Pengeboran batuan keras tanpa macet: tiga rahasia penyesuaian parameter inti
Formasi keras (contoh umum: granit, basal) memiliki kekerasan dan ketangguhan yang tinggi, sehingga memerlukan persyaratan ketat untuk menyesuaikan parameter pengeboran. Penyesuaian kecepatan putar, daya dorong bor (tekanan mata bor), dan parameter pembuangan cutting (pembilasan) yang tepat merupakan kunci untuk meningkatkan laju penetrasi dan mengurangi keausan pahat. Berikut adalah panduan praktis terperinci untuk penyesuaian parameter di ketiga dimensi inti ini.
Kecepatan putar: gunakan kecepatan rendah untuk memastikan rekahan yang efektif. Kekerasan batuan keras yang tinggi memerlukan operasi kecepatan rendah karena pemotong kancing (sisipan tipe kancing) membutuhkan waktu kontak yang cukup untuk meretakkan batuan. Struktur yang padat dan sedikit rekahan alami berarti pemotong harus menjepit batuan dengan tekanan yang berkelanjutan; jika putaran terlalu cepat, waktu kontak akan sangat dipersingkat dan pemotong terlepas sebelum terjadi rekahan yang efektif. Hal ini tidak hanya gagal meningkatkan efisiensi tetapi juga menyebabkan gerinda kering yang mempercepat keausan mata bor.
Dalam praktiknya, kecepatan putar pengeboran batuan keras biasanya dikontrol pada 30–60 rpm. Misalnya, pada granit, meningkatkan kecepatan hingga 100 rpm menyebabkan pemotong tombol meluncur di permukaan, hanya menghasilkan goresan dangkal tanpa menembus bagian dalam batuan. Mengurangi kecepatan hingga sekitar 40 rpm memungkinkan pemotong tetap bersentuhan, memberikan tekanan berkelanjutan, dan mengganjal/membelah batuan berdasarkan kekerasan dan geometri pengganjalnya — meningkatkan efisiensi pemecahan lebih dari 30% dan secara signifikan mengurangi keausan mata bor.
Tekanan bor (dorongan mata bor): berikan tekanan tinggi untuk mengatasi hambatan batuan. Kekuatan tekan yang tinggi pada batuan keras (seringkali 100 MPa) membutuhkan tekanan bor yang cukup untuk mengatasi hambatan formasi dan memaksa pemotong menembus. Tekanan yang tidak memadai menyebabkan pemotong meluncur di permukaan (slip) alih-alih tertanam; tekanan tinggi yang tepat memungkinkan pemotong mengatasi tekanan permukaan, memasuki celah internal atau batas kristal, dan memecah batuan melalui aksi kompresi-geser gabungan.
Tekanan bor tipikal untuk operasi batuan keras ditetapkan pada 3–5 MPa. Dalam contoh penambangan batuan keras, hal ini jelas: pada tekanan bor hanya 2 MPa, pemotong kesulitan menciptakan titik rekahan yang efektif dan penetrasi mungkin di bawah 0,5 m/jam. Peningkatan tekanan hingga 4 MPa memungkinkan keterlibatan pemotong yang dalam, siklus tekanan berkala untuk memperlebar rekahan, dan meningkatkan penetrasi hingga sekitar 1,2–1,5 m/jam; batuan yang pecah juga cenderung mempertahankan integritas blok yang lebih baik untuk penanganan selanjutnya.
Pembuangan cutting (pembilasan): pastikan pembilasan yang cukup untuk menjaga permukaan kerja tetap bersih. Meskipun cutting dari pengeboran batuan keras halus, penetrasi yang lambat menyebabkannya terakumulasi di dasar lubang, menciptakan siklus berulang yang berulang: akumulasi cutting menghalangi kontak baru antara cutter dan batuan utuh, meningkatkan keausan dan membuang-buang energi. Oleh karena itu, tujuan utama penyesuaian pembuangan cutting adalah untuk menjamin aliran pembilasan yang memadai untuk membuang cutting dasar dengan segera.
Untuk pengeboran batuan keras, aliran cairan pembilasan harus dipertahankan sekitar 40–80 L/menit. Misalnya, dalam proyek terowongan batuan keras bawah tanah, aliran pembilasan awal sebesar 30 L/menit memungkinkan penumpukan 5–8 cm serbuk bor di dasar; mata bor perlu diganti setiap 2 jam dan laju harian kurang dari 8 m. Setelah aliran ditingkatkan menjadi 60 L/menit, serbuk bor yang tersisa turun menjadi kurang dari 1 cm, masa pakai mata bor diperpanjang hingga lebih dari 8 jam, laju harian meningkat menjadi 15–18 m, dan biaya pengadaan mata bor turun sekitar 40% karena berkurangnya keausan.
Koordinasi parameter: logika interaksi tiga arah Penyesuaian parameter untuk pengeboran batuan keras bukanlah optimasi satu faktor, melainkan pencocokan terkoordinasi dari ketiga parameter. Poin-poin koordinasi utama:
Kecepatan dan tekanan bor: saat meningkatkan tekanan bor, pertahankan kecepatan putar rendah untuk menghindari kelebihan beban mendadak dan kerusakan mata bor dalam kondisi kecepatan tinggi/tekanan tinggi.
Pembilasan dan tekanan pengeboran: saat meningkatkan aliran pembilasan, sesuaikan tekanan pengeboran untuk mencegah dampak pembilasan yang mengganggu kestabilan dinding lubang.
Hanya dengan mencocokkan kecepatan putaran, tekanan bor, dan pembilasan/penghapusan pemotongan ke dalam satu set yang kompatibel, pengeboran batuan keras dapat mencapai efisiensi tinggi dengan konsumsi rendah.
