Hur en DTH-borrigg fungerar: Principen för bottenhålsslag förklaras
Borriggar för nedborrning används inom byggbranschen, järnvägar, vägar, vattenprojekt, vattenkraft, gruvdrift och stenbrott. De borrar förankringshål, bergbulthål, spränghål, injekteringshål och andra öppningar i hårt berg.
Riggen kan se ut som en konventionell slagborrmaskin, men den viktigaste skillnaden är var slagenergin genereras.
Slagmekanismen fungerar inuti hålet
En konventionell topphammarborr håller slagmekanismen vid ytan. Slagenergin måste färdas genom borrstängerna innan den når borrkronan. När hålet blir djupare kan energiförluster och vibrationer i borrsträngen bli mer betydande.
En DTH-rigg placerar slagdonet direkt bakom borrkronan längst ner i hålet. Kolven träffar kronan nere i borrhålet, medan tryckluft driver hammaren och hjälper till att ta bort borrkax.
Eftersom stöten genereras nära bergväggen förloras mindre energi genom borrsträngen. Det är därför DTH-borrning kan bibehålla stark prestanda i djupa hårt berghål.
En typisk DTH-borrningsenhet inkluderar:
Borr
DTH-hammare
Borrstänger
Luftanslutning
Lufttillförselledning
Tryckreglerings- eller matningscylinder
Borrram
Hammaren och borrkronan måste anpassas till håldiametern, formationen, kompressorn och riggens kapacitet. En kraftfull hammare kan inte kompensera för otillräcklig lufttillförsel eller ett dåligt valt borrkrona.
Huvudkomponenter i en stor ytmonterad DTH-rigg
En stor bandmonterad DTH-rigg innehåller flera system som arbetar tillsammans.
Borrram:Borrramen fungerar som styrskena för det roterande huvudet, matningssystemet och borrsträngen. Den måste förbli styv och justerad under borrning.
Skjut eller vagn:Sliden är vanligtvis en svetsad lådkonstruktion som stöder och ansluter borrramen till huvudmaskinen.
Roterande huvud:Det roterande systemet inkluderar vanligtvis en hydraulmotor, spindelenhet, stånganslutning, glidplatta och central luftkanal. Det roterande huvudet roterar borrsträngen medan tryckluft strömmar genom de ihåliga stängerna.
Matningssystem:En hydraulisk matarmotor, kedjehjul, kedja och buffertfjädrar flyttar det roterande huvudet och borrsträngen längs ramen. Matningskraften måste vara stabil. För hög eller ojämn matning kan öka stångböjning och borrslitage.
Anordning för spöbyte eller spöborttagning:Större riggar kan använda övre och nedre spöhanterare, spöklämmor och hydraulcylindrar för att lägga till eller ta bort spön mer effektivt.
Dammkontrollsystem:DTH-borrning producerar bergdamm och borrkax. Beroende på plats kan riggen använda torr dammuppsamling, våtdämpning, kombinerade system eller skumdammkontroll.
Bandgående transportsystem:Ett bandchassi inkluderar vanligtvis körram, hydraulmotorer, planetväxel, band, drivhjul, tomgångshjul och bandspänningskomponenter.
Huvudchassi:Luftkompressorn, dammuppsamlaren, hydraultanken, pumpgruppen, ventilgruppen och förarhytten är monterade på huvudramen.
Maskin-svängsystem:En svängmotor, broms, reducerväxel, pinjong och svänglager gör att den övre konstruktionen kan rotera i förhållande till underredet.
Borrramens svängmekanism:Svängcylindrar, svängtappar och fästen gör att ramen kan röra sig i sidled och justera borrvinkeln.
Trycklufts- och hammarsystem:En skruvkompressor tillför vanligtvis högtrycksluft till DTH-hammaren. Samma luftsystem kan också stödja återblåsnings- eller rengöringsfunktionen hos en laminärflödesdammsugare.
Hur borrcykeln styrs
Under borrningen roterar det roterande huvudet stängerna och borrkronan medan matningssystemet applicerar kontrollerad kraft. DTH-hammerkolven slår upprepade gånger mot borrkronan och bryter sönder berget i botten av hålet.
Tryckluft utför två uppgifter:
Den driver hammarkolven.
Den bär ut krossat berg och damm ur hålet.
Om luftmängden är för låg kan hammaren förlora slagfrekvens och hålet kanske inte rengörs ordentligt. Borrspån kan samlas runt borren, vilket orsakar omslipning, minskad inträngning, högre slitage och eventuell fastklämning.
Matningssystemet spelar också roll. Borren bör matas fram med en hastighet som matchar borrkronans förmåga att bryta och frigöra berget. För hög matningskraft kan överbelasta borrkronan och stängerna. För liten kraft kan orsaka ineffektiv kontakt och onödiga vibrationer.
Hur en DTH-rigg för allmänt bruk är arrangerad
En standard DTH-rigg består vanligtvis av borrsträngen, knappkronan och sänkborrhammaren, tillsammans med roterande, luft-, lyft- och tryckkontrollsystem.
Den roterande lufttillförselenheten kan innefatta en rotationsmotor, en roterande växellåda och en luftsvivel. Luftsviveln använder en kropp, tätningar, en ihålig spindel och en stånganslutning för att leverera tryckluft genom den roterande borrsträngen.
En pneumatisk stångklämma kan hjälpa till med anslutning och borttagning av stänger.
Lyft- och tryckregleringssystemet använder en lyftmotor, växellåda, lyftkedja, tryckcylinder och remskiva. Under normalt arbete verkar tryckcylindern genom remskivasystemet för att ge kontrollerad matning och tryckavlastande borrning.
Detta arrangemang gör det möjligt för operatören att hantera rotation, matning, lyftning och nedtryck som en samordnad process.
Varför komponentmatchning är viktigt
DTH-borrningens prestanda beror på samspelet mellan alla huvudkomponenter.
Innan du väljer en rigg eller byter ut en hammare, granska:
Nödvändig håldiameter
Håldjup och vinkel
Berghårdhet och slipförmåga
Förväntad penetrationsgrad
Kompressortryck och luftvolym
Borrstångens diameter och gänga
Bitknappslayout
Metod för borttagning av damm och spån
Tillgänglig matningskraft
Tillgång till webbplatsen och mobilitet
Hammaren, borrkronan, borrstången, skaftkopplingen, kompressorn och dammkontrollsystemet bör väljas som ett paket.
Till exempel kanske ett borrskär avsett för slipande granit inte är rätt val för sprucken kalksten. En lång borrsträng med dålig uppriktning kan förlora energi och skapa avvikelser även när själva hammaren fungerar korrekt.
Underhåll börjar med luft, inriktning och slitage
En DTH-rigg bör kontrolleras regelbundet för:
Luftläckage vid svivlar och anslutningar
Slitna stånggängor
Böjda borrstänger
Lösa styrkomponenter
Onormalt hammarljud
Minskad penetrationsgrad
Dålig dammuppsamling
Slitage på band eller matningssystem
Borrkronan bör inspekteras efter borrning. Slitage av knappar, förlust av borrhålsdiameter, skador på borrkronans kropp och ett ojämnt slitagemönster kan tyda på att borrkronans design eller borrparametrar inte matchar formationen.
DTH-borrning för moderna bergprojekt
DTH-riggar är fortfarande viktiga eftersom de kombinerar högslagsborrning med flexibla hålvinklar, god rörlighet och effektiv borttagning av borrkax.
De används inom gruvdrift och stenbrott, grundpålar, släntförankring, tunneldrivning, vattenbrunnar, vägbyggen och infrastrukturarbeten. I varje tillämpning kommer det mest tillförlitliga resultatet från att matcha riggen och verktygssträngen till berget snarare än att välja komponenter enbart efter storlek eller pris.
