Forajul în exploatarea minieră și forajul în tuneluri: ghid complet de aplicații pentru perforatoarele hidraulice pentru stâncă

Forajul în exploatarea minieră și forajul în tuneluri folosesc echipamente hidraulic similare, dar le plasează în medii de operare care diferă fundamental — iar aceste diferențe de mediu se propagă în fiecare decizie privind întreținerea și selecția echipamentelor. În exploatarea minieră la suprafață, o instalație de foraj funcționează în aer liber, cu acces direct pentru întreținere, condiții relativ stabile ale terenului și modele de găuri care se repetă pe o bancă. În forajul tunelurilor, un jumbo lucrează într-un spațiu închis, într-un aer care poate conține gaze nocive și praf fin de rocă, împotriva unei fețe care își schimbă geologia la fiecare tură, fără posibilitatea de a scoate instalația pentru orice intervenție mai puțin o defecțiune majoră.

Înțelegerea parametrilor care contează în fiecare mediu — și a caracteristicilor drifter-ului care au fost concepute pentru a răspunde acestor parametri — este ceea ce distinge o selecție a echipamentelor realizată pe baza unei fișe tehnice de una realizată pe baza cunoștințelor aplicative.

Forajul în Exploatarea Minieră la Suprafață: Rata de producție ca variabilă principală

Forajul de suprafață pe bancuri pentru exploatările miniere în carieră și pentru lucrări de carieră evaluează performanța după un singur indicator dominant: metri forați pe oră de funcționare, pe întreaga durată a schimbului, inclusiv repositionarea, schimbarea barelor și întreținerea tijelor de foraj. Toate celelalte aspecte — consumul de combustibil, intervalul de întreținere, economia șirului de foraj — sunt evaluate în raport cu această producție principală.

Drilul de producție Sandvik DL422i pentru găuri lungi înregistrează până la 10% mai mulți metri forați pe schimb în forajul automatizat de producție, datorită sistemului de stabilizare al drifter-ului HF1560ST, care elimină săritura burghiului, și buclei automate de control al parametrilor, care reglează în timp real presiunea de percuție în funcție de variația durității formatiunii pe banc. Pentru lucrările de suprafață pe bancuri, în diametre de 140–178 mm, forma impulsului de percuție cu piston lung din RD1840C generează unde de tensiune mai bine adaptate lungimii tijei și dimensiunii burghiului decât impulsurile mai scurte și de frecvență mai ridicată provenite de la concepțiile de drifter subterane.

Selectarea sistemului de filet pentru lucrul la suprafață se face în funcție de duritatea formațiunii: R25/T38 pentru lucrări ușoare în formațiuni moi, T45 pentru calcar și gresie de duritate medie, T51/GT60 pentru producția de granit și bazalt dur. Nepotrivirea sistemului de filet — utilizarea tijelor ușoare T38 în granit dur — conduce la o uzură accelerată a filetelor care depășește beneficiul de productivitate obținut datorită masei mai mici a șirului de tije.

Forajul în exploatările miniere subterane: Timpul de ciclu și constrângerile de spațiu

În dezvoltarea subterană — realizarea galeriilor, secțiunilor transversale și a ridicărilor — ciclul de foraj reprezintă o etapă dintr-o succesiune care include, de asemenea, încărcarea explozibililor, detonarea, ventilarea, îndepărtarea sterilității și spălarea pereților galeriei. Viteza drifter-ului este limitată de acest ciclu, nu este optimizată independent. Ceea ce contează este fiabilitatea pe întreaga perioadă de lucru (schimb) și capacitatea de a reveni rapid în poziția de foraj pentru fiecare gaură, fără a deteriora modulul de percusie.

COP MD20 al Epiroc a fost proiectat în mod special pentru acest regim de funcționare: rezistența îmbunătățită la bătătura liberă în timpul re-poziționării—când percuția este activă, dar burghiul nu este încă în contact cu rocă—reduce defecțiunile cauzate de solicitarea carcasei, care afectau generațiile anterioare în cadrul secvenței repetitive de pornire/oprire din timpul poziționării. Jumbo-urile subterane pentru lucrări de dezvoltare funcționează, în mod tipic, 6–8 ore pe schimb în regim real de percuție; restul timpului este alocat re-poziționării, încărcării și întreținerii. Un drifter care gestionează eficient faza de re-poziționare își menține durata de viață în regim de percuție chiar și la un grad ridicat de utilizare a schimbului.

Forajul în construcția tunelurilor: Precizie geometrică și proiectare a exploziei

Construcția tunelurilor pentru drumuri, căi ferate și infrastructură subterană adaugă o constrângere pe care nici extracția de suprafață, nici extracția subterană a minereurilor nu o evidențiază în aceeași măsură: precizia modelului de găuri determină geometria exploziei, care la rândul său determină profilul tunelului, iar acesta determină volumul de supraexcavare care necesită umplere cu beton sau beton proiectat. Un model de foraj în care găurile individuale deviază cu 150 mm față de poziția proiectată poate adăuga un volum măsurabil de supraexcavare pe rundă — iar, având în vedere costurile construcției tunelurilor, această supraexcavare este costisitoare.

Alinierea cadrelor de alimentare este esențială în forajul de tuneluri, deoarece aceeași instalație jumbo forază un întreg model de față, compus din 50–150 de găuri pe rundă, iar orice eroare sistematică de poziționare a brațului se acumulează în toate găurile. Tehnologia de măsurare în timpul forajului (MWD), disponibilă pe instalațiile jumbo moderne ale mai multor producători, înregistrează presiunea de percuție, presiunea de alimentare și presiunea de rotație pe întreaga lungime a fiecărei găuri, generând un jurnal care identifică modificările în formățiune și evidențiază găurile în care deviația parametrilor sugerează o problemă. Platforma iSure de la Sandvik folosește aceste date pentru navigarea tunelurilor PERFECT SHAPE, oferind o reprezentare grafică a feței de foraj și verificarea planului de foraj înainte de fiecare rundă.

Comparație de aplicații: Parametri cheie de selecție în funcție de context

Sisteme de spălare: unde extracția în exploatările de suprafață și forajul în tunele diferă cel mai mult

Spălarea găurii — eliminarea detritusului rocos și răcirea burghiului — se realizează în mod diferit în cele trei tipuri de aplicații. În exploatările de suprafață se folosește aer comprimat sau un amestec de apă și aer; în exploatările subterane și în forajul de tunele se utilizează, de obicei, spălarea cu apă la o presiune de 10–25 bar. Presiunea de spălare și calitatea apei au un impact mai mare asupra întreținerii drifter-ului decât își dau seama majoritatea operatorilor.

Spălarea cu apă în forajul de tunel transportă praf fin de rocă și uneori un conținut mineral crescut provenit din formatiune. Când supapa de reținere a circuitului de spălare cedează sau când etanșările cutiei de spălare sunt uzate, această apă migrează înapoi în circuitul de percuție, contaminând uleiul hidraulic și degradând etanșările de percuție mult mai repede decât uzura abrazivă normală. Intervalele de inspecție a etanșărilor în aplicațiile de tunelizare trebuie stabilite la 350–400 de ore de percuție, în loc de 450–500 de ore, care este valoarea obișnuită în forajul de suprafață uscat. HOVOO furnizează kituri de etanșări pentru modelele de drifter utilizate în toate cele trei tipuri de aplicații — suprafață, subteran și tunel — selecția compusului fiind ghidată de temperatura de funcționare și de mediul fluid. Referințe complete pe hovooseal.com.