DTHハンマーを運用する上で誰も教えてくれない、故障するまで気づかない9つのルール
DTHハンマードリルは、ドリル作業において最もシンプルな電動工具です。上部から圧縮空気が供給され、中央のピストンが上下に動き、下部のドリルビットが衝撃を受け止めます。それだけです。油圧も電子制御も、複雑なバルブ機構も一切必要ありません。
しかし、DTHハンマーの故障は、ほぼ完全に予測可能で、ほぼ完全に防ぐことができるものです。ハンマー自体が根本原因であることは稀です。根本原因は通常、9つの操作ミスのいずれかであり、それぞれに簡単な修正方法があります。以下に、ハンマーの故障頻度が高い順にそれらを列挙します。
1. 空気不足にさせないでください
DTHハンマーには定格動作圧力範囲があり、通常はハウジングまたはマニュアルに刻印されています。コンプレッサーのサイズが不足している、配管に漏れがある、レギュレーターを下げたなどの理由で、その範囲を下回って運転すると、すぐに2つのことが起こります。
一撃あたりの衝撃エネルギーが低下する。ハンマーは作動するものの、ピストンが岩を効率的に破砕するのに十分な強さで打撃しない。岩を削るのではなく、叩くような打撃になる。貫通速度は極端に遅くなる。
フラッシング速度も低下する。環状空間に吹き飛ばされるべき切削屑がビット面周辺に滞留する。ビットは自身の切削屑を再研磨する。摩耗が劇的に加速する。
ハンマーは定格最低圧力以上で運転してください。コンプレッサーが規定圧力を下回る場合、仕様値以下で運転しても節約にはなりません。むしろ、適切な空気供給にかかるコストをはるかに超える速度でビットとハンマーの寿命を縮めることになります。
2. 回転速度を岩に合わせる
回転速度は一度設定すればそのまま放置できるパラメータではありません。隊形に合わせて調整する必要があります。
軟らかく掘削しやすい岩盤では、ビットは一撃ごとに深く食い込みます。連続する打撃痕の間隔は広くする必要があります。一撃ごとに岩石が除去されるため、ビットは打撃間隔を長くすることができます。回転数を上げることは理にかなっています。
硬く困難な岩盤では、一撃ごとに小さなクレーターが削り取られます。打撃の間隔でビットが回転しすぎると、クレーターの間に未破壊の岩の隆起が残ってしまいます。これらの隆起はビットの先端を摩耗させ、一撃あたりの有効掘削量を減少させます。回転数を低くすることで、クレーターが重なり合い、底面がきれいになります。
ルールはこうだ。回転数を調整する際は、穴の貫通速度に注意すること。回転数を上げても穴の貫通速度が上がらない場合は、最適な回転数を過ぎている。回転数を下げよう。
3. 給餌圧力：座った状態を維持できる程度で、抵抗するほど強くない。
DTH掘削機の送り圧力は、ビットが孔底に接触し続けるために必要なものです。送り圧力が弱すぎると、ハンマーが跳ね返り、ビットが打撃の合間に接触を失い、ピストンのエネルギーが岩石を砕く代わりにハンマー本体を振動させることに使われてしまいます。また、跳ね返りによってビットシャンクとチャックが衝撃を受け、駆動部の摩耗が加速します。
送り速度が重すぎると、2つの問題が発生します。硬岩では、余分な重量によって回転トルクが増加し、ドリルストリングと回転ヘッドに不必要な負荷がかかります。軟岩では、ビットが高速で掘削するため、詰まってしまう可能性があります。つまり、切削屑が十分に排出されず、環状空間が詰まり、ストリングが固着してしまうのです。
ハンマーが跳ね返らずスムーズに動くように送りを調整してください。送り機構に振動を感じる場合は、送りが軽すぎます。回転モーターが負荷がかかっている場合は、送りが重すぎます。最適な状態は、静かで安定した状態です。
4. ハンマーの性能が左右されるかのように潤滑油を塗布せよ ― なぜなら、実際にそうなのだから。
DTHハンマーは、オイルポンプ、オイルサンプ、オイルフィルターのないシリンダー内のピストンで構成されています。唯一の潤滑方法は、空気の流れに混入する潤滑油のみです。
オイルは圧縮空気と混ざり合って霧状になり、ピストンとシリンダー壁を覆い、絶えず消費されます。オイルがなくなると、ピストンはシリンダーに対して乾いた状態で回転し、高速かつ高温下で金属同士が擦れ合います。焼き付きは数秒以内に始まります。ピストンまたはシリンダー壁に傷がつくと、ハンマーは故障へのカウントダウンを開始します。
穴あけ作業ごと、またはシフトごとに（作業サイクルに応じて）ハンマーを分解し、清掃、点検、そして再給油してください。夏と冬では使用するオイルのグレードが異なります。寒い時期には霧化しやすいように粘度の低いオイルを、暑い時期には粘度の高いオイルを使用して、オイルが薄まって消えてしまうのを防いでください。ハンマーが穴から出てきたときに触っても乾いている場合は、潤滑油が不足しています。ピストンが固着する前に、今すぐ修正してください。
5. 空気を清潔に保つ ― 汚れは体内の生命を脅かす
DTHハンマーは、1000分の1インチ単位で計測されるクリアランスを持つ精密機器です。砂粒が1粒でも間違った場所に入ると、ピストンに傷がついたり、チェックバルブが開きっぱなしになったりする可能性があります。
ドリルストリングにハンマーを取り付ける前に、バックヘッドポートにキャップをして異物が入らないようにしてください。各ドリルパイプを接続する前に、パイプに圧縮空気を吹き込んで、保管中に蓄積した汚れ、錆、スケールなどを除去してください。汚れたパイプ接続部が1つでも、ハンマー内部に損傷を与えるほどの微粒子が侵入する可能性があります。
面倒くさそうに聞こえるかもしれないが、接続1回につき30秒しかかからない。ハンマーを修理するよりは安上がりだ。
6. 負荷がかかった状態で弦を逆向きに張ってはいけません
ドリルパイプとDTHハンマーの接続部はねじ込み式です。右ねじです。負荷がかかった状態で反時計回りに回すと、ねじが緩みます。
坑内で継手が外れたら、回収作業が必要になります。落としたハンマーと弦を回収する費用は、たとえ回収できたとしても、このリストにある他のどんなミスによる費用よりもはるかに高額になります。
掘削中は、絶対に逆回転させないでください。掘削終了時は、地上部分のジョイントのみを逆回転させてください。坑内接続部はしっかりと固定されている必要があります。詰まったストリングを外す必要がある場合は、ストリング全体を一度に逆回転させるのではなく、上から下へ、トルクを制御しながら外してください。
7. ドリルを停止するときは、まず空気を止めないでください
これは、初心者オペレーターが苦労して学ぶことになるルールだ。
穴が一定の深さに達すると、環状空間は空気の流れに浮遊した切削屑で満たされます。空気の流れを急に遮断すると、これらの切削屑が落下します。切削屑はビットとハンマー本体の周りに堆積し、ストリングは底に沈みます。切削屑が詰まり、アセンブリが所定の位置に固定されます。
正しい停止手順：ハンマーを底から少し持ち上げます。衝撃を止めるのに十分な高さで、ビットは穴の中に残しておきます。30～60秒間、フルエアで穴を清掃します。カラーからの切削屑の戻り具合を確認してください。切削屑が出なくなったら、穴は清掃完了です。その後、エアを止め、ストリングをゆっくりと底まで下げ、回転を停止します。
各ホールの最後に1分間余分に息を吹き込むのは、弦が詰まるのを防ぐための、最も安価な保険と言えるでしょう。
8. 水は良い。泥は良くない。
DTHハンマーを使った湿式掘削（粉塵抑制のために気流に水を注入する）は、水の量を適切に制御すれば効果的です。目的は、乾燥した粉塵を、空気中に舞い上がらない湿った切削屑に変えることです。泥状にしてはいけません。
水分が多すぎると、穴の中に泥状の物質が溜まります。泥状の物質は吹き飛ばされることなく、循環してハンマーの周りに詰まり、最終的には弦を詰まらせてしまいます。また、水は優れた脱脂剤であるため、オイルが補充されるよりも早くハンマー内部の潤滑油を洗い流してしまいます。
戻り配管に泥水ではなく、わずかに湿り気を感じる程度まで水量を調整してください。水注入システムでそのバランスが取れない場合は、乾式掘削を行い、代わりに集塵機を配管口に設置してください。
9. 古い穴に新しいビットを入れるのは罠だ
DTHビットが摩耗すると、ゲージ径が小さくなります。ほんのわずかですが、それでも十分な大きさです。そのため、新品のビットで開ける穴よりも、開ける穴がわずかに小さくなります。
摩耗したドリルビットを途中で引き抜いた場合（切れ味が鈍くなった、何かに当たったなど、理由は問わない）、同じ穴に新しいドリルビットを投入しないでください。新しいドリルビットは、本来の直径で下降する際に、小さすぎる穴を広げようとします。その結果、ドリルビットが穴に詰まってしまいます。DTH（深穴）の底でドリルビットが詰まってしまうと、回収に数時間、場合によっては数日かかることもあります。
摩耗したドリルビットで穴を最後まで開けるか、新しいドリルビットで上から穴全体をリーマ加工する必要があることを受け入れてください。摩耗したドリルビットで部分的に穴を開けた穴に、新しいドリルビットを絶対に挿入しないでください。
経営理念
DTHハンマーは空気圧工具であり、地質学的現象ではありません。オペレーターと空気供給源の指示に正確に従います。適切な圧力で、清潔で乾燥した潤滑油を含んだ空気を供給し、岩盤に適した速度で回転させ、抵抗なく安定して送り込み、適切な手順で停止させます。これらの手順を守れば、ハンマードリルは最小限の介入で何百時間も安定して稼働します。これらの手順のいずれかを怠ると、ハンマーは（たいてい最悪の深さで）故障を知らせてきます。
