سوراخهای پیچ سنگی: چرا حفاری تعیین میکند که آیا پیچ دوام میآورد یا خیر
یک پیچ سنگ فقط به اندازه سوراخی که در آن فرو میرود خوب است. میتوانید از فولاد درجه یک، بهترین کارتریج رزین استفاده کنید و آن را به طور کامل تنظیم کنید - و اگر سوراخ با زاویه اشتباه، از طریق یک صفحه شکستگی یا با قطر اشتباه حفر شده باشد، باز هم خراب خواهد شد. پیچ به سوراخ بستگی دارد. و سوراخ به مته و میله مته ای که آن را ایجاد کرده است بستگی دارد.
پیچ و مهره کردن سقف رایجترین روش پشتیبانی از زمین در معادن زیرزمینی و تونلسازی است و دلایل خوبی هم دارد: سریع است، انعطافپذیر است و هزینه آن کسری از هزینه مجموعههای فولادی یا پوششهای بتنی شاتکریت است. اما سرعت و هزینه پایین فقط در صورتی جواب میدهد که پیچ و مهره زدن به درستی انجام شود. در اینجا معنای «دددهههدونه درستهههه» از دیدگاه حفاری آمده است - قبل از اینکه پیچ اصلاً وارد شود.
زاویه سوراخ: هندسهای که همه چیز را تعیین میکند
پیچ سنگ با لنگر انداختن در سنگهای مستعد فراتر از ناحیهی شکستگی یا در حال تسلیم، و سپس اعمال کشش برای فشردهسازی سنگ سست در برابر سنگ پایدار پشت آن، کار میکند. برای این کار، پیچ باید لایههای سنگ را با زاویهی مناسب قطع کند.
قانون اساسی این است که پیچها باید تا حد امکان عمود بر سطح سنگ نصب شوند. پیچی که با زاویه نسبت به سطح نصب شود، توزیع تنش نامتقارنی ایجاد میکند - یک طرف پیچ بیشتر از طرف دیگر تحت بار قرار میگیرد، صفحه تکیهگاه به صورت صاف قرار نمیگیرد و نیروی گیره مؤثر پیچ کاهش مییابد.
در سنگهای لایهای یا لمینتشده، زاویه ایدهآل پیچ عمود بر صفحات لایهبندی است، نه لزوماً عمود بر سطح حفاری. پیچی که به موازات لایهبندی حرکت میکند تقریباً هیچ کاری انجام نمیدهد - مانند تلاش برای عبور دادن میخ از میان صفحات یک کتاب از عطف آن است. صفحات هنوز هم میتوانند روی هم بلغزند زیرا میخ در جهت لغزش قرار دارد، نه در عرض آن.
حفر سوراخ با زاویه دقیق، در یک مسیر زیرزمینی محدود، با یک مته دستی، سختتر از آن چیزی است که به نظر میرسد. مته وقتی برای اولین بار به سنگ برخورد میکند، میخواهد حرکت کند. اپراتور در حال تحمل وزن مته است. زمین ممکن است در جایی که طوقه مشخص شده، ناهموار باشد. و اگر چند سانتیمتر اول سوراخ زاویه نداشته باشد، بقیه سوراخ نیز زاویه خواهد داشت - شما نمیتوانید یک میله مته مخروطی را وقتی در سنگ قرار گرفت، هدایت کنید.
راه حل در تنظیمات است: محل سوراخ را به طور واضح علامت گذاری کنید، مته را طوری قرار دهید که میله قبل از برخورد مته با سنگ در زاویه هدف قرار گیرد، و سوراخ را با فشار کم و سرعت چرخش کم شروع کنید تا مته یک حلقه تمیز ایجاد کند. آن چند ثانیه اول سوراخ کاری مشخص میکند که آیا پیچی که وارد آن سوراخ میشود کار خود را انجام میدهد یا خیر.
عمق سوراخ: در محل شکستگی متوقف نشوید
سوراخ پیچی که خیلی کم عمق باشد - که به جای رسیدن به سنگ جامد، در داخل منطقه شکسته یا هوازده متوقف شود - پیچی است که در مادهای لنگر انداخته که نمیتواند آن را نگه دارد. اولین باری که زمین جابجا میشود، نقطه لنگر نیز با آن حرکت میکند و پیچ کشش خود را از دست میدهد.
عمق سوراخ مورد نیاز با طول پیچ تعیین میشود که آن هم توسط زمینشناسی تعیین میشود. پیچ باید حداقل 0.3 تا 0.5 متر فراتر از منطقه شکستگی تخمینی به داخل سنگ مناسب امتداد یابد. اگر منطقه شکستگی 2 متر ضخامت داشته باشد، حداقل به یک پیچ 2.5 متری نیاز دارید - و سوراخ باید به اندازه کافی عمیق باشد تا طول کامل پیچ به علاوه کارتریج رزین را در خود جای دهد.
این موضوع بدیهی به نظر میرسد. چیزی که کمتر واضح است این است که الزام عمق سوراخ، پیامدهایی برای انتخاب مته و میله حفاری شما دارد. یک سوراخ عمیق با پیچ - 3 متر یا بیشتر، که در معادن با دهانه بزرگ رایج است - به میله حفاری به اندازه کافی بلند نیاز دارد تا بدون اضافه کردن زائده در وسط سوراخ به آن عمق برسد. به مته ای نیاز دارد که بتواند بدون انحراف، مستقیماً در آن عمق حفاری کند. و به جریان همسطح به اندازه کافی قوی نیاز دارد تا خردههای حفاری را از سوراخی که بلندتر از قد اپراتور است، پاک کند.
مناطق شکستگی: سوراخی که نمیتوانید ببینید
بدترین سوراخ پیچ، سوراخی است که مستقیماً در یک صفحه شکستگی ایجاد شده و از طرف دیگر به زمین سست بیرون میآید. پیچ وارد میشود، رزین سفت میشود، همه چیز خوب به نظر میرسد - و اولین باری که زمین تحت فشار قرار میگیرد، پیچ بیرون میآید زیرا به بلوکی متصل بوده که به هیچ چیز محکمی متصل نبوده است.
مسئولیت حفار این است که به آنچه مته میگوید توجه کند. وقتی مته به ناحیه شکستگی برخورد میکند، سرعت نفوذ تغییر میکند - معمولاً با ورود مته به زمین باز یا شکسته، سرعت آن افزایش مییابد. صدای مته تغییر میکند - ضربه کمتر ترد و توخالیتر میشود. بازگشت آب به داخل چاه ممکن است کاهش یابد زیرا آب یا هوای تخلیه شده به جای بازگشت به داخل سوراخ، به داخل شکستگی نشت میکند.
هر یک از این سیگنالها به این معنی است که سوراخ، یک شکستگی قابل توجه را قطع کرده است. اگر این اتفاق نزدیک به عمق هدف رخ دهد، ممکن است پیچ هنوز قابل استفاده باشد - شکستگی ممکن است بالای منطقه لنگر باشد. اگر زودتر اتفاق بیفتد، باید سوراخ را رها کرد و دوباره در مکان یا زاویه دیگری حفاری کرد. ادامه حفاری در یک منطقه شکستگی و نصب پیچ در آنجا، نصب پیچی است که از قبل آسیب دیده است.
پیچ و مهره رزینی: شیمی که نیاز به سوراخهای تمیز دارد
پیچهای مهار شده با رزین - رایجترین نوع در معدنکاری مدرن - به یک کارتریج رزینی دو قسمتی متکی هستند که قبل از پیچ در سوراخ قرار میگیرد. وقتی پیچ به داخل سوراخ چرخانده میشود، کارتریج را پاره میکند، رزین و سفتکننده را مخلوط میکند و این مخلوط در اطراف پیچ قرار میگیرد تا یک لنگر شیمیایی تشکیل دهد.
برای اینکه رزین به درستی به دیواره سوراخ بچسبد، باید تمیز باشد. گرد و غبار سنگ، خردههای مته یا گل و لای باقی مانده در سوراخ از حفاری، مانع از تماس کامل رزین با سنگ میشود و استحکام اتصال را کاهش میدهد. سوراخی که پر از خردههای مته باشد، همچنین از جریان یافتن رزین به فضای حلقوی بین پیچ و دیواره سوراخ جلوگیری میکند - رزین به جای اینکه به داخل شکاف برود، از سوراخ بیرون رانده میشود.
راه حل، جریان شستشوی کافی در حین حفاری و یک پاکسازی نهایی پس از رسیدن سوراخ به عمق مورد نظر است. پس از توقف پیشروی مته، چند ثانیه دیگر آب یا هوای شستشو را باز نگه دارید تا هرگونه خرده چوب باقی مانده از سوراخ پاک شود. این کار چند ثانیه طول میکشد و به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان اتصال رزین را بهبود میبخشد.
اتصال سوراخکاری-پیچکاری
پیچ و مهره گذاری سنگ و حفاری سنگ معمولاً توسط گروههای مختلفی انجام میشود - حفارها سوراخها را ایجاد میکنند، پیچ و مهرهها پیچها را نصب میکنند. اما کیفیت پیچ و مهره در مرحله حفاری تعیین میشود. پیچی که در یک سوراخ ضعیف - زاویه اشتباه، عمق اشتباه، دیوارههای سوراخ کثیف - نصب شود، صرف نظر از اینکه چقدر با دقت نصب شود، شکست خواهد خورد.
برای حفار، این به معنای درک این نکته است که آن سوراخهای پیچ فقط سوراخ نیستند. آنها پایه و اساس سیستم پشتیبانی زمین هستند و مته و میله مته که آنها را ساختهاند، اولین حلقه در زنجیره ایمنی هستند.
