Keskivaikea hydraulinen kallionporakone: yleiskäyttöinen rakennus- ja kaivostoimintaan

25 kW:n raskasporakoneen käyttäminen kalkkikiven tieleikkauksessa, jonka lujuus on enintään 100 MPa, ei paranna tuottavuutta. Se lisää pääomakustannuksia, kasvattaa kantajan hydraulivirtausta, kuluttaa enemmän polttoainetta metriä kohden ja kuluttaa kulutusosia nopeammin kuin muodostuma vaatii. Raskasversio on suunniteltu 200 MPa:n graniitille ja syvälle pitkärei’äiseen kaivostoimintaan – sen käyttö kalkkikivessä ei ole tehokasta, vaan ainoastaan kallista.

Keskiraskaiden porakoneiden tehoalue 12–18 kW vastaa oikein suurinta osaa kaupallisessa porauksessa tehtävää työtä: kivikkojen rintamaporaukset, rakennusten perustusten ankkurointi, maantieteknisten kallioruoppausten tekeminen, alapuolisen kaivannon kehittäminen pehmeistä keskimittaisen kovista muodostumista sekä geotekniset tutkimukset. Nämä koneet tukevat T45- ja T51-kierrejärjestelmiä, joiden avulla voidaan porata reikiä halkaisuiltaan 51–89 mm — täsmälleen sama alue, jota useimmat räjäytyskuvioissa, ankkuriasennuksissa ja tutkimusporauksissa vaaditaan. Oikean teholuokan valitseminen heti alusta on edullisempaa kuin liiallinen erityistäminen ja sen jälkeinen kulutustavaroiden liiallinen kulutus.

Mitä tehoalue 12–18 kW todellisuudessa tarjoaa

15 kW:n iskukone, joka toimii 1 800–2 200 iskua minuutissa ja jonka iskunenergia on 150–250 J, saavuttaa kivenmurtausnopeuden 1,0–1,8 m/min kalkkikivessä, jonka lujuus on 80–120 MPa. Tämä on riittävän nopeaa, jotta 10 reiän ja 5 metrin räjäytyskuviota voidaan suorittaa työvuoron aikana ja jää vielä aikaa asennukseen ja puhdistukseen. Kone vaatii 80–140 l/min:n hydraulivirtauksen paineessa 160–190 bar – tämä on hyvin sisällä 12–22 tonnin kaivinkoneen iskukytkimen piirin tuoton rajoina, johon nämä yksiköt yleensä kiinnitetään.

Pyöräytysmomentin määrittely on yhtä tärkeä kuin iskuteho keskitasoisissa käyttösovelluksissa. Hiekkakivi ja halkeillut kalkkikivi voivat lukkiutua porakärkeen pyöräytettäessä, jos momentti ei ole riittävä poistamaan porakärjen kaulukset nopeasti jokaisen suunnanvaihtoehdon yhteydessä. Keskitasoinen drifter, jonka pyöräytysmomentti on 500–800 Nm, käsittelee useimmat kallioperämuodostumat 12–18 kW -luokassa ilman lukkiutumisia. Siirrytessäsi kovempiin materiaaleihin T51-sauvoihin on varmistettava, että pyöräytysmoottori pystyy kestämään momenttivaatimukset 15 metrin pituisella sauvasarjalla – jotkut keskitasoiset laitteet eivät pysty tähän, ja tämä tarkistus tehdään valintavaiheessa, ei paikan päällä.

Keskitasoiset käyttösovellukset: Todelliset käyttötapaukset ja kantajavaatimukset

Maatutkimusporaukset ansaitsevat erityisen huomion. Kaivinkoneeseen asennettavat keskivaikean kuormitustason lisävarusteet, joissa on sauva-automatiikka, voivat porata jopa 29 metrin syvyyteen 45–64 mm:n halkaisijassa iskuporauksessa moottorituntikohtaisen iskuprosentin ollessa yli 60 % – tämä luku on huomattavasti korkeampi kuin perinteisissä erityisporakoneissa, joissa kuljetus ja asennus vievät suuremman osan ajasta. Geoteknisille yrityksille, jotka suorittavat useita pienihalkaisijaisia tutkimusohjelmia, kaivinkoneeseen asennettava 14–16 kW:n luokan lisävaruste on sekä kustannustehokkaampi että tuottavampi vuorossa kuin erillinen tutkimusporakone.

Sovittaminen kiveen: missä keskivaikea kuormitusluokka toimii ja missä se ei toimi

Muodostumat, joiden ympärille puristuslujuus (UCS) on 40–150 MPa, ovat luonnollinen alue. Alle 40 MPa: pehmeä kivituhka, heikko savi- tai liuskekivi tai ei-konsolidoitunut materiaali – mikä tahansa iskuporakone on tässä ylikäytetty; pyörivät porakärjet poraavat nopeammin ja kulumaton vähemmän. Yli 150 MPa: kestävissä tuotantokäytöissä etenemisnopeus alkaa laskea kaupallisesti kannattavan tason alapuolelle; tällöin sopiva ratkaisu on tehokas yksikkö, jonka teho on 20+ kW.

Käytännön testi: jos kohteessa porataan tuotantomittakaavassa graniittia, kvartsiittia tai kovaa basalttia, kyseessä ei ole keskitasoinen käyttöalue. Jos taas porataan kalkkikiveä, kivituhkaa, kalkkikreikkaa, kohtalaisesti sideaineella sidottua konglomeraattia tai mitä tahansa muodostumaa, jota insinööriraportti kuvailee 'kelpavana, mutta ei kovana', 12–18 kW:n yksikkö on oikein valittu. Hankkeen koko elinkaaren aikana metriä kohden laskettu kustannus on pienempi kuin joko liian suuren porakoneen, joka toimii turhaan, tai liian pienen porakoneen, joka pidentää työvuoroja.

Pyörimisvääntömomentin vaatimukset muodostuman ja poratangon koon mukaan

Pyörähtämömoottorin tekniset tiedot ovat valintayksityiskohta, joka aiheuttaa eniten odottamattomia kenttävikoja keskivaikeissa käyttösovelluksissa. T38-tangot toimivat ongelmitta 60–90 MPa:n kovuusluokan kalkkikivessä 500 Nm:n pyörähtämömomentilla. Sama porakone, joka käyttää T51-tankoja 120–150 MPa:n hiekkakivessä, jossa on savea sisältäviä halkeamia, saa pyörähtämömoottorin lukkiutumaan yhdistetyn momenttilukitusten ja iskukuorman vaikutuksesta, ellei moottorin nimellismomentti ole vähintään 800–900 Nm jatkuvassa käytössä.

Alapuolisia kehitysporakoneita käytetään niveltyillä nostokäsivarroilla, joilla on rinnakkainen pitotakyky varmistaakseen reiän suuntautumisen – kone, jolla on 180 asteen kierto ja 30 asteen kallistus, kattaa yhdellä käsivarrella 4,5 m × 4,5 m:n kallionpinnan. Näihin alustoihin asennettujen keskivaikeiden porakoneiden pyörähtämömomentin on oltava riittävän suuri käsittämään T45-järjestelmän yhdistetty kuorma sekä lisäkitka, joka aiheutuu porakairasta, joka kulkee kulmassa. Siksi pyörähtämömomentin tekniset tiedot kuuluvat valintatarkistusluetteloon iskutehon rinnalle, eikä niitä pidä pitää toissijaisena ominaisuutena.

Tiivisteen huolto sekakivuisten muodostumien keskikovassa työssä

Keskikovat porakoneet rakennus- ja siviili-insinööritöissä liikkuvat yleensä muodostumatyypeistä toiseen nopeammin kuin kaivosteollisuuden laitteet. Eräänä päivänä porataan kalkkikiveä keskimittaisella iskupaineella; seuraavana viikkona taas porataan graniittiperustaa täydellä nimellispaineella. Tämä vaihtelu aiheuttaa iskutiivisteen lämpö- ja mekaanista vaihtelua – huippukuormituskierrokset aiheuttavat suurimman väsymisen, vaikka keskimääräinen käyttöaika olisi vähäinen.

HOVOO tarjoaa tiivistesarjoja keskikoville porakoneille Epiroc RD-sarjasta, Sandvik RD520 -malleihin ja niiden vastaaviin malleihin sekä Furukawa- ja Montabert-merkkisiin keskiluokan yksiköihin; PU on standardi, ja HNBR-sovellukset ovat tarkoitettu korkeampilämpötilaisiin käyttökohteisiin. Malliviitteet osoitteessa hovooseal.com.