حفاری زیر زمینیUNDERGROUND DRILLING
حفاری زیرزمینی به فرآیند ایجاد تونل‌ها، چاه‌ها یا گذرگاه‌ها در زیر سطح زمین برای اهداف مختلف صنعتی و مهندسی گفته می‌شود.
این فرآیند شامل تکنیک‌ها و تجهیزات متنوعی است که بسته به نوع زمین، هدف پروژه و شرایط محیطی متفاوت هستند.
کاربردهای حفاری زیرزمینی
1. استخراج منابع معدنی: برای دستیابی به مواد معدنی مانند زغال‌سنگ، طلا، مس و آهن. استفاده از روش‌های خاص برای کاهش آسیب به مواد معدنی و محیط‌زیست.
2. ساخت تونل‌ها: برای جاده‌ها، راه‌آهن، مترو و سیستم‌های انتقال آب. این تونل‌ها می‌توانند برای عبور انسان یا وسایل نقلیه طراحی شوند.
3. مهندسی نفت و گاز: حفر چاه‌های عمیق برای استخراج نفت و گاز طبیعی.
4. سیستم‌های دفع فاضلاب و آب: ایجاد زیرساخت‌های انتقال آب شهری یا تخلیه فاضلاب.
5. کاربردهای نظامی و دفاعی: ساخت پناهگاه‌ها و انبارهای زیرزمینی.
مراحل حفاری زیرزمینی
1. مطالعات اولیه: تحلیل زمین‌شناسی برای شناسایی نوع خاک، سنگ و لایه‌های زمین. ارزیابی خطرات احتمالی مانند گازهای زیرزمینی یا آب‌های زیرسطحی.
2. طراحی مسیر: تعیین نقشه و مسیر حفاری با در نظر گرفتن ایمنی و پایداری.
3. انتخاب تجهیزات: استفاده از تجهیزات مختلف مانند دستگاه‌های حفاری تونل (TBM)، مته‌های دورانی یا حفاری انفجاری که شامل دستگاه های حفاری جامبو دریل خواهد شد.
4. تقویت و ایمن‌سازی: نصب تیرک‌ها، دیوارها یا استفاده از بتن‌پاشی برای جلوگیری از ریزش.
5. حذف مواد حفاری‌شده: انتقال خاک و سنگ‌های جدا شده به سطح.
6. نصب سیستم‌های تهویه و زهکشی: جلوگیری از انباشت گازهای خطرناک و تخلیه آب‌های زیرزمینی.
روش‌های حفاری زیرزمینی
1. حفاری دستی: برای پروژه‌های کوچک‌تر یا در مناطق محدود.
2. حفاری مکانیکی: استفاده از دستگاه‌هایی مانند ماشین‌های حفاری TBM یا مته‌های چرخشی.
3. حفاری انفجاری: استفاده از مواد منفجره برای شکستن سنگ‌های سخت در معادن یا تونل‌ها.
5. حفاری لیزری: روش نوین برای حفاری دقیق و کارآمد، به‌ویژه در پروژه‌های علمی و نظامی.
6. حفاری هیدرولیکی: استفاده از فشارهیدرولیک برای شکستن یا برداشتن مواد نرم‌تر.
چالش‌ها و مشکلات حفاری زیرزمینی
ریزش تونل‌ها: نیاز به تقویت دیواره‌ها و سقف تونل. نفوذ آب: مدیریت آب‌های زیرزمینی با سیستم‌های زهکشی.
گازهای خطرناک: مانند متان یا سولفید هیدروژن که نیاز به سیستم تهویه دارند.
هزینه بالا: به دلیل تجهیزات پیشرفته و پیچیدگی کار.
اثرات زیست‌محیطی: آسیب به لایه‌های زمین و اکوسیستم زیرزمینی.
تجهیزات مورد استفاده TBM (Tunnel Boring Machine): ماشین حفاری تونل که برای پروژه‌های بزرگ استفاده می‌شود.
دریل‌های چرخشی: برای حفاری چاه‌های عمیق و تونل‌های کوچک.
جرثقیل و نوار نقاله: برای جابجایی مواد خارج‌شده.
سیستم‌های تهویه و زهکشی: برای ایمن‌سازی محیط حفاری. حفاری زیرزمینی به دلیل نقش حیاتی در توسعه زیرساخت‌ها، صنایع و فناوری، یکی از مهم‌ترین بخش‌های مهندسی عمران و معدن محسوب می‌شود.
از جمله معادن که به شکل زیرزمینی استخراج میگردد در ایران میتوان از معادن زغال سنگ و سرب و روی و حتی کرومیت نام برد .
