חפירה כרייה וחפירת מנהרות: מדריך יישום מלא למקדחות הידראוליות לסלע

חפירת מכרות וחפירת תעלות משתמשות בציוד הידראולי דומה, אך ממקמות אותו בסביבות פעילות שמהוות במובן מהותי — וההבדלים הסביבתיים האלה מתפשטים על כל החלטה של תחזוקה ובחר ציוד. בחפירת מכרות משטח, מתקן החפירה פועל באוויר הפתוח, עם גישה ישירה לתיקון ושירות, תנאי קרקע יחסית יציבים, ודפוסי חורים שחוזרים על עצמם לאורך המדרגה. בחפירת תעלות, מתקן 'ג'אמבו' פועל במרחב מצומצם, באוויר שיכול להכיל אדים ואבק סלע עדין, מול חזית שמשנה את הגאולוגיה שלה בכל מחזור, ללא אפשרות להוציא את המתקן לצורך שירות כל עוד לא מתרחשת תקלה חמורה.

ההבנה אילו פרמטרים חשובים בכל סביבה — ואילו מאפייני המנגנון ('דריפטר') נוצרו כדי להתמודד עימם — היא מה שמפריד בין בחירת ציוד שנעשית על סמך דף مواصفות לבין בחירה שנעשית על סמך ידע ביישום.

חפירה שטחית באמצעות קידוח: קצב הייצור כמשתנה העיקרי

קידוח סוללות שטחיות לכריה בפיט פתוח ולמחצבות מודד את הביצועים במטריקה דומיננטית אחת: מטרים מקודחים לכל שעה של פעילות לאורך מחזור המשמרת המלא, כולל העברת המתקן למיקום חדש, החלפת מוטות ותחזוקת ציר הקידוח. כל דבר אחר — צריכה של דלק, תקופת תחזוקה, יעילות ציר הקידוח — נמדד ביחס לייצור הראשי הזה.

המתקן לקידוח ארוך-חורים Sandvik DL422i מדליף עד 10% יותר מטרים מקודחים למשמרת בקידוח ייצור אוטומטי, הודות למערכת המאוזנת של המניע HF1560ST שמונעת את רעידת הראש ומעגל הבקרה האוטומטי על הפרמטרים שמعدل את לחץ הקולב באופן רגעי בהתאם לשינוי ברמת הקשיחות של הסלע לאורך הסוללה. עבור קידוח סוללות שטחיות בקוטר 140–178 מ"מ, צורת גל הקולב באורך-מ Piston RD1840C מייצרת גלי מתח התואמים טוב יותר את אורך המוט וגודל הראש בהשוואה לגלי הקולב הקצרים והמרובים בתדר של מערכות מניע לכריה תת-קרקעית.

בחירת מערכת החריצים לעבודת שטח מתבצעת בהתאם לקשיחות הצורה: R25/T38 לעבודה קלה בצורות רכות, T45 לסידן קשה בינוני וסנדסטון, T51/GT60 לייצור גרניט ובזלת קשים. אי התאמה של מערכת החריצים — למשל שימוש במקלות קלים מסוג T38 בגרניט קשה — גורמת לבלאי מואץ של החריצים שמעל על היתרונות בייצור הנובעים מהמשקל הקל יותר של המקל.

חפירה תחת אדמה: זמן מחזור ומגבלות מקום

בחפירה תחת אדמה — בעת חציבה של קטעי פנים, חתכים ציריים והגבהות — מחזור החפירה הוא חלק אחד בסדרה הכוללת גם טעינה, פיצוץ, שדרוג אוויר, הסרה של סלעים (מוקינג) וניקוי קירות המנהרה (סקאלינג). מהירות המניע נקבעת על ידי מחזור זה, ולא מותאמת באופן עצמאי. מה שחשוב הוא האמינות לאורך כל משמרת, וכן היכולת להתייצב מחדש במהירות בין חורים לחפירה ללא נזק למודול הפעימה.

ה- COP MD20 של Epiroc נוצר במיוחד עבור דפוס הפעולה הזה: התנגדות משופרת שלו לפגיעה חופשית (free-hammering) במהלך 재הצבה — כאשר פעולת הפגיעה פועלת אך הקצה עדיין לא נמצא במגע עם הסלע — מפחיתה את כשלים במעטפת שנגרמו בדורות הקודמים בשל סדרת ההפעלות החוזרות של התחנה/עצירה בזמן ההצבה. מקבצי חפירה תת-קרקעיים ליצירת תחנות בדרך כלל עובדים 6–8 שעות של פגיעה אמיתית לכל משמרת; שאר הזמן משמש להצבה מחדש, טעינה ותחזוקה. דריפטר המטפל היטב בשלב ההצבה מחדש שומר על אורך חיים של פעולת הפגיעה גם בשיעור ניצול גבוה של המשמרות.

חפירה לבניית מנהרות: דיוק בגאומטריה ובעיצוב הפיצוץ

בניית מנהרות לכבישים, מסילות ברזל ותשתית תת-קרקעית יוצרת אילוץ שלא מתמקד בו באופן דומה הן בכריה משטחית והן בכריית סלעים תת-קרקעית: דיוק תבנית החורים קובע את גאומטריית הפיצוץ, אשר קובעת את פרופיל המנהרה, אשר קובע את כמות החריצה המופרזת שדורשת מילוי בבלוקון או בבלוקון ניפוץ. תבנית חוריות שבה כל חור סוטה ב-150 מ"מ מהמיקום המתוכנן עלולה להוסיף נפח מדיד של חריצה מופרזת בכל סיבוב — ובעלות הבנייה של מנהרות, חריצה מופרזת זו יקרה מאוד.

יישור מסגרת האכילה הוא קריטי בפריצה כי אותו מכונה לנקב (ג'אמבו) נוקב את כל פנים החפירה, הכוללת 50–150 נקבים בכל סיבוב, וכל שגיאה מתוכננת במיקום הזרוע מתחזקת לאורך כל הנקבים. טכנולוגיית מדידה בזמן ניקוב (MWD), הזמינה במכונות ג'אמבו מודרניות של יצרנים מרובים, רושמת את לחץ ההדיפה, לחץ האכילה ולחץ הסיבוב לאורך כל נקב — ויוצרת יומן המזהה שינויים באדמה ומציין נקבים שבהם סטיית הפרמטרים מעידה על בעיה. הפלטפורמה iSure של Sandvik משתמשת בנתונים אלו לנווט בתהליך חפירה עם צורת פריצה אידיאלית (PERFECT SHAPE), ומציגה גרפית את פנים החפירה, וכן מאשרת את תוכנית הניקוב לפני כל סיבוב.

השוואת יישומים: פרמטרי בחירה מרכזיים לפי הקשר

מערכות שטיפה: היכן שהכרה משטחית והנחת מנהרות נבדלות ביותר

שטיפת הקדח – הסרת פירורים סלעיים וקירור הראש – מתבצעת באופן שונה בין שלושת סוגי היישומים. בכרה משטחית משתמשים באוויר דחוס או באבקת מים-אוויר; בכרה תת-קרקעית והנחת מנהרות משתמשים בדרך כלל בשטיפת מים בלחץ של 10–25 בר. לחץ השטיפה ואיכות המים משפיעים על תחזוקת הדריפטר יותר מאשר מרבית המפעילים מבינים.

שטיפת מים בפריצה של מנהרות מסייעת להסרת אבקת סלע עדינה, ולפעמים גם תכולה מינרלית מוגברת מהשכבה. כאשר שסתום הבדיקה במעגל השטיפה נכשל — או כאשר החותמות של קופסת השטיפה נישאות — המים האלה זורמים לאחור למעגל ההדפדה, מזהמים את שמן ההידראוליקה ומביאים לדרוס חותמות ההדפדה בהרבה יותר מהר מאשר בדריסה אבразיבית רגילה. פרקי הזמן לבדיקת החותמות ביישומים של פריצה במנהרות צריכים להיות קצובים ב-350–400 שעות הדפדה, ולא ב-450–500 שעות כפי שנהוג ביישומים יבשים על פני השטח. HOVOO מספקת ערכות חותמות לדרייפטרים המשמשים בכל אחד משלושת סוגי היישומים — על פני השטח, תת-קרקעיים ומנהרות — ובחרת החומר מתבצעת בהתאם לטמפרטורת הפעולה לסביבת הנוזלים. הפניות מלאות באתר hovooseal.com.