Le trivelle sotterranee vengono utilizzate per vari scopi. Aiutano gli scienziati a prelevare diversi tipi di campioni dal terreno.
D'altro canto, facilitano il reperimento di minerali essenziali. Le trivelle sotterranee aiutano a ottenere campioni o minerali difficili da raggiungere.
In questo caso, vengono utilizzate diverse tecniche di perforazione in base a vari fattori.
Esistono diversi modi per perforare il sottosuolo di cui parleremo oggi. Oltre a queste tecniche di perforazione, parleremo anche di alcuni strumenti popolari. Questa guida può essere utilizzata per molti progetti edilizi, non solo per quelli sotterranei.
Che cos'è la trivellazione sotterranea?
Si tratta di un processo di scavo nel terreno. Insieme a questo metodo, vengono utilizzate diverse operazioni di estrazione sotterranea per ottenere petrolio, gas e rocce.
Si dice che la perforazione sotterranea sia il lavoro più importante nelle miniere sotterranee.
Tuttavia, fare buchi nel terreno è un compito complicato.
Grazie alle moderne tecnologie, oggi disponiamo delle attrezzature e dei metodi necessari che possono essere utilizzati in modo sicuro e rapido.
Le fasi di scavo nel terreno sono diverse.
In primo luogo, viene scelta una tecnica di perforazione adeguata in base alle esigenze del lavoro.
Poi si scelgono con cura i vari tipi di attrezzature di perforazione. Le trivelle, le carotatrici rotanti e le carotatrici diamantate sono i tipi più comuni di attrezzature di perforazione.
Dopodiché, la trivella scelta viene calata nel punto giusto del sottosuolo. Quando la trivella penetra nella superficie terrestre, crea dei fori.
In definitiva, permette di accedere all'ambiente del sottosuolo.
Esistono diversi tipi di strumenti per la perforazione del sottosuolo. Molti usano trivelle giganti, coclee, carotieri, strumenti di perforazione e TBM.
Il processo di scavo è più veloce con gli strumenti moderni. Per vari motivi si utilizzano diversi tipi di strumenti e metodi di scavo in profondità.
Tuttavia, se li utilizzate, potete ottenere i seguenti vantaggi:
1. Efficienza nell'estrazione delle risorse
2. Riduzione dell'impatto ambientale
3. Sicurezza e stabilità
4. Accesso a giacimenti inaccessibili
5. Esplorazione geologica
6. Riduzione dell'ingombro superficiale
Tecniche di perforazione sotterranea: Diversi tipi e applicazioni
Ci sono alcuni aspetti da considerare quando si sceglie la tecnica di perforazione sotterranea corretta.
La prima cosa da fare è conoscere le esigenze del lavoro. Poi bisogna decidere perché si scava e determinare le condizioni fisiche.
I fattori geologici comprendono l'analisi delle rocce e del terreno. In secondo luogo, la valutazione deve riguardare gli standard dimensionali e la profondità del foro.
La terza cosa da considerare è il costo e l'effetto sulla terra. Il quinto è capire i rischi e la sicurezza.
Dopo aver riflettuto su questi aspetti, è possibile scegliere le migliori tecniche di foratura per il proprio lavoro.
Nella maggior parte dei casi, possiamo dividere queste tecniche di perforazione in due gruppi principali. Uno è quello delle tecniche di perforazione a rotazione e l'altro quello delle tecniche di perforazione a percussione.
Tecniche di perforazione rotativa
Questo metodo è molto diffuso nella perforazione di fori o pozzi con una punta rotante.
Questa tecnica è prevalente nelle operazioni di perforazione in superficie e in sotterraneo.
Tuttavia, la punta è solitamente collegata alla parte inferiore di una stringa di tubi di perforazione. Quando la stringa di perforazione ruota, la punta penetra nel sottosuolo.
Tipo#1 Perforazione con coclea a volo continuo
Questa tecnica di perforazione sotterranea utilizza una semplice lama per tagliare e rompere varie rocce.
In genere, questa lama è montata all'estremità di un tubo di perforazione rotante. Ora, è possibile raccogliere le pietre rotte in due modi.
Il primo metodo utilizza coclee a tazze, mentre il secondo metodo utilizza coclee a vite.
Nel primo metodo, le coclee a tazze raccolgono le rocce frantumate in un piccolo barile.
Una volta completato, si estrae semplicemente dal terreno. Al contrario, nel secondo metodo, il sistema avvitato fa passare la roccia frantumata in superficie.
Tipo#2 Perforazione rotativa con lama
Questo tipo di metodo di perforazione rotativa utilizza punte per rompere le rocce. In questi metodi, la lama è rafforzata dall'energia fornita da un'asta di perforazione rotante. Nel caso di pietre morbide, si considera il metodo dell'aratura. L'aratura è nota anche come processo di raschiamento.
Al contrario, nel caso di rocce dure, le punte impiegano un'azione di frantumazione e scheggiatura per tagliare e rimuovere le rocce. Oltre alla lama, questo metodo utilizza aria compressa o acqua ad alta pressione per rimuovere le rocce sciolte.
Tipo#3 Carotaggio a diamante
Questo metodo è anche ampiamente conosciuto come perforazione a diamante. È una tecnica di perforazione specializzata utilizzata principalmente per l'esplorazione geologica e l'estrazione mineraria. Come suggerisce il nome, questo metodo utilizza una trivella impregnata di diamanti. Lo scopo è ottenere carotaggi cilindrici di rocce o altri materiali del sottosuolo.
Il carotaggio diamantato è famoso per la sua precisione. Può ottenere rapidamente campioni intatti e di alta qualità. Di conseguenza, sono ampiamente diffusi nelle analisi geologiche.
Tecniche di perforazione percussiva rotativa
La tecnica di perforazione a percussione rotante combina il movimento rotatorio con l'azione percussiva. Questa azione è nota anche come martellamento. Tecnicamente migliora il processo di perforazione. Questa tecnica è vantaggiosa nelle formazioni rocciose complesse. Si noti che, in questi luoghi, la perforazione a rotazione può essere meno efficace.
Tipo#1 Tecniche di sabbiatura ad aria compressa rotante
La sabbiatura ad aria compressa è la tecnica di perforazione a percussione rotante più comune. È anche nota come la migliore perforazione a bassa profondità. Questo metodo utilizza un martello a pistone per perforare la roccia. Il martello rompe la superficie dura in schegge e successivamente le tira in superficie utilizzando l'aria compressa.
Questo metodo è molto diffuso per realizzare rapidamente più fori. Tuttavia, potrebbe essere più adatto per la realizzazione di campioni geologici. Il motivo è l'utilizzo del processo di sabbiatura ad aria compressa. Può compromettere la qualità della roccia.
Tipo#2 Tecniche di carotaggio ad aria compressa
La perforazione AC o carotatura ad aria compressa utilizza trivelle a tre lame. All'interno contiene un'asta cava. Una volta che la macchina perforatrice rompe le rocce, l'aria compressa viene fatta passare attraverso questa asta cava. Questo aiuta a portare in superficie le scorie.
Questo processo è spesso più lento della tecnica di sabbiatura ad aria compressa. Ciò significa che i campioni raccolti sono meno suscettibili di contaminazione. Sono ideali per l'esplorazione di ricerca, soprattutto per le informazioni geologiche in profondità.
Tipo#4 Tecniche di perforazione a circolazione inversa
Questa tecnica di perforazione combina le proprietà della perforazione pneumatica a rotazione e del carotaggio pneumatico. Utilizza l'esatto martello a pistone per penetrare nella roccia. Tuttavia, si utilizzano impianti più grandi per penetrare ancora più in profondità nel terreno.
Successivamente, l'aria compressa spinge i frammenti in superficie. Di conseguenza, questo metodo offre anche un'eccellente precisione. Pertanto, questa tecnica di perforazione è spesso utilizzata nelle esplorazioni geologiche. Questa tecnica efficiente minimizza la manipolazione, riduce i costi e velocizza i risultati.
Tipo#5 Tecniche di perforazione a scoppio
Come suggerisce il nome, questa tecnica di perforazione è tipicamente utilizzata per creare fori per il lancio di esplosivi. La vediamo spesso nelle miniere, nelle cave e nelle costruzioni. Utilizzando un'attrezzatura di perforazione adeguata, possiamo creare fori di diverse dimensioni. Poi, possiamo inserire cariche esplosive in ogni foro.
Dopo l'esplosione, le rocce esplose vengono raccolte con vari metodi di pulizia. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, per la pulizia si utilizza l'aria compressa.
Tipi di trapani utilizzati nelle tecniche di perforazione sopra descritte
Nelle operazioni di perforazione in sotterraneo, vengono utilizzati diversi tipi di impianti di perforazione. Ogni tipo è progettato per compiti e condizioni geologiche specifiche. La comprensione delle trivelle utilizzate nelle varie tecniche di perforazione è fondamentale per scegliere il tipo giusto. Di conseguenza, il tipo giusto è necessario per ottimizzare l'efficienza mineraria, la produttività e la sicurezza.
Trivelle a martello di superficie Type#1 Top & Down
Questi impianti utilizzano un'azione di martellamento per rompere le formazioni rocciose. I trapani a percussione dall'alto sono comunemente utilizzati per applicazioni di perforazione poco profonde. Al contrario, i trapani a percussione dall'alto verso il basso sono adatti per fori più profondi.
Trivelle dimensionali per pietra tipo#2
Le trivelle per pietra dimensionale sono utilizzate principalmente nelle operazioni di cava. Vengono utilizzate per estrarre blocchi di pietra naturale. Questi impianti sono progettati per produrre tagli e forme precise.
Trivelle rotanti a scoppio tipo#3
Gli impianti di perforazione a rotazione sono ampiamente utilizzati nelle miniere a cielo aperto. Sono molto diffuse nella tecnica di perforazione a foro di esplosione. Queste trivelle vengono utilizzate per realizzare i fori per il posizionamento degli esplosivi.
Trivelle di sviluppo tipo#4
Le trivelle per lo sviluppo sono utilizzate per la perforazione orizzontale o inclinata per creare gallerie di accesso. Vengono utilizzate anche per realizzare pozzi di ventilazione e passaggi per il minerale.
Tipo#5 Tunneling Jumbos
I Jumbo da tunnel sono progettati appositamente per lo scavo di gallerie e passaggi sotterranei. Esempi famosi sono i trasporti sotterranei e gli impianti idroelettrici. Di solito sono dotati di bracci di perforazione multipli e di sistemi di controllo automatizzati. Di conseguenza, sono precisi e veloci.
Impianti di perforazione a foro lungo tipo#6
Le trivelle a foro lungo sono utilizzate nei metodi di estrazione mineraria a livelli e a blocchi. Sono famosi per la realizzazione di fori lunghi e stretti per l'estrazione del minerale. Questi impianti sono in grado di praticare fori più profondi con precisione.
Tipo#7 Altri impianti di perforazione
Oltre ai sei tipi sopra citati, altri impianti di perforazione sono molto diffusi nelle miniere sotterranee. Gli impianti di perforazione a basso profilo sono prevalenti per la perforazione in uno spazio a bassa elevazione. Gli impianti di perforazione per vene strette sono ideali per i luoghi con problemi di altezza. Gli impianti di perforazione a rottura secondaria sono adatti per le miniere a vena stretta.
Conclusione
Per le molteplici operazioni in sotterraneo sono necessarie diverse tecniche di perforazione e impianti di perforazione. Queste includono:
| Esplorazione e ricerca Valutazione | Identificare i depositi minerari |
| Valutare la fattibilità della ricerca | |
| Mappatura Formulazioni geologiche | |
| Stima della quantità di risorse | |
| Campionamento del suolo | |
|
Estrazione di minerali e risorse |
Estrazione di minerali |
| Estrazione di carbone e metalli | |
| Raccolta di riserve di petrolio e gas | |
| Recuperare le acque sotterranee | |
| Raccolta di energia geotermica | |
|
Costruzioni e tunnel |
Costruzione di infrastrutture sotterranee |
| gallerie per le reti di trasporto | |
| Installazione di servizi sotterranei | |
| Scavo di fondazioni per edifici | |
|
Ricerca ed esplorazione scientifica |
Indagine sui fenomeni geologici |
| Studio dell'ecosistema sotterraneo | |
| Conduzione di esperimenti | |
| Esplorare le formazioni carsiche |
Possiamo renderci conto dell'importanza delle perforazioni sotterranee nella nostra vita quotidiana. È importante anche per la nostra umanità. In generale, le trivellazioni sotterranee sono una pietra miliare della civiltà moderna. In particolare, è essenziale per il progresso e la sostenibilità.
