हार्ड-रॉक ड्रिलिंग में "अटकाव" नहीं आएगा! तीन मुख्य पैरामीटर-समायोजन सुझाव
कठोर चट्टान संरचनाओं (जैसे ग्रेनाइट, बेसाल्ट, आदि) में उच्च कठोरता और दृढ़ता होती है, जिससे ड्रिलिंग मापदंडों के मिलान पर सख्त आवश्यकताएँ लागू होती हैं। घूर्णन गति, ड्रिलिंग दबाव (डब्ल्यूओबी/बिट दबाव), और कटिंग निष्कासन (फ्लशिंग) का उचित समायोजन प्रवेश दर में सुधार और उपकरण के घिसाव को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। निम्नलिखित इन तीन मुख्य मापदंडों के अनुसार कठोर चट्टान ड्रिलिंग के समायोजन तर्क और व्यावहारिक नियमों की व्याख्या करता है।
घूर्णन गति: प्रभावी विखंडन के लिए कम गति। कठोर चट्टान की उच्च कठोरता के कारण, ड्रिलिंग सामान्यतः कम घूर्णन गति पर की जाती है ताकि बिट के दांतों को चट्टान को तोड़ने के लिए पर्याप्त संपर्क समय मिल सके। कठोर चट्टान सघन होती है और उसमें प्राकृतिक रूप से दरारें कम होती हैं; दांतेदार रोलर-कोन बिट्स को समय के साथ संरचना में दबना और जमना पड़ता है। यदि गति बहुत अधिक है, तो दांतों का संपर्क समय बहुत कम हो जाता है और प्रभावी विखंडन होने से पहले ही वे सतह से फिसल जाएँगे। यह "एयर-मिलिंग" न केवल प्रवेश में सुधार करने में विफल रहती है, बल्कि बिट के घिसाव को भी तेज करती है।
व्यवहार में, कठोर चट्टान की ड्रिलिंग के लिए घूर्णी गति आमतौर पर 30-60 आरपीएम की सीमा में नियंत्रित की जाती है। उदाहरण के लिए, ग्रेनाइट की ड्रिलिंग करते समय, गति को 100 आरपीएम तक बढ़ाने से दांत सतह पर तेज़ी से फिसलते हैं और चट्टान के द्रव्यमान को भेदे बिना केवल हल्की खरोंचें पैदा करते हैं। गति को लगभग 40 आरपीएम तक कम करने से दांत सतह के संपर्क में रहते हैं और निरंतर दबाव डालते हैं; वेज क्रिया और दांत की कठोरता चट्टान को धीरे-धीरे विभाजित करती है, जिससे टूटने की क्षमता 30% से अधिक बढ़ जाती है और बिट का घिसाव काफी कम हो जाता है।
ड्रिलिंग दबाव: चट्टान के प्रतिरोध को दूर करने के लिए पर्याप्त दबाव डालें। कठोर चट्टान में अक्सर उच्च संपीड़न शक्ति (आमतौर पर शशश100 एमपीए) होती है, इसलिए प्रतिरोध को दूर करने और बिट दांतों को संरचना में चलाने के लिए पर्याप्त ड्रिलिंग दबाव की आवश्यकता होती है। अपर्याप्त दबाव के कारण दांत सतह पर फिसल जाते हैं और "स्किडिंग" प्रभाव उत्पन्न करते हैं; उचित उच्च दबाव दांतों को सतह के तनावों को भेदने, आंतरिक दरारों या अंतर-क्रिस्टलीय अंतरालों तक पहुँचने, और संयुक्त निष्कासन-और-कतरनी क्रिया द्वारा चट्टान को तोड़ने में सक्षम बनाता है।
इंजीनियरिंग अभ्यास में, कठोर चट्टान कार्यों में ड्रिलिंग दबाव आमतौर पर 3-5 एमपीए के आसपास निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, कठोर अयस्क के खनन में, यदि बिट दबाव केवल 2 एमपीए है, तो दांत प्रभावी विखंडन बिंदु स्थापित नहीं कर पाते हैं और प्रवेश दर 0.5 m/h से कम हो सकती है; दबाव को 4 एमपीए तक बढ़ाने से दांतों का जुड़ाव गहरा होता है, फ्रैक्चर को बड़ा करने के लिए आवधिक तनाव चक्र बनते हैं, और प्रवेश दर 1.2-1.5 m/h होती है, जिससे बाद में संचालन के लिए टूटी हुई चट्टान की बेहतर अखंडता सुनिश्चित होती है।
कटिंग हटाना (फ्लशिंग): काम करने वाले सतह को साफ़ रखने के लिए पर्याप्त फ्लशिंग। हालाँकि हार्ड-रॉक ड्रिलिंग से निकली चट्टान की कटिंग अपेक्षाकृत महीन होती है, लेकिन धीमी गति से प्रवेश के कारण कटिंग आसानी से छेद के तल पर जमा हो जाती है, जिससे "पुनः-ब्रेकिंग" का एक दुष्चक्र बन जाता है—जमा हुई कटिंग बिट को ताज़ा चट्टान के संपर्क में आने से रोकती है, घिसाव बढ़ाती है, और कटिंग को दोबारा कुचलने में ऊर्जा की बर्बादी करती है, जिससे कुल दक्षता कम हो जाती है। कटिंग हटाने के समायोजन का मुख्य उद्देश्य पर्याप्त फ्लशिंग द्रव प्रवाह सुनिश्चित करना है ताकि कटिंग को तुरंत बाहर निकाला जा सके।
कठोर चट्टान की ड्रिलिंग के लिए, फ्लशिंग प्रवाह दर आमतौर पर 40-80 लीटर/मिनट पर नियंत्रित की जाती है। उदाहरण के लिए, एक भूमिगत कठोर चट्टान सुरंग परियोजना में, 30 लीटर/मिनट के प्रारंभिक फ्लशिंग प्रवाह के कारण तल पर 5-8 सेमी कटिंग जमा हो गई; बिट्स को हर 2 घंटे में बदलना पड़ा और दैनिक फुटेज 8 मीटर से कम था। प्रवाह को 60 लीटर/मिनट तक बढ़ाने के बाद, तल पर अवशेष 1 सेमी से कम रह गए, बिट का जीवनकाल 8 घंटे से अधिक बढ़ गया, दैनिक फुटेज 15-18 मीटर तक बढ़ गया, और कम घिसाव के कारण बिट खरीद लागत लगभग 40% कम हो गई।
पैरामीटर समन्वय: तीनों का मूल तर्क हार्ड-रॉक ड्रिलिंग के लिए पैरामीटर समायोजन व्यक्तिगत मूल्यों का पृथक अनुकूलन नहीं है, बल्कि तीनों का समन्वित मिलान है:
रोटरी गति और ड्रिलिंग दबाव: ड्रिलिंग दबाव बढ़ाते समय, उच्च गति/उच्च दबाव की स्थिति में तत्काल अधिभार और अचानक बिट विफलता से बचने के लिए कम गति बनाए रखें।
फ्लशिंग और ड्रिलिंग दबाव: फ्लशिंग प्रवाह को बढ़ाते समय, ड्रिलिंग दबाव के साथ समन्वय करें ताकि अत्यधिक फ्लशिंग प्रभाव से छेद-दीवार की स्थिरता को प्रभावित होने से रोका जा सके।
केवल गति, दबाव और फ्लशिंग का एक सुमेलित संयोजन बनाकर ही उच्च दक्षता, कम खपत वाली हार्ड-रॉक ड्रिलिंग प्राप्त की जा सकती है।
