Mga Pagkabigo ng Mining Drill Rod: Bakit Ang Iyong String ay Kasinghusay Lamang ng Pinakamahina Nitong Sinulid

Isang kaibigan ko ang nagpapatakbo ng isang sublevel stoping operation sa Australia. Noong nakaraang taon, ipinakita niya sa akin ang kanyang rod consumption log — 320 rod sa loob ng anim na buwan, halos doble ng nasusunog sa katabing minahan. Parehong bato. Parehong rig. Ang pagkakaiba ay dahil sa isang bagay: walang sinuman sa kanyang crew ang tinuruang magbasa ng mga pattern ng pagkabigo.

""" Itatapon mo na lang sila kapag tumigil na sila sa pagtatrabaho, " sabi niya.

At iyan ang problema. Ang mga mining drill rod — yung tipong pinapaandar mo nang may sampu, labinlima, minsan dalawampu sa isang face drilling rig — ay hindi karaniwang nasisira nang walang babala. Naipapakita nila ang problema. Kailangan mo lang malaman kung ano ang iyong tinitingnan.

Hindi tulad ng mga jumbo sa pag-tunnel, kung saan isang rod lang ang humahawak ng buong bigat ng martilyo, ang mga mining rig rod ay naghahati-hati sa bigat sa isang mahabang tali. Binabago nito ang profile ng pagkabigo. Ang ilang mga failure mode na nakikita mo sa mga jumbo ay halos hindi naipapakita sa pagmimina. Ang iba, tulad ng internal thread wear at bending, ay nagiging dominant dahil pinapalakas ng tali ang maliliit na depekto sa bawat coupling.

Narito ang limang uri ng pagkabigo na lumalabas sa mga mining rig, na niraranggo ayon sa kung gaano kadalas talaga itong nangyayari sa ilalim ng lupa.

1. Pagkasuot ng Sinulid — Nauuna ang mga Panloob na Sinulid

Ito ang numero unong mamamatay-tao, at narito ang detalyeng ikinagugulat ng mga tao: sa mga mining rod, angpanloobAng sinulid (ang dulo ng kahon) ay karaniwang nauuna sa pagkasira ng panlabas na sinulid (ang dulo ng aspili).

Apat na bagay ang kumokontrol kung gaano kabilis masira ang iyong mga sinulid:

Kalidad ng paggamot sa init.Ito ang malaking bagay. Ang lalim ng lalagyan, katigasan ng ibabaw, at ang gradient sa pagitan ng matigas na lalagyan at ng mas matigas na core ang nagtatakda kung gaano katagal nananatili ang mga sinulid sa kanilang profile. Ang ideal na microstructure — high-carbon martensite sa ibabaw, mas mababang bainite sa core, na may malawak at unti-unting transition zone sa pagitan ng mga ito — ay hindi madaling makamit. Hindi kasama sa mga murang rod ang mga detalyeng ito.

Tapos na ang sinulid at nagkasya.Ang pagkamagaspang ng ibabaw sa mga gilid ng sinulid ay gumagana tulad ng papel de liha sa ilalim ng karga. Ang mahigpit na kontrol sa tolerance sa geometry ng sinulid ay nangangahulugan na ang karga ay ipinamamahagi sa mas maraming mukha ng sinulid sa halip na tumuon sa dalawa o tatlo.

Mga kondisyon ng lupa.Ang mga nabasag na bato ay kumukuha ng mga baras. Ang paglihis ng butas ay naglalagay ng mga karga sa pagbaluktot sa mga pagkabit. Sa tuwing nagkakabit ang isang baras, ang mga sinulid sa pinakamalapit na pagkabit ay tinatamaan.

Mga gawi sa pagpapanatili.Ang isang ito ay pinapagana ng operator at ganap na maaayos: ang pagpapatakbo ng mga mapurol na bit ay nagpapataas ng paglihis ng butas, na nagpapabilis sa pagkasira ng sinulid. Ang paghahalo ng mga lumang rod sa mga bago sa iisang string — kung saan nakapatong ang mga lumang sinulid sa tabi ng mga bago — ay nagtutuon ng karga sa pinakamahigpit na pagkabit. At ang paggamit ng mga rod mula sa iba't ibang supplier, na ang mga tolerance ng sinulid ay maaaring hindi magkatugma, ay halos katumbas ng pagbilis ng pagkasira.

Mas mahalaga ang panloob na pagkasira ng sinulid sa mga mining string dahil ang bawat rod-to-rod coupling ay may box end. Dalawampung rod ang ibig sabihin ay labinsiyam na panloob na sinulid sa load path. Kung isa lang ang mapadpad, magsisimulang kainin ng buong string ang sarili nito.

2. Bali ng Ugat ng Panlabas na Sinulid — Ang Limitasyon ng Pagkapagod

Karamihan sa mga pamalo ay namamatay dahil sa pagkasira bago pa man nila maabot ang limitasyon ng pagkapagod ng kanilang mga sinulid. Ngunit kapag ang isang pamalo ay patuloy na lumampas sa buhay ng serbisyo nito nang walang nakikitang pagkasira, ang susunod na nasisira ay karaniwang ang panlabas na ugat ng sinulid.

Ang ugat ng sinulid ay isang natural na stress concentrator. Ang bawat impact mula sa martilyo ay nagpapadala ng stress wave sa pamamagitan ng string, at sa bawat coupling, ang wave ay nagrereflect at nagpapatong-patong. Ang ugat ng sinulid sa dulo ng pin ay nakakaranas ng peak tensile stress cycle sa bawat impact.

Ang heat treatment ang nagtatakda ng fatigue threshold. Ang isang rod na may tamang bainite/martensite transition ay kayang humawak ng milyun-milyong cycle. Ang isang rod na may matalas na hardness gradient o surface decarburization ay maagang mababasag.

Ang mga salik sa operasyon ang nagtutulak dito lampas sa gilid: ang madalas na pagkabit ng baras, paglihis ng butas, at mga mapurol na bahagi ay pawang nagdaragdag ng bending stress sa ibabaw ng axial impact. Ang sana'y purong fatigue crack ay nagiging combined-stress failure, at ang baras ay mas mabilis na napuputol kaysa sa inaasahan ng pagsukat.

3. Bali ng Panloob na Sinulid na Hindi Nababagay

Ang bawat panloob na sinulid ay may undercut — ang relief groove sa base ng sinulid na seksyon. Naroon ito ayon sa disenyo, ngunit ito rin ang pinakamanipis na cross-section sa coupling.

Dalawang bagay ang nagpapabigat sa undercut. Una: ang panlabas na sinulid ng mating rod ay naglo-load sa zone na iyon sa bawat hampas, at dahil manipis ito, mas mataas ang stress na nararanasan nito. Pangalawa: kung ang panlabas na ibabaw ng box end ay napupunit dahil sa gasgas mula sa labas, mas lalong humihina ang undercut.

Ang praktikal na solusyon ay ang maghanap ng mga baras na may pinahabang panloob na disenyo ng sinulid. Ang mas mahabang seksyon na may sinulid ay kumakalat ng karga sa mas malaking lawak ng sinulid, na binabawasan ang pinakamataas na stress sa undercut. Ito ay isang simpleng pagbabago sa geometry na nakakagawa ng masusukat na pagkakaiba sa buhay ng tali.

4. Bali sa Katawan ng Rod — Ang Pulang Bandila ng Kontrol sa Kalidad

Bihira ang mga bali sa katawan ng mga mining rod. Kapag nangyari ito nang mag-isa, kadalasan ito ay isang depekto sa materyal — isang pagkakasama sa bakal, isang gumugulong na depekto, isang handling gouge na naging sanhi ng bitak.

Pero kung makakita ka ngbatchng mga bali sa katawan, iba iyon. Iyan ay problema sa heat treatment. Alinman sa hindi pantay ang quench, hindi maayos ang tempering, o mayroong sistematikong isyu sa steel grade. Huwag lang palitan ang mga sirang rod — kumuha ng mga sample mula sa batch at ipadala ang mga ito para sa metallography. Ang isang batch ng mga bali sa katawan ay nagsasabi sa iyo ng isang bagay tungkol sa iyong supplier, hindi sa iyong operasyon.

5. Pagbaluktot ng Rod — Ang String Amplifier

Sa isang malaking tunneling, nakakainis ang bahagyang baluktot na baras. Sa isang mining rig na may 15-rod strings, ito ay kapaha-pahamak.

Ang isang kurba na halos hindi mo mapapansin sa isang baras ay dumarami sa bawat pagkabit. Pagdating sa sampung baras na ang lalim, ang tali ay humahampas sa loob ng butas, sinuot ang bawat gilid ng sinulid, hindi pantay ang pagkarga sa bawat pagkabit, at nagbubutas ng butas na hindi tuwid. Ang baluktot na butas na iyon ay lalong nagpapabaluktot sa susunod na tali.

Kaya naman ang tuwid at konsentrisidad ay mga hindi mapag-aalinlanganang sukatan ng kalidad para sa mga mining rod. Itinutuwid ng isang mahusay na tagagawa ang hilaw na bar stock bago ang pagma-machining, muli pagkatapos ng heat treatment (na palaging nagdudulot ng ilang distortion), at sinusuri ang bawat rod bago ito ipadala. Mahalaga rin ang pag-iimbak at transportasyon — ang mga rod na nakaimbak sa hindi pantay na rack o ipinadala nang walang wastong suporta ay maaaring dumating nang may permanenteng set bago pa man makakita ng butas.

Ang Pattern na Nakakatipid ng Pera

Narito ang napansin ko sa mga operasyon ng pagmimina na talagang sinusubaybayan ang mga pagkasira ng kanilang mga rod: ang mga may pinakamababang gastos kada metro na nabutas ay hindi ang mga bumibili ng pinakamahal na rod. Sila ang tumitingin sa bawat sirang rod at nagtatanong, " Ano ang gustong sabihin sa akin ng isang ito? "

Minsan ang sagot ay " bumili ng mas magagandang pamalo. " Mas madalas, " patalasin ang iyong mga piraso nang mas madalas, " " itigil ang paghahalo ng mga supplier sa iisang string, " o " ang iyong heat treater ay may problema sa batch consistency. "

Nabali ang pamalo. Hindi nagsisinungaling ang pamalo.