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工程钻机钻孔的方法和原理

类别:钻机知识 | 更新时间:2017-12-21 16:17:16 | 人气值:

工程钻机的一个重要功能就是破岩钻孔,一般的工程钻机,如锚杆钻机、管棚钻机、旋喷钻机的钻孔方式基本相同,一般分为分为机械破碎岩石钻孔和热力破碎岩石钻孔两种。  

机械破碎岩石钻孔的方法主要分为三种:a、冲击回转式破碎岩石钻孔;b、回转式破碎岩石钻孔;c、回转冲击式破碎岩石钻孔。  热力破碎岩石钻孔的方法主要分为两种:a、借助高温熔融气化岩石,这种方法的优点是对各类岩石均适用,但能量利用率低,被熔融的岩石不易排出孔外,而且熔融的岩石降低了热的传导率,应用较少;b、借助高温加热孔底岩石,使孔底岩石产生热应力而剥落脚。钻机钻孔属于机械破碎岩石钻孔,下面具体介绍一下机械碎岩钻孔:  

1、冲击回转式破碎岩石钻孔方法  冲击回转式破碎岩石的方法是用冲击载荷破碎岩石的方法。当具有一定重量的冲击锤以一定的速度冲击钻杆时,钻杆产生的压缩应力以波的形式传播到钻头,压应力波通过钻头作用在孔底岩石上,使岩石破碎并形成一条沟槽,在冲击锤进行第二次冲击前,钻杆转动一定的角度,则第二次冲击岩石时,岩石破碎的沟槽落在另一个沟槽上,如此连续不断的冲击和转动,并不断排出岩渣,形成圆形炮孔。  整个破碎岩石的过程包括冲凿、回转和清渣三个部分。该方法使用银片状或柱状硬质合金的钻头,适于在中硬以上岩石凿岩。钻浅眼多用一字形片状合金钻头,钻深孔或在裂隙发育的岩石中钻浅眼,多用十字形或丁字形钻头。柱状合金钻头适用于大冲击功、低转速的凿岩机,钻直径大于40mm的炮孔。钻杆用以传递冲击能量和转矩,一般由六角形或圆形中空合金钢制成。钻尾直接承受活塞冲击作用,其形状与尺寸随凿岩机型号而定。钻尾、钻杆和钻头都需根据使用条件和材质进行热处理,提高使用寿命。一般用凿岩机钻浅炮眼和小直径深炮孔,用潜孔钻机和钢绳冲击钻机钻大直径深炮孔。  

2、回转式破碎岩石钻孔方法  回转破碎岩石钻孔的方法是钻头在一定轴压力作用下,连续旋转切割岩石,使钻刃以螺旋线推进,并将破碎的岩渣排出空外,形成圆形炮孔的方法。旋转凿岩的钻具包括钻头、钻杆和钻尾三部分。钻孔过程中,钻头切削矿岩,螺旋形钻杆传递转矩和排除岩粉。在腐蚀性小以及中硬以下的岩石中钻孔时,多采用旋转式多刃切割岩石钻孔。  

3、回转冲击式破碎岩石钻孔方法  回转冲击式破碎岩石钻孔方法又称为碾压破碎钻孔方法。在钻孔过程中,通过钻机施加很大的轴压(一般大于300KN)给钻头,同时旋转滚齿传递冲击和压入力,滚齿压入岩石的作用比冲击作用大,通过旋转冲击破碎岩石。该方法适用于大孔径的中硬岩石,代表设备有露天矿使用的牙轮钻机,它利用牙轮钻头的旋转冲击对岩石产生碾压、冲凿和切削作用破碎岩石,并利用压气排出岩粉。  



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