ข้อควรระวังในการใช้เครื่องมือเจาะหิน
เหล็กกล้าที่ใช้ในงานเจาะและระเบิดหินนั้นถูกจำกัดด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ ดังนั้นพื้นที่หน้าตัดจึงค่อนข้างเล็ก ชิ้นส่วนที่เรียวบางเหล่านี้ต้องทนต่อการสึกหรออย่างรุนแรง สารกัดกร่อน และแรงกระทำแบบวงจรความถี่สูง ทั้งแรงดึง แรงอัด แรงดัด และแรงบิด ที่ส่งผ่านโดยสว่านเจาะหินที่มีแรงกระแทกสูง อายุการใช้งานอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ไม่กี่สิบชั่วโมงจนถึงมากกว่าหนึ่งร้อยชั่วโมง ขึ้นอยู่กับสภาพการรับแรงและคุณสมบัติของหิน เครื่องมือเจาะหินเป็นหนึ่งในเครื่องมือทางวิศวกรรมที่ใช้แล้วหมดไปซึ่งรับแรงกดดันมากที่สุดในอุตสาหกรรม: มีอายุการใช้งานสั้น ต้องการความเชี่ยวชาญทางเทคนิคสูง และจำเป็นต้องใช้ในปริมาณมาก
ผู้ใช้งานเครื่องมือทุกคนต้องการผลตอบแทนสูงสุดด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด ซึ่งหมายถึงการลดการใช้เครื่องมือ ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตเครื่องมือและผู้ใช้งานจึงควรทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดเพื่อยืดอายุการใช้งานผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพทางเทคนิคแบบร่วมกัน
1. จากมุมมองของผู้ใช้งาน: สิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกซื้อเครื่องมือสำหรับงานหิน
(1) คุณภาพผลิตภัณฑ์สูง
อะแดปเตอร์ก้านเจาะคุณภาพสูงคาดว่าจะใช้งานได้นานกว่า ช่วยลดเวลาหยุดทำงานสำหรับการถอดประกอบและเปลี่ยนชิ้นส่วน ก้านเจาะและดอกสว่านก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน หากก้านเจาะหัก ทั้งก้านเจาะและดอกสว่านอาจสูญหายไป และรูที่เจาะอาจต้องถูกทิ้งไป
ในการเจาะด้วยระบบไฮดรอลิกสมัยใหม่ การเจาะแบบปกติจะทำงานโดยอัตโนมัติสูงและใช้แรงงานทางกายภาพน้อยลง แต่การเปลี่ยนอะแดปเตอร์ก้านเจาะ การดึงก้านเจาะที่หัก หรือการลับคมดอกเจาะใหม่ จะทำให้เสียเวลาทำงานและเพิ่มความเข้มข้นของแรงงานและต้นทุนการดำเนินงาน ดังนั้น ผู้ใช้จึงให้ความสำคัญไม่เพียงแค่ราคา แต่ให้ความสำคัญกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์มากกว่า
(2) อัตราการเจาะที่ดีที่สุดที่เป็นไปได้
ในการเจาะขนาดใหญ่ นอกเหนือจากค่าแรงและค่าซื้อเครื่องมือแล้ว ต้นทุนอื่นๆ ที่ขึ้นอยู่กับเวลาส่วนใหญ่ก็ถือเป็นต้นทุนคงที่เช่นกัน เนื่องจากต้นทุนเครื่องมือคิดเป็นสัดส่วนใหญ่ของต้นทุนการเจาะ การเจาะที่เร็วขึ้นจึงช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างโดยรวมได้โดยตรง นี่คือเหตุผลที่ผู้ใช้งานให้ความสำคัญกับความเร็วในการเจาะเป็นอย่างมาก
(3) ค่าเบี่ยงเบนรูระเบิดขั้นต่ำ
ในการระเบิดหินขนาดกลางและขนาดลึก การเบี่ยงเบนของรูเจาะจะลดปริมาณการบรรจุวัตถุระเบิดและประสิทธิภาพการเว้นระยะห่างของรูเจาะ ซึ่งส่งผลให้ผลผลิตลดลง ดังนั้นผู้ใช้งานจึงต้องการรูเจาะที่มีความตรงสูง โดยทั่วไปต้องอยู่ในขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่แคบมาก
สาเหตุหลักของการเบี่ยงเบน ได้แก่:
ข้อผิดพลาดในการเข้าปลอกที่จุดเริ่มต้นของรูเจาะ
ข้อผิดพลาดในการทำเครื่องหมายรู/การจัดแนว
ความคลาดเคลื่อนของความตรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเจาะเนื่องจากพฤติกรรมของเครื่องมือ
ด้วยแท่นขุดเจาะแบบไฮดรอลิกเต็มรูปแบบหรือควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ข้อผิดพลาดสองประการแรกสามารถลดลงได้อย่างมาก ทำให้การเบี่ยงเบนที่เกิดจากโครงสร้างของเครื่องมือเป็นปัจจัยหลักที่เหลืออยู่ การเบี่ยงเบนมักจะเพิ่มขึ้นตามความลึกและในที่สุดอาจทำให้ต้องทิ้งรูเจาะ วิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการลดหรือขจัดความเบี่ยงเบนคือการใช้เครื่องมือเจาะหินแบบมีไกด์
2. การวิเคราะห์การสึกหรอและสาเหตุของความเสียหายของเครื่องมือตัดหิน
(1) การเบี่ยงเบนในสายเจาะ
หากอะแดปเตอร์ก้านเจาะ ปลอกข้อต่อ และก้านเจาะไม่ตรงศูนย์กลาง จะเกิดการเสียรูปจากการดัดงอ ทำให้เกิดความเครียดและข้อต่อไม่แน่น ส่งผลให้เกิดการหลวม
(2) แรงดันป้อน
แรงดันต่ำเกินไป: ประสิทธิภาพการเจาะทะลุลดลง; ชิ้นส่วนหลวม; การสูญเสียการถ่ายโอนพลังงานเพิ่มขึ้น; การแยก/การกระแทกเล็กๆ ซ้ำๆ ที่หน้าสัมผัสทำให้เกิดความเครียดสูง สัญญาณทั่วไป: ความร้อนสูงเกินไปและการคลิก/การสั่นที่ข้อต่อ ความร้อนสูงเกินไปจะเร่งการสึกหรอของเกลียวและอาจทำให้เกิดหลุมกัดกร่อนได้
สูงเกินไป: ความเร็วในการหมุนของดอกสว่านลดลง ความเสี่ยงต่อการติดขัดเพิ่มขึ้น และความเค้นดัดงอของก้านเพิ่มขึ้น
(3) แรงดันกระแทก
การตั้งค่าแรงกระแทกที่ไม่เหมาะสมส่งผลโดยตรงต่อพฤติกรรมการหมุน ประสิทธิภาพการเจาะ และอายุการใช้งานของเครื่องมือ
(4) ความเร็วรอบ
ความเร็วรอบต้องเหมาะสมกับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่านและความถี่ในการกระแทก ดอกสว่านขนาดใหญ่ต้องการความเร็วรอบต่ำกว่า ความเร็วรอบที่สูงเกินไปจะทำให้โครงสร้างการตัดรอบข้างเสียหาย
(5) การตั้งค่าแรงดัน/แรงบิดการหมุน
แรงกดในการหมุนที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ ช่วยป้องกันการติดขัดและจำเป็นต่อการหมุนที่มั่นคง แรงกดในการหมุนทีละน้อยยังเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาความตึงของสาย การตึงไม่เพียงพออาจทำให้เกิดข้อต่อร้อน เกลียวหลุดลอก เกลียวสึกหรอก่อนกำหนด และอาจถึงขั้นแตกหักได้
(6) การปฏิบัติการปฏิบัติงานที่ไม่เหมาะสม
การนำชิ้นส่วนเครื่องมือที่ใช้งานหนักมาผสมกับชิ้นส่วนใหม่ อาจทำให้อายุการใช้งานโดยรวมสั้นลง การกระทำอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดความเสียหาย ได้แก่ การจัดแนวที่ไม่ถูกต้องขณะประกอบแกนเกลียว สิ่งสกปรก/ทรายในเกลียว และการประกอบเกลียวโดยไม่ใช้สารหล่อลื่น
การ "ตอกเปล่า" (การตอกโดยที่หัวตอกไม่สัมผัสกับหินอย่างมีประสิทธิภาพ) นั้นเป็นอันตรายอย่างยิ่งและต้องหลีกเลี่ยง
3. ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์การเจาะและประสิทธิภาพการเจาะ
แรงดันกระแทก
แรงกระแทกที่สูงขึ้นจะเพิ่มความเร็วของลูกสูบและพลังงานกระแทก เมื่อหัวเจาะสัมผัสกับหินแข็งที่สมบูรณ์ พลังงานคลื่นกระแทกจะถูกนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด หากการสัมผัสระหว่างหัวเจาะกับหินไม่ดี พลังงานจะสะท้อนกลับไปยังท่อเจาะในรูปของคลื่นดึงแทนที่จะเข้าไปในหิน
พลังงานกระแทกสูงสุดต่อการตีหนึ่งครั้งจะถูกใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่เฉพาะในหินที่มีความแข็งเพียงพอเท่านั้น ในหินที่อ่อนกว่า ควรลดแรงดัน/พลังงานกระแทกเพื่อจำกัดการสะท้อนกลับที่เป็นอันตราย
สำหรับการตั้งค่าแรงกระแทกใดๆ แรงดันที่สูงขึ้นหมายถึงความเค้นที่สูงขึ้นในหน้าตัดเหล็กของดอกสว่าน เพื่อยืดอายุการใช้งานของก้านและอะแดปเตอร์ก้านให้ยาวนานที่สุด แรงดันใช้งานต้องตรงกับความสามารถของชุดเครื่องมือเสมอ
แรงดันป้อน
แรงป้อนช่วยให้ดอกสว่านสัมผัสกับหินอย่างแน่นหนาในขณะที่ยังคงหมุนได้ แรงป้อนต้องเหมาะสมกับแรงกระแทก
การกำหนดแรงป้อนที่เหมาะสมจะช่วยให้การเจาะประหยัดที่สุด
แรงป้อนที่ต่ำเกินไปจะลดอัตราการเจาะและทำให้ข้อต่อเกลียวหลวม ข้อต่อร้อนจัดและมีเสียงดังบ่งบอกว่าการตั้งค่าแรงป้อนต่ำเกินไป หากยังคงเจาะต่อไปโดยที่ข้อต่อหลวม การสูญเสียพลังงานและอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น ทำให้เกลียวไหม้และแตกหักได้
แรงป้อนที่สูงเกินไปจะลดรอบการหมุนและประสิทธิภาพการเจาะ เพิ่มความเสี่ยงต่อการติดขัด และอาจทำให้รูเจาะเบี่ยงเบนมากขึ้นเนื่องจากสายเจาะมีแนวโน้มที่จะงอ
ความเร็วรอบ
การหมุนจะช่วยกำหนดตำแหน่งใหม่ของดอกสว่านสำหรับการกระแทกครั้งต่อไป สำหรับดอกสว่านแบบปุ่ม การกำหนดตำแหน่งรอบนอกระหว่างการกระแทกแต่ละครั้งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 10 มม. ดังนั้นความเร็วรอบจึงต้องปรับตามความถี่ในการกระแทกและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่าน ดอกสว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ขึ้นจะต้องการความเร็วรอบที่ต่ำกว่า ความเร็วรอบที่สูงเกินไปจะทำให้ปุ่มวัด/โครงสร้างขอบสึกหรอเร็วขึ้น
4. ข้อควรระวังในการใช้งานจริง
ก่อนใส่แท่งเจาะ ให้ตั้งค่าแรงกระแทก แรงดันป้อน ความเร็วรอบ และแรงดันหน่วง/บัฟเฟอร์ให้เหมาะสมกับสภาพทางธรณีวิทยาจริง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ต่างๆ ตรงกับความแข็งของหินและประเภทของชั้นหิน
ในระหว่างการเจาะ ให้รักษาแนวศูนย์กลางของชุดเครื่องมือให้ตรงกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการงอเสียรูปของอะแดปเตอร์ก้านเจาะ แท่งเจาะ และดอกเจาะ
ป้องกันการยิงโดยไม่มีกระสุน หากเกิดเหตุการณ์ดังกล่าว ให้หยุดการเจาะทันทีเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายร้ายแรงต่อเครื่องมือ
หลังจากดึงแท่งโลหะแต่ละแท่งออกแล้ว ให้ทาจาระบีหล่อเย็นที่ปลายเกลียวของแท่งโลหะและบริเวณข้อต่อแบบปลดเร็ว
หลังจากเจาะรูระเบิดแล้ว ข้อต่อเกลียวจะร้อนและอาจมีเศษหินและน้ำจากเหมืองอยู่ สารหล่อลื่นหล่อเย็นจะช่วยหล่อลื่น ลดอุณหภูมิ ป้องกันการกัดกร่อน และเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของเกลียวในระหว่างการถอดก้านเจาะ ควรหลีกเลี่ยงการเขย่าหรือสั่นก้านเจาะซ้ำๆ ซึ่งเป็นหนึ่งในพฤติกรรมที่สร้างความเสียหายมากที่สุดต่อก้านเจาะ
หากข้อต่อเกลียวคลายออกยาก ให้ฉีดสารหล่อลื่นเข้าไปในบริเวณเกลียวก่อน จากนั้นจึงค่อยคลายออกหรือใช้การสั่นสะเทือนอย่างควบคุม วิธีนี้จะช่วยลดความเสียหายโดยตรงต่อเกลียวได้
ในระหว่างการสั่นสะเทือนของก้านเจาะ แรงดันกระแทกอาจสูงถึงเกือบ 200 บาร์ แรงกระแทกความถี่สูงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดการกระจุกตัวของความเค้น การสั่นสะเทือนซ้ำๆ บวกกับความร้อนสามารถทำให้เกิดการสึกหรอแบบยึดติด/จุดไหม้จากการเชื่อมเย็น และหลุมกัดกร่อนที่ปลายเกลียว และในกรณีที่รุนแรงอาจเกิดหลุมหลอมเหลวเฉพาะจุดได้ ข้อบกพร่องเหล่านี้กลายเป็นจุดเริ่มต้นของความล้าและอาจทำให้ก้านเจาะเสียหายก่อนกำหนด
