??? 工況分析
? ? 在軟巖(一般巖石硬度小于f6)鉆進(jìn)中,鉆進(jìn)阻力不大,推進(jìn)力也不需要很大。這時(shí)氣動錨桿鉆機(jī)發(fā)揮了氣體彈性大的優(yōu)勢,在提供足夠的轉(zhuǎn)矩和支腿推力下,可以實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)速及較快的推進(jìn)速度,鉆孔效率高,并且回落時(shí),支腿中的壓縮空氣直接排到大氣中,可以實(shí)現(xiàn)支腿的快速回落(5s)。使整個(gè)鉆孔過程速度快。液壓錨桿鉆機(jī)則不然,由于使用不可壓縮的高壓油為動力介質(zhì),并且一般為定量系統(tǒng),只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩不超過錨桿鉆機(jī)供油的設(shè)定壓力,馬達(dá)就會以一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),支腿也只能以供油量按照恒定的速度推進(jìn)(11s)和回落(14s)。這時(shí)液壓錨桿鉆機(jī)沒有任何速度上的優(yōu)勢。
? ? 在硬巖(一般巖石硬度大于f8)鉆進(jìn)中,由于氣動錨桿鉆機(jī)的支腿推力小,鉆頭的吃刀量會很小,這時(shí)鉆機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載會很小,馬達(dá)會高速旋轉(zhuǎn),大量消耗壓縮空氣。這時(shí)不但鉆進(jìn)速度慢,而且對鉆頭的磨損嚴(yán)重,極易消耗鉆頭(有經(jīng)驗(yàn)的操作者此時(shí)會把供給馬達(dá)的風(fēng)量減少,以便更多的風(fēng)量提供到支腿中,提高支腿內(nèi)的氣壓,進(jìn)而提高支腿推力。否則大量的壓縮空氣就會通過馬達(dá)損失掉,致使供風(fēng)壓力降低,導(dǎo)致支腿的推力更不足);液壓錨桿鉆機(jī)則不然,由于液壓錨桿鉆機(jī)的推進(jìn)力較大,此時(shí),鉆頭的吃刀量會比氣動錨桿鉆機(jī)好得多,在加上液壓錨桿鉆機(jī)恒定的轉(zhuǎn)速特性,此時(shí)鉆進(jìn)速度要比氣動錨桿鉆機(jī)快得多。當(dāng)然前提條件是鉆進(jìn)阻力沒有超過液壓錨桿鉆機(jī)的設(shè)定值。
? ? 對于有抱鉆傾向的地址條件,一般巖石或煤層會很軟,此時(shí)不需要多大的推進(jìn)力,而需要高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩的鉆機(jī),并且宜使用麻花鉆。因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)的麻花鉆可以將向內(nèi)塌陷的孔壁刮削掉,并快速排屑,避免孔壁向內(nèi)塌陷抱鉆。
? ? 鉆孔越深時(shí),由于鉆桿直線度低、鉆屑不易排出,造成鉆桿與孔壁的摩擦力增大,致使轉(zhuǎn)矩負(fù)載增大,要求錨桿鉆機(jī)要有足夠的轉(zhuǎn)矩。
? ? 從動力供給分析,一般有現(xiàn)成的壓風(fēng)系統(tǒng)時(shí),宜選用氣動錨桿鉆機(jī),否則宜選用液壓錨桿鉆機(jī)。當(dāng)然,也可用移動空壓力配氣動錨桿鉆機(jī),不過由于井下空氣質(zhì)量不好以及空壓力散熱問題,容易導(dǎo)致空壓機(jī)故障,維修不便,成本高。
? ? 實(shí)踐試驗(yàn)數(shù)據(jù)
? ? 試驗(yàn)過程使用的氣動錨桿鉆機(jī)型號為MQT-130/3.0,試驗(yàn)過程使用的液壓錨桿鉆機(jī)型號為MYT-120/320。
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? | 氣動錨桿機(jī) | 液壓錨桿機(jī) | 氣動錨桿機(jī) | 液壓錨桿機(jī) | 氣動錨桿機(jī) | 液壓錨桿機(jī) | |
試驗(yàn)地點(diǎn) | 煤礦井下現(xiàn)場 | 煤礦井下現(xiàn)場 | 煤礦井下現(xiàn)場 | ||||
巖石硬度 | f3-f4 | f6-f7 | f10-f11 | ||||
鉆頭 | φ28普通金剛石兩翼鉆頭 | φ28加強(qiáng)金剛石兩翼鉆頭 | φ28高強(qiáng)金剛石兩翼鉆頭 | ||||
鉆桿類型 | 19方鉆桿 | ||||||
鉆孔深度 | 800mm | 8000mm | 500mm | ||||
鉆孔時(shí)間 | 20s | 70s | 13min | 9min45s | 12min30s | 1min14s | |
鉆孔速度 | 2400mm/min | 686 mm/min | 615 mm/min | 820 mm/min | 40 mm/min | 405 mm/min | |
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? ? 通過氣動錨桿鉆機(jī)和液壓錨桿鉆機(jī)試驗(yàn)臺檢測數(shù)據(jù)與煤礦井下現(xiàn)場試驗(yàn)和工廠試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出同扭矩氣動錨桿鉆機(jī)與液壓錨桿鉆機(jī)在同地質(zhì)條件下,巖石硬度f≤6時(shí),氣動錨桿鉆機(jī)優(yōu)勢明顯,在巖石硬度f3時(shí),氣動錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)速度是液壓錨桿鉆機(jī)的3.5倍,因此選擇氣動錨桿鉆機(jī)鉆孔較適宜。巖石硬度f≥6時(shí),液壓錨桿鉆機(jī)的效率較氣動錨桿鉆機(jī)開始凸現(xiàn),在巖石硬度f10時(shí),液壓錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)速度是氣動錨桿鉆機(jī)的10倍,因此選擇液壓錨桿鉆機(jī)鉆孔較適宜的結(jié)論。
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