Wie können DTH-Hämmer und Bohrer wissenschaftlich eingesetzt werden, um effiziente Bohrvorgänge zu erreichen?

1. Die Geschwindigkeit des DTH-Hammers beim Bohren

Die Geschwindigkeit des DTH-Hammers. Während des Bohrvorgangs besteht die Hauptfunktion der DTH-Hammerrotation darin, die Bohrerlegierung in einem bestimmten Winkel zu drehen, um das nächste Mal auf den Stein zu treffen. Es gibt viele Beschreibungen der Geschwindigkeit des DTH-Hammers in einigen inländischen Materialien. Nach unserer Erfahrung ist es jedoch sinnvoller, wenn der DTH-Hammer beim Auftreffen auf hartes Gestein bei jedem Schlag des DTH-Hammers 1/3 bis 1/2 rotiert. Zahlreiche Tests haben auch den Einfluss der Geschwindigkeit des DTH-Hammers auf die Gesteinsbohrgeschwindigkeit bewiesen. Zu schnell oder zu langsam beeinträchtigt die Bohrleistung.

Formel für die Geschwindigkeit beim DTH-Hammerbohren: n=fd/πD

n------- DTH-Hammergeschwindigkeit (U/min)

f-------- Schlagfrequenz des DTH-Hammers (Häufigkeit/min)

d-------- Durchmesser der Seitenzahnlegierung des Bohrers (mm)

π----- Pi (3,14)

D-------- Bohrlochdurchmesser (mm)

Die Geschwindigkeit des DTH-Hammers hängt nicht nur von der Hammerfrequenz, dem Bohrlochdurchmesser und dem Legierungsdurchmesser der Bohrerseite ab, sondern hat auch einen großen Einfluss auf die Gesteinseigenschaften.

Die Vorschläge zur Geschwindigkeitsoptimierung für verschiedene Gesteinsarten lauten wie folgt:

Weiches Gestein (wie Schiefer, Tonstein usw.): Diese Gesteinsart hat eine geringe Härte und die Geschwindigkeit kann entsprechend erhöht werden. Im Allgemeinen werden 20–40 U/min empfohlen. Eine höhere Geschwindigkeit kann die Zerkleinerungsleistung beschleunigen und eine übermäßige Extrusion des Bohrers im weichen Gestein vermeiden, was zu einem klebrigen Bohrer führen würde.

Mittelhartes Gestein (wie Kalkstein, Sandstein usw.): Eine herkömmliche Geschwindigkeit von 10–30 U/min ist besser geeignet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Bohrer das Gestein wirksam treffen und zerkleinern kann, und es kommt nicht zu vorzeitigem Verschleiß des Bohrers durch zu hohe Geschwindigkeit.

Hartgestein (wie Granit, Basalt usw.): Beim Auftreffen auf Hartgestein sollte die Geschwindigkeit nicht zu hoch sein. Empfohlen werden 5–15 U/min. Durch die langsamere Geschwindigkeit kann der Bohrer die Aufprallenergie voll ausnutzen und übermäßigen Verschleiß oder sogar Risse in den Legierungszähnen aufgrund der Hochgeschwindigkeitsrotation vermeiden.

Bei Bohrarbeiten sind die Lebensdauer und die Kosten des Bohrers für jeden Benutzer von großer Bedeutung. Daher muss untersucht werden, wie die Lebensdauer des Bohrers verbessert werden kann. Eine angemessene Geschwindigkeitsauswahl kann nicht nur die Bohrgeschwindigkeit erhöhen, sondern auch die Lebensdauer des Bohrwerkzeugs verlängern und die Nutzungskosten senken. Da die Bohrgeschwindigkeit von vielen Faktoren abhängt, sei es Druck, Gesteinshärte, Schlagfrequenz oder Form und Größe der Legierungszähne des Bohrers, müssen wir beim Bohren von Gesteinen Korrekturen entsprechend den tatsächlichen Bedingungen vornehmen. Für den Bau von Wasserbrunnen ist eine allgemeine Geschwindigkeit von 10 bis 30 U/min angemessener.

2. Axialdruck beim Bohren

Der Hauptzweck des Axialdrucks (Bohrdruck) des Imlochhammers beim Bohren besteht darin, die Reaktionskraft beim Aufprall zu überwinden und die Bohrerlegierung in engen Kontakt mit dem Gestein am Boden des Lochs zu bringen. Dies hängt von der Art des Imlochhammers, der Härte des Gesteins und dem Druck ab, den der Luftkompressor auf den Imlochhammer ausübt. Jeder Imlochhammer hat seinen eigenen Axialdruckbereich. Mit zunehmendem Durchmesser des Lochs steigt der Axialdruck; mit zunehmendem Druck steigt der Axialdruck; mit zunehmender Härte des Gesteins steigt der Axialdruck. Im Allgemeinen empfehlen wir jedoch, 6 kg bis 14,6 kg Axialdruck pro Millimeter Lochdurchmesser anzuwenden.

Wenn Sie beispielsweise einen SPM360-Imlochhammer mit einem SPM360-152-Bohrer verwenden, um ein Loch mit 152 mm Durchmesser bei einem Druck unter 1,7 MPa zu bohren, beträgt der erforderliche Axialdruck 6 kg × 152 = 912 kg. Wenn der Stein jedoch härter ist, müssen wir den Axialdruck entsprechend erhöhen, was durch Beobachtung der Verwendung des Bohrwerkzeugs vor Ort ermittelt werden kann.

Optimierungsvorschläge für Axialdruck unter verschiedenen Gesteinsarten:

Weichgestein: Der Axialdruck sollte nicht zu groß sein. Es wird empfohlen, 4-8 kg Axialdruck pro Millimeter Bohrdurchmesser anzuwenden. Übermäßiger Axialdruck kann leicht dazu führen, dass der Bohrer in Weichgestein einsinkt und der Bohrer blockiert.

Mittelhartes Gestein: Um das Gestein effektiv zu zerkleinern, werden gemäß herkömmlicher Empfehlung 6-12 kg Axialdruck pro Millimeter Bohrdurchmesser ausgeübt.

Hartgestein: Der Axialdruck muss entsprechend erhöht werden. Pro Millimeter Bohrdurchmesser werden 8–14,6 kg Axialdruck ausgeübt, um sicherzustellen, dass der Bohrer das Hartgestein effektiv treffen kann.

Beim Bau tiefer Löcher müssen wir jedoch das Gewicht des Bohrwerkzeugs berücksichtigen. Der tatsächliche Axialdruck sollte daher wie folgt aussehen:

Tatsächlicher Axialdruck = theoretischer Axialdruck - Eigengewicht der Bohrstange - Eigengewicht des Imlochhammers - Eigengewicht des Bohrmeißels

Experimente haben gezeigt, dass ein angemessener Axialdruck die Bohrleistung verbessern kann. Eine blinde Erhöhung des Axialdrucks führt nicht nur nicht zu einer Verbesserung der Schlagleistung, sondern verschlimmert auch den Verschleiß des Bohrers. Daher müssen bei der angemessenen Auswahl des Axialdrucks die folgenden Faktoren berücksichtigt werden: die Art des DTH-Hammers und der Durchmesser des Lochs; die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Gesteins, vor allem die Härte des Gesteins; der Druck und das Gasvolumen, die der Luftkompressor dem DTH-Hammer zur Verfügung stellt.

3. Drehmoment beim Bohren

Das Drehmoment, das der DTH-Hammer zum Bohren von Löchern benötigt, wird hauptsächlich von der Bohranlage bereitgestellt, die hauptsächlich dazu dient, dem DTH-Hammer die während des Baus erforderliche Drehung zu ermöglichen. Im Allgemeinen beträgt das erforderliche Drehmoment für jeden Millimeter des Lochdurchmessers 1,06 Nm, was vernünftiger ist, aber unter Berücksichtigung anderer Faktoren im Loch empfehlen wir, dass das Drehmoment für jeden Millimeter (mm) des Lochdurchmessers etwa 2,7 Nm beträgt. Gleichzeitig muss mit zunehmender Tiefe des Lochs auch das Drehmoment erhöht werden; die Härte des Gesteins wird härter und das Drehmoment muss ebenfalls erhöht werden. Daher müssen wir beim Bohren Folgendes berücksichtigen: den Durchmesser des Lochs; die Tiefe des Lochs; die Felsformation.

▷ Vorschläge zur Drehmomentoptimierung für verschiedene Gesteinsarten:

Weichgestein: Der Drehmomentbedarf ist relativ gering, etwa 1,5–2,2 Nm pro Millimeter Lochdurchmesser. Ein geringeres Drehmoment kann den Bohranforderungen von Weichgestein gerecht werden und das Einstürzen des Lochs aufgrund übermäßigen Drehmoments verhindern.

Mittelhartes Gestein: Das empfohlene Drehmoment pro Millimeter Bohrdurchmesser beträgt 2 – 2,5 N・M, um eine stabile Rotation des Hammers im mittelharten Gestein zu gewährleisten.

Hartgestein: Das Drehmoment pro Millimeter Bohrdurchmesser kann auf 2,5 - 3 N・M erhöht werden, um die Brechleistung von Hartgestein zu verbessern.

Die obige Analyse hat die drei Elemente des Imlochhammers und des Bohrers beim Bohren ergeben, nämlich Geschwindigkeit, Axialdruck und Drehmoment. Eine vernünftige Auswahl der drei Elemente des Bohrens beim Bohren kann die Bohreffizienz effektiv verbessern und die Nutzungskosten senken.