Fremskridt inden for hydraulisk og vanddrevet DTH-boreteknologi.

1. Fordele ved hydrauliske stenbor

① Højt hydraulisk tryk: Typisk fra 10 til 25 MPa, med en tendens til højere grænser. Dette er flere til snesevis af gange højere end pneumatisk tryk.

② Høj udgangseffekt: Generelt mellem 5 og 20 kW. Nogle modeller, såsom COP4050 fra ATLAS og HL2000 fra TAMROCK, når 40 kW, mens HL4000 opnår op til 70 kW.

③ Hurtig borehastighed: Opnår normalt en borehastighed på 1-3 m/min.

④ Høj effektivitet: Effektiviteten af ​​hydrauliske stenbor selv kan nå 50%, og hydrauliske pumper er mere effektive end luftkompressorer. Som følge heraf er den samlede energiudnyttelse væsentligt højere end for pneumatiske bjergboresystemer.

2. Ulemper ved hydrauliske stenbor

① Energitransmissionstab: Da stenboret er placeret i toppen af ​​borestangen, øges energitransmissionstab med større huldybde, hvilket resulterer i nedsat borehastighed.

② Højt slid på borestangen: Efterhånden som kraften af ​​hydrauliske klippebor øges, øges belastningen på borestangen også, hvilket fører til højere skadesrater. Selvom teknologier som Atlas Copcos foringsrørsboring hjælper med at reducere stress, øger de omkostningerne og løser ikke problemet fuldstændigt og begrænser derved borets udgangseffekt. For eksempel, mens COP4050'erens effekt er vurderet til 40 kW, bruges der kun 30 kW til dybhulsboring for at minimere stress på udstyret.

③ Borehulsafvigelse: Borestænger tåler både slagkræfter og drejningsmoment, hvilket fører til bøjning og deformation, hvilket reducerer borehullets nøjagtighed.

3. Fordele vedDown-the-Hole (DTH)øvelser

① Intet tab af energitransmission: Hammeren påvirker direktebor, hvilket eliminerer behovet for slagenergioverførsel via borestangen, hvilket sikrer ensartet borehastighed uanset dybde.

② Lige boringer: Borestangen har høj stivhed, udsættes ikke for stødkræfter og overfører kun drejningsmoment med minimalt aksialt tryk. Dette forhindrer bøjning og deformation, hvilket sikrer lige og glatte boringer. DTH-bor klarer sig bedre i brudte formationer, skrå lag eller variabel stenhårdhed.

③ Effektiv fjernelse af snavs: Kraftmediet fungerer også som et skyllemedium, der renser borehullet grundigt og undgår overboring.

④ Lav støj: Da stød opstår ved borehullets bund, er støjen væsentligt lavere endtophammerbor.

⑤ Bred anvendelighed: Bortset fra meget bløde formationer fungerer DTH-bor optimalt i alle bjergarter og overgår tophammer-bjergbor i opnåelig borehulsdiameter og -dybde.

I betragtning af disse fordele anses DTH-boring bredt for at være det bedste valg, idet 90% af britiske stenbrud anvender denne metode.

4. Ulemper ved pneumatiske DTH-bor

① Lavt tryk og effekt: Den primære ulempe ved pneumatiske DTH-bor er deres lave lufttryk og udgangseffekt, hvilket fører til langsommere borehastigheder. Mens fremskridt har hævet lufttrykket til 2,5 MPa, er dette stadig langt under det hydrauliske tryk fra klippebor. Desuden er højtryksluftkompressorer dyre, kræver drev med høj effekt, producerer mere støj og mister effektivitet betydeligt i højhøjde områder.

② Lav energiudnyttelseseffektivitet: Pneumatiske DTH-bor bruger tre gange mere energi pr. boret meter end hydrauliske klippebor.

5. Anvendelser af hydraulikDTH Hammers

For at integrere fordelene ved hydrauliske klippebor (højt tryk og effektivitet) og DTH-bor (lige borehuller), udviklede Tysklands Hausherr "Rapid Hydraulic DTH Drill" i begyndelsen af ​​1990'erne. Både dens rotations- og slagmekanismer er hydraulisk drevne. Hammeren har to olieledninger til tilførsel og retur. Hurtigbor fås i tre diametre: 90 mm, 115 mm og 150 mm, velegnet til boringer med diametre på henholdsvis 100–125 mm, 127–156 mm og 168–230 mm.

En sammenlignende test mellem Rapid og Hausherrs HBM80S pneumatiske DTH-bor viste, at for identiske borehulsdiametre (125 mm) og dybder (36 m), udviste Rapid betydelige økonomiske fordele med lavere motoreffekt, brændstofforbrug og smøreolieforbrugsforhold på henholdsvis 0,46, 0,47 og 0,47.

6. Anvendelser af hydrauliske vanddrevne hammere

Sveriges LKAB og dets datterselskab G-Drill udviklede "Wassara Water-Powered DTH Hammer" i slutningen af ​​1980'erne. Ved at bruge filtreret minevand som medium arbejder den ved et tryk på 18-20 MPa og strømningshastigheder på 200-300 l/min. Med gennemsnitlige borehastigheder på 850 mm/min udkonkurrerer den pneumatiske hamre (typisk 320 mm/min).

Wassara-hammeren har vist enestående ydeevne, såsom at reducere borehulsafvigelsen med det halve og øge produktiviteten med 86 % i LKAB-miner. Anvendelser omfatter subway-fugning i New York og geotermisk boring i Schweiz, hvor det færdiggjorde et 599,8 m borehul på 5 dage, sammenlignet med 3 uger med traditionelle roterende bor.

7. Sammenligning: Hydrauliske vanddrevne vs. hydrauliske væskedrevne hamre

Vanddrevne hamre: Udnyt statisk vandtryk, opnå højere effektivitet og borehastigheder, velegnet til minedrift.

Væskedrevne hamre: Brug dynamisk vandtryk og er generelt begrænset til geologisk boring med lavere tryk (0,5-4 MPa) og effektivitet (

8. Konklusion

Hydraulisk og vanddrevetDTH hamrekombinere fordelene ved tophammer hydrauliske bor og pneumatiske DTH-hammere, hvilket giver lavt energiforbrug, hurtige borehastigheder og lige boringer. Det forenede medium til kraft og skylning gør vanddrevne hamre mere lovende for fremtidig udvikling.