התקדמות בטכנולוגיית קידוח DTH הידראולית ומופעלת במים.
1. היתרונות של מקדחי סלע הידראוליים
① לחץ הידראולי גבוה: נע בדרך כלל בין 10 ל-25 MPa, עם מגמה לגבולות גבוהים יותר. זה גבוה פי כמה עד עשרות מלחץ פנאומטי.
② הספק תפוקה גבוה: בדרך כלל בין 5 ל-20 קילוואט. דגמים מסוימים, כמו ה-COP4050 של ATLAS וה-HL2000 של TAMROCK, מגיעים ל-40 קילוואט, בעוד שה-HL4000 משיג עד 70 קילוואט.
③ מהירות קידוח מהירה: בדרך כלל משיג קצב קידוח של 1-3 מ' לדקה.
④ יעילות גבוהה: היעילות של מקדחי סלע הידראוליים עצמם יכולה להגיע ל-50%, ומשאבות הידראוליות יעילות יותר ממדחסי אוויר. כתוצאה מכך, ניצול האנרגיה הכולל גבוה משמעותית מזה של מערכות קידוח סלע פניאומטיות.
2. חסרונות של מקדחי סלע הידראוליים
① אובדן העברת אנרגיה: מכיוון שמקדח הסלע ממוקם בחלק העליון של מוט המקדחה, הפסדי העברת האנרגיה גדלים עם עומק החור גדול יותר, וכתוצאה מכך מהירות הקידוח מופחתת.
② שחיקה גבוהה של מוט מקדחה: ככל שהכוח של מקדחי סלע הידראוליים עולה, הלחץ על מוט המקדחה גדל גם הוא, מה שמוביל לשיעורי נזק גבוהים יותר. למרות שטכנולוגיות כמו קידוח המעטפת של אטלס קופקו עוזרות להפחית את הלחץ, הן מגדילות עלויות ולא מצליחות לפתור את הבעיה לחלוטין, ובכך מגבילות את הספק התפוקה של המקדחה. לדוגמה, בעוד שההספק של ה-COP4050 מדורג ב-40 קילוואט, רק 30 קילוואט משמש לקידוח חורים עמוקים כדי למזער את הלחץ על הציוד.
③ סטיית חור קידוח: מוטות קידוח סובלים גם כוחות פגיעה וגם מומנט, מה שמוביל לכיפוף ועיוות, מה שמפחית את דיוק הקידוח.
3. יתרונות שלDown-the-Hole (DTH)תרגילים
① אין אובדן העברת אנרגיה: הפטיש משפיע ישירות עלמקדח, מבטל את הצורך בהעברת אנרגיית השפעה דרך מוט המקדחה, ומבטיח מהירות קידוח עקבית ללא קשר לעומק.
② חורים ישרים: למוט הקידוח יש קשיחות גבוהה, אינו נתון לכוחות פגיעה ומעביר רק מומנט בלחץ צירי מינימלי. זה מונע כיפוף ועיוות, ומבטיח קידוחים ישרים וחלקים. מקדחי DTH מתפקדים טוב יותר בתצורות שבורות, בשכבות משופעות או בקשיות סלע משתנה.
③ הסרת פסולת יעילה: מדיום הכוח משמש כאמצעי שטיפה, מנקה היטב את חור הקידוח ומונע קידוח יתר.
④ רעש נמוך: מכיוון שהפגיעה מתרחשת בתחתית הקידוח, הרעש נמוך משמעותית ממקדחות פטיש עליון.
⑤ ישימות רחבה: למעט תצורות רכות מאוד, מקדחי DTH פועלים בצורה אופטימלית בכל סוגי הסלע, ועוברים על מקדחי סלע עם פטיש עליון בקוטר ובעומק הקידוח הניתנים להשגה.
בהתחשב ביתרונות אלו, קידוחי DTH נחשבים כבחירה הטובה ביותר, כאשר 90% מהמחצבות הבריטיות מאמצות שיטה זו.
4. חסרונות של מקדחי DTH פניאומטיים
① לחץ והספק נמוכים: החיסרון העיקרי של מקדחי DTH פנאומטיים הוא לחץ האוויר והספק הנמוכים שלהם, מה שמוביל למהירויות קידוח איטיות יותר. בעוד שההתקדמות העלתה את לחץ האוויר ל-2.5 MPa, זה עדיין הרבה מתחת ללחץ ההידראולי של מקדחי סלע. יתרה מכך, מדחסי אוויר בלחץ גבוה הם יקרים, דורשים כוננים בעלי הספק גבוה, מייצרים יותר רעש ומאבדים יעילות משמעותית באזורים בגובה רב.
② יעילות ניצול אנרגיה נמוכה: מקדחי DTH פניאומטיים צורכים פי שלושה יותר אנרגיה למטר קדח מאשר מקדחי סלע הידראוליים.
5. יישומים של הידראוליקפטישי DTH
כדי לשלב את היתרונות של מקדחי סלע הידראוליים (לחץ גבוה ויעילות) וקידוחי DTH (קידוחים ישרים), האוסהר הגרמני פיתח את "מקדח DTH מהיר הידראולי" בתחילת שנות ה-90. שני מנגנוני הסיבוב והפגיעה שלו מונעים בצורה הידראולית. הפטיש כולל שני קווי שמן לאספקה והחזרה. מקדחות מהירות זמינות בשלושה קטרים: 90 מ"מ, 115 מ"מ ו-150 מ"מ, מתאימים לקידוחים בקטרים של 100-125 מ"מ, 127-156 מ"מ ו-168-230 מ"מ, בהתאמה.
בדיקה השוואתית בין מקדחת ה-DTH הפנאומטית HBM80S של Rapid וה-Hausherr הראתה כי עבור קוטרי קידוח זהים (125 מ"מ) ועומקים (36 מ'), הראפיד הציג יתרונות כלכליים משמעותיים עם יחסי כוח מנוע, צריכת דלק וצריכת שמן סיכה נמוכים יותר של 0.46, 0.47, ו-0.47 בהתאמה.
6. יישומים של פטישים הידראוליים המונעים במים
LKAB השוודית וחברת הבת G-Drill פיתחו את "האמר DTH מופעל על ידי Wassara" בסוף שנות ה-80. באמצעות מי מכרה מסוננים כתווך, הוא פועל בלחץ של 18-20 MPa וקצבי זרימה של 200-300 ליטר לדקה. עם מהירויות קידוח ממוצעות של 850 מ"מ לדקה, הוא מתעלה על פטישים פנאומטיים (בדרך כלל 320 מ"מ לדקה).
הפטיש Wassara הפגין ביצועים יוצאי דופן, כגון הפחתת סטיית הקידוח בחצי והגדלת הפריון ב-86% במכרות LKAB. היישומים כוללים דיוס של רכבת תחתית בניו יורק וקידוח גיאותרמי בשוויץ, שם השלים בור קידוח של 599.8 מ' תוך 5 ימים, בהשוואה ל-3 שבועות עם מקדחות סיבוביות מסורתיות.
7. השוואה: פטישים הידראוליים מונעי מים לעומת פטישים הידראוליים מונעי נוזלים
פטישים המונעים על ידי מים: השתמש בלחץ מים סטטי, השגת יעילות גבוהה יותר ומהירויות קידוח, מתאים ליישומי כרייה.
פטישים מונעי נוזלים: השתמשו בלחץ מים דינמי והם מוגבלים בדרך כלל לקידוח גיאולוגי עם לחצים נמוכים יותר (0.5-4 MPa) ויעילות (
8. מסקנה
הידראולי ומופעל על מיםפטישי DTHמשלבים את היתרונות של מקדחות הידראוליות עם פטיש עליון ופטישי DTH פנאומטיים, המציעים צריכת אנרגיה נמוכה, מהירויות קידוח מהירות וקידוחים ישרים. המדיום המאוחד לכוח ולשטיפה הופך את הפטישים המונעים במים למבטיחים יותר לפיתוח עתידי.
