิธีการทางเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการควบคุมก๊าซ การป้องกันความเสียหายจากน้ำ และการสำรวจทางธรณีวิทยาในเหมืองถ่านหิน ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรับรองความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการผลิตถ่านหิน ในประเทศจีน มีการเจาะรูในเหมืองถ่านหินหลายสิบล้านเมตรต่อปี กระบวนการก่อสร้างต้องใช้การสนับสนุนจากอุปกรณ์ขุดเจาะ เช่น สว่าน ท่อเจาะ และดอกสว่าน โดยสว่านเป็นเครื่องมือสำคัญในการเจาะรูและทุบหินโดยตรง

แผ่นคอมโพสิตเพชรโพลีคริสตัลลีน (PDC) ถูกนำมาใช้ในดอกสว่านขุดเจาะอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความทนทานต่อการสึกหรอเป็นพิเศษและมีความเหนียวต่อแรงกระแทกที่น่าชื่นชมบิต PDCแสดงให้เห็นอายุการใช้งานการเจาะที่ยาวนานขึ้นและประสิทธิภาพในการเจาะที่สูงขึ้นเมื่อใช้งานในชั้นหินที่มีความแข็งปานกลางและต่ำกว่า จึงให้ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญในการดำเนินการขุดเจาะเหมืองถ่านหิน เมื่อเปรียบเทียบกับการขุดเจาะน้ำมัน การขุดเจาะเหมืองถ่านหินมีคุณลักษณะทางเทคนิคคือมีประสิทธิภาพด้านต้นทุน มีประสิทธิภาพด้านเวลา และได้รับการออกแบบอย่างหนาแน่น ดังนั้น ข้อกำหนดโดยรวมสำหรับหัวเจาะ PDC จึงไม่เข้มงวดมากเกินไป

ความท้าทายในปัจจุบันที่เผชิญในการทำเหมืองแร่บิต PDCรวมถึง: ①เกณฑ์การเข้าใช้งานสำหรับหัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองนั้นค่อนข้างต่ำ โดยมีผู้ผลิตจำนวนมากที่เสนอระดับคุณภาพที่แตกต่างกัน ②การใช้งานและข้อกำหนดในการขุดเจาะใต้ดินในเหมืองถ่านหินแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่ชัดเจน ในขณะที่การจำแนกประเภทของหัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองนั้นซับซ้อนและหลากหลาย นอกจากนี้ ยังขาดข้อกำหนดการเลือกใช้ที่เป็นระบบและมีเหตุผลในกระบวนการใช้งานในภายหลัง ③ด้วยชั้นหินแข็งที่ซับซ้อนที่แพร่หลายมากขึ้นในเหมืองถ่านหิน หัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองแบบธรรมดาจึงไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดในการก่อสร้างสำหรับการขุดเจาะในสถานที่ที่มีประสิทธิภาพได้ ส่งผลให้มีความคืบหน้าล่าช้าหรืออาจไม่มีฟุตเทจเลย ④เนื่องจากสภาพการก่อสร้างที่ท้าทายในเหมืองถ่านหิน บางครั้งการยึดมั่นอย่างเคร่งครัดต่อขั้นตอนการขุดเจาะโดยบุคลากรในการก่อสร้างอาจเป็นเรื่องยาก

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานด้านการทำเหมืองแร่บิต PDCเอกสารนี้ให้การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับโหมดความล้มเหลวหลักและตรวจสอบสาเหตุเบื้องหลังของความล้มเหลวแต่ละรูปแบบ นอกจากนี้ ยังมีการเสนอคำแนะนำในทางปฏิบัติสำหรับการเลือกอย่างรอบคอบและการใช้ส่วนเหล่านี้อย่างใส่ใจ

1.การวิเคราะห์รูปแบบและสาเหตุของความล้มเหลวของบิต PDC ในการขุด

ปัจจุบัน ส่วนประกอบของหัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองประกอบด้วยตัวหัวเจาะ หัวตัด PDC โลหะผสมเกจ และส่วนอื่นๆ เป็นหลัก ตามที่แสดงในรูปที่ 1 หัวตัด PDC และโลหะผสมเกจจะถูกบัดกรีเข้ากับตัวหัวเจาะเพื่อให้แน่ใจว่าจะยึดติดแน่น ในระหว่างการขุดเจาะตามปกติ แท่งเจาะจะส่งแรงบิดและแรงป้อนไปที่ก้นหลุมซึ่งสัมผัสกับหัวเจาะ กระบวนการตัดหินทำได้ด้วยการใช้หัวเจาะ PDC บนหัวเจาะ นอกจากนี้ โลหะผสมเกจยังช่วยป้องกันการสึกหรอที่มากเกินไปโดยปกป้องความสมบูรณ์โดยรอบของตัวหัวเจาะ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าปัจจัยต่างๆ เช่น แรงที่ซับซ้อนที่กระทำกับหัวตัดที่ก้นหลุมในระหว่างการตัดหินด้วยหัวเจาะ PDC การเปลี่ยนแปลงในลักษณะการก่อตัว การเลือกเทคนิคและอุปกรณ์ในการก่อสร้าง ความชำนาญในการปฏิบัติงานของบุคลากรที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมการก่อสร้าง รวมถึงมาตรการควบคุมคุณภาพของหัวเจาะเองนั้นสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการใช้งาน นำไปสู่รูปแบบความล้มเหลวที่หลากหลายของหัวเจาะเหล่านี้ จากการตรวจสอบที่ดำเนินการที่ไซต์ขุดเจาะเหมืองถ่านหิน เราได้สรุปและวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกันและสาเหตุหลักที่เกี่ยวข้องกับบิต PDC-

1.1 ความล้มเหลวของคัตเตอร์ PDC เกิดขึ้นเมื่อ PDC ถูกเผาภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง แผ่นคอมโพสิตประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่ ชั้นเพชรและเมทริกซ์คาร์ไบด์ ดังที่แสดงในรูปที่ 2

โหมดความล้มเหลวหลักของเครื่องตัด PDC ได้แก่ การสึกหรอตามปกติ การหลุดลอก การยุบตัวของใบมีด และการแยกตัว

(1) การสึกหรอตามปกติ

ปรากฏการณ์การสึกหรอตามปกติเป็นความเสียหายประเภทหนึ่งที่เกิดขึ้นกับเครื่องตัด PDC ในระหว่างกระบวนการตัดหิน โดยมีลักษณะเด่นคือการสูญเสียการเจียรในระดับมหภาคอย่างมีนัยสำคัญทั้งในชั้นเพชรและเมทริกซ์คาร์ไบด์ซีเมนต์ของเครื่องตัด โดยไม่มีร่องรอยรอยแตกร้าวที่เห็นได้ชัดบนพื้นผิวการเจียร

(2) ชิปดรอป

ปรากฏการณ์การหลุดของเศษจะเกิดขึ้นเมื่อหัวกัด PDC หลุดออกจากตัวดอกสว่าน ส่งผลให้ดอกสว่านเสียหาย ลักษณะเด่นที่สุดคือหัวกัด PDC แยกออกจากตัวดอกสว่านอย่างสมบูรณ์ โดยไม่มีเศษโลหะผสมตกค้างในหลุมที่เกิดการเชื่อมระหว่างตัวดอกสว่านและหัวกัด PDC

ปัจจัยหลักที่ส่งผลให้ฟิล์มตกได้แก่

① อุณหภูมิที่สูงขึ้นที่ก้นหลุมเจาะทำให้เกิดความท้าทายในเทคโนโลยีการก่อสร้างแบบเจาะแห้งหรือการเกิดปลั๊กน้ำระหว่างกระบวนการเจาะ ขณะเดียวกันยังขัดขวางการระบายความร้อนของหัวกัด PDC บนหัวเจาะระหว่างการตัดหินแบบหมุนด้วยความเร็วสูง ส่งผลให้อุณหภูมิที่ก้นหลุมสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอาจสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตของตะกั่วบัดกรีและส่งผลให้ตะกั่วบัดกรีหลอมละลายและหัวกัด PDC หลุดออกในภายหลัง

② การควบคุมกระบวนการเชื่อมด้วยสว่านไม่เข้มงวดเพียงพอ ในขั้นตอนการเชื่อม มีการทำความสะอาดไม่เพียงพอ ก่อนเชื่อม รอยเชื่อมมีข้อบกพร่องหรือการจัดการก๊าซไอเสียไม่เพียงพอ อุณหภูมิในการเก็บความร้อนไม่เหมาะสมหรือเวลาหลังการเชื่อมไม่เพียงพอ ทั้งหมดนี้อาจทำให้ดอกสว่านหลุดออก นอกจากการเรียกร้องให้ผู้ผลิตควบคุมกระบวนการผลิตอย่างเคร่งครัด (โดยเฉพาะกระบวนการเชื่อมด้วยคัตเตอร์ PDC) เพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมสมบูรณ์และแข็งแรงแล้ว ยังจำเป็นต้องชี้แจงขั้นตอนการสร้างการเจาะโดยเลือกใช้การเจาะน้ำเมื่อทำได้และหลีกเลี่ยงการสร้างการเจาะแบบแห้ง สำหรับการเจาะรูลึก ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าน้ำไหลกลับก่อนเจาะแท่ง นอกจากนี้ ทุกครั้งก่อนใส่สว่านลงในก้นรู จำเป็นต้องตรวจสอบว่ามีสิ่งกีดขวางใดๆ หรือไม่ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการอุดตัน

(3) ใบมีดหัก

การแตกของชั้นเพชรในเครื่องตัด PDC แสดงถึงรูปแบบความล้มเหลวที่แพร่หลายสำหรับบิต PDCคุณลักษณะเด่นของโหมดความล้มเหลวนี้คือการแตกของชั้นเพชรเฉพาะที่ โดยในบางกรณีอาจเกิดการแตกพร้อมกันกับเมทริกซ์คาร์ไบด์ด้วย

สาเหตุหลักของการแตกหักของดอก PDC:

① การเลือกหัวกัดโดยพิจารณาจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติของหัวกัด PDC แสดงให้เห็นถึงความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ต่ำ ความแข็งแรงที่รวมกันของทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) และผงไมโครเพชรไม่เพียงพอ ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายภายใต้แรงกดดันจากการแตกของหิน

② ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการก่อสร้างบ่งชี้ว่าแรงกดในการก่อสร้างหน้างานนั้นสูงเกินไป แรงกดที่หัวกัด PDC กระทำต่อหัวกัดนั้นเกินขีดจำกัดแรงกดของหัวกัดอย่างมาก ส่งผลให้ชั้นเพชรแตกออกและคมตัดยุบตัวตามมา

③ ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่ซับซ้อนบ่งชี้ว่าในระหว่างการก่อสร้างโครงสร้างที่แข็งและแตกหัก แรงกระแทกที่เกิดกับเครื่องตัด PDC จะเกินกว่าความเหนียวจากแรงกระแทก ซึ่งอาจนำไปสู่การพังทลายของคมตัดได้

④ การออกแบบมุมตัดของดอกสว่านไม่เหมาะสม เนื่องจากไม่ยึดตามหลักการที่ว่าโครงสร้างที่แข็งกว่าจำเป็นต้องใช้มุมตัดที่ใหญ่กว่า ในการสร้างโครงสร้างที่แข็ง มุมตัดที่เล็กกว่าอาจส่งผลให้มีแรงมากเกินไปบนหัวกัด PDC จนอาจส่งผลให้คมตัดพังทลายในที่สุด

⑤ ปัจจัยอื่นๆ บ่งชี้ว่าการจัดเรียงของสลักเกลียวและสายยึดในถนนใต้ดินทำให้มีความเสี่ยงสูงที่ดอกสว่านจะยุบตัวเมื่อพบกับองค์ประกอบเหล่านี้ เพื่อป้องกันความล้มเหลวของดอกสว่าน จำเป็นไม่เพียงแต่ต้องปฏิบัติตามพารามิเตอร์กระบวนการที่ระบุไว้ในคู่มือการใช้งานการเจาะอย่างเคร่งครัดเท่านั้น แต่ยังต้องออกแบบและเลือกดอกสว่านตามสภาพการก่อตัวด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อเจาะเข้าไปในชั้นหินแข็ง ขอแนะนำให้เพิ่มมุมตัดของดอกสว่านให้เหมาะสม ลดความก้าวร้าวของดอกสว่าน และเพิ่มการปกป้องดอกสว่าน นอกจากนี้ ขอแนะนำให้เลือกหัวกัด PDC ที่มีความเหนียวต่อแรงกระแทกสูงเมื่อเจาะผ่านชั้นหินแข็งที่แตกร้าว หรือปรับเปลี่ยนรูปร่างภายนอกของชั้นเพชรของหัวกัดเพื่อปรับปรุงความเหนียวต่อแรงกระแทก ตัวอย่างเช่น หัวกัด PDC แบบโค้งมักจะทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่าแบบแบน นอกจากนี้ ควรจัดวางรูอย่างเหมาะสมระหว่างการก่อสร้างเพื่อหลีกเลี่ยงการเจาะเข้าไปในสลักเกลียวและสายยึด

(4) การแยกชั้น

การแยกชั้นหมายถึงการแยกตัวของชั้นเพชรออกจากเมทริกซ์คาร์ไบด์ซีเมนต์ในแผ่นคอมโพสิต PDC ตามที่แสดงในรูปที่ 3

สาเหตุหลักของการแยกชั้นในชั้นเพชรของเครื่องตัด PDC คือความเค้นตกค้างจำนวนมากที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นเพชรและเมทริกซ์คาร์ไบด์ซีเมนต์ ร่วมกับความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ระหว่างการตัดหิน ชั้นเพชรและเมทริกซ์คาร์ไบด์ซีเมนต์จะเกิดการหดตัวแบบไม่พร้อมกันเนื่องจากความเค้นจากความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานและความเย็นจากของเหลวล้าง แรงกระแทกที่เกิดขึ้นและความเค้นตกค้างทำให้ชั้นเพชรหลุดออกจากเมทริกซ์คาร์ไบด์ ซึ่งส่งผลให้ดอกสว่านเสียหายในที่สุด เพื่อลดการแยกชั้น จำเป็นต้องเลือกวัสดุยึดติดและเทคโนโลยีการประมวลผลที่เหมาะสมเพื่อจัดการกับความเค้นตกค้างระหว่างส่วนประกอบทั้งสองนี้ในระหว่างการผลิต นอกจากนี้ การออกแบบรูปร่างอินเทอร์เฟซใหม่สำหรับเมทริกซ์สามารถปรับปรุงคุณสมบัติการยึดติดระหว่างชั้นเพชรและเมทริกซ์คาร์ไบด์ซีเมนต์ได้

1.2 ความล้มเหลวของตัวสว่านนั้นมีลักษณะเด่นคือใบมีดแตกในตัวสว่าน ดังแสดงในรูปที่ 4

 

การแตกของใบมีดของตัวบิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ตัวบิตและตัวบิตเหล็กนั้นเกิดขึ้นได้น้อย เหตุผลที่ใบมีดของตัวบิตแตกมีดังต่อไปนี้: ① การกระแทกใบมีดของตัวบิตเมื่อคลายตัวบิตเนื่องจากมงกุฎของตัวบิตถูกเผาด้วยกระบวนการผงโลหะในครั้งเดียว เมื่อเปรียบเทียบกับตัวบิตเหล็กธรรมดา ตัวบิตมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่า แต่ความเหนียวของวัสดุของตัวบิตลดลงตามลำดับและใบมีดของตัวบิตก็หักได้ง่ายเมื่อคลายตัวบิต ② การควบคุมกระบวนการเผาของบิตไม่เข้มงวด และตัวบิตเผาจะเกาะติดและผงโลหะไม่สามารถสร้างโลหะผสมได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกของใบมีด ผู้ใช้ควรใช้เครื่องมือ เช่น คีมทันตกรรม เพื่อช่วยรัดเมื่อคลายเกลียวสว่าน เพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทกของใบมีด ประการที่สอง ผู้ผลิตควรควบคุมคุณภาพของตัวเผาอย่างเคร่งครัด ไม่เพียงแต่ควบคุมกระบวนการเผาอย่างเคร่งครัดเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบผงโลหะเป็นระยะๆ เพื่อให้แน่ใจว่าผงตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ

2. การออกแบบที่เหมาะสมและการเลือกบิต PDC สำหรับการขุดที่เหมาะสม

2.1 การออกแบบเพิ่มประสิทธิภาพของดอกสว่าน

(1) สำหรับรูปแบบความล้มเหลวของบิต จำเป็นต้องปรับโครงสร้างให้เหมาะสมจากการออกแบบสว่าน พารามิเตอร์การออกแบบหลักของบิต PDC ได้แก่ มุมตัด α มุมด้านข้าง β มุมราบ γ เป็นต้น γ หมายถึงมุมระหว่างเส้นอ้างอิงการวางแนวของฟัน PDC และเส้นกึ่งกลางของบิต α หมายถึงมุมระหว่างเส้นอ้างอิงการวางแนวของฟัน PDC และระนาบการทำงานของเครื่องตัด ดังแสดงในรูปที่ 5 β หมายถึงมุมระหว่างระนาบผ่านจุดกึ่งกลางและเส้นกึ่งกลางของบิตและระนาบการทำงานของเครื่องตัด ดังแสดงในรูปที่ 6 การวิจัยเบื้องต้นและการวิเคราะห์การใช้งานที่ครอบคลุมแสดงให้เห็นว่ามุมตัดและมุมด้านข้างของเครื่องตัด PDC สามารถส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพการเจาะของบิต และจำเป็นต้องปรับการออกแบบบิตให้เหมาะสมตามรูปแบบการเจาะที่แตกต่างกัน การออกแบบมุมตัดจะส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการเจาะ หรือแม้แต่ไม่มีฟุตเทจเลย หากมุมตัดเล็กเกินไป ขอบตัดของ PDC มีแนวโน้มที่จะแตกหักและเกิดปรากฏการณ์อื่นๆ ดังนั้น ควรพิจารณาการออกแบบการเจาะอย่างรอบด้านเมื่อเลือกโครงร่างพารามิเตอร์โดยเลือกมุมการตัดและมุมด้านข้างที่ปานกลางแทนการออกแบบแบบสุ่ม

(2) นอกจากการปรับมุมตัดของหัวเจาะให้เหมาะสมแล้ว ยังจำเป็นต้องปรับให้หัวกัด PDC เหมาะสมด้วย คุณภาพของหัวกัด PDC ส่งผลอย่างมากต่อหัวกัด PDC ในการทำเหมือง เนื่องจากกำหนดประสิทธิภาพการตัดและอายุการใช้งานโดยตรง ปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพของ PDC คือการกำจัดความเค้นตกค้างที่อินเทอร์เฟซการยึดติดระหว่างชั้นเพชรและเมทริกซ์คาร์ไบด์ซีเมนต์ การวิจัยระบุว่าความเค้นสูงสุดในหัวกัด PDC ที่มีโครงสร้างอินเทอร์เฟซแบบระนาบจะกระจุกตัวอยู่ใกล้ทั้งสองด้านของอินเทอร์เฟซนี้ โดยความเค้นแรงดึงและแรงเฉือนสูงสุดจะเกิดขึ้นที่ขอบของชั้นเพชร ความเค้นแรงดึงที่มีอยู่สามารถนำไปสู่การแตกที่ผิดปกติใน PDC ในขณะที่ความเค้นแรงเฉือนเป็นสาเหตุหลักของการแยกชั้นในหัวกัด PDC

(3) นอกจากการขจัดความเครียดตกค้างในเครื่องตัด PDC แล้ว การบำบัดขั้นที่สองยังช่วยเพิ่มคุณภาพของเครื่องตัดได้อีกด้วย ปัจจุบัน วิธีการบำบัดพื้นผิวขั้นต้น ได้แก่ การเจียรพื้นผิวด้วยเพชร การตัดมุมเฉียง และการกลึงขึ้นรูป การเลือกเครื่องตัด PDC สามารถปรับให้เหมาะสมได้ตามสภาพการทำงานจริง

2.2 การเลือกดอกสว่านที่เหมาะสม

ปัจจุบัน หัวเจาะ PDC ที่ใช้ในการขุดเจาะใต้หลุมในพื้นที่การทำเหมืองส่วนใหญ่มีลักษณะการออกแบบเว้าสามปีกเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม การเลือกหัวเจาะเหล่านี้มักมีจำกัดและขาดการจำแนกประเภท ส่งผลให้มีแนวทางแบบครอบคลุมทุกขนาดซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการเฉพาะของแต่ละชั้นหินได้อย่างเพียงพอ ปัญหานี้มักเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขการก่อตัวที่ซับซ้อน โดยที่หัวเจาะเว้าแบบธรรมดาไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่น่าพอใจได้ ส่งผลให้หัวเจาะมีอายุการใช้งานสั้นลงและประสิทธิภาพการเจาะลดลง ความไม่มีประสิทธิภาพดังกล่าวไม่เพียงแต่ทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มสูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังอาจขัดขวางกำหนดการก่อสร้างและก่อให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมาก ดังนั้น จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเลือกหัวเจาะที่เหมาะสมกับเงื่อนไขการก่อตัวที่หลากหลาย

หัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองสามารถแบ่งประเภทได้เป็น 2 ประเภทหลักตามวัสดุของหัวเจาะ ได้แก่ ประเภทเหล็กและประเภทยาง หัวเจาะประเภทเหล็กนั้นผ่านกระบวนการทางกลเป็นหลัก ซึ่งให้ความเหนียวที่ดี ทำให้เหมาะสำหรับการเจาะหินแข็งแบบทั่วไป ในทางตรงกันข้าม หัวเจาะประเภทยางนั้นผ่านการหลอมโดยใช้กระบวนการผงโลหะวิทยา ซึ่งให้ความทนทานต่อการสึกหรอสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเจาะหินแข็งหรือการเจาะแบบต่อเนื่อง นอกจากนี้ หัวเจาะยังสามารถแบ่งประเภทได้เป็นโครงสร้างต่างๆ เช่น เว้าภายใน มุมโค้ง ฐานแบน เครื่องขูด และอื่นๆ ตามที่แสดงในรูปที่ 7 ① การออกแบบโครงสร้างเว้าของหัวเจาะเว้าช่วยเพิ่มเอฟเฟกต์การทำให้ตรงในระหว่างการสร้างหินแข็งแบบทั่วไป ② การจัดเรียงฟันแบบกระจายของหัวเจาะแบบโค้งทำให้มีความหนาแน่นของฟันที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพการเจาะที่ดีขึ้นเมื่อทำงานกับชั้นหินแข็งปานกลางขึ้นไป ③ รูปร่างริมฝีปากของหัวเจาะแบบฐานแบนนั้นเกือบจะแบน ซึ่งทำให้ขอบด้านข้างคมขึ้นเพื่อให้เอียงได้ง่ายขึ้น การออกแบบนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเจาะแบบมีทิศทาง ④ดอกขูดโดยทั่วไปจะมีโครงสร้างทรงกรวยซึ่งเพิ่มความแข็งแกร่งและส่วนใหญ่ใช้ในโครงสร้างชั้นหินอ่อนหรือตะเข็บถ่านหิน

บิต PDC สำหรับขุดในปัจจุบันได้รับการสรุปและจัดระเบียบ พร้อมทั้งเกณฑ์การเลือกบิต PDC ภายใต้เงื่อนไขการทำงานและการก่อตัวต่างๆ ตามที่นำเสนอไว้ในตารางที่ 1 เพื่อใช้อ้างอิง

3. การใช้ข้อควรระวังในการขุดบิต PDC

นอกจากการเลือกดอกสว่านอย่างระมัดระวังแล้ว การใช้เครื่องมือเหล่านี้ให้ถูกต้องก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน เนื่องจากสภาพการก่อสร้างในเหมืองถ่านหินมีความท้าทาย คนงานจึงมักประสบปัญหาในการปฏิบัติตามแนวทางการใช้งานดอกสว่าน PDC อย่างเคร่งครัด ส่งผลให้ดอกสว่านเสียหายบ่อยครั้งเนื่องจากการจัดการที่ไม่เหมาะสม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเจาะ พื้นที่การทำเหมืองบางแห่งอาจเพิ่มน้ำหนักดอกสว่านโดยไม่เลือกหน้าระหว่างการทำงาน ส่งผลให้ดอกสว่านเสียหายก่อนเวลาอันควร การใช้ดอกสว่าน PDC อย่างถูกต้องสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและลดต้นทุนการผลิตได้ ควรคำนึงถึงข้อควรพิจารณาต่อไปนี้เมื่อใช้ดอกสว่าน PDC:

(1) ให้ความสำคัญกับความสัมพันธ์การจัดระดับระหว่างดอกสว่าน PDC และหัวเจาะ โดยให้แน่ใจว่าท่อเจาะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่จะไม่ตรงกับท่อเจาะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเกินไป และท่อเจาะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กจะไม่ตรงกับดอกสว่านขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่

(2) แนวทางที่ดีที่สุดคือการใช้สว่านเจาะรูแบบพิเศษหรือดอกสว่านเก่าในการสร้างรัง โดยต้องแน่ใจว่ากระบวนการเจาะหลีกเลี่ยงบริเวณใกล้กับสลักข้างเลน สายยึด และสิ่งกีดขวางที่คล้ายคลึงกัน

(3) ในการดำเนินการเจาะจำเป็นต้องควบคุมแรงดันป้อนเพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่เกิดจากแรงดันที่มากเกินไปภายในหลุมเจาะ

(4) โปรดใช้เทคนิคการเจาะน้ำสะอาด หลีกเลี่ยงการเจาะแบบแห้งหรือเจาะด้วยแรงดันอากาศ ก่อนเริ่มดำเนินการเจาะด้วยแรงดัน ให้แน่ใจว่ามีการหมุนเวียนน้ำอย่างเหมาะสมภายในหลุมเพื่อป้องกันเหตุการณ์ที่อาจเกิดการเผาไหม้ที่ฐานหลุม

(5) เมื่อถอดหัวเจาะออก ให้ระวังอย่าให้หนีบหรือกระแทกหัวเจาะ PDC นอกจากนี้ ควรระวังอย่าให้โดนใบมีดของหัวเจาะ

4. บทสรุป

การทำเหมืองถ่านหินอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพเป็นหัวข้อหลักที่อุตสาหกรรมถ่านหินสนับสนุนมาโดยตลอด การใช้หัวเจาะ PDC อย่างมีประสิทธิผลในการขุดเจาะใต้ดินในเหมืองถ่านหินถือเป็นเรื่องสำคัญมาก เอกสารฉบับนี้วิเคราะห์โหมดความล้มเหลวของหัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมือง โดยชี้แจงสาเหตุหลักเบื้องหลังรูปแบบความล้มเหลวต่างๆ เอกสารฉบับนี้เสนอการออกแบบและกลยุทธ์การเลือกที่ดีที่สุดสำหรับหัวเจาะภายใต้สภาพการทำงานและโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน พร้อมทั้งสรุปข้อควรระวังในการใช้งาน จึงให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเลือกและการใช้หัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองที่ดีขึ้น การเลือกหัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองอย่างรอบคอบและการใช้หัวเจาะ PDC สำหรับการทำเหมืองอย่างถูกต้องจะช่วยเพิ่มประสิทธิผล ลดการสูญเสียทรัพยากร และเพิ่มความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และแนวทางปฏิบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการทำเหมืองถ่านหิน