ÇÔ¸Õ¡ÒÃÊÓÃǨà¾×è͵ÃǨÅͧáÃè (Physical Exploration) chapter/… · คู่มือการส ารวจแร่ 7 4 ปัญญา จารุศิริ

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 1

บทท 7 การเจาะส ารวจและการหยงธรณหลมเจาะ

(Drilling and Bore-hole Logging) 7.1 บทน า

7.1.1 ความหมายและสวนประกอบ ส าหรบนกส ารวจการเจาะ หมายถง การเจาะรหรอหลมในพนดนหรอในหน โดยอาจอาศยพลงงานจากแรงงานของคน หรอ สตว พลงงานกลจากเครองยนต ซงอาจเปนเครองอดลม (compressed air) เครองยนตเบนซน (petrol engine) หรอเครองยนตดเซล (diesel engine) พลงงานไฟฟา พลงงานน า (ทมแรงดนสง) พลงงานจากเปลวไฟอณหภมสง หรอพลงงานไอน า ทงน โดยอาศยอปกรณการเจาะซงอาจเปนแบบสวานเจาะแบบงาย ๆ ถาอาศยแรงงานคนหรอสตว หรอแบบทซบซอนขนถาอาศยพลงงานกลหรอพลงงานอน ๆ

สวนประกอบทส าคญของอปกรณการเจาะโดยทวไปไมวาจะเปนการเจาะประเภทใด (ยกเวนแบบอาศยแรงงานคนหรอสตว) ยอมประกอบดวยสวนส าคญ 3 อยางไดแก 1. เครองเจาะ (drill) หมายถง ตนก าเนดพลงงานทใชในการเจาะ ไดแก เครองยนตชนดตาง ๆ โดยมากมกวางบนแทนเจาะ (rig) (ดรป 7.1 และ 7.2) 2. กานเจาะ (rod) คอ สวนทถายทอดพลงงานจากเครองยนตไปสหวเจาะ ดงนนจงตองมความแขงเปนพนและ 3. หวเจาะ (bit) คอ สวนทท าหนาทกรยดนหรอทะลทะลวงหนโดยตรง ดงนนจงตองมความแกรงและมความคมเปนพเศษ ส าหรบรป 7.3 ถง 7.7 เปนแทนเจาะชนดตาง ๆ ทนยมใชในทะเล 7.1.2 วตถประสงคของการเจาะ การเจาะมจดมงหมายแตกตางกนมากมาย ขนอยกบประเภทของงาน ทส าคญ ๆ 4 ตวอยางดวยกนไดแก 1. เพอแสวงหาแร (prospecting) หมายถง การทดสอบในระยะแรกของการส ารวจแหลงแร 2. เพอส ารวจ (exploration) หมายรวมถง การเจาะเพอรวบรวมขอมลตาง ๆ ทางธรณวทยาทวไป ทางธรณวทยาโครงสราง ทางวศวกรรมธรณ (เพอการกอสรางอาคาร ถนน ทางรถไฟ อโมงค สะพาน เขอน อางเกบน า ฯลฯ) และเพอการส ารวจแหลงแร แหลงน าบาดาล แหลงพลงงานตาง ๆ รวมทงการส ารวจแหลงน ามนและกาซธรรมชาต 3. เพอระเบด (blasting) หมายถง การเจาะเพอท าการระเบดในงานประเภทตาง ๆ

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 2

4. เพอพฒนาแหลงแร (exploitation for mine development) เชน เพอการขดปลอง (shaft sinking) และการท าแรระยะตาง ๆ นอกจากนนยงมการเจาะเพอกจการพเศษ เชน การเจาะเพองานกภย (rescue work) หรอเพอก าจดของเสย (waste disposal) รป 7.1.1 เครองเจาะกระแทกแบบ down-the-hole ทก าลงปฏบตการอย

รป 7.1.2 เครองเจาะกระแทก (Percussion drill)

7.2 ชนดของเครองเจาะ

โดยทวไปเราแบงเครองเจาะตามหลกของการท างานไดเปน 2 ชนด อยางงายไดแก เครองเจาะแบบกระแทก และ เครองเจาะแบบหมน รป 7.8 แสดงสวนประกอบหลกของเครองเจาะ ถาเปนเครองเจาะขนาดใหญมกมระบบรอกดวย (รป 7.9 และ 7.10) ตลอดจนเครองดดโคลน (รป 7.11)

7.2.1. เครองเจาะแบบกระแทก (Percussion Drills)

เครองเจาะแบบกระแทกเปนเครองเจาะชนดเกาแกทสด อาศยหลกทส าคญคอ ใชแรงกระแทกเพอใหสวนทเปนหวเจาะไปกระทบกบดนหรอหนใหแตกหกออก โดยทวไปใชในการเจาะเพอแสดงขอบเขตของสายแรกบหนหรอสวนทถอวาไมมคา(waste) ในการท าแร มกไมใชในการเจาะเพอเกบตวอยาง เวนแตจะมการด าเนนการอยางรอบคอบ เพอเกบชนตวอยาง (cuttings) จากการเจาะแบบนดวย เครองเจาะแบบกระแทกแบงเปนประเภทตาง ๆ ไดแก

ก. ชะแลงหรอเครองเจาะมอ (Jumper bar, jumper drill hand drill) เปนแทงโลหะขนาดเสนผาศนยกลาง 2.5-3.75 ซม. ยาวระหวาง 0.6-1.2 เมตร ปลายดานหนงเสยมเปนรปสว ท าดวยเหลกกลาผสมแมงกานสและคารบอน เวลาเจาะตองใชคนงานสองคน คนหนงท าหนาทจดชะแลงพรอมทงคอยหมนไปเรอย ๆ อกคนหนงท าหนาทตอกดวยคอน อาจจะเจาะแหงหรอใชน ากได ปกตใชเจาะรระเบดในเหมองหน หรอบอวสดสรางทาง ใชเจาะถงระดบลกไมเกน 180 ซม. ถาเจาะในหนแกรนตจะเจาะไดลกประมาณ 90ซม.ตอวน อาจใชในการท าแร ส าหรบกรณทเปนสายแรแคบ ๆ โดยเฉพาะใน

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 3

เหมองแรขนาดยอม สายแรมกเปนสายแรทมความสมบรณสง (high-grade ore) แตปรมาณไมมากพอทจะใชการเจาะดวยเครองเจาะกล หรอในกรณทคาใชจายส าหรบเช องเพลงหรอพลงงานสง แตคาแรงต าและไมมแรงงานระดบฝมอ หรอสนแรคอนขางเปราะหรอออน (soft ore) หรอในกรณอน ๆ ทใชเครองเจาะแบบอนไมไดผลหรอไมเหมาะสม

ข. เครองเจาะลม (Pneumatic drill) ไดแก เครองเจาะทท างานโดยอาศยแรงอดของลมเปนพลงงานกระแทกและหมนกานเจาะ แบงเปนแบบตาง ๆ ได 3 แบบคอ แบบลกสบ แบบคอนและแบบปน (1) เครองเจาะแบบลกสบ (Piston pneumatic drill) เปนเครองเจาะแบบอดลมทประดษฐขนใชรนแรกสด โดยมลกสบซงเคลอนทดวยแรงอดของลม ยดตดกบเหลกกานเจาะโดยตรง เคลอนทไปขางหนา(กระแทกกบหนทเจาะ) และเคลอนทถอยหลงดวยแรงสะทอนและแรงอดในกระบอกสบไปพรอม ๆ กน จงหวะการกระแทกและการท างานคอนขางชา เพราะสวนท เปนหวเจาะไมไดชนหนท เจาะตลอดเวลา ปจจบนเครองเจาะแบบนแทบไมมใครนยมใชแลว ยกเวนในกรณพเศษ เชน การเจาะใตน า

(2) เครองเจาะแบบคอน (Hammer drill) คลายกบเครองเจาะแบบลกสบ แตลกสบกบกานเจาะไมยดตดกน ลกสบจะกระแทกกานเจาะซงถกยดไวโดยแปนจบกานเจาะ (chuck) อยางหลวม ๆ หวเจาะจะชนกบหนกนหลมตลอดเวลา ยกเวนตอนทสะทอนออกเลกนอย ในเครองเจาะแบบคอนบางชนดจะมทง (anvil) คนอยระหวางลกสบกบโคนกานเจาะแทงกานเจาะ (drill steel) ท าดวยเหลกกลา มกมรเลก ๆ ตรงกลางตามความยาวของแทง เพอเปนชองทางใหอากาศหรอน าผานไปพนใหเศษหนจากการเจาะขนจากกนหลมระหวางเจาะ ถาใชอากาศเรยกวา การเจาะแบบแหง ถาใชน าเรยกวา การเจาะแบบเปยก อตราการกระแทกของเครองเจาะอยระหวาง 1600-2200 ครงตอนาท

รป 7.1.3 เครองเจาะแบบคอน(Downhole hammer drill)ทตดบนรถบรรทก (จากบรษท Ingersoll Rand.)

รป7.1.4 เครองเจาะแบบฆอน(Downhole hammer drill)โดยมหวเจาะทงสะเตนคารไบน(tungsten carbide“button” bit.)( Courtesy Ingersoll Rand Company.)

ในการส ารวจแรหรอน าบาดาลเครองเจาะแบบคอนแบงเปนชนดยอย ๆ ไดอกดงน (ก) แบบมอถอ (Hand-held drill) มทงแบบแหงและแบบเปยก น าหนกอยระหวาง 13-35 กโลกรม ถาเปนแบบทใชเจาะเพอขดปลอง (shaft) เรยกวา Sinker drill มกมน าหนกระหวาง 30-60 กโลกรม เครองเจาะแบบมอถอชนดพเศษใชส าหรบเจาะชนถานหนหรอเจาะในหนทไมสแขงนก ม

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 4

น าหนกเบา(ประมาณ 17 กโลกรม) ใชเหลกกานเจาะแบบสวาน หมนเรวแตแรงกระแทกนอยกวาแบบอน ๆ เครองเจาะแบบมอถอโดยทวไปใชส าหรบเจาะหลมลงในแนวดง อาจใชเจาะหลมในแนวระดบไดแตตองใชฐานยด บางครงกใชเจาะท าแร (stoping) โดยใชควบกบขาเจาะลม (air-feed leg) เครองเจาะแบบมอถอทนยมใชกนมากทสด ไดแก เครองเจาะแบบคอนแมแรง (Jack hammer) เปนเครองเจาะประเภทอาศยแรงอดของลมแบบมอถอทใชในการเจาะระดบตน (ถงระดบลกประมาณ 4.5 เมตร) ใชในการท าเหมองหน เจาะรระเบดในเหมองเปดทว ๆ ไป และเจาะอโมงคตดตอในการท าเหมองใตดน(ทงไวเปน

*อโมงคในแนวระดบ(drift)วางตวขนานหรอเกอบขนานกบการวางตวของสายแรอาจเจาะอยใน

ภมแรเลยหรอใกล ๆ กน) และ crosscut (อโมงคในแนวระดบ วางตวท ามมเกอบหรอตงฉากกบการวางตวของสายแรผานหนขางเคยงหรอในภมแรกได) โดยทขนาดรเจาะไมเกน 5 ซม. น าหนกเบา (ระหวาง 15-35 กโลกรม) โดยทวไปประมาณ 17 กโลกรม อาจใชตดกบขาเจาะ(air leg หรอ jack jeg) กไดไอเสย (ทเกดจากการเคลอนทถอยหลง) จะเคลอนผานรตรงกลางของลกสบทะลเขารในแกนกลางของกานเจาะ ท าหนาทระบายความรอนของหวเจาะ พรอมทงเปาเศษหนทเกดจากการเจาะใหออกจากรเจาะดวย (ข) แบบเจาะระดบ (Drifter drill) มฐานยด มกเปนรปกากะบาดหรอเปนแทงยาว ใชเจาะหลมในแนวระดบ (หรอเกอบระดบ) มกหมนไดดวยตวเอง และเปนแบบเปยก บางเครองอาจใชเครองยนตชวยหมน มหนกระหวาง 50-100 กโลกรม เครองทใชเจาะในเหมองหนมกใชฐานยดเปนแทงในแนวระดบ มขาตง (อาจเปนแบบสามขา) อาจใชเจาะท าแรไดโดยมสวนทเปนเกลยวส าหรบดนกานเจาะใหเคลอนไปขางหนาหรออาจใชอปกรณชวยดนอยางอน ๆ เชน เฟอง หรอใชแรงลมอด (air-feed) (ค) แบบท าแร (Stoper drill) ใชส าหรบเจาะขนดานบนหรอเจาะระดบเหนอศรษะ แบบปกต (standard-feed) มกระบอกสบ (อดลม) ตดอยกบโคนกานเจาะ สวนลกสบตอยนออกมาทางปลายอกดานหนง สวนแบบปอนกลบ (reverse-feed) ลกสบอยระหวางกานเจาะกบกระบอกสบท าใหยดเครองเจาะกบฐานไดสะดวกและใชเจาะไดทงในแนวดงและแนวระดบ เครองเจาะแบบท าแรทหมนดวยมอ ทงแบบแหงและเปยก หนกระหวาง 35-45 กโลกรม มกมแปนจบกานเจาะ ส าหรบกานเจาะแบบหกเหลยมหรอแปดเหลยม สวนแบบทหมนโดยอตโนมต หนกระหวาง 40-55 กโลกรม มทงแบบแหงและเปยก

(ง) แบบรถเจาะ (Wagon drill) ใชเครองเจาะแบบเจาะระดบหรอแบบมอถอ ตดไวบนฐานหรอแทนเจาะทเคลอนทได โดยมแกนน าซงปรบใหเจาะในแนวใด ๆ กได

แรงอดของลมส าหรบเครองเจาะลม โดยทวไปอยระหวาง 30-45 กโลกรม ตอตารางนว (3) เครองเจาะแบบปน (Churn drill)

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 5

เปนเครองเจาะทใชวธการเจาะแบบดงเดมคอ การเจาะโดยใชเครองมอสายเคเบล (cable-tool drilling) ใชในการเจาะส ารวจแหลงน ามน กาซ ก ามะถนและน าบาดาล แบงออกเปนสองระบบคอ แบบแทนเจาะมาตรฐาน (standard rig) กลาวคอ มเสาปนจน (derrick) ตงอยกบท และแบบแทนเจาะเคลอนท (portable rig) การเจาะสวนมากใชวธชกอปกรณเจาะขนลง (spudding) โดยอาศยลวดสลงส าหรบแหลงลานแร อตราชกประมาณ 60 ครงตอนาท การชก (กระแทก) เรว ๆ ท าใหบรรดากรวดทราย ลอยแขวนอยในน าได ไมถกบดใหแตกละเอยด ส าหรบแหลงแรแบบอน ๆ อตราชกอยในชวง 35-50 ครงตอนาท เพราะเครองมอเจาะมน าหนกมากกวา (เจาะลกกวา) การเจาะส ารวจบางกรณอาจตองลงทอกร การเจาะหลมระเบดมกไมจ าเปนตองกร ถาจ าเปนจะกรเฉพาะสวนบนของหลมเจาะ ส าหรบหลมเจาะทลกกวา 30-45 เมตร จ าเปนตองใชกานถวง (Jar) การเจาะหลมระเบด (blast-hole drilling) มกเจาะหลมตน ๆ ไมตองใชทอกร ถาเปนหลมหาง ๆ กน หลมเจาะมกมขนาด 20-23 ซม. การเจาะระเบดในเหมองหน และเหมองเปดมกเจาะหลมขนาด 15 ซม การเจาะแบบปนนบวาเปนวธแบบโบราณทเรยกวา “การเจาะแบบกระเดอง” (spring-pole drilling) อาศยหลกแบบกระเดองต าขาว โดยมากใชในบรเวณทขาดแคลนน ามนเชอเพลงและน า หรอบรเวณทการคมนาคมไมสะดวกแตมแรงงานถก สวนประกอบทส าคญ ประกอบดวยคานสปรง (spring-pole) ขนาดยาว 6-9 เมตร วางพาดงามเสาไมใหอตราสวนความยาวของทอนโคนตอทอนปลาย (ถงต าแหนงทพาด) ประมาณ 1 ตอ 3 หรอ 1 ตอ 5 เครองถวงโคนคาน อาจเปนกองหนหรอโครงไม (ดงรป) การเจาะใชแทงกานเจาะเหลกกลาเสยมปลายเปนรปสว ผกเชอกซงยดไวกบหวงเดอย (swivel) ตดกบคานสปรง แทงกานเจาะกระแทกขนลงโดยแรงคน (1 หรอ 2 คน) กบแรงดดตวของคานสปรง หลมทเจาะอาจลกถง 22-60 เมตร เครองเจาะแบบปนอกแบบหนง เรยกวา เครองเจาะแบบปนดวยมอ (hand churn drill) ใชเจาะหลมตน ๆ ในกรณทไมเหมาะทจะเจาะดวยเครองเจาะก าลงเครองยนต (machine drill) เครองมอประกอบดวยกานเจาะท าดวยแทงเหลกกลายาวประมาณ 240 ซม รปหนาตดเปนรปหกเหลยมขนาด 2.2 ซม ปลายเปนรปสว เวลาเจาะใชแรงคนกระแทกและหมนแลวคอยเทน าลงใหเตมหลมเจาะเสมอ การยกและกระแทกกานเจาะในหลมซงมน าเตมท าใหเกดลกษณะเหมอนการสบ ถาใชกานเจาะกลวง เศษดน -หนทเจาะจะถกน าขนมาบนปากหลมได ในหนซงยงไมสแขงนก อาจเจาะไดลกประมาณ 180 ซม. ภายในครงชวโมงตอคนงานหนงคน ในหนแขงอาจใชเวลามากกวา 3-4 ชวโมง รป 7.1.5 เครองเจาะทท าเปนตวรถเคลอนทในตว (typical wagon drill)

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 6

รป 7.8 (ตอ) ภาพวาดแสดงลกษณะส าคญอยางงายของเครองเจาะปน

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 7

7.2.2. เครองเจาะแบบหมน (Rotary drill) เครองเจาะแบบนอาศยหลกส าคญคอ อปกรณสวนทท าหนาทเจาะ (กานเจาะหวเจาะ ทอ) ถกหมนไปรอบ ๆ ดวยก าลงจากเครองยนตหรอก าลงจากแหลงอน ในขณะเดยวกนกจะมแรงกด (สวนมากอาศยน าหนกของสวนประกอบของเครองมอ) ท าใหหวเจาะจมลงไปไดเอง แบงออกเปนประเภทตาง ๆ ดงน ก. แบบสวาน (Auger drill) เปนเครองเจาะแบบงาย ๆ ประกอบดวยสวนหวเจาะ ซงอาจเปนรปเกลยวสวานหรอแบบอน แบบเกลยวสวาน ใชเจาะดนเหนยว แบบ ข.ใชเจาะทราย และแบบ ง.ใชเจาะบรเวณทมดนเหนยวปนกรวด หรอหนมนขนาดใหญ (boulder) การหมนกานเจาะอาจใชแรงคน ในกรณการเจาะส ารวจตน ๆ และดนทรายออน เชน เจาะเกบตวอยางดนในการส ารวจทางธรณเคม ซงใชเฉพาะหวเจาะแบบเกลยวสวาน หรออาจตงเสาปนจนส าหรบเจาะบอน า อาจใชแรงงานสตว เชน มา หรอใชเครองยนตเปนตวหมนกานเจาะ ข. แบบฝกบว (Calyx drill) เปนเครองเจาะแบบหมน ซงใชกานเจาะกลวงตอกบหวเจาะ การหมนหวไดโดยใชพลงงานจากเครองยนต แตในสมยกอนใชแรงงานคนหรอสตว ถาเปนเครองเจาะขนาดเลก เครองเจาะหมนแบบฝกบว ใชเจาะหลมตงแตขนาดเสนผาศนยกลาง 5-7.5 ซม จนถงขนาด 180 ซม หรอกวางกวานน มกใชส าหรบเจาะอโมงคระบายอากาศในเหมอง (mine ventilating shaft) และอโมงคสงแรและกากแร (chutes for ore and waste) การเจาะหลมขนาดใหญใชในการเจาะปลองเหมอง (shaft sinking) ซงใชวธการเจาะทเรยกวา เจาะยง (shot-boring) โดยใชเครองเจาะลกปราย (chilled shot drill) กลาวคอ ใชลกปนเหลกกลา (chilled-steel shot, ขนาด 1/16 ถง 1/8 นว หรอ 0.15 ถง0.3 ซม เปนตวกลางชวยเจาะ โดยสงผานเขาภายในกานเจาะพรอมกบน า ซงจะผานเขาภายในทอเกบแทงตวอยาง (core barrel) และหวเจาะแบบพเศษ จนออกไปอยกนหลมเจาะ (ใตหวเจาะ) ท าใหถกบดใหแตกเขาไปแทรกอยในชองของหวเจาะ ท าหนาทเปนตวกลางกดเนอหนระหวางเจาะ ถาเจาะในบรเวณทหนไมแขงพอทจะบดลกปนเหลาน กอาจใชเศษเหลกกลาทบดแลวใสแทนลกปนเพอท าหนาทชวยเจาะแทน เศษดนหนปนน าทเกดจากการเจาะจะถกน าน าขนไปตามทอกลวง (“calyx”) ทครอบทอเกบแทงตวอยางอย เนองจากกานเจาะมขนาดเลกกวาทอกลวง ความเรวของน าทเคลอนขนสดานบนจงลดลง ท าใหเศษตวอยางชนใหญกวาตกตะกอนอยในทอกลวงนนเอง ความเรวในการหมนของเครองเจาะแบบนอยระหวาง 50-100 รอบตอนาท การ เจาะดวยวธนเกบแทงตวอยางได แตจะเจาะใหเปนมมเอยงจากแนวดงเกน 35 องศา ไมได เพราะลกปนจะถกเทไปรวมกนอยสวนลางของหวเจาะหมด การเจาะอาจตงเครองควบคมการเจาะอยบนพนดนหรอใหหองคมเครองเจาะอยในหลมเจาะดวยกได การเจาะแบบเครองเจาะฝกบวมขอดกวาแบบเครองเจาะหวเพชรคอ เจาะหลมขนาดใหญกวาได ประหยดกวาและไมตองใชชางเจาะทมความช านาญมาก ๆ เหมอนแบบเครองเจาะหวเพชร ขอเสยคอ เจาะหลมเอยงมากไมได

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 8

7.12 หวเจาะ(Bit heads) แบบตางๆทใชในการเจาะส ารวจ a) drag bit – หวเจาะรนแรก ๆ b) และ c) หวเจาะไตรโคน

7.15 หวเจาะเพชรทนยมใชในการเจาะหนแขง, a) ตามยาว b) สวนหว

ค. แบบหมน (Rotary drill) เปนตนฉบบของเครองเจาะแบบหมนทววฒนาการไปเปนแบบตาง ๆ หลกการส าคญคอ เจาะโดยการหมนกานเจาะและหวเจาะ หวเจาะมแบบตาง ๆ กน (รป 7.12, 7.13, 7.14, และ 7.15) ขนอยกบหนทจะเจาะ หวเจาะแบบลกกลง เหมาะส าหรบเจาะหนแขงหรอหนทแขงปานกลาง สวนหวเจาะแบบใบจกร หรอแบบหางปลา และแบบลกกลงค เหมาะส าหรบหนทไมแขงนก หวเจาะเหลานขนเกลยวตอกบทอเจาะ (drill pipe) ขนาดยาว 6 ถง 9 เมตร ซงน าหนกคอนขางมาก ปลายทอเหลานตอกบกานเจาะรปหนาตดแบบสเหลยมจตรสยาว 9 ถง 18 เมตร ซงเรยกวา กานหนก (“grief stem” หรอ “kelly”) กานนจะสอดไวกบชองรปสเหลยมจตรสของแทนหมน (rotary table) ซงวางตวในแนวระดบ ใชพลงเครองยนตในการหมน ปลายกานเจาะยดตดอยกบเดอยหมน (swivel) ซงหอยอยกบหวงและชดกวาน (hoisting block) อกทหนง ระหวางหมน สวนเจาะจะเคลอนทขน-ลงไดสะดวก เครองอดน าโคลน (slush pume) จะอดน าโคลนผานชองในเดอยหมนลงไปตามทอเจาะผานออกตามชองในหวเจาะแลวออกมานอกทอกลบขนสผวดนพาเอาเศษดน-หนทถกเจาะขนมากบมนดวย น าโคลนเหลานจะไหลลงบอพกผานตะแกรง กรองเอาตวอยางดน-หนไว ปลอยใหนอนกนเพอสบไปใชอก ในบางครงอาจตองใชเครองขยายหลมและเครองทรงหลมเขาชวยในการกระเทาะ (รป 7.16) และตองมตวยดกานเจาะ (รป 7.17) ระบบทดแทนเชอก (รป 7.19) และระบบชวยอนๆ (รป 7.20 ถง 7.26)

เครองมอขนาดใหญและก าลงสงอาจเจาะไดลกถง 4,5000 เมตร แตตองคอยควบคมอณหภมเมอเจาะลกลงไปมาก ๆ และตองเจาะเรวขนเพอลดคาใชจาย การเจาะจะไดผลดขนถาใชน าหนกมาก ๆ ถวงใกล ๆ กบหวเจาะ อาจท าไดโดยใชปลอกทอเจาะ (drill collar) ทมน าหนกมาก ๆ แลวเพมความเรวของการหมนจาก 125 เปน 300 หรออาจจะถง 400 รอบตอนาท ใชหวเจาะทคณภาพด ใชตะแกรงสน (shaker screen) เพอกรองน าโคลนใหสะอาด พยายามคมใหน าโคลนอยในสภาพทเหมาะสม ฯลฯ

น าโคลนทใชในการเจาะนนนอกจาก ท าหนาทน าเศษดนหนจากการเจาะขนจากหลมไดงาย และลดอณหภมและหลอลนหวเจาะและทอเจาะแลวยงท าใหตะกอน(ของแขง) แขวงลอยอยระหวางทหยดการเจาะและยงอดไมใหน ามน แกซ หรอน าจากชนหนทเจาะผานซมเขามาในหลมเจาะ

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 9

โดยท าหนาทเคลอบผนงหลมเจาะนอกจากนนยงชวยปองกนไมใหกาซ หรอน ามนจากชนหนทเจาะผาน ระเบดหรอคนทะลกเขามาในหลมขณะทเจาะผาน การเจาะระดบลก (ตงแต400-500 เมตร ขนไป) อณหภมในหลมเจาะอาจสงถง 260-300 องศาฟาเรนไฮท จ าเปนตองควบคมน าโคลนโดยใชหลกทางเคม (colloid chemistry) เนองจากดนเหนยวทวไปมสาร colloid เพยงประมาณ 5% จงจ าเปนตองผสมเพมเพอใหไดน าโคลนทดควรไหลไดสะดวกเมอเคลอนทและมลกษณะแบบพลาสตกเมออยกบท แรดนเบนโทไนต(Bentonite) หรอสารประกอบจ าพวก aquagel เปนสารสรางวน (gel-forming substance) ทเหมาะสม ถาใชผสมกบน าตามล าพงจะใหโคลน 30 กโลกรมตอลกบาศกเมตร หรออาจผสมกบน าโคลนธรรมดาโดยเตมสารดงกลาว 2-5 % การควบคมน าโคลนส าคญมาก ส าหรบการเจาะระดบลก ๆ เพราะการเปลยนหวเจาะแตละครงอาจใชเวลาถง 8-10 ชวโมง ถาน าโคลนเจอจางไป เศษดน-หนจากการเจาะอาจตกตะกอนงายท าใหหวเจาะและทอเจาะอาจตดคาหลม แตถาเขมขนเกนไปจะมปญหาเมอเรมเจาะใหม กลาวคอ การหมนเวยนของน าโคลนอาจตดขดมาก

การเจาะโดยใชเครองเจาะแบบหมน สวนใหญใชส าหรบเจาะส ารวจน ามนและแกซธรรมชาต หากเปนการเจาะระดบไมลกมากนก นยมตดตงบนรถบรรทก เพราะเคลอนยายสะดวก

เปรยบเทยบการเจาะส ารวจน ามนโดยเครองเจาะแบบกระแทกและแบบหมน (Cable-tool drilling VS Rotary drilling) แบบกระแทก ขอด:1)ชางเจาะสามารถหยดเจาะเมอเจาะถงชนน ามน โดยไมตองเกรงวาจะพลาด เพราะเกดการอดตนโดยน าโคลน 2) ถาเจาะผานชนน ามนสามารถค านวณความลกไดแนนอนและด าเนนการอด น ามนนนไดงาย 3)ราคาเครองมอและคาใชจายในการเจาะต ากวาใชน า (ในการเจาะ) นอยกวา และ 4)การขนสง เคลอนยายท าไดสะดวกกวา

ขอเสย: 1) เจาะไดชา และ

2) อาจมปญหาถามชนน ามนหรอแกซทมความดนสง อาจเจาะไมส าเรจเพราะ

อปกรณเจาะอาจถกดนขนจากหลมตองใชทอกร (casing) จ านวนมากและ

ตองเจาะควานเพม แบบหมน (rotary)ขอด: เจาะไดเรว (เรวกวาแบบกระแทกประมาณ 10 %) ใชน าโคลนควบคมชน ทมความดนสงไดงายกวาไมจ าเปนตองใชทอกรมากควบคมหลมเจาะให อยในแนวดงไดงายเจาะเบนจากแนวเดมในทศทางใด ๆ กไดโดยงายเกบ

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 10

แทงตวอยางได โดยใชหวเจาะทเหมาะสมมหวเจาะทใชกบหนแขงมาได

ขอเสย: คาใชจายในการเจาะสงดงนนจงไมคมทนถาเจาะหลมตนกวา150-170

เมตรเหมาะส าหรบชนหนทไมแขงมากนก

ง. แบบกงหน (Turbo drill)เครองเจาะแบบน อาศยแรงฉดของน าหรอแรงลมอดในการหมนกงหน (turbine) ซงท าหนาทหมนกานเจาะอกทหนง เครองเจาะประเภทนทงสวนกงหนและอปกรณเจาะประกอบไวอยางกระทดรด ใชหยอนลงในหลมเจาะได ท าใหประหยดพลงงานไดมากเพราะเครองยนตไมตองหมนกานเจาะหรอทอเจาะทยาวมากนก สวนมากใชในการเจาะส ารวจน ามน

จ. แบบหวเจาะเพชร (Diamond drill)เครองเจาะแบบหวเจาะเพชร เปนเครองเจาะทนยมใชแพรหลายทสดในการเจาะส ารวจแหลงแร การเจาะอาศยพลงงานจากเครองยนตในกานหมนกานเจาะ เชนเดยวกบเครองเจาะแบบหมน แตใชหวเจาะแตกตางกนและการเกบตวอยางแตกตางกน เครองเจาะแบบหวเพชรมหวทมขนาดกลาง และทมขนาดใหญ เครองเจาะขนาดกลาง ซงใชตดตงกบฐานเจาะขนาดยอม เชนทใชในงานเจาะใตดน โดยอาศยพลงงานไฟฟาหรอเครองอดลม ถาใชบนผวดนอาจใชเครองยนตเบนซนหรอดเซล เชน เครองเจาะแบบ Skid mounted diamond drill หรอแบบรถเจาะ (wagon drill) หรอรถเจาะตนตะขาบ (crawler)

เครองเจาะขนาดใหญ ซงเจาะไดลกหลาย ๆ พนฟต รอยหลายพนเมตร มกเปนเครองเจาะทอาศยพลงงานเครองยนตดเซลตองอาศยแทนเจาะขนาดใหญหรอตงฐานเจาะไวบนรถบรรทกขนาดใหญ ส าหรบเครองเจาะทเจาะไดลกถง 1,000 ฟต ใชกานเจาะขนาด 33.5 มม ใชเครองยนตขนาด 18.25 แรงมา มอตราหมน 1,800 รอบ/นาท น าหนก (ไมรวมเครองยนต) ประมาณ 500 กก เครองเจาะทเจาะไดลกถง 1,500 ฟต ใชกานเจาะขนาด 33.5 มม เครองยนตขนาด 25 แรงมา อตราหมน 1,800 รอบ/นาท น าหนก 600 กก สวนเครองเจาะทเจาะไดลกเกนกวา 2,000 ฟตขนไป มกใชกานเจาะขนาด 42 มม เครองยนตขนาด 30-35 แรงมา อตราหมน 1,500 รอบ/นาท น าหนกประมาณ 1,200 กก เครองเจาะขนาดใหญมากๆ มกใชในการเจาะส ารวจแหลงน ามน อาจเจาะไดลกเปนหมนฟต

ปจจยทมผลตอการเจาะ (drillability factors) ทส าคญม 6 ประการคอ1. เครองเจาะ (drill) 2. กานเจาะ (rod) 3. หวเจาะ (bit) 4. น าหรอน าโคลน (circulating fluid) 5. ขนาดของหลมเจาะ และ6. หนทเจาะผาน

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 11

7.3 การเจาะส ารวจ (Exploration drilling) วธการเจาะส ารวจทนยมใชกนมากทสด ไมวาจะเปนการส ารวจแร น าใตดนและปโตรเลยม ในปจจบนมอย 3 วธไดแก การเจาะโดยใชเครองเจาะหวเพชรเพอเกบแทงตวอยาง การเจาะโดยใชเครองเจาะแบบหมน และ การเจาะโดยใชเครองเจาะแบบกระแทก 7.3.1 การเจาะโดยใชเครองเจาะหวเพชรเพอเกบแทงตวอยาง (Diamond Core Drilling)

วธการเจาะแบบนเปนวธทคลองตวทสดในบรรดาวธเจาะทงหมดและเหมาะทสดส าหรบการส ารวจแร แตคอนขางแพง ใชในงานเจาะไดในพนทแทบทกประเภทและในการเจาะใตดน หลมเจาะวางท ามมไมจ ากด ซงอาจนบเปนวธเดยวเทานนทสามารถใหขอมลและบนทกทางธรณโครงสราง และเนอหนไดอยางสมบรณทสดและเปนวธเดยวทมกใชในการเกบต วอยางมาเพอการทดสอบทางธรณกลศาสตร (geomechanics testing)

ขอจ ากดของการเจาะแบบนคอ ในบรเวณทหนแตกมาก (hihgly fractured) หรอหนทมความคม (abrasive)สง หรอหนแขงมาก ๆ (very competent) อาจไมคมคาใชจายถาเจาะและเกบแทงตวอยาง การเจาะในบรเวณทหนคอนขางออน (soft rock) มวธการเกบแทงตวอยางโดยเฉพาะ กลาวคอ มทอและแผนปองกนไมใหแทงตวอยางหลดแตกออก แตกมกไมคอยไดผลเตมทนก โดยเฉพาะอยางยง ถาเปนแถบทหนถกบดมาก ๆ (sheared zone) การเลอกใชน าโคลนชวยการเจาะจงอาจท าใหการเกบแทงตวอยางไดผลดขน แตถายงคงเกบตวอยางไดนอยเกนไป กจ าเปนตองเกบเปนเศษชนตวอยาง (sludges of bit cuttings) รวมกบแทงตวอยางทยงพอเกบได ส าหรบเศษชนตวอยางแมวาไมดนกเมอเทยบกบแทงตวอยาง แตกยงพออาศยเปนสงประกนส าหรบชวงของการเจาะในระดบนนๆได โดยทวไปนกธรณวทยาตองการแทงตวอยางขนาดใหญทสดเทาทจะท าได เพราะท าใหศกษารายละเอยดและขอมลทางแรและหนไดงายและไดมากกวา แตในเชงปฏบตตองค านงถงคาใชจายดวย เนองจากการเจาะแบบใชเครองเจาะหวเพชรมกมคาใชจายเพมขนตามขนาดเสนผาศนยกลางของหลมเจาะ (ขนาดแทงตวอยาง) และความลกของหลม ดงนน ในการส ารวจในชวงแรกแทงตวอยางขนาดเลกกพอใชการไดแลว 7.3.2 การเจาะโดยใชเครองเจาะแบบหมน (Rotary drilling) เครองเจาะแบบหมน เจาะไดเรวและประหยดกวาแบบเครองเจาะหวเพชร (ซงกเปนการเจาะแบบหมนประเภทหนง) เครองเจาะแบบหมนจงเหมาะส าหรบหลมเจาะเพอท าการหยงธรณฟสกสจากหลมเจาะ (geophysical logging) ไมสามารถเกบตวอยางเปนแทงได ยกเวน ในกรณใชหวเจาะแบบพเศษเพอเกบแทงตวอยาง แตจะสนคาใชจายสงมาก ตวอยางทไดจากการเจาะแบบหมนตามปกตเปนชนตวอยาง (chip หรอ cutting) ขนาด 2-3 มม ซงถกน าขนมาบนผวดนโดยแรงลมอด น าโคลนหรอตวกลางใน

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 12

ในทนเราจ าแนกการเจาะแบบหมนออกเปน 4 พวกใหญ ๆ คอ เจาะแบบลมเปา เจาะแบบลดอด เจาะแบบหมนกด และเจาะแบบโคลนดดไหลกลบ โดยมรายละเอยดดงน ก. เครองเจาะลมเปา (Air Rotary) เครองเจาะชนดนใชวธหมนดวยลม ลกษณะคลายกบเจาะหมนดวยน าแตใชลมเปาแทน เปนทนยมกนมากในการเจาะหาแหลงน าบาดาล โดยใชลมทมแรงดนสง สามารถเจาะไดรวดเรวในชนหนแขง และใชหวเจาะแบบเดยวกบทเจาะดวยน าได สามารถเจาะรโต 15 ถง 20 ซม ได ข. เครองเจาะลมอด (Down the Hole Drilling หรอ DHH) เครองเจาะชนดนท างานโดยอาศยลมทมแรงดนสงๆ อดเขาไปในกานเจาะ และไปทะลทหวเจาะ ในชดหวเจาะสวนใหญประกอบดวยกลไกตางๆทท าใหหวเจาะท างานในลกษณะกระแทก โดยทวไปหวเจาะมกฝงดวยเมดทงสะเตนคารไบดจงสามารถเจาะในชนหนแขงมากๆได โดยอดลมผานออกทางหวเจาะ ลมทอดจะพาเอาเศษหนทแตกละเอยดน าขนสผวดน กานเจาะจงหมนไปอยางชาๆ เครองเจาะชนดนจงเหมาะส าหรบเจาะเพอหาแหลงน าบาดาล ถาเจาะพบชนน ากสามารถรไดทนท อยางไรกตามเครองเจาะลมอดนมขอเสยอยบาง เพราะเมอเจาะในชนหนรวนหรอหนแขงปานกลาง มกท าใหผนงหลมพง ในทางตรงกนขามการเจาะรแบบใชน า (rotary direct) อาจเหมาะสมกวาแตเจาะในหนแขงไดชา ตอมาจงมผคดคนน าวธการเจาะทง 2 แบบผนวกใชรวมกน จงท าใหมประสทธภาพดยงขน สามารถเจาะไดทงใชลมอดและน าอด ปกตใชลมอด 7 พารหรอ 100 psi กระแทกไดประมาณ 15 ครง/วนาท การพาเศษหนแตกขนทางปากหลมดวยความเรวลม (เมตร/นาท) เชน ลม 87 psi (6 BAR) สามารถพาเศษหนหรอคตตงขนมาปากหลมไดสงถง 1,220 เมตร/วนาท แตถาลมต ากวา 850 เมตร/นาท จะพาคตตงหรอเศษหนขนมาไมได ตองปรบลมใหเพมขน สตรการค านวณหาความเรวของลมทเปาขน โดยทพนทรอบบอ = พนทของบอทงหมด – พนทของกานเจาะ

ความเรวของลม (เมตร/นาท) = คาลมทอานไดจากหนาปทม (ม3/นาท)*106 ……….(7.1) พนทรอบบอ (มม2)

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 13

ค. เครองเจาะหมดกด (direct rotary) เครองเจาะชนดนใชน าเปนตวหมนเวยน โดยใชปมน าดดน าจากบอน าโคลนผานกานเจาะดานใน ตลอดความยาวของกานเจาะ ทะลทหวเจาะ เพอดนคตตงขนปากหลม แล วไหลลงบอพกและบอเกบน าโคลน แลวดดกลบไปใชใหมเปนวฏจกร(cycle) เครองเจาะชนดนมกานน าเจาะตอเขากบกานเจาะ (drill pipe) กานเจาะนจะใชกานเจาะทมความหนาและความแขงแรงสง เรยกวา “กานเจาะแบบ API Tool Joint” เพราะสวนใหญนยมใชกบแทนเจาะใหญๆ เชนแทนเจาะน ามน เจาะไดลกตงแต 1,500 – 3,000 เมตร หรอมากกวานน ง. เครองเจาะโคลนดดไหลกลบ (reverse circulation) เครองเจาะแบบนใชการหมนเจาะเหมอนกนกบแบบหมดกด ตางกนตรงทน าโคลนจะถกดดไหลกลบทศทาง ซงเครองแบบไหลกลบนเครองสบน าโคลนดดน าโคลนจากกนหลมผานกานเจาะดานในขนมาจนถงบนสดของระบบรอก (kelly) และปลอยลงบอพกหรอบอเกบน าโคลน สวนน าทเหลอจะไหลกลบลงหลมเจะเอง เครองเจาะประเภทนใชกานเจาะทมขนาดใหญรกานโต ใชเครองสบแบบหอยโขง ใชใบพดแบบเปด (open cmpeller) เพอปองกนไมใหเศษหนหรอกรวดเมดโตเขาไปอดในชองของใบพดได แทนเจาะของเครองเจาะแบบนมกยดตดกบรถบรรทก เพราะน าหนกมาก (มากกวาเครองเจาะแบบหวเพชร) และตองเลอกต าแหนงตงแทนเจาะทเหมาะสม การเจาะหลมเอยงกระท าไดยากกวาแบบอน สวนมากใชในการเจาะส ารวจหาแหลงน ามน แกซธรรมชาตเจาะไดทงในดนและหนแขง

อนงส าหรบผอานทมความประสงคจะหารายละเอยดเกยวกบเรองเทคนคและการเจาะดวยเครองเจาะหวเพชร มอธบายอยางละเอยดในหนงสอเรอง Diamond Drill Handbook : Cumming, J.D. และ WICKLUND, A.P.,( 1975), ของส านกพมพ J.K. Smith and Sons, Diamond Products. 7.3.3 การเจาะโดยใชเครองเจาะแบบกระแทก (Percussion drilling) ใชเครองเจาะกระแทกแบบทใชในการเจาะหลมระเบดหรอแบบคอนทะลวงหลม (downhole hammer drill) ทวไป อาจจะเจาะจากผวดนหรอเจาะจากระดบใตดนกได เครองเจาะแบบเจาะหลมระเบดมกมน าหนกเบา ยกเวนเมอตองใชเครองปมลม ซงจ าเปนในการเจาะบนผวดน มขอดคอ เจาะท ามมเทาไรกได ใชประโยชนในการหาขอบเขตของภมแรทอยไมลกนก และใชในการเจาะส ารวจจากบรเวณทท าแรอย(ในเหมอง) ไดตวอยางเปนชนเลก ๆ ท าไดเรวและคาใชจายต า ขนาดหลมคอนขางเลกและเจาะลกไดไมเกน 100 เมตร สวนเครองเจาะแบบคอนทะลวงเจาะหลมไดขนาดโตกวาและลกกวา เมอเทยบกบเครองเจาะแบบหวเพชรและแบบหมน แบบกระแทกไดเปรยบกวาตรงทสามารถเจาะในบรเวณทหนแขงมากหรอมความคมมากไดดกวา

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 14

เครองเจาะแบบปน(churn drill) เปนเครองเจาะแบบกระแทกทพฒนาขนในระยะตน ๆ แมวาปจจบนจะนยมใชเครองเจาะทเจาะไดเรวกวาและถกกวา เครองเจาะแบบนกยงมขอดเฉพาะตว กลาวคอ ถาไมเปนงานรบดวน เครองเจาะแบบปนสามารถใชเจาะและเกบตวอยางในพนททกแบบไมวาจะเปนบรเวณทมชนดนยงไมแขงตว มชนหนแตกตางกนหลาย ๆ ชนด หนแขงมากหรอมการแตกหกเพยงใดกตาม การเจาะแบบนซงบางทเรยกวา การเจาะแบบสายเคเบล (cable-tool drilling) เปนวธทใชกนมานานในการเกบตวอยางแหลงแรแบบลานแร และตวอยางกากแรจากการท าเหมอง ปจจบนยงใชกนมากในการเจาะบอน า เครองเจาะกระแทก (Purcussion rig หรอ Cable tool) มกนยมใชในการเจาะส ารวจหรอเจาะ น าบาดาลเปนสวนใหญ สามารถเจาะจนไดหลมขนาดเสนผาศนยกลางถง 18 เมตร หลกการท างานของเครองเจาะกระแทกไมยงยาก ใชลวดสลงตอเขากบหวเจาะทงชดซงมขนาดใหญและมน าหนกรวมกนประมาณ 450 กก สลงทยดถกยกขนดวยแรงเครองยนต แลวปลอยกระแทกลงเพอท าใหหนแตก และใชการบดตวของสลงหมนหวเจาะควานรใหกลม ตอจากนนเศษหนทแตกออกแลวถกน าขนสผวดนโดยกระบอกตก หวเจาะนจะถกออกแบบใหแขงเปนพเศษ มหลายขนาดเจาะหนไดทกชนด ลกษณะการเจาะชนดนตองอาศยความช านาญของชางเจาะเปนพเศษ ถาเลอกหวเจาะไมถกกบลกษณะของชนดนหรอหน มกท าใหหวเจาะลงชาหรอเจาะไมลง เชน ใชหวเจาะทปานมาก ๆ ในการเจาะชนหนดนเหนยว กเปรยบเสมอนกบเอาฆอนไปทบดนแทนการเจาะ และยงมชวงชกอกตางหากทส าคญ เชน หนแขงควรใชชวงชกสน ๆ สวนชนหนไมแขงเรามกชกชวงยาว ปกตชางเจาะมกใชมอจบสลง เพอทดสอบวาสลงตง-หยอนพอด ถาหยอนไปหวเจาะเอยงท าใหครด ถาตงเกนไปกเจาะไมลง ตาราง 7.1 ขอเปรยบเทยบในเรองการใชเครองเจาะแบบกระแทก

ขอด ขอเสย - เจาะไดในหนทกประเภท - เกบตวอยางหนไดดกวาวธอน ยกเวนเครองเจาะหวเพชร - ถาเจาะหาน า จะรทนทเมอเจอชนน า - ไมตองใชน าในการเจาะ

- เจาะไดชากวา ยงเจาะในหนรวนจะยงชา หลมพง - ตดตงยากกวาเครองเจาะประเภทอน - ถาเจาะหนทวางตวในชนเอยง รจะคด - ในหนแขง รมกไมกลม

7.3.4 การเจาะแบบอน ๆ ก. การเจาะดวยแรงน าฉด(jet drilling)

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 15

การเจาะดวยแรงน าฉดมกนยมใชในการเกบตวอยางในแหลงลานแร(placer deposit) โดยททอเจาะกบหวเจาะรปสวเคลอนทโดยใชแรงกระแทกการเจาะแบบนก าลงเขามาแทนทการเจาะแบบปนในแหลงลานแรตาง ๆ ในขณะทใชน าฉดน าหนาเพอใหเศษดน และหนหลดออกจากกนใหเจาะงายเขา น าทใชฉดจงท าหนาทน าชนตวอยางขนจากหลมเจาะดวย

การเจาะแบบนใชน าพนฉดชนดนใหกระจาย แลวพาขนมาตามแรงดนของน า ขนมายงปากหลม เหมาะส าหรบเจาะในชนดนรวนและชนกรวดทราย ปลายหวเจาะท าเปนรปแฉกหรอแบบหางปลา จะชวยใหเจาะไดเรวขน เดมใชแรงคนหมนแตระยะหลงใชเครองยนตแทน เจาะรไดขนาด 1.5 ถง 15 ซม และปจจบนมการพฒนาไปมาก เจาะไดลกถง 900 เมตร อตราการเจาะมกชาถายงเจาะในชนดนเหนยวแขง (hard clay) หรอชนทรายอดแนน (compacted sand layers) ข. เครองเจาะสวาน (Auger Drill) อาจเรยกไดวาเครองเจาะสวานเปนเครองเจาะแบบหมนประเภทหนง (rotary hydrualic top head drive) โดยใชกานเจาะแบบสวานทมขนาดเสนผาศนยกลางตงแต 6 ถง 35 ซม เชน ใชในการเกบตวอยางดนหรอเศษหนแตก (cutting) โดยทวไปเจาะไดลกประมาณ 60 เมตร ใชเจาะในงานส ารวจธรณวทยาทไมตองการความละเอยดมากนก หรอเศษหนรวนทถกกดดวยหวเจาะจงถกน าขนมายงปากหลมไดดวยปกของกานเจาะ ในขณะทกานหมน เศษหนแตกนมกถกหมนเปนเกลยวและไหลตามปกของกานเจาะขนมา นอกจากตวอยางดนและเศษหนแตกแลวยงใชในการเจาะตวอยางลานแรชายหน แหลงดนเหนยวและแหลงทรายสวนมากใชเครองยนตเปนตวหมนสวาน แตอาจใชหมนดวยมอกได เชนการส ารวจธรณเคมทตองการตวอยางทไมลกนก การเจาะดวยแรงคนโดยใชเครองเจาะแบบบงกาหรอแบบเอมไพร (Bangka หรอ empire drill) มกใชในการส ารวจแหลงลานแร ตาราง 7.2 ขอเปรยบเทยบบางประการเกยวกบเครองเจาะสวาน

ขอด ขอเสย - เจาะไดเรวแตเฉพาะในหนทไมแขง - ประหยดคาใชจาย - เจาะไดทงลม, น า และแหง - เจาะไดในหนทออนไดด

- เจาะไดไมลกนก - ตวอยางมกเกดความเสยหาย - ตวอยางทเกบได ต าแหนงเกบไมแนนอน - เจาะในหนแขงไมได

ค. เครองเจาะแบบแทงตวอยางหรอไวนไลน (Diamond Drill หรอ Wire-line Drill) สามารถตดตงบนรถบรรทก (truck และ skid) ไดเปนเครองเจาะชนดหมนเหมอนกน การหมนกานเจาะม 2 ลกษณะคอ แบบ Hydraulic Top Head Drive และแบบ Machanic Spindle Drive

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 16

เครองเจาะแบบนใชกานเจาะแบบทอกลวง ตวของกานเจาะ(body) ออกแบบใหบางและเบา เพอใหทอเกบตวอยางผานขน-ลงไดสะดวก ถาเครองเจาะขนาดใหญสามารถเจาะไดลก ตงแต 500-1,500 เมตร เครองขนาดกลางทวไปเจาะได 300-500 เมตร ขนาดเลกเจาะได 150-300 เมตร ตามขนาดของกานเจาะหรอตามก าหนดของบรษทผผลต ขนาดของกานเจาะแบบไวนไลนน มขนาดตงแตเสนผาศนยกลาง 23/4” - 5” (หรอประมาณ 6.8 ถง 12 ซม) โดยทการเจาะแบบนใชน าเปนตวหมนเวยนและใชสารเคมชวยในการเจาะดวย เชน โคลนผงและอน ๆ หวเจาะทใชเปนแบบทงสะเตนและหวเพชร เจาะไดครงละ 3-6 เมตร ขนอยกบขนาดของทอเกบตวอยาง (Inner Tube) เมอเจาะถงระยะททอเกบตวอยางทสามารถเกบไดกใชเครองมอตก (Over Shot) หยอนดวยสลง (Wire Line) ลงไปตกเอาตวอยางขนมาโดยไมตองถอนกานเจาะ

7.4 ขนตอนการด าเนนงานเจาะส ารวจ

7.4.1 การวางแผนงานเจาะและการเตรยมการ ส าหรบการวางแผนงานเจาะส ารวจนน เมอไดรบแผนงานทจะเขาท าการเจาะ นกธรณวทยาหรอวศวกรธรณ ผควบคมงานและชางเจาะ จ าเปนทตองทราบและวางแผนงานเจาะ เพอท าใหงานเจาะสามารถบรรลเปาหมายอยางมประสทธภาพ สงทจ าเปนอยางยงในการวางแผนงานเจาะประกอบดวย ดงน ก. ลกษณะทางธรณวทยาในพนทเขาไปเจาะส ารวจ สงทตองเตรยมมดงน

- แผนททางธรณวทยา (Geologic Map) และ - ลกษณะชนหนหรอประเภทของหน เชน บรเวณทเปนชนหนมการวางตวของชนหนอยางไร ทงนเพอการเตรยมอปกรณการเจาะ และเครองมอชวยตาง ๆ ใหมความพรอมทสด นอกจากนยงจะสามารถประมาณการวาจะสามารถท าการเจาะใหแลวเสรจภายในระยะเวลาเทาใด และ

- ลกษณะโครงสรางทางธรณวทยา เชน รอยตอชนหน รอยตอผดวสย รอยเลอน รอยคดโคง ข. ลกษณะงานทตองการและเกบตวอยาง

- เจาะเกบแทงตวอยางหน (coring) จดเตรยมอปกรณทเหมาะสม เชน หวเจาะเกบแทงตวอยาง หวเพชรหนแขง , หวทงสะเตน กานเจาะ, อปกรณเกบแทงตวอยาง

- เจาะเกบเศษตวอยางหน (cutting) - ขนาดแทงตวอยาง NQ, HQ - ความลกทตองท าการเจาะ และเตรยมการตงสามขา (set rig) จดเครองเจาะ - ประมาณการด าเนนการตอหลมทเหมาะสม จดงานเปนกะหรอไม

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 17

ค. ลกษณะพนททเขาท าการเจาะส ารวจ

- พนทตองมการปรบแตง เพอการวางฐานเครองเจาะใหด - ลกษณะดนสามารถขดบอน าโคลนไดงายหรอไม ตองใหเครองจกรชวยหรอไม - มแหลงน าทจะใชในการเจาะส ารวจเพยงพอ หรอตองมการสบจากแหลงใกลเคยงมาใช - พนทปาสงวนหรออน ๆ ทตองการขออนญาตทางการหรอไม

7.4.2 การเตรยมการ การเตรยมการเจาะอาจแบงเปน 3 ขนตอนใหญ ๆ คอ ขนการเตรยมพนท ขนการเตรยมอปกรณ และขนการเตรยมความพรอมของเครองเจาะ และเครองจกรชวย ข นการเตรยมพ นท เมอทราบบรเวณทเขาเจาะจากแผนงานทไดรบแลว สงทตองด าเนนการส าคญ 5 ขอหลก คอ

1) ก าหนดจดเจาะใหถกตองตามแผนงาน เพอใหไดขอมลการเจาะส ารวจอยางถกตอง แมนย า โดยการวางหมดหลมเจาะจากทมรงวด ควรเกบระดบปากหลม เพอจะสามารถน าไปประกอบกบงานแปลความหมายทางธรณวทยา

2) ด าเนนการปรบพนทใหไดระดบ 3) ขดบอน าโคลนใหเหมาะสมกบความลกในการเจาะหรออาจใชถงน าโคลนเคลอนทท

เหมาะสม (mud pit) 4) เตรยมพนทจดเกบอปกรณทจ าเปน เชน

- น ามนเชอเพลง - เครองมอซอมบ ารง - น ามนเครอง - สารเคมชวยงานเจาะ - อปกรณชวยงานเจาะตาง ๆ และ

5) เตรยมจดทพกชวคราวใหชางเจาะ เพอใชพกผอนได

ข นการเตรยมอปกรณ เมอทราบแผนงานเจาะและประเภทของงานเจาะแลว การเตรยมอปกรณทเหมาะสมมกท าใหงานเจาะด าเนนการไปโดยไมตดขด โดยเฉพาะกรณทตองเขาท าการเจาะในพนททหางจากคลงเกบอปกรณ ดงนนชางเจาะซงรวมถงนกธรณวทยาผควบคมจะตองเตร ยมการในจดนอยางด มความรอบคอบและประเมนสถานการณการเจาะลวงหนาจากแผนงานตาง ๆทไดรบจากผควบคมการส ารวจ

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 18

หรอหวหนานกธรณวทยา หรอผควบคมงานสงตาง ๆ ทตองเตรยมประกอบดวยอปกรณหลกและอปกรณชวย ดงน

1) อปกรณหลก ซงมขอควรพจารณา - หวเจาะประเภทและขนาดทตองการใชเจาะตามวตถประสงคของงาน (ของเกาทเคยใชยงใชงานไดหรอไม ตองเบกซอใหมหรอไม) - อายการใชงานเทาใด ควรมการก าหนดใหได เพอการใชงานทปลอดภย - กานเจาะทเหมาะสมกบงาน เชน กานเจาะเกบเศษตวอยาง ขนาดทเหมาะกบ

ความสามารถของเครองเจาะ, กานเจาะเกบแทงตวอยาง, ตรวจสอบสภาพของกานเจาะกอนการใชงานไมวาจะเปนตวกาน โดยเฉพาะอยางยงเกลยวของกานเจาะควรทราบวากานชดทน าไปใชงาน มอายงานเทาไร เชน กาน HQ 10,000 เมตร ตรวจสอบสภาพเกลยว ดดวยสายตาวาอยในสภาพกเปอรเซนต

- อปกรณเกบแทงตวอยาง สงทควรท าไดแก ตรวจสภาพกอนการใชงาน , ตรวจทกสวนทส าคญตอการจดเกบแทงตวอยางในหลม เชน stop ring, lifter case, system เครองดง (winch) ลวด (wire rope) ตรวจสอบ wire line ทจะใชงาน, และตรวจสอบ overshot ทจะใชงาน

- จดเตรยมและตรวจสภาพเครองสบน าโคลน (Mud Pump) ใหพรอม รวมถงสายระบบสง และระบบดดกลบของระบบน าโคลน บางครงอาจตองจดหาอปกรณ และระบบกรองเศษตวอยาง (solid - hydro cyclone) เตรยมไวในกรณทเจาะหลมลก ๆ เพอยดอายการใชงานของระบบน าโคลน (mud system) รวมถงอปกรณการเจาะอน ๆ และเปนการประหยดสารเคมทใชในงานเจาะ

- ตรวจสอบระบบรอกหลก (main hoist) และสภาพของ wire rope ทใชงาน 2) อปกรณชวยการเจาะ

- เครองมอการตดกาน เชน ประแจขนาดตาง ๆ ทเหมาะสมกบงาน - เครองมอ ตด ตอ อปกรณเกบแทงตวอยาง - จารบหรอการหลอลน ใชกบเครองจกร, เกลยวกานเจาะ - ลวด (wire rope) ชวยยดฐานเจาะ - อปกรณเกบเศษตวอยางและตกเกบเศษตวอยาง - ลงใสตวอยางขนาดมาตรฐาน

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 19

- น ามนหลอลน, น ามนไฮดรอลค (Hydraulic) และน ามนเชอเพลง - ถงน าส ารอง ในกรณพนททหาแหลงน าไดล าบาก - เครองสบน า สายดดและสายสง ในกรณทมแหลงน าทสามารถสบใชงานได - กลองเกบเอกสารการรายงานการเจาะ, สมดบนทกการเจาะ และการรายงานการ

บ ารงรกษา - ลงเกบเครองมอและอปกรณส ารอง เชน หวเจาะส ารอง เกบอปกรณความปลอดภย

สวนบคคล - เครองท าไฟ และระบบแสงสวางในกรณทตองท าการเจาะตลอด 24 ชวโมง - เครองมอปฐมพยาบาลเบองตน - แผนพลาสตกคลมตวอยาง, ผากระสอบคลมตวอยาง เพอปองกนเรองความชน - ผาใบส าหรบท าทพกชวคราว - สารเคมทเหมาะสมกบประเภทงาน และเครองวดคณภาพน าโคลน - แผนโฟมพรอมปากกาเขยนระยะ, เทปกระดาษ, เขยนหมายเลข, หลมเจาะ, พกด,

ระยะทขางลงตวอยาง

ข นการเตรยมความพรอมเครองเจาะ ทส าคญในขนน ไดแก

- ตรวจสอบระบบน ามนเครอง, น ามนเชอเพลง, น ามนไฮดรอลค, น ามนเกยร, น ามนเฟอง และระดบน าในหมอน าทกครงกอนเรมงาน

- ตรวจสอบการรวซมของน ามนไฮดรอลค - ตรวจสอบระดบน าในหมอแบตเตอร รวมถงระบบไฟทกสวน - ตรวตสอบมาตรวด (gauge) คาตาง ๆ ทกตววาท างานปกตทก ๆ ตว และ - ตรวจสอบความพรอมเชนเดยวกนกบเครองยนต เครองดดโคลน หรอน า (mud pump)

และเครองขบเคลอน (winch wire line)

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 20

7.5 การรายงานการเจาะประจ าวน และการดแลเกบรกษาแทงตวอยาง สวนนเปนหนาทโดยตรงของชางเจาะหรอพนกงานผชวยทตองท าใหกบนกธรณวทยา (หรอวศวกรธรณ) ผท าหนาทส ารวจแร 7.5.1 การรายงานการเจาะประจ าวน (Daily Reporting) ภารกจทตองท าประจ าวนตองบนทกเปนรายงาน ทส าคญม 3 หวขอใหญ คอ ก. ชางเจาะตองเตรยมแบบฟอรมรายงานการเจาะ ซงควรมส าเนา 2 ชด ชดแรก คอ สวนประจ าวนให

นกธรณวทยาและชดท 2 เปนชดส ารองเกบรกษาไวเพอเปนหลกฐานหรอกนการสญหาย ข. ชางเจาะตองลงบนทกในสมดบนทกการเจาะทกวน และลงบนทกการเรมงาน, การตรวจบ ารงรกษา ง. การกรองแบบฟอรมรายงานประจ าวน ตองลงรายละเอยดตามความเปนจรงทท างาน เชน การเรม

เวลาท างาน, เลขชวโมงเครองเจาะ (meter hour) ระยะเลาทใชในการเจาะแตละแทงหนตวอยาง (core) ลกษณะชนดน, หนทพอจะรายงานได เชน ลกษณะส, ความแขงเมอท าการเจาะและพบปญหาการเจาะ เชน เกดน าหาย, กานขาด กานเจาะรวง, กานเจาะตดหรอเครองยนตมปญหา ตองรายงานตามความเปนจรง และตามเวลาทเกดขนจรง เพอท าใหงายตอการคาดการณ และแกไขในขนตอนตอไป, ชางเจาะตองถอวาการรายงานการเจาะประจ าวน คอหนาททส าคญยง และตองรายงานตามความเปนจรง, ชางเจาะตองค านงวา รายงานการเจาะทถกตอง แมนย า จะน ามาซงประโยชนอนสงสดของชางเจาะ และขอมลทมประโยชนตอบรษท, และขอมลทกอยางทรายงานจะมผลตอการคดคาใชจายในการเจาะ และประเมนงบประมาณไดตอไปในอนาคต

7.5.2 การเกบรกษาตวอยาง การเกบรกษาตวอยางในทนแบงเปน 2 แบบ ตามชนดตวอยาง ไดแก เศษตวอยางหน และตงอยางหนแทง ก. ตวอยางทเปนเศษตวอยางหน (cutting) มกตองเกบดวยตะแกรงตกตวอยางทก ๆ ระยะ 1 เมตร หรอนอยกวา ทงนขนอยกบดลยพนจของนกธรณวทยา และ ข. ตวอยางหนแทง (core) ทเกบแตละระยะ ตองประมาณการวาเปนตวอยางทแทนชนดน, หนทเจาะลง

ไป โดยสามารถประมาณการจากอตราการไหล (up-hole velocity) ของน าโคลนทไหลกบสปากหลม

7.5.3 การเกบตวอยางแบบแทงตวอยาง การเจาะเกบแทงตวอยางตองอาศยความช านาญและประสบการณ รวมถงการศกษาเทคนค ความรอบคอบ และความละเอยดทดานของชางเจาะเปนอยางสง จงท าใหไดแทงตวอยางในแตละชวง (3 เมตร) มตวอยางเตมกระบอกเกบแทงตวอยาง หรอท าใหความสามารถในการเกบแทงตวอยางไดมาก (%

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 21

core recovery) ตลอดหลมเจาะม % สง เพอท าใหขอมลทไดจากการเจาะมคณภาพและประสทธผลเตมท ทงนคาใชจายเฉลยตอการเจาะเกบแทงตวอยางตอเมตรจะคอนขางสง เมอเจาะไดแทงตวอยางครบระยะ สงทตองท า 7 งานดวยกน ไดแก 1.น าแทงตวอยางออกจากกระบอกอยางระมดระวง, 2.ตดและน าไปเรยงในลงเกบตวอยางอยางถกตอง, 3.ตองลางตวอยางทกครงดวยน าสะอาดกอนเกบลงลงตวอยาง , 4.ควรปพลาสตกในลงคอรกอนวางแทงตวอยาง, 5.ลงตวอยางควรจดเรยงใหเปนระเบยบและอยในทรม เพอปองกนเรองความชนและงายตอการเคลอนยาย , 6.ตองเขยนหมายเลข หลม, พกด, และ7.ระยะทฝาลงทกครงและทกลง และระยะของตวอยางตองถกตอง หากตวอยางหายตองรายงานตามความเปนจรงและใชแผนโฟมตดหรอแทงไมใสลงในลงเกบตวอยางแทนแทงตวอยางทหาย 7.5.4 ขอควรค านง ผลงานเจาะจะมคณภาพกตอเมอไดคนทมคณภาพมารวมกนท างาน ดงนนหากไมพยายามเรยนรหรอปฏบตตามทไดรบการอบรมมา ผลกคอผลงานและประสทธภาพในการท างานยอมลดลง สงทชางเจาะพงปฏบต 1. ความรบผดชอบ

1.1 ตองรบผดชอบการเจาะ ใหเปนไปตามเปาหมายหรอความลกทไดก าหนดไวในแตละหลม แทงตวอยางทเจาะขนมาตองดแลและท าให ไดปรมาณแทงตวอยาง (recovery) มากทสด

1.2 ตองดแลอปกรณทกอยาง ไมวาจะอยทหนางานเจาะหรอทเกบอปกรณ 1.3 ตองค านถงถงความปลอดภยตอคณะท างานความปลอดภยในระหวางควบคมเครองและความ

ปลอดภยของหลม คอตองท าใหสภาพหลมดทสด 1.4 ตองดแลใหผชวยหรอคนงานท าความสะอาดพนทท างาน อปกรณทกชน ใหสะอาดพรอใชงาน

2. หนาทหลก 2.1 ตองควบคมงานเจาะอยางมประสทธภาพ และค านงถงปรมาณแทงตวอยาง(core recovery) ท

ไดมากทสด 2.2 เกบรกษาตวอยางใหสะอาดและรกษาอยางด รวมถงการลงระยะทถกตอง 2.3 บ ารงรกษาเครองเจาะและอปกรณ mud pump ระหวางการเปลยนกะทกครงตามวธการท

ถกตอง 2.4 ชวยอบรมสงสอนใหค านแนะน าแกคณะท างาน ในวธทถกตองในการท างาน รวมถงความ

ปลอดภยในขณะท างาน 2.5 วางแผนการท างานลวงหนา และจดลบความจ าเปนของงาน 2.6 รกษาความสะอาดพนททท างานใหสะอาดและเปนระบบ รวมถงบรเวณทพก 2.7 ตองมการบนทกความกาวหนาในงานแตละกะทปฏบต และเกบรกษารายงานทส าคญในแตละ

วนไว

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 22

3. หนาทของผชวยเจาะ 3.1 ใหความชวยเหลอชางเจาะตลอดเวลาระหวางการท าการเจาะ 3.2 ตรวจและเตมน ามนอปกรณตาง ๆ 3.3 ตรวจดแลให Pump ท างานได และมน าเตมถงเกบเสมอ 3.4 ดแลรกษาความสะอาดอปกรณทกชนรวมถงทพกอาศยและหนางานเจาะ 3.5 ดแลกานเจาะใหอยเปนระเบยบ เพองายตอการตรวจสอบ 3.6 ดแลกานใหสะอาด พรอมทจะใชงานในระหวางการเจาะ 3.7 ดแลเรองแสงสวางทใชในการท างานใหอยในสภาพพรอมอยเสมอ 3.8 ชวยเหลอในการตรวจสอบเครองมอตาง ๆ รวมถงบ ารงรกษาใหอยในสภาพดพรอมใชงาน

7.6 การหยงขอมลธรณหลมเจาะ (Geophysical Logging หรอ Borehole Geologic Log)

7.6.1 ขอมลทวไป การหยงขอมลธรณฟสกส (หรออาจเรยกสนๆวา geologs - การหยงธรณ) หมายถงการวดคาการเปลยนแปลงสมบตของหนรอบหลมเจาะไปตามความลก โดยมหลกการงายๆ คอคอยๆหยอนเครองมอวดหรอหววด(sondes)ลงไปถงกนหลมแลวคอยๆดงขน และท าการหยงหรอจดบนทกขอมล ซงการดงขนมกเปนแบบคอยเปนคอยไปแตตอเนองดวยอตราเทาๆกน มกใหขอมลทดกวาคอยๆการหยอนเครองวดลงไป หววดนตดอยกบตวน าไฟฟาทตอกบสายเคเบลทบนทกและควบคมการท างานของเครองมอหลก และตดตงบนผวดนนนเองสวนของเครองมอหลกทส าคญคอระบบหยง (logging unit) ซงกคอบงคบการดงขนและดงลงของหววด การหยงขอมลธรณฟสกสหรอการหยงธรณนนยมใชในการส ารวจถานหนมากกวาแหลงแร โดยมระบบหยงทท าหนาทหาและจดเกบขอมลหรอบนทกขอมลลงไปบนแผนกราฟ ในปจจบนนยมบนทกขอมลจากใตดนนลงในคอมพวเตอร วตถประสงคหลกของการหยงธรณกคอเพอใหทราบชนดหนตลอดจนสมบตตางๆ เชน ความพรน ปรมาณของไหล หรอปรมาณเถา เปนตน เพ อตรวจหาลกษณะเฉพาะของหนนนๆ และสามารถตรวจหาไดวาหนนนมการแทรกดนหรอแทรกตดดวยหนอคนหรอไม (ซงท าใหสมบตของหนทสนใจเปลยนไป) ส าหรบนกส ารวจถานหน การตรวจหาความหนาและความลกของถานเปนเรองส าคญ เพราะนกส ารวจตองการทราบวาภายในชนถานหนทสนใจนนมชนบางๆของตะกอน (parting) หรอระนาบแตกยอยของชนถานมากนอยเพยงใด คณภาพถานทตวเองสนใจเปนอยางไร มการเปลยนแปลงคณภาพไปตามความลกหรอตามดานขางมากนอยเพยงใด หนาแลวตบหรอไม มโครงสราง เชน รอยเลอน รอยแตกขนาน โพรงชะละลาย หรอหนชนดอนปรากฏดวยหรอไม

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 23

เมอไดขอมลเหลานมา นกส ารวจถานจงน าขอมลทไดจดเปนฐานขอมล เพอประเมนหาคณภาพ/ปรมาณถาน ตลอดจนสมบตทางวศวกรรมธรณ(หรอธรณเทคโนโลย) เพอน ามาจดท าแผนการท าเหมองสบไป สวนส าคญทสดสวนหนงในการหยงธรณกคอการตความหมายการหยงธรณ (log interpretating) ซงตองใชความช านาญ และความสามารถพเศษของผแปล ซงในทนประกอบดวย 3 ขนตอนใหญๆดวยกน คอข นตรวจวด (log calibration) ซงเปลยนหนวยบนทกทวดไปเปนหนวยมาตรฐานทท าใหเรารสมบตทางกายภาพได ขนทสองคอข นแปลความ (interpretation) ไดแก การหาความลก และความหนาของถานและชนอนทเกยวของอยางแมนย า และคาเฉลยของขอมล การหยงในแตละชดหนหรอหมวดหน และขนสดทายเปนวเคราะหผลการหยง เพอสรปผลวาหมวดถานทสนใจมคณภาพและสมบตเปนอยางไร สวนใหญแลววธการหยงธรณทนยมใชกนและมกใชประกอบกนเพอประโยชนในการแปลและวเคราะหผลขอมล ซงวธทส าคญคอ รงสแกมมา ความหนาแนน นวตรอน คาลปเปอร โซนค และความตานทาน อาจเรยกไดวาสองวธแรกนนวามความจ าเปนในการส ารวจถานมาก สวนวธอนชวยใหการศกษา และส ารวจถานประสทธผลสมบรณขน 7.6.2 วธหยงการแผรงส (Method of Radiation Logs) ทงรงสแกมมา ความหนาแนน และนวตรอน ตางกใชการวดคาการแผรงสปรมานจากสารหรอแรทอยในหน หรอจากสารทตดกบหววด ส าหรบวธหยงการแผรงส เรานยมท าในตอนชวงทปราศจากของไหลภายในหลมเจาะ คอมแตอากาศในหลมและไมมน า โดยการกรทอ (casing) ดงนนจงตางจากวธทางไฟฟา ดวยเหตนจงนยมใชในกรณหลมเจาะตน(นอยกวา 350 เมตร) ซงหลมมกแคบและแหง ผนงหลมไมแนนหนาดงนนจงนยมใชในการตรวจหาชนถานหนวามหรอไม ก. การหยงโดยรงสแกมมา (Gamma-raylog) การหยงโดยวธนท าเพอจดการแผรงสธรรมชาตออกมาจากแรในหน โดยการใช K-40 (ธาตไอโซโทปของโปแตสเซยม) ซงมกมอยในดน(แรดน) หรอหนโคลนหรอหนทรายแปง ดวยหลกการเชนน ถานหนคณภาพดและหนทรายสะอาด จงมกนยมใหคารงสแกมมาต า ดงนน เมอปรมาณรงสแกมมาเพมขน แสดงถงปรมาณดนในถานเพมขน การแตกยอยเปนชนดนในถาน(clay partings)จงมมากขน ท าใหเราไดถานคณภาพไมด และถาเปนชนดนทะเล (marine clays) มกมปรมาณ K และสารกมมนตรงสอนเพมดวย (เชน U และ Th) ท าใหเราไดคารงสเพมมากกวาชนดนบนบก (non-marine clay) โดยปกตชนทใหรงสแกมมาปรมาณมากๆ นบวามประโยชนส าคญตอการส ารวจและเทยบเคยงชนหน เพราะเราสามารถใชเปนชนหนดชน(index bed)ได หรอถาเราไดคาต ามากๆ เชนชน

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 24

ถานสะอาด กชวงในการเทยบเคยงไดเหมอนกน ในรป 7.27 แสดงความสมพนธระหวางการหยงโดยรงสแกมมาในชนตะกอนชนดตางๆ แตการใชขอมลการแผรงสธรรมชาตกบการหาปรมาณ (ถาในถานหนมกใหขอมลไดไมดนก จากการศกษาพบวาถานหนทมปรมาณเถาทเถากบมกปลอย อนเนองมาจากแรทจะเปลยนเปนเถามหลายแร ซงบางแรไมมธาตทเปนตวใหคากมมนตรงสเลย คาทวดไดจากรงสแกมมา มกแสดงในหนวย API (Amenican Petroleum Institute) ซงเปนหนวยมาตรางานทนยมใชกน เนองจากการแผรงสแกมมามกใหความละเอยดในดานลกไมมากนก จงนยมใชในการตรวจหาเพยงคราวๆ เพอดวามถานหรอไม (just only "see") ในพนทกวางๆ ทใหคาความผดพลาดประมาณ 40 ซม (ในแนวดง) ความสามารถในการซมซบเพมมากขนเมอความหนาแนนเพมมากขน ดงนนในชนหนทมความหนาแนนมาก เชน บะซอลตหรอแกบโบร การหยงธรณดวยวธนจงท าไดไมดนก โดยทวไปการก าหนดความหนาชนถานอาจท าไดโดยใชจดบนเสนแสดงคารงสแกมมาประมาณ 1/3 จากสวนลางหรอฐานของหนโคลน รป 7.27 ล าดบช นหนทมช นถาน(สด า) และแสดงลกษณะของคารงสแกมมาทวดได

วธตรวจหาคารงสแกมมาไมสามารถบงบอกถงชองวางหรอโพรงในชนหนได ทงนเพราะอากาศ น า หรอโคลนไมใชตวดดซมรงสแกมมาไดด แตการวดดวยวธนสามารถท าไดในหลมเจาะทมทอกรได ทงนเพราะทอกรยอมใหรงสแกมมาผานได ดงนนรปรางหนาตาของผลการหยงจงไมเปลยนแปลง แตอาจท าใหคาในชวงทมการกรดวยทอเปลยนแปลงไปบาง ดงทแสดงในรป 7.2.7 คาจากรงสแกมมาสามารถแบงชนหนทางธรณไดอยางด โดยใชเสนโคงของความสงในแนวดง บงบอกถงความละเอยดในแนวดงของตววดรงส และความยาวในแนวราบ แสดงถงความแตกตางระหวางคารงสแกมมาทวดไดของระหวางสองชนหนนนๆ ข. การหยงโดยความหนาแนน (Density logs)

ในการส ารวจถานหน การหยงธรณดวยวธนมกใชในการตรวจหาถานหน โดยอาศยหลกการทวา ถานหนมคาความหนาแนนนอยกวาหนตะกอนชนดอน ดวยเหตนนกส ารวจแรหรอถานหนจงเชอวาปรมาณขเถาในถานจงนาจะเปนสดสวนโดยตรงกบความหนาแนนของถานเสมอ ส าหรบการหยงธรณดวยวธน เราจงใชหววด 2 หวในการตรวจหารงสแกมมาทปลอยเขาไปในหนจากตวใหรงสและสะทอนกลบมายงหววดโดยการสอดแทรก(scattering) ดงนนตวบนทก(logs)ซงมหววดทมระยะหางทยาว(long-spacing)และสน(short-spacing)จากตวใหรงสจงถกกน(shield)ออกจากการแผรงสโดยตรงจากตวใหรงส(source) และตรวจวดรงสแกมมาทสะทอนออกหรอถกกระตนใหสะทอนออกจากหนได

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 25

รงสแกมมาทถกเหนยวน าทใชในการหยงธรณแบบนมกสะทอนหรอสอดแทรกไปในทศขางหนาเรอยๆ ดงนนการหยงธรณแบบนจงท าการวดเฉพาะชนหนหรอหนทอยระหวางหววดกบตวใหรงสเทานน ความละเอยดของเครองน(ในแนวดง)จงเทากบระยะหางระหวางหววดกบตวใหรงส

การหยงธรณแบบนจงถกปรบแตงไดโดยการวดเทยบกบคามาตรฐานจากหนทรคาความหนาแนนแลว ดงนนเมอไดคากราฟแลวเราจงสามารถน าคาตวอยางชนหนทตองการไดทนท การหยงธรณแบบนนอกจากจะใชกบชนดหนตางๆแลว ยงใชไดกบน าหรอของไหลทอยในหลมเจาะได ดงนนเมอเสนผาศนยกลางของหลมเจาะเพมขนจงเปรยบดงปรมาณของไหลในชนหนเพมขนดวย ซงผลนอาจขจดออกไปไดโดยการออกแบบใหระบบวดมการบบล าแสงใหเลกลงเขาไปในหนและบงคบดวยตวคาลปเปอร(caliper)ทมแขนตดสปรง ซงท าใหตดอยกบผนงของหลมเจาะตลอดเวลา ซงกชวยขจดผลอนเกดจากของไหลได เวนแตกรณทผนงเกดพงตอนเจาะหลม การเกดชองวาง (coving) เนองจากผนงหลมเจาะพงลงมานมผลตอการส ารวจถานหนดวยวธนมาก เพราะการหยงธรณจากหววดระยะสนมกจะตอบสนองคาทใกลเคยงกนมากระหวางหนโคลนทผนงพงกบชนถานหน ดวยเหตนหลายครงจงจ าเปนตองใชผลจากปมบนทกดวย คาลปเปอรชนดสามแขน(three-arm caliper) เขาชวยวเคราะหดวย

บางครงคากราฟทอานไดจากปมบนทกมกแสดงใหเหนถงรอยตอระหวางชนหนไดด โดยใชเสนโคงทแสดงระยะทางในแนวดงระหวางหววดกบตวใหรงส(ระยะ 3) และระยะในแนวนอนซงเทากบความแตกตางของความหนาแนนจากชนหนทงสองชนทวดนน รป 7.28 แสดงผลจากการวดดวยเครองมอดงกลาว

รป 7.28 ปมบนทกจากหววดระยะหางกบหววดระยะส นตอช นถาน (Raymant, 1991)

ในกรณของหววดระยะสนถาความสมพนธระหวางความเขมรงสกบความหนาแนนของชนตะกอนเปนเสนตรง รอยตอระหวางชนตะกอนทเราวดอยตรงจดแบงครงเสนนน สวนกรณหววดระยะยาวเนองจากความสมพนธไมเปนเสนตรง (non-linear) ดงนนจดแบงระหวางชนตะกอนอาจอานไดโดยตรง จากการใชมาตราสวนลอค(ซงมหนวย g/cm3)หรอประมาณ 2/3 ตามความสงของเสน (ดรป 7.28) ในกรณทชนถานมความหนานอยกวาระยะหววดกบตวใหรงส (คา S ในรป 7.28) เราไมสามารถตรวจสอบความหนาได โดยเรามกถอวาถานบางเกนไปส าหรบวธน ดงนนจงเปนจดออนส าหรบการหาความหนาของชนตะกอนถๆทแรกในถาน(partings) ค. การหยงโดยนวตรอน(Neutron log) การหยงธรณหลมเจาะแบบนอาศยการตอบสนองจากปรมาณไฮโดรเจนในหน การหยงโดยนวตรอนจงประกอบดวยตวใหแถบพลงงานนวตรอนสงแลหววดทไวตอนวตรอนปรมาณนอยๆ

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 26

โดยทวไปเราถอวาไฮโดรเจนเปนธาตทมผลมากทสดในการลดปรมาณนวตรอน ดวยเหตนเมอถกปลอยมาจากตวก าเนดนวตรอนกจะแพรกระจายออก และถกจบไปเรอยๆ เมอแพรไกลออกไปจากตวถาหนด ดงนนเมอมการปลอยรงสออกในตอนแรก จ านวนนวตรอนจงมาก และตอมาจงลดลงเนองจากนวตรอนถกดดกลนไป ไฮโดรเจนมกพบเหนเสมอในวสดทางธรณวทยาหลายชนดไมวาจะเปนในชนหน ในน าหรอในชองวาง(void)ระหวางเมดตะกอน ซงอยางหลงนกคอความพรน(porosity)ในหนนนเอง ในหนทราย คานวตรอนเปนสดสวนเชงลอคกบคาความพรนของหน กลาวคอถาความพรนต าคานวตรอนมกสง และตรงขามถาความพรนสงคานวตรอนจะต า ถานหนใหคาความพรนประมาณ60% เนองจากถานหนมไฮโดรเจนอยในตวจงดดกลนนวตรอนได ดงนนการเปลยนแปลงจ านวนนบไดตอวนาทจงท าใหทราบวาถานมคาความรอนเปลยนแปลงไป ซงเราสามารถน ามาเปนตวก าหนดอนดบถานหนได ส าหรบกรณถานปราศจากขเถา(ash-free basis) และท านองเดยวกนถาใหคาความชนคงท คาตอบสนองนวตรอนจงบงบอกถงปรมาณเถาในถานได การตอบสนองนวตรอนของหนหรอชนตะกอน อาจไมงายเทาของการหยงหาคาความหนาแนน ดวยเหตนเราจงหาคาความหนาโดยละเอยดไมได โดยทวไปการหาบรเวณรอยตอระหวางชนตะกอน(bed boundary)อาจท าโดยใชระยะหางจากคาความสงมากทสดของเสนกราฟลงมาประมาณ หนงในหา(1/5) ส าหรบหนตะกอนกบชนถาน (ดรป 7.29) ในหลายกรณทเราใชการหยงโดยนวตรอนนหาคาดชนคณภาพหน (rock quality index) ซงมความสมพนธโดยตรงกบสภาพการท าเหมอง โดยเราสามารถวดปรมาณไฮโดรเจนทปรากฏในรอยแตกตงแตขนาดเลกจนถงขนาดใหญ(micro-&macro fractures)ได ท าใหเรารถงบรเวณทมรอยแตกมากๆได ซงเรามกเรยกวธวาดชนไฮโดรเจน (hydrogen index) ทเปนทนยมกนมากในยโรปและอเมรกา รป 7.29 การตอบสนองของคานวตรอน เมอผานช นถาน (Raymant, 1991)

7.6.3 การหยงคาคาลเปอร (Caliper log) การหยงแบบนใชวดขนาดของหลมเจาะ โดยมวตถประสงคเพอใชเปนตวแกคาการอานความหนาแนนแบบหววดระยะใกลและหววดระยะไกล ดวยเหตนบางแหงจงจดใหเครองวดคาความหนาแนน และคาคาลเปอรอยในตวเดยวกน โดยเครองนอาจมแขนเดยวทบงคบใหเครองบนทกตดอยกบก าแพงเสมอ หรออาจเปนแบบมสามแขนแตปรบใหมระยะหางเทาๆกนได ท าเราแกปรบคาได และใหคาเฉลยจากจดทวด 3 จด ส าหรบเครองทมแขนเดยวอาจยงยากมากกวา ถาหลมกวางออกเนองจากผนงหลมยบในดานทตองการวดความหนาแนน แตไมใชดานทคาลเปอรเคลอนท โดยทวไปเรา

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 27

มกหยงคาคาลเปอรใชรวมกบการหยงคาความถวงจ าเพาะซงท าใหเราสามารถหาความแกรงของหนได รป 7.30 แสดงถงคาทไดจากการหยงดวยวธทงสองเมอผานชนถาน ซงมกแสดงดวยพนเรยบและผวสมผสดานบนทอาน ลกษณะของชนถานนมความส าคญเนองจากวศวกรเหมองแรมกใชในการประเมนสภาพเหมองใตดนได 7.6.4 การหยงคาไฟฟา (Electric log) ในการตรวจหาชนถาน หลายครงทตองใชการหยงคาไฟฟา เพอเทยบกบคากมมนตรงส แตโดยทวไปมกไมใชการหยงคาไฟฟาตามล าพง ทงนเนองจากชนถานมกใหคาความตานทานไฟฟาสง ซงกเหมอนๆกบชนตะกอนอนๆทวไป ท าใหเราแยกชนถานจากชนตะกอนอนโดยใชวธการหยงคาไฟฟาวธเดยวไมได รป 7.30 การหยงคาคาลเปอรและความหนาแนนในการตรวจหาช นถานและลกษณะเฉพาะ (BPB, 1981)

ดงนนวธการหยงหาความตานทานไฟฟาแบบ single point และการหาคาความตางศกยไฟฟาจงถกแทนทดวยการหยงโดยรงสแกมมา ทงนเพราะคาจากรงสแกมมาใหความเชอถอมากกวาในหลมเจาะ สวนการหยงแบบ FE (หรอ Focused electric) มกออกแบบมาเพอใหพลงงานสวนใหญผานผนงหลมเจาะเขาไปในชนตะกอนใหไดระยะไกลๆ ซงท าใหไดผลดกวาการหาดวยวธเดมทใชกนอย และเมอรวมกบวธการหยงแบบอนกท าใหเราสามารถตรวจสอบสมบต ชนด และความหนาชนหนในหลมเจาะได อนงการหยงแบบ FE ในการหาสวนน ท าใหเราสามารถตรวจสอบชนตะกอนขนาดเลกทแทรกตวในชนถานไดดกวาวธการหยงแบบหววดระยะสน ในรป 7.31 เราสามารถหาจดแบงระหวางชนตะกอนหรอชนถานได ณ จดแบงครงเสน แสดงคาความตานไฟฟา นอกจากนนจากการศกษาพบวาถานหนจ าพวกลกไนตและแอนทราไซด มกใหคาความตานทานไฟฟาทต ามาก แตขณะทพวกบทมนสและซบบทมนสใหคาคอนขางต าจนถงสง ในรป 7.32 แสดงคาการตอบสนองความตานทานไฟฟาในชนหนตะกอนชนดตางๆ รวมทงถานหนดวย รป 7.31 คาการตอบสนองโดยวธหยงแบบ FE (focused electric) เมอผานช นถานหลายช น (Raymont, 1991)

รป 7.32 ลกษณะเสนกราฟแสดงคาความตานทานไฟฟาจากการหยงธรณหลมเจาะ (BPB, 1981)

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 28

นอกจากนนคาความตานทานไฟฟายงสามารถบงบอกถงถานหนทถกเผาไหมขดกบหนอคนและถานทถกออกซไดซ เนองจากการผพงไดความรอนจากการถกเผาของถ านหน ชวยลดคาความตานทานไฟฟาลง (รป 7.33)

รป 7.33 เสนกราฟแสดงคาความหนาแนน(เสนซาย) และคาความตานทานไฟฟา(เสนขวา) ของถานหนทถกความรอน จากหนอคน 7.6.5 การหยงโดยเสยง (Sonic log) การหยงโดยใชเสยงมกใหการตอบสนองคาหรอขอมลคลายกบการหยงโดยความหนาแนน ทงนเปนผลมาจากความสมพนธระหวางการอดแนนและ ถ.พ.ของชนตะกอน (ยงอดแนนมากยงม ถ.ผ.มาก) แตในการแปรผลชนดหนกลบพบวาใหผลไมดเทากบการหยงโดยความหนาแนน รป 7.34 แสดงเสนกราฟจากการหยงโดยเสยงผานชนตะกอนชนดตางๆ

รป 7.34 เสนกราฟแสดงคาการหยงธรณโดยการใชเสยง เมอผานช นตะกอนทมถานแทรกตวอยดวย (BPB, 1981) จากการวจยพบวาการหยงโดยวธนมกมขดจ ากดตรงทตองการหลมทมของไหลบรรจดวย(คอมน าในหลมนนเอง) นอกจากนนคาการอานอาจมผลอยางมากถาผนงหลมพง แตโดยทวไปมกใหประโยชนในเรองความแกรงของชนตะกอน (rock strength) โดยอาศยหลกการทวาหนตางชนดกนใหความเรวของคลนเสยง(sound waves)ทแตกตางกน และเนองจากความเรวมผลตอสมบตทางกลศาสตรของหน ดงนนจงมประโยชนมากในชวงการวางแผนท าเหมอง 7.6.6 การหยงโดยอณหภม (Temperature log) เนองจากอณหภมกนหลมเจาะมความส าคญตอการวางแผนการปฏบตงานในเหมองใตดน โดยเฉพาะในเรองระบบระบายอากาศ ดงนนการเปลยนแปลงคาการหยงโดยอณหภมในหลมเจาะจงแสดงถงระดบทน าใตดนไหลเขามาได

รป 7.35 การตความหมายชนดถานหน โดยอาศยขอมลการหยงโดยเสยงและความหนาแนน (BPB Coal, 1981)

7.6.7 การตความหมายขนละเอยด

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 29

ตามทไดกลาวมาแลวในขางตนการผนวกขอมลการหยงธรณหลมเจาะหลายๆ วธเขาดวยกน ท าใหเราสามารถแปลผลชนดของหนไดถกตอง แมนย ามาก สรางความเชอมนใหกบผแปลผลไดมาก ในรป 7.35 เปนการตความหมายชนดหรอล าดบขนของถานหนโดยอาศยความสมพนธระหวางการหยงโดยเสยงและโดยความหนาแนน หลายครงทมความพยายามหาคาความชนในชนถานหน แตพบวาระดบความซนมคาสงเกนไป ท าใหเครองมอนตรอนไมตอบสนอง

ในรป 7.36 แสดงการเปรยบเทยบและประมวลผลชนหนโดยใชการหยงชนดหน และโดยความหนาแนน สวนรป 7.37 แสดงการวเคราะหความหนาแนน โดยมตวเปรยบเทยบคอ คาปรมาณเถา คาความหนาแนนโดยรวม และคาคาลเปอร ซงการแปลผลแบบนชวยใหเราน ามาเทยบเคยงหาความสมพนธของชนหนตลอดทวไปพนทหลมเจาะได เชน เราใชคารงสแกมมาทสงเปนดชน(index) ในการเทยบเคยงชนตะกอนบางชนโดยเฉพาะหรอเราอาจใชคารงสแกมมาทต ามาก เชนในชนถานหรอชนทรายสะอาด (clean sandstones) ชวยในการเทยบเคยงได กลาวโดยยอในการส ารวจหาถานหนโดยอาศยการหยงธรณหลมเจาะ ขอมลทเราควรได คอ 1) วธการเทยบเคยงชนถานหน 2) ลกษณะโครงสรางชนถานหน 3) ความหนาและความลกของชนถานหน 4) ตวควบคมการเกบตวอยางแทงหน 5) การประเมนคาแทงหนทเกบได และไมสญหายไประหวางเจาะ และตวบงชคณภาพและปรมาณของถานทเราสนใจทวทงพนท และนอกเหนอจากนนเมอมความช านาญมากขนเราควรทราบ 1) การแปลความหมายชนดหนโดยละเอยด 2) การประเมนคาสมบตทางวศวกรรมของชนตะกอน 3) ทศทางการวางตวของหลมเจาะ และ 4) ลกษณะการวางตวของชนตะกอน ตลอดจนโครงสรางทเกยวของโดยละเอยด รป 7.35 การตความหมายชนดถานหน

รป 7.36 ปมบนทกผลการตความหมายชดช นตะกอนทมถานหน โดยอาศยขอมลการหยงธรณโดยความหนาแนน (BP Coal, 1984) รป 7.6. 11 การแปรความหมายจากการหยงธรณโดยความหนาแนน โดยอาศยขอมลของปรมาณเถาของ ถานหน และ ความหนาแนนโดยรวม (bulk density) ของช นถาน (BP Coal, 1984)หลายคร งทมความพยายามหาคา ความช นในช นถาน แตพบวาระดบความช นมคาสงเกนไป ท าใหเครองมอนวตรอนไมตอบสนอง

คมอการส ารวจแร 7 ปญญา จารศร 30