چگونه فرکانس ضربه و فشار مته ضربه ای را با توجه به سختی سنگ تنظیم کنیم؟
طبقه بندی سختی سنگ و ویژگی ها:
سنگ نرم (مانند شیل، گل سنگ): سنگ نرم دارای سختی کم و مقاومت فشاری معمولاً بین 10 تا 50 مگاپاسکال است. این نوع سنگ راحت تر شکسته می شود و نیروی پیوند بین ذرات آن ضعیف است.
سنگ متوسط سخت (مانند سنگ آهک، ماسه سنگ): سنگ متوسط سختی سختی متوسط و مقاومت فشاری تقریباً در محدوده 50 تا 150 مگاپاسکال دارد. ساختار آن نسبتاً متراکم است، نیروی پیوند بین ذرات قوی است و برای شکستن مؤثر آن به نیروی ضربه خاصی نیاز است.
سنگ سخت (مانند گرانیت، کوارتزیت): سنگ سخت دارای سختی بالا و مقاومت فشاری معمولاً بیش از 150 مگاپاسکال است. آنها ساختار کریستالی محکم و سختی بالایی دارند و شکستن آنها دشوارتر است.
تنظیم فرکانس ضربه
سنگ نرم: در سنگ نرم، از آنجایی که سنگ به راحتی شکسته می شود، فرکانس ضربه مته سوراخ سوراخ می تواند نسبتاً کم باشد. به طور کلی، فرکانس ضربه را می توان 30 تا 50 بار در دقیقه تنظیم کرد. چنین فرکانسی برای مته برای شکستن سنگ کافی است و در عین حال از سایش غیر ضروری مته و دیواره سوراخ به دلیل ضربه زیاد جلوگیری می کند. به عنوان مثال، در سازندهای شیل، فرکانس ضربه کمتر می تواند به مته اجازه دهد تا به تدریج شیل را بشکند و می تواند به طور موثر سرعت حفاری را کنترل کند تا از حفاری بیش از حد از ایجاد ناپایداری در دیواره سوراخ جلوگیری کند.
سنگ با سختی متوسط: برای سنگ با سختی متوسط، فرکانس ضربه باید به طور مناسب افزایش یابد. فرکانس ضربه را معمولاً می توان به 50-80 بار در دقیقه تنظیم کرد. فرکانس بالاتر می تواند نیروی ضربه ای کافی ایجاد کند تا مته بتواند به سرعت پیوند بین ذرات معدنی در سنگ را بشکند و در نتیجه به طور موثر حفاری کند. با در نظر گرفتن سنگ آهک به عنوان مثال، افزایش مناسب فرکانس ضربه می تواند مته را قادر سازد تا بهتر با سختی متوسط و ساختار نسبتاً متراکم سنگ آهک مقابله کند.
سنگ سخت: در محیط سنگ سخت برای اینکه بتوان سنگ های سخت را شکست، فرکانس ضربه باید بیشتر باشد. به طور کلی، فرکانس ضربه را می توان در حدود 80-120 بار در دقیقه تنظیم کرد. به عنوان مثال، در سازندهای گرانیتی، ضربات با فرکانس بالا می تواند نیرو را برای شکستن ساختار کریستالی سخت گرانیت متمرکز کند و به مته اجازه دهد به تدریج به درون سنگ نفوذ کند. با این حال، فرکانس ضربه بیش از حد ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد و سایش بیش از حد مته شود و سایر عوامل باید به طور جامع برای تعادل در نظر گرفته شوند.
تنظیم فشار
سنگ نرم: سنگ نرم به دلیل استحکام فشاری کم به فشار حفاری کمتری نیاز دارد. به طور کلی، فشار حفاری را می توان بین 1000 - 3000 نیوتن کنترل کرد. فشار کوچکتر می تواند مته را تحت تاثیر قرار دهد و در سنگ نرم به طور پایدار خرد شود و در عین حال سایش مته را کاهش دهد. به عنوان مثال، در سنگ گل، فشار کمتر می تواند مته را به آرامی در سنگ برش دهد و حالت حفاری خوبی را حفظ کند.
سنگ با سختی متوسط: سنگ با سختی متوسط نیاز به فشار بیشتری برای اطمینان از خرد شدن ضربه ای موثر دارد. محدوده فشار را می توان تا 3000 - 8000 نیوتن تنظیم کرد. فشار کافی می تواند انرژی ضربه مته را به طور کامل به سنگ منتقل کند، بر مقاومت فشاری سنگ غلبه کند و به حفاری دست یابد. در سازندهای ماسه سنگی، فشار مناسب می تواند به مته کمک کند تا اجزای سخت مانند ذرات کوارتز در ماسه سنگ را خرد کند.
سنگ سخت: برای سنگ سخت باید فشار بیشتری اعمال شود. فشار معمولاً 8000 - 15000 نیوتن یا بیشتر است. به دلیل سختی بالا و مقاومت فشاری بالا سنگ سخت، تنها فشار کافی می تواند باعث شود که مته نیروی ضربه ای کافی برای خرد کردن سنگ ایجاد کند. با در نظر گرفتن کوارتیز به عنوان مثال، فشار بالاتر می تواند تاثیر مته را موثرتر کند، اما باید توجه داشت که فشار نباید از ظرفیت باربری مته و دکل حفاری بیشتر شود تا از آسیب به تجهیزات جلوگیری شود.
در ساخت و ساز واقعی، تنظیم فرکانس ضربه و فشار نیز نیاز به در نظر گرفتن عواملی مانند مشخصات مته، عملکرد دکل حفاری، عمق و قطر سوراخ دارد و باید به صورت دینامیکی مطابق با واقعی تنظیم شود. وضعیت در طول فرآیند حفاری (مانند تخلیه سرباره، سایش مته، و غیره) برای دستیابی به بهترین اثر حفاری.
