Sandvik Rock Drill: Special pentru forarea tunelurilor grele, durabilitate ridicată și productivitate

Forarea tunelurilor supune componentele burghiului pentru rocă unui regim de solicitare pe care lucrările de suprafață la bancul de lucru nu îl pot reproduce deloc. Mașina funcționează într-o galerie unde vibrațiile nu au nicio posibilitate de disipare, tijele de foraj rămân în contact cu frontul de lucru pe durata unor rotații mai lungi pe schimb, iar chiar și o mică abatere în alinierea găurii se amplifică, generând supraforare, ceea ce implică costuri reale suplimentare pentru betonarea căptușelii.

Sandvik a conceput o mare parte din strategia sa de produse din seriile HL și RD pentru a rezolva exact această problemă — nu doar pentru a foră mai rapid, ci și pentru a foră mai drept și pentru a mări intervalul dintre opririle pentru întreținere. Stabilizatorul este elementul cel mai vizibil al acestei filozofii de proiectare, dar arhitectura din spatele său este mult mai complexă decât un singur component.

Stabilizatorul: Mai mult decât un amortizor de vibrații

Sandvik echipamentează majoritatea modelelor sale de perforatoare hidraulice pentru roci cu un stabilizator hidraulic — modelele HL1060T, HL1560T, HL1560ST, RD1635CF și RD1840C sunt dotate cu acesta ca dotare standard. Funcția sa este de a menține o geometrie constantă de contact între partea de fixare (shank) și piston pe întreaga durată a ciclului de foraj, controlând astfel contactul dintre burghiul de foraj și suprafața rocii.

De ce este important acest lucru? Săritura burghiului („bit bounce”) — adică ridicarea burghiului de pe fața rocii între loviturile de impact — duce la pierderea energiei de impact și accelerează uzura neuniformă a carbidei. În granit, la o rezistență la compresiune de 250 MPa și cu o garnitură de bare de 30 de metri, săritura burghiului poate reduce transferul eficient de energie cu 15–20 % comparativ cu un contact stabil. Stabilizatorul aplică o forță hidraulică pentru a menține geometria părții de fixare (shank) stabilă, astfel încât undele de tensiune să se propage curat în rocă, în loc să se reflecte înapoi în corpul perforatorului.

Sandvik DL422i, care utilizează perforatorul de stâncă HF1560ST, înregistrează până la 10% mai mulți metri forați pe schimb în forajul automatizat de producție, în special datorită faptului că stabilizatorul și controlul automat al parametrilor lucrează împreună — perforatorul nu pierde cicluri din cauza săriturii burghiului sau a ajustărilor manuale.

Seria HL și seria RD: Arhitectură de model comparată

Proiectarea modulului de percuție al modelului HL1560ST merită menționată separat. Pistonul și manșonul distribuitor funcționează fără contact cu carcasă corpului burghiului. Un număr mai mic de suprafețe de îmbinare înseamnă un număr mai mic de căi de scurgere, iar asamblarea cu șuruburi laterale care fixează modulele corpului reduce numărul de suprafețe de etanșare care trebuie menținute sub sarcină hidraulică ciclică.

Tehnologia pistonului lung și ce modificări aduce de fapt

RD1840C de la Sandvik folosește un pachet de percuție cu piston lung, care generează o energie de impact mai mare, cu o formă de impuls diferită față de o construcție cu piston scurt. Cercetările privind mecanica forării prin percuție arată că pistonul scurt produce o energie de impact de vârf mai mare, în timp ce pistonul lung produce o formă de impuls mai optimizată — o transferare mai eficientă a energiei în rocă la fiecare lovitură, cu o tensiune de vârf redusă asupra tijei de foraj.

La diametrele găurilor de 140–178 mm în aplicațiile de găuri lungi la suprafață, concepția cu piston lung a modelului RD1840C menține efortul mecanic din tijă în limite care prelungesc în mod semnificativ durata de funcționare a tijelor T51 și GT60. Acesta este un factor important de cost de exploatare: înlocuirea șirurilor de tije pentru găuri de peste 30 de metri este scumpă, iar o formă de impuls care reduce numărul ciclurilor de oboseală la îmbinările tijelor se acumulează pe parcursul unei întregi perioade de producție.

RockPulse — disponibil ca integrare tehnologică pe echipamentele mai noi Sandvik — monitorizează în timp real unda de efort, oferind operatorului date pentru ajustarea parametrilor de foraj în funcție de condiția reală de contact cu roca. Această soluție transformă optimizarea parametrilor dintr-o presupunere într-o măsurare concretă.

Ungerea partii de fixare (shank): Pasul de întreținere care este adesea omis

Sistemul de lubrifiere a tijei circulante (CSL) de pe modelele RD1635CF și HL1560T reduce consumul de ulei de lubrifiere pentru tijă cu până la 70 % față de sistemele convenționale. Aceasta nu este doar o cifră privind costurile de exploatare — înseamnă, de asemenea, o contaminare redusă a circuitului de spălare datorită scurgerii de ulei, ceea ce are importanță atunci când presiunea apei de spălare este de 10–15 bar și trebuie menținute condiții curate în gaura de foraj.

La modelele Sandvik fără CSL, intervalele de lubrifiere a tijei și alegerea calității uleiului influențează direct uzura manșonului de ghidare și durata de viață a adaptoerului de tijă. Ungerea cu grăsime comprimată aplicată prea rar permite contactul metal-pe-metal între tijă și bușonul de ghidare în timpul fazei de rotație. Dacă este aplicată prea des, lubrifiantul în exces migrează în etanșările camerei de percuție — degradând etanșările din PU mai repede decât uzura ciclică normală.

HOVOO furnizează kituri de etanșare pentru perforatoare de rocă compatibile cu modelele din seria Sandvik HL și RD, inclusiv etanșările pentru manșonul de ghidare și inelele O pentru adaptorul de coadă, care sunt cele mai frecvent deteriorate datorită uzurii legate de lubrifiere. Referințele specifice modelelor pentru aplicațiile Sandvik sunt enumerate pe hovooseal.com.

Forajul automatizat și trecerea la funcționarea continuă

Perforatoarele de găuri lungi din seria i a Sandvik — modelul DL422i fiind cel actual în producție — sunt concepute pentru funcționare neînsoțită în timpul schimbărilor de ture. Forajul automatizat cu ventilator, repositionarea automată a brațului și operarea la distanță de la o singură consolă permit unei mine să mențină perforatorul în funcționare în timpul celor 30–45 de minute necesare schimbării echipajului, perioadă care altfel ar rămâne nefolosită.

La nivelul componentelor, acest lucru înseamnă că perforatorul de stâncă funcționează mai aproape de ciclul său teoretic de funcționare. Orele de percuție se acumulează mai rapid. Kiturile de etanșare care ar putea dura 400 de ore pe echipamentele acționate manual încep să suporte peste 500 de ore de sarcină în configurațiile automate. Alegerea compușilor pentru etanșări — PU pentru ciclarea standard și HNBR pentru zonele cu temperaturi ridicate — ținând cont de orele reale de funcționare, este mai importantă în flotele automate decât în cele operate tradițional.