مفهوم حفاری بطورکلی به معنای نفوذ در سنگ به منظور ایجاد فضای سیلندری شکل است که این فضای سیلندری شکل ممکن است برای آتشباری و استخراج سنگ حفر گردد.
حفر چال در تونل‌های زیرزمینی جهت تزریق سیمان برای مسدود کردن ناپیوستگی و ایجاد یکپارچگی در توده سنگ یا حفاری برای منحرف نمودن آب و… صورت می‌گیرد و عملیات حساس حفاری در مهندسی معدن، نفت و عمران نقش تعیین کننده و مهمی دارد و توسط دستگاههای خاصی انجام می‌شود.
یکی از انواع دستگاههای حفاری، واگن دریل‌ها هستند که از دستگاههای حفاری ضربه‌ای، چرخشی می‌باشند و بصورت هیدرولیکی عمل می‌کنند. واگن دریل‌ها از انواع سیستم حفاری ضربه‌ای هستند که در ساختار مکانیکی این دستگاه؛ چاله‌زن، از طریق تسمه‌ها به دکل نصب می‌شود و بصورت خشاب وار بر روی دکل، بالا و پایین می‌شود.
مجموعه ی دکل و چاله‌زن بر روی ارابه دو یا سه چرخ لاستیکی سوار شده‌اند که به همین دلیل به آن واگن دریل می‌گویند.
حال دستگاه حفاری جامبو دریل نیز یکی از انواع دستگاه حفاری دریل واگن می‌باشد که در این مقاله از آرمیکو به تشریح و نحوه عملکرد آن می‌پردازیم.
دستگاه حفاری جامبو دریل چیست؟
به آن دسته از دستگاههای واگن دریل که بیش از یک چاله‌زن دارند؛ دستگاه جامبو دریل گفته می‌شود. بدنه اصلی دستگاه حفاری جامبو دریل، از ۲ و یا ۳ دکل حفاری و ۱ سقف متحرک که در زاویه‌ای عمودی حرکت می‌کند، تشکیل شده است.
در چهارگوشه دستگاه، ۴ جک تعبیه شده است که در هنگام حفاری باعث تثبیت دستگاه شده و از تغییرات زاویه حفاری جلوگیری کرده و دقت حفاری را بالا می‌برد.
سیستم حرکتی دستگاه حفاری جامبو دریل، به وسیله ۲ محور با چرخ‌های لاستیکی صورت می‌گیرد. در برخی از انواع واگن دریل‌ها در مناطق صعب العبور، از دستگاه‌هایی با چرخ زنجیری استفاده می‌شود.
دستگاه حفاری جامبو دریل، با زاویه‌های مختلفی می‌تواند چال حفر کند و در مجموع حفر چال با دریل واگن در مقایسه با انواع چکش‌های حفاری در شرایط یکسان از نظر سنگ، با سهولت و کیفیت بهتری صورت می‌گیرد.
نحوه‌ی عملکرد دستگاه حفاری جامبو دریل چگونه است؟
در دستگاه حفاری جامبو دریل، دکل‌ها بارزترین قسمت دستگاه می‌باشند که شامل ریل و یک موتور به جهت حرکت دادن چکش‌ها است. چکش‌ها با چرخش و ضربات مداوم حفاری می‌کنند و برای هدایت آن‌ها، به ازای هر دکل از یک اپراتور استفاده می‌شود که با شروع حفاری با پیشروی چکش، برای خارج کردن خاک حاصل از حفاری، از تزریق پرفشار آب استفاده می‌شود.
طول دکل‌ها به نسبت نوع استفاده، متفاوت بوده و در حدود ۳.۵ متر می‌باشد که بر روی آن‌ها معمولا سبدی برای دسترسی به چال‌های حفر شده و اندازه‌گیری آن‌ها و خرج‌گذاری چال‌ها برای انفجار، تعبیه شده است.
در حفاری با جامبو دریل برای مقاصد مختلف، از مته‌های متناسب استفاده می‌شود؛ ولی در حفاری‌های معدنی کاربرد مته دکمه‌ای رایج‌تر است. این مته، در یک سطح صاف دارای برجستگی‌های کروی مانند بوده و جنس آن‌ها از کربور تنگستن است.
این مته‌ها، نسبت به سایر مته‌ها ساییدگی کم‌تر و طول عمر بیشتری دارند.
تمامی سیستم حفاری تعبیه شده در دستگاه حفاری جامبو دریل اعم از دکل‌ها، چکش، موتورهای حرکتی و جک‌های به کار رفته در آن، به صورت هیدرولیک عمل می‌کنند که نیروی آن توسط پمپ‌های هیدرولیک، تأمین می‌شود. در دستگاه حفاری جامبو دریل نیز، نیروی متحرک پمپ‌های هیدرولیک توسط الکتروموتورها و موتورهای دیزلی تأمین می‌شود.
انواع دستگاه حفاری جامبو دریل کدام‌اند؟
دستگاه حفاری جامبو دریل با توجه به شرایط عملیات حفاری انواع مختلفی دارد که عبارتند از:
دستگاه حفاری جامبو دریل چرخ لاستیکی
این نوع از جامبو دریل‌ها برای حفاری، تنها به یک اپراتور نیاز دارند و برای حفر معادن رو باز، مانند معادن زغال سنگ از این نوع دستگاه استفاده می‌شود. نیروی محرک در جامبو دریل چرخ لاستیکی، هوای فشرده و هیدرولیک است. در این مدل؛ تمام بخش‌ها به جز مته انتهای چال، با نیروی هیدرولیک فعال هستند و به همین دلیل نیز میزان هوای فشرده مصرفی در مقایسه با سایر دریل واگن‌ها پایین است.
قابل ذکر است درحفاری‌هایی که نیاز است دریل واگن مرتب جا به جا شود از این نوع جامبو دریل استفاده می‌شود و در جامبو دریل چرخ لاستیکی در هنگام حفاری، چرخ عقب نسبت به حالت معمولی ۹۰ درجه چرخانده شده و قفل می‌شود که این کار باعث می‌شود تا ماشین به سمت عقب حرکت نکند.
دستگاه حفاری جامبو دریلهای Top Hammer
دستگاه حفاری جامبو دریل تاپ هامر، در دهه هفتاد میلادی در زمینه حفاری آتشباری با قطر کم، بی رقیب بود. این دستگاه، از نظر سرعت حفاری و استهلاک کم‌تر، نسبت به سایر نمونه‌ها و همچنین تجهیزات ارزان‌تر بی نظیر بود؛ اما با ظهور جامبو دریلهای DTH رفته رفته از محبوبیت آن‌ها کاسته شد.
دستگاه حفاری جامبو دریلهای Down The Hole Hammer
جامبو دریلهای DTH، در اواسط دهه هفتاد میلادی برای به دست آوردن جای پایی در بازار ماشین‌آلات حفاری، شروع به فعالیت کردند. این نوع از جامبو دریل‌ها، به دلیل کارایی بالاتر و قدرت بارگذاری با قطر بیشتر، به سرعت نزد معدنچیان محبوب شد و در حال حاضر بیش‌ترین فروش را در میان سایرین دارد.
دستگاه حفاری جامبو دریلهای بومر
این دستگاه، یک دکل حفاری قوی برای کاربردهای تونل‌زنی و استخراج معدن، با مساحت ۶۵ متر مربع است. وجود یک کابین با محیط کاری راحت برای اپراتور و وجود کنترل‌های ارگونومیک طراحی شده با کاربری آسان برای اپراتور، از مشخصات بارز این نوع از دستگاه حفاری جامبو دریل می‌باشد.
دستگاه حفاری جامبو دریل چه ویژگی‌هایی دارد؟
ویژگی‌های دستگاه حفاری جامبو دریل به شرح زیر است:
- دارا بودن موتور پرقدرت ماز با قدرت ۷۸ اسب بخار
- سیستم فرمان هیدرولیک و گیربکس هیدرواستاتیک
- حفاری با هوای فشرده با فشار ۵ تا ۶ اتمسفر و آب با فشار ۵ تا ۹ اتمسفر
- مجهز به سیستم خنثی کننده گاز سمی اگزوز
- قدرت مانور و گردش بوم‌ها تا ۲۷۰ درجه
- داشتن قابلیت برای هدایت رفت و برگشتی چکش به صورت دستی و اتوماتیک
- امکان حفر چال در اندازه‌های متنوع
- ساده بودن تعمیر و نگهداری آن نسبت به دستگاههای دیگر
این مطلب را نیز بخوانید: کمپرسور چیست
استفاده از دستگاه حفاری جامبو دریل چه مزایایی دارد؟
مزایای استفاده از دستگاه حفاری جامبو دریل به شرح زیر است:
- توانایی فوق‌العاده آن در مقابل خم شدن و سرعت حفاری بالای آن
- مقاومت چکش‌ها در برابر پیچش و خستگی و عمر طولانی آن‌ها
- طراحی مثلثی آن به گونه‌ای است که می‌تواند بازوی مته را در تمام جهات، موازی نگهدارد.
- ساختار بازوی مته در آن‌ها دارای استحکام و جذب ضربه بالایی می‌باشد.
- سرعت بالای نفوذ مته‌ها و سر و صدای کم‌تر
- مصرف انرژی پایین‌تر نسبت به دیگر دستگاههای حفاری
- وسعت جابجایی بازوها و قابلیت مانور بالای ماشین
- عمر زیاد سرمته و میله حفاری
جمع بندی
با همه این تفاسیر؛ امروزه بیشتر حفاری‌ها به روش مکانیکی و به وسیله ماشین‌های ضربه‌ای، چرخشی انجام می‌گیرد و دستگاه حفاری جامبو دریل، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد در حفر تونل‌ها، چاله‌های انفجاری در معادن و بطور کلی در انواع حفاری‌های زیرزمینی، از محبوبیت فراوانی برخوردار هستند.
