Applicazione del frantumatore idraulico nelle gallerie minerarie: selezione del modello pesante e miglioramento dell'efficienza

I lavori nelle gallerie minerarie sottopongono un demolitore idraulico alle condizioni più gravose possibili: roccia dura, spazio ristretto, ventilazione insufficiente e turni continui. Un demolitore che opera efficacemente su una banca di cava a cielo aperto funziona con un ciclo di servizio diverso in sotterraneo. Le tecniche di efficienza valide all’aperto non sono tutte applicabili sottoterra. La scelta del modello pesante e le pratiche operative ottimali per una galleria mineraria rappresentano una sfida diversa rispetto a qualsiasi altro contesto.

Selezione del Modello Pesante per Roccia Dura Sotterranea

Il vincolo del caricatore sotterraneo è diverso rispetto a quello in superficie. Un escavatore da 20 tonnellate in una cava a cielo aperto può estendere completamente il braccio e dispone di uno spazio verticale illimitato. Sottoterra, invece, il profilo della galleria determina quali macchine possono essere utilizzate. Nelle gallerie strette — spesso larghe 3–5 metri e alte 3–4 metri — il caricatore potrebbe dover essere un modello compatto da 10–15 tonnellate. Per il tunneling in roccia dura, ciò significa selezionare un frantumatore in grado di erogare la massima energia all’interno della classe di peso che la galleria consente di ospitare. Una macchina compatta da 15 tonnellate dotata di un frantumatore ad alta pressione da 155 mm, operante a 200–220 bar, trasferisce più energia di frattura nella granito duro per turno rispetto a un’unità di dimensioni maggiori che non riesce a muovere correttamente il braccio nella testata di scavo.

La ricerca cinese sulla perforazione e sull’escavazione idraulica ad impatto per tunnel in roccia dura (DHIHT) condotta dall’Università di Taiyuan ha dimostrato che la distanza tra i fori di pre-perforazione non deve superare i 0,20 metri per creare efficacemente una superficie libera davanti alla frantumazione ad impatto. Lo stesso principio si applica in qualsiasi tunnel minerario in roccia dura: la frantumazione idraulica eseguita su una fronte integra, senza pre-forature di scarico, è più lenta rispetto alla frantumazione effettuata con alcune superfici libere verso le quali operare. Combinare il perforatore e lo spezzatore come una sequenza, non come alternative.

Miglioramento dell’efficienza nel fronte di scavo

In una testata di tunnel, ogni ciclo in cui l'operatore si ferma per riposizionarsi comporta costi maggiori rispetto a quelli sostenuti su un banco di superficie, poiché la macchina dispone di meno spazio per manovrare e la fronte di scavo è più stretta. Posizionare con precisione lo scalpello all'inizio di ogni ciclo di colpo — su una fessura, un giunto o un foro già praticato — e procedere verso l'esterno partendo dalla faccia libera consente di ottenere materiale più rapidamente rispetto al colpire ripetutamente la stessa superficie compatta. Non utilizzare mai lo scalpello nello stesso punto per più di 30–60 secondi consecutivi: la punta si riscalda, la durezza diminuisce e lo strumento si arrotonda più velocemente su una superficie già resistente.

Il controllo della polvere in una testata di scavo non è opzionale. L'OSHA 29 CFR 1926.800 richiede almeno 200 CFM di aria fresca per ogni operatore nelle attività sotterranee che generano polvere. La perforazione ad acqua e la nebulizzazione d'acqua nell'area della punta riducono la polvere di silice nel punto di generazione. La carcassa chiusa del demolitore impedisce alla polvere di roccia di penetrare nel manicotto: in una galleria in roccia dura, il carico di polvere esposto è tale che la tenuta antipolvere di un demolitore di tipo aperto si deteriora significativamente più rapidamente rispetto al lavoro in cava all'aperto.

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Gallerie minerarie: sfide e adattamenti

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