Guida pratica alla scelta delle punte da trapano DTH in base alla stabilità della formazione: una strategia pratica che aiuta i principianti a evitare le insidie
Il fulcro della selezione delle punte da perforazione DTH in base alla stabilità della formazione è valutare se la formazione è soggetta a crollo del foro e se la sua struttura è intatta, scegliere una punta il cui meccanismo di rottura sia adatto al terreno e combinare la scelta della punta con appropriate misure di protezione del foro. Questo bilancia la qualità del foro con l'efficienza operativa. In generale, le formazioni rientrano in due scenari: formazioni stabili e formazioni soggette a crollo, con indicazioni dettagliate sulla selezione come segue.
Formazioni stabili (ad esempio, calcare intatto, marmo denso, arenaria fortemente coerenti). Queste formazioni hanno una struttura intatta e pareti del foro solide, con un rischio di crollo pressoché nullo. La selezione può concentrarsi sulla massimizzazione dell'efficienza di perforazione senza essere vincolata dalle esigenze di protezione delle pareti; la maggior parte delle tipologie di punte DTH sono applicabili. Si considerino le seguenti opzioni:
Dare priorità alla perforazione ad alta efficienza: scegliere punte DTH di tipo rotativo. Tagliando la roccia ad alte velocità di rotazione con azione di taglio continua, possono aumentare notevolmente l'avanzamento. Ad esempio, nel calcare intatto, una punta rotativa utilizzata con acqua pulita come mezzo di lavaggio semplifica le operazioni; velocità di rotazione di 100-150 giri/min possono raggiungere velocità di penetrazione di circa 1-1,5 m/min, adatte per fori esplorativi poco profondi e piccole perforazioni di fondazioni strutturali.
Per diametri di foro da medi a grandi: selezionare punte DTH a rulli-cono (rulli dentati). La loro azione di taglio a rotolamento è adatta a rocce stabili e di media durezza e garantisce una rimozione uniforme dei detriti, rendendole adatte quando è richiesto un diametro di foro maggiore (ad esempio, fori ausiliari nella realizzazione di strade minerarie). Possono mantenere l'efficienza riducendo al contempo l'usura della punta.
Per gestire interstrati duri locali all'interno di formazioni altrimenti stabili: utilizzare punte composite a percussione-rotazione. Queste combinano l'elevata efficienza di taglio delle punte rotanti in rocce stabili più tenere con l'azione della percussione per rompere interstrati più duri, evitando frequenti cambi di punta.
Formazioni soggette a crollo (ad esempio, strati di sabbia sciolta, roccia alterata/fratturata, strati fortemente fratturati). Queste formazioni sono sciolte o altamente fratturate e tendono a subire crolli e scheggiature del foro durante la perforazione. La selezione dovrebbe dare priorità a "minimizzare il disturbo alla parete del foro + compatibilità con le misure di supporto della parete". Scegliere punte che abbiano un impatto minimo sul foro e che funzionino bene con le tecniche di stabilizzazione:
Prima scelta: punte DTH di tipo rotativo. Il taglio rotativo è più fluido e causa molti meno colpi o disturbi alla parete del foro rispetto alle punte di tipo a impatto, riducendo al minimo il rischio di crollo. Quando utilizzato con fango di perforazione, il fango forma una densa torta di filtrazione sulla parete che contribuisce a stabilizzarla. Controllare la velocità di rotazione a non più di 80 giri/min e mantenere la pressione di lavaggio/fango a 0,3-0,5 MPa per evitare disturbi ad alta pressione o ad alta velocità. Le applicazioni adatte includono fori di ancoraggio per fosse di fondazione di metropolitane e perforazioni di rinforzo del sottofondo.
Casi speciali: punte coniche a rullo rinforzate con denti di protezione del calibro. Se la formazione soggetta a crollo contiene molti piccoli ghiaiosi, una punta rotativa pura potrebbe risultare inefficiente. Una punta conica a rullo rinforzata con denti di protezione del calibro (stabilizzanti) offre una combinazione di taglio e percussione leggera per gestire la ghiaia, mentre i denti di protezione del calibro riducono l'allargamento del foro. Utilizzata insieme a un fango ad alta viscosità per il supporto della parete, questa punta può migliorare la penetrazione prevenendo il crollo, ed è adatta per strati di sabbia ghiaiosa poco profondi.
Note aggiuntive
Evitare l'uso di punte DTH standard a impatto in formazioni soggette a crollo: i loro impatti ad alta frequenza possono allentare ulteriormente la parete del foro e aumentare notevolmente il rischio di crollo. Se l'uso è inevitabile in casi particolari, abbinare la punta a stabilizzatori di foro specializzati, ridurre la frequenza di impatto e monitorare le condizioni della parete del foro in tempo reale.
