لماذا تفشل أختام معدات الحفر الصخري بشكل أسرع في مواقع التعدين المرتفعة الارتفاع؟

عند ارتفاع ٤٢٠٠ متر فوق مستوى سطح البحر — وهو ما يعادل تقريبًا الارتفاع التشغيلي لعدة مناجم نحاس وذهب في جبال الأنديز ببيرو وتشيلي — تكون الضغط الجوي ٦١٪ من قيمته عند مستوى سطح البحر. ويؤثر هذا الانخفاض في الضغط على المثقاب الهيدروليكي الصخري بثلاث طرق تتضافر لتسرّع من فشل الأختام: انخفاض كفاءة تبريد ماء الغسل، وزيادة خطر امتزاج الهواء بالزيت الهيدروليكي، وضعف تبدد الحرارة من جميع أسطح الدائرة المعرّضة للهواء المحيط. ولا يكون أيٌّ من هذه التأثيرات كبيرًا بمعزلٍ عن الآخر. لكنها مجتمعةً ترفع درجة حرارة الحفر percussive بمقدار ١٢–١٨°م فوق ما يولّده نفس المثقاب عند ارتفاع ١٠٠٠ متر، وهي درجة كافية لتحريك مركب البولي يوريثان (PU) ذي صلابة شور ٩٠ إلى نطاق الشيخوخة المتسارعة فوق درجة حرارة العودة المثلى له والبالغة ٧٨°م.

تعمل منجم أنتامينا في منطقة أنكاش ببيرو (على ارتفاع ٤٣٠٠ متر) بأجهزة الحفر الدورانية من شركة أطلس كوبكو في صخور السكارن النحاسية-الزنكية ذات مقاومة الضغط الوحيدة (UCS) بين ١٤٠ و١٨٠ ميغاباسكال. وقد لاحظ مهندسو الصيانة هناك أن عمر الختم percussive يقل بنسبة ١٨–٢٢٪ مقارنةً بنفس طرازات الماكينات العاملة في المناجم تحت الأرض في النرويج عند مستوى سطح البحر — بعد ضبط عوامل صلادة التكوين والضغط التشغيلي. والآلية الرئيسية التي حددوها هي أن انخفاض كثافة الهواء عند الارتفاعات العالية يؤدي إلى انخفاض كفاءة تبريد الدائرة الهيدروليكية بالهواء القسري بنسبة ٣٥–٤٠٪، كما أن نظام التحكم الحراري في الماكينة لم يكن يعوّض هذا الانخفاض بشكل كافٍ. أما الحل الذي تم اتخاذه فهو إعادة معايرة صمام التفريغ الخاص بمبرد الزيت ليُفعَّل عند درجة حرارة أقل — ما خفض درجة حرارة زيت الإرجاع من ٨٦°م إلى ٧٨°م — وبذلك عاد عمر الختم ليقترب من الأداء عند مستوى سطح البحر بنسبة فرق لا تتجاوز ٨٪.

تعديلات إدارة الختم في المناطق المرتفعة

تصحيح نقطة ضبط التفريغ الجانبي للمبرد وفق الارتفاع لا يكلِّف شيئًا سوى وقت مهندس الصيانة لضبط الترموستات. أما تجاهُل هذا التصحيح فيؤدي إلى فقدان ١٨–٢٢٪ من عمر خدمة الحشوات في كل دورة استبدال طوال عمر التشغيل الآلي. وتوفِّر شركة HOVOO عوامل التصحيح الخاصة بالارتفاع لكلٍّ من الإدارة الحرارية الهيدروليكية وتعديل فترات صيانة الحشوات في عمليات المناجم في أمريكا الجنوبية. ويمكن الاطلاع على جميع المراجع على الموقع الإلكتروني hovooseal.com.