الإجابة المختصرة
في حفر الصخر نظامان أساسيان، والفرق بينهما هو مكان المطرقة. ففي نظام المطرقة العلوية (top hammer) تتولد الضربة فوق الآلة وتنتقل إلى الأسفل عبر قضبان الحفر؛ وهو سريع، لكن فقد الطاقة يكبر كلما زاد العمق. وفي نظام مطرقة قاع البئر (DTH) تكون المطرقة خلف اللقمة مباشرة، داخل الثقب؛ فلا يحدث فقد في الطاقة، ولذلك يتفوق في الثقوب العميقة المستقيمة. ويُجرى اختيار اللقمة بإضافة صلابة الصخر ودرجة كشطه إلى هذا الفرق بين النظامين.
نظامان ومساران مختلفان للطاقة
في نظام المطرقة العلوية تنتقل طاقة الضربة من المطرقة الموجودة فوق الآلة إلى اللقمة عبر سلسلة قضبان الحفر. وكل نقطة وصل بين القضبان تفقد قدرًا من الطاقة؛ ولذلك تنخفض سرعة الحفر كلما تعمق الثقب، ويزيد خطر انحراف اتجاه الثقب.
وفي نظام DTH تكون المطرقة خلف اللقمة مباشرة وتتقدم داخل الثقب. ولأن الضربة تُطبق على اللقمة مباشرة فإن العمق لا يؤدي إلى فقد الطاقة. ويبقى اتجاه الثقب أكثر استقامة أيضًا.
ويعني هذا الفرق عمليًا: في الأعمال التي تتطلب ثقوبًا ضحلة كثيرة العدد يكون نظام المطرقة العلوية أسرع وأكثر اقتصادًا؛ وفي الأعمال التي تتطلب ثقوبًا عميقة مستقيمة كبيرة القطر يتفوق DTH.
ماذا يخبر شكل لقمة الأزرار؟
- شكل الزر: الأزرار المدببة تتقدم أسرع في الصخر اللين ومتوسط الصلابة؛ والأزرار الكروية تعطي عمرًا أطول في الصخر الصلب الكاشط.
- توزيع الأزرار وعددها: أزرار الوجه تؤدي الحفر، وأزرار المحيط (gauge) تحافظ على قطر الثقب. فإذا انتهت أزرار المحيط مبكرًا ضاق الثقب وانحشرت اللقمة.
- شكل الوجه: خيارات مثل الوجه المستوي، والوجه المقعر، والوجه ذي المركز الغائر (drop center) تختلف بحسب نوع الصخر وسرعة الحفر المطلوبة.
- قنوات الهواء: صُممت لطرد المادة المقطوعة (الفتات) من الثقب إلى الخارج؛ وانسدادها يخفض سرعة الحفر مباشرة.
منطق الاختيار وفق نوع الصخر
في الصخر اللين قليل الكشط تتقدم اللقمة ذات الأزرار المدببة بسرعة، ويكون تآكل الأزرار بطيئًا. والمعيار الرئيسي هنا سرعة الحفر.
وفي الصخر الصلب الكاشط تُفضل لقمة متينة بأزرار كروية. فتنخفض سرعة الحفر لكن عمر اللقمة يزيد بوضوح؛ وعند إدخال الوقت المصروف في تغيير اللقمة في الحساب تأتي الإنتاجية الإجمالية أعلى.
وفي الصخر المتشقق الذي فيه انقطاعات يزيد خطر انحشار اللقمة؛ وفي تكوينات من هذا النوع ينبغي فحص حالة أزرار المحيط أكثر تكرارًا.
وينبغي مراجعة هذا الاختيار كلما تغيرت الطبقة في المحجر نفسه؛ فتثبيت نوع واحد من اللقم للمحجر كله يُفقد الإنتاجية.
الطريقة الصحيحة لقياس عمر اللقمة
قيسوا أداء اللقمة لا بعدد «الثقوب التي فتحتها»، بل بعدد «الأمتار التي حفرتها». فإذا اختلفت أعماق الثقوب كان عدد الثقوب مضللًا. والتكلفة لكل متر هي الطريقة النزيهة الوحيدة لمقارنة أنواع اللقم المختلفة، وحفظ هذا السجل عمل دقائق قليلة.
أخطاء التشغيل التي تقصّر عمر اللقمة
- الطرد بهواء أو ماء غير كافيين: إذا لم يخرج الفتات من الثقب أعادت اللقمة طحن المادة التي قطعتها، فتتآكل الأزرار بسرعة.
- ضغط التغذية الزائد: ضغط اللقمة على الصخر أكثر من اللازم يكسر الأزرار، ولا يزيد سرعة الحفر.
- الاستمرار في استخدام لقمة متآكلة: بعد انتهاء أزرار المحيط يضيق الثقب، فتنحشر اللقمة التالية ويُجهد القضيب.
- عدم مطابقة القضيب واللقمة: التركيبة التي لا يتطابق شكل وصلتها تُفقد الطاقة وتُرهق الوصلة معًا.
- تفويت وقت تجليخ اللقمة: اللقمة التي تُجلَّخ بانتظام تحفر في المجموع أمتارًا أكثر من اللقمة التي تُستهلك دون تجليخ.