Hydraulisk bergboringsdrev for kullgruver: Sikkerhets- og valgregler

En hydraulisk bergborer som opererer i en kullgruve står overfor en farekategori som enkelt og alene ikke gjelder for metallgruvedrift eller tunnelbygging: metanantennelse. Slagmekanismen genererer varme på støtfleten til stempelet og ved grensesnittet mellom skaftet og veilederbussen; det hydrauliske kretsløpet arbeider ved 160–220 bar med en varm retur-oljetemperatur; og hvis en oljespray fra en tilkoblingsfeil når en gassansamling, er brannrisikoen umiddelbar. Hver enkelt komponentvalg og hver operativ prosedyre i en hydraulisk boreanvendelse i kullgruver må vurderes mot denne bakgrunnen, ikke bare mot standardkriterier for ytelse og levetid.

Kullgruver klassifiseres også etter gassfareklassifisering – fra ikke-gassrike til svært gassrike – med tilsvarende reguleringer for utstyrskrav som varierer etter jurisdiksjon. Valgreglene i denne artikkelen gjelder spesifikt hydrauliske bergborehåndverktøy (drifters) og deres tilknyttede væskekretser, innenfor utstyrskategoriene og ikke som erstatning for stedsbestemte regelverkskrav.

Krav til eksplosjonsbeskyttet design

Brannsikker hydraulisk væske er grunnkravet for enhver underjordisk kullgruve hydraulisk krets. Standard mineralolje-hydraulisk væske er brennbar; en slangefeil som spruter mineralolje over varme overflater eller en elektrisk bue skaper en reell tenningsti. Vann-i-olje-emulsjoner (HFA-E, vanligvis 95–97 % vann med oljekonsentrat) eller vann-glykoler (HFC) er de standard brannsikre alternativene for underjordiske kullgruve-perkusjonskretser. Kompromisset: begge har lavere smøreevne enn mineralolje, noe som steller høyere krav til tettningsmaterialene og til anti-slitasjeadditivpakken i væsken.

PU-perkusjonssegl fungerar akseptabelt med emulsionar av vatn i olje ved konsentrasjonar som held seg innenfor spesifikasjon. Når emulsjonskonsentrasjonen dreg under 5% oljekonsentrat (det typiske minimumsnivået), fall smørelegheten kraftig og PU-teselar slitas raskere enn dei er konstruerte til. HNBR-segl tolererer konsentrasjonsvariasjonane betre og er foretrukne i arbeid der det er vanskeleg å halda på den nøyaktige konsentrasjonen av emulsjonen. Vattenglykolvæsker med feil glykolkonsentrasjon kan angripe standarda NBR-statiske segl (O-ringar) gjennom heving.

Spesifikasjonar for utstyr for gassfylte miljø

Operasjonstryggleik: Dei tre mest viktige prosedyrene

Inspeksjon av flytande kretsar før kvart skifte er ikkje til å diskutera i ein kolgruvemiljø der eit svikt i slang under drift skaper ei umiddelbar brannfare. Inspeksjonen omfattar: tilstand av slangen (ingen snitt, slit gjennom ytre hylle eller bulking som tyder på indre skadar), monteringsanlegg (ingen gråt ved tråde, ingen rørsle av fittings under handtrykk) og tankvæskenivå med kontroll av emulsjon eller glykolkonsentrasjon. Ein nedbrot emulsjon som ser normal ut i farge, men prøvar under 5% oljekonsentrasjon er ein forseglingsskader og brenningsrisiko samstundes.

Forhindring av blankbrand er viktigare i kullgruver enn i andre applikasjonar. Når biten mistar kontakt med steinen og perkusjonen går mot lufta, dreg avløyserkjernekloppen kontinuerleg, og produserer varme ved ventilkroppen. I vanlig gruve- og bygging er dette ein vedlikeholdsproblem; i metanmiljø er ein varm ventilkropp ein ekstra brenningsrisiko. Automatiske blokkasystem for blankbrann som stenger ut perkusjon innen 200-500 millisekunder etter å ha oppdaga ledige perkusjon gjennom trykkmønsteranalyse er standardspesifikasjon i velstyrte kolgruve-drifters.

Post-shift utblåsing og dekomprimering av slagkretsen før driftsverktøyet kobles fra, fjerner trykkfylt flammehemmende væske fra slangeseksjonene som mest sannsynlig vil bli forstyrret under skiftbytte. Å koble fra en trykkfylt slange i en gassrik driftsvei utgjør både en kontamineringsrisiko og en risiko for væskespray-brann. Prosedyren krever dekomprimering gjennom systemets konstruerte trykkavlastningsbane, ikke ved å løsne tilkoblinger under trykk.

Utvalgskriterier spesifikke for kullgruvmiljøer

Drifterdesignfunksjoner som reduserer driftsrisiko i kullgruver: lukket perkusjonskrets (returolje strømmer tilbake til tanken uten atmosfærisk eksponering, noe som minimerer oljedamp i driftsområdets atmosfære); forseglet rotasjonsmotorkarosseri med overtrykksbarriere for å forhindre at kullstøv kommer inn i leieområdet; frontspenningsvannkrets med kontrollventil for å forhindre at perkusjonsolje strømmer tilbake i vannkretsen (forurenset spenningsvann i et kullgruveområde er en sekundær fare); og anti-statisk slangebekledning på alle perkusjons- og rotasjonsslanger.

Spesifikasjon for tettningssett til gruvedriftsborere: slagsett i HNBR-blanding for kompatibilitet med HFA-E- eller HFC-væske, frontvasktetninger i PTFE-armert blanding (kjemisk inaktiv mot pH-variasjoner i gruvevann) og alle statiske O-ringar i HNBR eller FKM for kompatibilitet med vann-glykol-krets. Disse blandingsspesifikasjonene skal fremgå uttrykkelig i innkjøpsdokumentet, i stedet for å gå ut ifra «standardsett». HOVOO leverer gruvedriftsvekselaktige tettningssett for alle større borermærker, med blandingsoptioner som er verifisert for kompatibilitet med HFA-E og HFC. Fullstendige modellreferanser på hovooseal.com.