चट्टान भेदने वाले औजारों के उपयोग के लिए सावधानियां
ड्रिलिंग और ब्लास्टिंग कार्यों में उपयोग होने वाले ड्रिल स्टील छेद के व्यास से सीमित होते हैं, इसलिए उनका अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल अपेक्षाकृत छोटा होता है। इन पतले घटकों को अत्यधिक घिसाव, संक्षारक पदार्थों और उच्च-आवृत्ति चक्रीय भारों—तनाव, संपीड़न, झुकाव और मरोड़—को सहन करना पड़ता है, जो उच्च-प्रभाव वाले रॉक ड्रिल द्वारा संचारित होते हैं। भार की स्थितियों और चट्टान के गुणों के आधार पर, इनका सेवा जीवन कुछ दर्जन घंटों से लेकर सौ घंटे से अधिक तक हो सकता है। रॉक ड्रिलिंग उपकरण उद्योग में सबसे अधिक तनावग्रस्त उपभोज्य इंजीनियरिंग उपकरणों में से हैं: इनका जीवनकाल कम होता है, ये तकनीकी रूप से जटिल होते हैं और बड़ी मात्रा में अपरिहार्य होते हैं।
हर उपकरण उपयोगकर्ता न्यूनतम लागत पर अधिकतम लाभ चाहता है, जिसका अर्थ है उपकरणों की खपत को कम करना। इसीलिए, उपकरण निर्माताओं और उपयोगकर्ताओं को तकनीकी अनुकूलन के माध्यम से सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए मिलकर काम करना चाहिए।
1. उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से: पत्थर के औजारों का चयन करते समय किन बातों का ध्यान रखना चाहिए
(1) उच्च उत्पाद गुणवत्ता
उच्च गुणवत्ता वाले शैंक एडेप्टर लंबे समय तक चलने की उम्मीद रखते हैं, जिससे डिसअसेंबली और रिप्लेसमेंट के लिए लगने वाला समय कम हो जाता है। ड्रिल रॉड और बिट भी उतने ही महत्वपूर्ण हैं: यदि रॉड टूट जाती है, तो रॉड और बिट दोनों खो सकते हैं, और छेद बेकार हो सकता है।
आधुनिक हाइड्रोलिक ड्रिल रिग्स में, सामान्य ड्रिलिंग अत्यधिक स्वचालित होती है और शारीरिक रूप से कम मेहनत वाली होती है, लेकिन शैंक एडेप्टर बदलना, टूटी हुई रॉड को निकालना या बिट्स को फिर से ग्राइंड करना श्रम समय बर्बाद करता है और श्रम तीव्रता तथा परिचालन लागत को बढ़ाता है। इसलिए, उपयोगकर्ता न केवल कीमत बल्कि उत्पाद की गुणवत्ता को भी अधिक महत्व देते हैं।
(2) सर्वोत्तम संभव प्रवेश दर
जंबो ड्रिलिंग ऑपरेशनों में, श्रम और उपकरण खरीद लागत के अलावा, समय से संबंधित कई अन्य लागतें लगभग निश्चित होती हैं। चूंकि ड्रिलिंग लागत में टूलिंग लागत का एक बड़ा हिस्सा होता है, इसलिए तेजी से ड्रिलिंग करने से कुल निर्माण लागत सीधे कम हो जाती है। यही कारण है कि उपयोगकर्ता ड्रिलिंग की गति को उच्च प्राथमिकता देते हैं।
(3) न्यूनतम विस्फोट-छिद्र विचलन
मध्यम और गहरे छेदों की विस्फोट प्रक्रिया में, छेद का विचलन विस्फोटक भार और छेद रिक्ति दक्षता को कम करता है, जिससे उत्पादन घट जाता है। इसलिए, उपयोगकर्ता उच्च स्तर की छेद की सीधीपन की मांग करते हैं, जो आमतौर पर बहुत सख्त सहनशीलता के भीतर होती है।
विचलन के मुख्य कारणों में शामिल हैं:
होल की शुरुआत में कॉलरिंग त्रुटि,
छेद-चिह्नित करने/संरेखण त्रुटि,
ड्रिलिंग के दौरान उपकरण के व्यवहार के कारण उत्पन्न होने वाली सीधी रेखा में त्रुटि।
पूर्णतः हाइड्रोलिक या कंप्यूटर-नियंत्रित ड्रिलिंग उपकरणों के साथ, पहली दो त्रुटियों को काफी हद तक कम किया जा सकता है, जिससे उपकरण संरचना के कारण होने वाला विचलन ही मुख्य कारक रह जाता है। विचलन आमतौर पर गहराई के साथ बढ़ता है और अंततः खराब ड्रिलिंग का कारण बन सकता है। विचलन को कम करने या समाप्त करने का एक अत्यंत प्रभावी तरीका निर्देशित चट्टान ड्रिलिंग उपकरणों का उपयोग करना है।
2. चट्टानी औजारों के घिसाव और विफलता के कारणों का विश्लेषण
(1) ड्रिल स्ट्रिंग में गलत संरेखण
यदि शैंक एडेप्टर, कपलिंग स्लीव और ड्रिल रॉड एक ही केंद्र पर स्थित नहीं हैं, तो झुकने के कारण विकृति उत्पन्न होती है, जिससे तनाव पैदा होता है और कनेक्शनों पर खराब फिटिंग होती है, जिसके परिणामस्वरूप ढीलापन आ जाता है।
(2) फ़ीड दबाव
बहुत कम दबाव: प्रवेश क्षमता घट जाती है; जोड़ ढीले हो जाते हैं; ऊर्जा स्थानांतरण हानि बढ़ जाती है; संपर्क सतहों पर बार-बार सूक्ष्म पृथक्करण/टकराव से अत्यधिक तनाव उत्पन्न होता है। विशिष्ट लक्षण: जोड़ों पर अत्यधिक गर्मी और चटकने/झटका लगने की आवाज़। अत्यधिक गर्मी से धागे का घिसाव बढ़ जाता है और क्षरणकारी गड्ढे बन सकते हैं।
बहुत अधिक होने पर: बिट की घूर्णन गति कम हो जाती है, जाम होने का खतरा बढ़ जाता है और रॉड पर झुकने का तनाव बढ़ जाता है।
(3) प्रभाव दबाव
गलत इम्पैक्ट-प्रेशर सेटिंग रोटेशन व्यवहार, प्रवेश दक्षता और टूल लाइफ को सीधे प्रभावित करती है।
(4) घूर्णन गति
घूर्णन गति बिट के व्यास और ड्रिल की प्रभाव आवृत्ति के अनुरूप होनी चाहिए। बड़े बिट्स के लिए कम आरपीएम की आवश्यकता होती है। अत्यधिक आरपीएम परिधीय काटने वाली संरचना को नुकसान पहुंचाता है।
(5) घूर्णन दबाव/टॉर्क सेटिंग
सही घूर्णन दबाव अत्यंत आवश्यक है। यह चिपकने से बचाता है और स्थिर घूर्णन के लिए अनिवार्य है। धागे की जकड़न बनाए रखने के लिए घूर्णन दबाव को धीरे-धीरे बढ़ाना भी महत्वपूर्ण है। अपर्याप्त जकड़न अक्सर जोड़ों में गर्मी, धागे का टूटना, धागे का समय से पहले घिसना और यहां तक कि टूटना भी कारण बन सकती है।
(6) अनुचित संचालन पद्धति
अधिक उपयोग किए गए औजारों के पुर्जों को नए पुर्जों के साथ मिलाने से उनकी कुल सेवा अवधि कम हो सकती है। अन्य नुकसानदायक प्रक्रियाओं में रॉड बनाते समय गलत संरेखण, थ्रेड में गंदगी/रेत और बिना लुब्रिकेंट के थ्रेड बनाना शामिल हैं।
"ब्लैंक फायरिंग" (बिना प्रभावी बिट-रॉक संपर्क के हथौड़ा चलाना) विशेष रूप से विनाशकारी है और इससे बचना चाहिए।
3. ड्रिलिंग मापदंडों और ड्रिलिंग प्रदर्शन के बीच संबंध
प्रभाव दबाव
उच्च प्रभाव दबाव पिस्टन के वेग और प्रभाव ऊर्जा को बढ़ाता है। जब बिट कठोर चट्टान के साथ अच्छी तरह से संपर्क में होता है, तो शॉक-वेव ऊर्जा का सबसे प्रभावी ढंग से उपयोग होता है। यदि बिट और चट्टान का संपर्क कमजोर है, तो ऊर्जा चट्टान में प्रवेश करने के बजाय तनाव तरंगों के रूप में ड्रिल स्ट्रिंग में वापस परावर्तित हो जाती है।
प्रति प्रहार अधिकतम प्रभाव ऊर्जा का पूर्ण उपयोग केवल पर्याप्त कठोर चट्टान में ही संभव है। नरम चट्टान में, हानिकारक परावर्तन को सीमित करने के लिए प्रभाव दबाव/ऊर्जा को कम किया जाना चाहिए।
किसी भी दिए गए इम्पैक्ट सेटिंग के लिए, उच्च दबाव का अर्थ है ड्रिल स्टील के क्रॉस-सेक्शन में उच्च तनाव। रॉड और शैंक एडेप्टर के सेवा जीवन को अधिकतम करने के लिए, ऑपरेटिंग दबाव हमेशा टूल स्ट्रिंग की क्षमता के बराबर होना चाहिए।
फ़ीड दबाव
फीड फोर्स बिट को चट्टान के साथ मजबूती से संपर्क में रखता है और साथ ही उसे घूमने की अनुमति भी देता है। फीड फोर्स को इम्पैक्ट प्रेशर के साथ ठीक से समायोजित किया जाना चाहिए।
सही फीड फोर्स से सबसे किफायती ड्रिलिंग संभव होती है।
बहुत कम फीड फोर्स से पेनिट्रेशन रेट कम हो जाता है और थ्रेडेड जॉइंट्स ढीले हो जाते हैं। कपलिंग का ज़्यादा गरम होना और खड़खड़ाहट की आवाज़ आना यह संकेत देते हैं कि फीड सेटिंग बहुत कम है। अगर ढीले जॉइंट्स के साथ ड्रिलिंग जारी रखी जाए, तो ऊर्जा की हानि और तापमान में वृद्धि होती है, जिससे थ्रेड जलकर टूट सकता है।
बहुत अधिक फीड बल आरपीएम और प्रवेश को कम करता है, जाम होने का खतरा बढ़ाता है, और स्ट्रिंग के मुड़ने की प्रवृत्ति के कारण छेद के विचलन को बढ़ा सकता है।
घूर्णन गति
घूर्णन बिट को अगले प्रहार के लिए एक नई स्थिति में ले जाता है। बटन बिट्स में, प्रहारों के बीच परिधीय अनुक्रमण आमतौर पर लगभग 10 मिमी होता है। इसलिए आरपीएम को प्रहार आवृत्ति और बिट व्यास के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए। बड़े व्यास के लिए कम आरपीएम की आवश्यकता होती है। अत्यधिक आरपीएम से गेज बटन/किनारे की संरचना में तेजी से घिसाव होता है।
4. व्यावहारिक संचालन सावधानियां
छड़ें लगाने से पहले, वास्तविक भूविज्ञान के अनुसार उचित प्रभाव दबाव, फ़ीड दबाव, घूर्णन गति और अवमंदन/बफर दबाव निर्धारित करें। चट्टान की कठोरता और निर्माण प्रकार के साथ मापदंडों का मिलान सुनिश्चित करें।
ड्रिलिंग के दौरान, टूल असेंबली को एक ही केंद्र पर रखें ताकि शैंक एडाप्टर, रॉड और बिट में झुकने या विकृति आने से बचा जा सके।
व्यर्थ फायरिंग को रोकें। यदि ऐसा होता है, तो उपकरण को गंभीर नुकसान से बचाने के लिए तुरंत ड्रिलिंग बंद कर दें।
प्रत्येक रॉड को निकालने के बाद, रॉड के थ्रेड सिरे और क्विक-कपलिंग इंटरफ़ेस पर कूलिंग लुब्रिकेंट लगाएं।
विस्फोट-छेद ड्रिलिंग के बाद, थ्रेड जोड़ गर्म होते हैं और उनमें चट्टान के टुकड़े और खदान का पानी हो सकता है। शीतलन स्नेहक चिकनाई प्रदान करता है, तापमान कम करता है, जंग से सुरक्षा करता है और थ्रेड के घिसाव प्रतिरोध को बढ़ाता है।रॉड को निकालते समय, रॉड के बार-बार कंपन/झटके से बचें, क्योंकि यह ड्रिल रॉड के लिए सबसे अधिक हानिकारक क्रियाओं में से एक है।
यदि किसी थ्रेडेड जोड़ को ढीला करना मुश्किल हो, तो पहले थ्रेड वाले हिस्से में लुब्रिकेंट डालें, फिर उसे ढीला करने के लिए नियंत्रित कंपन का प्रयोग करें। इससे थ्रेड को सीधे नुकसान होने की संभावना कम हो जाती है।
रॉड के कंपन के दौरान, रॉक ड्रिल लगभग 200 बार तक का प्रभाव दबाव संचारित कर सकता है। लगातार उच्च आवृत्ति वाले प्रभावों से तनाव का संकेंद्रण होता है; बार-बार कंपन और गर्मी के कारण थ्रेड के सिरों पर चिपकने वाले घिसाव/कोल्ड-वेल्ड बर्न स्पॉट और कटाव वाले गड्ढे बन सकते हैं, और गंभीर मामलों में स्थानीय पिघलने वाले गड्ढे भी बन सकते हैं। ये दोष थकान के कारण बनते हैं और रॉड की समय से पहले विफलता का कारण बन सकते हैं।
