Forer à roche
Une perceuse à roche est un outil utilisé dans les mines et le génie civil pour forer dans la roche. Ils sont utilisés pour faire des trous pour placer des explosifs dans le dynamitage de roche et des trous pour l'extraction de bouchons et de plumes.
Bien qu'un marteau perforateur puisse être aussi simple qu'une forme spécialisée de burin, il peut également se présenter sous la forme d'une machine motorisée. Le mécanisme peut être actionné à la main ou être alimenté par de la vapeur, de l'air comprimé (pneumatique), de l'hydraulique ou de l'électricité.
Les marteaux perforateurs mécaniques se présentent sous deux formes de base : ceux qui fonctionnent par percussion (en utilisant un mouvement alternatif) et ceux qui sont abrasifs (en utilisant un mouvement rotatif).
Histoire et types de perceuses à roche
La forme la plus simple de marteau perforateur consiste en un long ciseau ou en acier de forage qui a été frappé avec un marteau. Mark Twain, qui a travaillé sans succès comme mineur d'argent au début des années 1860 avant de se lancer dans le journalisme, a décrit le processus : "L'un de nous tenait la perceuse à sa place et un autre frappait avec un traîneau de huit livres - c'était comme conduire ongles à grande échelle. En l'espace d'une heure ou deux, la foreuse atteignait une profondeur de deux ou trois pieds, faisant un trou de quelques pouces de diamètre. » Ce trou était ensuite rempli de poudre explosive. de 2 à 4 hommes ont travaillé un seul trou, chacun à tour de rôle martelant Vers 1900, la moyenne d'un conducteur de saut pouvait produire 50 pieds (15 m) de trou par jour.
Les perceuses à roche électriques ont finalement remplacé l'utilisation manuelle d'un ciseau pour percer des trous au tournant du 20e siècle. Les différences dramatiques entre l'acier à main et les perceuses électriques ont été à la base de la légende du héros populaire américain John Henry, qui, selon le folklore, a entrepris une compétition opposant son acier à main à une perceuse à vapeur, pour s'effondrer mort une fois victorieux.
La première perceuse à vapeur a été développée en 1813 par Richard Trevithick. Les foreuses à vapeur étaient plus utilisées dans les carrières à ciel ouvert que dans les mines souterraines, car elles pouvaient être beaucoup plus proches des chaudières requises.
n 1849, J. J. Couch, un inventeur américain de Philadelphie, a reçu le premier brevet pour un marteau perforateur. Il comportait une tige de forage qui passait à travers un piston creux et était projetée contre la roche.
En 1851, James Fowle a reçu un brevet pour un marteau perforateur alimenté à la vapeur ou à l'air comprimé.
Configurations de forage de roche
Dans les perceuses électriques à mouvement alternatif, le cylindre de forage est monté sur une vis d'alimentation, de sorte que lorsque le trou est foré et que la pointe de forage s'éloigne de la paroi rocheuse, le foret continue de s'y déplacer, tandis que le point d'ancrage (sur le trépied ou colonne) reste en place. Le foret doit être changé pour un plus long tous les 12 à 30 pouces (30 à 76 cm), en fonction de la longueur de la vis d'alimentation.
Les marteaux perforateurs peuvent être montés pour s'ancrer contre la paroi rocheuse de plusieurs manières différentes. Pour le forage vertical descendant, en particulier dans les carrières, les marteaux perforateurs peuvent être montés sur des trépieds avec des poids fixés de manière à fournir une pression suffisante contre la surface. Pour le forage directionnel horizontal, supports de vérins ou colonnes verrouillés dans le plafond et le sol du niveau donné dans une mine.
Une barre de carrière se compose d'un marteau perforateur monté sur une longue tige, de sorte que le marteau perforateur puisse être déplacé le long de celle-ci. Cet outil est utilisé dans les carrières pour produire une rangée droite de trous, par exemple pour une utilisation avec le bouchon et la plume pour fendre la pierre le long de la ligne donnée.
Les marteaux perforateurs portatifs sont connus sous le nom de marteaux-piqueurs.
Forets
Le plus grand défi dans le forage de la roche est que la roche est souvent plus dure que le matériau de forage, ce qui a tendance à user rapidement les bords aiguisés. L'usure différentielle entre les différentes mèches utilisées pour faire un seul trou pourrait entraîner un trou inégal dans lequel une charge de dynamitage pourrait ne pas s'adapter correctement. C'était une situation potentiellement dangereuse avec des explosifs relativement instables, comme la dynamite, s'ils étaient forcés. Pour éviter cela, un outil a été utilisé pour mesurer les bits individuels et le trou.
Les perceuses à roche rotatives utilisent des trépans revêtus de diamant (sous forme de bort). Les diamants sont sertis dans la partie métallique du trépan et dépassent de celle-ci, de sorte que c'est le diamant, plutôt que le métal, qui entre en contact avec la roche. Comme le diamant est plus dur que le corps de la roche, c'est la roche qui est meulée plutôt que le foret.
Dans les situations où le sol est gelé, les perceuses sauteuses sont chauffées et, dans certaines situations, montées avec des pointes à vapeur.