ﮐﺎر سیستم‌های حفاری ضربه‌ای ﺧﺮدﮐﺮدن ﺳنگ‌ها است ﮐﻪ اﯾﻦ ﻋﻤﻞ ﺑﻮﺳﯿﻠﻪ ﻣﺘﻪاي ﺑﻪ ﻧﺎم ﻣﺘﻪ ﺣﻔﺎري اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮد. ﻣﺘﻪﻫﺎ ﺑﻄﻮر ﻣﻨﻈﻢ از ارﺗﻔﺎع ﺛﺎﺑﺘﯽ روي ﺳﻨﮓ ﻓﺮود ﻣﯽآﯾﻨﺪ. دﺳﺘﮕﺎه ﻣﺠﻬﺰ ﺑﻪ ﯾﮏ ﺧﺮك ﭼﻬﺎر ﻗﻄﺒﯽ و ﯾﺎ ﯾﮏ دﮐﻞ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﺘﻪﻫﺎي ﺣﻔﺎري ﺑﺎ ﯾﮏ ﻗﺮﻗﺮه ﺑﺮﮔﺸﺖ دﻫﻨﺪه روي آن آوﯾﺰان ﻣﯽشوﻧﺪ. اﯾﻦ ﻣﺘﻪﻫﺎ داراي ﺣﺮﮐﺖ رﻓﺖ و ﺑﺮﮔﺸﺘﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ و ﺑﺮاي اﺟﺮاي ﻣﺎﻧﻮرﻫﺎي ﺣﺮﮐﺘﯽ ﭘﺎﺋﯿﻦ و ﺑﺎﻻ، از دﺳﺘﮕﺎه رﻓﺖ و ﺑﺮﮔﺸﺖ ﺟﺪا ﮔﺮدﯾﺪه و ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ اي ﺑﻪ ﻧﺎم ﭼﺮخ ﻗﺮﻗﺮه ﮐﻪ ﺑﺮاي ﻧﺼﺐ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ ﻧﯿﺰ ﺑﮑﺎر ﻣﯽ رود، اﺗﺼﺎل ﻣﯽﯾﺎﺑﻨﺪ. خرک‌های ﺟﺪا ﺷﻮﻧﺪه ﭼﻮﺑﯽ و ﯾﺎ ﻓﻠﺰي ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﭘﺎﯾﻪﻫﺎ روي دال‌های ﺳﯿﻤﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﻗﺒﻞ از ﻣﻮﻧﺘﺎژ دﺳﺘﮕﺎه آﻣﺎده ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ، ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ. دﮐﻞﻫﺎي ﺧﻢﺷﻮﻧﺪه ﯾﺎ ﺗﻠﺴﮑﻮﭘﯽ، دستگاه‌های ﺧﻮدﮐﺎر ﻗﺎﺑﻞ ﺣﻤﻞ ﺣﻔﺎري را ﻣﺠﻬﺰ ﻣﯽ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ. اﯾﻦ دکل‌ها ﺑﻪ ﺻﻮرت داﺋﻤﯽ در ﭘﺸﺖ ﯾﮏ ﮐﺎﻣﯿﻮن ﻧﯿﺰ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺛﺎﺑﺖ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﻨﺪ. دکل ها ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺎ کابل‌های ﻣﺤﮑﻢ روي بلوک‌های ﺳﯿﻤﺎﻧﯽ اﺳﺘﻮار ﺷﻮﻧﺪ. سیستم حفاری ضربه‌ای برای چال‌های با قطر 254 میلی‌متر استفاده می‌شود. چالزن‌های حفاری بصورت زیر دسته‌بندی می‌شوند:
تقسیم‌بندی براساس وزن
سبک‌ترین چالزن‌ها وزنی در حدود 8 کیلوگرم دارند که قابل حمل و استقرار توسط کارگر هست. چالزن‌های سبک در صنعت به نام پرفراتور نیز نامیده می‌شود و برای پیش‌رویی در تونل‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. چالزن‌های متوسط وزنی بین 30 تا 80 کیلوگرم دارند. این چالزن‌ها در صنعت با نام‌های دریفتر یا راسول شناخته می‌شوند. بیشترین مورد استفاده این نوع چکش‌ها در معادن سنگ‌های تزئیینی هست. همچنین برای پیش رویی در تونل‌هایی که قطر کم دارند نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. چالزن‌های سنگین دریل واگن‌ها یا جامبو دریل‌ها هستند. عموما جامبو دریل‌ها برای چالزنی افقی و در زیر زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند و دریل واگن‌ها چالزن‌هایی هستند که عموماً برای چالزنی عمودی استفاده قرار می‌گیرند.
تقسیم‌بندی از نظر نیروی محرکه
چالزن‌ها توسط برق، بنزین، هوای فشرده و هیدرولیک کار می‌کنند. اصطلاحاً به چالزن‌هایی که با هوای فشرده کار می‌کنند پنوماتیکی و چالزن‌هایی که با فشار روغن کار می‌کنند هیدرولیکی گویند. چالزن‌های بنزینی برای چالزن‌های کم عمق و کم قطر مورد استفاده قرار می‌گیرند. گسترده‌ترین چالزن‌هایی که در حال حاضر استفاده می‌شوند چالزن‌های هوای فشرده هستند که بخصوص در معادن ذغال سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. چالزن‌های هیدرولیکی که برای چالزنی متوسط و سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرند معمولاً گران قیمت هستند.
تقسیم‌بندی از نظر مکانیزم عملکرد
از نظر مکانیزم عملکرد چالزن‌ها به دو گروه چکش بالا (Top hammer) و چکش پایین (Down the hole) تقسیم بندی می‌شوند. چکش بالاها در بیرون چال قرار دارند ولی چکش پایین‌ها در داخل چال و پشت سر مته قرار دارند و با افزایش طول راندمان چکش بالاها پایین می‌آید.
چكش‌هاي بادی سبک نوعي از سيستم هاي حفاري ضربه‌اي هستند كه عمدتاً براي حفر چاه‌هايي با قطر كم (تا 5 سانتيمتر) بكار برده مي‌شوند.
انرژي اين نوع چالزن‌ها توسط هواي فشرده تأمين شده و معمولاً از آنها جهت حفر چاه‌هايی با عمق كم استفاده مي‌شود. از این چالزن‌ها برای حفر معادن زیرزمینی، عملیات ساختمانی و حفر چال استفاده می‌شود.
در برخي سيستم‌ها در نوك دستگاه به جاي مته از چكش‌هاي نوک تيز و ميخ مانندي استفاده مي‌شود كه اين دستگاه‌ها را پيكور مي‌نامند و از آنها براي خرد كردن قطعات بزرگ سنگ در كارگاه‌ها استفاده می‌شود. انرژي اين نوع چالزن‌ها توسط هواي فشرده تأمين شده و معمولاً از آنها جهت حفر چاه‌هايی با عمق كم استفاده مي‌شود.
چکش‌های سنگين را كه بين 40 تا 110 كيلوگرم وزن دارند، نمي‌توان ضمن كار با دست نگهداشت و براي اين منظور از پايه‌هاي مختلف استفاده مي‌كنند. پايه‌ها در افزايش راندمان حفر چال سهم بسزايي دارند، زيرا هر چقدر قدرت پرفراتور زيادتر باشد، وزن آن نيز زيادتر و نگهداشتن آن بوسيله دست مشكل تر است. پايه‌ها را به انواع زير تقسيم مي كنند:
- پایه‌های معمولی که مطابق شكل زير، در زیر دستگاه قرار مي‌گيرند و براي حفر چال در جهات مختلف استفاده مي‌شوند.
- پایه‌های تلسکوپی که براي حفر چال‌هاي نزديك به قائم و قائم سربالا، از اين نوع پايه ها استفاده مي‌شود. اين پايه‌ها از چند ميله تشكيل شده كه به حالت تلسكوپي داخل هم قرار گرفته‌اند و طول آن قابل كم و زياد شدن است و بدين ترتيب آنها را مي توان براي تونل‌هاي با ارتفاع‌هاي مختلف به كار برد.
حفاری ضربه‌ای با دریل واگن
دريل واگن يك مته حفاري دوراني ضربه‌اي است كه از زنجير و مته چكشي براي انتقال سرمته به سمت جلو استفاده مي‌كند و كل مجموعه بر روي يك شاسي قرار مي‌گيرند. این دستگاه‌ها براي حفاري در هر نوع سنگي استفاده مي‌شوند، ولي با برقراري يك جريان هوا كه در برخي از اين مدل‌ها وجود دارد حفاري در بسترهاي داراي خاك نيز انجام پذير است. دريل واگن‌ها علاوه بر آنكه از قابليت بالاي جابجايي در نقاط مختلف كارگاه و مناطق صعب العبور برخوردار هستند، قادرند چال‌هايي با عمق تا 45 متر را نيز حفاري كنند، با اين حال معمولاً براي حفر چال‌هايي با عمق حداكثر 10 متر از آنها استفاده مي‌شود. توسط این دستگاه‌ها به راحتي مي‌توان چال‌هاي مورب نيز حفر نمود.
از دريل واگن‌های چرخ لاستيكي براي حفر چال‌هاي كم عمق با قطر 55 تا 127 ميليمتر استفاده مي‌شود. در زمين‌هاي هموار يا در شرايطي كه ماشين بايد به دفعات جابجا شود مي‌توان از انواع دریل واگن چرخ لاستيكي استفاده نمود.
از دريل واگن‌های چرخ زنجيري براي حفر چال‌هاي كم عمق با قطر 85 تا 165 ميليمتر استفاده مي‌شود. دسته‌ایی دیگر از دریل واگن‌ها که دارای بیش از یک چالزن هستند را جامبو دریل می‌نامند که در سرعت عملیات بسیار مؤثر می‌باشند و از قابلیت بالایی برای حفر تونل برخوردار هستند. در زمين‌هاي با شيب زياد و مناطق سنگلاخي بايستي از انواع چرخ زنجيري استفاده نمود.
حفاری ضربه‌ایی DHT
حفاری DTH (Down the hole drill) نوعي سيستم حفاري ضربه‌اي چرخشي است كه در آن چكش به جاي آنكه در سطح يا بازو يا پايه ماشين نصب شده باشد بلافاصله بعد از مته قرار مي‌گيرد و با مته به ته چاله مي‌رود. بر همين اساس در اين روش از اتلاف انرژي كه از طريق لوله‌ها در انواع ديگر ماشين‌هاي حفاري وجود، جلوگيري مي‌شود. اين امر موجب مي‌شود كه ماشين‌هاي مذكور توانايي حفر چال‌هاي عميق‌تر و قطورتر را داشته باشند. انتقال خرده‌های حفاري در اين روش به وسيله فشار هوا صورت مي‌پذيرد. در اين روش به دليل محدوديت اندازه چكش كه در درون چال قرار مي‌گيرد، معمولاً چال‌هاي با قطر كمتر از 10 سانتیمتر را نمی‌توان حفاري كرد. همچنین در این روش سر و صدا بسیار کم خواهد بود و ضربه‌زن که خود عامل سر و صدا می‌باشد در داخل چال قرار می‌گیرد.
