Där DTH-hammare fungerar bäst: Fem tillämpningar för borrning i hårt berg
En sänkborrhammare, även kallad DTH-hammare, är ett tryckluftsborrverktyg som levererar slag direkt i botten av hålet.
Kolven och borrkronan arbetar inuti hålet istället för att överföra slagenergi från ytan genom en lång borrsträng. Detta minskar energiförlusten och gör DTH-borrning mycket effektiv i hårt berg.
Men en sänkborrhammare väljs inte enbart utifrån diameter. Hammaren, borrkronan, borrstängerna, riggen, kompressorn, spolsystemet och de geologiska förhållandena måste fungera som ett enda paket.
Här är fem vanliga tillämpningar.
1. Spränghål för gruvdrift och stenbrott
Gruvdrift och stenbrytning är fortfarande de mest kända tillämpningarna för sänkborrhammare.
Typiska håldiametrar varierar från cirka 90 till 200 mm. DTH-riggar används för:
Sprängning i dagbrott
Borrning av stenbrott
Vägskärningsgrävning
Borrning av gråberg
Stenborttagning på byggarbetsplatsen
Hammaren monteras vanligtvis på en bandmonterad DTH-borrigg. Riggen kan borra vertikala, lutande eller horisontella hål beroende på bänk och sprängdesign.
Lufttillförsel är en av de viktigaste prestandafaktorerna. Högtrycksluft med hög volym behövs för att driva kolven och avlägsna borrspån från hålet. Om kompressorn inte kan upprätthålla det erforderliga luftflödet minskar penetrationshastigheten och hålet kanske inte rengörs ordentligt.
Borrkronan måste också matcha bergets hårdhet och hammarmodellen. En hammare som är korrekt vald men i kombination med ett olämpligt borrkrona kommer fortfarande att ge dåliga resultat.
2. Berggrundade pålar med stor diameter
Rotationsborrning kan ha svårt när ett projekt når hård granit, basalt eller annan lämplig bergart. Under dessa förhållanden kan en sänkborrhammare med stor diameter användas för att borra grundpålar med berghålor.
Typiska håldiametrar kan variera från cirka 600 mm till mer än 2 000 mm, beroende på projektet.
Användningsområden inkluderar:
Brofundament
Höghastighetstågprojekt
Offshore- eller marina strukturer
Grunden för höghus
Stordiameterpålkonstruktion
Flera utrustningskonfigurationer är vanliga.
En roterande borrigg kan anslutas direkt till en sänkborrhammare via borrsträngen. Detta arrangemang är flexibelt och används flitigt.
En stor pålningsrigg med en sänkborrhammare kan ge bättre kontroll över håldjup och vertikalitet.
Ett fullroterande borrsystem kan föra fram foderröret medan sänkborrhammaren arbetar inuti eller framför foderröret. Detta är användbart i instabil mark, rasade formationer och karstförhållanden där det är svårt att underhålla borrhålsväggen.
Den största utmaningen är inte bara att bryta berget. Det är att bibehålla riktningen, ta bort borrkax, kontrollera foderröret och hålla pålhålet stabilt under hela operationen.
3. Vattenbrunnar och geotermisk borrning
DTH-hammare används också i stor utsträckning för vattenbrunns- och geotermisk borrning i hårt berg.
Typiska håldiametrar varierar från cirka 150 till 500 mm. Vanliga tillämpningar inkluderar:
Jordbruksbevattningsbrunnar
Hushållsvattenbrunnar
Geotermisk utforskning
Utveckling av grundvatten på landsbygden
Berggrundsundersökning
Under borrning driver tryckluft hammaren och transporterar bergkaks tillbaka till ytan. I lämpliga formationer minskar denna luftlyftmetod behovet av kontinuerlig slamcirkulation.
Det kan bidra till att hålla formationen renare och minska risken för att kontaminera den vattenförande zonen med borrvätska. Det ger också en tydlig indikation på formationen som borras och kan hjälpa till att identifiera vatteninflöde.
Lastbilsmonterade och släpvagnsmonterade multifunktionella vattenbrunnsriggar används vanligtvis för detta arbete.
Borrningsteamet behöver fortfarande hantera damm, lufttryck, vatteninflöde, borrhålsstabilitet och lokala krav på grundvattenskydd. Ett rent borrhål är värdefullt, men att skydda akvifern är en del av jobbet.
4. Markankare och sluttningsstabilisering
När ett projekt kräver relativt små men djupa hål i hårt berg är en sänkborrhammare ofta ett effektivt val.
Typiska håldiametrar varierar från cirka 90 till 250 mm. Användningsområden inkluderar:
Höglutande ankarhål
Bergbultshål
Stöd för grundgropen
Halkskyddshögar
Stöd för tunnelrör och tak
Geologisk riskhantering
DTH-borrning kan fungera bra i sprickigt berg, kullerstenslager och formationer där konventionell borrning kämpar för att bibehålla ett stabilt hål.
Både delade och integrerade DTH-borriggar används. Ankarborriggar är också vanliga där arbetsområdet är smalt eller borrvinkeln måste kontrolleras exakt.
För lutningsstabilisering är hålriktning och djup lika viktiga som borrhastigheten. Borrsystemet måste följa den tekniska konstruktionen så att ankare eller armeringselement når den avsedda bergmassan.
5. Undervattens- och marinkonstruktion
Undervattensborrning av berg är en av de mer specialiserade DTH-tillämpningarna.
Undervattenshål med stor diameter kan överstiga 800 mm. Typiska projekt inkluderar:
Ta bort undervattensrev nära hamnar
Grävning av schakt för undervattensrörledningar
Borrning av berghål för fundament för havsbaserad vindkraft
Marin grundkonstruktion
Hamn- och kanalförbättring
Specialiserade system kan använda dubbla borrstänger. Högtrycksluft tillförs genom en kanal medan borrspån och returflöde hanteras genom en annan. Detta gör att hammaren kan arbeta på betydande vattendjup.
Utrustningen kan monteras på en borrpråm, marin plattform eller specialiserad offshore-rigg.
Undervattensborrning kräver noggrann kontroll av vattentryck, lufttillförsel, borttagning av borrkax, sikt, hölje och marin säkerhet. Hammaren måste väljas för det faktiska djupet och diametern snarare än att bara anpassas från en landbaserad borranläggning.
Matcha hammaren till hela systemet
För alla fem applikationer förblir en princip densamma: DTH-prestanda beror på systemmatchning.
Innan du väljer en hammare, kontrollera:
Nödvändig håldiameter och djup
Berghårdhet och spricktillstånd
Riggtyp och tillgänglig matningskraft
Kompressortryck och luftvolym
Kompatibilitet mellan borrstång och gänga
Bitdesign och knappkonfiguration
Spolning och borttagning av spån
Åtkomst, vinkel och miljöbegränsningar
En kraftfull hammare kan inte kompensera för otillräcklig luftmängd. Ett stort borrskär fungerar inte bra om riggen saknar matningskapacitet. En lämplig hammare kan fortfarande slitas ut i förtid om stång, borrskär eller kompressor inte passar ihop.
Gaea Rock levererar sänkborrhammare, sänkborrkronor, borrstänger, skaftadaptrar och relaterade borrverktyg för gruvdrift, stenbrott, grundläggning, vattenbrunnar, tunneldrivning och marin konstruktion.
