Descripción general de los equipos de perforación de rocas y sus aplicaciones en métodos de perforación y explosión

Descripción general de los equipos de perforación de rocas y sus aplicaciones en métodos de perforación y explosión

En el campo actual de ingeniería de minería y túnel, los métodos de perforación y explosión son técnicas de construcción eficientes y ampliamente utilizadas. El núcleo de este método es perforar con precisión los agujeros de profundidad y diámetro predeterminados en rocas duras. La implementación exitosa de este proceso se basa en equipos de perforación de rocas especialmente diseñados.

I. Clasificación y antecedentes de aplicación de equipos de perforación de rocas

El equipo de perforación de rocas se refiere a dispositivos mecánicos utilizados para perforar agujeros en rocas, utilizados principalmente en minería, excavación de túneles y construcción subterránea. Según sus principios de trabajo, el equipo de perforación de rocas se puede dividir aproximadamente en dos categorías: equipos de perforación de rocas de impacto y equipos de perforación de rocas rotativas. Equipo de perforación de roca de impacto: este tipo de equipo proporciona una potente fuerza de impacto directamente en la superficie de la roca, utilizando un impacto rápido y continuo para romper la estructura de la roca, especialmente adecuada para rocas de alta dureza. Los ejemplos típicos incluyen varios ejercicios de roca neumáticos de mano y modernos Jumbos de perforación de rocas múltiples. Los taladros de roca neumáticos de mano, como herramientas de perforación de rocas tradicionales y básicas, funcionan con aire comprimido desde la superficie, transmitidos a través de tuberías dedicadas bajo tierra para conducir la broca para la acción de impacto. Con los avances tecnológicos, grandes equipos como Jumbos de perforación de rocas de múltiples brazos han reemplazado gradualmente las operaciones manuales, generalmente utilizando sistemas hidráulicos como fuerza impulsora, mejorando en gran medida la eficiencia operativa y la seguridad. Equipo de perforación de roca rotativa: a diferencia de la perforación de impacto, el equipo de perforación de roca rotativa se basa en la rotación de alta velocidad de la broca, combinada con presión axial, para moler gradualmente la roca, adecuada para rocas de dureza suave y media. Los interruptores de roca rotativos, especialmente los ejercicios eléctricos de carbón ampliamente utilizados en la industria del carbón, son ejemplos típicos de este tipo. Debido a la dificultad de las capas de roca débiles para resistir las cargas de impacto, el equipo rotativo se convierte en la opción preferida, no solo evita efectivamente los peligros de seguridad causados ​​por la fragmentación de rocas, sino también garantizando la precisión y eficiencia de los agujeros de perforación. Los principios de trabajo de estos dos equipos de perforación de rocas son diferentes. Los ejercicios de roca de impacto proporcionan una fuerza de impacto para conducir la broca para impactar la roca. En este proceso, también se requiere rotación para eliminar el polvo de roca y formar el orificio de explosión final. Los simulacros de roca rotativa usan presión axial y par para lograr la ruptura y el avance de la roca. Durante la rotación, también se puede quitar el polvo de roca.

II. Principios de trabajo y detalles técnicos Principio de funcionamiento de los ejercicios de roca de impacto

Estos dispositivos usan energía generada por el aire comprimido o los sistemas hidráulicos para convertirse en una fuerza de impacto de alta frecuencia, transmitida a la broca de taladro montada al final a través de la varilla de perforación. El impacto, acompañado de la rotación a baja velocidad de la broca de perforación, facilita la eliminación de esquejes de perforación, formando agujeros limpios. La acción combinada de impacto y rotación garantiza una perforación eficiente en rocas duras. Principio de trabajo de los taladros de roca rotativa: depende principalmente de la rotación de alta velocidad de la broca y la presión axial, el filo de corte en la broca de taladro corta continuamente la superficie de la roca, y la fuerza centrífuga generada por la rotación elimina los chips de roca. Este modo de trabajo es adecuado para capas de roca más suaves o medianas que no son adecuadas para la perforación de impacto. Iii. Componentes clave y tipos de brocas Los componentes centrales de los equipos de perforación de rocas incluyen, entre otros, varillas de perforación y brocas. La varilla de perforación, también conocida como varilla de plomo, sirve como un puente que conecta la plataforma de perforación y la broca de perforación, desempeñando un papel importante en la transmisión de potencia y guía. Su material y diseño estructural afectan directamente la eficiencia de perforación y la durabilidad. Las formas de varilla de perforación comúnmente vista varían, con formas hexagonales populares debido a su estabilidad. Los diseños de bits de perforación son más diversos y, según los diferentes métodos de perforación, se pueden dividir en varios tipos, como un solo cruce, doble cruz y en forma de Y. Los bits de perforación de un solo cruce y de doble cruce son más comunes en la perforación de rocas de impacto debido a sus capacidades de ruptura de rocas simples y eficientes, mientras que los brocas en forma de Y demuestran un buen rendimiento de perforación en condiciones específicas. Además, para Jumbos grandes, los brocas de perforación con diseños especiales, como bits de cabeza de columna, pueden adaptarse mejor a los requisitos continuos de operación de alta intensidad. IV. Progreso tecnológico y tendencias de desarrollo El desarrollo de la tecnología de perforación de rocas siempre ha girado en la mejora de la eficiencia operativa, reduciendo el consumo de energía, la mejora de la seguridad y la protección del medio ambiente. Desde los ejercicios de roca neumática iniciales hasta los jumbos de perforación de rocas múltiples con manejo hidráulico actual, e incluso robots avanzados de perforación de rocas, cada innovación tecnológica ha mejorado significativamente la eficiencia de la construcción y la seguridad operativa. La aplicación de tecnología inteligente permite que los equipos de perforación de rocas tengan un mayor nivel de automatización y funciones de control remoto, reduciendo la necesidad de la participación directa del personal en operaciones de alto riesgo y mediante un control preciso, mejorando la precisión y consistencia de los agujeros de perforación. El equipo de perforación de rocas es una parte indispensable de los métodos de perforación y explosión, y la optimización continua de su diseño y rendimiento afecta directamente la eficiencia y el costo de la minería y la ingeniería de túneles en su conjunto. En el futuro, con el progreso continuo de la ciencia de los materiales, la fabricación mecánica y la tecnología de la información, los equipos de perforación de rocas serán más inteligentes, eficientes y amigables con el medio ambiente, proporcionando soporte técnico para la construcción de infraestructura global.