Hidrolik ve Su Gücüyle Çalışan DTH Sondaj Teknolojisindeki Gelişmeler.

1. Hidrolik Kaya Delicilerinin Avantajları

① Yüksek Hidrolik Basınç: Genellikle 10 ila 25 MPa arasında değişir ve daha yüksek sınırlara doğru bir eğilim vardır. Bu, pnömatik basınçtan birkaç ila onlarca kat daha yüksektir.

② Yüksek Çıkış Gücü: Genellikle 5 ila 20 kW arasındadır. ATLAS'ın COP4050'si ve TAMROCK'ın HL2000'i gibi bazı modeller 40 kW'a ulaşırken, HL4000 70 kW'a kadar ulaşır.

③ Hızlı Delme Hızı: Genellikle 1–3 m/dak delme hızına ulaşılır.

④ Yüksek Verimlilik: Hidrolik kaya matkaplarının verimliliği %50'ye ulaşabilir ve hidrolik pompalar hava kompresörlerinden daha verimlidir. Sonuç olarak, genel enerji kullanımı pnömatik kaya matkap sistemlerinden önemli ölçüde daha yüksektir.

2. Hidrolik Kaya Delicilerinin Dezavantajları

① Enerji İletim Kaybı: Kaya matkabı, matkap çubuğunun en üstünde yer aldığından, delik derinliği arttıkça enerji iletim kayıpları artar ve bu da delme hızının azalmasına neden olur.

② Yüksek Matkap Çubuğu Aşınması: Hidrolik kaya matkaplarının gücü arttıkça, matkap çubuğundaki stres de artar ve bu da daha yüksek hasar oranlarına yol açar. Atlas Copco'nun muhafaza delme gibi teknolojileri stresi azaltmaya yardımcı olsa da, maliyetleri artırır ve sorunu tamamen çözmede başarısız olur, bu nedenle matkabın çıkış gücünü sınırlar. Örneğin, COP4050'nin gücü 40 kW olarak derecelendirilmişken, ekipmandaki stresi en aza indirmek için derin delik delme için yalnızca 30 kW kullanılır.

③Kuyu Sapması: Matkap çubukları hem darbe kuvvetlerine hem de torka maruz kalır, bu da bükülmeye ve deformasyona yol açar ve bu da kuyu deliğinin doğruluğunu azaltır.

3. AvantajlarıKuyuya İniş (DTH)Matkaplar

① Enerji İletim Kaybı Yok: Çekiç doğrudan enerji iletimini etkiler.matkap ucu, delme çubuğu üzerinden darbe enerjisinin aktarılmasına gerek kalmayarak, derinlikten bağımsız olarak tutarlı delme hızı sağlanır.

② Düz Sondaj Delikleri: Matkap çubuğu yüksek rijitliğe sahiptir, darbe kuvvetlerine maruz kalmaz ve yalnızca minimum eksenel basınçla tork iletir. Bu, bükülmeyi ve deformasyonu önleyerek düz ve pürüzsüz sondaj delikleri sağlar. DTH matkapları, çatlak oluşumlarda, eğimli tabakalarda veya değişken kaya sertliğinde daha iyi performans gösterir.

③ Verimli Enkaz Temizleme: Güç ortamı aynı zamanda bir temizleme ortamı olarak da işlev görerek sondaj deliğini iyice temizler ve aşırı delmeyi önler.

④ Düşük Gürültü: Darbe sondaj deliğinin tabanında meydana geldiğinden, gürültü, darbeden önemli ölçüde daha düşüktür.üstten darbeli matkaplar.

⑤ Geniş Uygulanabilirlik: Çok yumuşak formasyonlar hariç, DTH matkapları tüm kaya tiplerinde optimum şekilde çalışır ve elde edilebilir sondaj deliği çapı ve derinliği açısından üstten çekiçli kaya matkaplarını geride bırakır.

Bu avantajlar göz önüne alındığında, DTH sondajı yaygın olarak en iyi seçenek olarak kabul ediliyor ve İngiltere'deki taş ocaklarının %90'ı bu yöntemi benimsiyor.

4. Pnömatik DTH Matkaplarının Dezavantajları

① Düşük Basınç ve Güç: Pnömatik DTH matkaplarının birincil dezavantajı düşük hava basınçları ve çıkış güçleridir, bu da daha yavaş delme hızlarına yol açar. Gelişmeler hava basıncını 2,5 MPa'ya çıkarmış olsa da, bu hala kaya matkaplarının hidrolik basıncının çok altındadır. Dahası, yüksek basınçlı hava kompresörleri pahalıdır, yüksek güçlü tahrikler gerektirir, daha fazla gürültü üretir ve yüksek rakımlı alanlarda önemli ölçüde verimlilik kaybeder.

② Düşük Enerji Kullanım Verimliliği: Pnömatik DTH matkapları, hidrolik kaya matkaplarına göre delinen metre başına üç kat daha fazla enerji tüketir.

5. Hidrolik UygulamalarıDTH Çekiçleri

Hidrolik kaya delicilerinin (yüksek basınç ve verimlilik) ve DTH delicilerinin (düz sondaj delikleri) avantajlarını birleştirmek için, Alman Hausherr 1990'ların başında "Hızlı Hidrolik DTH Delici"ni geliştirdi. Hem dönme hem de darbe mekanizmaları hidrolik olarak tahrik edilir. Çekiç, besleme ve geri dönüş için iki yağ hattına sahiptir. Hızlı matkaplar üç çapta mevcuttur: 90 mm, 115 mm ve 150 mm, sırasıyla 100–125 mm, 127–156 mm ve 168–230 mm çaplı sondaj delikleri için uygundur.

Rapid ve Hausherr'in HBM80S pnömatik DTH matkabı arasında yapılan karşılaştırmalı bir test, aynı sondaj deliği çapları (125 mm) ve derinlikler (36 m) için Rapid'in sırasıyla 0,46, 0,46 ve 0,47'lik daha düşük motor gücü, yakıt tüketimi ve yağlama yağı tüketim oranlarıyla önemli ekonomik avantajlar sergilediğini gösterdi.

6. Hidrolik Su Gücüyle Çalışan Çekiçlerin Uygulamaları

İsveç'in LKAB ve yan kuruluşu G-Drill, 1980'lerin sonlarında "Wassara Su Güçlü DTH Çekiç"i geliştirdi. Ortam olarak filtrelenmiş maden suyu kullanan bu çekiç, 18–20 MPa basınç ve 200–300 L/dak akış hızlarında çalışır. Ortalama 850 mm/dak delme hızıyla, pnömatik çekiçlerden (genellikle 320 mm/dak) daha iyi performans gösterir.

Wassara çekici, sondaj deliği sapmasını yarı yarıya azaltma ve LKAB madenlerinde üretkenliği %86 artırma gibi olağanüstü bir performans göstermiştir. Uygulamalar arasında New York'ta metro enjeksiyonu ve İsviçre'de jeotermal sondaj yer alır; burada geleneksel döner matkaplarla 3 haftaya kıyasla 599,8 m'lik bir sondaj deliğini 5 günde tamamlamıştır.

7. Karşılaştırma: Hidrolik Suyla Çalışan Çekiçler ve Hidrolik Sıvıyla Çalışan Çekiçler

Suyla Çalışan Çekiçler: Statik su basıncını kullanarak daha yüksek verimlilik ve delme hızları elde edilir, madencilik uygulamaları için uygundur.

Sıvı Tahrikli Çekiçler: Dinamik su basıncı kullanırlar ve genellikle düşük basınçlara (0,5–4 MPa) ve verimliliğe (

8. Sonuç

Hidrolik ve su gücüyle çalışanDTH çekiçleriÜstten çekiçli hidrolik matkapların ve pnömatik DTH çekiçlerinin avantajlarını bir araya getirerek düşük enerji tüketimi, hızlı delme hızları ve düz sondaj delikleri sunar. Güç ve yıkama için birleşik ortam, suyla çalışan çekiçleri gelecekteki geliştirmeler için daha umut verici hale getirir.