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針對(duì)水電工程地質(zhì)情況施工對(duì)國(guó)產(chǎn)反井鉆機(jī)的改良
來(lái)源:www.www.penastar.com.cn 作者:admin 日期:2017-06-02 10:23:49 熱度:733 ℃
針對(duì)水電工程地質(zhì)情況施工對(duì)國(guó)產(chǎn)反井鉆機(jī)的改良
1、對(duì)1.4m鉆頭進(jìn)行改良,使之適應(yīng)硬巖施工
LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭由6把對(duì)稱擴(kuò)孔滾刀組成,其中2把在
中心,稱為中心刀,另外4把在外側(cè),稱為邊刀。呈對(duì)稱布置。在實(shí)際擴(kuò)孔鉆進(jìn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)外面4把擴(kuò)孔邊刀擴(kuò)孔負(fù)荷較大,容易受磨損,需要經(jīng)常更換,而里面2把的中心刀負(fù)荷較小,基本不需要更換。這樣由于負(fù)荷不均勻?qū)е峦饷驺@頭盤刀更換頻繁,降低了造孔速度,同時(shí)也造成了里面擴(kuò)孔中心刀閑置,在經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證并仔細(xì)研究了各滾刀的運(yùn)行軌跡后。將里面的其中1把擴(kuò)孔盤刀改裝到了外面,這樣保證了每把擴(kuò)孔盤刀均勻受力,在不增加任何投入的情況下,加快了施工進(jìn)度,降低了施工成本。改裝前和改裝后的擴(kuò)孔鉆頭布置見(jiàn)附圖2。
a:由廠家提供的對(duì)稱擴(kuò)孔盤刀 b: 經(jīng)改良的非對(duì)稱擴(kuò)孔盤刀(按滾刀的工作量布刀)
附圖2:改裝前、后的擴(kuò)孔鉆頭布置圖
2、改變?cè)瓉?lái)穩(wěn)定鉆桿的配置方法,更好的控制鉆進(jìn)精度
在?216m導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí),原廠家設(shè)計(jì)連接鉆頭的第一、二根鉆桿為穩(wěn)定鉆桿,然后接一般鉆桿,穩(wěn)定根據(jù)地質(zhì)情況布置,以此控制鉆進(jìn)偏斜。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)該方法存在一定的弊端,導(dǎo)孔產(chǎn)生偏斜一般前20~30m發(fā)生,為了更好的控制鉆進(jìn)精度,在?216m導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)連接鉆頭的第一~八根鉆桿均為穩(wěn)定鉆桿,按此布置后,導(dǎo)孔鉆進(jìn)的偏斜均在1%以內(nèi)。
3、擴(kuò)孔鉆頭中心管的改進(jìn)
LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭中心管主要作用為連接擴(kuò)孔鉆頭與鉆桿,長(zhǎng)度約為50cm。由于接頭部位離擴(kuò)孔鉆頭較近且該部位所承受的扭矩較大,應(yīng)力容易集中,在初期擴(kuò)孔施工中經(jīng)常出現(xiàn)與其它鉆桿的連接部位斷裂。為此我局經(jīng)過(guò)研究后,將擴(kuò)孔中心管長(zhǎng)度加長(zhǎng)至1.5m,并將擴(kuò)孔中心管采用合金穩(wěn)定條加固,經(jīng)過(guò)加固后的擴(kuò)孔鉆頭在后期施工中基本不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。改裝前和改裝后的擴(kuò)孔中心管布置見(jiàn)附圖3。
a:由廠家提供的擴(kuò)孔鉆頭中心管 b: 經(jīng)改良的擴(kuò)孔鉆中心管(加長(zhǎng)并增加合金穩(wěn)定條)
附圖3:改裝前、后的擴(kuò)孔鉆頭鉆頭中心管布置
4、擴(kuò)孔鉆頭冷卻系統(tǒng)的改進(jìn) LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔施工期間的冷卻主要靠采用在孔口通過(guò)自流形式落至鉆頭上進(jìn)行冷卻。由于導(dǎo)孔較小,而擴(kuò)孔鉆頭較
大,通過(guò)自流的水僅能冷卻位于中間的擴(kuò)孔滾刀,而外圍幾把滾刀無(wú)法冷卻,導(dǎo)致外圍滾刀在工作中因過(guò)熱容易損壞。鑒于此情況,我局將冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造,即在原利用孔口自流水冷卻的同時(shí),從鉆機(jī)頂部連接一根2寸冷卻水管通過(guò)鉆桿中心孔,然后在擴(kuò)孔鉆頭底盤上各引一4〞管進(jìn)入 附圖4:改良后鉆頭冷卻系統(tǒng)各滾刀。使各滾刀在運(yùn)轉(zhuǎn)中均能受到冷卻,這樣不僅使?jié)L刀使用時(shí)間
比原來(lái)增加了一倍,同時(shí)也加快了施工進(jìn)度。改裝后所增加的擴(kuò)孔冷卻系統(tǒng)見(jiàn)附圖4。
5、擴(kuò)孔鉆頭破巖滾刀的改進(jìn)
LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭破巖滾刀一般為4齒滾刀,齒間距為6cm,采用4齒滾刀在八級(jí)以下的巖石基本能滿足破巖要求,我局在水布埡電站的豎井及斜井施工中就是采用由廠家提供的4齒滾刀進(jìn)行破巖,在進(jìn)入小
灣電站和三板溪電站后,巖性為花崗巖,巖石級(jí)別十二級(jí)。在初期進(jìn)行主排風(fēng)洞的擴(kuò)孔施工中,發(fā)覺(jué)擴(kuò)孔速度相當(dāng)緩慢,而鉆頭磨損較大。最初是認(rèn)為合金鉆頭難以滿足造孔要求,于是先將合金鉆頭改為金鋼石鉆頭,但效果仍不是太明顯,后仔細(xì)分析滾刀破巖原理后,認(rèn)為是齒間距過(guò)大,難以達(dá)到破巖效果,在將4齒滾刀調(diào)整為5齒滾刀、齒間距調(diào)整為5cm后,造孔速度明顯提高,最后將滾刀調(diào)整為6齒滾刀、齒間距調(diào)整為4cm后,在花崗巖中造孔速度能滿足要求。改裝前和改裝后的破巖滾刀見(jiàn)附圖5。
a:由廠家提供滾刀(四齒) b: 第一次改良的滾刀(五齒) c: 第一次改良的滾刀(六齒)
(適用于十級(jí)以下巖石) (適用于十一~十三巖石) (適用于十四以上巖石)
附圖5:改裝前、后的擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔鉆頭破巖滾刀
目前我局根據(jù)不同的巖石級(jí)別設(shè)計(jì)了三種擴(kuò)孔鉆頭,擴(kuò)孔鉆頭的滾刀布置采用改良的布景形式。硬度八至十級(jí)的巖石采4齒合金滾刀、齒間距為6cm;十一至十三級(jí)的巖石采用5齒金剛石滾刀、齒間距調(diào)整為5cm;十四至十六級(jí)的巖石采用6齒金剛石滾刀、齒間距調(diào)整為4 cm。并委托鉆頭生產(chǎn)廠家按我局設(shè)計(jì)的鉆頭類型進(jìn)行生產(chǎn)。在以后施工中進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)出更加完美的擴(kuò)孔鉆頭。
1、對(duì)1.4m鉆頭進(jìn)行改良,使之適應(yīng)硬巖施工
LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭由6把對(duì)稱擴(kuò)孔滾刀組成,其中2把在
中心,稱為中心刀,另外4把在外側(cè),稱為邊刀。呈對(duì)稱布置。在實(shí)際擴(kuò)孔鉆進(jìn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)外面4把擴(kuò)孔邊刀擴(kuò)孔負(fù)荷較大,容易受磨損,需要經(jīng)常更換,而里面2把的中心刀負(fù)荷較小,基本不需要更換。這樣由于負(fù)荷不均勻?qū)е峦饷驺@頭盤刀更換頻繁,降低了造孔速度,同時(shí)也造成了里面擴(kuò)孔中心刀閑置,在經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證并仔細(xì)研究了各滾刀的運(yùn)行軌跡后。將里面的其中1把擴(kuò)孔盤刀改裝到了外面,這樣保證了每把擴(kuò)孔盤刀均勻受力,在不增加任何投入的情況下,加快了施工進(jìn)度,降低了施工成本。改裝前和改裝后的擴(kuò)孔鉆頭布置見(jiàn)附圖2。
a:由廠家提供的對(duì)稱擴(kuò)孔盤刀 b: 經(jīng)改良的非對(duì)稱擴(kuò)孔盤刀(按滾刀的工作量布刀)
附圖2:改裝前、后的擴(kuò)孔鉆頭布置圖
2、改變?cè)瓉?lái)穩(wěn)定鉆桿的配置方法,更好的控制鉆進(jìn)精度
在?216m導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí),原廠家設(shè)計(jì)連接鉆頭的第一、二根鉆桿為穩(wěn)定鉆桿,然后接一般鉆桿,穩(wěn)定根據(jù)地質(zhì)情況布置,以此控制鉆進(jìn)偏斜。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)該方法存在一定的弊端,導(dǎo)孔產(chǎn)生偏斜一般前20~30m發(fā)生,為了更好的控制鉆進(jìn)精度,在?216m導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)連接鉆頭的第一~八根鉆桿均為穩(wěn)定鉆桿,按此布置后,導(dǎo)孔鉆進(jìn)的偏斜均在1%以內(nèi)。
3、擴(kuò)孔鉆頭中心管的改進(jìn)
LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭中心管主要作用為連接擴(kuò)孔鉆頭與鉆桿,長(zhǎng)度約為50cm。由于接頭部位離擴(kuò)孔鉆頭較近且該部位所承受的扭矩較大,應(yīng)力容易集中,在初期擴(kuò)孔施工中經(jīng)常出現(xiàn)與其它鉆桿的連接部位斷裂。為此我局經(jīng)過(guò)研究后,將擴(kuò)孔中心管長(zhǎng)度加長(zhǎng)至1.5m,并將擴(kuò)孔中心管采用合金穩(wěn)定條加固,經(jīng)過(guò)加固后的擴(kuò)孔鉆頭在后期施工中基本不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。改裝前和改裝后的擴(kuò)孔中心管布置見(jiàn)附圖3。
a:由廠家提供的擴(kuò)孔鉆頭中心管 b: 經(jīng)改良的擴(kuò)孔鉆中心管(加長(zhǎng)并增加合金穩(wěn)定條)
附圖3:改裝前、后的擴(kuò)孔鉆頭鉆頭中心管布置
4、擴(kuò)孔鉆頭冷卻系統(tǒng)的改進(jìn) LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔施工期間的冷卻主要靠采用在孔口通過(guò)自流形式落至鉆頭上進(jìn)行冷卻。由于導(dǎo)孔較小,而擴(kuò)孔鉆頭較
大,通過(guò)自流的水僅能冷卻位于中間的擴(kuò)孔滾刀,而外圍幾把滾刀無(wú)法冷卻,導(dǎo)致外圍滾刀在工作中因過(guò)熱容易損壞。鑒于此情況,我局將冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造,即在原利用孔口自流水冷卻的同時(shí),從鉆機(jī)頂部連接一根2寸冷卻水管通過(guò)鉆桿中心孔,然后在擴(kuò)孔鉆頭底盤上各引一4〞管進(jìn)入 附圖4:改良后鉆頭冷卻系統(tǒng)各滾刀。使各滾刀在運(yùn)轉(zhuǎn)中均能受到冷卻,這樣不僅使?jié)L刀使用時(shí)間
比原來(lái)增加了一倍,同時(shí)也加快了施工進(jìn)度。改裝后所增加的擴(kuò)孔冷卻系統(tǒng)見(jiàn)附圖4。
5、擴(kuò)孔鉆頭破巖滾刀的改進(jìn)
LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆頭破巖滾刀一般為4齒滾刀,齒間距為6cm,采用4齒滾刀在八級(jí)以下的巖石基本能滿足破巖要求,我局在水布埡電站的豎井及斜井施工中就是采用由廠家提供的4齒滾刀進(jìn)行破巖,在進(jìn)入小
灣電站和三板溪電站后,巖性為花崗巖,巖石級(jí)別十二級(jí)。在初期進(jìn)行主排風(fēng)洞的擴(kuò)孔施工中,發(fā)覺(jué)擴(kuò)孔速度相當(dāng)緩慢,而鉆頭磨損較大。最初是認(rèn)為合金鉆頭難以滿足造孔要求,于是先將合金鉆頭改為金鋼石鉆頭,但效果仍不是太明顯,后仔細(xì)分析滾刀破巖原理后,認(rèn)為是齒間距過(guò)大,難以達(dá)到破巖效果,在將4齒滾刀調(diào)整為5齒滾刀、齒間距調(diào)整為5cm后,造孔速度明顯提高,最后將滾刀調(diào)整為6齒滾刀、齒間距調(diào)整為4cm后,在花崗巖中造孔速度能滿足要求。改裝前和改裝后的破巖滾刀見(jiàn)附圖5。
a:由廠家提供滾刀(四齒) b: 第一次改良的滾刀(五齒) c: 第一次改良的滾刀(六齒)
(適用于十級(jí)以下巖石) (適用于十一~十三巖石) (適用于十四以上巖石)
附圖5:改裝前、后的擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔鉆頭破巖滾刀
目前我局根據(jù)不同的巖石級(jí)別設(shè)計(jì)了三種擴(kuò)孔鉆頭,擴(kuò)孔鉆頭的滾刀布置采用改良的布景形式。硬度八至十級(jí)的巖石采4齒合金滾刀、齒間距為6cm;十一至十三級(jí)的巖石采用5齒金剛石滾刀、齒間距調(diào)整為5cm;十四至十六級(jí)的巖石采用6齒金剛石滾刀、齒間距調(diào)整為4 cm。并委托鉆頭生產(chǎn)廠家按我局設(shè)計(jì)的鉆頭類型進(jìn)行生產(chǎn)。在以后施工中進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)出更加完美的擴(kuò)孔鉆頭。
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