Ca echipamente de bază pentru spargerea și forarea rocii, forajele pentru rocă au evoluat într-un sistem de produse divers, cu diferite tipuri și specificații, datorită diferenței de surse de energie, metoda de suport, mecanismul de spargere a rocii și scenariile de aplicare. Înțelegerea diferențelor dintre diferitele foraje de rocă este crucială pentru o selecție precisă, optimizarea eficienței construcției și asigurarea siguranței operaționale.
Din perspectiva sursei de energie, forajele pentru rocă sunt în principal împărțite în patru categorii: pneumatice, hidraulice, electrice și cu combustie internă. Diferențele lor constau în sursa lor de energie, caracteristicile de performanță și scenariile aplicabile. Forajele pneumatice pentru rocă folosesc aer comprimat ca putere, au o structură relativ simplă, costuri reduse și sunt ușor de întreținut. Frecvența lor de impact este de obicei de 20-50 Hz, făcându-le potrivite pentru minele convenționale și tunelurile unde alimentarea cu aer este ușor disponibilă. Cu toate acestea, au un consum de energie relativ mare și generează zgomot semnificativ. Forajele hidraulice pentru rocă utilizează fluid hidraulic de înaltă presiune-ca mediu, au o densitate mare de putere și pot atinge frecvențe de impact de 30–70 Hz. Cuplul și energia de impact pot fi ajustate cu precizie, permițând o eficiență ridicată și vibrații scăzute în operațiuni cu roci dure și găuri adânci. Sunt potrivite pentru proiecte de tunel și hidroelectrice cu cerințe de înaltă performanță și protecție a mediului. Forajele electrice pentru rocă sunt acționate de motoare electrice, au o utilizare ridicată a energiei, sunt curate și cu zgomot redus-și sunt potrivite pentru operațiuni cu diametru mic-în medii subterane sau interioare cu surse de alimentare stabile. Forajele cu combustie internă nu necesită o sursă externă de energie, sunt foarte mobile și pot fi instalate rapid în câmp sau în zonele muntoase fără electricitate sau aer. Cu toate acestea, vibrațiile și emisiile lor sunt relativ proeminente și sunt utilizate mai ales pentru proiecte temporare și descentralizate.
În ceea ce privește metodele de susținere și propulsie, forajele cu rocă pot fi împărțite în tipuri de mâner, cu stabilizatori, montate-în sus și montate pe șină-. Principalele diferențe constau în flexibilitatea operațională și capacitatea de adâncime de foraj. Modelele portabile sunt mici și ușoare, facilitând găurile în spații restrânse sau în locații complexe și sunt potrivite pentru găuri cu diametru mic-și puțin adânci. Modelele montate pe picior-, propulsate și susținute de picioare pneumatice, reduc în mod semnificativ intensitatea muncii și sunt utilizate pe scară largă în găurile de dimensiuni mici și medii- din mine și drumuri. Modelele orientate în sus-au brațul de foraj aranjat coaxial cu unitatea principală, proiectat special pentru operațiuni de foraj în sus, găzduind unghiuri de foraj de 60 grade –90 grade . Modelele montate pe șină-sunt conectate rigid la instalația de foraj pentru rocă, oferind precizie și stabilitate ridicate de poziționare și propulsie puternică, potrivite pentru găuri medii până la adânci, distanțe mari de foraj și formarea-de găuri cu eficiență ridicată; se găsesc în mod obișnuit în tuneluri mari și{15}}mine cu cară deschisă.
Pe baza mecanismelor-de rupere a rocii și a metodelor de foraj, forajele pentru rocă sunt clasificate în burghie cu impact, burghie rotative și burghie hibride cu impact-rotative, care diferă prin metodele-de spargere a rocii și adaptabilitatea tipului de rocă. Mașinile de găurit cu impact se bazează pe-impacturi de înaltă frecvență de la un piston împotriva burghiului pentru a sparge roci, făcându-le potrivite pentru mase de rocă dure și abrazive, cu un avantaj semnificativ în eficiența forajului în roci dure. Burghiile rotative folosesc în principal acțiunea de tăiere, combinată cu împingerea axială pentru spargerea continuă a rocii și sunt utilizate în mod obișnuit în roci moi și cusături de cărbune, cu vibrații și zgomot relativ scăzute. Burghiul hibrid rotativ cu impact-combină avantajele ambelor, folosind impactul pentru a sparge structura rocii și rotația pentru a îndepărta praful, menținând performanța echilibrată în intervalele de roci medii-duri și dure și este în prezent tipul cel mai utilizat.
În plus, diferitele burghie pentru rocă diferă în metodele lor de rotație a burghiului: burghiele rotative interne utilizează o tijă spirală și un mecanism de clichet pentru a antrena burghiul în mod intermitent, rezultând o structură compactă; mașinile de găurit rotative externe utilizează un motor independent de aer sau hidraulic pentru a antrena burghiul în mod continuu, oferind un cuplu superior și o controlabilitate superioară. Nivelurile de frecvență de impact diferă, de asemenea; forajele pneumatice pentru rocă sunt în mare parte cu frecvență joasă-(mai mică sau egală cu 42 Hz), în timp ce forajele hidraulice pentru rocă pot atinge frecvențe mai mari, ceea ce ajută la îmbunătățirea eficienței spargerii rocii și a calității formării pereților forajului.
În rezumat, diferențele dintre forajele de rocă se află în dimensiunile miezului, cum ar fi sursa de energie, metoda de sprijin, mecanismul de spargere a rocii, metoda de rotație a forajului și parametrii de frecvență. Aceste diferențe determină limitele de performanță respective și scenariile aplicabile. În practica ingineriei, este necesar să se selecteze cuprinzător forajul de rocă adecvat pe baza unor factori cum ar fi condițiile rocii, diametrul și adâncimea găurii de foraj, alimentarea cu energie, cerințele de protecție a mediului și mediul de operare, pentru a valorifica pe deplin avantajele diferitelor foraje de rocă și pentru a realiza operațiuni eficiente, sigure și economice de excavare și forare a rocii.
