เปรียบเทียบเครื่องเจาะหิน Epiroc กับ Sandvik: แบบไหนดีกว่าสำหรับการเหมืองแร่?

พูดคุยกับผู้จัดการฝ่ายบำรุงรักษาเหมืองที่เคยใช้อุปกรณ์ของทั้ง Epiroc และ Sandvik บนไซต์เดียวกัน และการสนทนาแทบจะไม่ยึดติดอยู่ที่การเปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะ (spec sheet) เป็นเวลานานนัก มันมักจะเปลี่ยนผ่านไปสู่หัวข้อเรื่องการจัดการโลจิสติกส์ของชิ้นส่วนสิ้นเปลือง ความถี่ในการให้บริการบำรุงรักษา และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อชิ้นส่วนหนึ่งล้มเหลวเวลา 02.00 น. ของวันอาทิตย์ ตัวแปรเหล่านี้คือสิ่งที่กำหนดต้นทุนการดำเนินงานของกองยานพาหนะตลอดระยะเวลา 5 ปี — และนี่คือสิ่งที่ข้อมูลจำเพาะ (spec sheet) ไม่ได้ครอบคลุมไว้เลย

ทั้งสองบริษัทเป็นกลุ่มวิศวกรรมจากสวีเดน ซึ่งมีประสบการณ์ในการพัฒนาเทคโนโลยีการเจาะแบบกระทบ (percussion drilling) มานานกว่าหนึ่งศตวรรษ ทั้งสองฝ่ายจับตาดูการดำเนินงานของกันและกันอย่างใกล้ชิด และได้พัฒนาโครงสร้างผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันขึ้นมาด้วยเหตุผลที่สมเหตุสมผล—เนื่องจากหลักฟิสิกส์ของการเจาะหินแบบกระทบไม่อนุญาตให้มีทางออกที่แตกต่างกันอย่างมาก อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ทั้งสองบริษัทเลือกเดินแยกทางกัน คือ ปรัชญาการออกแบบระบบลดแรงสั่นสะเทือน (damping system) สถาปัตยกรรมระบบอัตโนมัติ (automation architecture) และรูปแบบการจัดจำหน่ายวัสดุสิ้นเปลือง/บริการ (consumables/service model) ความแตกต่างทั้งสามประการนี้เป็นตัวกำหนดว่า แบรนด์ใดจะเหมาะสมกับการปฏิบัติงานเฉพาะด้านนั้นๆ ได้ดีกว่ากัน

สิ่งที่ระบบการเจาะแบบกระทบ (Percussion Systems) ทำแตกต่างกันจริงๆ

ซีรีส์ COP ของบริษัท Epiroc ใช้ระบบลดแรงสั่นสะเทือนแบบไฮดรอลิกแบบคู่ที่มีตัวยึดแบบลอยตัว (floating adapter) ในทางปฏิบัติ: หลังจากลูกสูบกระทบกับส่วนปลายของแท่งเจาะ (shank) คลื่นความเครียดที่สะท้อนกลับขึ้นมาจากพื้นผิวหินจะถูกดูดซับโดยกลไกการลดแรงสั่นสะเทือน แทนที่จะถูกส่งผ่านไปยังโครงสร้างตัวเครื่องเจาะ (drifter housing) ตัวยึดแบบลอยตัวทำให้โมดูลการตี (percussion module) เคลื่อนที่ได้เล็กน้อยในระหว่างรอบการเคลื่อนที่กลับ จึงแยกโมดูลนี้ออกจากโครงสร้างตัวเครื่องในช่วงเวลาที่คลื่นความเครียดจากการเคลื่อนที่กลับมีค่าสูงสุด สิ่งนี้คือแหล่งที่มาของการประหยัดแท่งเจาะ—เนื่องจากจำนวนเหตุการณ์ที่เกิดความเครียดสูงต่อโครงสร้างตัวเครื่องต่อชั่วโมงของการตีลดลง

ซานด์วิคให้ความสำคัญกับการออกแบบที่จุดศูนย์กลางคือตัวควบคุมความมั่นคง (stabilizer) ซึ่งเป็นแอคทูเอเตอร์ที่ควบคุมด้วยไฮดรอลิก ทำหน้าที่รักษาเรขาคณิตของช่องยึดแท่งเจาะ (shank adapter) ให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดเทียบกับลูกสูบตลอดวงจรการเจาะ แนวทางของซานด์วิคเน้นการควบคุมคุณภาพของการสัมผัสระหว่างหัวเจาะกับหินก่อนแต่ละครั้งที่เกิดแรงกระแทก แทนที่จะควบคุมพลังงานที่กลับคืนหลังจากแรงกระแทกแล้ว ตัวควบคุมความมั่นคงดูดซับพลังงานจากการถอยกลับ (recoil energy) และรักษาการสัมผัสระหว่างหัวเจาะกับหินให้สม่ำเสมอระหว่างการกระแทกแต่ละครั้ง สำหรับเครื่องเจาะแบบ longhole บนพื้นผิวดิน ซึ่งความตรงของรูเจาะมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของการระเบิด การรักษาเรขาคณิตของการสัมผัสอย่างสม่ำเสมอนี้ส่งผลให้ได้ประโยชน์ที่วัดค่าได้จริงทั้งในแง่อัตราการเจาะลึก (penetration rate) และอายุการใช้งานของหัวเจาะ

ไม่มีแนวทางใดแนวทางหนึ่งที่เหนือกว่าอีกแนวทางอย่างชัดเจน โดยแต่ละแนวทางเหมาะกับรูปแบบการเจาะที่แตกต่างกัน ข้อได้เปรียบของช่องยึดแท่งเจาะแบบลอยตัว (floating adapter) มีความเด่นชัดที่สุดในการใช้งานใต้ดินที่ต้องใช้แรงกระแทกอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ในขณะที่ข้อได้เปรียบของตัวควบคุมความมั่นคง (stabilizer) มีความเด่นชัดที่สุดในการทำงานเจาะแบบ longhole บนพื้นผิวดิน ซึ่งเรขาคณิตของรูเจาะและความสม่ำเสมอของการสัมผัสระหว่างหัวเจาะกับหินมีความสำคัญมากกว่าการดูดซับแรงกระแทกโดยตัวมันเอง

การเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์หลัก: จุดแข็งของแต่ละรุ่น

การพัฒนาใต้ดินและการเจาะอุโมงค์: พื้นที่แข็งแกร่งที่สุดของ Epiroc

Epiroc ได้สร้างเอกลักษณ์หลักของตนเองรอบๆ การเจาะใต้ดินมาตั้งแต่สมัย Atlas Copco และไลน์ผลิตภัณฑ์ COP ก็สะท้อนความมุ่งเน้นนี้อย่างชัดเจน COP MD20 ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับงานขุดอุโมงค์ในเหมือง โดยมีความสามารถในการต้านทานการตีแบบไม่มีการสัมผัสหิน (free-hammering — การตีแบบเพอร์คัชชันโดยไม่มีการสัมผัสหินขณะปรับตำแหน่ง) ที่ดีขึ้น ซึ่งช่วยลดปัญหาการเสียหายของตัวเรือนระหว่างการเจาะรูแต่ละรู ซึ่งเป็นปัญหาที่พบบ่อยในรุ่นก่อนหน้าเมื่อใช้งานในโครงการพัฒนาอุโมงค์ที่มีรอบการทำงานสูง ส่วน COP 1838AW+ นั้นถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมใต้ดินที่รุนแรงอย่างเฉพาะเจาะจง โดยสามารถรองรับน้ำล้างที่ปนเปื้อน อุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้น และวงจรการทำงานแบบเพอร์คัชชันต่อเนื่องที่มีชั่วโมงการทำงานสูง โดยไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน

การดูดซับคลื่นสะท้อนของตัวแปลงลอยตัวช่วยยืดอายุการใช้งานของเหล็กเจาะและข้อต่อแขนจับ (boom joint) บนเครื่องเจาะอัตโนมัติใต้ดิน (jumbo) ที่ใช้งานหนัก ความพลังงานจากการกระแทกที่ส่งผ่านเข้าสู่โครงสร้างแขนจับลดลง ส่งผลให้อัตราการสึกหรอของหมุดหมุน (pivot pin) ต่ำลง สำหรับฝูงเครื่องเจาะอัตโนมัติใต้ดินจำนวนสามถึงสี่เครื่องที่ทำงานสองกะต่อวัน การยืดระยะเวลาระหว่างการบำรุงรักษาแต่ละครั้งนี้จะเพิ่มเวลาการผลิตที่สามารถเรียกคืนมาได้จริงในแต่ละปี

การผลิตแบบพื้นผิวและหลุมลึก: พื้นฐานการรองรับพื้นดินที่แข็งแกร่งที่สุดของ Sandvik

ระบบตัวรองรับความมั่นคงของแซนด์วิคให้ข้อได้เปรียบสูงสุดในการเจาะรูยาวบนผิวดิน—ซึ่งเป็นการใช้งานหลักที่เครื่องเจาะ RD1840C และ RD930 ถูกออกแบบและผลิตขึ้นมาโดยเฉพาะ ในรูผลิตลึก 36 เมตร การกระแทกแบบไม่สม่ำเสมอของหัวเจาะ (bit bounce) อันเกิดจากการสัมผัสที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้พลังงานการกระแทกสูญเสียไป และก่อให้เกิดการสึกหรอของคาร์ไบด์อย่างไม่สม่ำเสมอ ตัวรองรับความมั่นคงช่วยกำจัดความไม่สม่ำเสมอนี้ โดยรักษารูปทรงเรขาคณิตของส่วน shank ไว้ให้ตรงกับค่าที่ลูกสูบถูกปรับเทียบไว้เพื่อการกระแทกอย่างแม่นยำ เครื่องเจาะรูยาวสำหรับการผลิตรุ่น DL422i ของแซนด์วิค ซึ่งใช้ drifter รุ่น HF1560ST ควบคู่กับระบบควบคุมการเจาะอัตโนมัติ รายงานผลว่าสามารถเจาะได้เพิ่มขึ้นสูงสุดถึง 10% ต่อกะงาน เนื่องจากตัวรองรับความมั่นคงและระบบอัตโนมัติทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืน เพื่อกำจัดความล่าช้าที่เกิดจากการปรับพารามิเตอร์ด้วยตนเอง ซึ่งมักขัดขวางกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่อง

มอเตอร์หมุนสามรุ่นที่มีให้เลือกใช้งานกับ HL710 มอบข้อได้เปรียบในการปฏิบัติงานบนผิวดินอย่างชัดเจน: ค่าแรงบิดและรอบต่อนาที (RPM) สามารถปรับให้สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมและลักษณะของชั้นหินได้โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนตัวเรือนดริฟเตอร์ แท่งเจาะ T51 เหมาะสำหรับหินแกรนิตที่แข็ง แท่งเจาะ HL38 เหมาะสำหรับหินปูนที่นุ่มกว่า และตัวยึดเดียวกันนี้สามารถรองรับแท่งทั้งสองชนิดได้โดยไม่ต้องดัดแปลงใดๆ ความยืดหยุ่นนี้ช่วยลดความซับซ้อนของสินค้าคงคลังในฝ่ายปฏิบัติการที่ต้องเจาะหลุมหลายขนาด

ระบบอัตโนมัติ: ความสามารถที่ใกล้เคียงกัน แต่มีแนวคิดที่แตกต่างกัน

ทั้งสองบริษัทเสนอระดับระบบอัตโนมัติที่เปรียบเทียบกันได้ — ตั้งแต่การเจาะรูเดี่ยวแบบกึ่งอัตโนมัติ ไปจนถึงการครอบคลุมพื้นผิวหน้าห้องทำงานอย่างเต็มรูปแบบแบบอัตโนมัติทั้งหมด ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่วิธีการผสานรวมแพลตฟอร์มเข้าด้วยกัน AutoMine ของ Sandvik มีชื่อเสียงในอุตสาหกรรมว่าใช้เวลาในการเริ่มต้นใช้งานน้อยกว่าเพื่อให้ระบบพร้อมดำเนินงานได้จริง พร้อมทั้งมีโครงสร้างราคาที่ช่วยให้เหมืองสามารถปรับขยายการใช้งานระบบอัตโนมัติได้แบบค่อยเป็นค่อยไป ส่วนระบบ 6th Sense ของ Epiroc รวมทีมแอปพลิเคชันที่ประกอบด้วยที่ปรึกษาไว้ในข้อเสนอ ซึ่งเหมาะสำหรับเหมืองที่ต้องการให้ผู้ขายจัดการการผสานรวมทั้งหมด แต่จะเพิ่มต้นทุนหากเหมืองนั้นมีศักยภาพทางวิศวกรรมของตนเองอยู่แล้ว

แพลตฟอร์มวิเคราะห์ข้อมูล OptiMine ของ Sandvik ทำงานบนโครงสร้างพื้นฐาน IBM Watson IoT ซึ่งให้การเชื่อมต่อแบบไร้สายสำหรับชุดอุปกรณ์ทั้งของ Sandvik และอุปกรณ์ยี่ห้ออื่นๆ ขณะที่ชั้นระบบเพิ่มประสิทธิภาพ 6th Sense ของ Epiroc มุ่งเน้นการปรับปรุงกำลังการผลิตจากอุปกรณ์ชุดเดียวกัน—ซึ่งเป็นการมองเป้าหมายเดียวกันในมุมที่ต่างออกไป สำหรับเหมืองที่ได้ผูกพันกับระบบนิเวศของแพลตฟอร์มใดแพลตฟอร์มหนึ่งไปแล้ว การเปลี่ยนยี่ห้ออุปกรณ์กลางวงจรการใช้งานของชุดอุปกรณ์จะก่อให้เกิดความยากลำบากในการบูรณาการ ซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าความแตกต่างด้านประสิทธิภาพของเครื่องเจาะแบบดริฟเตอร์ (drifter) ที่พบได้ทั่วไป

ชุดซีล: เฉพาะรุ่น ไม่สามารถสลับใช้ระหว่างยี่ห้อได้

หนึ่งในข้อเท็จจริงในการปฏิบัติงานที่ส่งผลกระทบต่อฝูงยานทั้งสองแบบอย่างเท่าเทียมกัน: ชุดซีลของ Epiroc และ Sandvik ไม่สามารถใช้แทนกันได้ระหว่างยี่ห้อทั้งสอง และภายในแต่ละยี่ห้อ ชุดซีลนั้นมีความเฉพาะเจาะจงต่อรุ่น ซึ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ รูปทรงของวงจรการล้าง (flushing circuit geometry) และข้อกำหนดของโอ-ริงที่ใช้กับพอร์ตแอคคิวมูเลเตอร์ ต่างกันระหว่างรุ่น COP กับรุ่น HL/RD อย่างมีนัยสำคัญ จนทำให้การนำชุดซีลมาใช้แทนกันข้ามรุ่นส่งผลให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ดังนั้น ฝูงยานที่มีเครื่องจักรผสมหลายรุ่นจึงจำเป็นต้องจัดเก็บชุดซีลแยกตามรุ่น HOVOO จัดจำหน่ายชุดซีลที่ออกแบบเฉพาะสำหรับรุ่น COP ของ Epiroc และรุ่น HL/RD ของ Sandvik พร้อมให้เลือกใช้วัสดุสองชนิด คือ พอลิเมอร์ยูรีเทน (PU) และไฮโดรเจนเนตเต็ด ไนไตรล์ บิวทาไดอีน รับเบอร์ (HNBR) การเลือกวัสดุที่เหมาะสมตามอุณหภูมิในการทำงานและสภาพแวดล้อมมีความสำคัญไม่แพ้การจับคู่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ hovooseal.com