潜孔钻机在注浆作业中的使用(yòng)越来越广泛,注浆加固多(duō)為(wèi)露天作业,本文(wén)主要讨论如何选择履带式潜孔钻机的型号。
1、选型原则
(1)生产上适用(yòng)
所选購(gòu)的钻机要满足工程施工需要的同时,应根据企业通常条件下所承担的施工任務(wù)合理(lǐ)配置,充分(fēn)考虑钻机适用(yòng)范围,既要满足当前施工需要,又(yòu)要兼顾未来其他(tā)生产条件下对钻机的需求,只有(yǒu)生产上适用(yòng)性强的钻机才能(néng)更好地显现其投资效果。
(2)技术上先进
在满足生产需要的同时,要求其性能(néng)指标保持~定的先进性,有(yǒu)利于延長(cháng)其技术寿命,小(xiǎo)会短期面临淘汰,从長(cháng)遠(yuǎn)来看,符合企业可(kě)持续发展要求,更能(néng)有(yǒu)效保护投资。
(3)操作性及可(kě)维修性
操作简单,便于工人熟练掌握操作技能(néng),缩短辅助作业时问,如场地平整、钻机移位、钻架升降、钻杆接换、气水用(yòng)阀的调节等。
钻机结构简单易修、配件通用(yòng)性强、货源供应充分(fēn)可(kě)降低配件采購(gòu)价格,设备运转及管理(lǐ)成本。钻机维修难度小(xiǎo)、技术支援和售后服務(wù)有(yǒu)保障,在机械出现故障时,现场维修工人能(néng)及时修复,可(kě)避免因等待厂家的技术救援而延误施工生产。
(4)安全及环保性能(néng)
目前对产品的安全、环保性能(néng)非常重视,选購(gòu)新(xīn)设备时要注意制造材料、各种安全装置是否齐全、施工工作噪声、废气和废物(wù)排放是否达到有(yǒu)关法规要求等。
(5)经济合理(lǐ)
要求设备購(gòu)置价格合理(lǐ),在使用(yòng)过程中能(néng)耗、维护费用(yòng)低,并且投资回收期较短,以利于企业资金流转。
2、钻机技术参数的选择
注浆作业施工主要是由潜孔钻机在路基需加固部位按要求的钻孔深度、直径钻孔,钻孔完成后通过注浆泵把水泥浆由钻机的空心钻杆注入土层内部,使土體(tǐ)的空隙或孔隙问充满浆液并固化。空气压缩机為(wèi)钻机冲击器提供压缩空气,带动冲击器活塞做往复运动,完成冲击钻孔,吹出钻渣。所以,在对潜孔钻机的技术参数予以比选的同时,要兼顾与其配套空压机的技术指标及经济性。
(1)工作面硬度
不同岩石具有(yǒu)不同硬度指标,可(kě)钻性也不一样。通常用(yòng)坚固性来表示岩石在破碎时的难易程度。坚固性的大小(xiǎo)用(yòng)坚固性系数来表示,坚固性系数又(yòu)叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值。
工程施工中需要根据施工地质条件的小(xiǎo)同,选择适应小(xiǎo)同工作面硬度的潜孔钻机,选配小(xiǎo)同形式的钻头、钻杆、冲击器与之相适应。矿岩硬度是影响钻机效率的关键,小(xiǎo)型潜孔钻机适宜于中硬以下矿岩。
(2)钻孔直径、深度
根据对注浆孔直径、深度、钻孔角度的小(xiǎo)同要求,需配备小(xiǎo)同直径和長(cháng)度的钻头、钻杆以满足钻孔的技术要求,同时钻机的钻臂和导轨应具有(yǒu)多(duō)种可(kě)调的角度,以满足施工需要。
一台履带式潜孔钻机可(kě)配套多(duō)种直径规格的钻头,根据施工孔径的要求灵活选用(yòng)。钻孔深度通过使用(yòng)小(xiǎo)同节数的钻杆来调整,钻杆長(cháng)度一般為(wèi)2~9m小(xiǎo)等,钻杆问通过公母螺纹连接。
钻杆外径影响钻孔效率,根据流體(tǐ)动力學(xué)理(lǐ)论可(kě)知,只有(yǒu)当钻杆和孔壁所形成的环形通道内的气流速度大于岩渣的悬浮速度时,岩渣才能(néng)顺利排出孔外,该通道内的气流速度主要由通道的截面积与長(cháng)度决定。通道截面积越小(xiǎo),流速越高;通道越長(cháng),流速越低。所以钻杆直径越大,气流速度越高,排渣效果越好。当然也小(xiǎo)能(néng)大到岩渣难以通过,~般环形截面的环宽為(wèi)10 - 25 mm為(wèi)宜。此项可(kě)作為(wèi)考察钻机钻杆、钻头是否匹配及对工作效率大致
估算的依据。
(3)钻机回转转速、扭矩、推进轴压
钻机回转转速、回转扭矩及推进轴压等参数的大小(xiǎo)及相互匹配直接影响钻孔速度及钻孔成本。选择合适的回转转速,对于减少机器振动、提高钻头寿命和加快钻进速度都有(yǒu)很(hěn)大作用(yòng)。回转转速依据钻孔直径、钻头结构、冲击器频率以及岩石性质来确定,回转转速推荐值:钻头直径D在100 mm时,回转转速n宜為(wèi)30~40 r/min; D=150 mm时,n為(wèi)15~30 r/min; D=200 mm时,n宜為(wèi)10~20 r/min;D=250 mm时,n宜為(wèi)8~15 r/min。
回转扭矩主要是在正常钻进过程中用(yòng)来克服钻头与孔底的摩擦阻力、剪切阻力以及钻具与孔壁的摩擦阻力。钻具阻力矩与钻孔直径、孔深均成正比。正常钻进所需的扭矩并小(xiǎo)大,孔径在150 mm以下的钻进阻力矩~般约為(wèi)1000 N·m。通常,钻机自身所具有(yǒu)的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于这个数值,扭矩越大,卸钻杆越容易,防比卡钻的能(néng)力就越强,能(néng)钻孔的深度也越深。在节理(lǐ)比较发育的破碎带中钻进及大孔径深孔钻进作业时~定要选择扭矩比较大的钻机。
推进轴压小(xiǎo)仅对钻头寿命有(yǒu)影响,更重要的是直接影响钻孔速度。推进轴压过大,会使钻具回转小(xiǎo)连续,产生回转冲击,同时导致孔底钻屑过度破碎,产生能(néng)量浪费,影响钻孔速度,同时还会加速钻头磨损;推进轴压过小(xiǎo),钻具反跳加剧,钻头小(xiǎo)能(néng)紧贴孔底,使冲击能(néng)量小(xiǎo)能(néng)有(yǒu)效作用(yòng)到孔底岩石上,影响钻孔效率,更会加速钻机及钻具的损坏。
小(xiǎo)同钻头直径下的推进轴压推荐值:当钻头直径
小(xiǎo)同钻头直径下的推进轴压推荐值:当钻头直径
D = 100 mm时,优轴推力F為(wèi)4 000~6000 N;当D=150 mm时,F宜為(wèi)6 000~10