बिना जामिंग के हार्ड-रॉक ड्रिलिंग: तीन मुख्य पैरामीटर-समायोजन रहस्य
कठोर संरचनाओं (विशिष्ट उदाहरण: ग्रेनाइट, बेसाल्ट) में उच्च कठोरता और दृढ़ता होती है, जिसके कारण ड्रिलिंग मापदंडों के मिलान पर सख्त आवश्यकताएँ लागू होती हैं। घूर्णन गति, ड्रिल थ्रस्ट (बिट दबाव), और कटिंग-रिमूवल (फ्लशिंग) मापदंडों का उचित समायोजन प्रवेश दर में सुधार और उपकरण के घिसाव को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। नीचे इन तीन मुख्य आयामों में मापदंडों के समायोजन के लिए एक विस्तृत व्यावहारिक मार्गदर्शिका दी गई है।
घूर्णन गति: प्रभावी विखंडन सुनिश्चित करने के लिए कम गति का उपयोग करें। कठोर चट्टान की उच्च कठोरता के लिए कम गति से संचालन की आवश्यकता होती है क्योंकि बटन कटर (बटन-प्रकार के इन्सर्ट) को चट्टान को विखंडित करने के लिए पर्याप्त संपर्क समय की आवश्यकता होती है। सघन संरचना और कम प्राकृतिक विखंडनों का अर्थ है कि कटर को निरंतर दबाव द्वारा चट्टान में धँसना होगा; यदि घूर्णन बहुत तेज़ है, तो संपर्क समय बहुत कम हो जाता है और प्रभावी विखंडन होने से पहले ही कटर अलग हो जाता है। इससे न केवल दक्षता में सुधार नहीं होता है, बल्कि "hसूखी पिसाई" भी होती है जिससे बिट का घिसाव तेज़ हो जाता है।
व्यवहार में, कठोर चट्टान की ड्रिलिंग में घूर्णन गति आमतौर पर 30-60 आरपीएम पर नियंत्रित की जाती है। उदाहरण के लिए, ग्रेनाइट में, गति को 100 आरपीएम तक बढ़ाने पर बटन कटर सतह पर फिसलते हैं, जिससे चट्टान के अंदरूनी हिस्से में प्रवेश किए बिना केवल हल्की खरोंचें पैदा होती हैं। गति को लगभग 40 आरपीएम तक कम करने से कटर संपर्क में बने रहते हैं, निरंतर दबाव डालते हैं, और अपनी कठोरता और वेज ज्यामिति के अनुसार चट्टान को वेज/विभाजित कर पाते हैं - जिससे टूटने की क्षमता 30% से अधिक बढ़ जाती है और बिट का घिसाव काफी कम हो जाता है।
ड्रिल दबाव (बिट थ्रस्ट): चट्टान के प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए उच्च दबाव लागू करें। कठोर चट्टान में उच्च संपीड़न शक्ति (अक्सर शशश100 एमपीए) के लिए, संरचना प्रतिरोध पर काबू पाने और कटर को भेदने के लिए पर्याप्त ड्रिल दबाव की आवश्यकता होती है। अपर्याप्त दबाव के कारण कटर सतह पर धंसने के बजाय फिसल जाते हैं (फिसल जाते हैं); उचित उच्च दबाव कटर को सतह के तनावों पर काबू पाने, आंतरिक दरारों या क्रिस्टल सीमाओं में प्रवेश करने, और संयुक्त निचोड़-कतरनी क्रिया के माध्यम से चट्टान को विखंडित करने में सक्षम बनाता है।
कठोर चट्टान कार्यों के लिए सामान्य ड्रिल दबाव 3-5 एमपीए पर सेट किया जाता है। कठोर चट्टान खनन के उदाहरणों में यह स्पष्ट है: केवल 2 एमपीए के ड्रिल दबाव पर, कटर प्रभावी फ्रैक्चर बिंदु बनाने में कठिनाई महसूस करते हैं और प्रवेश 0.5 मीटर/घंटा से कम हो सकता है। दबाव को 4 एमपीए तक बढ़ाने से कटर गहराई से जुड़ता है, फ्रैक्चर को चौड़ा करने के लिए आवधिक दबाव चक्रों की अनुमति मिलती है, और प्रवेश लगभग 1.2-1.5 मीटर/घंटा तक बढ़ जाता है; टूटी हुई चट्टान बाद में संचालन के लिए बेहतर ब्लॉक अखंडता भी बनाए रखती है।
कटिंग हटाना (फ्लशिंग): एक साफ़ कार्यशील सतह बनाए रखने के लिए पर्याप्त फ्लशिंग सुनिश्चित करें। हालाँकि कठोर चट्टान की ड्रिलिंग से निकली कटिंग ठीक रहती हैं, लेकिन धीमी गति से छेद करने पर वे गड्ढे के तल पर जमा हो जाती हैं, जिससे बार-बार टूटने का एक दुष्चक्र बन जाता है: जमा हुई कटिंग कटर और अक्षुण्ण चट्टान के बीच नए संपर्क को अवरुद्ध कर देती हैं, जिससे घिसाव बढ़ता है और ऊर्जा की बर्बादी होती है। इसलिए कटिंग हटाने के समायोजन का मुख्य उद्देश्य नीचे की कटिंग को तुरंत हटाने के लिए पर्याप्त फ्लशिंग प्रवाह सुनिश्चित करना है।
कठोर चट्टान की ड्रिलिंग के लिए, फ्लशिंग द्रव का प्रवाह लगभग 40-80 लीटर/मिनट बनाए रखना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक भूमिगत कठोर चट्टान सुरंग परियोजना में, 30 लीटर/मिनट के प्रारंभिक फ्लशिंग प्रवाह से 5-8 सेमी कटिंग नीचे जमा हो जाती थी; बिट्स को हर 2 घंटे में बदलना पड़ता था और दैनिक प्रगति 8 मीटर से कम थी। प्रवाह को 60 लीटर/मिनट तक बढ़ाने के बाद, अवशिष्ट कटिंग 1 सेमी से कम हो गई, बिट का जीवनकाल 8 घंटे से अधिक बढ़ गया, दैनिक प्रगति 15-18 मीटर तक बढ़ गई, और कम घिसाव के कारण बिट खरीद लागत लगभग 40% कम हो गई।
पैरामीटर समन्वय: त्रि-मार्गी अंतःक्रिया का तर्क। कठोर चट्टान ड्रिलिंग के लिए पैरामीटर समायोजन एकल-कारक अनुकूलन नहीं, बल्कि तीन पैरामीटरों का समन्वित मिलान है। मुख्य समन्वय बिंदु:
गति और ड्रिल दबाव: ड्रिल दबाव बढ़ाते समय, उच्च गति/उच्च दबाव की स्थिति में तात्कालिक अधिभार और बिट क्षति से बचने के लिए कम घूर्णी गति बनाए रखें।
फ्लशिंग और ड्रिल दबाव: फ्लशिंग प्रवाह को बढ़ाते समय, ड्रिल दबाव को तदनुसार समायोजित करें ताकि फ्लशिंग प्रभाव से छेद की दीवार को अस्थिर होने से रोका जा सके।
केवल घूर्णन गति, ड्रिल दबाव, और फ्लशिंग/कटिंग-हटाने को एक संगत सेट में मिलाकर ही हार्ड-रॉक ड्रिलिंग कम खपत के साथ उच्च दक्षता प्राप्त कर सकती है।
