Жариялау уақыты: 2025-01-16 Шығу: Сайт
Тау-кен өндірісі және туннель саласы жылдар ішінде айтарлықтай жетістіктерге жетті, олар осы операцияларда шешуші рөл атқарады және туннельдік биттері бар. Бұл биттер - бұл тау жыныстарының және топырақтың түзілуіне, құнды минералдарды өндіруге және тасымалдауға мүмкіндік беретін маңызды құралдар, олар құнды минералдарды өндіруге және тасымалдауға, сондай-ақ тасымалдауға, сумен жабдықтауға және жерасты инфрақұрылымына арналған тоннельдерді құруға мүмкіндік береді. Та Тау-кен және туннельді бит Бұл үлкен маңызы бар және үздіксіз зерттеулер және инновациялар, өйткені оның дизайны мен өнімділігін жақсарту, тиімділіктің, шығындардың төмендеуіне және тау-кен өндіру және туннельдік қызметтегі қауіпсіздіктің жоғарылауына әкелуі мүмкін.
Тау-кен және туннельдің алғашқы күндерінде қарабайыр құралдар қазу үшін пайдаланылды. Оларға тас немесе металдан жасалған қарапайым таңдаулар мен кескіштер кірді. Мысалы, ежелгі мыс шахталарында шахтерлер тас балшықтарын рок-бетіне апаратын тас балшықтарды қолданады. Алайда, бұл ерте құралдар айтарлықтай шектеулерге ие болды. Олар пайдалану үшін қажет қарқынды болды, өйткені олар шахтерлерден көп күш жұмсауды талап етті. Кесудің тиімділігі өте төмен болды, тек аз мөлшерде тау жыныстары ғана әр ереуілмен алынып тасталады. Сонымен қатар, бұл құралдардың беріктігі нашар болды, өйткені олар өндірілетін тау жыныстарының абразивті табиғатына байланысты тез тозады. Бұл құралдарды ауыстыруға әкелді, бұл өз кезегінде тау-кен жұмыстарына қажетті жалпы шығындар мен уақыт аралығын арттырды.
Өндірістік революцияның пайда болуымен тау-кен және туннельді биттерді жобалау мен өндіруде айтарлықтай ауысу болды. Бумен жұмыс істейтін техниканы енгізу үлкен және күшті бұрғылау қондырғыларын дамытуға мүмкіндік берді. Бұл осы қондырғыларға қосылуға болатын биттердің пайда болуына әкеліп соқты және тау жынысы арқылы кесілген жоғары жылдамдықпен айналады. Мысалы, осы кезеңде алғашқы айналмалы бұрғылау биттері жасалды. Бұл биттерде цилиндр тәрізді пішіні болды, олар тістері бар немесе айналдыра айналдыра. Болатты осы биттерді өндіруде қолдану бұрынғы құралдармен салыстырғанда олардың беріктігін жақсартты. Алайда, олар әлі де өздерінің қиындықтарын өткізді. Кесу тістері жиі сынады немесе тез киеді, әсіресе қатты рок түзілімдері арқылы бұрғылау кезінде. Бұған қоса, осы ерте айналмалы биттердің дизайны кесектерді тесіктен тиімді алып тастауға мүмкіндік бермеді, бұл бұрғылау тиімділігі мен қысқаруына әкелуі мүмкін.
Айналмалы биттер - бұл тау-кен өндірісі және туннельдік биттердің бір түрі. Олар жартастан кесу үшін жоғары жылдамдықпен бұрылуға арналған. Айналмалы биттердің әртүрлі қосалқы түрлері бар, мысалы, трикон биттері және роликті конус бит. Мысалы, Tricone Bits, мысалы, олардың беттерінде тістерді кесумен үш бұрылыс конустары бар. Бұл тістер әдетте вольфрам карбидінен немесе тау жынысының абразивті күштеріне төтеп беру үшін басқа да қатты материалдардан тұрады. Конустардың айналуы үздіксіз кесуге мүмкіндік береді, өйткені әр конус рок-бетіне араласады. Шығыршақ конус бит, екінші жағынан, конустарға конструкцияларыңыз бар, онда конустар рок-бетіне тік, триусон биттері сияқты бекітілген емес, бұрылған позицияны айналдыра алмайды. Байттың бұл түрі көбінесе жұмсақ рок түзілімдерінде қолданылады, онда роллинг әрекеті тау жынысын бұзуда тиімді болуы мүмкін. Айналмалы бит олардың салыстырмалы түрде жоғары жылдамдықпен танымал және тау жыныстарының көптеген түрлеріне жарамды, дегенмен олардың өнімділігі бұрғыланатын тау жынысының ерекшеліктеріне байланысты өзгеруі мүмкін.
Биттерді сүйреу айналмалы биттермен салыстырғанда басқа принциппен жұмыс істейді. Айналдырудың орнына, биттерді сүйреңіз, оны кесу үшін жартасты бетіне сүйрейді. Олардың жалпақ немесе сәл кесілген беті өте өткір жиектері немесе кірістірілген. Бриттерді сүйреу әдетте жұмсақ жыныстарда немесе дәлірек кесілген жағдайлар қажет болған жағдайда қолданылады. Мысалы, туннель қабырғасының пішіні мен тегістігі ерекше маңызы бар кейбір туннельдік жобаларда биттерді сүйретуге болады. Алайда, олар айналмалы биттермен салыстырғанда төмен жылдамдықтарын төмендетеді және киюге бейім және жыртылуға бейім, әсіресе, егер қатты рокта қолданылса. Ашу биттерінің дизайны жылдар ішінде ұзақ уақыт бойы берілетін материалдарды қосып, әр түрлі жыныс жағдайларында өнімділігін арттыру үшін жетілдірілген геометрияларды жетілдірді.
Сіңдірілген биттер, әдетте, синтетикалық гауһар сияқты суперхард материалдың кішкене бөлшектерімен сіңдірілген қатты материал, әдетте гауһар немесе вольфрам карбидінің матрицасы жасалған. SuperHard бөлшектері матрицада біркелкі бөлінеді. Тау жынысына бұрғылау үшін бит қолданылған кезде, тау жынысының битке қарсы іс-әрекеті суперхард бөлшектерді біртіндеп киюге, жаңа кескіш жиектерді ашады. Кесетін жиектерді үнемі ұзарту сіңдірілген биттерге ұзақ уақытқа созылған уақыт аралығында салыстырмалы түрде дәйекті түрде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Сіңдірілген биттер әсіресе қатты тау жыныстарында тиімді, мұнда биттердің басқа түрлері тез тозуы немесе тиімді кесілуі мүмкін. Алайда, олар сонымен қатар жоғары сапалы супергарланд материалдарын қолданудың арқасында өндіріске қымбат, олар оларды кейбір тау-кен және туннельдеу жұмыстарында кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
Болат - бұл тау-кен және туннельдік биттер салудағы негізгі материал. Болаттың әр түрлі бағалары биттің нақты талаптарына байланысты қолданылады. Мысалы, жоғары мықты легірленген болаттар аз құрылымдық тұтастықты қамтамасыз ету үшін биттің денесіне жиі қолданылады. Бұл легірленген болаттар құрамында күш, қатаңдық және болаттың коррозиясына төзімділігін арттыратын хром, молибден және никель, мысалы, хром, молибден және никель болуы мүмкін. Болат қорытпасын таңдау жұмыс кезінде күтілетін жүктеме және стресс сияқты факторларға, сондай-ақ оны қолданатын экологиялық жағдайларға байланысты. Кейбір жағдайларда жылу өңдеу процестері болатқа оның механикалық қасиеттерін одан әрі жетілдіру үшін қолданылады. Мысалы, сөндіру және температура икемделдеудің қолайлы деңгейін ұстап тұрып, болаттың қаттылығы мен күшін арттыруы мүмкін. Дегенмен, болат тек бит жиектері үшін жеткіліксіз болуы мүмкін, себебі бұл қажетті қаттылыққа ие болуы мүмкін, өйткені бұл роктың абразивті әрекетін ұзақ уақытқа қарсы тұруы мүмкін.
Вольфрам карбиді - бұл кескіш кірістер немесе тістердің тістері үшін кеңінен қолданылатын материалдар. Бұл металл байланыстырғышпен бірге, әдетте кобальтпен байланысқан вольфрам карбидс бөлшектерінен тұратын композициялық материал. Вольфрам карбиді өте жоғары қаттылығы бар, олар кейбір жағдайларда тек алмазға дейін. Бұл оны тозуға және тозуға төзімді етеді, бұл биттердің жиектері үшін өте маңызды. Вольфрам карбидінің қаттылығы оған тау жыныстарының кең спектрін, салыстырмалы түрде жұмсақ шөгінді жыныстардан өте ауыр тау жыныстарынан тиімді түрде кесуге мүмкіндік береді. Вольфрам карбид кірістерінің қойылымын олардың геометрияларын және олардың биттік денеге қосу арқылы одан әрі жақсартуға болады. Мысалы, кесу жиектерінің пішіні мен бұрышы кесу тиімділігін арттыруға және тау жынысына ену үшін қажет күш мөлшерін азайтуға арналған. Бұған қоса, дұрыстап майлау немесе дәнекерлеу әдістері вольфрам карбид кірістері мен бит денесі арасындағы күшті байланыстыру үшін қолданылады.
Алмаз - бұл ең танымал материал, және ол ең танымал тау-кен және туннельді қосымшаларда қолданылады. Жоғарыда айтылғандай, сіңдірілген биттерде, алмас бөлшектері кесу әрекетін қамтамасыз ету үшін қолданылады. Синтетикалық гауһарлар көбінесе осы қосымшаларда олардың бақыланатын сапасы мен қол жетімділігіне байланысты қолданылады. BIT-ге гауһар қолдану терең гауһар шахталарында немесе кейбір геотермалдық бұрғылау жобаларында кездесетін ең қиын жыныстарда өте тиімді кесуге мүмкіндік береді. Алайда, алмазды пайдалану құны басқа материалдармен салыстырғанда едәуір жоғары, бұл оны жоғары кесу өнімділігі шығындарды ақтайды. Сонымен қатар, бит матрицасындағы алмаз бөлшектерін бекіту және ұстап тұру, бұрғылау жұмыстары кезінде олардың орнында және жұмыс істеп тұрғанын және жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін мамандандырылған әдістер қажет.
Кесу тиімділігі - тау-кен және туннельдеудің сыни факторы. Ол бірнеше факторлармен, соның ішінде бит дизайны, пайдаланылған материалдар және жұмыс жағдайлары бойынша анықталады. Бит дизайны, мысалы, кесетін тістерді немесе кірістіруді пішіндеу және орналастыру, кесу тиімділігіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Мысалы, жақсы жасалған және дұрыс жасалған тістері біршама аздап оңтайлы дизайнмен салыстырғанда әр ротациямен немесе соққылармен көбірек таужынысты алып тастай алады. Пайдаланылған материалдар сонымен бірге шешуші рөл атқарады. Вольфрам карбид немесе гауһар тасты кесетін кескіш материалдармен жасалған бит олар тау жынысы арқылы оңай және тез кесілуі мүмкін, нәтижесінде төмендету тиімділігі жоғарылайды. Битіктің айналу жылдамдығы сияқты жұмыс шарттары, беріліс мөлшерлемесі (бит рокқа енген бағам), ал таудың типі мен кермектігі, сонымен қатар кесу тиімділігіне әсер етеді. Егер айналу жылдамдығы тым төмен болса немесе беріліс жылдамдығы тым жоғары болса, кесу тиімділігі төмендеуі мүмкін, өйткені бит рокпен тиімді араласып, кесінділерді уақтылы алып тастай алмауы мүмкін.
Тоңазытқыштардың тозуы - бұл тағы бір маңызды фактор, өйткені бит ұзаққа созылуы оның экономикалық тиімділігіне және ауыстыру жиілігіне тікелей әсер етеді. Аздап тозуға төзімділік оның құрылысында қолданылатын материалдарға, әсіресе кесетін жиектерге байланысты. Жоғарыда айтылғандай, вольфрам карбид және гауһар тәрізді материалдар олардың қаттылығына байланысты жоғары тозуға төзімділігі жоғары. Алайда, басқа факторлар да қарсылық киюге ықпал етеді. Кесу кірістері мен бит денесі арасындағы байланыстың сапасы өте маңызды. Егер кірістірілген кірістер дұрыс бекітілмесе, олар битке қарай борпылдақ немесе ажыратылуы мүмкін, бұл битке дейін ертерек тозуға әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, жұмыс жағдайлары тозуды тездетуі мүмкін. Мысалы, абразивті жыныстардағы бұрғылау немесе жоғары вахталық жылдамдық пен жемшөп жылдамдығы бойынша бұрғылау битке дейін тозуға әкелуі мүмкін. Бұрышқа төзімділікті жақсарту үшін өндірушілер беттік өңдеудің жетілдірілген әдістерін қолдана алады, мысалы, тозуға төзімді материалдың жұқа қабаты бар кескіш жиектерді жабу немесе биттік дененің қаттылығы мен қаттылығын арттыру үшін өңделуі мүмкін.
Тау-кен және туннельді биттің ену деңгейі - бұл тау жынысына айналуы мүмкін жылдамдық. Бұған бит дизайны, бұрғылау жабдықтарының күші және тау жыныстарының қасиеттері сияқты факторлар әсер етеді. Тиімді кесетін тістері бар жақсы жасалған бит тістері немесе кірістірімдері тістерді тезірек ене алады, өйткені ол жартасты тиімді түрде сындырып, шламды алып тастай алады. Бұрғылау жабдықтарының күші де рөл атқарады. Егер бұрғылау қондырғысының қажет қуаты болмаса, битті қажетті жылдамдықпен бұруға немесе қажетті күштерді рокқа шығару үшін қолдануға қажетті күш қолданыңыз, ену деңгейі төмен болады. Бұрғыланған тау жынысының қасиеттері бірдей маңызды. Жұмсақ жыныстар, әдетте, қатты жыныстарға қарағанда, бірақ берілген тау жынысының ішінде, тіпті қаттылыққа, кеуектілікке және басқа да сипаттамаларға енуі мүмкін. Мысалы, салыстырмалы түрде біртекті жұмсақ тау жыныстарында жақсы өнер көрсететін сәл аздап гетерогенді жыныста төменгі ену жылдамдығына ие болуы мүмкін.
Соңғы жылдары сенсорлық технологиямен жабдықталған Smart Mining және Tunneling Bits-тің дамуына бағытталған үрдіс болды. Бұл сенсорлар бит өнімділігінің және бұрғылау процесінің әртүрлі аспектілері туралы нақты уақыттағы мәліметтерді ұсына алады. Мысалы, сенсорлар жұмыс кезінде бит температурасын өлшей алады, бұл шамадан тыс тозу немесе бұрғылау жағдайлары болуы мүмкін. Егер температура белгілі бір шекті деңгейден жоғары болса, ол салқындатқыш ағынының жеткіліксіздігі немесе айналмалы жылдамдық сияқты факторларға байланысты бит қызып кетуі мүмкін. Датчиктер сонымен қатар бит дірілін өлшей алады, бұл теңгерімсіздік немесе жыныспен дұрыс жұмыс істемеген мәселелерді анықтауға көмектеседі. Дірілді деректерін талдай отырып, операторлар ықтимал проблемаларды ертерек анықтай алады және бит істен шығудың алдын алу немесе бұрғылау тиімділігінің төмендеуі үшін түзету шараларын қолданады. Сонымен қатар, кейбір смарт-биттер датчиктермен және бұрғылау жұмыстарын дәлірек бақылау және бақылауды бақылауға мүмкіндік беретін датчиктермен жабдықталған.
Жетілдірілген өндірістік әдістер тау-кен және туннельдік биттердің сапасы мен орындалуына айтарлықтай әсер етті. Осындай техниканың бірі - 3D басып шығару деп аталатын қоспалар өндірісі. Қоспаны өндіріс кешенді геометриялар мен дрезиденталды бит дизайнын жасауға мүмкіндік береді, олар бұрын өндірістік әдістермен қол жеткізу қиын немесе мүмкін емес. Мысалы, салқындатқыштың ағынын оңтайландыру және бит жылуды таратуды жақсарту үшін дәл жобаланған ішкі салқындату арналары бар биттерді басып шығаруға болады. Бұл қызып кету қаупін азайту және оның беріктігін арттыру арқылы бит өнімділігін арттыра алады. Тағы бір жетілдірілген өндірістік техника дәл өңдеу болып табылады, бұл биттерді өндіруге өте жоғары өлшемді дәлдікпен қамтамасыз етеді. Бұл тістердің немесе кірістірудің дұрыс тураланғанын және биттің оңтайлы екенін қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Дәлдік техниканы үтікті азайтуға арналған, ол үрлемелі, оның кесу тиімділігін арттыра алатын, үйкелісті азайту және тау жыныстарының бетіне жақсаруы мүмкін.
BIT жабындары тау-кен және туннельдік биттер саласында үздіксіз жаңашылдық аймағы болды. Қамаулар бірнеше артықшылықтар, соның ішінде тозу кедергісін, үйкелісті азайтуға және коррозияға төзімділікті арттыра алады. Мысалы, кейбір жабықтар бит бетіне қатты және ұзақ қабатты қалыптастыру үшін жасалған, оны абразиядан және тозудан қорғауға арналған. Бұл жабындарды титан нитриді немесе гауһар тәрізді көміртегі сияқты материалдардан жасауға болады. Титаний нитридінің жабындары олардың алтын түстерімен және керемет тозғанға белгілі, ал гауһар тәрізді көміртек жабындары жоғары қаттылық пен үйкеліс қасиеттерін ұсынады. Қаптаудың тағы бір түрі - бұрғылау кезінде бит пен тау жынысы арасындағы үйкелісті азайтатын майлы жабын. Бұл кесу тиімділігін аздап тау жыныстарының бетіне оңай сырғып, битке айдау үшін қажет энергия мөлшерін азайтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, кейбір жабықтар битін коррозиядан, әсіресе дымқыл немесе қышқыл орталарда қорғауға арналған, әсіресе коррозиялық заттарға ұшырауы мүмкін.
Оңтүстік Африкадағы ірі терең тау-кен жобасында терең жерасты шахталарынан қымбат металдар өндіру өте қиын жыныстардың арқасында айтарлықтай қиындықтарды ұсынды. Дәстүрлі биттер тез тозып, жиі ауыстырылып, көбейіп, тоқтап қалды. Бұл мәселені шешу үшін гауһар бөлшектердің жоғары концентрациясы бар сіңдірілген биттің жаңа түрі енгізілді. Алмаз сіңдірілген бит алдыңғы биттермен салыстырғанда тозу жиілігін едәуір төмендете алды, қатты таужынысымен тиімді түрде кесілген. Бұл бит алмастырғыштарды азайту арқылы тау-кен жұмыстарының өнімділігін арттырып қана қоймай, сонымен бірге өндіру процесінің жалпы тиімділігін арттырды. Осы қосымшаның сәттілігі бит түрін нақты тау жыныстары үшін және күрделі тау-кен орталарындағы алдыңғы қатарлы материалдардың ықтимал артықшылықтарын қолданудың маңыздылығын көрсетті.
Тунельдеу жобасы үшін таулы аймақтағы жоғары жылдамдықты теміржол үшін дәл және тиімді туннельді қажет ету үшін теміржолдың қауіпсіздігі мен үздіксіз жұмыс істеуі өте маңызды болды. Биттерді сүйреу бастапқыда дәлірек кесу әрекетін қамтамасыз ету мүмкіндігіне байланысты қарастырылды. Алайда, тау жыныстарын одан әрі талдаудан кейін, айналмалы биттер мен биттердің үйлесімі, сайып келгенде қолданылады. Айналмалы биттер бастапқы қазба жұмыстары үшін пайдаланылды, ол үлкен көлемді тауарды тез арада кетіру үшін қолданылды, ал сүйреу биттері туннель қабырғаларын түпкілікті қалыптастыру және тегістеу үшін қолданылған. Бұл тәсіл жобаның талаптарына жауап бере отырып, жоғары жылдамдықты қазба жұмыстарын және нақты әрлеу үшін рұқсат етілген. Жобаның нақты қажеттіліктеріне негізделген әр түрлі типтегі қолданылу және келісілген қолдану осы туннинг жобасының сәтті аяқталғанындағы негізгі факторлар болды.
Жер асты сумен жабдықтау туннелінің жобасында тау жыныстарының пайда болуы жұмсақ және қатты жыныстар қоспасынан тұрды. Қиындық тастардың екі түрінен де, жиі алмастырмай тиімді түрде кесілуі мүмкін сәл табу болды. Реттелетін конус типі реттелетін тістері бар типі таңдалды. Реттелетін тістер әр түрлі жартастың қаттылығы деңгейіне оңтайландырылған болуы мүмкін. Жұмсақ жыныстар арқылы бұрғылау кезінде тістерді жұмсақ кесу конфигурациясына орнатуға болады, ал қатты жыныстар үшін оларды агрессивті кесу режиміне келтіруге болады. Бит дизайнындағы икемділік оған жоба бойынша салыстырмалы түрде дәйекті өнімділікті қамтамасыз етуге мүмкіндік берді, бұл жобаның жиі өзгеруіне, сумен жабдықтау туннелінің жобасын уақтылы аяқтауды қамтамасыз етуге мүмкіндік берді.
Тау-кен және туннельді биттерді дамытудың негізгі міндеттерінің бірі экстремалды жыныстарға қатысты. Кейбір тау-кен және туннельдік жобаларда тау жыныстары өте ауыр, абразивті немесе гетерогенді болуы мүмкін. Мысалы, қысым мен температура жоғарырақ жерде, тау жыныстары жоғары болатын терең жерлерде тау жыныстарының пайда болуы ерекше қасиеттерге ие болуы мүмкін, бұл дәстүрлі биттерді тиімді кесуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, кейбір геотермалдық бұрғылау жобаларында тау жыныстары өте сынуы мүмкін және ыстық сұйықтықтар болуы мүмкін, олар биттердің беріктігі мен орындалуына қиындық тудырады. Осы сынақтарды еңсеру үшін осы төтенше жағдайларға төтеп бере алатын жаңа материалдар мен биттік дизайн жасау үшін қосымша зерттеулер қажет. Бұған роман суперхард материалдарын, жетілдірілген композиттерді немесе инновациялық бит геометрияларын қолдануды және жыныстар түзілімдерінің күрделі сипатына бейімделуді зерттеуі мүмкін.
Тау-кен және туннельдік индустрия қоршаған ортаға және тұрақтылық мәселелеріне жан-жақты сезінетіндіктен, тау-кен өндірісі мен туннельдеу биттеріне, экологиялық таза болуға сұраныстардың артуы байқалады. Мысалы, белгілі бір материалдарды биттерде қолдануға арналған қорытпалардағы ауыр металдарды қолдану, егер дұрыс басқарылмаса, қоршаған ортаға әсер етуі мүмкін. Бұған қоса, бұрғылау жұмыстарымен байланысты энергияны тұтыну, ол биттердің әсерінен ішінара әсер ететін, сонымен қатар алаңдаушылық тудырады. Тау-кен өндірісі мен туннельдік биттердегі болашақ өзгерістер осы құралдардың экологиялық ізін азайтуға бағытталуы керек. Бұл көбірек тұрақты материалдарды қолдану, биттердің энергия тиімділігін арттыруды және өндірістік әдістерді жақсарту және қалдықтарды азайту үшін пайдаланылған биттер үшін қайта өңдеу бағдарламаларын әзірлеуді қамтуы мүмкін.
Тау-кен және туннельдеу индустриясы цифрлық технологияларды автоматтандыруға және қолдануға көшуде. Тау-кен және туннельдеу биттері тиімділігі мен қауіпсіздігін одан әрі жақсарту үшін осы даму тенденцияларымен біріктірілуі керек. Мысалы, сенсорлық технологиясымен Smart Bits бұрын айтылғандай, тек бастамасы бар. Болашақта BITS толығымен автоматтандырылған бұрғылау жүйесінің бөлігі болуы мүмкін, оларда жүйенің басқа компоненттерімен, мысалы, бұрғылау қондырғысы және басқару орталығы сияқты, олармен байланысады