สว่านเจาะหินไฮดรอลิกสำหรับเหมืองถ่านหิน: หลักเกณฑ์ด้านความปลอดภัยและการเลือกใช้งาน

เครื่องเจาะหินไฮดรอลิกที่ใช้งานในเหมืองถ่านหินต้องเผชิญกับประเภทของอันตรายที่ไม่เกิดขึ้นในการทำเหมืองโลหะหรือการก่อสร้างอุโมงค์เลย นั่นคือความเสี่ยงจากการจุดระเบิดก๊าซมีเทน กลไกการตี (percussion mechanism) สร้างความร้อนที่บริเวณพื้นผิวที่ลูกสูบกระทบ และที่บริเวณรอยต่อระหว่างปลอกนำทางกับส่วนปลายของแท่งเจาะ (shank-guide bushing interface) วงจรไฮดรอลิกทำงานภายใต้แรงดัน 160–220 บาร์ โดยน้ำมันที่ไหลกลับมามีอุณหภูมิสูงขึ้น และหากน้ำมันพ่นออกมาจากข้อต่อที่เสียหายไปตกอยู่ในบริเวณที่มีการสะสมของก๊าซ มีความเสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ทันที ดังนั้น การเลือกใช้ชิ้นส่วนทุกชนิดและขั้นตอนการปฏิบัติงานทั้งหมดสำหรับเครื่องเจาะหินไฮดรอลิกในเหมืองถ่านหิน จำเป็นต้องประเมินภายใต้เงื่อนไขพื้นฐานนี้เป็นหลัก ไม่ใช่เพียงแค่พิจารณาตามเกณฑ์มาตรฐานด้านประสิทธิภาพและการใช้งานตามอายุการใช้งานเท่านั้น

เหมืองถ่านหินยังจัดหมวดหมู่ตามระดับความเสี่ยงจากก๊าซ — ตั้งแต่ไม่มีก๊าซจนถึงมีก๊าซสูงมาก — ซึ่งมีข้อกำหนดด้านกฎระเบียบสำหรับข้อกำหนดของอุปกรณ์ที่แตกต่างกันไปตามเขตอำนาจของแต่ละพื้นที่ กฎการเลือกที่ระบุในบทความนี้ใช้เฉพาะกับเครื่องเจาะหินแบบไฮดรอลิก (hydraulic rock drill drifters) และวงจรของเหลวที่เกี่ยวข้องกับเครื่องเจาะเหล่านั้น ภายใต้หมวดหมู่ของอุปกรณ์เท่านั้น ไม่ใช่เพื่อแทนการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เฉพาะเจาะจงต่อสถานที่

ข้อกำหนดด้านการออกแบบป้องกันการระเบิด

ของเหลวไฮดรอลิกที่ทนไฟเป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับวงจรไฮดรอลิกใด ๆ ที่ใช้ในเหมืองถ่านหินใต้ดิน ของเหลวไฮดรอลิกชนิดน้ำมันแร่มาตรฐานมีความติดไฟได้; หากเกิดการรั่วซึมของท่อน้ำมันและน้ำมันแร่พ่นออกมากระทบพื้นผิวร้อนจัด หรือเกิดอาร์กไฟฟ้า อาจก่อให้เกิดเส้นทางการจุดติดที่แท้จริง สารผสมอิมัลชันน้ำในน้ำมัน (HFA-E ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยน้ำ 95–97% และสารเข้มข้นจากน้ำมัน) หรือสารละลายน้ำกับไกลคอล (HFC) เป็นทางเลือกที่ทนไฟมาตรฐานสำหรับวงจรไฮดรอลิกแบบเคาะ (percussion circuits) ที่ใช้ในเหมืองถ่านหินใต้ดิน ข้อแลกเปลี่ยนที่เกิดขึ้นคือ ทั้งสองชนิดมีสมบัติหล่อลื่นต่ำกว่าน้ำมันแร่ ซึ่งส่งผลให้วัสดุซีลและสารเติมแต่งป้องกันการสึกหรอในของเหลวต้องมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

ซีลแบบตีด้วยวัสดุ PU ให้สมรรถนะที่ยอมรับได้กับอิมัลชันน้ำในน้ำมัน ที่มีความเข้มข้นคงที่อยู่ภายในเกณฑ์ที่กำหนด อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของอิมัลชันลดลงต่ำกว่า 5% ของสารเข้มข้นน้ำมัน (ซึ่งเป็นค่าต่ำสุดทั่วไป) ความสามารถในการหล่อลื่นจะลดลงอย่างมาก และซีล PU จะสึกหรอเร็วกว่าอายุการใช้งานตามการออกแบบ HNBR ซีลมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นได้ดีกว่า จึงเป็นที่แนะนำสำหรับการใช้งานที่ควบคุมความเข้มข้นของอิมัลชันให้คงที่ได้ยาก ของเหลวชนิดน้ำ-ไกลโคล (Water glycol) ที่มีความเข้มข้นของไกลโคลไม่เหมาะสมอาจทำลายซีลแบบนิ่งมาตรฐาน NBR (O-rings) ผ่านกระบวนการบวม — ดังนั้น จึงกำหนดให้ใช้สารประกอบ O-ring ชนิด FKM หรือ HNBR แทนซีล NBR มาตรฐานในวงจรน้ำ-ไกลโคล

ข้อกำหนดด้านอุปกรณ์สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซไวไฟ

ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน: สามขั้นตอนที่สำคัญที่สุด

การตรวจสอบวงจรของของเหลวก่อนเริ่มกะแต่ละรอบเป็นสิ่งที่ไม่อาจละเลยได้ในสภาพแวดล้อมของเหมืองถ่านหิน เนื่องจากการแตกของสายยางระหว่างการปฏิบัติงานจะก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ทันที การตรวจสอบนี้ครอบคลุมประเด็นต่าง ๆ ดังนี้: สภาพของสายยาง (ไม่มีรอยตัด รอยขีดข่วนจนทะลุชั้นนอก หรือรอยโป่งพองซึ่งบ่งชี้ถึงความเสียหายภายใน), การต่อเชื่อมข้อต่อ (ไม่มีของเหลวรั่วซึมบริเวณข้อต่อแบบเกลียว และไม่มีการเคลื่อนตัวของข้อต่อเมื่อกดด้วยมือ), และระดับของเหลวในถังพร้อมทั้งตรวจสอบความเข้มข้นของอิมัลชันหรือไกลคอล ทั้งนี้ อิมัลชันที่เสื่อมคุณภาพแล้วอาจยังดูมีสีปกติ แต่เมื่อทดสอบแล้วพบว่ามีความเข้มข้นของน้ำมันต่ำกว่า 5% จะก่อให้เกิดความเสี่ยงพร้อมกันสองประการ คือ ความเสียหายต่อซีลและโอกาสเกิดการจุดระเบิด

การป้องกันการยิงเปล่ามีความสำคัญยิ่งกว่าในเหมืองถ่านหินเมื่อเทียบกับการใช้งานอื่นๆ ทั้งนี้ เมื่อหัวเจาะสูญเสียการสัมผัสกับหินและระบบเคาะทำงานโดยไม่มีภาระ (เคาะในอากาศ) วาล์วปลดแรงดันของวงจรเคาะจะทำงานอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้เกิดความร้อนที่ตัววาล์ว ในการขุดเจาะและก่อสร้างแบบทั่วไป ปัญหานี้จัดเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษา แต่ในสภาพแวดล้อมที่มีมีเทน ตัววาล์วที่ร้อนจัดจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการจุดระเบิด ดังนั้น ระบบที่ตัดการทำงานของระบบเคาะโดยอัตโนมัติเมื่อตรวจพบการเคาะโดยไม่มีภาระ (blank-fire) ภายในระยะเวลา 200–500 มิลลิวินาที โดยอาศัยการวิเคราะห์รูปแบบแรงดัน จึงถือเป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับเครื่องเจาะแบบดริฟเตอร์ (drifter) ที่ใช้งานในเหมืองถ่านหินซึ่งจัดการอย่างดี

การล้างและลดความดันของวงจรตีหลังการเปลี่ยนก่อนการตัดเครื่องขับเคลื่อนจะกําจัดของเหลวกันไฟที่มีความดันจากส่วนของเชือกที่อาจถูกรบกวนในระหว่างการเปลี่ยนการเปลี่ยน การตัดเชือกแรงดันในหัวหินที่มีก๊าซเป็นทั้งความเสี่ยงของการติดเชื้อและความเสี่ยงไฟที่ฉีดน้ํายา ขั้นตอนนี้ต้องใช้แรงกดดันผ่านเส้นทางการปลดปล่อยที่ออกแบบของระบบ ไม่ใช่การปลดปล่อยเครื่องติดตั้งภายใต้แรงกด

ครีตอรี่การคัดเลือกที่เฉพาะสําหรับสภาพแวดล้อมเหมืองหิน

ลักษณะการออกแบบของ Drifter ที่ลดความเสี่ยงในการดําเนินงานเหมืองหิน: วงจรชนิดปิด (กลับน้ํามันไหลกลับไปที่ถังโดยไม่ต้องเผชิญกับบรรยากาศ, ลดความหมองของน้ําเหลวในบรรยากาศหัว); หลังคาหมุนหมุนที่ปิดด้วย

รายละเอียดชุดประปาสําหรับเครื่องขุดเหมืองหิน: ชุดการตีในสารประกอบ HNBR สําหรับความเข้ากันของ HFA-E หรือ HFC น้ํายา, ปริมณฑลล้างหน้าในสารประกอบที่สนับสนุนด้วย PTFE (เป็นสารที่ไม่ทํางานทาง รายละเอียดของสารประกอบเหล่านี้ควรปรากฏอย่างชัดเจนในเอกสารการจัดซื้อแทนที่จะเป็น "ชุดมาตรฐาน" โดยปกติ HOVOO จําหน่ายชุดปิดเหมืองหินที่เหมาะสมสําหรับทุกแบรนด์ตัวเดินเดินใหญ่ ๆ โดยมีตัวเลือกส่วนผสมที่ตรวจสอบความเข้ากันของ HFA-E และ HFC ส่งข้อมูลแบบเต็มที่ที่ hovooseal.com