地下作業に適した機器を選択することで、利益と損失の紙一重が決まります。について話すとき 地下掘削リグ、議論は多くの場合、ダウン ザ ホール (DTH) とトップ ハンマーという 2 つの主要な技術に集中します。どちらのシステムも完璧なブラストホールを作成することを目的としていますが、機能が異なり、サイト全体の生産性に影響を与えます。このガイドでは、これら 2 つの掘削方法を定義するパフォーマンスの指標、機械的なニュアンス、および経済的要因を詳しく説明します。
現代の鉱山の世界では、 地下掘削リグが 鉱物の採掘を可能にする主力装置です。発破孔掘削における彼らの主な目的は、爆発物を装填したときに岩を扱いやすい破片に破壊する穴のパターンを作成することです。この文脈における生産性とは、ビットがどれだけ速く回転するかということだけではありません。それには、の精度、深度性能、エネルギー効率が関係します 回転パーカッション機構 。
開発用の操作している場合でも ツインブームジャンボを 、生産用の特殊なリグを操作している場合でも、DTH とトップハンマーのどちらを選択するかは、地質条件に大きく依存します。 硬い岩石 環境では、柔らかい地層とは異なるエネルギー伝達方法が必要です。これらの 地下掘削リグが 切羽とどのように相互作用するかを理解することで、管理者はサイクルを最適化し、「メートルあたりのコスト」を大幅に削減できます。
生産性を比較するには、まずこれらの背後にあるエンジニアリングに注目する必要があります 地下掘削リグの。根本的な違いは、「ハンマー」アクションがどこで発生するかにあります。
トップハンマー構成では、油圧さく岩機 (ドリフター) は穴の外側の送りに留まります。シャンクアダプターに衝撃を与え、ドリルロッドを介してビットに衝撃波を送ります。これ 油圧式地下掘削リグの セットアップは、ほとんどの開発作業の標準です。
エネルギー伝達: エネルギーはドリルストリング全体を通って伝わります。
最適な用途: 穴の直径が小さく (通常は 102 mm 未満)、深さが浅い。
DTH 地下ドリルリグの場合、ハンマーは穴の底のドリルビットのすぐ後ろに配置されます。圧縮空気または高圧水が内部ピストンを作動させながら、ドリルパイプがハンマーを回転させます。
エネルギー伝達: 衝撃エネルギーはパイプを通さずに直接岩石に加えられます。
最適な用途: 大きな穴、より深い穴あけ、および高精度の要件。
特徴 |
トップハンマー |
DTH |
|---|---|---|
ハンマーの位置 |
穴の外側（リグ上） |
穴の中（ビットの後ろ） |
穴の真直度 |
深さでずれやすい |
高精度 |
一次エネルギー |
作動油 |
圧縮空気・水 |
一般的な直径 |
45mm～102mm |
100mm～254mm以上 |
を評価する場合 発破孔掘削用の地下掘削リグ、貫通率が最も目に見える KPI です。ただし、これを文脈なしで見ると、欺瞞的な指標になります。
トップハンマーリグは、信じられないほど高い貫通速度で始まります。高周波の ロータリーパーカッションを使用しているため、「噛み砕き」ます。 ハードロックを 最初から素早くただし、穴が深くなるにつれて、ロッドを追加します。各ロッドジョイントは衝撃エネルギーの約 6% ～ 10% を吸収します (推定データ)。 15 メートルまたは 20 メートルに到達するまでに、ビットに届くエネルギーは大幅に減少します。これは、トップハンマーのオペレーションを特徴付ける「生産性の低下」曲線につながります。
DTH 地下掘削リグは、 より直線的な生産性プロファイルを提供します。ハンマーが底部にあるため、穴の深さが 5 メートルであっても 50 メートルであっても、衝撃力は一定に保たれます。浅いホールでは初速はトップハンマーより遅いかもしれませんが、深さが増すにつれて競合を追い越します。そのため、に最適です。 探検 やロングホールのストップ
非常に 硬い岩石では、トップハンマーシステムはカップリング内に過度の熱が蓄積する可能性があります。 油圧地下掘削リグは、 ドリルストリングを破壊する「空焚き」を防ぐために完全に調整する必要があります。 DTH システムは、空気を使用してビットを冷却し、切削片をフラッシュするため、多くの場合、高圧縮強度の地層でより安定した性能を維持します。
リグが次のフェースに移動しても生産性は終わりません。発破孔の品質は、爆薬の装填から鉱石の破片サイズに至るまで、採掘サイクル全体に影響します。
穴のズレは効率的なブラストの敵です。トップハンマードリルでは細いロッドが柔軟です。地質断層や岩石の硬さの変化にぶつかると、曲がる傾向があります。穴がずれていると、次のような結果が生じます。
不十分な断片化: 二次的な破壊が必要な大きな岩。
海賊版: 顔の底にある壊れていない岩。
壁の不安定性: 周囲の岩構造への損傷。
DTH 地下掘削リグは、 ハンマーとほぼ同じ直径のドリルパイプを使用します。これにより「ガイド」効果が得られます。通常、偏差は穴の深さの 1% 未満ですが、トップハンマーは困難な地面では 5% ～ 10% 偏差する可能性があります (推定値)。鉱体内にとどまることが重要なの場合 狭鉱脈採掘 、DTH の精度により、廃石で鉱石を希釈することがなくなります。
トップハンマーリグが使用されたプロダクションブラストを想像してみてください。ズレにより穴の間隔が不均一になってしまいました。その結果生じた爆発により、一部の地域では「罰金」が発生し、他の地域では「特大」のブロックが発生しました。 DTH への切り替え 地下掘削リグでは、破砕が均一だったため、破砕機のスループットが 15% 向上しました (比較のための仮説データ)。 同じパターンの
正確に比較するには 地下掘削リグを、「総所有コスト」（TCO）と、メンテナンスのダウンタイムが生産時間にどのように影響するかを検討する必要があります。
トップハンマーシステムでは、ドリルスチール (ロッド、シャンク、カップリング) に大きなストレスがかかります。高張力および高圧縮の波に耐えます。したがって、トップハンマー鋼の寿命は比較的短くなります。オペレーターが壊れたり磨耗したロッドを交換するのにかかる時間を考慮する必要があります。
DTH 地下掘削リグに は、異なるメンテナンス プロファイルがあります。ハンマー自体は過酷な環境に生きる精密機械です。ほこり、水、熱により、内部のバルブやピストンが摩耗する可能性があります。ただし、ドリルパイプは衝撃を伝えないため、トップハンマーロッドよりもはるかに長持ちします。
メンテナンス比較リスト:
トップハンマー: シャンクアダプターとカップリングを頻繁に交換します。高い作動油冷却要件。
DTH: 高品質の圧縮空気が必要です。ハンマーシールと内部部品は定期的なオーバーホールが必要です。パイプの寿命が大幅に長くなります。
油圧式地下掘削リグ (トップハンマー) は、大規模なエアコンプレッサーを必要としないため、小さな穴の場合は一般にエネルギー効率が高くなります。 DTH リグは「空気を大量に消費します」。地下で 25 バールのコンプレッサーを稼働させると、大量の電力またはディーゼルが消費されます。生産性を最大化するには、空気供給システムが最適化されていることを確認する必要があります。そうしないと、DTH リグのパフォーマンスが低下します。
すべての 地下掘削リグ が同じように作られているわけではありません。多くの場合、鉱山の物理的制約によって、どのテクノロジーが生産性競争に勝つかが決まります。
では 狭い静脈環境 、スペースは贅沢です。ここでは、コンパクトで機動性の高いよく見かけます 地下掘削リグを 。このような狭いスペースでは、リグをより小型にできるため、トップハンマー技術が通常有利です。使用できるため、 ツインブームセットアップを 1 人のオペレーターが 2 つの穴を同時に開けることができ、開発ヘディングの生産性が 2 倍になります。
目的が 探査または特定である場合、DTH が最適です。 地下駅からの鉱体の正確なデータを収集したり、排水/サービスホールを作成したりするために真っ直ぐで深い穴が必要なため、DTH が唯一の実行可能な選択肢になります。
トップハンマードリフターを装備したツイン ブーム地下掘削リグは 、高速トンネル掘削のゴールドスタンダードです。 1 つのブームが周囲の穴を処理している間、もう 1 つのブームは切断穴に焦点を当てることができます。この並列処理が開発生産性のピークとなります。ただし、地面が非常に硬い場合は、 ツインブーム リグでもロッドのずれに苦労するため、結果として生じる爆発の成功によって測定すると、シングルブーム DTH リグの「生産性」が高くなる可能性があります。
どうやって決めるのですか？生産性は、ツールをタスクに適合させることによって決まります。
トップハンマーリグは、高周波で衝撃の少ないエネルギーを提供します。これは、簡単に割れてしまう「脆い」岩石に最適です。 DTH リグは、周波数は低くなりますが、一撃あたりの衝撃エネルギーがはるかに高くなります。これは、分子結合を破壊するために大きな「衝撃」を必要とする「硬い」または「弾性」のある岩石の種類に適しています。
鉱山が規模を拡大し、サブレベル ケービング (SLC) やブロック ケービングなどの「大量採掘」方法に移行している場合は、DTH 地下掘削リグに移行する可能性があります。完全に平行な 30 メートル以上の穴が必要なため、トップハンマーを効果的に使用することはほぼ不可能になります。
最新の 地下掘削リグの中に はヘッドを交換できるものもありますが、これはまれです。ほとんどの鉱山は、開発用のトップハンマー ジャンボとロングホール生産用の DTH リグを保有しています。この艦隊のバランスをとることが生産性の高い鉱山の秘訣です。
安全上の事故により稼働していないリグは、鉱山内で最も生産性の低いリグです。
トップハンマーリグは騒音が大きいことで有名です。穴の外側で金属と金属が衝突すると、リグのシャーシを通して振動する高デシベルの騒音が発生します。これはオペレータの疲労と、リグの電子コンポーネントの潜在的な機械的故障につながります。 DTH リグはノイズを穴の中に「埋めます」。これにより、より良い作業環境が生み出され、オペレーターが長時間のシフトでも集中力を維持できるため、間接的に生産性が向上します。
どちらのシステムでも効果的なフラッシングが必要です。 地下掘削リグ 用の 硬岩 シリカ粉塵を管理するには、水ミストまたは真空システムを使用する必要があります。 DTH リグは多くの場合、より多くの空気を使用するため、抑制システムが完全に維持されていない場合、より多くの粉塵が舞い上がる可能性があります。きれいな鉱山は生産性の高い鉱山です。
最新の 油圧式地下掘削リグは、 環境制御と自動掘削サイクルを備えた密閉型キャブを備えています。 「自動ドリル」などの機能により、 ロータリーパーカッション がリアルタイムで調整され、鋼材の詰まりを防ぎます。この自動化により、初心者と熟練オペレーターの競争の場が平等になり、すべてのシフトにわたって高い生産性のベースラインが保証されます。
をめぐる DTH とトップ ハンマーの戦いでは 地下掘削リグ、勝者は 1 人ではありません。特定の鉱山に対する「正しい選択」があるだけです。
迅速な開発、小径の穴、浅い面での高速掘削が目標の場合は、 トップハンマー油圧式地下掘削リグが 最適です。での高い周波数と機敏性 ツインブーム構成 により、トンネル掘削では無敵です。
ただし、長穴の生産、 探査、または穴の真直性が最も重要な地質条件での作業を行っている場合、 DTH 地下掘削リグは 全体的な生産性が高くなります。 DTH は、エネルギーが必要な場所 (穴の底) に正確に供給されるようにすることで、無駄を最小限に抑え、爆発効率を最大化します。
最終的に、生産性はビン内の砕石 1 トンあたりのコストによって測定されます。岩石の硬さ、必要な穴の深さ、破砕目標を分析することで、 地下掘削リグを選択できます。 作業を前進させる
Q1: 20 メートルより深い穴にトップハンマーリグを使用できますか? A: 可能ですが、運用環境ではお勧めできません。ロッドジョイントによるエネルギー損失と逸脱のリスクが高いため、発破効率が大幅に低下し、メートルあたりのコストが増加します。
Q2: 狭い鉱脈の採掘にはどのシステムが適していますか? A: 一般に、 地下掘削リグは 用の 狭い鉱脈採掘 トップハンマー技術を利用しています。これは、小さなドリフトに適合するようにリグをコンパクトにする必要があり、トップハンマーシステムの方が小型化が容易であるためです。
Q3: 岩石の硬度はDTHとトップハンマーに与える影響は異なりますか? A: はい。トップハンマーは高周波振動を利用しており、脆い 硬い岩石でも効果を発揮します。 DTH は、重い、特異な衝撃に依存しており、トップハンマーではロッドの摩耗が過度になるような、非常にタフな地層や摩耗性の高い地層では、より効果的であることがよくあります。
Q4: ツイン ブーム リグは DTH に使用できますか? A: ほとんどの ツイン ブーム リグはトップ ハンマー (ジャンボ) ですが、デュアル DTH ユニットを備えた特殊な生産リグもありますが、それらははるかに大きく、特定の大量採掘アプリケーションで使用されます。
Q5: 「ロータリーパーカッション」は穴あけにどのように役立ちますか? A: ロータリーパーカッションは、 回転動作 (ビットが新しい表面に確実に当たるようにする) とハンマーで叩く動作 (岩を砕く) を組み合わせたものです。これは、DTH とトップハンマー両方の標準動作原理です。 地下掘削リグの.
のスペシャリストとして RockMech工場 、私は正しいエンジニアリングの選択が採掘の結果をどのように変えるかを直接見てきました。当社は製造能力に大きな誇りを持っており、 地下掘削リグの提供に重点を置いています。 世界で最も過酷な環境に耐える堅牢な当社の施設には最先端のマシニング センターが装備されており、 ツインブームジャンボの高強度シャーシから の精密設計ドリフターに至るまで、あらゆるコンポーネントを製造しています 油圧式地下掘削リグ。 では RockMech、機械を構築するだけではありません。私たちはに対するソリューションを構築します ハードロックの課題 。当社の強みは、厳格なテストプロトコルと研究開発への取り組みにあり、フロアから出てくるすべてのリグが最大限の生産性とオペレータの安全性を確保するために最適化されていることを保証します。 を選択すると RockMech、地下世界の気概と需要を理解している工場と提携することになります。
