จะเลือกเครื่องทุบแบบหนักสำหรับงานทำเหมืองหินและงานขุดแร่ได้อย่างไร?

เหตุใดหน่วยงานระดับงานก่อสร้างจึงล้มเหลวในสภาพแวดล้อมนี้

ข้อผิดพลาดที่มีราคาแพงที่สุดในการเลือกเครื่องทุบสำหรับงานทำเหมืองและงานขุดหิน คือ การซื้อเครื่องทุบระดับงานก่อสร้างเพียงเพราะเข้ากันได้กับเครื่องจักรบรรทุก (carrier) และราคาน่าสนใจ แม้เครื่องดังกล่าวจะสามารถทำงานได้ — แต่เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น ทั้งนี้ เครื่องทุบระดับงานก่อสร้างที่นำมาใช้งานในสภาพแวดล้อมการทำเหมือง มักจะล้มเหลวก่อนถึงอายุการใช้งานตามมาตรฐานถึง 40–50% เนื่องจากถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานแบบไม่ต่อเนื่อง เช่น งานรื้อถอน งานซ่อมถนน หรืองานขุดฐานราก ในขณะที่สถานที่ทำเหมืองจะใช้งานเครื่องทุบเป็นเวลา 6–10 ชั่วโมงต่อวันบนหินที่มีความแข็งและหยาบกว่าหินที่พบในไซต์งานก่อสร้างทั่วไป ดังนั้น ซีล แอคคิวมูเลเตอร์ และโลหะผสมของกระบอกสูบจึงไม่ได้ถูกออกแบบให้รองรับภาระงานระดับนี้

ความแตกต่างด้านวิศวกรรมสามารถวัดค่าได้ แท่นสลายหินสำหรับงานเหมืองแร่ทำงานที่ความดันใช้งาน 200–270 บาร์ เมื่อเทียบกับแท่นสลายหินสำหรับงานก่อสร้างซึ่งทำงานที่ความดัน 150–180 บาร์ แท่นสลายหินสำหรับงานเหมืองแร่ใช้ชุดกระบอกสูบเสริมแรง — โดยทั่วไปทำจากเหล็กกล้าผสมคุณภาพสูง แทนที่จะเป็นเหล็กคาร์บอนมาตรฐาน — และระบบแอคคิวมูเลเตอร์แบบคู่ ซึ่งรักษาพลังงานการกระแทกให้สม่ำเสมอภายใต้การใช้งานอย่างต่อเนื่อง แท่นสลายหินสำหรับงานก่อสร้างที่ทำงานที่ความดัน 180 บาร์บนหินแกรนิต จะใช้เวลานานกว่าต่อก้อนหินเมื่อเทียบกับแท่นสลายหินสำหรับงานเหมืองแร่ที่ทำงานที่ความดัน 220 บาร์ ใช้เชื้อเพลิงมากขึ้นต่อตันของวัสดุที่ผ่านการประมวลผล และถึงขีดจำกัดการสึกหรอที่ประมาณครึ่งหนึ่งของจำนวนชั่วโมงการใช้งาน ดังนั้น การประหยัดต้นทุนเริ่มต้นจึงหายไปภายในปีแรก

รอบการทำงาน (Duty cycle) คือตัวแปรที่มีผลตัดสินใจสำคัญ ตัวทำลายหิน (breaker) ที่ระบุค่าความทนทานสำหรับช่วงเวลาการปิดผนึก (seal intervals) 2,500 ชั่วโมง ภายใต้การใช้งานแบบหยุดๆ ไปๆ ในการก่อสร้าง ควรปรับค่าความทนทานใหม่เป็น 1,500 ชั่วโมง เมื่อใช้งานอย่างต่อเนื่องในกะการทำเหมือง ซีลไม่ได้ล้มเหลวเพราะมีข้อบกพร่อง — แต่ล้มเหลวเพราะภาระงานที่เครื่องกำลังรับอยู่เกินกว่าที่ข้อกำหนดของซีลจะรองรับได้ คำถามที่ถูกต้องในการเลือกอุปกรณ์จึงไม่ใช่ 'ตัวทำลายหินรุ่นใดเหมาะกับเครื่องขุด (excavator)' แต่เป็น 'ตัวทำลายหินรุ่นใดมีการระบุค่าความทนทานสำหรับจำนวนชั่วโมงต่อวัน ที่การปฏิบัติงานนี้จะดำเนินการจริง'

ชนิดของหิน แรงดัน หัวเจาะ และช่วงเวลาการเปลี่ยนซีล — คู่มืออ้างอิงอย่างรวดเร็ว

แถวทั้งสี่ด้านล่างนี้ครอบคลุมชนิดของหินที่พบได้บ่อยที่สุดในการทำเหมืองหินและเหมืองแร่แบบเปิด (quarrying และ open-pit mining) พร้อมทั้งช่วงแรงดันในการทำงานที่วัสดุนั้นต้องการ การเลือกหัวเจาะที่เหมาะสม และช่วงเวลาการเปลี่ยนซีลที่เป็นจริงภายใต้การปฏิบัติงานแบบกะต่อเนื่อง

สามการตัดสินใจในการเลือกซื้อเครื่องบดหินที่ผู้ซื้อมักเลือกผิดบ่อยครั้ง

ประการแรกคือขนาดของรถบรรทุก (carrier) ภายในช่วงน้ำหนักที่ระบุไว้ สำหรับงานขุดหิน ควรเลือกใช้รถบรรทุกที่มีน้ำหนักอยู่ที่ปลายบนของช่วงน้ำหนักที่เครื่องบดหินรับได้ — ตัวอย่างเช่น รถบรรทุกน้ำหนัก 30–33 ตัน ที่ใช้ร่วมกับเครื่องบดหินที่ระบุช่วงน้ำหนักรถบรรทุกได้ที่ 27–33 ตัน จะให้ความมั่นคงที่ดีกว่าเมื่อทำงานกับก้อนหินขนาดใหญ่ และลดการเด้งกระดอนซึ่งทำให้พลังงานกระแทกลดลงโดยไม่สามารถแตกร้าวหินได้ ขณะที่รถบรรทุกน้ำหนัก 27 ตันที่ใช้กับเครื่องบดหินรุ่นเดียวกันนี้ แม้จะอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด แต่ก็ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตลดลงในทุกกะ

ประการที่สองคือการเลือกเครื่องมือสำหรับการบดวัสดุเป็นขั้นตอนที่สอง ที่ตะแกรงรับวัสดุ (grizzly) หรือช่องป้อนวัสดุเข้าสู่เครื่องบด (crusher feed) ผู้ปฏิบัติงานมักเลือกปลายเจาะแบบโมอิลพอยต์ (moil point) โดยอิงจากความรู้สึกว่ามันสามารถ ‘เจาะทะลุ’ ได้ แต่การเลือกนี้กลับไม่เหมาะสมสำหรับก้อนหินขนาดใหญ่ เครื่องมือปลายทื่น (blunt tool) นั้นส่งคลื่นกระแทกผ่านเนื้อวัสดุทั้งมวล ทำให้วัสดุแตกสลายจากภายในสู่ภายนอก แทนที่จะเจาะเฉพาะจุดเดียวเท่านั้น ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อทั่วไป แท้จริงแล้วเครื่องมือปลายทื่นเหมาะที่สุดสำหรับการบดวัสดุที่มีขนาดเกินมาตรฐานในส่วนใหญ่ เพราะให้ตำแหน่งการวางเครื่องมือที่แม่นยำกว่า และส่งถ่ายคลื่นกระแทกได้มีประสิทธิภาพกว่า ผู้ควบคุมงานเหมืองหินผู้มีประสบการณ์คนหนึ่งอธิบายความแตกต่างระหว่างสองชนิดนี้ไว้ว่า ‘ปลายโมอิลพอยต์พยายามโต้แย้งกับหิน ในขณะที่เครื่องมือปลายทื่นกลับโน้มน้าวหินให้ยอมจำนน’

ประการที่สามคือสินค้าคงคลังชิ้นส่วน ปฏิบัติการในแหล่งหินที่มีประสิทธิผลสูงสุดจะจัดการการจัดหาสิ่วเป็นปัญหาด้านโลจิสติกส์สำหรับวัสดุสิ้นเปลือง ไม่ใช่การตัดสินใจด้านการบำรุงรักษา ในการขุดหินแกรนิตที่มีความแข็งสูง สิ่วอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนทุกสัปดาห์ สำหรับการดำเนินงานที่จัดการการสั่งซื้อสิ่วแบบตอบสนองต่อเหตุการณ์ (สั่งซื้อเมื่อสิ่วตัวสุดท้ายสึกหรอ) จะสูญเสียเวลาการทำงานครึ่งกะทุกๆ หลายสัปดาห์เนื่องจากต้องรอรับชิ้นส่วน แนวทางที่ถูกต้องคือการจัดเตรียมสต๊อกสิ่ว ชุดซีล และบูชิงไว้ล่วงหน้าในเวิร์กชอปของแหล่งหิน โดยมีปริมาณเพียงพอสำหรับรองรับการเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ 3–4 รอบ ระดับสต๊อกนี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับจำนวนชั่วโมงการผลิตที่มีอยู่