จะปรับความถี่การกระแทกและแรงดันของดอกสว่านกระแทกลงหลุมให้เหมาะสมกับความแข็งของหินได้อย่างไร
การจำแนกและลักษณะความแข็งของหิน:
หินอ่อน (เช่น หินดินดาน หินโคลน): หินอ่อนมีความแข็งต่ำและมีความแข็งแรงในการอัดโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10 ถึง 50 เมกะปาสคาล หินประเภทนี้แตกหักได้ง่ายกว่า และแรงยึดเกาะระหว่างอนุภาคก็อ่อน
หินแข็งปานกลาง (เช่น หินปูน หินทราย): หินแข็งปานกลางมีความแข็งปานกลางและมีความแข็งแรงในการอัดประมาณ 50 ถึง 150 เมกะปาสคาล โครงสร้างของหินค่อนข้างหนาแน่น แรงยึดเกาะระหว่างอนุภาคมีมาก และต้องมีแรงกระแทกในระดับหนึ่งจึงจะทำลายหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หินแข็ง (เช่น หินแกรนิต ควอตไซต์): หินแข็งมีความแข็งสูงและมีความแข็งแรงในการอัดมากกว่า 150 เมกะปาสคาล โดยทั่วไป หินแข็งมีโครงสร้างผลึกที่แน่นหนาและมีความแข็งสูง จึงแตกหักได้ยาก
การปรับความถี่ของการกระแทก
หินอ่อน: ในหินอ่อน เนื่องจากหินแตกง่าย ความถี่การกระทบของดอกสว่านเจาะกระแทกในหลุมจึงค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไป ความถี่การกระทบสามารถตั้งได้ที่ 30 ถึง 50 ครั้งต่อนาที ความถี่ดังกล่าวเพียงพอสำหรับให้ดอกสว่านเจาะหินแตกได้ โดยหลีกเลี่ยงการสึกหรอที่ไม่จำเป็นของดอกสว่านและผนังหลุมอันเนื่องมาจากแรงกระแทกที่มากเกินไป ตัวอย่างเช่น ในชั้นหินดินดาน ความถี่การกระทบที่ต่ำลงจะช่วยให้ดอกสว่านเจาะหินแตกได้ทีละน้อย และสามารถควบคุมความเร็วของการเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อป้องกันไม่ให้การเจาะมากเกินไปทำให้ผนังหลุมไม่มั่นคง
หินแข็งปานกลาง: สำหรับหินแข็งปานกลาง จำเป็นต้องเพิ่มความถี่ในการกระแทกให้เหมาะสม โดยปกติแล้วสามารถปรับความถี่ในการกระแทกได้ 50-80 ครั้งต่อนาที ความถี่ที่สูงขึ้นสามารถสร้างแรงกระแทกได้เพียงพอที่จะทำให้หัวเจาะสามารถทำลายพันธะระหว่างอนุภาคแร่ธาตุในหินได้อย่างรวดเร็ว จึงสามารถเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยกตัวอย่างเช่น หินปูน การเพิ่มความถี่ในการกระแทกให้เหมาะสมจะช่วยให้หัวเจาะสามารถรับมือกับหินปูนที่มีความแข็งปานกลางและโครงสร้างที่ค่อนข้างหนาแน่นได้ดีขึ้น
หินแข็ง: ในสภาพแวดล้อมที่เป็นหินแข็ง ความถี่ในการกระทบควรสูงกว่าปกติเพื่อให้สามารถกระทบหินแข็งได้ โดยทั่วไป ความถี่ในการกระทบสามารถตั้งได้ประมาณ 80-120 ครั้งต่อนาที ตัวอย่างเช่น ในชั้นหินแกรนิต แรงกระแทกที่มีความถี่สูงสามารถรวมแรงเพื่อกระทบโครงสร้างผลึกแข็งของหินแกรนิตได้ ทำให้หัวเจาะสามารถเจาะเข้าไปในหินได้ทีละน้อย อย่างไรก็ตาม ความถี่ในการกระทบที่สูงเกินไปอาจทำให้หัวเจาะร้อนเกินไปและสึกหรอมากเกินไป และต้องพิจารณาปัจจัยอื่นๆ อย่างครอบคลุมเพื่อให้เกิดความสมดุล
การปรับแรงดัน
หินอ่อน: หินอ่อนต้องการแรงเจาะน้อยกว่าเนื่องจากมีความแข็งแรงในการอัดต่ำ โดยทั่วไป แรงเจาะสามารถควบคุมได้ระหว่าง 1,000 - 3,000 นิวตัน แรงเจาะที่น้อยกว่าจะทำให้หัวเจาะกระแทกและบดหินอ่อนได้อย่างมั่นคง ขณะเดียวกันก็ลดการสึกหรอของหัวเจาะได้ ตัวอย่างเช่น ในหินโคลน แรงเจาะที่ต่ำกว่าจะทำให้หัวเจาะเจาะหินได้อย่างราบรื่นและรักษาสภาพการเจาะที่ดีไว้ได้
หินแข็งปานกลาง: หินแข็งปานกลางต้องใช้แรงกดที่มากขึ้นเพื่อให้เกิดการกระแทกที่มีประสิทธิภาพ โดยสามารถปรับช่วงแรงกดได้ตั้งแต่ 3,000 ถึง 8,000 นิวตัน แรงกดที่เพียงพอสามารถถ่ายโอนพลังงานการกระแทกของหัวเจาะไปยังหินได้อย่างเต็มที่ เอาชนะความแข็งแรงเชิงอัดของหิน และเจาะได้สำเร็จ ในชั้นหินทราย แรงกดที่เหมาะสมสามารถช่วยให้หัวเจาะบดชิ้นส่วนแข็ง เช่น อนุภาคควอตซ์ในหินทรายได้
หินแข็ง: สำหรับหินแข็ง จำเป็นต้องใช้แรงกดที่มากขึ้น โดยปกติแรงกดจะอยู่ที่ 8,000 - 15,000 นิวตันหรือสูงกว่า เนื่องจากหินแข็งมีความแข็งและแรงอัดสูง แรงกดที่เพียงพอเท่านั้นที่จะทำให้หัวเจาะสร้างแรงกระแทกเพียงพอที่จะบดหินได้ หากใช้การควอร์ไทซ์เป็นตัวอย่าง แรงกดที่สูงขึ้นจะทำให้แรงกระแทกของหัวเจาะมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ควรสังเกตว่าแรงกดไม่ควรเกินความสามารถในการรับน้ำหนักของหัวเจาะและแท่นขุดเจาะเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่ออุปกรณ์
ในการก่อสร้างจริง การปรับความถี่และแรงดันของการกระแทกต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น คุณลักษณะของดอกสว่าน ประสิทธิภาพของแท่นเจาะ ความลึกและเส้นผ่านศูนย์กลางของรู และต้องปรับแบบไดนามิกตามสถานการณ์จริงในระหว่างกระบวนการเจาะ (เช่น การระบายตะกรัน การสึกหรอของดอกสว่าน ฯลฯ) เพื่อให้ได้ผลการเจาะที่ดีที่สุด
