การเจาะหินแข็งโดยไม่ติดขัด: เคล็ดลับการปรับพารามิเตอร์หลักสามประการ
หินแข็ง (ตัวอย่างทั่วไป: หินแกรนิต หินบะซอลต์) มีความแข็งและความเหนียวสูง ซึ่งกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดในการจับคู่พารามิเตอร์การเจาะ การปรับความเร็วรอบ แรงขับของดอกสว่าน (แรงกดดอกสว่าน) และพารามิเตอร์การกำจัดเศษตัด (การชะล้าง) อย่างเหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงอัตราการเจาะทะลุและลดการสึกหรอของเครื่องมือ ด้านล่างนี้คือคู่มือปฏิบัติโดยละเอียดเกี่ยวกับการปรับพารามิเตอร์ในมิติแกนทั้งสามนี้
ความเร็วรอบ: ใช้ความเร็วต่ำเพื่อให้มั่นใจว่าจะเกิดการแตกหักอย่างมีประสิทธิภาพ หินแข็งที่มีความแข็งสูงจำเป็นต้องใช้ความเร็วต่ำ เนื่องจากหัวกัดแบบปุ่ม (เม็ดมีดแบบปุ่ม) ต้องใช้เวลาสัมผัสที่เพียงพอในการทำให้หินแตก โครงสร้างที่หนาแน่นและรอยแตกตามธรรมชาติมีน้อย หมายความว่าหัวกัดต้องยึดหินด้วยแรงกดอย่างต่อเนื่อง หากหมุนเร็วเกินไป เวลาในการสัมผัสจะสั้นลงอย่างมาก และหัวกัดจะหลุดออกก่อนที่จะเกิดการแตกหักอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่เพียงแต่ไม่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้เท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการเจียรแบบแห้ง (แห้ง บดๆๆๆๆ) ซึ่งเร่งการสึกหรอของหัวกัดอีกด้วย
ในทางปฏิบัติ ความเร็วในการหมุนในการเจาะหินแข็งมักถูกควบคุมไว้ที่ 30–60 รอบต่อนาที ยกตัวอย่างเช่น ในหินแกรนิต การเพิ่มความเร็วเป็น 100 รอบต่อนาทีจะทำให้หัวกัดแบบปุ่มไถลไปตามพื้นผิว ทำให้เกิดรอยขีดข่วนตื้นๆ โดยไม่ทะลุเข้าไปในชั้นหิน การลดความเร็วลงเหลือประมาณ 40 รอบต่อนาที ช่วยให้หัวกัดยังคงสัมผัสกัน ออกแรงกดอย่างต่อเนื่อง และเกิดการลิ่ม/แยกหินตามความแข็งและรูปทรงของลิ่ม ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแตกหักได้มากกว่า 30% และลดการสึกหรอของหัวกัดได้อย่างเห็นได้ชัด
แรงกดของดอกสว่าน (แรงขับของดอกสว่าน): ใช้แรงกดสูงเพื่อเอาชนะแรงต้านของหิน แรงอัดสูงในหินแข็ง (มักจะอยู่ที่ >100 เมกะปาสคาล) ต้องใช้แรงกดที่เพียงพอเพื่อเอาชนะแรงต้านของชั้นหินและบังคับให้หัวกัดเจาะทะลุ แรงกดที่ไม่เพียงพอทำให้หัวกัดเลื่อนบนพื้นผิว (ลื่น) แทนที่จะฝังตัว แรงกดสูงที่เหมาะสมช่วยให้หัวกัดสามารถเอาชนะแรงเค้นบนพื้นผิว เข้าไปในรอยแยกภายในหรือขอบผลึก และทำลายหินด้วยแรงบีบ-แรงเฉือนร่วมกัน
แรงดันเจาะโดยทั่วไปสำหรับงานหินแข็งจะตั้งไว้ที่ 3–5 เมกะปาสคาล ในตัวอย่างการทำเหมืองหินแข็ง จะเห็นได้อย่างชัดเจน: ที่แรงดันเจาะเพียง 2 เมกะปาสคาล หัวกัดจะมีปัญหาในการสร้างจุดแตกหักที่มีประสิทธิภาพ และค่าการเจาะอาจต่ำกว่า 0.5 m/h การเพิ่มแรงดันเป็น 4 เมกะปาสคาล ช่วยให้หัวกัดสามารถเจาะได้ลึก มีวงจรแรงดันเป็นระยะๆ เพื่อขยายรอยแตก และเพิ่มค่าการเจาะเป็นประมาณ 1.2–1.5 m/h หินที่แตกยังมีแนวโน้มที่จะรักษาความสมบูรณ์ของบล็อกไว้ได้ดีกว่าสำหรับการจัดการในภายหลัง
การกำจัดเศษวัสดุ (การล้าง): ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการล้างอย่างเพียงพอเพื่อรักษาความสะอาดของหน้างาน แม้ว่าเศษวัสดุจากการเจาะหินแข็งจะมีความละเอียด แต่การเจาะลึกที่ช้าจะทำให้เศษวัสดุสะสมที่ก้นหลุม ก่อให้เกิดวงจรอุบาทว์ของการแตกซ้ำๆ ซากๆ เศษวัสดุที่สะสมจะปิดกั้นการสัมผัสใหม่ระหว่างหัวกัดและหินที่ยังคงสภาพดี ทำให้เกิดการสึกหรอและสิ้นเปลืองพลังงาน ดังนั้น เป้าหมายหลักของการปรับการกำจัดเศษวัสดุคือการรับประกันการไหลของการล้างที่เพียงพอเพื่อกำจัดเศษวัสดุที่ก้นหลุมได้อย่างรวดเร็ว
สำหรับการขุดเจาะหินแข็ง ควรรักษาอัตราการไหลของของเหลวล้างให้อยู่ที่ประมาณ 40–80 ลิตร/นาที ยกตัวอย่างเช่น ในโครงการอุโมงค์หินแข็งใต้ดิน อัตราการไหลของของเหลวล้างเริ่มต้นที่ 30 ลิตร/นาที ทำให้เศษวัสดุเหลือทิ้งกองอยู่ที่ก้นหลุมประมาณ 5–8 เซนติเมตร จำเป็นต้องเปลี่ยนหัวเจาะทุก 2 ชั่วโมง และปริมาณการไหลล่วงหน้าต่อวันต่ำกว่า 8 เมตร หลังจากเพิ่มอัตราการไหลของของเหลวเป็น 60 ลิตร/นาที ปริมาณเศษวัสดุเหลือทิ้งลดลงเหลือต่ำกว่า 1 เซนติเมตร อายุการใช้งานของหัวเจาะยาวนานกว่า 8 ชั่วโมง ปริมาณการไหลล่วงหน้าต่อวันเพิ่มขึ้นเป็น 15–18 เมตร และต้นทุนการจัดหาหัวเจาะลดลงประมาณ 40% เนื่องจากการสึกหรอที่ลดลง
การประสานพารามิเตอร์: ตรรกะของปฏิสัมพันธ์สามทาง การปรับพารามิเตอร์สำหรับการขุดเจาะหินแข็งไม่ใช่การหาค่าที่เหมาะสมที่สุดด้วยปัจจัยเดียว แต่เป็นการจับคู่พารามิเตอร์ทั้งสามอย่างประสานกัน จุดประสานงานที่สำคัญ:
ความเร็วและแรงกดของดอกสว่าน: เมื่อเพิ่มแรงกดของดอกสว่าน ให้รักษาความเร็วในการหมุนให้ต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดทันทีและความเสียหายของดอกสว่านภายใต้สภาวะความเร็วสูง/แรงดันสูง
การล้างและแรงดันการเจาะ: เมื่อเพิ่มการไหลของการล้าง ให้ปรับแรงดันการเจาะตามความเหมาะสม เพื่อป้องกันแรงกระแทกจากการล้างที่อาจไปทำให้ผนังรูไม่เสถียร
การจับคู่ความเร็วรอบ แรงดันของสว่าน และการล้าง/การกำจัดเศษวัสดุเข้าในชุดที่เข้ากันได้เท่านั้นที่จะทำให้การเจาะหินแข็งมีประสิทธิภาพสูงและกินไฟน้อย
