การจับคู่หัวเจาะและดอกเจาะ DTH: เหตุใดปัญหาการเจาะหินแข็งจึงมักเกิดจากการไม่เข้ากันของอุปกรณ์
ถ้าคุณเคยยืนอยู่ข้างแท่นขุดเจาะ DTH ในหินแกรนิตแข็งๆ แล้วเห็นอัตราการเจาะค่อยๆ ช้าลงจนหยุดนิ่ง ในขณะที่คอมเพรสเซอร์ส่งเสียงดังลั่นเต็มกำลัง คุณคงเคยได้ยินใครบางคนพูดว่า: “หินก้อนนี้แข็งเกินไป” และบางครั้งมันก็เป็นความจริง แต่บ่อยครั้งกว่านั้น หินนั้นแข็งตามที่ควรจะเป็นอยู่แล้ว ปัญหาคือชุดหัวเจาะและค้อนถูกเลือกใช้สำหรับงานที่แตกต่างกัน
การเจาะรูเป็นระบบที่ซับซ้อน ค้อน ดอกสว่าน แรงดันอากาศ และหิน ต้องทำงานประสานกันอย่างลงตัว เมื่อใดที่สิ่งเหล่านี้ไม่สอดคล้องกัน คุณจะพบกับอาการที่ทุกคนโทษว่าเป็นเพราะพื้นดิน เช่น การเจาะช้า ดอกสว่านติด การสึกหรอมากเกินไป และรูเจาะเบี่ยงเบนไปจากแนวที่กำหนด หากแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ หินก็จะให้ความร่วมมือมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
มาตรฐาน 115 มิลลิเมตร: เมื่อใดที่ค้อนขนาด 4 นิ้ว คือตัวเลือกที่ชาญฉลาด
สำหรับการเจาะรูระเบิด บ่อน้ำ และการเจาะสำรวจในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 115 มิลลิเมตร ผ่านชั้นหินที่มีความแข็งปานกลางถึงแข็งมาก เช่น หินปูน ชั้นถ่านหิน และแหล่งแร่ทองคำและโมลิบเดนัมส่วนใหญ่ หัวเจาะ DTH ขนาด 4 นิ้ว ที่จับคู่กับดอกเจาะขนาด 115 มิลลิเมตร เป็นชุดอุปกรณ์ที่ให้ความสมดุลระหว่างความเร็ว ต้นทุน และความน่าเชื่อถือได้ดีกว่าอุปกรณ์อื่นๆ ในระดับเดียวกัน
ทำไมต้องใช้ขนาด 4 นิ้วสำหรับดอกสว่าน 115 มม.? เพราะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกสูบในค้อนขนาด 4 นิ้วนั้นมีพื้นที่หน้าสัมผัสเพียงพอที่จะส่งพลังงานกระแทกได้มากพอที่จะตรงกับพลังงานที่หน้าดอกสว่านขนาด 115 มม. สามารถรับได้ หากใช้ค้อนขนาดเล็กกว่า เช่น ค้อนขนาด 3.5 นิ้วที่ใช้กับดอกสว่าน 115 มม. ผ่านอะแดปเตอร์ พลังงานกระแทกต่อการตีแต่ละครั้งจะต่ำเกินไปสำหรับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่าน หน้าดอกสว่านจะไม่ได้รับความหนาแน่นของพลังงานเพียงพอที่จะสร้างหลุมเจาะที่เหมาะสมในหินแข็ง และอัตราการเจาะก็จะลดลงแม้ว่าคอมเพรสเซอร์จะทำงานหนักเท่าเดิมก็ตาม
หากใช้ค้อนขนาดใหญ่ขึ้น เช่น ค้อนขนาด 5 นิ้ว กับดอกสว่านขนาด 115 มม. คุณจะส่งพลังงานเข้าไปในดอกสว่านมากกว่าที่ตัวดอกสว่านและเม็ดมีดคาร์ไบด์ได้รับการออกแบบมาให้รับมือได้ พลังงานส่วนเกินนั้นไม่ได้ทำให้การเจาะเร็วขึ้น แต่จะกลายเป็นแรงกระแทกที่ทำให้เม็ดมีดคาร์ไบด์บิ่น ก้านดอกสว่านบุบ และส่งแรงสั่นสะเทือนขึ้นไปตามสายสว่าน ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของทุกอย่างที่อยู่เหนือค้อนสั้นลง
การจับคู่ขนาด 4 นิ้ว/115 มม. นั้นลงตัวที่สุดแล้ว ค้อนทำงานเร็วพอที่จะรักษาความถี่ในการกระแทกสูง ซึ่งสำคัญมากในงานเจาะหินแข็งที่ต้องการการกระแทกหลายครั้งต่อนาที แต่การกระแทกแต่ละครั้งก็มีพลังงานมากพอที่จะทำให้หินแตกได้ แทนที่จะแค่กระดอนออกไป และเนื่องจากระบบไม่ได้มีแรงดันมากเกินไป การใช้ลมจึงอยู่ในระดับที่จัดการได้ คุณไม่ต้องเปิดคอมเพรสเซอร์ที่รอบสูงสุดตลอดทั้งกะเพียงเพื่อให้ค้อนทำงานต่อเนื่อง
ในทางปฏิบัติแล้ว ชุดอุปกรณ์นี้สามารถเจาะหินปูนและหินถ่านหินได้อย่างสบายๆ ด้วยแรงดันอากาศปานกลาง สำหรับหินที่แข็งกว่า เช่น หินแกรนิต หินบะซอลต์ หินควอตไซต์ คุณจะต้องเพิ่มแรงดัน แต่หัวเจาะและดอกสว่านได้รับการออกแบบมาให้รับแรงดันนั้นได้ โปรไฟล์ของปุ่มคาร์ไบด์บนดอกสว่าน DTH ขนาด 115 มม. ที่ได้มาตรฐานสำหรับหินแข็งจะเป็นทรงกลมหรือทรงกระสุนมากกว่าทรงกรวย ทำให้ทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีขึ้น แต่แลกมาด้วยความเร็วในการเจาะที่ลดลงเล็กน้อย การแลกเปลี่ยนนี้คุ้มค่าเมื่อทางเลือกอื่นคือปุ่มบิ่นและดอกสว่านหลุดกลางรู
ความท้าทาย 140 มิลลิเมตร: เมื่อคุณต้องการทุกอย่างที่ใหญ่ขึ้น
เมื่อเปลี่ยนไปเจาะรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 140 มม. ในชั้นหินที่มีความแข็งสูง เช่น แร่เหล็ก หินทองแดงเนื้อแน่น หรือหินบะซอลต์ที่ไม่ผุพัง สถานการณ์จะเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง พื้นที่หน้าตัดของดอกสว่านจะเพิ่มขึ้นเกือบ 50% เมื่อเทียบกับขนาด 115 มม. ซึ่งหมายความว่าค้อนต้องส่งพลังงานกระแทกมากขึ้นตามสัดส่วนต่อการกระแทกแต่ละครั้ง เพื่อรักษาระดับความหนาแน่นของพลังงานที่หน้าหินให้เท่าเดิม ค้อนขนาด 4 นิ้วทำไม่ได้ คุณต้องใช้ค้อนขนาด 5 นิ้ว
หัวเจาะ DTH ขนาด 5 นิ้ว มีลูกสูบขนาดใหญ่กว่าและระยะชักยาวกว่า ทำให้เกิดแรงกระแทกที่ลึกและหนักกว่า ซึ่งเป็นสิ่งที่หัวเจาะขนาด 140 มม. ต้องการเพื่อเจาะหินแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความถี่ในการกระแทกจะต่ำกว่าหัวเจาะขนาด 4 นิ้ว ซึ่งเป็นข้อแลกเปลี่ยนกับพลังงานต่อการกระแทกที่สูงกว่า แต่ในหินแข็งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ พลังงานในการกระแทกมีความสำคัญมากกว่าความถี่ในการกระแทก การกระแทกหนักๆ ร้อยครั้งที่ทำให้หินแตกจริงๆ จะเจาะรูได้เร็วกว่าการกระแทกเบาๆ สองร้อยครั้งที่แค่ทำให้ผิวหินแตก
การออกแบบดอกสว่านก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ดอกสว่าน DTH ขนาด 140 มม. สำหรับหินแข็งต้องการตัวดอกสว่านที่แข็งแรงกว่าและมีช่องสำหรับเศษหินที่ลึกกว่าเพื่อรองรับปริมาณเศษหินที่มากขึ้นต่อเมตร รูระบายความร้อนมีขนาดใหญ่ขึ้นและวางตำแหน่งให้ลมพัดไปยังจุดที่แถบวัดต้องการระบายความร้อนอย่างแม่นยำ ปุ่มด้านนอกทำงานมากกว่าปุ่มตรงกลางต่อการหมุนหนึ่งรอบเนื่องจากเคลื่อนที่ไกลกว่า ดังนั้นจึงต้องการการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากกว่า หากการระบายความร้อนไม่ถูกต้องที่บริเวณวัด ปุ่มด้านนอกจะร้อนเกินไปและสึกหรอเร็วเกินไป และเส้นผ่านศูนย์กลางของรูจะเริ่มหดตัวภายในยี่สิบเมตรแรก
การเจาะรูลึกขนาด 140 มม. เพิ่มความซับซ้อนอีกประการหนึ่งคือ การระบายเศษหินและดินในระยะทางไกล ที่ความลึก 50 เมตรขึ้นไป ความเร็วลมในช่องว่างระหว่างท่อเจาะกับฐานอาจลดลงมากพอที่เศษหินและดินที่มีน้ำหนักมากจะเริ่มตกตะกอนแทนที่จะไหลออกไป การใช้ลมที่มากขึ้นของหัวเจาะขนาด 5 นิ้ว ซึ่งเป็นปัจจัยด้านต้นทุนในรูตื้น กลับกลายเป็นข้อดีในรูลึก เพราะปริมาณลมที่มากขึ้นช่วยรักษาความเร็วลมในช่องว่างระหว่างท่อเจาะกับฐานได้ดีขึ้น และทำให้รูเจาะสะอาดขึ้น
วิธีสังเกตความไม่ตรงกันก่อนที่จะส่งผลเสียต่อกะการทำงานของคุณ
สัญญาณของการเลือกค้อนและดอกสว่านที่ไม่เข้ากันจะปรากฏให้เห็นได้เร็ว หากคุณรู้ว่าต้องสังเกตอะไรบ้าง:
อัตราการเจาะลดลงอย่างมากในหินแข็ง แต่คอมเพรสเซอร์ยังทำงานได้ปกติค้อนมีขนาดเล็กเกินไปเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่าน คุณจะไม่ได้รับพลังงานกระแทกมากพอต่อการกระแทกแต่ละครั้งเพื่อทำให้หินแตก ดังนั้นดอกสว่านจึงทำหน้าที่เหมือนกำลังตอกอยู่กับที่
ปุ่มคาร์ไบด์เกิดการบิ่นหรือแตกหักภายในไม่กี่รูแรกหัวค้อนมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับดอกสว่าน พลังงานกระแทกสูงเกินไป และเม็ดมีดคาร์ไบด์ ซึ่งออกแบบมาสำหรับช่วงพลังงานเฉพาะนั้น รับแรงกระแทกเกินขีดจำกัดที่ออกแบบไว้ วิธีแก้ไขคือใช้หัวค้อนขนาดเล็กกว่า หรือใช้ดอกสว่านที่มีเม็ดมีดคาร์ไบด์ที่แข็งแรงกว่าและรับแรงกระแทกได้สูงกว่า
หลุมเจาะกำลังเคลื่อนตัว โดยเฉพาะในระดับความลึกปัญหานี้อาจเกิดจากตัวค้อน (ลูกสูบไม่กระแทกอย่างแม่นยำ) หรือดอกสว่าน (แถวเกจสึกหรอไม่สม่ำเสมอ) แต่ส่วนใหญ่มักเป็นปัญหาเรื่องการจับคู่ที่พลังงานการกระแทกของค้อนไม่ได้กระจายอยู่ตรงกลางของมวลดอกสว่าน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความยาวของก้านดอกสว่านและหัวจับค้อนเข้ากันได้ ดอกสว่านที่สั้นหรือยาวเกินไปสำหรับค้อนจะได้รับการกระแทกที่ไม่ตรงแกน
การใช้อากาศมากเกินไปโดยไม่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพในการระบายอากาศที่สอดคล้องกันคุณกำลังใช้แรงดันสูงกว่าที่ระบบต้องการ ซึ่งมักเกิดจากการที่บางคนพยายามชดเชยความไม่เข้ากันโดยการเร่งกำลังของคอมเพรสเซอร์แทนที่จะแก้ไขการจับคู่หัวเจาะและดอกสว่าน การเพิ่มปริมาณอากาศไม่ได้แก้ไขขนาดหัวเจาะที่ผิดพลาดโดยพื้นฐาน
สรุปแล้ว
ในการเจาะแบบ DTH (Deep Throttle Engine) หัวเจาะและดอกเจาะเป็นคู่ที่เข้ากันได้ดี ถูกออกแบบมาเป็นระบบ ทดสอบมาแล้ว และทำงานร่วมกันเป็นระบบ การผสมยี่ห้อหรือขนาดเพราะคิดว่ามันพอดี หรือเพราะมันมีอยู่ในรถบรรทุก จะทำให้โปรแกรมการเจาะปกติกลายเป็นการแก้ปัญหาไปโดยปริยาย เลือกหัวเจาะให้เหมาะสมกับขนาดรู เลือกดอกเจาะให้เหมาะสมกับหิน และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันถูกออกแบบมาให้ทำงานร่วมกันได้ ทำเช่นนั้นแล้ว หินแข็งจะไม่ใช่ปัญหาอีกต่อไป — มันจะกลายเป็นเพียงงานเท่านั้น
