Kemajuan dalam Teknologi Penggerudian DTH Hidraulik dan Dikuasakan Air.
1. Kelebihan Gerudi Batu Hidraulik
① Tekanan Hidraulik Tinggi: Biasanya antara 10 hingga 25 MPa, dengan arah aliran ke arah had yang lebih tinggi. Ini adalah beberapa hingga berpuluh-puluh kali lebih tinggi daripada tekanan pneumatik.
② Kuasa Output Tinggi: Biasanya antara 5 hingga 20 kW. Sesetengah model, seperti COP4050 oleh ATLAS dan HL2000 oleh TAMROCK, mencapai 40 kW, manakala HL4000 mencapai sehingga 70 kW.
③ Kelajuan Penggerudian Pantas: Biasanya mencapai kadar penggerudian 1–3 m/min.
④ Kecekapan Tinggi: Kecekapan gerudi batu hidraulik sendiri boleh mencapai 50%, dan pam hidraulik lebih cekap daripada pemampat udara. Akibatnya, penggunaan tenaga keseluruhan adalah jauh lebih tinggi daripada sistem gerudi batu pneumatik.
2. Kelemahan Gerudi Batu Hidraulik
① Kehilangan Penghantaran Tenaga: Oleh kerana gerudi batu terletak di bahagian atas rod gerudi, kehilangan penghantaran tenaga meningkat dengan kedalaman lubang yang lebih besar, mengakibatkan kelajuan penggerudian berkurangan.
② Haus Rod Gerudi Tinggi: Apabila kuasa gerudi batu hidraulik meningkat, tekanan pada rod gerudi juga meningkat, membawa kepada kadar kerosakan yang lebih tinggi. Walaupun teknologi seperti penggerudian selongsong Atlas Copco membantu mengurangkan tekanan, ia meningkatkan kos dan gagal menyelesaikan masalah sepenuhnya, dengan itu mengehadkan kuasa keluaran gerudi. Sebagai contoh, sementara kuasa COP4050 dinilai pada 40 kW, hanya 30 kW digunakan untuk penggerudian lubang dalam untuk meminimumkan tekanan pada peralatan.
③Sisihan lubang gerudi: Rod gerudi menahan kedua-dua daya hentaman dan tork, membawa kepada lenturan dan ubah bentuk, yang mengurangkan ketepatan lubang gerudi.
3. KelebihanDown-the-Hole (DTH)Latih tubi
① Tiada Kehilangan Penghantaran Tenaga: Tukul secara langsung memberi kesan kepadamata gerudi, menghapuskan keperluan untuk pemindahan tenaga impak melalui rod gerudi, memastikan kelajuan penggerudian yang konsisten tanpa mengira kedalaman.
② Lubang Bor Lurus: Rod gerudi mempunyai ketegaran yang tinggi, tidak tertakluk kepada daya hentaman, dan hanya menghantar tork dengan tekanan paksi yang minimum. Ini menghalang lenturan dan ubah bentuk, memastikan lubang gerudi lurus dan licin. Latihan DTH berprestasi lebih baik dalam formasi retak, strata condong, atau kekerasan batuan berubah-ubah.
③ Penyingkiran Serpihan yang Cekap: Medium kuasa berfungsi sebagai medium pembilasan, membersihkan lubang gerudi secara menyeluruh dan mengelakkan penggerudian berlebihan.
④ Bunyi Rendah: Memandangkan hentaman berlaku di bahagian bawah lubang gerudi, bunyi adalah jauh lebih rendah daripadalatih tukul atas.
⑤ Kebolehgunaan Luas: Kecuali untuk formasi yang sangat lembut, gerudi DTH beroperasi secara optimum dalam semua jenis batuan, mengatasi gerudi batu tukul atas dalam diameter dan kedalaman lubang gerudi yang boleh dicapai.
Memandangkan kelebihan ini, penggerudian DTH secara meluas dianggap sebagai pilihan terbaik, dengan 90% kuari British menggunakan kaedah ini.
4. Kelemahan Latihan DTH Pneumatik
① Tekanan dan Kuasa Rendah: Kelemahan utama gerudi DTH pneumatik ialah tekanan udara rendah dan kuasa keluarannya, yang membawa kepada kelajuan penggerudian yang lebih perlahan. Walaupun kemajuan telah meningkatkan tekanan udara kepada 2.5 MPa, ini masih jauh di bawah tekanan hidraulik gerudi batu. Selain itu, pemampat udara tekanan tinggi adalah mahal, memerlukan pemacu berkuasa tinggi, menghasilkan lebih banyak bunyi, dan kehilangan kecekapan dengan ketara di kawasan altitud tinggi.
② Kecekapan Penggunaan Tenaga Rendah: Latihan DTH pneumatik menggunakan tiga kali lebih banyak tenaga bagi setiap meter yang digerudi daripada gerudi batu hidraulik.
5. Aplikasi HidraulikTukul DTH
Untuk menyepadukan kelebihan gerudi batu hidraulik (tekanan tinggi dan kecekapan) dan gerudi DTH (lubang gerudi lurus), Hausherr Jerman membangunkan “Gerudi DTH Hidraulik Pantas” pada awal 1990-an. Kedua-dua mekanisme putaran dan hentamannya dipacu secara hidraulik. Tukul mempunyai dua saluran minyak untuk bekalan dan pemulangan. Gerudi pantas boleh didapati dalam tiga diameter: 90 mm, 115 mm dan 150 mm, masing-masing sesuai untuk lubang gerudi dengan diameter 100–125 mm, 127–156 mm dan 168–230 mm.
Ujian perbandingan antara gerudi DTH pneumatik Rapid dan Hausherr HBM80S menunjukkan bahawa, untuk diameter lubang gerudi yang sama (125 mm) dan kedalaman (36 m), Rapid mempamerkan kelebihan ekonomi yang ketara dengan nisbah penggunaan kuasa enjin, penggunaan bahan api dan minyak pelincir yang lebih rendah iaitu 0.46, 0.46, dan 0.47, dan 0.
6. Aplikasi Tukul Berkuasa Air Hidraulik
LKAB Sweden dan anak syarikatnya G-Drill membangunkan "Tukul DTH Berkuasa Air Wassara" pada akhir 1980-an. Menggunakan air lombong yang ditapis sebagai medium, ia beroperasi pada tekanan 18–20 MPa dan kadar aliran 200–300 L/min. Dengan purata kelajuan penggerudian 850 mm/min, ia mengatasi prestasi tukul pneumatik (biasanya 320 mm/min).
Tukul Wassara telah menunjukkan prestasi yang luar biasa, seperti mengurangkan sisihan lubang gerudi sebanyak separuh dan meningkatkan produktiviti sebanyak 86% di lombong LKAB. Aplikasi termasuk grouting kereta bawah tanah di New York dan penggerudian geoterma di Switzerland, di mana ia menyiapkan lubang gerudi 599.8 m dalam 5 hari, berbanding 3 minggu dengan gerudi berputar tradisional.
7. Perbandingan: Tukul Didorong Air Hidraulik vs. Tukul Didorong Bendalir Hidraulik
Tukul Dikuasakan Air: Gunakan tekanan air statik, mencapai kecekapan yang lebih tinggi dan kelajuan penggerudian, sesuai untuk aplikasi perlombongan.
Tukul Didorong Bendalir: Gunakan tekanan air dinamik dan biasanya terhad kepada penggerudian geologi dengan tekanan yang lebih rendah (0.5–4 MPa) dan kecekapan (
8. Kesimpulan
Hidraulik dan berkuasa airtukul DTHmenggabungkan kelebihan gerudi hidraulik tukul atas dan tukul DTH pneumatik, menawarkan penggunaan tenaga yang rendah, kelajuan penggerudian pantas dan lubang gerudi lurus. Medium bersatu untuk kuasa dan curahan menjadikan tukul berkuasa air lebih menjanjikan untuk pembangunan masa depan.
