हाइड्रोलिक और जल-चालित डीटीएच ड्रिलिंग प्रौद्योगिकी में प्रगति।

1. हाइड्रोलिक रॉक ड्रिल के लाभ

① उच्च हाइड्रोलिक दबाव: आम तौर पर 10 से 25 एमपीए तक, उच्च सीमाओं की ओर रुझान के साथ। यह वायवीय दबाव से कई से दर्जनों गुना अधिक है।

② उच्च आउटपुट पावर: आम तौर पर 5 से 20 किलोवाट के बीच। कुछ मॉडल, जैसे कि एटलस द्वारा COP4050 और टैमरॉक द्वारा HL2000, 40 किलोवाट तक पहुंचते हैं, जबकि HL4000 70 किलोवाट तक पहुंचता है।

③ तेज़ ड्रिलिंग गति: आमतौर पर 1-3 मीटर/मिनट की ड्रिलिंग दर प्राप्त होती है।

④ उच्च दक्षता: हाइड्रोलिक रॉक ड्रिल की दक्षता स्वयं 50% तक पहुंच सकती है, और हाइड्रोलिक पंप एयर कंप्रेसर की तुलना में अधिक कुशल होते हैं। नतीजतन, समग्र ऊर्जा उपयोग वायवीय रॉक ड्रिल सिस्टम की तुलना में काफी अधिक है।

2. हाइड्रोलिक रॉक ड्रिल के नुकसान

① ऊर्जा संचरण हानि: चूंकि रॉक ड्रिल ड्रिल रॉड के शीर्ष पर स्थित है, इसलिए अधिक छेद गहराई के साथ ऊर्जा संचरण हानि बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप ड्रिलिंग की गति कम हो जाती है।

② ड्रिल रॉड का उच्च घिसाव: जैसे-जैसे हाइड्रोलिक रॉक ड्रिल की शक्ति बढ़ती है, ड्रिल रॉड पर तनाव भी बढ़ता है, जिससे नुकसान की दर बढ़ जाती है। हालाँकि एटलस कोप्को की केसिंग ड्रिलिंग जैसी तकनीकें तनाव को कम करने में मदद करती हैं, लेकिन वे लागत बढ़ाती हैं और समस्या को पूरी तरह से हल करने में विफल रहती हैं, जिससे ड्रिल की आउटपुट पावर सीमित हो जाती है। उदाहरण के लिए, जबकि COP4050 की शक्ति 40 kW पर रेट की गई है, उपकरण पर तनाव को कम करने के लिए केवल 30 kW का उपयोग डीप-होल ड्रिलिंग के लिए किया जाता है।

③बोरहोल विचलन: ड्रिल रॉड प्रभाव बल और टॉर्क दोनों को सहन करते हैं, जिससे झुकने और विरूपण होता है, जो बोरहोल सटीकता को कम करता है।

3. लाभडाउन-द-होल (डीटीएच)अभ्यास

① कोई ऊर्जा संचरण हानि नहीं: हथौड़ा सीधे प्रभाव डालता हैड्रिल की बिट, ड्रिल रॉड के माध्यम से प्रभाव ऊर्जा हस्तांतरण की आवश्यकता को समाप्त करता है, और गहराई की परवाह किए बिना निरंतर ड्रिलिंग गति सुनिश्चित करता है।

② सीधे बोरहोल: ड्रिल रॉड में उच्च कठोरता होती है, यह प्रभाव बलों के अधीन नहीं होती है, और न्यूनतम अक्षीय दबाव के साथ केवल टॉर्क संचारित करती है। यह झुकने और विरूपण को रोकता है, जिससे सीधे और चिकने बोरहोल सुनिश्चित होते हैं। DTH ड्रिल फ्रैक्चर्ड संरचनाओं, झुके हुए स्ट्रेटा या परिवर्तनशील रॉक कठोरता में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

③ कुशल मलबा निष्कासन: पावर माध्यम फ्लशिंग माध्यम के रूप में भी काम करता है, जो बोरहोल को अच्छी तरह से साफ करता है और अधिक ड्रिलिंग से बचाता है।

④ कम शोर: चूंकि प्रभाव बोरहोल के तल पर होता है, इसलिए शोर काफी कम होता हैशीर्ष-हथौड़ा अभ्यास.

⑤ व्यापक प्रयोज्यता: बहुत नरम संरचनाओं को छोड़कर, डीटीएच ड्रिल सभी प्रकार की चट्टानों में बेहतर ढंग से काम करते हैं, तथा प्राप्त बोरहोल व्यास और गहराई में टॉप-हैमर रॉक ड्रिल से आगे निकल जाते हैं।

इन लाभों को देखते हुए, डीटीएच ड्रिलिंग को व्यापक रूप से सर्वोत्तम विकल्प माना जाता है, तथा 90% ब्रिटिश खदानें इस पद्धति को अपना रही हैं।

4. न्यूमेटिक डीटीएच ड्रिल के नुकसान

① कम दबाव और शक्ति: न्यूमेटिक डीटीएच ड्रिल का मुख्य दोष उनका कम वायु दबाव और आउटपुट शक्ति है, जिससे ड्रिलिंग की गति धीमी हो जाती है। जबकि प्रगति ने वायु दबाव को 2.5 एमपीए तक बढ़ा दिया है, यह अभी भी रॉक ड्रिल के हाइड्रोलिक दबाव से बहुत कम है। इसके अलावा, उच्च दबाव वाले वायु कंप्रेसर महंगे हैं, उच्च शक्ति ड्राइव की आवश्यकता होती है, अधिक शोर पैदा करते हैं, और उच्च ऊंचाई वाले क्षेत्रों में दक्षता में काफी कमी आती है।

② कम ऊर्जा उपयोग क्षमता: वायवीय डीटीएच ड्रिल, हाइड्रोलिक रॉक ड्रिल की तुलना में प्रति मीटर ड्रिल में तीन गुना अधिक ऊर्जा की खपत करते हैं।

5. हाइड्रोलिक के अनुप्रयोगडीटीएच हथौड़े

हाइड्रोलिक रॉक ड्रिल (उच्च दबाव और दक्षता) और डीटीएच ड्रिल (सीधे बोरहोल) के लाभों को एकीकृत करने के लिए, जर्मनी के हौशर ने 1990 के दशक की शुरुआत में "रैपिड हाइड्रोलिक डीटीएच ड्रिल" विकसित किया। इसके रोटेशन और प्रभाव तंत्र दोनों हाइड्रोलिक रूप से संचालित होते हैं। हथौड़ा में आपूर्ति और वापसी के लिए दो तेल लाइनें हैं। रैपिड ड्रिल तीन व्यास में उपलब्ध हैं: 90 मिमी, 115 मिमी और 150 मिमी, क्रमशः 100-125 मिमी, 127-156 मिमी और 168-230 मिमी व्यास वाले बोरहोल के लिए उपयुक्त हैं।

रैपिड और हाउशर के एचबीएम80एस न्यूमेटिक डीटीएच ड्रिल के बीच तुलनात्मक परीक्षण से पता चला कि समान बोरहोल व्यास (125 मिमी) और गहराई (36 मीटर) के लिए, रैपिड ने क्रमशः 0.46, 0.46 और 0.47 के कम इंजन शक्ति, ईंधन खपत और स्नेहन तेल खपत अनुपात के साथ महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ प्रदर्शित किया।

6. हाइड्रोलिक जल-चालित हथौड़ों के अनुप्रयोग

स्वीडन की एलकेएबी और इसकी सहायक कंपनी जी-ड्रिल ने 1980 के दशक के अंत में "वासरा वाटर-पावर्ड डीटीएच हैमर" विकसित किया। फ़िल्टर किए गए खदान के पानी को माध्यम के रूप में इस्तेमाल करते हुए, यह 18-20 एमपीए के दबाव और 200-300 एल/मिनट की प्रवाह दर पर काम करता है। 850 मिमी/मिनट की औसत ड्रिलिंग गति के साथ, यह वायवीय हथौड़ों (आमतौर पर 320 मिमी/मिनट) से बेहतर प्रदर्शन करता है।

वासरा हैमर ने असाधारण प्रदर्शन का प्रदर्शन किया है, जैसे बोरहोल विचलन को आधे से कम करना और एलकेएबी खानों में उत्पादकता को 86% तक बढ़ाना। अनुप्रयोगों में न्यूयॉर्क में सबवे ग्राउटिंग और स्विट्जरलैंड में भूतापीय ड्रिलिंग शामिल है, जहां इसने 599.8 मीटर बोरहोल को 5 दिनों में पूरा किया, जबकि पारंपरिक रोटरी ड्रिल के साथ 3 सप्ताह लगते हैं।

7. तुलना: हाइड्रोलिक जल-चालित बनाम हाइड्रोलिक द्रव-चालित हथौड़े

जल-चालित हथौड़े: स्थिर जल दबाव का उपयोग करते हैं, उच्च दक्षता और ड्रिलिंग गति प्राप्त करते हैं, खनन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं।

द्रव-चालित हथौड़े: गतिशील जल दबाव का उपयोग करते हैं और आमतौर पर कम दबाव (0.5-4 एमपीए) और दक्षता (

8. निष्कर्ष

हाइड्रोलिक और जल-चालितडीटीएच हथौड़ेटॉप-हैमर हाइड्रोलिक ड्रिल और न्यूमेटिक डीटीएच हथौड़ों के लाभों को मिलाते हुए, कम ऊर्जा खपत, तेज़ ड्रिलिंग गति और सीधे बोरहोल प्रदान करते हैं। बिजली और फ्लशिंग के लिए एकीकृत माध्यम भविष्य के विकास के लिए पानी से चलने वाले हथौड़ों को अधिक आशाजनक बनाता है।