Tindakan Pencegahan dalam Penggunaan Alat Pengeboran Batuan
Baja bor yang digunakan dalam operasi pengeboran dan peledakan dibatasi oleh diameter lubang, sehingga luas penampangnya relatif kecil. Komponen ramping ini harus mampu menahan keausan yang parah, media korosif, dan beban siklik frekuensi tinggi—tarik, tekan, lentur, dan puntir—yang ditransmisikan oleh bor batu berdaya benturan tinggi. Tergantung pada kondisi pembebanan dan sifat batuan, masa pakainya dapat berkisar dari hanya beberapa puluh jam hingga lebih dari seratus jam. Alat pengeboran batuan termasuk di antara alat teknik habis pakai yang paling banyak mengalami tekanan di industri: berumur pendek, menuntut secara teknis, dan sangat diperlukan dalam jumlah besar.
Setiap pengguna alat menginginkan pengembalian maksimal dengan biaya minimum, yang berarti mengurangi konsumsi alat. Karena alasan itu, produsen dan pengguna alat harus bekerja sama secara erat untuk meningkatkan masa pakai melalui optimalisasi teknis bersama.
1. Dari Perspektif Pengguna: Hal yang Perlu Diperhatikan Saat Memilih Peralatan Batu
(1) Kualitas produk yang tinggi
Adaptor tangkai berkualitas tinggi diharapkan lebih awet, mengurangi waktu henti untuk pembongkaran dan penggantian. Batang bor dan mata bor sama pentingnya: jika batang bor patah, batang bor dan mata bor mungkin hilang, dan lubang yang dibuat mungkin tidak dapat dibor.
Pada rig pengeboran hidrolik modern, pengeboran normal sangat otomatis dan secara fisik tidak terlalu menuntut, tetapi mengganti adaptor tangkai, mengambil batang yang patah, atau mengasah ulang mata bor membuang waktu kerja dan meningkatkan intensitas kerja serta biaya operasional. Oleh karena itu, pengguna tidak hanya memperhatikan harga, tetapi lebih lagi kualitas produk.
(2) Tingkat penetrasi terbaik yang mungkin
Dalam operasi pengeboran jumbo, selain biaya tenaga kerja dan pembelian peralatan, banyak biaya berbasis waktu lainnya yang pada dasarnya tetap. Karena biaya peralatan merupakan bagian besar dari biaya pengeboran, penetrasi yang lebih cepat secara langsung menurunkan total biaya konstruksi. Inilah mengapa pengguna sangat memprioritaskan kecepatan pengeboran.
(3) Deviasi lubang ledakan minimum
Dalam peledakan lubang sedang dan dalam, penyimpangan lubang mengurangi muatan bahan peledak dan efisiensi jarak antar lubang, yang menurunkan hasil produksi. Oleh karena itu, pengguna menuntut kelurusan lubang yang tinggi, biasanya dalam toleransi yang sangat ketat.
Penyebab utama penyimpangan meliputi:
kesalahan pemasangan kerah di awal lubang,
kesalahan penandaan/penyelarasan lubang,
Kesalahan kelurusan yang dihasilkan selama pengeboran akibat perilaku alat.
Dengan rig hidrolik penuh atau yang dikendalikan komputer, dua kesalahan pertama dapat dikurangi secara signifikan, sehingga penyimpangan yang disebabkan oleh struktur alat menjadi faktor utama yang tersisa. Penyimpangan biasanya meningkat seiring kedalaman dan pada akhirnya dapat menyebabkan lubang yang tidak dapat dibor. Cara yang sangat efektif untuk mengurangi atau menghilangkan penyimpangan adalah dengan menggunakan alat pengeboran batuan berpemandu.
2. Analisis Keausan dan Penyebab Kegagalan Alat Batu
(1) Ketidaksejajaran pada rangkaian bor
Jika adaptor tangkai, selongsong penghubung, dan batang bor tidak konsentris, maka akan terjadi deformasi lentur, yang menghasilkan tegangan dan ketidaksesuaian pada sambungan, sehingga menyebabkan kelonggaran.
(2) Tekanan umpan
Terlalu rendah: efisiensi penetrasi menurun; rakitan mengendur; kehilangan transfer energi meningkat; pemisahan mikro/benturan berulang pada permukaan kontak menciptakan tegangan tinggi. Tanda-tanda khas: panas berlebih dan bunyi klik/gemericik pada sambungan. Panas berlebih mempercepat keausan ulir dan dapat menyebabkan lubang erosi.
Terlalu tinggi: kecepatan putaran mata bor menurun, risiko macet meningkat, dan tegangan tekukan batang meningkat.
(3) Tekanan benturan
Pengaturan tekanan benturan yang tidak tepat secara langsung memengaruhi perilaku rotasi, efisiensi penetrasi, dan umur pakai alat.
(4) Kecepatan rotasi
Kecepatan putaran harus sesuai dengan diameter mata bor dan frekuensi tumbukan bor. Mata bor yang lebih besar membutuhkan RPM yang lebih rendah. RPM yang berlebihan merusak struktur pemotong di sekitarnya.
(5) Pengaturan tekanan/torsi rotasi
Tekanan putaran yang tepat sangat penting. Ini membantu mencegah lengket dan diperlukan untuk putaran yang stabil. Tekanan putaran bertahap juga merupakan kunci untuk menjaga kekencangan benang. Kekencangan yang tidak cukup sering menyebabkan sambungan panas, pengelupasan ulir, keausan ulir prematur, dan bahkan patah.
(6) Praktik pengoperasian yang tidak tepat
Mencampur komponen alat yang sudah banyak digunakan dengan komponen baru dapat memperpendek masa pakai secara keseluruhan. Praktik merusak lainnya termasuk penyelarasan yang buruk saat merakit batang, kotoran/pasir di ulir, dan perakitan ulir tanpa pelumas.
“Pemukulan tanpa sasaran” (memukul tanpa kontak yang efektif antara mata bor dan batu) sangat merusak dan harus dihindari.
3. Hubungan Antara Parameter Pengeboran dan Kinerja Pengeboran
Tekanan benturan
Tekanan tumbukan yang lebih tinggi meningkatkan kecepatan piston dan energi tumbukan. Ketika mata bor bersentuhan dengan baik dengan batuan keras yang utuh, energi gelombang kejut dimanfaatkan secara paling efektif. Jika kontak mata bor dengan batuan buruk, energi dipantulkan kembali ke rangkaian bor sebagai gelombang tarik, bukan masuk ke dalam batuan.
Energi tumbukan maksimum per pukulan hanya dapat dimanfaatkan sepenuhnya pada batuan yang cukup keras. Pada batuan yang lebih lunak, tekanan/energi tumbukan harus dikurangi untuk membatasi pantulan yang berbahaya.
Untuk pengaturan tumbukan tertentu, tekanan yang lebih tinggi berarti tegangan yang lebih tinggi pada penampang baja bor. Untuk memaksimalkan masa pakai batang dan adaptor tangkai, tekanan operasi harus selalu sesuai dengan kapasitas rangkaian alat.
Tekanan umpan
Gaya dorong menjaga mata bor tetap bersentuhan erat dengan batuan sekaligus memungkinkan rotasi. Gaya dorong harus disesuaikan dengan tekanan benturan.
Gaya dorong yang tepat menghasilkan pengeboran yang paling ekonomis.
Gaya umpan yang terlalu rendah menurunkan laju penetrasi dan melonggarkan sambungan berulir. Kopling yang terlalu panas dan suara berderak menunjukkan pengaturan umpan terlalu rendah. Jika pengeboran berlanjut dengan sambungan yang longgar, kehilangan energi dan kenaikan suhu meningkat, yang menyebabkan ulir terbakar dan patah.
Gaya umpan yang terlalu tinggi mengurangi RPM dan penetrasi, meningkatkan risiko kemacetan, dan dapat meningkatkan penyimpangan lubang karena kecenderungan pembengkokan tali.
Kecepatan rotasi
Rotasi mengarahkan mata bor ke posisi baru untuk benturan berikutnya. Pada mata bor tipe kancing, pengindeksan periferal antar benturan biasanya sekitar 10 mm. Oleh karena itu, RPM harus disesuaikan dengan frekuensi benturan dan diameter mata bor. Diameter yang lebih besar membutuhkan RPM yang lebih rendah. RPM yang berlebihan menyebabkan keausan yang lebih cepat pada kancing pengukur/struktur tepi.
4. Tindakan Pencegahan Operasional Praktis
Sebelum menambahkan batang, atur tekanan tumbukan, tekanan umpan, kecepatan putaran, dan tekanan peredaman/penyangga yang sesuai dengan kondisi geologi sebenarnya. Pastikan parameter sesuai dengan kekerasan batuan dan jenis formasi.
Selama pengeboran, jaga agar rakitan alat tetap konsentris untuk menghindari deformasi bengkok pada adaptor tangkai, batang, dan mata bor.
Cegah penembakan yang tidak diinginkan. Jika terjadi, hentikan pengeboran segera untuk menghindari kerusakan alat yang parah.
Setelah setiap batang ditarik keluar, oleskan pelumas pendingin pada ujung ulir batang dan antarmuka sambungan cepat.
Setelah pengeboran lubang ledakan, sambungan ulir menjadi panas dan mungkin mengandung serpihan batuan dan air tambang. Pelumas pendingin memberikan pelumasan, pengurangan suhu, perlindungan korosi, dan peningkatan ketahanan aus ulir.Selama proses pelepasan batang bor, hindari getaran/guncangan berulang pada batang bor, karena ini adalah salah satu tindakan yang paling merusak batang bor.
Jika sambungan berulir sulit dilonggarkan, suntikkan pelumas ke area ulir terlebih dahulu, lalu lanjutkan dengan membuka paksa atau menggunakan getaran terkontrol. Ini meminimalkan kerusakan langsung pada ulir.
Selama getaran batang bor, bor batu dapat mengirimkan tekanan benturan mendekati 200 bar. Benturan frekuensi tinggi yang berkelanjutan menyebabkan konsentrasi tegangan; getaran berulang ditambah panas dapat menciptakan keausan adhesif/bintik terbakar pengelasan dingin dan lubang erosi pada ujung ulir, dan dalam kasus yang parah, lubang peleburan lokal. Cacat ini menjadi sumber kelelahan dan dapat menyebabkan kegagalan batang bor sebelum waktunya.
