DTHハンマーが最も効果を発揮する場所：硬岩掘削における5つの用途
ダウンザホールハンマー（DTHハンマーとも呼ばれる）は、圧縮空気を使用する掘削工具で、穴の底に直接衝撃を与える。
ピストンとドリルビットは、長いドリルストリングを通して地表から衝撃エネルギーを伝達するのではなく、穴の中で直接作動します。これによりエネルギー損失が低減され、DTH掘削は硬岩において非常に効果的です。
しかし、DTHハンマーは直径だけで選定されるものではありません。ハンマー、ビット、ドリルロッド、掘削装置、コンプレッサー、フラッシングシステム、そして地質条件が一体となって機能する必要があります。
以下に、よく使われる5つの用途を紹介します。
1. 鉱山および採石場の発破孔
鉱業と採石業は、DTHハンマーの最も一般的な用途であり続けている。
一般的な孔径は、約90～200mmです。DTH掘削機は以下の用途に使用されます。
露天掘りベンチブラスト
採石場の生産掘削
道路切土掘削
廃石掘削
建設現場の岩石除去
ハンマーは通常、クローラー式のDTH掘削リグに取り付けられます。掘削リグは、地盤の状況や発破設計に応じて、垂直、傾斜、または水平の穴を掘削できます。
空気供給は、最も重要な性能要因の一つです。ピストンを駆動し、穴から切削屑を除去するには、高圧・大流量の空気が必要です。コンプレッサーが必要な空気流量を維持できない場合、切削速度が低下し、穴が適切に清掃されない可能性があります。
ドリルビットは岩の硬度とハンマーの機種に適合していなければなりません。ハンマーが正しく選ばれていても、不適切なドリルビットと組み合わせると、結果は芳しくありません。
2. 大径岩盤根入れ杭
ロータリー掘削は、硬い花崗岩、玄武岩、その他の堅固な岩盤に到達すると困難になる場合があります。このような状況では、大口径のDTHハンマーを使用して、岩盤に根入れする基礎杭を掘削することができます。
プロジェクトによって異なりますが、一般的な穴の直径は約600mmから2,000mm以上まで様々です。
用途例：
橋脚
高速鉄道プロジェクト
沖合または海洋構造物
高層ビルの基礎
大径杭工法
いくつかの機器構成が一般的である。
回転式掘削装置は、ドリルストリングを介してDTHハンマーに直接接続できる。この構成は柔軟性が高く、広く用いられている。
DTHハンマーを備えた大型杭打ち機は、穴の深さと垂直性をより正確に制御できる。
全回転式掘削システムは、DTHハンマーがケーシング内部またはケーシング前方で作業している間に、ケーシングを前進させることができます。これは、不安定な地盤、崩壊した地層、カルスト地形など、孔壁の維持が困難な状況で有効です。
重要な課題は、岩盤を破砕することだけではありません。作業全体を通して、位置合わせを維持し、切削屑を除去し、ケーシングを制御し、杭穴を安定させることも重要です。
3．井戸掘削と地熱掘削
DTHハンマーは、硬岩地帯における井戸掘削や地熱掘削にも広く使用されている。
一般的な穴径は、約150～500mmです。一般的な用途は以下のとおりです。
農業用灌漑井戸
家庭用井戸
地熱探査
農村部の地下水開発
岩盤調査
掘削中、圧縮空気がハンマーを駆動し、岩屑を地表まで運び上げる。適切な地層では、このエアリフト方式により、泥水の連続循環の必要性を低減できる。
これは、地層をより清潔に保ち、掘削液による帯水層の汚染リスクを低減するのに役立ちます。また、掘削中の地層を明確に示すことができ、水の流入を特定するのにも役立ちます。
この作業には、トラック搭載型やトレーラー搭載型の多目的井戸掘削装置が一般的に使用される。
掘削チームは、粉塵、空気圧、水の流入、孔の安定性、そして地域の地下水保護要件への対応を依然として必要としている。きれいな孔は重要だが、帯水層を保護することも仕事の一部である。
4. 地盤アンカーと斜面安定化
プロジェクトで比較的小さく深い穴を硬い岩盤に開ける必要がある場合、DTHハンマーは効率的な選択肢となることが多い。
一般的な穴径は、約90～250mmです。用途例：
急勾配のアンカー穴
岩盤ボルト穴
基礎ピット支持
滑り止め杭
トンネルパイプ屋根支持構造
地質災害対策
DTH掘削は、破砕岩、礫層、および従来型の掘削では安定した孔を維持するのが難しい地層において、優れた性能を発揮することができる。
分割型と一体型のDTH掘削機が両方とも使用されています。作業エリアが狭い場合や、掘削角度を精密に制御する必要がある場合は、アンカー式掘削機もよく使用されます。
斜面安定化においては、掘削速度と同様に、孔の方向と深さも重要です。アンカーや補強材が目的の岩盤に到達するよう、掘削システムは設計図に従って施工する必要があります。
5. 水中および海洋構造物
水中岩盤掘削は、DTH（深層地中掘削）の中でも特に専門的な用途の一つである。
直径の大きな水中掘削孔は800mmを超える場合がある。代表的なプロジェクト例は以下のとおり。
港湾付近の海底サンゴ礁の除去
海底パイプライン用の溝を掘削する
洋上風力発電基礎用の岩盤ソケットの掘削
海洋基礎工事
港湾および水路の改良
特殊なシステムでは、二重ドリルロッドが使用される場合がある。高圧空気は一方の通路から供給され、切削屑と戻り水はもう一方の通路から排出される。これにより、ハンマーはかなりの水深でも作動することが可能となる。
この装置は、掘削バージ、海洋プラットフォーム、または特殊な海洋掘削装置に搭載することができる。
水中掘削では、水圧、空気供給、切削屑の除去、視界、ケーシング、および海上安全を慎重に管理する必要があります。ハンマーは、陸上掘削装置をそのまま流用するのではなく、実際の深度と直径に合わせて選定しなければなりません。
ハンマーをシステム全体に適合させる
これら5つのアプリケーションすべてにおいて、1つの原則は共通している。それは、DTHのパフォーマンスはシステムのマッチングに依存するということだ。
ハンマーを選ぶ前に、以下を確認してください。
必要な穴の直径と深さ
岩石の硬度と破砕状態
リグの種類と利用可能な送り力
コンプレッサーの圧力と空気量
ドリルロッドとねじの互換性
ビット設計とボタン構成
洗浄および刈り取り方法
アクセス、角度、および環境上の制約
強力なハンマーでも、空気不足を補うことはできません。大きなビットでも、掘削装置の送り出し能力が不足していれば、十分な性能を発揮できません。適切なハンマーであっても、ロッド、ビット、コンプレッサーの組み合わせが適切でない場合、早期に摩耗する可能性があります。
ガイア Rock社は、鉱業、採石業、基礎工事、井戸掘削、トンネル工事、海洋建設向けに、DTHハンマー、DTHドリルビット、ドリルロッド、シャンクアダプター、および関連する掘削工具を提供しています。
