Napredak u tehnologiji DTH bušenja na hidraulični i vodeni pogon.

1. Prednosti hidrauličnih bušilica za stijene

① Visok hidraulički pritisak: Tipično u rasponu od 10 do 25 MPa, sa trendom prema višim granicama. To je nekoliko do desetina puta veće od pneumatskog pritiska.

② Velika izlazna snaga: općenito između 5 do 20 kW. Neki modeli, kao što su COP4050 od ATLAS-a i HL2000 od TAMROCK-a, dostižu 40 kW, dok HL4000 postiže do 70 kW.

③ Velika brzina bušenja: Obično postiže brzinu bušenja od 1–3 m/min.

④ Visoka efikasnost: Efikasnost samih hidrauličnih bušilica može doseći 50%, a hidraulične pumpe su efikasnije od zračnih kompresora. Posljedično, ukupna iskorištenost energije je znatno veća nego kod pneumatskih sistema bušenja stijena.

2. Nedostaci hidrauličnih bušilica za stijene

① Gubitak prijenosa energije: Budući da se bušilica nalazi na vrhu šipke za bušenje, gubici prijenosa energije rastu sa većom dubinom rupe, što rezultira smanjenom brzinom bušenja.

② Visoko trošenje bušaće šipke: Kako se snaga hidrauličnih bušilica povećava, raste i naprezanje bušaće šipke, što dovodi do većih stopa oštećenja. Iako tehnologije poput Atlas Copco-ovog bušenja kućišta pomažu u smanjenju naprezanja, one povećavaju troškove i ne uspijevaju u potpunosti riješiti problem, čime se ograničava izlazna snaga bušilice. Na primjer, dok je snaga COP4050 procijenjena na 40 kW, samo 30 kW se koristi za bušenje dubokih rupa kako bi se smanjio pritisak na opremu.

③ Devijacija bušotine: Šipke za bušenje izdržavaju i udarne sile i obrtni moment, što dovodi do savijanja i deformacije, što smanjuje preciznost bušotine.

3. PrednostiDown-the-hole (DTH)Bušilice

① Nema gubitaka u prijenosu energije: čekić direktno pogađaburgija, eliminirajući potrebu za prijenosom energije udarca preko bušaće šipke, osiguravajući konstantnu brzinu bušenja bez obzira na dubinu.

② Ravne bušotine: Šipka za bušenje ima visoku krutost, nije izložena udarnim silama i prenosi samo obrtni moment uz minimalni aksijalni pritisak. Ovo sprječava savijanje i deformaciju, osiguravajući ravne i glatke bušotine. DTH bušilice rade bolje u pukotinskim formacijama, nagnutim slojevima ili promjenjivoj tvrdoći stijena.

③ Efikasno uklanjanje krhotina: Snažni medij udvostručuje se kao medij za ispiranje, temeljno čisti bušotinu i izbjegavajući prekomjerno bušenje.

④ Nizak nivo buke: Pošto se udar javlja na dnu bušotine, buka je znatno niža odudarne bušilice.

⑤ Široka primenljivost: Osim za vrlo meke formacije, DTH bušilice rade optimalno u svim tipovima stijena, nadmašujući vrhunske bušilice za stijene u dostižnom prečniku i dubini bušotine.

S obzirom na ove prednosti, DTH bušenje se široko smatra najboljim izborom, a 90% britanskih kamenoloma koristi ovu metodu.

4. Nedostaci pneumatskih DTH bušilica

① Nizak pritisak i snaga: Primarni nedostatak pneumatskih DTH bušilica je njihov nizak pritisak vazduha i izlazna snaga, što dovodi do sporije brzine bušenja. Iako je napredak podigao pritisak vazduha na 2,5 MPa, to je još uvek daleko ispod hidrauličkog pritiska bušilica za kamen. Štaviše, vazdušni kompresori visokog pritiska su skupi, zahtevaju pogone velike snage, proizvode više buke i značajno gube efikasnost u područjima na velikim nadmorskim visinama.

② Efikasnost niske potrošnje energije: Pneumatske DTH bušilice troše tri puta više energije po metru izbušenog od hidrauličnih bušilica.

5. Primjena hidraulikeDTH Hammers

Kako bi integrirao prednosti hidrauličnih bušilica za stijene (visok pritisak i efikasnost) i DTH bušilica (ravne bušotine), njemački Hausherr je ranih 1990-ih razvio „Rapid Hydraulic DTH Drill“. Njegovi rotacijski i udarni mehanizmi su hidraulički pokretani. Čekić ima dva uljna voda za dovod i povrat. Rapid bušilice su dostupne u tri prečnika: 90 mm, 115 mm i 150 mm, pogodne za bušotine prečnika 100–125 mm, 127–156 mm, odnosno 168–230 mm.

Uporedni test između Rapid i Hausherr-ove pneumatske DTH bušilice HBM80S pokazao je da, za identične prečnike bušotine (125 mm) i dubine (36 m), Rapid pokazuje značajne ekonomske prednosti sa nižom snagom motora, potrošnjom goriva i omjerom potrošnje ulja za podmazivanje, odnosno 0,46, odnosno 0,46, odnosno 0,46, odnosno 0,46, odnosno 0,46, odnosno 0,46.

6. Primjena hidrauličnih čekića na vodeni pogon

Švedski LKAB i njegova podružnica G-Drill razvili su “Wassara Water-Powered DTH Hammer” kasnih 1980-ih. Koristeći filtriranu rudničku vodu kao medij, radi pod pritiskom od 18-20 MPa i protokom od 200-300 L/min. Uz prosječnu brzinu bušenja od 850 mm/min, nadmašuje pneumatske čekiće (obično 320 mm/min).

Wassara čekić je pokazao izuzetne performanse, kao što je smanjenje odstupanja bušotine za polovinu i povećanje produktivnosti za 86% u LKAB rudnicima. Prijave uključuju injektiranje u podzemnoj željeznici u New Yorku i geotermalno bušenje u Švicarskoj, gdje je završena bušotina od 599,8 m za 5 dana, u poređenju sa 3 sedmice sa tradicionalnim rotacionim bušilicama.

7. Poređenje: hidraulični čekići na vodeni pogon u odnosu na hidraulične čekiće na pogon tekućinom

Čekići na vodeni pogon: Iskoristite statički pritisak vode, postižući veću efikasnost i brzinu bušenja, pogodni za rudarske aplikacije.

Čekići na pogon fluida: Koristite dinamički pritisak vode i općenito su ograničeni na geološko bušenje s nižim pritiscima (0,5–4 MPa) i efikasnošću (

8. Zaključak

Hidraulični i vodeni pogonDTH čekićikombinuju prednosti vrhunskih hidrauličnih bušilica i pneumatskih DTH čekića, nudeći nisku potrošnju energije, velike brzine bušenja i ravne bušotine. Jedinstveni medij za snagu i ispiranje čini čekiće na vodeni pogon više obećavajućim za budući razvoj.