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炮采掘進(jìn)鉆車鑿巖鉆孔:沖擊式鑿巖鉆孔主要由下面四種功能組合而成。
1、 沖擊;2、進(jìn)給;3、回轉(zhuǎn);4、沖洗。
鑿巖機(jī)所產(chǎn)生的能量借助于機(jī)器中的活塞通過(guò)釬桿和釬頭傳遞給巖石。在沖擊式鑿巖中,活塞加速到一定速度來(lái)沖擊釬尾,沖擊能量以應(yīng)力波的形式傳給釬桿。當(dāng)應(yīng)力波傳到釬頭時(shí),能量以釬頭作用的形式傳給巖石使之破碎。沖擊鑿巖一般有五個(gè)影響穿透作用的參數(shù)。
沖擊頻率;沖擊能量;回轉(zhuǎn)速度;推進(jìn)力;巖粉沖洗狀態(tài)。
應(yīng)力波的形狀及能量的傳遞將直接影響其鑿孔速度。沖擊能量及沖擊頻率共同構(gòu)成沖擊輸出功率。
推進(jìn)進(jìn)給有兩個(gè)作用,一是對(duì)鑿巖時(shí)推動(dòng)釬桿在巖石中鉆進(jìn)時(shí)支承和推進(jìn)作用,二是退回,當(dāng)鉆孔完成后退出釬桿。最佳推進(jìn)力隨巖石的性質(zhì),釬頭的尺寸型式而變化。
當(dāng)進(jìn)給力不足時(shí)將會(huì)發(fā)生下列影響:
當(dāng)鑿巖機(jī)活塞沖擊釬桿時(shí),鑿巖機(jī)不在應(yīng)有位置,因而釬頭有時(shí)不能抵住巖石, 只有一小部分能量破碎巖石,而另一部分被消耗掉,影響穿透速度。
由于能量傳遞不良,使釬尾釬桿螺紋嚴(yán)重磨損,連結(jié)松脫,能量變成熱能使釬具損耗加快。
由于釬具不到位,回轉(zhuǎn)幾乎無(wú)阻力空轉(zhuǎn),扭力很小,強(qiáng)張力波和多種負(fù)荷使釬具發(fā)生應(yīng)變,產(chǎn)生變形。
使鑲珠和鑲片很快磨損,甚至?xí)斐擅撀洹?/span>
當(dāng)推進(jìn)進(jìn)給力過(guò)大也會(huì)造成下列不良影響:
釬桿和釬尾產(chǎn)生彎曲和磨損;
沖洗困難,不易排渣;
釬頭硬質(zhì)合金迅速磨鈍。
所以炮采掘進(jìn)鉆車選用合理的推進(jìn)進(jìn)給力,將能提高穿透速度和減少故障。
回轉(zhuǎn)的主要功能是使釬頭每次沖擊時(shí),釬刃轉(zhuǎn)到一個(gè)新的位置,最佳的回轉(zhuǎn)速度應(yīng)根據(jù)巖石類型、釬桿和釬頭參數(shù)形式的變化而確定。必須使兩次沖擊之間的回轉(zhuǎn)間距最優(yōu)化,以便產(chǎn)生盡可能多的巖屑提高穿透能力。
沖洗作用是從孔內(nèi)清除破碎的巖屑。如果沖洗不足,鉆孔中將會(huì)發(fā)生重復(fù)研磨,因而使穿透速度減慢,使鉆具嚴(yán)重磨損。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生卡鉆。
鑿巖引起的巖石破碎是由于形成不均勻的應(yīng)力場(chǎng)。應(yīng)力場(chǎng)是釬頭產(chǎn)生的集中荷載造成的。巖石性能隨材料中發(fā)生的應(yīng)力水平而改變。
在緊靠釬頭的地方巖石被碎成細(xì)粉,在破碎帶周圍形成一個(gè)斷裂帶,裂紋由兩個(gè)帶之間的邊界外開始出現(xiàn),當(dāng)一些裂紋達(dá)到巖石的自由表面時(shí)就出現(xiàn)碎裂。當(dāng)大裂紋延伸到表面時(shí),將阻止材料內(nèi)部的一些裂紋擴(kuò)展,與釬頭相鄰的巖石發(fā)生變形,它的目的是消除釬頭下的應(yīng)力,使應(yīng)力在高壓帶中變得均勻。在這個(gè)帶中破碎的產(chǎn)物是細(xì)粉。如果它們來(lái)自斷裂帶粒度更粗。
不同粒度細(xì)粉相對(duì)量以及他們的細(xì)度是鑿巖過(guò)程中能量消耗參數(shù)。如果粒度保持相同,則達(dá)到了最高效率,在這種情況下細(xì)粉與巖石總破碎量的比值達(dá)到最小,巖石破碎效率的進(jìn)一步改善可以靠控制釬頭上載荷(進(jìn)給力)和釬頭的幾何形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。