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影响凿岩的因素有哪些?

凿岩是指在岩石上钻孔的施工过程,通常使用凿岩机等专用设备完成。凿岩广泛应用于采矿、隧道开挖、建筑地基施工、道路建设等各个领域。在凿岩工程中,为了获得理想的钻孔效果,严格控制钻孔方向至关重要。钻孔方向的任何偏差都会影响钻孔效果,甚至影响工程的整体质量和进度。那么,除了钻孔方向之外,还有哪些因素会影响凿岩效果呢?

施工环境

施工环境主要包括岩石硬度和岩体地质条件两个方面。

岩石硬度

岩石硬度

岩石硬度对凿岩有显著影响。一方面,岩石硬度与凿岩效率直接相关。较高硬度的岩石需要更大的冲击力和扭矩来破碎岩层,这会显著降低凿岩速度。相反,较软的岩石内部结构相对松散,破碎所需的能量较少,因此凿岩速度相对较快。

另一方面,不同硬度的岩石对凿岩设备的性能要求也不同。高硬度岩石需要更大的冲击力和扭矩才能破碎,这对凿岩机的功率和耐用性提出了更高的要求。如果设备选型不当,在硬岩中钻孔不仅效率低,还会加速设备的磨损,增加维护成本和时间。在软岩中,虽然凿岩难度相对较低,但也可能发生孔壁坍塌等问题。还需要合理选择施工工艺和设备参数,确保凿岩质量。

岩体地质条件

在凿岩过程中,实际钻进过程对钻斜有着至关重要的影响,尤其是在地质条件复杂多变的岩层中钻进时。一般来说,钻斜程度与钻孔深度有着密切的关系,通常呈正相关,即钻孔深度越大,钻斜程度往往越大。从实践经验来看,凿岩钻头与岩层之间的钻进角度是一个不可忽视的重要因素。

当该角度小于15°时,凿岩钻头的钻进方向容易与岩石节理面平行。这是因为在这种情况下,凿岩钻头在钻进过程中受到的岩石阻力在平行于节理面的方向上分布较为均匀,凿岩钻头容易沿节理面推进,导致钻进方向发生偏差。例如,在质地均匀的岩层中钻进时,只要设备性能良好、操作规范,就能实现相对精准的钻进,有效减少钻偏的发生。

施工技术和工具

施工技术

施工技术和工具

施工工艺在凿岩过程中也起着至关重要的作用。在实际施工过程中,如果存在施工工序不平行、相互交叉影响、协调性差等问题,都会制约凿岩效率。在凿岩过程中,工序的平行性至关重要。合理安排各工序,减少相互干扰,可以提高整体作业效率。例如,如果能够高效地协调各施工工序,可以避免时间浪费,加快掘进速度。此外,工序协调的好坏也影响凿岩效果。只有各环节紧密配合,凿岩作业才能顺利进行。

钻杆的选择

在其他钻进条件相同的情况下,钻杆直径越大,钻孔的直线度越高。此外,大直径钻杆可以增加凿岩工具的刚性,保证钻头不摆动,有利于岩屑顺利排出孔外。因此,在凿岩工具前端通常会安装一根直径大于钻杆的导杆,直接用于钻凿直径大于127mm的孔,以保证所钻孔具有较高的直线度。

凿岩钻头的选择

凿岩钻头的结构和形状也会影响钻孔偏差。钻孔时,无论凿岩钻头形状如何,为了获得最佳的钻孔直线度,磨损的钻头必须及时重磨,以恢复硬质合金齿尖的形状,保持硬质合金的完整性。特别是在刃部球面磨削时,不仅要磨掉球面,还要磨掉裙体的钢体,将裙体的整个侧面磨掉,而不是只磨掉靠近球面根部的钢体。

爆破及方法

爆破及方法

爆破方法也是影响凿岩效果的重要因素。爆破方案的各项参数对凿岩效果都有很大的影响。一般而言,合理的爆破方法,包括掏槽法和装药法,可以有效改善凿岩效果,提高岩石破碎质量,从而促进隧道掘进工作的高效进行。

劳工组织与管理

劳工组织与管理

在凿岩工程中,劳动力组织与管理对凿岩效果的影响是多方面的。例如,施工人员数量和设备的配置需要根据施工实际情况确定。当人员过多而设备过少时,容易出现组织协调不力、交接不规范等问题。反之,如果盲目引进多种设备,而人员数量与设备数量之比过低,由于工人对新设备不熟悉,也会出现设备维护不及时、管理不当、操作不规范等问题。这些劳动力组织与管理方面的问题都会影响凿岩效率和整体工程效果。

其他因素

影响凿岩的因素

除了以上几点之外,还有很多其他因素也会影响钻孔,虽然不可能完全避免钻孔偏差,但是我们可以通过一些方法来减少偏差,以免影响整个凿岩钻孔工程的进度。

具体方法如下:

选用硬度高、刚性好、直线度好的钻杆,并使钻孔直径尽量接近钻杆直径。

采用新型管状导杆,降低钻杆断裂的概率。

采用钻孔精度高的凿岩设备,减少钻孔偏差。

保证正确的推进力,提高凿岩钻具的转速也可以减少钻孔偏差。

分段钻浅孔也可以减少偏差。

结论

综上所述,影响凿岩的因素是多方面的,涵盖了施工环境、施工工艺、施工机具、爆破方法、劳动组织与管理等,这些因素相互交织,共同影响凿岩效果。在实际工程中,只有综合考虑这些因素,根据具体情况选择合适的设备,优化爆破方案,改进施工工艺,才能获得高效、安全的凿岩效果,确保凿岩工程的顺利推进。

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