كيفية تحسين إنتاجية المكابح الهيدروليكية في عمليات التعدين؟

المقياس الذي غيّر طريقة تقييم المحاجر لمُكسِّرات الصخور

طوال معظم تاريخ صناعة المكسِّرات، كان الأداء يُقاس بالطن من الصخور لكل ساعة. وهو مقياس معقول — مباشرٌ وواضحٌ ويمكن مقارنته بين الآلات المختلفة. لكن المشكلة تكمن في أنه يُخفي عامل التكلفة الفعلي. فقد يُنتج مكسّران نفس الكمية بالطن لكل ساعة مع استهلاك كمياتٍ مختلفةٍ جدًّا من الوقود، وتسبّب معدلاتٍ مختلفةٍ جدًّا في تآكل الشاكوش (الشفرة)، ويتطلّبان فترات صيانة مختلفةٍ جدًّا. إذ إن مكسّرًا أسرعَ يُنهي عمر الشاكوش خلال ٤٠ ساعةٍ يكلّف أكثر لكل طنٍ مقارنةً بمكسّرٍ أبطأ قليلًا يعمل لمدة ١٢٠ ساعةً لكل شاكوش.

أصبحت تكلفة الطن الواحد بسرعة المعيار الصناعي لقياس أداء الكسارات في قطاع التعدين والمحاجر. ويؤدي التحوّل في هذا المعيار إلى تغيير العوامل التي يتم تحسينها. ففي إطار معيار الطن لكل ساعة، يكون الحل لانخفاض الإنتاجية هو استخدام كسار أكبر حجمًا. أما في إطار معيار التكلفة لكل طن، فقد يكون الحل هو تشغيل الكسارة الحالية عند ضغط التشغيل الصحيح، أو الانتقال إلى الأداة المناسبة لحجم الصخرة المحددة، أو تركيب نظام قاعدة (بيديستال) عند الكسارة لإيقاف استخدام الجرافة الأساسية لإزالة الانسدادات. وكل واحد من هذه التغييرات يكلّف أقل من شراء جهاز جديد.

في مجال التعدين، نادرًا ما يُشكِّل جهاز التكسير العامل الوحيد المقيد لإنتاج الوردية. فالمعدة الحفارة التي تقضي ٤٠ دقيقة في كل وردية في إزالة الانسدادات من الكسارة بدلًا من أداء مهام التكسير على الواجهة الأساسية تفقد نحو ١٠٪ من وقتها الإنتاجي — وبذلك تفعل ذلك في أكثر المناطق خطورةً في الموقع. والسؤال الأول الذي يجب طرحه هو تحديد ما إذا كان الضيق الإنتاجي يقع على الواجهة أم عند الكسارة، لأن الحل الخاص بكل حالةٍ من هاتين الحالتين يختلف تمامًا.

خمسة مفاتيح لزيادة الإنتاجية — الممارسة الحالية، والممارسة المحسَّنة، والمكاسب المُقاسة

يعرض الجدول أدناه الخمسة متغيرات ذات التأثير الأعلى على إنتاجية أجهزة التكسير في قطاع التعدين. ويصف عمود «المشكلة في الممارسة الحالية» ما يحدث عادةً في المواقع الفعلية، وليس ما ينبغي أن يحدث. أما عمود «الممارسة المحسَّنة» فيصف التغيير المحدد المطلوب. ويعطي عمود «المكاسب القابلة للقياس/المصدر» بيانات مستمدة من الميدان حيثما كانت متوفرة.

ما الذي يساهم فيه أسلوب تشغيل المشغِّل — وأين تنتهي فعاليته

تُعَدُّ تقنية المشغِّل إحدى أكبر مصادر التباين في إنتاجية كاسرات الصخور في قطاع التعدين، وهي في الوقت نفسه واحدة من أقل المواضيع التي تُناقَش. فباستخدام الكاسرة نفسها، والناقل نفسه، وواجهة الصخر نفسها، قد يختلف الإخراج بين مشغِّلٍ خبيرٍ وآخر غير خبيرٍ بنسبة تتراوح بين ٢٥٪ و٣٠٪ خلال نوبة عمل واحدة. ومعظم هذه الفجوة ناتجة عن تكرار إعادة التموضع. فالعامل الخبير يقرأ حجم الحجر الكبير — ويبحث عن الشقوق الطبيعية، وخطوط التصدع، والمستويات الانفصالية — ثم يضع الضربة الأولى في الموضع الذي تنتشر فيه الشقوق بكفاءةٍ أعلى ما يمكن. أما العامل غير الخبير فيثبِّت الأداة على أقرب سطح مستوٍ ويشغِّلها حتى يحدث انكسارٌ ما، وهو ما يستغرق غالبًا وقتًا أطول بكثير.

التدخل التدريبي العملي هو قاعدة الـ15–30 ثانية. فإذا كان المُكسِّر يعمل على نقطة واحدة لمدة 30 ثانية ولم يلاحظ المشغِّل أي اختراق أو شق أو غبار أو تصدع، فيجب إيقافه وإعادة تحديد موضعه. فهذه القاعدة لا تتعلَّق بالكفاءة الإنتاجية وحسب، بل إن الاستمرار في الضرب بالمطرقة على نفس النقطة يولِّد حرارة محلية شديدة (تتجاوز ٥٠٠ °م عند نقطة التلامس تحت التشغيل المستمر)، ما يؤدي إلى إزالة الطبقة الصلبة من طرف المِبرد خلال وردية واحدة فقط. أما الضربة بعد إعادة التموضع وبزاوية جديدة فتُحفِّز انتشار الكسر بدلًا من كشط السطح. وبعد إعادة التموضع، يجب ترك الماكينة تعمل دون حمل عند سرعة دوران عالية لمدة ٦٠ ثانية قبل الضربة التالية، للسماح لدرجة حرارة الزيت بالعودة إلى مستواها الطبيعي.

تتعامل القواطع ذات السرعة المتغيرة مع جزء من هذه المشكلة على مستوى المعدات. وعندما يمكن ضبط حركة القاطع، يستطيع المشغلون مطابقة التردد مع صلادة المادة — أي ترددًا عاليًا على الحجر الجيري الأقل صلادة، وتردّدًا منخفضًا على الجرانيت — دون الحاجة إلى اتخاذ قرار يدوي بإعادة تحديد الوضعية. ويؤدي ذلك إلى خفض كلٍّ من التباين بين مشغل وآخر، وكذلك كمية الحرارة الناتجة لكل طن من المادة المعالَجة. وفي العمليات التي تعمل بنوبات تتراوح مدتها بين ١٠ و١٢ ساعة في الصخور الصلبة، فإن ضبط حركة القاطع تلقائيًّا يستحق التكلفة الإضافية المفروضة، لأن مكاسب الإنتاجية تتراكم طوال فترة النوبة بأكملها، وليس فقط عندما يكون المشغل منتبهًا.

إحدى التقنيات المُحدَّدة التي لا يستخدمها مشغِّلو المحاجر بشكلٍ كافٍ باستمرار: عند مرحلة التكسير الثانوي للصخور الكبيرة الحجم، يُوصى بوضع أداة التكسير (المِبرد) بالقرب من حافة الصخرة أولاً، وليس في مركزها. فبدء العمل من الحافة يُنشئ «وجهاً حرّاً» ويساعد على انتشار الشقوق أفقياً عبر المادة، بدلاً من دفع النقطة الواحدة إلى المنتصف حيث تمتص الصخور المحيطة الطاقة. وينطبق المبدأ نفسه على الوجه الرئيسي: ابدأ كل صخرة جديدة عند مفصل طبيعي أو شقٍّ واضحٍ فيها، بدلًا من البدء عند المركز الهندسي المريح هندسيًّا. فالصخور تنكسر وفق هيكلها الداخلي. ومهمة أداة التكسير هي اكتشاف هذا الهيكل، وليس التغلب عليه.