Perforatorul Hidraulic pentru Minele de Cărbune: Reguli de Siguranță și Selecție

Un perforator hidraulic pentru roci care funcționează într-o mină de cărbune se confruntă cu o categorie de pericol care nu este aplicabilă în mod simplu exploatărilor de metale sau în construcția tunelurilor: aprinderea metanului. Mecanismul de percusie generează căldură la suprafața de lovire a pistonului și la interfața dintre bucșa de ghidare și partea de fixare (shank); circuitul hidraulic funcționează la o presiune de 160–220 bar, iar temperatura uleiului returnat este ridicată; în plus, dacă un jet de ulei rezultat din defectarea unei racorduri ajunge într-o zonă cu acumulare de gaz, riscul de incendiu este imediat. Fiecare componentă selectată și fiecare procedură operațională în cadrul unei aplicații de perforator hidraulic în minele de cărbune trebuie evaluată în această perspectivă, nu doar în raport cu criteriile standard de performanță și durată de viață.

Minele de cărbune sunt, de asemenea, clasificate în funcție de clasificarea riscului de gaze — de la nepericuloase din punct de vedere al gazelor până la extrem de periculoase — cu cerințe reglementare corespunzătoare privind specificațiile echipamentelor, care variază în funcție de jurisdicție. Regulile de selecție prezentate în acest articol se aplică în mod specific perforatoarelor hidraulice pentru forajul în rocă și circuitelor lor asociate de fluide, în cadrul categoriei de echipamente, și nu înlocuiesc conformitatea cu reglementările specifice locului de muncă.

Cerințe privind proiectarea antiexplozivă

Lichidul hidraulic rezistent la foc este cerința de bază pentru orice circuit hidraulic din minele subterane de cărbune. Lichidul hidraulic obișnuit pe bază de ulei mineral este inflamabil; o defecțiune a unei conducte care pulverizează ulei mineral peste suprafețe fierbinți sau peste un arc electric creează o cale reală de aprindere. Emulsiile de apă în ulei (HFA-E, în mod tipic 95–97% apă cu concentrat de ulei) sau glicolii pe bază de apă (HFC) sunt alternativele standard rezistente la foc pentru circuitele de percuție din minele subterane de cărbune. Compromisul: ambele au o lubrifiere mai scăzută decât uleiul mineral, ceea ce impune cerințe mai mari asupra materialelor de etanșare și asupra pachetului de aditivi anti-uzură din lichid.

Sigiliile din PU pentru percuție funcționează acceptabil cu emulsiile de apă în ulei, la concentrații menținute în limitele specificațiilor. Când concentrația emulsiei scade sub 5 % concentrat de ulei (valoarea minimă obișnuită), lubrifierea scade brusc și sigiliile din PU se uzură mai rapid decât durata lor de viață proiectată. Sigiliile din HNBR tolerează mai bine variațiile de concentrație și sunt preferate în operațiunile în care menținerea exactă a concentrației emulsiei este dificilă. Lichidele pe bază de glicol-apa, la o concentrație incorectă de glicol, pot ataca sigiliile statice standard din NBR ( Aneluri O ) prin umflare — compușii FKM sau HNBR Anelul O sunt specificați pentru circuitele cu lichide pe bază de glicol-apa, în locul NBR standard.

Specificații ale echipamentelor pentru medii cu gaze

Siguranță operațională: Cele trei proceduri care contează cel mai mult

Inspectarea circuitului de fluid înainte de fiecare schimb este obligatorie într-un mediu de mină de cărbune, unde o defecțiune a furtunului în timpul funcționării creează imediat un pericol de incendiu. Inspectia acoperă: starea furtunului (fără tăieturi, uzură prin abraziune a învelișului exterior sau umflături care indică deteriorarea internă), conexiunile racordurilor (fără scurgeri la îmbinările filetate, fără mișcare a racordurilor sub presiunea mâinii) și nivelul lichidului din rezervor, împreună cu verificarea concentrației emulsiei sau a glicolului. O emulsie degradată care pare normală ca culoare, dar care are o concentrație de ulei sub 5 % la testare, reprezintă simultan un risc de deteriorare a etanșărilor și un risc de aprindere.

Prevenirea declanșării în gol este mai importantă în minele de cărbune decât în alte aplicații. Când burghiul pierde contactul cu roca și percuția funcționează în aer liber, supapa de siguranță a circuitului de percuție se activează continuu, generând căldură în corpul supapei. În mineritul și construcțiile standard, aceasta reprezintă o problemă de întreținere; într-un mediu cu metan, un corp de supapă încălzit constituie un risc suplimentar de aprindere. Sistemele automate de întrerupere a declanșării în gol — care opresc percuția în termen de 200–500 milisecunde după detectarea percuției neîncărcate, pe baza analizei modelului de presiune — sunt specificații standard în configurațiile bine gestionate ale drifterilor din minele de cărbune.

Curățarea și decompresia circuitului de percuție după schimb, înainte ca perforatorul să fie deconectat, elimină lichidul rezistent la foc aflat sub presiune din secțiunile de furtun care sunt cele mai susceptibile de a fi perturbate în timpul schimbului de echipă. Deconectarea unui furtun aflat sub presiune într-o galerie cu gaze reprezintă atât un risc de contaminare, cât și un risc de incendiu datorită pulverizării lichidului. Procedura necesită decompresarea prin calea de evacuare proiectată a sistemului, nu prin slăbirea racordurilor aflate sub presiune.

Criterii de selecție specifice mediilor din minele de cărbune

Caracteristici ale designului Drifter care reduc riscul de operare în minele de cărbune: circuit de percuție închis (uleiul de retur se reîntoarce în rezervor fără expunere la atmosferă, minimizând formarea de aerosoli de ulei în atmosfera galeriei); carcasă etanșată a motorului de rotație cu barieră de presiune pozitivă pentru a preveni pătrunderea prafului de cărbune în zona rulmenților; circuit de apă de spălare pentru broșa frontală echipat cu supapă de sens unic pentru a împiedica refluxul uleiului de percuție în circuitul de spălare (apa de spălare contaminată dintr-o galerie de cărbune constituie un pericol secundar); și înveliș antistatic pentru toate furtunurile de percuție și rotație.

Specificații kit etanșare pentru perforatoarele din minele de cărbune: kituri de percuție în compus HNBR pentru compatibilitate cu fluidele HFA-E sau HFC, etanșări cu spălare frontală în compus cu sprijin PTFE (chimic inerte la variația pH-ului apei din mină) și toate garniturile statice tip O-ring în HNBR sau FKM pentru compatibilitate cu circuitul de glicol apoasă. Aceste specificații ale compusului trebuie să apară explicit în documentul de achiziție, nu trebuie să se bazeze pe opțiunea implicită „kit standard”. HOVOO furnizează produse adecvate pentru minele de cărbune seturi de Sigiliere pentru toate principalele mărci de perforatoare, cu opțiuni de compus verificate pentru compatibilitatea cu HFA-E și HFC. Referințe complete ale modelelor la hovooseal.com.