Какой гидравлический отбойный молоток подходит для тоннельных строительных проектов?

Работы в тоннеле накладывают ограничения, которые при выборе оборудования для открытых площадок игнорируются

Среда тоннеля добавляет три ограничения, с которыми руководства по выбору оборудования для наземных работ никогда не учитывают. Во-первых, работа в перевёрнутом и почти перевёрнутом положении: удаление осыпающихся пород с свода тоннеля означает, что отбойный молоток воздействует на материал над несущим транспортным средством, иногда работая практически в полностью перевёрнутом положении. При работе в перевёрнутом положении стандартный отбойный молоток открытого типа выдавливает смазку для долота из передней точки смазки непосредственно на нижние уплотнения и в зазор между стволом и поршнем — смазка, предназначенная для удержания между инструментом и втулкой, вместо этого становится путём проникновения загрязняющих веществ в цилиндр. Отбойные молотки, предназначенные специально для тоннельных работ, решают эту проблему за счёт системы защиты от пыли, сертифицированной для работы в перевёрнутом положении, и поршней из нержавеющей стали, рассчитанных на коррозионную среду, характерную для только что пробитых взрывным способом тоннелей.

Во-вторых, выхлопные выбросы. В замкнутом тоннельном забое с ограниченной вентиляцией каждый дизельный самосвал напрямую ухудшает качество воздуха в забое. Нормативы по содержанию диоксида азота и окиси углерода в подземных выработках применяются в виде конкретных предельных значений в частях на миллион, которые зависят от юрисдикции, но обычно требуют продувки забоя перед повторным входом персонала после работы оборудования. Самосвалы с аккумуляторным электроприводом или гибридные электрогидравлические самосвалы полностью исключают выхлопные выбросы — это особенно важно при работах в кольцевом пространстве тоннельного щита (TBM), где вентиляция может быть минимальной, а также при строительстве метрополитенов и железнодорожных тоннелей, где экологический мониторинг осуществляется непрерывно. В-третьих, передача вибрации в недавно установленную крепь. Набрызг-бетон, нанесённый за несколько часов до следующего цикла проходки, ещё не достиг полной прочности. Удары высокой энергии от чрезмерно мощного отбойного молотка передают вибрацию в обделку и могут снизить адгезионную прочность до завершения твердения бетона.

Пять задач при проходке тоннелей — ограничения, требования к отбойному молотку и конфигурация

В таблице приведено сопоставление пяти основных задач, в которых гидравлический отбойный молот используется при проходке тоннелей, конкретных ограничений, накладываемых каждой задачей и отличающихся от условий работы на поверхности, правильной конфигурации отбойного молота и выбора инструмента, а также неочевидных вопросов спецификации, которые чаще всего упускаются из виду в руководствах по подбору оборудования для каждой задачи.

Чем тоннельный отбойный молоток отличается от стандартной модели

Не каждый компактный отбойный молоток является тоннельным. Разница заключается не в габаритах, а в инженерном решении конкретных компонентов, предназначенных для условий, которые тоннели создают постоянно, а не эпизодически. Например, тоннельная серия отбойных молотков Epiroc SB обеспечивает увеличение срока службы поршня за счёт использования нержавеющей стали (устойчивость к коррозии во влажной скальной среде), минимизирует износ посадочного места втулки благодаря применению пресс-посадочной цельной втулки, фиксируемой дополнительным штифтом вместо стандартного удерживающего устройства, а также оснащена съёмной износостойкой накладкой на корпусе, которая поглощает абразивное повреждение от контакта с тоннельными стенами и сводом без необходимости замены всего корпуса. Эти три решения устраняют конкретные виды отказов, характерные именно для эксплуатации в тоннелях, но редко встречающиеся при работе в карьерах или при демонтаже.

Интегрированное сопло для подавления пыли водой — доступно на туннельных моделях Epiroc SB и на установках BEILITE с конфигурацией подавления пыли — устраняет опасность, присущую исключительно подземным работам по разрушению пород: дыхательную кристаллическую кремнезёмную пыль. Недавно взорванная или механически разрушенная горная порода выделяет кремнезёмную пыль в концентрациях, способных достичь вредных уровней воздействия уже через несколько минут в ограниченном забое при отсутствии активного подавления пыли. Также быстро ухудшается видимость оператора, что снижает точность каждого решения по позиционированию и увеличивает время, затрачиваемое на каждый цикл проходки. Подавление пыли водой непосредственно в точке удара — а не распыление воды в воздухе в целом — является единственным эффективным методом контроля содержания кремнезёма непосредственно в источнике его образования во время разрушения.

Выбор носителя зачастую имеет большее значение, чем выбор отбойного молотка при проходке тоннелей. Компактный экскаватор с нулевым радиусом поворота задней части в диапазоне массой от 5 до 12 тонн охватывает подавляющее большинство поперечных сечений дорожных и железнодорожных тоннелей в забое. Если проект предполагает очистку колец ТПМ или выполнение работ по восстановлению через существующее сегментное кольцо, носитель должен проходить через отверстие кольца — как правило, не более 900 мм, — что полностью исключает применение традиционных экскаваторов и указывает на использование дистанционно управляемых роботов для демонтажа с гидравлическими системами на аккумуляторах. Отбойный молоток, устанавливаемый на робот для демонтажа в кольцевом пространстве вокруг ТПМ, должен подбираться с учётом гидравлической мощности робота, а не традиционного экскаватора. Это принципиально иной процесс подбора по сравнению со всеми рекомендациями, приведёнными в руководствах по выбору отбойных молотков для открытых площадок.