دانش میله مته ضربه ای (میله مته اکستنشن)
هنگام انتخاب میله مته برای مته سنگ ضربه ای، مهندسان معدن با عوامل زیادی روبرو هستند که می تواند به طور جامع مورد توجه قرار گیرد، از جمله قطر میله مته، شکل مقطع، نوع فولاد مته و فرآیند عملیات حرارتی. انتخاب نه تنها تحت تأثیر شرایط فنی، بلکه ترجیحات منطقه ای و عرضه بازار نیز قرار دارد. دو نوع اصلی از میله های مته در حال حاضر تولید می شود: اولی با آداپتور ساقه آهنگری و دومی با رزوه هایی در هر انتها. اولی برای سر مته های یکپارچه، مخروطی یا رزوه ای مناسب است. دومی در مورد یک آداپتور ساق استفاده می شود، مانند فقط یک میله مته برای یک مته سنگی نوع ریلی، یا یک میله مته مونتاژ میله که به یک آستین میله رزوه ای متصل است.
انواع میله های مته:
فولاد مته توخالی از یک شمش با یک هسته تمام فلزی در مرکز گرد به صورت مقطع گرد یا شش ضلعی و طول های مختلف نورد گرم می شود. ترکیب شیمیایی فولاد باید به خوبی انتخاب شده و به دقت کنترل شود تا با نوع میله مته مورد نیاز و روش عملیات حرارتی مورد استفاده مطابقت داشته باشد. پس از غلتاندن به اندازه مورد نیاز، برای کاهش قطر آن کشیده می شود و سپس هسته فلزی آن جدا می شود. فولاد پرکربن حاوی 1% کربن و 1% کروم، با مقادیر کمی منگنز و مولیبدن، مقاومت در برابر خستگی قوی دارد و می تواند به صورت موضعی عملیات حرارتی و جوش داده شود. آنها برای تولید میله های مته با آداپتورهای ساق، از جمله میله های مته یکپارچه استفاده می شوند. فرآیند کوئنچ با فرکانس بالا شامل گرم کردن سریع قطعه کار تا دمای 900 درجه سانتیگراد و سپس خنک کردن سریع آن در آب است. این امر باعث تغییر ساختار فلز و همچنین ایجاد تنش های فشاری در لایه سطحی می شود. روش فرکانس بالا را می توان برای عملیات حرارتی موضعی مخروط، آداپتور ساق و رزوه استفاده کرد، که میله مته را انعطاف پذیر می کند و قادر به مقاومت در برابر خمش زیاد و حمل خشن است. سندبلاست یک فرآیند سخت کاری سرد است که عیوب سطح را از بین می برد و عمر را طولانی می کند. فولادهای کم کربن و متوسط حاوی 0.2-0.27٪ کربن، 2-3٪ کروم یا نیکل و منگنز یا مولیبدن برای ساخت میله های آداپتور، دم آداپتور، آستین آداپتور و بدنه مته استفاده می شود. آنها عموماً کاملاً کربوره هستند. در طول کربورسازی، یک بسته متشکل از 200-300 میله مته در یک قفس آویزان شده و در یک جو غنی از کربن در دمای 925 درجه سانتیگراد در یک کوره گودال به مدت حدود 6 ساعت درمان می شود. در اثر کربور شدن، ترکیب شیمیایی و خواص اولیه لایه بیرونی تغییر می کند و باعث افزایش حجم و تنش فشاری می شود. این فرآیند در کل سطح از جمله سوراخ های شستشوی داخلی، بهبود دوام، استحکام خستگی، سختی و سفتی میله مته و همچنین مقاومت در برابر سایش و خوردگی رخ می دهد. هنگام حفاری مرطوب، به طور طبیعی بهبود مقاومت در برابر سایش و خوردگی به منظور محافظت از سوراخ های شستشو بسیار مهم است. گزارش شده است که حدود 95 درصد از قطعات آداپتور مورد استفاده برای حفاری مرطوب زیرزمینی به طور کلی کربن دار هستند، از جمله آستین آداپتور و رشته های مته. هنگامی که این نوع فولاد تا حدی کربوره می شود، انجام آنیل موضعی دشوار است زیرا زون های "annealingddhhh تشکیل می شوند. جوشکاری ورق های کاربید در فولاد کربوریزه برای ساخت میله مته یکپارچه از نظر فنی یک فرآیند دشوار است، اما برخی از تولیدکنندگان موفق شده اند. میله های مته انتگرال سنگینی که تولید می کنند در مته های سنگی با قدرت بالا برای حفاری سنگ مکانیزه استفاده می شود. گزارش شده است که عمر مفید آنها سه برابر فولاد پر کربن است، مانند 900 متر در مقابل 300 متر. یکی دیگر از فولادهای آلیاژی کم کربن قابلیت ماشین کاری خوبی دارد. حاوی نیکل و کروم است. به طور کلی، این فولاد نیز به طور کلی کربوره می شود. کربن متوسط (0.42٪) کربن فولاد کروم نیکل توسط برخی از کارخانه ها برای ساخت طولانی استفاده می شود.میله های مته انتگرال سنگین. سطح بیرونی و سوراخ های شستشو را می توان برای جلوگیری از زنگ زدگی فسفات کرد. موم محافظ را می توان در طول نگهداری نیز اعمال کرد. خوردگی و زنگ زدگی می تواند باعث ایجاد ترک های خستگی زودرس شود. هنگام حفاری سنگ‌های سخت ساینده با مته‌های سنگی مرطوب، معمولاً میله‌های مته کاملاً کربن دار ترجیح داده می‌شوند. با این حال، هنگام حفاری در مراحل روباز با اتصالات یا سازندهای سنگی شکسته، میله مته در خطر خمیدگی شدید قرار می گیرد و ممکن است میله مته کربن دار شکسته شود. میله های مته خاموش کننده فرکانس بالا می توانند بهتر با این وضعیت سازگار شوند. از آنجایی که میله مته خاموش شده با فرکانس بالا دارای چقرمگی بیشتری است، به راحتی در اثر ضربه تصادفی یا عمدی آسیب نمی بیند. در عین حال، شل کردن نخ به دلیل نیروی پیشران ناکافی و ایجاد گرما و آسیب موضعی آسان نیست. دمیدن هوای فشرده نیز ممکن است باعث گرمایش موضعی و فرسایش سطحی شود. میله های مته خاموش شده با فرکانس بالا مستعد این پدیده نیستند، اما سایش نخ مستعد رخ دادن است. میله های مته با آداپتور ساق هنگامی که سوراخ انفجار بسیار کم عمق باشد، مثلاً زیر 6 متر، یا با عمیق شدن سوراخ انفجار، از یک گروه میله مته با طول های مختلف یا یک مته منفرد به اندازه عمق انفجار استفاده می شود. سوراخ به طور گسترده ای استفاده می شود. این نوع میله مته با آداپتور ساق فورج می شود. سر مته یا با میله مته یکپارچه است یا یک سر مته متحرک که توسط یک مخروط یا نخ متصل شده است. میله مته با آداپتور ساق از فولاد مته شش ضلعی با ابعاد طرف مقابل 19 میلی متر، 22 میلی متر یا 25 میلی متر ساخته شده است و برای مته های سنگی دستی، مته های سنگی پای هوایی و وسایل حفاری مکانیزه برای حفاری سوراخ در سطوح کاری یا سنگ استفاده می شود. پیچ و مهره همانطور که در بالا ذکر شد، این نوع میله مته معمولاً از فولاد آلیاژی حاوی کروم با کربن بالا ساخته می شود. این فولاد آلیاژی می تواند خمش را بدون شکستگی یا تغییر شکل دائمی تحمل کند. انتهای آداپتور ساقه (اگر میله مته به طور کامل کربوره نشده باشد) به طور جداگانه خاموش می شود تا در برابر تنش های ضربه ای ناشی از پیستون و گشتاور چرخش مقاومت کند. اگر سر مته توسط یک مخروط به هم متصل شود، می توان آن را نیز به طور جداگانه عملیات حرارتی کرد. ساختار یکپارچه میله مته به این منظور است که طول عمر کل کاربید تنگستن معادل طول عمر خستگی میله مته باشد. اما در سنگ های بسیار ساینده این روش کاربردی نیست و بهتر است از سر مته متحرک استفاده شود. حفاری سنگ مکانیزه با قلمه های فلاشینگ آب پرفشار باید مجهز به مهر و موم آداپتور ساقه باشد تا از ورود آب شستشو به مته سنگ جلوگیری شود، زیرا برای مته های سنگ پنوماتیک این وضعیت ممکن است بر روانکاری تاثیر بگذارد و باعث ایجاد یخ شود. حداقل یک تولید کننده یک میله مته یکپارچه با سر مته دندان توپی به جای سر مته سوراخ دار ارائه می دهد. در سنگ های شکسته یا شکسته استفاده از میله مته انتگرال با سر مته متقاطع مناسب است زیرا خطر گیرکردن هنگام حفاری در این سنگ ها وجود دارد. با این حال، سر مته سوراخ دار دارای مزیت برجسته ای است که به راحتی تیز می شود.
اتصال آداپتور ساق:
هنگام سوراخ کردن سوراخ های عمیق با میله، دم میله در آستین آداپتور ساقه مته سنگ قرار می گیرد و آستین میله به اولین میله مته در گروه میله مته متصل می شود. از آنجایی که سازندگان مته سنگ مته های سنگی را با ساختارهای مختلف آستین مته تولید می کنند، انواع مختلفی از دم میله ای وجود دارد. ساده ترین آنها دم شانه ای شش ضلعی است و بقیه پیچیدگی های متفاوتی دارند، با باس یا اسپلاین. دم میله باید انرژی ضربه، گشتاور چرخشی و نیروی محرکه را به میله مته منتقل کند و صورت انتهایی، نخ و اسپلین یا شانه آن باید مقاومت سایش بالایی داشته باشد. موج ضربه ای تولید شده توسط پیستون با سرعت صوت در فولاد (حدود 5000 متر بر ثانیه) و فرکانس 60 بار در ثانیه منتشر می شود. یک جابجایی کوچک در اتصال رزوه ای رخ می دهد و سایش ناشی از آن باید توسط فولاد مقاوم در برابر سایش به حداقل برسد. فولاد مقاوم در برابر سایش مورد استفاده باید دارای ویژگی های شکننده شدن باشد اما مقاومت خستگی را از دست ندهد. مناسب‌ترین فولاد، فولاد کروم کم کربن یا فولاد نیکل کروم است و عملیات حرارتی معمول مورد استفاده، کربن‌سازی کامل است. هنگام حفاری سوراخ های کم عمق، بهتر است یک مته سنگی ریلی و یک مته زنده را به دم میله آداپتور متصل کنید تا از یک میله مته تکی با آداپتور ساقه استفاده کنید، به خصوص هنگام سوراخ کردن سوراخ هایی با قطر زیاد در سنگ سخت و استفاده از ارتفاع بالا. مته های سنگی برقی این روش اجازه می دهد تا در صورت لزوم دم میله آداپتور، آستین آداپتور، میله مته و مته تعویض شود. با این حال، از آنجایی که آستین آداپتور از یک نگهدارنده مته باز عبور می کند، یک نقطه ضعف وجود دارد که طول فشار برابر با طول دم میله آداپتور از بین می رود. هنگام سوراخ کردن سوراخ های پله رو به پایین، میله مته اول باید قبل از اضافه کردن آداپتور از آداپتور ساقه جدا شود. هنگام استفاده از آستین آداپتور، ممکن است بیفتد، بنابراین گاهی اوقات ترجیح داده می شود از یک آداپتور ساق با رزوه های داخلی استفاده کنید. مگر اینکه از تمام رشته های ماده استفاده شود، آستین آداپتور باید به انتهای پایینی میله مته وصل شود. در مقایسه با استفاده از یک آستین آداپتور، اتصال سفت‌تر بین آداپتور ساق و اولین میله مته ایجاد می‌شود. اگر تنش های خمشی زیادی در آداپتور ساق به دلیل انحراف سوراخ انفجار ایجاد شود، اتصال صلب به احتمال زیاد آسیب می بیند. یک بخش انتقالی دددخههسلندردددههه بین دم مته و قسمت رزوه‌دار وجود دارد که گفته می‌شود مته را الاستیک می‌کند و می‌تواند در برابر تنش خمشی مقاومت کند. محیط فلاشینگ (آب یا هوای فشرده) از طریق سوزن آب مته سنگ یا یک دستگاه چرخان مستقل وارد سوراخ انفجار می شود. هنگامی که از آب پرفشار (بیش از 8 بار) برای شستشو استفاده می شود، باید از یک دستگاه چرخان مستقل استفاده شود. مته های سنگ هیدرولیک مدرن دارای یک سیستم فلاشینگ یکپارچه در انتهای آستین مته هستند.
میله های مته اتصال:
میله های مته سوراخ عمیق از فولاد کروم-مولیبدن حاوی 2 تا 3 درصد کروم یا نیکل ساخته شده اند و می توانند شش ضلعی یا گرد باشند. قطر بدنه میله و قسمت رزوه دار میله مته با مقطع بزرگ یکسان است در حالی که قطر انتهای رزوه دار میله مته سبک بزرگتر است. اگرچه میله مته سبک تر خطر انحراف سوراخ انفجار را به دلیل کاهش سفتی دارد، استفاده از میله های مته سبک هنگام حفاری به سمت بالا راحت تر است. میله های مته سبک به فرآیندهای پیچیده آهنگری نیاز دارند و کربوریزه کردن روش اساسی برای به دست آوردن استحکام خستگی بالاتر است. میله های مته گرد با قطر بیش از 32 میلی متر برای حفاری سوراخ های عمیق در وسایل نقلیه حفاری سنگین استفاده می شود. هنگام اتصال و تخلیه میله های مته سنگین برای حفاری سوراخ های عمیق، از وسایل کمکی موثر برای مکانیزه کردن اتصال و تخلیه میله های مته استفاده کنید.
موضوعات:
رزوه "R" دارای زاویه رزوه ثابت 20 درجه و گام ثابت 0.5 اینچ است که از محور میله مته اندازه گیری می شود. برای میله های مته کوچک با قطرهای 22 تا 28 میلی متر استفاده می شود. برای مته های سنگی پرقدرت، می توان رزوه "R" را بیش از حد سفت کرد و میزان سفت شدن به انرژی ضربه، گشتاور دورانی و مقاومت ایجاد شده توسط سنگ و رانش بستگی دارد. در مقایسه با نخ "R"، نخ "T" زاویه رزوه بیشتری دارد و با افزایش قطر گام آن افزایش می یابد. دارای ویژگی سفتی متعادل است و برای میله های مته با قطرهای 38 و 45 میلی متر استفاده می شود. رزوه "C" برای تجهیزات بزرگتر مانند میله های مته با قطر 51 میلی متر یا 57 میلی متر مناسب است. دارای نخ دوبار استارت است و زاویه پروفیل رزوه آن شبیه به نخ "T" است. مشخصات رزوه "Hi-لیدددههه به شکل دندانه اره است و عملکرد اتصال و جداسازی آن بین رزوه های "R" و "Td" می باشد. برای میله های مته با قطر بین 25 تا 57 میلی متر استفاده می شود و زاویه رزوه آن بین رزوه های "R" و "T" می باشد. هنگامی که حفاری سنگ آسان تر است، قسمت رزوه شده روی شاتون را می توان دو برابر طولانی تر کرد، به طوری که وقتی اولین بخش نخ ساییده شد، بتوان آن را قطع کرد، اما هنگام برش باید توجه ویژه ای داشت تا از موضعی جلوگیری شود. گرم کردن و تمپر کردن میله مته. در برخی موارد، میله مته پس از سایش نخ به عمر خستگی خود رسیده است. انتخاب رزوه یک یا دو سر با بازرسی و آزمایش مته سنگ و شرایط سنگ تعیین می شود. برای تعیین، اما رانش یک پارامتر مهم است. اینگرسول-رند یک نخ مخصوص می سازد که در تمام طول میله رزوه می شود تا زمانی که یک انتهای آن ساییده می شود، بتوان آن را قطع کرد و سپس پخ زد و دوباره استفاده کرد. گزارش شده است که طول عمر آن پنج برابر بیشتر از عمر میله ای است که فقط در انتهای آن رزوه می شود. رزوه ها نورد می شوند که به آنها استحکام برشی بالایی می دهد و سطح برای چقرمگی و مقاومت در برابر سایش سخت می شود. از زاویه مارپیچ نسبتاً تند استفاده می شود تا بتوان آنها را با حداقل گشتاور شل کرد. موجود در 32mm، 38mm و 44mm.
بهبود در میله های مته:
نسل جدید مته های سنگ ضربه ای، به ویژه آنهایی که با نیروی هیدرولیک کار می کنند، قادرند در بسیاری از جنبه های حفاری روباز با مته های چرخشی و روتاری رقابت کنند. این پیشرفت ها به موازات پیشرفت در میله های مته و مته ها اتفاق افتاده است. با افزایش سرعت حفاری، میله های مته باید انعطاف پذیرتر و معمولاً سنگین تر باشند. بدیهی است که دستگاه های هندلینگ و کنترل خودکار میله های مته سنگین از تجهیزات کمکی مهم و ضروری هستند. عمر میله های مته عمدتاً تحت تأثیر دامنه موج تنش است، بنابراین امواج تنش طولانی با دامنه کوچک و توزیع یکنواخت مطلوب ترین هستند. مته های سنگ ضربه ای هیدرولیک چنین امواجی را تولید می کنند. پیستون های آنها در مقایسه با پیستون های کوتاه و ضخیم مته های سنگی پنوماتیک قطر کوچک و بلندی دارند. تخمین زده می شود که با استفاده از مته های سنگ هیدرولیک، 15 درصد صرفه جویی در هزینه های مصرف میله حفاری امکان پذیر است. سایر عوامل مطلوب این است که قدرت مته سنگ را می توان به راحتی با توجه به تطابق سرعت حفاری و هزینه میله مته تنظیم کرد. علاوه بر این، استفاده از دستگاه های بازکننده اتوماتیک چشم و ضد گیر کردن نیز می تواند از بروز پارگی جلوگیری کرده یا حداقل آن را به حداقل برساند. تخمین زده می شود که سرمایه گذاری پایه 25 تا 30 درصد هزینه حفاری سنگ، قطعات یدکی و نگهداری 22 تا 33 درصد، دستمزدها 12 تا 25 درصد، مصرف انرژی 2 تا 6 درصد و میله های حفاری را تشکیل می دهد. و مته ها 20-22٪ را تشکیل می دهند. در هزینه های فوق تفاوت زیادی بین معادن وجود دارد. با این حال، اگر مجموع هزینه حفاری سنگ معدن 2 دلار در تن باشد، هزینه میله های مته و مته ها 0.4 دلار در هر تن است. اگر در حین حفاری سنگ اغلب شکستگی مته رخ دهد، هزینه ها و تاخیرها را افزایش می دهد. در معادن بزرگ، حتی یک صرفه جویی کوچک در مصرف مته و میله مته می تواند مزایای قابل توجهی را به همراه داشته باشد. برای به حداقل رساندن هزینه ها، بحث با سازنده میله حفاری سنگ و انتخاب دقیق میله مته با توجه به شرایط تولید و استفاده بسیار مهم است.
تعمیر و نگهداری میله مته:
دستگاه حفاری: مطمئن شوید که آستین دم مته سالم است و مته تیز است. میله را بچرخانید و به نوبه خود از میله های گروه میله استفاده کنید تا نخ های گروه میله به طور یکنواخت ساییده شوند. از آستین میله با توجه به طول عمر نخ میله استفاده کنید - یک آستین میله جدید با یک میله جدید مطابقت داده می شود. هنگام سوراخکاری خشک، نخ ها را با گریس مخصوص تمیز و روغن کاری کنید و فقط از میله های مته مستقیم استفاده کنید. گرم کردن میله مته قبل از استفاده در شرایط آب و هوایی سرد باعث افزایش طول عمر آن می شود. با دقت سوراخ کنید و از 1/4 ~ 1/2 از قدرت مته سنگ هنگام حفاری استفاده کنید. اگر میله مته تراز نباشد، باید دوباره سوراخ شود. از رانش بهینه استفاده کنید. رانش بیش از حد باعث خم شدن میله مته و کوتاه شدن عمر آن می شود و همچنین می تواند سوراخ تخلیه سر مته را مسدود کند و باعث سایش یا آسیب به صفحه کاربید سر مته شود. رانش ناکافی باعث گرم شدن اتصال، آسیب به اتصال، سایش بیش از حد یا شل شدن صفحه کاربید سر مته می شود. آستین میله "snaps" نسبت به نگهدارنده مته که به آستین میله آسیب می رساند. اطمینان حاصل کنید که شستشو به این معنی است که همیشه آب شستشوی کافی برای جدا کردن سریع تراشه‌های سنگ وجود دارد. هنگام باز کردن مواظب باشید -- برای جلوگیری از چسبندگی از 1/4 سرعت فشار هنگام باز کردن استفاده کنید. برای باز کردن میله از یک آچار خوب استفاده کنید. چکش زدن یا استفاده از آچار لوله به سطح سخت شده آسیب می رساند. تله ها می توانند باعث شکستگی ناشی از خستگی شوند. برای اندازه گیری ساییدگی نخ های روی آستین اکستنشن و میله از یک سنج مخصوص استفاده کنید. زمانی که فرسودگی از حد مشخص شده فراتر رفت، باید از بین برود. ذخیره سازی اگر قرار است پس از استفاده نگهداری شود، باید با یک بازدارنده زنگ زدگی درمان شود و در نزدیکی آب یا گرد و غبار نگهداری نشود. خوردگی یک مشکل بزرگ در معادن زیرزمینی است.
