انواع ماشین آلات حفاری

ماشین آلات حفاری به عنوان وسایلی که برای حفر و نیز توسعه چاه‌ها، معادن، تونل‌ها و سایر سازه‌ها استفاده می‌شوند، شناخته می‌شوند.
این ماشین‌آلات در انواع و اشکال مختلف برای استفاده در زمین‌های مختلف طراحی شده‌اند.
در زیر، برخی از انواع ماشین آلات حفاری را بررسی خواهیم کرد:

۱- حفاره‌های حفاری چرخشی (Rotary Drills)
این نوع ماشین آلات حفاری برای حفر چاه‌های عمیق استفاده می‌شوند.
آنها معمولاً دارای بیل‌های چرخان هستند که به صورت مکانیکی وارد زمین می‌شوند و به کمک نیروی چرخشی آنها را گردانده می‌شوند.

۲- حفاره‌های ضربه‌ای (Impact Drills)
این نوع حفاره‌ها برای حفر سنگ‌ها و سطوح سخت استفاده می‌شوند.
آنها از ضربات مکانیکی برای شکستن سطح و حفر عمیق استفاده می‌کنند.

۳- حفاره‌های پیچشی (Auger Drills)
این نوع حفاره‌ها برای حفر خاک، خاکستری و سایر مواد مشابه استفاده می‌شوند.
آنها دارای بیل‌های پیچشی هستند که با چرخش و فشار به زمین فشرده می‌شوند و مواد را حفر می‌کنند.

۴- حفاره‌های جکی (Jackhammer Drills)
این نوع حفاره‌ها برای شکستن سنگ‌ها و سطوح سخت استفاده می‌شوند.
آن ها از قدرت ضربات مکانیکی برای شکستن سطح استفاده می‌کنند و به صورت دستی یا با استفاده از مکانیزم‌های هیدرولیکی کنترل می‌شوند.

۵- حفاره‌های لرزشی (Vibratory Drills)
این نوع حفاره‌ها از لرزش‌های مکانیکی برای حفر خاک و خاکستری استفاده می‌کنند.
آنها اغلب برای حفاری در زمین‌های نرم و ماسه‌ای استفاده می‌شوند.

۶- حفاره‌های برشی (Core Drills)
این نوع حفاره‌ها برای حفر سوراخ‌های دقیق و عمق بالا استفاده می‌شوند.
آنها از بیل‌های مخروطی یا بیل‌های آبکاری شده برای حفر سوراخ‌های استوانه‌ای به عمق دلخواه استفاده می‌کنند.
این تنها چند نمونه از انواع ماشین آلات حفاری هستند و در عمل بسیاری از نوع‌ها و مدل‌های دیگر وجود دارد که بر اساس نیازها و شرایط مختلف استفاده می‌شوند.

ماشین حفاری کله گاوی

ماشین حفاری کله گاوی یکی از انواع ماشین آلات حفاری است که برای حفر چاه‌های عمیق استفاده می‌شود.
این نوع حفارها برای حفر چاه‌های نفت، گاز، آب و سایر منابع زیرزمینی استفاده می‌شوند.
ماشین حفاری کله گاوی دارای سازوکاری پیچیده است و شامل بخش‌های مختلفی مانند موتورها، سیستم‌های هیدرولیکی، جعبه دنده‌ها و تجهیزات حفاری است.
این ماشین عموماً دارای سازه‌ای بلند و قابل تنظیم است که به صورت عمودی در حال حرکت بالا و پایین است.
با چرخش موتورهای حفاری، ابزار حفاری که به عنوان “کله گاوی” شناخته می‌شود، به زمین فشرده می‌شود و با حفر به طور مداوم و عمقی توسط حرکت چرخشی کله گاوی، به طول چاه حفر می‌کند.
ماشین حفاری کله گاوی عموماً برای حفر چاه‌های عمیق و مستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد و در صنایع نفت و گاز، معدن، حفاری آب، حفاری تونل و سایر پروژه‌های حفاری استفاده می‌شود.
این ماشین‌آلات قدرتمند و پیچیده هستند و نیاز به تجهیزات و تخصص فنی خاصی دارند.

و اما مزایایی که استفاده از این دستگاه دارد شامل موارد زیر می باشد:

۱- مورد اول ویژگی های ایمنی بهبود یافته است که در شرایط کار زیرزمینی ایجاد شده است و کاملا ایمن بوده و خطرات عملیاتی کمتر را کاملا تضمین می کند.

۲- سرهای مختلف برش در این دستگاه ها وجود دارد که برای طیف وسیعی از شرایط و کاربردهای سنگ استفاده می شوند که برای تطبیق پذیری بالا در عملکرد دستگاه بسیار کاربردی می باشند.

۳- این ماشین ها در طراحی ضد شعله طبق مقررات کشور در دسترس هستند به این معنی که تا حدودی ضد حریق می باشند اما بهتر است در این خصوص دقت کافی صورت بگیرد تا اتفاق ناخوشایندی ایجاد نشود.

ماشین حفاری حفار تونل

یکی از ماشین های مخصوص حفاری که برای حفاری تونل ها استفادع می شود، رودهدر می باشد که یک ماشین حفاری تقریباً کوچک محسوب می شود و برای حفر تونل های زیر زمینی داخل شهری و حفارهای کوچک بیش تر مورد استفاده قرار می گیرد.
در قسمت جلوی دستگاه یک مته چنگالی چند پره است که تیز و برای کندن استفاده می شود که این وسیله با چرخش خود  حفاری را انجام می دهد و خاکهای حاصله را توسط نوار نقاله به قسمت پشت خود می برد.
در پشت این دستگاه معمولا کامیون وجود دارد تا خاک های اضافی جمع آوری گردد. و اما سیستم های مربوط به برش در این دستگاه ها شامل دو مورد و دو مبنا می باشد که این دو مورد:

۱- سیستم برش مخروطی رودهدر

از معمول ترين شكل سر يا تاج برشي در ماشين هاي حفاری است که  مخروط هايي هستند كه حول محوري در امتداد محور بازوي ماشين دوران مي كند سر تاج تیز و برس های نسبتا عمقی را ایجاد می کند.
و اما موقعیت و جهت برش مخروطی بر روی بازو در طرح تاج برشي مخروطي به گونه اي است كه در موقعيت بهينه اي قرار دارد و جهت اعمال، به میزان حداكثر نيروي برشي بر جبهه كار تونل می باشد.
به همين دليل اين نوع ماشين هاي حفار بازويي توانسته اند قابليت اجرائي پذيرفته شده اي در شرايط زمين شناختي مشكل و محكم از خود ارائه دهند و برای زمین هایی که خاکی بسیار سفت و سخت دارند کاربردی باشند و حتی جالب است بدانید وه كاربرد گسترده اي در اروپا نیز پيدا كرده اند.
در روش مخروطي در مقايسه با طبلكي زمان كمتري صرف خرد كردن يا حفر زمین می شود و در زمان بسیار صرفه جویی می شود.

۲- سیستم برش طبلکی رودهدر

و اما عملکرد برش طبلكي که به عنوان برش شکافی هم مطرح می شود که به طور گسترده اي در ماشين هاي استخراج پيوسته می باشند اما این روش براي برش شرايط سنگي مناسب نیست چرا که عملکردی نسبتا ضعيف دارد و به توان آن را به جبهه ی كارهاي زغال سنگي يا انواع مختلفي از سنگ هاي رسوبي شباهت داد.
در اين سيستم يك نيروي فشاري يا محوري از طريق بازو تاج حفار يا سر برشي را به داخل زمین تونل وارد می کنند.
و به طور کلی ماشين هاي حفار بازويي ۲۰ تا ۳۰ درصد سبك تر از ماشين هاي حفار مخروطي با ظرفيت يكسان هستند که به همین دلیل است که حفاری های سنگی را به خوبی نمی توانند انجام دهند چرا که شرايط سنگي سخت يا محكم مستلزم تمركز نيروي برشي به ويژه در شروع كار مي باشد و سيستم برش نوع مخروطي در اين موارد بسیار  موثرتر است و از سيستم برش نوع طبلكي بیش تر برای زمین های نرم استفاده می شود.

و اما ویژگی و کاربردهای برش طبلکی در خصوص موارد زیر می باشد:

۱- مورد اول انطباق پذيري آن ها با شرايط پيچيده عمل می کند.

۲- قابليت مانور در این روش وجود دارد چرا که بر روی زمین های نرم انجام می شود و در اثر مناسب نبودن مکان دو مرتبه خاک بر روی همان محل کنده شده ریخته می شود.

۳- مورد سوم این که توانايي برش سطح مقطع هاي بزرگ را به راحتی دارد و وسعت بیش تری را می تواند حفر کند.

۴- و در نهایت ظرفيت بالاي برش در این دستگاه بالاست و هر تعداد برش، فشاری بر روی دستگاه نمی آورد.
این ماشین های حفاری در ابعاد بسیار بزرگی می باشند و هدایت کردن آن ها نیازمند تخصص و مهارت بالاست و افرادی که این کار را انجام می دهند باید از مهارت کافی برخوردار باشند چرا که در صورت ناشی بودن می تواند خسارت جانی و مالی را ایجاد کند پس در این مورد توجه لازم را داشته باشید.
هم چنین ماشین حفاری حفار تونل یکی از انواع ماشین آلات حفاری است که برای حفر تونل‌ها و گودال‌های زیرزمینی استفاده می‌شود.
این نوع حفارها برای ساخت تونل‌های جاده‌ای، راه آهن، مترو، آب‌رسانی و سایر زیرساخت‌ها استفاده می‌شوند.
ماشین حفاری حفار تونل معمولاً دارای سازه‌ای بزرگ و قدرتمند است که قادر به حفر و ازبردن خاک و سنگ‌ها در سمت‌های تونل می‌باشد.
این ماشین‌ها معمولاً از سیستم‌های هیدرولیکی برای حرکت بخش‌های مختلف آن مانند دستگاه برش و سیستم تخلیه خاک استفاده می‌کنند.
ماشین حفاری حفار تونل قدرت و پایداری بالایی دارد و می‌تواند با دقت و صرفه‌جویی در زمان و هزینه، تونل‌های طولانی را حفر کند.
برخی از ویژگی‌های ماشین حفاری حفار تونل شامل سرعت حفر بالا، قدرت برش قوی، قابلیت منعطف‌سازی در ساختار تونل، کنترل دقیق بر عملیات حفر، قابلیت تخلیه خاک و سنگ‌های حفر شده و امکانات ایمنی و حفاظتی مناسب است.
هم چنین، برخی از انواع ماشین حفاری حفار تونل شامل ماشین حفاری تونل TBM (Tunnel Boring Machine) که به عنوان “ماشین حفاری تونل تخت” شناخته می‌شود، و ماشین حفاری تونل NATM (New Austrian Tunnelling Method) که یک روش حفاری تونل شناخته شده است، می‌باشد.
هر کدام از این ماشین‌آلات و روش‌ها مزایا و محدودیت‌های خود را دارند و بسته به نوع پروژه و شرایط محیطی، انتخاب می‌شوند.