Якими способами бурові інструменти можуть руйнувати гірські породи?
Геологічні дослідження, видобуток корисних копалин, будівництво тунелів та інші підприємства надзвичайно залежать від розтріскування гірських порід. Види і техніка зломубурові інструментиобладнання також було значно вдосконалено, оскільки поточні технології постійно розвиваються. Переважно використовуючи фізичні методи, бурове обладнання б’є, ріже, подрібнює каміння, щоб роздробити тверді породи. На цій сторінці будуть розглянуті численні типові методи, за допомогою яких бурові інструменти можуть роздробити каміння на велику довжину.
1. Способи ударного дроблення
Бурові інструменти використовуються в техніці ударного дроблення, щоб надати скелям швидку та високочастотну силу удару, тим самим руйнуючи їх поверхню. Цей підхід, який часто використовується в геологічній розвідці, видобутку корисних копалин та в інших контекстах, підходить для порід з більшою твердістю, включаючи граніт і базальт. Типові інструменти для буріння каменів включають гідравлічні та пневматичні бурильні машини.
(1) Пневматичний перфоратор
Стиснене повітря змушує головку долота пневматичних перфораторів вібрувати з високою частотою, створюючи силу удару по каменю. Перевагою пневматичних бурів є проста конструкція та простота використання. Вони підходять для твердих порід або таких, які важко розбити. Щоб підібрати твердість і структуру різних порід, оператор може змінювати частоту удару та силу головки долота під час роботи.
(2) гідравлічний бур
Гідравлічні перфоратори, придатні для більш твердих порід і глибоких операцій, забезпечують більшу силу удару через гідравлічну систему. У великомасштабних проектах широко використовуються гідравлічні бури, оскільки вони зазвичай більш ефективні та мають вищу дробильну потужність, ніж пневматичні бури.
2. Техніка стрижки дроблення
Щоб розрізати камінь, у техніці дроблення зсувом використовується сила зсуву, прикладена до каменю через ріжучу кромку свердла. Ця техніка зазвичай використовується для м’яких або помірно твердих порід. Техніка дроблення зсувом забезпечує більш точний ефект дроблення та краще підходить для робочих ситуацій, які вимагають чутливої роботи, ніж метод ударного дроблення.
(1) ротаційний різальний інструмент
Свердла або високошвидкісні обертові леза на обертових ріжучих інструментах розрізають поверхню скелі. Щоб відрубати поверхню каменю, цей підхід здебільшого залежить від гостроти леза та швидкого обертання інструменту. Він підходить для м’яких або середньотвердих порід, у тому числі вапняку, аргіліту тощо. Ротаційні ріжучі інструменти, які зазвичай використовуються в буровому обладнанні та машинах для буріння тунелів, включають
(2) Статичні ріжучі інструменти
Використовуючи гідравлічну систему високого тиску, статичне ріжуче обладнання заштовхує лезо поступово в скелю, таким чином подрібнюючи скелю. Деякі унікальні технічні вимоги, як-от тонкий видобуток корисних копалин і діяльність у чутливих середовищах, можуть вимагати такого підходу, оскільки він допомагає зменшити вібрацію та пошкодження, спричинені інтенсивними вибуховими роботами.
3. Спосіб подрібнення дробарками
Інноваційна техніка дроблення здебільшого залежить від інструменту бурового інструменту, який поступово зношує поверхню породи через тертя, отже, створюючи дію дроблення. Особливо для деяких гірських порід з меншою твердістю, включаючи пісковик і сланці, ця техніка дроблення знаходить широке застосування. Алмазні свердла та шліфувальні круги є основними інструментами шліфувально-дробної техніки.
(1) Колесо заземлення
Завдяки швидкому обертанню шліфувальний круг шкрябає поверхню скелі, поступово відшліфовуючи поверхню скелі. Особливо, коли необхідно зберегти цілісність структури породи, ця техніка підходить для обробки поверхні та видобутку руди. Можна отримати більш чутливий ефект роботи від шліфувального круга.
(2) свердло для алмазів
Алмазні свердла, які в основному використовуються для руйнування дуже міцних порід, є більш чутливим шліфувальним інструментом. Алмазні свердла можуть легко працювати з твердими породами, включаючи граніт, завдяки своїй дуже великій твердості. Окрім ефективного руйнування каміння, алмазні бурові коронки забезпечують тривалий термін служби. Тому вони досить широко використовуються в гірничодобувній промисловості та бурінні нафти та газу.
4. Підривна та дробильна техніка
Технологія вибуху та дроблення закопує вибухівку в скелю та використовує її вибухову силу для створення великих ударних хвиль і тиску розширення, щоб роздробити скелю. Для цього підходу підходять великомасштабні роботи з видобутку корисних копалин, такі як проходка тунелів і видобуток.
(1) напрямок вибуху
Одним з методів контрольованого вибуху та дроблення є спрямований вибух. За допомогою точного розташування вибухівки та керування часом детонації енергія удару фокусується у визначеному напрямку чи діапазоні, таким чином гарантуючи, що порода буде розбита в передбаченому напрямку. В основному в гірничодобувній промисловості та проходженні тунелів використовується спрямоване підривання.
(2) тихий агент для дроблення
Одним із способів усунення шуму та вібрації від звичайного підриву є використання безшумних дробильників. Його ідея полягає в тому, щоб роздробити камінь зсередини за допомогою розширення об’єму, що виникає в результаті хімічної реакції. У міських будівлях або екологічно чутливих місцях цей підхід підходить для операцій дроблення, щоб запобігти негативним наслідкам для прилеглих конструкцій або навколишнього середовища.
5.технологія ультразвукового дроблення
Останнім видом техніки дроблення гірських порід є ультразвукове дроблення, яке здебільшого розбиває гірські породи за допомогою високочастотних коливань, створених ультразвуковим обладнанням. Концепція роботи технології ультразвукового дроблення полягає у використанні енергії ультразвукових хвиль для передачі через речовину, генерації вібрації всередині породи, викликаючи розвиток невеликих тріщин, які поступово збільшуються та, зрештою, руйнують породу. Такий підхід має менший вплив на навколишнє середовище та може точно регулювати глибину та діапазон дроблення.
(1) Інструменти для ультразвукового свердління
Концентрація ультразвукової енергії на кінчику долота дозволяє ультразвуковим буровим інструментам, які використовують високочастотні вібрації, розбивати каміння. Для цієї техніки підходить високоточне буріння та видобуток корисних копалин, як-от дроблення твердих порід під час буріння нафти та газу.
(2) ультразвукове дроблення за допомогою лазера
Поєднуючи лазерну технологію з ультразвуковою технологією, лазерне ультразвукове дроблення є новим видом дроблення. У той час як ультразвукова хвиля ще більше руйнує камінь за допомогою високочастотних коливань, висока температура лазера може пом’якшити поверхню каменю. Особливо підходить для точного видобутку гірських порід високої твердості, застосування цієї комбінованої технології дуже широке.
6. Спосіб гідравлічного дроблення
Під впливом потоку води під високим тиском гідравлічне дроблення є технікою поступового промивання та дроблення поверхні породи. Зазвичай гідравлічне дроблення, яке зазвичай використовується під час підводних робіт або дроблення у чутливих середовищах, допомагає зменшити забруднення пилом і шум.
(1) водомет високого тиску
Відповідні для дроблення м’яких порід, водяні пістолети високого тиску б’ють і розколюють поверхню скелі шляхом розпилення потоку води під високим тиском. Підводні операції, будівництво мостів і риття тунелів значною мірою залежать від цієї техніки.
(2) гідравлічні різальні інструменти
Для чутливих процедур гідравлічні ріжучі інструменти розколюють породи струменями води під високим тиском. Одна з екологічно чистих технологій дроблення, це обладнання також може мінімізувати порушення навколишнього середовища, навіть зберігаючи робочу точність.
Сучасна гірнича справа та інженерія багато в чому залежать від бурових інструментів. різноманітні породи та робочі ситуації вимагають різноманітнихтехніки дроблення. Від звичайних методів ударного дроблення до креативних процедур ультразвукового та гідравлічного дроблення, кожна техніка має спеціальні сфери використання та переваги. Оскільки технологія постійно розвивається, види інструментів для буріння каменю та техніки дроблення ставатимуть різноманітнішими та ефективнішими, таким чином розвиваючи галузі, включаючи геологічну розвідку та видобуток.
