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淺談如何提高礦用牙輪鉆頭的使用壽命

時間:2020/3/25閱讀:2405
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提高牙輪鉆頭的使用壽命的措施

要提高牙輪鉆機鉆頭的使用壽命,鉆頭的保管、運輸和使用都按常規操作外,還應采取以下措施,以提高鉆頭的使用壽命。

(一)合理選擇牙輪鉆頭的齒形

正確選擇牙輪鉆頭的齒形,不但可以延長鉆頭的使用壽命,而且可以提高穿孔速度,降低穿孔成本。選擇鉆頭的齒形主要依據礦巖的物理力學性質,即巖石的抗壓強度,硬度和可鉆性。此外還應該考慮穿鑿炮孔的直徑大小和含水情況,以及牙輪鉆機的技術性能等

1.在巖石較硬地層穿孔時,我們通常采用球齒鉆頭,由于球齒鉆頭的輪齒突出較短,但布齒較密,可以經受較大的軸壓,適用于在極硬而又耐磨的礦巖中穿孔。

2.在巖石較軟地層穿孔時,我們通常采用楔形鉆頭的輪齒突出較長,布齒較疏,適用于軟巖和塑性巖石中穿孔。

倘若二者選用不當,將球形鉆頭用在軟巖中穿孔,起壽命雖然較長,但鉆機進尺速度很低。考慮到鉆機的穿孔費用后,總的穿孔成本較高。反之,如將楔形齒鉆頭用在極硬而又耐磨的礦巖中穿孔,則合金齒很快就會磨損或折斷。因此,合理選擇鉆頭齒形,可以提高鉆頭的使用壽命。

(二)合理選擇穿孔工作制度

鉆頭的穿孔速度,與所穿鑿巖石的物理力學性質,施加于鉆頭上的軸向壓力、鉆具的回轉速度、鉆頭的扭矩、牙輪齒的形狀和同時參加破碎巖石的齒數,以及吹洗炮孔的壓縮空氣量等許多因素有關。根據牙輪鉆機穿孔的巖石破碎機理,其中決定穿孔工作制度的主要參數是軸壓、回轉速度和排渣風量。

1.軸壓對鉆頭壽命的影響。

為了有效地破碎巖石,必須對鉆頭施加足夠的軸向壓力,以便由牙輪齒引起的應力足以克服巖石抗壓強度,但施加給鉆頭的軸壓里有一定的合理值,即不能過大,也不能過小。當軸壓值超過到一定程度時,軸壓再加大,穿孔速度也不增加,軸壓太大還將引起硬質合金齒的折斷或使鉆頭的軸承損壞。

2.回轉速度對鉆頭的影響

在一定范圍內,牙輪鉆機的穿孔速度隨鉆具回轉速度的增加而增加,但轉速過大,不但使孔底排渣困難,產生巖石二次破碎,而且會產生強烈震動,影響鉆頭壽命。鉆頭的轉速必須保證牙輪的牙齒與巖石有足夠的接觸時間,以達到巖石的有效容積破碎,在硬巖中,隨著轉速的增加,沖擊載荷增加,使牙輪牙齒及軸承磨損顯著增加,因此,采用高轉速是受到限制的。但巖石較軟時,通常采用高轉速,低軸壓的工作狀態。

3.排碴風量對鉆頭壽命的影響

排碴風量的大小,直接影響牙輪鉆頭的使用壽命。增大風量,可以有效地吹洗孔底巖碴,改善牙輪齒破碎巖石的條件。同時減少牙爪爪背的磨損,并能更好地冷卻牙輪軸承,延長牙輪壽命。此外,還可以減少孔底殘碴,增加有效孔深。但應指出的是,孔底、巖碴能否順利排出,主要取決于排碴回風速度,而排碴回風速度又受風量和鉆桿與孔壁之間的環形空間的影響。因此,考慮排碴效果時,不能單純追求空壓機能力。做到既能獲得好的排碴效果,而又盡可能減少不必要的風量消耗。

4.提高鉆機司機的操作技術水平

在鉆孔時,由于巖性的變化,回轉速度與軸壓也應隨之變化,使回轉速度與軸壓相匹配,不至于造成鉆頭偏磨。此外要遵守以下操作注意事項:①鉆孔時,應保持孔位干凈,無金屬落物;②開孔時,應保持鉆機平穩,開孔速度不易過快,避免打斜孔,影響鉆頭的使用壽命;③在開始鉆孔或使用新鉆頭時,應先施加較低軸壓進行跑合性鉆進一段時間,然后再加大到正常軸壓;④鉆頭進入炮孔前,先打開風閥供給鉆桿與鉆頭的排碴壓風,在整個穿孔過程中,直至將鉆頭提出孔外,應始終保證供給足夠的風量排碴;⑤在有水孔或采用風水混合除塵時,易使鉆頭壽命降低,此時應選擇適當噴嘴的鉆頭,提高鉆頭處的風壓,來保護鉆頭的軸承;⑥鉆完炮孔提出鉆頭后,應對鉆頭進行檢查,三個牙輪的溫度應大致相近,發熱大、溫度很高的牙輪,可能其軸承的壓風冷卻風道已被巖碴或污物堵塞,應加以檢查處理;⑦不要使用彎曲的鉆桿鉆進,因彎鉆桿易使鉆頭承受不均衡的載荷,引起鉆頭局部偏磨,損壞鉆頭;⑧防止誤操作,以免鉆頭掉入孔中。突然的沖擊載荷使鉆頭損壞或報廢;⑨因某種原因停鉆時,應用手轉動牙輪,并用壓風吹掃牙輪,以便重新使用時,保證牙輪轉動靈活自如;⑩鉆機在作業過程中出現夾桿現象不能繼續作業,及時處理。

(三)采用穩桿器在鉆頭上部安置穩桿器,能使鉆頭保持良好的中心位置,防止炮孔偏斜,并減少震動和所需扭拒。鉆進時震動的減少,鉆頭運轉平穩,這將減少牙齒的磨損,延長牙輪以及整個鉆頭的使用壽命。帶有合金柱的,這樣加強了耐磨性,不至于耐磨板磨損過快,而影響鉆頭的穩定性,大大提高了鉆頭的使用壽命。

結束語

多年來,通過以上幾個方面的工作實踐,提高了礦用牙輪鉆頭的使用壽命,同時使穿孔成本有了明顯的下降。由原來的平均米數800米左右,至2010年達到1800米。對于露天開采的礦山降低穿孔成本具有一定的參考價值和推廣作用。

 

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