สว่านดริฟเตอร์

สว่านเจาะ หิน หรือบางครั้งเรียกว่าสว่านเจาะหินเป็นเครื่องมือที่ใช้ในงานเหมืองแร่และวิศวกรรมโยธาเพื่อเจาะหินสว่านเจาะหินใช้สำหรับเจาะรูเพื่อวางไดนาไมต์หรือวัตถุระเบิดอื่นๆ ในการระเบิดหินและเจาะรูเพื่ออุดและเจาะรูเพื่อขุดหิน[ 1 ]
แม้ว่าสว่านเจาะหินอาจจะเรียบง่ายเหมือนสิ่วชนิดพิเศษ แต่ก็อาจจะอยู่ในรูปแบบของเครื่องจักรที่ใช้พลังงานได้เช่นกัน กลไกนี้อาจทำงานหรือขับเคลื่อนด้วยมือ ด้วยไอน้ำ ด้วยอากาศอัด (ระบบนิวแมติก) ด้วยระบบไฮดรอลิกหรือด้วยไฟฟ้า
สว่านเจาะหินแบบใช้เครื่องจักรมีสองรูปแบบพื้นฐาน ได้แก่ แบบที่ทำงานโดยการกระแทก (โดยใช้การเคลื่อนที่แบบไปกลับ) และแบบที่ใช้การขัดถู (โดยใช้ การเคลื่อนที่ แบบหมุน ) [ 2 ] [ 3 ] สว่านเจาะหินแบบกระแทกขนาดเล็กที่ใช้มือถือถือเป็นประเภทหนึ่งของแจ็กแฮมเมอร์
ประวัติและประเภท

รูปแบบที่ง่ายที่สุดของการเจาะหินประกอบด้วยสิ่วหรือเหล็กเจาะ ยาว ที่ถูกตีด้วยค้อนขนาดใหญ่ [ 4 ] มาร์คทเวนผู้ซึ่งทำงานเป็นคนงานเหมืองแร่เงินแต่ไม่ประสบความสำเร็จในช่วงต้นทศวรรษ 1860 ก่อนที่จะหันมาเป็นนักข่าว ได้อธิบายกระบวนการนี้ว่า: "พวกเราคนหนึ่งถือสว่านเหล็กไว้ในตำแหน่ง และอีกคนหนึ่งจะตีด้วยค้อนขนาดแปดปอนด์—มันเหมือนกับการตอกตะปูในขนาดใหญ่ ในช่วงเวลาหนึ่งหรือสองชั่วโมง สว่านจะเจาะได้ลึกสองหรือสามฟุต ทำให้เกิดรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสองสามนิ้ว" [ 5 ]จากนั้นรูนี้จะถูกเติมด้วยผงระเบิด ใน "การขุดแบบกระโดด" ทีมงาน 2-4 คนทำงานในรูเดียว โดยแต่ละคนผลัดกันตอก ประมาณปี 1900 คนงานขุดแบบกระโดดโดยเฉลี่ยสามารถเจาะรูได้ 50 ฟุต (15 เมตร) ต่อวัน[ 6 ]
สว่านเจาะหินแบบใช้พลังงานไฟฟ้าได้เข้ามาแทนที่การใช้สิ่วในการเจาะรูด้วยมือในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ความแตกต่างอย่างมากระหว่างสว่านเหล็กแบบใช้มือและสว่านไฟฟ้าเป็นพื้นฐานของตำนานวีรบุรุษพื้นบ้านชาว อเมริกัน จอห์น เฮนรีซึ่งตามตำนานเล่าว่าได้เข้าร่วมการแข่งขันโดยใช้สว่านเหล็กแบบใช้มือกับสว่านไอน้ำ และสุดท้ายก็ล้มลงตายเมื่อได้รับชัยชนะ[ 7 ]
เครื่องเจาะไอน้ำเครื่องแรกได้รับการพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2356 โดยRichard Trevithick [ 8 ] เครื่องเจาะไอน้ำถูกนำไปใช้ในเหมืองหินบนพื้นผิวมากกว่าในเหมืองใต้ดิน เนื่องจากสามารถอยู่ใกล้กับหม้อไอน้ำ ที่จำเป็นได้ มากกว่า[ 9 ]
เครื่องเจาะหินทุกชนิดก่อให้เกิดฝุ่นซึ่งเป็นอันตรายต่อการสูดดม ทำให้เกิดโรคซิลิโคซิส อย่างแพร่หลาย ในหมู่คนงานเหมืองในสมัยโบราณ เครื่องเจาะหินสมัยใหม่จะเติมน้ำลงในรูเจาะเพื่อดักจับฝุ่นและปรับปรุงคุณภาพอากาศในเหมือง นอกจากนี้ยังมีประโยชน์เพิ่มเติมในการหล่อลื่นและระบายความร้อนให้กับหัวเจาะ ในปี พ.ศ. 2410 วิศวกรโยธาชาว ฝรั่งเศส M. Leschott ได้นำหัวเจาะเพชรมาใช้[ 10 ]
การกำหนดค่า

ในสว่านไฟฟ้าแบบลูกสูบ กระบอกเจาะจะติดตั้งอยู่บนสกรูป้อน ทำให้เมื่อเจาะรูและปลายเจาะถอยห่างจากหน้าผาหิน ดอกสว่านจะยังคงเคลื่อนที่เข้าไปในรู ในขณะที่จุดยึด (บนขาตั้งสามขาหรือเสา) ยังคงอยู่ที่เดิม[ 11 ]ต้องเปลี่ยนดอกสว่านเป็นดอกที่ยาวขึ้นทุกๆ 12 ถึง 30 นิ้ว (30 ถึง 76 ซม.) ขึ้นอยู่กับความยาวของสกรูป้อน[ 12 ]
สว่านเจาะหินสามารถติดตั้งเพื่อยึดกับหน้าผาหินได้หลายวิธี สำหรับการเจาะแนวตั้งลง โดยเฉพาะในเหมืองหิน สว่านเจาะหินอาจติดตั้งบนขาตั้งสามขาพร้อมน้ำหนักที่ติดอยู่เพื่อให้มีแรงกดที่เพียงพอต่อพื้นผิว[ 9 ] [ 12 ]สำหรับการเจาะแนวนอน อาจใช้แท่นยึดแบบแจ็คหรือเสา ซึ่งจะล็อคเข้ากับเพดานและพื้นเพื่อให้สว่านดันเข้าไป
แท่งเจาะหินประกอบด้วยสว่านเจาะหินที่ติดตั้งอยู่บนแท่งยาว เพื่อให้สามารถเลื่อนสว่านเจาะหินไปตามแท่งได้ เครื่องมือนี้ใช้ในการทำเหมืองหินเพื่อสร้างแถวรูตรง เช่น เพื่อใช้กับปลั๊กและขนนกเพื่อแยกหินตามแนวเส้นที่กำหนด[ 1 ]
ดอกสว่าน
หินมีความแข็งและจะทำให้ดอกสว่านเหล็กธรรมดาสึกหรออย่างรวดเร็ว[ 13 ]โดยทั่วไปดอกสว่านจะมีส่วนปลายที่ทำจากวัสดุที่แข็งกว่ามากซึ่งสามารถเปลี่ยนได้เมื่อสึกหรอ เช่น ทังสเตนคาร์ไบด์ การสึกหรอที่แตกต่างกันระหว่างดอกสว่านต่างๆ ที่ใช้เจาะรูเดียวอาจส่งผลให้รูไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอาจทำให้ประจุระเบิดไม่พอดี[ 14 ]นี่เป็นสถานการณ์ที่อาจเป็นอันตรายได้กับวัตถุระเบิดที่ไม่เสถียร เช่น ไดนาไมต์ หากถูกบังคับ[ 14 ]เพื่อป้องกันสิ่งนี้ จึงมีการใช้เครื่องมือในการวัดดอกสว่านแต่ละดอกและรู[ 14 ]
สว่านเจาะหินแบบหมุนมักใช้ดอกสว่านเคลือบด้วยเพชร (ในรูปของดอกสว่าน ) [ 15 ]เพชรจะถูกฝังลงในโลหะหรือเซรามิก โดยที่เพชรที่แข็งกว่าจะยื่นออกมาเมื่อวัสดุที่อ่อนกว่าสึกหรอ ป้องกันส่วนใหญ่จากการสึกหรอต่อไปจนกว่าเพชรจะค่อยๆ สึกหรอไป[ 10 ]สำหรับการเจาะผ่านน้ำแข็งหรือดินที่แข็งตัว อาจใช้ดอกสว่านที่ให้ความร้อนได้[ 16 ]
เครื่องเจาะหินยุคแรก
ในปี พ.ศ. 2392 เจ.เจ. คูชนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันจากฟิลาเดลเฟีย ได้รับสิทธิบัตรฉบับแรกสำหรับสว่านเจาะหิน[ 17 ]สว่านดังกล่าวมีก้านเจาะที่ผ่านลูกสูบกลวงและถูกเหวี่ยงไปกระทบกับหิน
ในปี พ.ศ. 2394 เจมส์ โฟว์ลได้รับสิทธิบัตรสำหรับสว่านเจาะหินที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำหรืออากาศอัด[ 18 ]