دریل واگن؛معرفی،انواع،مشخصات و عملکرد
معرفي
دریل واگن نوعی از سیستم حفاری ضربه ای است که چالزن از طریق تسمه ها به دکل نصب گردیده و به صورت خشاب وار بر روی دکل بالا و پایین می شود.
مجموعه بازوي كشويي و قسمت حفاري كه روي يك شاسي متحرك سوار ميشوند، دریل واگن ناميده ميشود كه اغلـب بـراي حفر چال در معادن روباز براي نمونه گيري و خرج گذاري، نصب لوله هاي ژئوترمال، سوار كردن اوگر، چكش هاي تـه چـال، سـرمته تيغه دار و غيره به كار ميرود . عمليات حفاري در اين ماشين با هواي فشرده يا نيروي هيدروليكي صورت ميگيرد . براي جلوگيري از ايجاد گرد و غبار هنگام چالزني، برخي واگن دريل ها مجهز به دستگاه جمع آوري گرد و غبار هستند. اساساً دريل واگن يك مته حفاري دوراني ضربه اي است كه از زنجير و مته چكشي براي انتقال سرمته بـه سـمت جلـو اسـتفاده ميكند . كل مجموعه براي اينكه قابليت مانور بالايي داشته باشد، بر روي يك شاسي قرار ميگيرد . بـازوي ايـن ماشـين بـه صـورت بازوي معمولي است، ولي در بعضي از مدلها بازوي تاشو نيز به كـار گرفتـه مـيشـود . بـا ايـن ماشين به راحتي ميتوان چال هاي مورب نيز حفر نمود . اين ماشين بسيار سبك، سريع و ارزان است، به طوري كه در اكثر كارگاه هـاي حفاري از آن استفاده ميشود .
اين ماشين از سرمته هاي دكمه اي و ميله حفاري شش ضلعي استفاده ميكند . هنـوز از سـرمته هـاي كاربيـد تنگسـتن صـليبي و اسكنه اي براي اهداف خاصي استفاده ميشود.
به كمك يك چرخ ضامن دار و يك دنده حلزوني ميتوان گهواره مته را بالا و پايين برد و خود مته نيز توسط يك موتور هـوا بـه داخل چال هدايت ميشود . چالها را ميتوان تحت هر زاويه اي و با فشارهاي تغذيه اي بسيار مختلف تا عمق ۱۰۰ متر به طرف پايين حفاري كرد .
شركت هاي مختلفي اين ماشين را توليد ميكنند كه ماشين هاي ساخته شده توسط شـركت هاي AtlasCopco و TEI و Wolf و Jupiter و Kscforge و DUVAS معروفتر از بقيه هستند . در ايران شركت فارس ريـگ تحـت ليسـانس شـركت Holman CompAir انگلستان مدل چرخ لاستيكي و چرخ زنجيري آن را توليد ميكند.
مته هاي بزرگتري از اين نوع با گهواره اي كه بر روي يك بازوي متحرك هيدروليكي قرار گرفته است بر روي كاميون هـاي چـرخ زنجيري سوار مي شوند و چالهايي تا قطر ۱۵۰mm و طول ۳۰ متر حفر ميكنند . اين دستگاه ها با نام مته چالزني زنجيردار شناخته ميشوند و توسط كمپرسورهايي با ظرفيت ۳۰۰ ليتر در ثانيه كه در پشت خود يدك مي كشند به كار مي افتند . مته هاي چالزني زنجيردار براي حفاري هر نوع سنگ مناسب هستند.
عامل تعيين كننده بسيار مهم در دريل واگن هاي چرخ زنجيري نوع چكش استفاده شده در آنها است . هرگـاه از چكـش دريفتـر هيدروليكي سرچكش استفاده شود، سرعت حفاري بسيار بالا ( به عنـوان مثـال ۲-۳ متـر در دقيقـه در سنگ آندزيت ) خواهد بود، در اين حالت محدوديت عمق وجود دارد و حداكثر ۳۰ متر ميتوان حفاري نمود . در اين ماشـين هـا توليـد ضربه توسط نيروي هيدروليكي است و از هواي فشرده براي خارج نمودن خرده هاي حاصل از حفاري ( فلاشينگ) استفاده ميشود. اگر چكش دستگاه از نوع چكش ته چال باشد، ميتوان تا عمق ۱۰۰ متري نيز عمليات حفـاري را انجام داد . مزيت ديگر اين چكش استفاده از آن براي حفر چال با قطرهاي بالاست . در اين ماشين ها از هواي فشرده هم براي اعمال ضربه و هم براي فلاشينگ استفاده ميشود . همان طور كه پيداست سرعت حفاري در اين حالت پايين است، بـراي افـزايش سـرعت حفاري در اين ماشين ها ميتوان از كمپرسورهايي با ظرفيت بالاتر استفاده نمود . در نتيجه هرگاه حفاري با عمق كـم و سـرعت بـالا مورد نياز باشد بايد از دريفتر سرچال و هرگاه عمق زياد و قطر چال حفاري بزرگ مدنظر باشد از چكش ته چال استفاده نمود.
انواع دریل واگن
دریل واگن چرخ لاستيكي
ز اين دستگاه براي چال هاي كم عمق با قطر ۵۵ تا ۱۲۷ ميليمتر استفاده ميشود . از اين ماشين براي حفـر چال هـاي آتشـباري در معادن روباز مانند زغال سنگ، سنگ آهن، حفر چال به منظور اتصال و تثبيت سازه هاي بتني، حفر چال به منظور تزريق، حفر چال در داخل تونل ها و گالري ها و غيره استفاده ميشود
اين دستگاه تنها به يك اپراتور نياز دارد. نيروي محرك در اين دستگاه هيدروليك و هواي فشـرده مـي باشـد . تمـامي قسـمت هاي دستگاه به استثناي مته چكش ته چال آن با سيستم هيدروليك عمل مينمايد، در نتيجه ميـزان هـواي فشـرده مصـرفي در مقايسه با ساير دريل واگن هاي بادي (پنوماتيكي) بسيار پايين ميباشد . به طور مثال چنانچه حفر چال انفجاري با قطر ۱۱۵ ميليمتـر در نظر باشد، يك دستگاه كمپرسور با ظرفيت هوادهي حدود ۱۱ متر مكعب در دقيقه براي راه اندازي چكش ته چال جوابگو ميباشد
در حفاري هايي كه به جابجايي ماشين به دفعات نياز باشد از اين نوع دريل واگن استفاده ميشود.در اين مدل ها هنگام حفاري چرخ عقب ۹۰ درجه نسبت به حالت معمولي خود چرخانده و قفل مي شود، اين كار از حركت ماشين به سمت عقب جلوگيري مي كنـد .
دریل واگن چرخ زنجيري
از اين دستگاه براي حفر چال هاي كم عمق با قطر ۸۵ تا ۱۶۵ ميليمتر استفاده ميشود . از اين ماشين نيز مشابه نوع چرخ لاستيكي براي حفر چال هاي آتشباري، حفر چال به منظور اتصال و تثبيت سازه هاي بتني، حفر چال به منظور تزريق و غيره استفاده ميشود . اين دستگاه نيز تنها به يك اپراتور نياز دارد، همچنين اين ماشين نيز داراي مصرف هواي فشرده پايين مي باشـد. بـه طـور مثـال چنانچه حفر چال انفجاري با قطر ۱۱۵ ميليمتر در نظر باشد، يك دستگاه كمپرسور با ظرفيت هوادهي حدود ۸ متر مكعـب در دقيقـه جهت راه اندازي چكش ته چال جوابگو ميباشد . همچنين از كمپرسور براي فلاشينگ نيز استفاده ميشود و نياز به كمپرسور اضـافي وجود ندارد.
قسمت هاي اصلي ماشين
جدا از نوع دستگاه دریل واگن ميتوان براي اين دستگاه قسمت ها و اجزاي اصلي زير را در نظر گرفت.
۱-مته حفاري
۲-ميله حفاري
۳-دكل حفاري
۴-سيستم جلو برنده مته
۵-سيستم ضد قفل مته
۶-جكهاي هيدروليكي
۷-فرمان و تابلوي كنترل دستگاه
۸-موتور ديزلي يا الكتروموتور
۹-سيستم روشنايي دستگاه
۱۰-چرخ ها (چرخ لاستيكي، چرخ زنجيري )
۱۱-كمپرسور
۱۲-سيلندرهاي هيدروليكي روي لاستيك ها براي تراز كردن ماشين
۱۳-مخزن روغن
به اين ماشين آلات ميتوان ادوات و ملحقاتي از قبيل دستگاه جمع آوري گرد و غبار سيستم انحـراف غبـار پمپ تزريق آب يا كف، ضربه گير و غيره را نيز اضافه نمـود.
موتور
موتور دستگاه ديزلي داراي ۵ سيلندر و با قدرت ۶۵ كيلو وات و ۲۳۰۰ دور در دقيقه است و از آن براي راه انـدازي كمپرسـور و تامين نيروي مكانيكي لازم براي چرخش پمپ هيدروليك و قسمت هاي مختلف دريل واگن استفاده ميشود.
كمپرسور
دريل واگن توسط كوپلينگ، مستقيماً به ميل لنگ موتور متصل شده كه از نوع مارپيچي است . فاصله بين دو اسكرو بـا روغن پر ميشود كه روغن كار خنك كردن و روان سازي را انجام مي دهد . هواي فيلتر از قسمت هاي فيلتر با كمپرسور مكش ميشـود و پس از رسيدن به فشار نرمال در تانك كمپرسور، مخلوط هوا و روغن از يك ديگر تفكيك ميشوند.
اين كنترل اتصالات چهار كاربرد عمده دارد : ضربه، دوران، جلوبرندگي و تراز كردن.
عملكرد در انواع خاك و سنگ
دريل واگن ها براي حفاري در هر نوع سنگي استفاده ميشوند و از اين لحاظ هيچ نوع محدوديتي در آنها وجود ندارد . البته بـراي رسيدن به يك نرخ نفوذ بهينه بايد بسته به نوع بستر سنگي محل حفاري نوع مته حفـاري مناسـب را انتخـاب نمـود ، تـا عـلاوه بـر اقتصادي كردن حفاري، عمر مفيد ماشين آلات نيز افزايش داده شود . استفاده از سرمته هاي ضعيف در نواحي داراي بسترهاي سـنگي با مقاومت بالا باعث كاهش عمر مفيد سرمته ها خواهد شد . از اين ماشين براي حفاري سنگ استفاده ميشود، ولي با برقـراري يـك جريان هوا كه در برخي از اين مدل ها وجود دارد حفاري در بسترهاي داراي خاك نيز انجام پذير است.
در زمين هاي با شيب زياد و مناطق سنگلاخي بايستي از نوع چرخ زنجيري اين ماشين استفاده نمود . در زمين هاي همـوار يـا در شرايطي كه ماشين بايد به دفعات جابجا شود ميتوان از انواع چرخ لاستيكي استفاده نمود
از آنجا كه تركيب هاي بسيار متفاوتي از قدرت ماشين، قطر چال، چال،عمق نوع بستر سنگي وغيـره وجـود دارد، نمـيتـوان بـه صورت دقيق براي سنگ هاي مختلف ميزان نفوذ را به صورت دقيق بدست آورد، اين در حـالي اسـت كـه اسـتفاده از تجربـه هـاي پيمانكاران پروژه هاي حفاري بهترين راهنما در اين خصوص خواهد بود. جدول نرخ نفوذ مته را براي انواع مقاومت سنگ با چند قطر چال متفاوت نشان مي دهد.
منبع:دفتر نظام فني اجرايي معاونت برنامه ريزي و نظارت راهبردي ریاست جمهوری
برخی از تامین کنندگان دریل واگن در سناماین👇
مطالب مرتبط
ترنچر؛تاریخچه،عملکرد،انواع و کاربردها
۵ خرداد ۱۴۰۰سیم برش؛معرفی،کاربرد،مشخصات و انواع
۱۹ اسفند ۱۳۹۹