รูยึดสลักหิน: เหตุใดการเจาะจึงเป็นตัวกำหนดว่าสลักจะยึดได้หรือไม่
สลักยึดหินจะดีได้ก็ต่อเมื่อรูที่เจาะนั้นดี คุณอาจใช้เหล็กเกรดสูงสุด ตลับเรซินที่ดีที่สุด และขันให้แน่นตามข้อกำหนดอย่างสมบูรณ์แบบ แต่ก็ยังอาจล้มเหลวได้หากรูนั้นเจาะในมุมที่ไม่ถูกต้อง ผ่านระนาบการแตกหัก หรือมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ไม่เหมาะสม ประสิทธิภาพของสลักขึ้นอยู่กับรูที่เจาะ และรูนั้นก็ขึ้นอยู่กับดอกสว่านและก้านสว่านที่ใช้เจาะด้วย
การยึดหลังคาด้วยสลักเป็นวิธีการค้ำยันพื้นดินที่พบได้บ่อยที่สุดในการทำเหมืองใต้ดินและการขุดอุโมงค์ และด้วยเหตุผลที่ดี: มันรวดเร็ว ยืดหยุ่น และมีต้นทุนต่ำกว่าการใช้โครงเหล็กหรือการพ่นคอนกรีตมาก แต่ความเร็วและต้นทุนต่ำจะใช้ได้ผลก็ต่อเมื่อการยึดด้วยสลักทำอย่างถูกต้อง นี่คือความหมายของคำว่า "ทำอย่างถูกต้อง" จากมุมมองของการเจาะ — ก่อนที่จะใส่สลักเข้าไป
มุมรู: เรขาคณิตที่กำหนดทุกสิ่ง
สลักยึดหินทำงานโดยการยึดเข้ากับหินที่แข็งแรงซึ่งอยู่เลยแนวรอยแตกหรือแนวที่อ่อนตัวลง จากนั้นจึงใช้แรงดึงเพื่ออัดหินที่หลวมให้ติดกับหินที่มั่นคงด้านหลัง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี สลักจะต้องตัดผ่านชั้นหินในมุมที่เหมาะสม
หลักการพื้นฐานคือ ควรติดตั้งสลักเกลียวให้ตั้งฉากกับพื้นผิวหินทุกครั้งที่ทำได้ สลักเกลียวที่ติดตั้งทำมุมกับพื้นผิวจะทำให้เกิดการกระจายแรงที่ไม่สมมาตร กล่าวคือ ด้านหนึ่งของสลักเกลียวจะรับน้ำหนักมากกว่าอีกด้านหนึ่ง แผ่นรองรับจะไม่แนบสนิท และแรงยึดของสลักเกลียวจะลดลง
ในหินที่มีลักษณะเป็นชั้นหรือเป็นแผ่นบางๆ มุมของสลักเกลียวที่เหมาะสมที่สุดคือตั้งฉากกับระนาบของชั้นหิน ไม่จำเป็นต้องตั้งฉากกับพื้นผิวการขุด สลักเกลียวที่ขนานกับชั้นหินแทบจะไม่ได้ผลอะไรเลย มันเหมือนกับการพยายามตอกตะปูทะลุหน้าหนังสือจากสันหนังสือ หน้าหนังสือยังคงเลื่อนผ่านกันได้เพราะตะปูวางตัวไปในทิศทางที่หน้าหนังสือเลื่อน ไม่ได้วางขวางทิศทางนั้น
การเจาะรูในมุมที่แม่นยำ ในพื้นที่ใต้ดินที่จำกัด ด้วยสว่านมือแบบมือถือ นั้นยากกว่าที่คิด สว่านจะพยายามเลื่อนไปมาเมื่อสัมผัสกับหินครั้งแรก ผู้ปฏิบัติงานต้องต่อสู้กับน้ำหนักของสว่าน พื้นดินอาจไม่เรียบในบริเวณที่ทำเครื่องหมายไว้ และหากรูส่วนแรกไม่กี่เซนติเมตรทำมุมไม่ตรง ส่วนที่เหลือของรูจะทำมุมไม่ตรงเช่นกัน เพราะคุณไม่สามารถควบคุมทิศทางของก้านสว่านที่เรียวได้เมื่อมันเข้าไปอยู่ในหินแล้ว
วิธีแก้ไขอยู่ที่การเตรียมการ: ทำเครื่องหมายตำแหน่งที่จะเจาะรูให้ชัดเจน วางตำแหน่งสว่านให้ก้านสว่านอยู่ในมุมที่ต้องการก่อนที่ดอกสว่านจะสัมผัสกับหิน และเริ่มเจาะด้วยแรงกดเบาๆ และความเร็วรอบต่ำ จนกว่าดอกสว่านจะเจาะทะลุขอบหินได้อย่างสะอาด การเจาะในช่วงไม่กี่วินาทีแรกนั้นจะเป็นตัวกำหนดว่าสลักเกลียวที่จะใส่เข้าไปในรูนั้นจะทำหน้าที่ได้หรือไม่
ความลึกของหลุม: อย่าหยุดแค่ที่รอยแตก
รูยึดที่ตื้นเกินไป—ที่หยุดอยู่ภายในบริเวณที่แตกหักหรือผุกร่อนแทนที่จะเจาะลงไปถึงหินแข็ง—คือรูยึดที่ยึดติดกับวัสดุที่ไม่สามารถรับน้ำหนักได้ เมื่อพื้นดินเคลื่อนตัวครั้งแรก จุดยึดก็จะเคลื่อนตามไปด้วย และน็อตก็จะสูญเสียแรงดึง
ความลึกของหลุมที่ต้องการจะถูกกำหนดโดยความยาวของสลักเกลียว ซึ่งกำหนดโดยลักษณะทางธรณีวิทยา สลักเกลียวต้องยื่นออกไปอย่างน้อย 0.3 ถึง 0.5 เมตร เลยแนวรอยแตกที่คาดการณ์ไว้เข้าไปในหินที่แข็งแรง หากแนวรอยแตกมีความหนา 2 เมตร คุณต้องใช้สลักเกลียวที่มีความยาวอย่างน้อย 2.5 เมตร และหลุมต้องลึกพอที่จะรองรับความยาวทั้งหมดของสลักเกลียวรวมถึงตลับเรซินได้
ฟังดูเหมือนเป็นเรื่องพื้นฐาน แต่สิ่งที่อาจไม่ชัดเจนนักก็คือ ข้อกำหนดเรื่องความลึกของรูเจาะนั้นมีผลต่อการเลือกดอกสว่านและก้านสว่านของคุณ รูเจาะลึก—3 เมตรขึ้นไป ซึ่งพบได้ทั่วไปในเหมืองที่มีปากเปิดขนาดใหญ่—จำเป็นต้องใช้ก้านสว่านที่ยาวพอที่จะเจาะลงไปถึงความลึกนั้นได้โดยไม่ต้องต่อเพิ่มกลางรู ต้องใช้ดอกสว่านที่สามารถเจาะตรงได้ที่ความลึกนั้นโดยไม่เบี่ยงเบน และต้องมีแรงดันน้ำที่แรงพอที่จะชะล้างเศษหินจากรูเจาะที่ยาวกว่าความสูงของผู้ปฏิบัติงานได้
เขตแตกหัก: รูที่คุณมองไม่เห็น
รูยึดที่แย่ที่สุดคือรูที่เจาะตรงเข้าไปในรอยแตกและทะลุออกมาอีกด้านหนึ่งสู่พื้นดินที่หลวม น็อตเข้าไปแล้ว เรซินก็แข็งตัว ทุกอย่างดูเรียบร้อยดี — แต่พอพื้นดินรับน้ำหนักครั้งแรก น็อตก็หลุดออกมาเพราะมันยึดอยู่กับบล็อกที่ไม่ได้ยึดติดกับอะไรที่แข็งแรงเลย
หน้าที่ของผู้เจาะคือการใส่ใจกับสิ่งที่เครื่องเจาะบอก เมื่อหัวเจาะกระทบกับรอยแตก อัตราการเจาะจะเปลี่ยนไป โดยปกติแล้วจะเร็วขึ้นเมื่อหัวเจาะทะลุเข้าไปในพื้นที่เปิดหรือแตกหัก เสียงเจาะจะเปลี่ยนไป เสียงกระทบจะเบาลงและกลวงขึ้น การไหลกลับของน้ำอาจลดลงเนื่องจากน้ำหรืออากาศรั่วเข้าไปในรอยแตกแทนที่จะไหลกลับขึ้นมาทางรูเจาะ
สัญญาณใดๆ เหล่านี้หมายความว่ารูเจาะได้ตัดผ่านรอยแตกขนาดใหญ่ หากเกิดขึ้นใกล้กับระดับความลึกเป้าหมาย สลักเกลียวอาจยังใช้งานได้อยู่ — รอยแตกอาจอยู่เหนือบริเวณที่ยึด หากเกิดขึ้นก่อนหน้านั้น จำเป็นต้องยกเลิกการเจาะและเจาะใหม่ในตำแหน่งหรือมุมที่แตกต่างกัน การเจาะต่อไปในบริเวณที่มีรอยแตกและติดตั้งสลักเกลียวที่นั่น คือการติดตั้งสลักเกลียวที่เสียหายแล้ว
การยึดด้วยเรซิน: เคมีที่ต้องการรูที่สะอาดและแม่นยำ
สลักเกลียวแบบยึดด้วยเรซิน ซึ่งเป็นชนิดที่พบได้บ่อยที่สุดในการทำเหมืองสมัยใหม่ อาศัยตลับเรซินสองส่วนที่ใส่เข้าไปในรูข้างหน้าสลักเกลียว เมื่อสลักเกลียวหมุนเข้าไปในรู เรซินจะแตกออก ทำให้เรซินและสารเร่งปฏิกิริยาผสมกัน และส่วนผสมนั้นจะแข็งตัวรอบสลักเกลียวเพื่อสร้างจุดยึดทางเคมี
เพื่อให้เรซินยึดติดได้อย่างเหมาะสม ผนังรูต้องสะอาด ฝุ่นหิน เศษเจาะ หรือโคลนที่ตกค้างจากการเจาะจะขัดขวางไม่ให้เรซินสัมผัสกับหินได้อย่างเต็มที่ ทำให้ความแข็งแรงในการยึดติดลดลง รูที่เต็มไปด้วยเศษเจาะยังจะขัดขวางไม่ให้เรซินไหลเข้าไปในช่องว่างระหว่างสลักเกลียวกับผนังรู เรซินจะถูกดันออกจากรูแทนที่จะเข้าไปในช่องว่าง
วิธีแก้ปัญหาคือ การปล่อยน้ำหรือลมล้างอย่างเพียงพอระหว่างการเจาะ และการล้างครั้งสุดท้ายหลังจากเจาะรูถึงความลึกที่ต้องการ ปล่อยน้ำหรือลมล้างต่ออีกไม่กี่วินาทีหลังจากดอกสว่านหยุดเคลื่อนที่ เพื่อกำจัดเศษวัสดุที่เหลืออยู่ในรู การทำเช่นนี้ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีและช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของการยึดติดของเรซินได้อย่างมาก
การเชื่อมต่อแบบเจาะและยึดด้วยสลักเกลียว
โดยปกติแล้ว การยึดหินด้วยสลักและการเจาะหินจะดำเนินการโดยทีมงานที่แตกต่างกัน — ทีมเจาะจะทำการเจาะรู ส่วนทีมติดตั้งสลักจะติดตั้งสลัก แต่คุณภาพของการยึดสลักนั้นถูกกำหนดตั้งแต่ขั้นตอนการเจาะแล้ว สลักที่ติดตั้งในรูที่เจาะไม่ดี — มุมผิด ความลึกผิด หรือผนังรูสกปรก — จะล้มเหลวไม่ว่าการติดตั้งจะระมัดระวังเพียงใดก็ตาม
สำหรับผู้เจาะแล้ว นี่หมายถึงการเข้าใจว่ารูสลักเกลียวเหล่านั้นไม่ใช่แค่รูธรรมดา พวกมันคือรากฐานของระบบค้ำยันพื้นดิน และดอกสว่านและก้านสว่านที่ใช้เจาะนั้นคือห่วงโซ่แรกในห่วงโซ่ความปลอดภัย
