تطبيق المثاقب الهيدروليكية في أنفاق المناجم: مهارات اختيار النموذج الثقيل وتحسين الكفاءة

إن أعمال الحفر في الأنفاق المنجمية تعرّض المُكسِّر الهيدروليكي لأقسى الظروف الممكنة: الصخور الصلبة، والمساحات الضيقة، وسوء التهوية، والورديات المستمرة. فالمُكسِّر الذي يُستخدم في مقاطع المحاجر السطحية يعمل بدورة تشغيل مختلفة تمامًا تحت الأرض. كما أن تقنيات الكفاءة التي تُطبَّق بنجاح في الهواء الطلق لا يمكن تطبيقها جميعها في البيئات تحت الأرضية. ولذلك فإن اختيار النموذج الثقيل والممارسة التشغيلية المناسبة له في الأنفاق المنجمية تمثِّل تحديًّا مختلفًا تمامًا عما هو عليه في أي مكان آخر.

اختيار النموذج الثقيل للصخور الصلبة تحت الأرض

تختلف قيود الحامل تحت الأرض عن تلك السطحية. فحفرية سعة 20 طن على منجم سطحي تمتلك امتداداً كاملاً لذراعها ومساحة عمودية غير مقيدة. أما في البيئة تحت الأرضية، فإن مقطع النفق هو الذي يحدد الأبعاد المسموح بها. وقد تؤدي الأنفاق الضيقة — التي يتراوح عرضها عادةً بين ٣ و٥ أمتار وارتفاعها بين ٣ و٤ أمتار — إلى تحديد الحامل بآلة مدمجة سعة ١٠–١٥ طناً. وفي حالة حفر الأنفاق في الصخور الصلبة، فإن ذلك يعني اختيار جهاز كسر يُوفّر أقصى طاقة كسر ضمن الفئة الوزنية التي يسمح بها النفق. إذ توفر آلة مدمجة سعة ١٥ طناً مزودة بجهاز كسر عالي الضغط قطره ١٥٥ مم ويعمل عند ضغط ٢٠٠–٢٢٠ بار طاقة تكسير أكبر في الجرانيت الصلب لكل وردية مقارنةً بوحدة أكبر لا يمكنها تحريك ذراعها بشكل كافٍ داخل مقدمة الحفر.

أظهرت دراسة بحثية صينية أجرتها جامعة تاييوان حول الحفر والتأثير الهيدروليكي في أنفاق الصخور الصلبة (DHIHT) أن مسافة التباعد بين الثقوب المُحفورة مسبقًا يجب ألا تتجاوز ٠٫٢٠ متر لتحقيق سطح حر فعّال أمام منطقة التكسير بالتأثير. وتنطبق نفس المبدأ في أي نفق منجمي في الصخور الصلبة: فالتكسير الهيدروليكي وحده ضد الواجهة السليمة دون ثقوب إغاثة محفورة مسبقًا أبطأ من التكسير عند وجود بعض الأسطح الحرة التي يمكن العمل نحوها. ولذلك، ينبغي دمج جهاز الحفر وجهاز التكسير في تسلسل متتابع، وليس كبدائل عن بعضهما.

تحسين الكفاءة في رأس النفق

في توجيه النفق، يتسبب إيقاف المشغل في كل دورة لإعادة التموضع في تكاليف أعلى مقارنةً بالعمل على منصة سطحية، وذلك لأن الماكينة تمتلك مساحة أقل للمناورة وواجهة الحفر أضيق. ويؤدي تحديد موضع أداة الكسّارة بدقة عند بداية كل دورة ضرب — عند شق أو مفصل أو ثقب محفور — والعمل بالاتجاه الخارج من الواجهة الحرة إلى إنتاج مواد أسرع من ضرب نفس السطح الصلب مرارًا وتكرارًا. ولا يجوز أبدًا تشغيل أداة الكسّارة عند النقطة نفسها لأكثر من ٣٠–٦٠ ثانية متواصلة: فهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المثقاب، وانخفاض صلادته عند الطرف، وانحناء الأداة بشكل أسرع على سطحٍ مقاومٍ بالفعل.

التحكم في الغبار في مقدمة النفق ليس أمرًا اختياريًّا. وتشترط لوائح إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA) الواردة في البند 29 CFR 1926.800 توفير ما لا يقل عن ٢٠٠ قدم مكعب في الدقيقة (CFM) من الهواء النقي لكل عامل في العمليات تحت سطح الأرض التي تتضمَّن أنشطة تولِّد الغبار. وتُحقِّق عملية الحفر الرطبة ورشّ رذاذ الماء على منطقة المطرقة كبحًا فعّالًا لغبار السيليكا عند نقطة التوليد. كما أن الغلاف المغلق المحيط بالمطرقة يمنع دخول غبار الصخور إلى البطانة — وفي الأنفاق الحجرية الصلبة، يكون تركيز الغبار المكشوف مرتفعًا لدرجة أن ختم الغبار الخاص بالمطارق المفتوحة يتآكل بشكلٍ ملحوظٍ أسرع مما هو عليه في أعمال المحاجر المفتوحة.

توفر شركتا HOVOO وHOUFU طقم الختم المعتمَد للاستخدام في المناجم والأنفاق، والذي يتم استبداله كل ٤٠٠ ساعة، ويحتوي على حاجز لاستبعاد الغبار مصنوع من مادة بوليمر التفلون (PTFE)، وذلك لكلا النوعين: مطارق BEILITE والمطارق العاملة على المنصات الرئيسية. لمزيد من التفاصيل، يُرجى زيارة الرابط: https://www.hovooseal.com/

المناجم والأنفاق: التحديات والتكيف معها

مثقب هيدروليكي لأنفاق المناجم | مثقب ثقيل للتعدين تحت الأرض | كفاءة كسر الصخور الصلبة في الأنفاق | تشغيل المثاقب في المساحات الضيقة | HOVOO | HOUFU | hovooseal.com