Методы обеспечения эффективного разрушения породы резцами установки для продавливания труб в скальных породах
При строительстве методом продавливания труб в скальных породах эффективная работа резцов установки для продавливания труб по разрушению породы является ключевой гарантией бесперебойного выполнения проекта. Это может быть достигнуто за счёт следующих ключевых аспектов:
I. Соответствие материалов резцов условиям эксплуатации
- Точный подбор материалов резцов с учётом таких характеристик породы, как твёрдость и износостойкость.
- Для чрезвычайно твёрдых пород (таких как кварцит) предпочтительны резцы из твёрдого сплава на основе карбида вольфрама. Они обладают сверхвысокой твёрдостью и износостойкостью, что позволяет им выдерживать сильное трение и ударные нагрузки со стороны породы.
- Для пород с меньшей твёрдостью, но более высокой вязкостью (таких как сланец), можно выбирать резцы из твёрдого сплава с подходящим содержанием кобальта. Кобальт повышает вязкость резца, предотвращая хрупкое разрушение, что обеспечивает сохранение резцом хорошего состояния и поддержание высокой эффективности разрушения породы при непрерывном резании.
II. Разумный выбор типов резцов
- Приоритеты выбора различаются для разных горных пород, что требует анализа в каждом конкретном случае.
- В цельных, плотных и твёрдых гранитных формациях обычно выбирают дисковые шарошки. По сравнению с традиционными резцами с прямыми лезвиями, их метод rolling-резания позволяет распределять массивную силу резания, что облегчает проникновение в породу и значительно повышает эффективность разрушения породы.
- Для породы с развитыми трещинами и неравномерной фрагментацией более подходят зубчатые разрывающие резцы. Они используют кончики зубьев, чтобы вклиниваться в трещины подобно клину и разрывать породу, быстро разрушая её за счёт умелого использования собственных слабых структур породы.
III. Оптимизация компоновки резцов
- Расположение резцов на резцовой головке отнюдь не произвольно; оно должно быть тщательно спроектировано на основе механизмов разрушения породы и механических принципов.
- С одной стороны, необходимо обеспечить равномерное распределение резцов, чтобы избежать чрезмерного разрушения породы в одних областях и недостаточного разрушения в других, тем самым достигая сбалансированного распределения усилий на резцовой головке во время резания породы. Например, спиральная компоновка располагает резцы по спиральной траектории, позволяя породе разрушаться упорядоченно как в окружном, так и в осевом направлениях по мере продвижения установки для продавливания труб.
- С другой стороны, в различных зонах резцовой головки устанавливаются разные типы и количество резцов в соответствии с различиями в прочности породы. Например, поскольку порода в центральной зоне резцовой головки испытывает высокое сжимающее давление, там применяются высокопрочные центральные дисковые резцы, в то время как периферийные зоны оснащаются вспомогательными разрывающими резцами для повышения общей эффективности разрушения породы за счёт совместной работы.
IV. Мониторинг в реальном времени и техническое обслуживание
- На протяжении всего процесса строительства требуется мониторинг состояния резцов в реальном времени. Различные датчики, установленные на резцовой головке и резцах, используются для контроля таких параметров, как усилие, износ и температура. Как только износ резца приближается к пороговому значению, необходимо немедленно запланировать остановку для замены или ремонта, чтобы предотвратить резкое снижение эффективности разрушения породы из-за чрезмерного износа резцов.
- Оптимизировать стратегии использования резцов на основе данных мониторинга. Одновременно обобщить закономерности износа резцов по данным мониторинга для оптимизации стратегий использования резцов в последующем строительстве, например, корректировки скорости проходки и распределения усилия подачи, что позволит продлить срок службы резцов и непрерывно обеспечивать эффективное разрушение породы.