المكابس الهيدروليكية للتعدين وتقطيع الحجارة: التكيّف مع الأعمال الثقيلة

ما الذي يميّز عمليات التعدين والمحاجر عن جميع تطبيقات المكابح الأخرى؟

السمة المميزة لعملية التعدين والكسارات ليست صلابة الصخور، بل هي دورة التشغيل. فمثلاً، يعمل كاسر البناء بشكل متقطع: يكسر لمدة ثلاثين ثانية، ثم يُرفع خارج الحفرة، ويُدار ويُعاد وضعه، وتتكرر هذه الدورة. ويسمح وقت التوقف بين أحداث الضربات بعودة زيت النظام الهيدروليكي إلى درجة حرارة طبيعية، وباسترخاء الختم بشكل طفيف، وتبريد المثقاب. أما كاسر المحجر الذي يعمل في مرحلة التكسير الثانوي بجانب كسارة الفك، فيعمل باستمرار على فترات تبلغ ساعتين مع أدنى حد ممكن من وقت إعادة التموضع. ونتيجة لذلك، ترتفع درجة حرارة الزيت ويبقى عند مستوى مرتفع. كما تعمل الختم بالقرب من الحد الأقصى لتحملها الحراري دون وجود فترات استرداد. أما رؤوس المثاقب فتتعرض لدورات تسخين وتبريد أسرع من التطبيقات الإنشائية، وذلك لأن الصخور أكثر صلابة، ومدة التلامس عند كل وضع تكون أطول.

والنتيجة هي أن القاطع المُحدَّد فقط بوزن الحامل وصلابة الصخور — دون أخذ دورة التشغيل في الاعتبار — سيصل إلى حدود خدمته في وقتٍ مبكِّرٍ بكثيرٍ عما تشير إليه الفترات المنشورة. وقد تُحقِّق الأختام من الدرجة الإنشائية، المصمَّمة لتدوم ١٨٠٠–٢٢٠٠ ساعة في الاستخدام العادي، عمرًا افتراضيًّا يتراوح بين ٩٠٠ و١١٠٠ ساعة فقط عند التشغيل المستمر في المحاجر. كما يقلُّ عمر إزميل القطع تناسبيًّا. وتنحرف ضغوط غاز النيتروجين في المكثِّف (الأسِّمبلر) بشكل أسرع بسبب التغيرات الحرارية المتكرِّرة. وسيكتشف المشغِّل الذي يفحص المعدات وفق جدول الصيانة الخاص بالخدمات الإنشائية، ثم يشغلها في محجر، وجود مشاكل عند منتصف كل فترة صيانة، ويسأل نفسه عن السبب.

يحدد صلادة الصخر الفئة الطاقية المطلوبة؛ بينما يحدد دورة التشغيل كيفية تحديد هذه الفئة الطاقية والحفاظ عليها. وكلا المدخلين مطلوبان. وأكثر الأخطاء شيوعًا في عملية الشراء في مجال استخراج الحجارة هو اختيار الفئة الطاقية الصحيحة بناءً على متطلبات صلادة الصخر، ثم شراء وحدة من الفئة المستخدمة في البناء ضمن تلك الفئة لأن سعرها أقل من وحدة التعدين ذات التصنيف الطاقي الاسمي نفسه. وتتطابق أرقام مواصفات كلا الوحدتين في ورقة المواصفات الفنية. لكن مواصفات مواد الأختام، وتصميم المكثِّف (الاكوومولاتور)، وسماكة جدران الغلاف تختلف بينهما. وبعد ستة أشهر من التشغيل المستمر في محجر، يصبح الفرق واضحًا في سجلات الصيانة.

أربع أنواع من الصخور — مواصفات الكسارة، والأداة، وأسلوب الضرب، وملاحظة ميدانية

ويُرتَّب الجدول من الأطراف الأقل صلادةً إلى الأكثر صلادةً، بحيث يطابق فئة الكسارة مع كل نوع من أنواع الصخور، ويُحدِّد أسلوب الضرب الذي يخطئ فيه العاملون القادمون من قطاع الإنشاءات عادةً عند التعامل مع كل نوع منها.

الكسر الثانوي بالقرب من الكسارات: التطبيق الذي يستنزف المعدات بسرعة

التكسير الثانوي — أي تقليل حجم الصخور الكبيرة جدًّا التي لا يمكنها الدخول إلى فتحة الكسارة الفكية — هو التطبيق الذي يُسرِّع اهتراء المُكسِّر أكثر من أي مهمة أخرى في المحجر تقريبًا. والأسباب تتراكم. فالمُكسِّر يعمل بدورة تشغيل عالية لأن المواد ذات الأحجام الزائدة تصل باستمرار، ولا يمكن للكسارة المضي قدمًا حتى يتم إزالة العوائق. ويؤدي المشغل عمله تحت ضغط زمني، ما يؤدي إلى اتخاذ طرق مختصرة: مثل الاحتفاظ بالموضع لفترة طويلة جدًّا على سطحٍ لا يتشقَّق، أو زيادة الضغط التنازلي بما يتجاوز القوة التشغيلية المُحدَّدة، أو السماح لشفرة التكسير بالانحراف عن الوضع الرأسي للوصول إلى صخرة كبيرة موضعها غير ملائم. وكل طريقة مختصرة تحمِّل منطقة التثبيت والبطانة الأمامية بأوضاع تُسرِّع الاهتراء بعامل يتراوح بين اثنين وثلاثة مقارنةً بالتشغيل المنضبط.

التكيف الذي يطيل عمر المُكسِّر في التكسير الثانوي هو تكيُّف موضعي: فلا ينبغي أبدًا الاقتراب من صخرة كبيرة من الأعلى بالنسبة لأعلى نقطة فيها إذا كانت الصخرة قابلة للحركة. فعندما تتحرَّك صخرة كبيرة فضفاضة عند ضربها بالضربة الأولى، فإنها تُرسل قوة جانبية إلى جذع المِثْقَب. ويكفي حدوث حمل جانبي واحد كبير ليسبِّب تآكلًا في دبوس التثبيت أكثر مما يسبِّبه يومٌ كامل من التكسير العمودي المنضبط. أما الإجراء المتسلسل فهو تثبيت الصخرة الكبيرة باستخدام الدلو قبل تشغيل المكسِّر — أي أن تأخذ ثانيتين لتثبيتها (إدخالها في مكانها بإحكام)، ثم تبدأ التكسير. ويحقِّق المشغِّلون الذين يتعلَّمون هذه الطريقة مبكرًا زيادةً في فترات استبدال المِثْقَب ودبوس التثبيت بنسبة ٤٠–٥٠٪ مقارنةً بالمشغِّلين الذين يتعاملون مع كل صخرة كبيرة كما لو كانت ثابتة في مكانها.

بالنسبة للمقالع التي تُجري عمليات التكسير الثانوي المستمرة بحجم إنتاج مرتفع، فإن الحل الأمثل على المدى الطويل هو نظام ذراع كاسرة صخور مثبت على قاعدة ثابتة فوق مدخل الكسارة، بدلاً من استخدام كاسرة مركَّبة على حفَّارٍ وتتطلَّب إعادة وضعها باستمرار. ويُصمَّم نظام القاعدة الثابتة للعمل عند دورة التشغيل المُحدَّدة له، كما أن دائرته الهيدروليكية مُصمَّمة لتشغيل مستمر، وتقوم الذراع بتثبيت الكاسرة في الوضع الصحيح أمام كل صخرة كبيرة دون الحاجة إلى إعادة توجيه المركبة الحاملة. أما الكاسرة المركَّبة على الحفَّار والمستخدمة في التكسير الثانوي فهي حلٌّ مؤقَّت يُحقِّق أداءً جيِّدًا في حالات تكرار الصخور الزائدة عن الحجم المسموح به بنسبة منخفضة إلى متوسطة، لكنها تصبح عائقًا أمام الإنتاج — ومُسرِّعةً لتآكل المعدات — عند ارتفاع معدل ظهور هذه الصخور.