Sử dụng búa và mũi khoan DTH một cách khoa học như thế nào để đạt được hiệu quả khoan cao?

1. Tốc độ của búa DTH trong quá trình khoan

Tốc độ của búa DTH, trong quá trình khoan, chức năng chính của vòng quay búa DTH là làm cho hợp kim mũi khoan quay một góc nhất định để tác động vào đá lần tiếp theo. Có nhiều mô tả về tốc độ của búa DTH trong một số tài liệu trong nước. Nhưng theo kinh nghiệm của chúng tôi, khi tác động vào đá cứng, búa DTH quay 1/3 ~ 1/2 cho mỗi lần tác động của búa DTH là hợp lý hơn. Một số lượng lớn các thử nghiệm cũng đã chứng minh ảnh hưởng của tốc độ của búa DTH đến tốc độ khoan đá. Quá nhanh hoặc quá chậm sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả khoan.

Công thức tốc độ khoan búa DTH: n=fd/πD

n----- Tốc độ búa DTH (vòng/phút)

f-------- Tần suất tác động của búa DTH (lần/phút)

d-------- đường kính hợp kim răng bên của mũi khoan (mm)

π-----pi (3,14)

D------- đường kính lỗ khoan (mm)

Tốc độ của búa DTH không chỉ liên quan đến tần số búa, đường kính lỗ khoan, đường kính hợp kim răng bên mũi khoan mà còn có mối quan hệ chặt chẽ với tính chất của đá.

Các đề xuất tối ưu hóa tốc độ cho các loại đá khác nhau như sau:

Đá mềm (như đá phiến sét, đá bùn, v.v.): Loại đá này có độ cứng thấp và tốc độ có thể tăng lên một cách thích hợp. Nói chung, tốc độ được khuyến nghị là 20-40 vòng/phút. Tốc độ cao hơn có thể tăng tốc hiệu quả nghiền và tránh việc mũi khoan đùn quá mức vào đá mềm, dẫn đến khoan bị dính.

Đá có độ cứng trung bình (như đá vôi, đá sa thạch, v.v.): Tốc độ thông thường phù hợp hơn ở mức 10-30 vòng/phút, có thể đảm bảo mũi khoan có thể tác động và nghiền nát đá hiệu quả, đồng thời không gây mòn sớm mũi khoan do tốc độ quá cao.

Đá cứng (như đá granit, đá bazan, v.v.): Khi va chạm với đá cứng, tốc độ không nên quá nhanh. Khuyến nghị là 5-15 vòng/phút. Tốc độ chậm hơn cho phép mũi khoan tận dụng tối đa năng lượng va chạm và tránh mài mòn quá mức hoặc thậm chí nứt răng hợp kim do quay tốc độ cao.

Trong hoạt động khoan, tuổi thọ và chi phí của mũi khoan là mối quan tâm lớn của mọi người sử dụng, vì vậy cần phải khám phá cách cải thiện tuổi thọ của mũi khoan. Việc lựa chọn tốc độ hợp lý không chỉ có thể tăng tốc độ khoan mà còn tăng tuổi thọ của dụng cụ khoan và giảm chi phí sử dụng. Vì tốc độ khoan liên quan đến nhiều yếu tố, cho dù đó là áp suất, độ cứng của đá, tần suất búa xuống lỗ hay hình dạng và kích thước của răng hợp kim mũi khoan, chúng ta phải điều chỉnh theo điều kiện thực tế khi khoan đá. Đối với thi công giếng nước, tốc độ chung là 10 ~ 30 vòng / phút là hợp lý hơn.

2. Áp suất trục trong quá trình khoan

Mục đích chính của áp suất trục (áp suất khoan) của búa khoan xuống lỗ trong quá trình khoan là để khắc phục lực phản ứng trong quá trình va chạm và làm cho hợp kim mũi khoan tiếp xúc chặt chẽ với đá ở đáy lỗ. Nó liên quan đến loại búa khoan xuống lỗ, độ cứng của đá và áp suất cung cấp cho búa khoan xuống lỗ bởi máy nén khí. Mỗi búa khoan xuống lỗ có phạm vi áp suất trục riêng. Khi đường kính của lỗ tăng, áp suất trục tăng; khi áp suất tăng, áp suất trục tăng; khi độ cứng của đá tăng, áp suất trục tăng. Nhưng nói chung, chúng tôi khuyên bạn nên áp dụng 6Kg ~ 14,6Kg áp suất trục trên mỗi milimét đường kính lỗ.

Ví dụ, khi sử dụng búa khoan SPM360 xuống lỗ khoan với mũi khoan SPM360-152 để khoan lỗ có đường kính 152mm ở áp suất thấp hơn 1,7Mpa, áp suất trục cần thiết là 6Kg×152 = 912Kg. Nhưng khi đá cứng hơn, chúng ta cần tăng áp suất trục một cách thích hợp, có thể xác định bằng cách quan sát việc sử dụng dụng cụ khoan tại chỗ.

Đề xuất tối ưu hóa cho áp suất trục dưới các loại đá khác nhau:

Đá mềm: Áp lực trục không nên quá lớn. Nên áp dụng áp lực trục 4-8Kg cho mỗi milimét đường kính khoan. Áp lực trục quá mức có thể dễ dàng khiến mũi khoan chìm vào đá mềm và gây kẹt khoan.

Đá có độ cứng trung bình: Theo khuyến nghị thông thường, áp suất dọc trục 6-12Kg được áp dụng cho mỗi milimét đường kính khoan để nghiền đá hiệu quả.

Đá cứng: Áp suất dọc cần được tăng lên phù hợp. Áp suất dọc 8-14,6Kg được áp dụng cho mỗi milimét đường kính khoan để đảm bảo mũi khoan có thể tác động hiệu quả vào đá cứng.

Nhưng khi tiến hành thi công lỗ sâu, chúng ta phải tính đến trọng lượng của dụng cụ khoan, do đó áp suất dọc trục thực tế mà chúng ta thu được phải là:

Áp suất trục thực tế = áp suất trục lý thuyết - trọng lượng chết của thanh khoan - trọng lượng chết của búa xuống lỗ khoan - trọng lượng chết của mũi khoan

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng áp suất trục hợp lý có thể cải thiện hiệu quả khoan. Tăng áp suất trục một cách mù quáng không những không cải thiện được hiệu quả tác động mà còn làm trầm trọng thêm tình trạng mài mòn mũi khoan. Do đó, việc lựa chọn áp suất trục hợp lý phải xem xét các yếu tố sau: loại búa DTH và đường kính lỗ khoan; tính chất vật lý và cơ học của đá, chủ yếu là độ cứng của đá; áp suất và thể tích khí do máy nén khí cung cấp cho búa DTH.

3. Mô-men xoắn trong quá trình khoan

Mô-men xoắn cần thiết cho búa DTH để khoan lỗ chủ yếu do giàn khoan cung cấp, chủ yếu là để cho búa DTH đạt được độ quay cần thiết trong quá trình thi công. Nhìn chung, mô-men xoắn quay cần thiết cho mỗi milimét đường kính lỗ là 1,06N・M, hợp lý hơn, nhưng khi xem xét các yếu tố khác trong lỗ, chúng tôi khuyến nghị mô-men xoắn cho mỗi milimét (mm) đường kính lỗ là khoảng 2,7N・M. Đồng thời, khi độ sâu của lỗ tăng lên, mô-men xoắn cũng cần tăng lên; độ cứng của đá trở nên cứng hơn và mô-men xoắn cũng cần tăng lên. Do đó, khi khoan, chúng ta phải xem xét: đường kính của lỗ; độ sâu của lỗ; thành tạo đá.

▷ Đề xuất tối ưu hóa mô-men xoắn cho các loại đá khác nhau:

Đá mềm: Yêu cầu mô-men xoắn tương đối nhỏ, khoảng 1,5-2,2N・M trên một milimét đường kính lỗ. Mô-men xoắn nhỏ hơn có thể đáp ứng nhu cầu khoan đá mềm và tránh được tình trạng lỗ bị sập do mô-men xoắn quá mức.

Đá có độ cứng trung bình: Mô-men xoắn khuyến nghị trên mỗi milimét đường kính khoan là 2 - 2,5N・M để đảm bảo búa quay ổn định trong đá có độ cứng trung bình.

Đá cứng: Mô-men xoắn trên mỗi milimét đường kính khoan có thể tăng lên 2,5 - 3N・M để tăng khả năng nghiền đá cứng.

Phân tích trên đã kết luận "ba yếu tốddhhh của búa khoan và mũi khoan xuống lỗ trong quá trình khoan, cụ thể là tốc độ, áp suất dọc trục và mô-men xoắn. ​​Lựa chọn hợp lý ba yếu tố khoan trong quá trình khoan có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất khoan và giảm chi phí sử dụng.