Dubinsko bušenje (DHT drilling) - bušaći pribor za rudnike, kamenolome i tunele
DTH (Down The Hole) je metoda dubinskog bušenja kod koje čekić putuje kroz bušotinu zajedno sa bušaćim cevima, umesto da ostane na površini kao kod Top Hammer bušenja. Zahvaljujući tome, udarna energija se prenosi direktno na krunu, što DTH čini metodom izbora za dublje bušotine, veće prečnike i slučajeve kada je neophodno pravolinijsko bušenje. Koristi se u rudarstvu i kamenolomima za pripremu miniranja, kao i za bušenje bunara za vodu i geotermalnih bušotina.
Kako funkcioniše dubinsko bušenje
Kod DTH bušenja, pneumatski čekić se nalazi neposredno iznad krune i spušta se u bušotinu zajedno sa nizom bušaćih cevi. Komprimovan vazduh pokreće klip unutar čekića koji direktno udara krunu, dok se rotacija prenosi kroz cevi sa površine. Pošto je čekić uvek na dnu, blizu mesta udara, gubitak energije duž niza je minimalan bez obzira na dubinu bušotine. Isti vazduh koji pokreće čekić istovremeno izbacuje izbušeni materijal iz rupe, obezbeđujući čisto dno bušotine tokom celog procesa bušenja.
Dubinski čekić (DTH hammer)
DTH čekić je srce celog sistema, radi na komprinovani vazduh koji dolazi iz kompresora i nalazi se neposredno iza krune na dnu bušotine. Čekić se bira prema kapacitetu kompresora i bušilice kojima raspolažete, planiranom prečniku bušotine i prihvatu samog čekića. DTH čekić ima 2 prihvata: navoj kojim se čekić uvrće u niz bušaćih cevi (API 2⅜″, 2⅞″, 3½″ ili 4½″ REG) i žljebasti prihvat sa kojim se kruna aubacuje u čekić (DHD, QL, SD, COP ili Mission).
Kruna za dubinsko bušenje (DTH drill bit)
DTH kruna je izrađena od kvalitetnog čelika a na samom vrhu se nalaze bradavice (vidije) od posebnog karbida za tvrde stene. Krune se razlikuju po prečniku, geometriji (ravne, konveksne i konkavne, kombinacije) obliku i rasporedu karbida, kao i rupama za protok vazduha. Na kraju krune se nalazi prihvat koji ide u dubinski čekić, najčešći prihvati su DHD i QL.
Izbor prave krune direktno utiče na rezultate bušenja, na primer: poluokrugle bradavice i gušći raspored bolje podnose tvrde i abrazivne stene uz duži vek trajanja, dok balistički oblik i ravno lice krune postižu veću brzinu bušenja u mekšim stenama.
Cevi za dubinsko bušenje (DTH drill pipes)
Bušaće cevi povezuju čekić sa bušilicom na površini i prenose rotaciju i komprimovani vazduh kroz ceo niz, dok istovremeno nose i sam čekić do dna bušotine. Izrađuju se od čelika velike čvrstoće, otpornog na savijanje, jer pored obrtnog momenta moraju da izdrže i sopstvenu težinu bušaćeg niza u dubokim bušotinama. Dužina i prečnik cevi biraju se prema planiranoj dubini bušenja i prečniku bušotine, a cevi najčešće imaju standardni konusni navoj: API REG 2⅜″, 2⅞″, 3½″ ili 4½″ . Cevi mogu biti sa ravnim delom za kljluč (ručno postavljanje cevi) ili potpuno okrugle (automatsko postavljanje cevi)
Spojnice za dubinsko bušenje (DTH adapters)
Spojnice povezuju bušaće cevi u produžni niz i omogućavaju bušenje na dubine veće od dužine jedne cevi, na sličan način kao kod Top Hammer sistema, samo prilagođene prečniku i navoju DTH cevi. Kroz spojnicu prolazi i komprimovan vazduh koji pokreće čekić. Redovna kontrola i pravovremena zamena istrošenih spojnica sprečava gubitak pritiska i zastoje zbog pucanja niza.
Kolone za dubinsko bušenje (casing shoes)
Obložne kolone, odnosno zaštitne cevi, oblažu bušotinu i sprečavaju obrušavanje zidova u nestabilnim ili raspucalim formacijama. Najčešće se koriste kod bušenja bunara za vodu, gde je potrebno trajno obezbediti otvor bušotine i sprečiti mešanje slojeva podzemnih voda. Za razliku od bušaćih cevi, koje se posle bušenja izvlače, kolone ostaju u bušotini kao trajna zaštitna obloga. Prečnik i debljina zida kolone biraju se prema geološkim uslovima terena i nameni bušotine.
Shock apsorberi
Shock apsorber ugrađuje se direktno iza dubinskog čekića i ima namenu da apsorbuje povratne vibracije tokom bušenja. Bez njega, ta opterećenja se prenose direktno na čekić što ubrzava habanje mašine i skraćuje vek trajanja opreme. Ugradnja shock apsorbera posebno je važna kod bušenja u ispucalim stenama gde ima dosta vibracija.
Gde se koristi DTH bušenje
Rudnici i kamenolomi
Na površinskim kopovima i u kamenolomima, DTH bušenje je standardna metoda za bench (etažno) bušenje, metodu bušenja koja se sastaoji od velikog broja paralelnih, dubokih bušotina. Dubinsko bušenje je ovde idealno zbog velike kako brzine tako i preciznosti bušenja, što dovodi do predvidljivih rezultata miniranja.
Bušenje bunara i geotermalnih bušotina
Mnogim bunaržijama dubinsko bušenje predstavlja standardnu opremu jer omogućava pravolinijsko bušenje na velike dubine. Kombinacija bušaćih cevi i kolona omogućava bušenje kroz različite geološke slojeve, uz zaštitu bušotine od obrušavanja i kontaminacije podzemnih voda.
Infrastrukturni projektni
Pored rudarstva i bušenja bunara, DTH pribor koristi se i kod infrastrukturnih projekata koji zahtevaju bušenje temeljnih šipova, mikropilota ili sidrenja u tvrđim i heterogenim zemljištaima. Posebno su pogodni za radove na izgradnji mostova, puteva, tunela, potpornih konstrukcija i drugih objekata gde je potrebno izvesti duboke i precizne bušotine.
Prednosti DTH bušenja u odnosu na Top Hammer
Preciznost i pravolinijsko bušenje
9Pošto se čekić nalazi na dnu bušotine, neposredno uz krunu, DTH sistem znatno manje odstupa od planirane putanje nego Top Hammer, kod kog udarni talas i skretanje šipki na velikim dubinama mogu uzrokovati odstupanje otvora od prave linije. Ova preciznost je posebno važna kod dubokog bušenja, gde i malo odstupanje na velikoj dubini znači značajno pomeranje od planirane tačke.
Veći prečnici rupa
Veći prečnik bušotine je jedna od ključnih prednosti DTH sistema u odnosu na Top Hammer, jer snaga udarca nije ograničena prenosom kroz dugačak niz šipki. Zbog toga se DTH bira kad projekat zahteva bušotine za veće količine eksploziva, širu obložnu kolonu bunara ili veći protok vode i geotermalne energije.
Efikasnost u tvrdoj steni
U vrlo tvrdim i abrazivnim stenama, DTH sistem po pravilu duže zadržava brzinu bušenja i troši manje pribora po metru u odnosu na Top Hammer, jer se udar prenosi direktno na krunu bez gubitaka duž šipki. To DTH čini isplativijim izborom za duboko bušenje u zahtevnim geološkim uslovima, uprkos većoj ceni same opreme i čekića.