さまざまな地下ドリルが、さまざまな目的で使用されている。科学者が地中からさまざまな種類のサンプルを採取するのに役立っている。
その一方で、必要不可欠なミネラルの採取を容易にする。坑内掘削機は、入手困難なサンプルやミネラルの採取に役立つ。
この場合、様々な要因に基づいて異なる掘削技術が使用される。
地下を掘削するにはさまざまな方法がありますが、今日はそれについてお話します。これらの穴あけ技術とともに、よく使われる道具についても説明します。このガイドは、地下だけでなく、さまざまな建築プロジェクトに活用できます。
地下掘削とは何か？
地下を掘ることである。この方法とともに、石油、ガス、岩石を得るためにさまざまな地下採掘作業が行われる。
坑内掘削は地下鉱山で最も重要な仕事だと言われる。
しかし、地面に穴を開けるのは複雑な作業だ。
現代技術のおかげで、安全かつ迅速に使用できる必要な機器や方法がある。
地面を掘るにはいくつかのステップがある。
まず、作業の必要性に基づいて適切な掘削技術を選択する。
そして、さまざまな種類の掘削装置が慎重に選ばれる。オーガー、回転ドリル、ダイヤモンドコアドリルなどが一般的な掘削機器である。
その後、選ばれたドリルが地中の適切な場所に落とされる。ドリルが地表を貫通すると、穴が開く。
最終的には、地下環境へのアクセスを可能にする。
地下を掘削するための道具にはさまざまな種類がある。多くはジャンボドリル、オーガー、コアバレル、掘削工具、TBMを使用する。
最新の道具を使えば、掘削作業はより速く進む。さまざまな理由で、さまざまな種類の深堀りの道具や方法が使われている。
しかし、それらを使えば、次のようなメリットが得られる：
1.資源採取効率
2.環境負荷の低減
3.安全性と安定性
4.アクセス不可能な鉱床へのアクセス
5.地質探査
6.表面積の削減
地下掘削技術：さまざまな種類と用途
正しい地下掘削技術を選ぶには、考慮すべき点がいくつかある。
まず第一に、その仕事に何が必要かを知ることだ。その上で、なぜ掘るのかを決め、物理的な条件を見極めなければならない。
地質学的要素には、岩石と土壌がどのようなものかを把握することが含まれる。次に、ドリル孔の大きさの基準と深さを評価しなければならない。
3番目に考えるべきことは、コストと地球への影響である。5つ目はリスクと安全性を把握すること。
これらのことを考えた上で、あなたの仕事に最適な穴あけ技術を選ぶことができる。
たいていの場合、これらの穴あけ技術を大きく2つのグループに分けることができる。ひとつは回転ドリリング技術、もうひとつはパーカッシブドリリング技術である。
回転掘削技術
この方法は、回転するドリルビットで孔や井戸を掘削する際に広く普及している。
この技術は、地上掘削と地下掘削の両方で普及している。
しかし、ドリル・ビットは通常、ドリル・パイプのストリングの下部に接続されている。ドリル・ストリングが回転すると、ビットは地下を貫通する。
Type#1連続フライトオーガドリリング
この地下ボーリング孔掘削技術は、シンプルなブレードを使ってさまざまな岩石を切断し、破壊する。
通常、このブレードは回転するドリルパイプの先端に取り付けられている。さて、割れた石を集めるには2つの方法がある。
第一の方法はバケットオーガを使用し、第二の方法はスクリューオーガを使用する。
バケット・オーガーは、最初の方法では割れた岩石を小さな樽に集める。
それが完了すると、単に地面から引き抜くだけである。逆に、2番目の方法では、スクリューシステムは通常、割れた岩石を地表に渡す。
Type#2ブレード回転ドリル
この種の回転掘削法では、ドリル・ビットを使用して岩石を砕く。これらの方法では、回転するドリルステムから供給されるエネルギーによって刃が強化される。軟らかい石の場合は、耕す方法が考えられる。プラウイングは、スクレイピング・プロセスとしても知られている。
逆に、硬い岩石の場合、ドリルビットは岩石を切断・除去するために破砕・チッピング作用を用いる。この方法では、ブレードとともに、圧縮空気や高圧水を使って岩石を除去する。
Type#3ダイヤモンドコアドリリング
この方法は、ダイヤモンド・ドリルとしても広く普及している。主に地質調査や採掘に用いられる特殊な掘削技術である。その名の通り、ダイヤモンド入りのドリルを使用する。岩石やその他の地下物質の円柱状のコアを得ることを目的としている。
ダイヤモンドコアドリリングは、その精度の高さで有名である。無傷で高品質なコア試料を素早く得ることができる。その結果、地質分析に広く普及している。
ロータリー・パーカッシブ・ドリリング技術
回転パーカッシブ・ドリリング技術は、回転運動とパーカッシブ動作を組み合わせたものである。この動作はハンマリングとしても知られている。技術的に掘削プロセスを向上させます。この技術は、複雑な岩層で有効である。このような場所では、ロータリー・ドリリングはあまり効果的ではないかもしれない。
#1型ロータリーエアブラスト技術
回転式エアブラストは、最も一般的な回転式パーカッシブ掘削技術です。最高の浅層掘削としても有名です。この方法では、ピストン駆動ハンマーを使用して岩盤を掘削します。硬い岩肌をチップ状に砕き、圧縮空気で地表に引き上げます。
この方法は、複数の穴を素早く開けるために広く普及している。しかし、地質学的サンプルを作るには、より適した方法を見つける必要があるかもしれない。その理由は、エアブラストを使用するためです。岩石の品質を損なう可能性がある。
Type#2 エアコアドリリング技術
ACドリルまたはエアコアドリリングは、3枚刃のドリルを使用する。内部は空洞になっている。掘削機が岩を砕くと、圧縮空気がこの中空ロッドに通される。これにより、削りくずを表面に出すことができる。
このプロセスは、回転式エアブラスト技術よりも時間がかかることが多い。このことは、採取されたサンプルが汚染の影響を受けにくいことを意味する。特に深部の地質学的情報を得るための調査探査に理想的である。
Type#4リバースサーキュレーション掘削技術
このさく孔技術は、ロータリーエアドリリングとエアコアドリリングの特性を組み合わせたものです。岩盤を貫通するために、正確なピストン駆動ハンマーを使用する。ただし、地中深くまで到達するためには、より大型の掘削装置が使用される。
その後、圧縮空気で破片を地表に押し出す。その結果、この方法は優れた精度を提供する。そのため、地質探査ではこの掘削技術をよく見かける。この効率的な技術は、取り扱いを最小限に抑え、コストを削減し、結果を早める。
Type#5ブラストホール掘削技術
その名の通り、この掘削技術は通常、爆薬を発破するための穴を開けるために使われる。鉱業、採石業、建設業でよく見かける。適切な掘削装置を使えば、さまざまな大きさの穴を開けることができる。そして、それぞれの穴に爆薬を入れることができる。
爆発後、爆破された岩石はさまざまな洗浄方法によって回収される。しかし、多くの場合、洗浄には圧縮空気が使用される。
上記の穴あけ技術で使用されるドリルの種類
地下掘削作業では、さまざまなドリルリグが使用される。それぞれのタイプは、特定の作業や地質条件に合わせて設計されています。さまざまな掘削技術で使用されるドリルを理解することは、適切な種類を選択するために不可欠です。その結果、採掘効率、生産性、および安全性を最適化するためには、適切なタイプが必要になります。
Type#1 サーフェストップ&ダウンハンマードリルリグ
これらのリグは、ハンマーで岩盤を砕く作用を利用する。サーフェストップハンマードリルは、浅いさく孔用途によく使用される。逆に、サーフェスダウンハンマードリルは、より深いさく孔に適している。
Type#2 次元石ドリルドリルリグ
次元石ドリルリグは、主に採石作業で普及している。天然石のブロックを採取するために使用されます。これらのリグは、正確なカットと形状を作成するように設計されています。
Type#3ロータリーブラストホールドリルリグ
ロータリーブラストホールドリルリグは、露天掘り採鉱で広く使用されています。ブラストホールドリル技術は広く普及しています。これらのドリルリグは、発破爆薬を配置するための穴を作るために使用されます。
Type#4開発用ドリルリグ
開発用ドリルリグは、水平または傾斜掘削に使用され、アクセ ス・トンネルを作る。また、換気シャフトや鉱石通路を作るためにも使用される。
Type#5 トンネリングジャンボ
トンネル掘削用ユンボは、トンネルや地下通路を掘削するために特別に設計されたものである。有名な例としては、地下交通機関や水力発電施設などがある。通常、複数の掘削ブームと自動制御システムを備えている。そのため、正確で迅速な作業が可能です。
Type#6ロングホールドリルリグ
長穴ドリルは、サブレベル採掘法およびブロックケーヴィング採掘法で使用される。鉱石採掘用の細長い孔を開けることで有名である。これらのリグは、より深い穴を正確に掘削することができる。
Type#7 その他のドリルリグ
上記6種類のほかにも、地下採掘で広く普及しているドリルリグがある。薄型リグは、高度の低い場所での掘削に適しています。狭鉱脈用ドリルリグは、高さに課題がある場所に最適です。二次破砕ドリルリグは狭い鉱脈に適しています。
結論
さまざまな掘削技術とドリルリグが、複数の地下作業に必要である。これらには以下が含まれる：
| 探査と研究評価 | 鉱床の特定 |
| 研究の実行可能性を評価する | |
| マッピング 地質学的処方 | |
| 資源量の推定 | |
| 土壌サンプリング | |
|
鉱物・資源採掘 |
鉱石の抽出 |
| 石炭と金属の採掘 | |
| 石油・ガス埋蔵量の収穫 | |
| 地下水の回収 | |
| 地熱エネルギーの収集 | |
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建設・トンネル |
地下インフラの建設 |
| 交通網用トンネル | |
| 地下公共施設の設置 | |
| 建物の基礎工事 | |
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研究と科学的探求 |
地質現象の調査 |
| 地下生態系の研究 | |
| 実験の実施 | |
| カルスト地層の探検 |
地下掘削の重要性は、私たちの日常生活でも実感できる。それはまた、私たち人類にとっても重要なことである。全体として、地下掘削は現代文明の礎石である。特に、進歩と持続可能性にとって不可欠である。
