จะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องทุบไฮดรอลิกในการดำเนินงานด้านการขุดแร่ได้อย่างไร?

ตัวชี้วัดที่เปลี่ยนวิธีประเมินเครื่องทุบของโรงโม่หิน

ตลอดประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ของอุตสาหกรรมเครื่องทุบ ประสิทธิภาพมักวัดจากปริมาณหินเป็นตันต่อชั่วโมง ซึ่งเป็นตัวชี้วัดที่สมเหตุสมผล — ตรงไปตรงมา สังเกตได้ง่าย และสามารถเปรียบเทียบระหว่างเครื่องจักรต่าง ๆ ได้ ปัญหาคือ ตัวชี้วัดนี้กลบซ่อนต้นทุนที่แท้จริงไว้ เครื่องทุบสองเครื่องอาจผลิตหินได้ในปริมาณเท่ากันต่อชั่วโมง แต่ใช้เชื้อเพลิงคนละปริมาณกันอย่างมาก ก่อให้เกิดอัตราการสึกหรอของหัวสิ่วต่างกันมาก และต้องเข้ารับการบำรุงรักษาในช่วงเวลาที่ต่างกันมาก เครื่องทุบที่ทำงานเร็วกว่าแต่ใช้หัวสิ่วหมดภายใน 40 ชั่วโมง จะมีต้นทุนต่อตันสูงกว่าเครื่องทุบที่ทำงานช้ากว่าเล็กน้อยแต่สามารถใช้งานหัวสิ่วได้นานถึง 120 ชั่วโมง

ต้นทุนต่อตันกำลังกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในการวัดประสิทธิภาพของเครื่องสลายหิน (breaker) ในการทำเหมืองและโรงโม่หินอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงเกณฑ์การวัดนี้ส่งผลต่อสิ่งที่จะถูกปรับให้เหมาะสม ภายใต้กรอบการวัดจากปริมาณตันต่อชั่วโมง คำตอบสำหรับปัญหาผลผลิตต่ำคือการใช้เครื่องสลายหินที่มีขนาดใหญ่ขึ้น แต่ภายใต้กรอบการวัดจากต้นทุนต่อตัน คำตอบอาจเป็นการดำเนินงานเครื่องสลายหินที่ใช้อยู่ในขณะนี้ด้วยแรงดันทำงานที่เหมาะสม การเปลี่ยนไปใช้เครื่องมือที่เหมาะสมกับขนาดของก้อนหินเฉพาะเจาะจง หรือการติดตั้งระบบขาตั้ง (pedestal system) ที่เครื่องบดเพื่อหยุดใช้เครื่องขุดหลัก (primary excavator) ในการเคลียร์สิ่งกีดขวาง ทั้งหมดนี้ล้วนมีต้นทุนต่ำกว่าการจัดซื้อเครื่องใหม่

ในการทำเหมือง ตัวบด (breaker) มักไม่ใช่ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวที่ส่งผลต่อการผลิตในแต่ละกะ ตัวขุด (excavator) ที่ต้องใช้เวลา 40 นาทีต่อกะในการเคลียร์สิ่งอุดตันที่เครื่องบดแทนที่จะทำงานบดบนหน้าตัดหลัก จะสูญเสียเวลาในการผลิตโดยรวมประมาณ 10% — และยังต้องดำเนินการนั้นในบริเวณที่อันตรายที่สุดของไซต์งานอีกด้วย การระบุว่าจุดคับคั่น (bottleneck) เกิดขึ้นที่หน้าตัดหรือที่เครื่องบดคือคำถามข้อแรก เพราะแนวทางแก้ไขสำหรับแต่ละกรณีนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ห้าปัจจัยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต — แนวทางปฏิบัติปัจจุบัน แนวทางปฏิบัติที่ปรับปรุงแล้ว และผลลัพธ์ที่วัดได้

ตารางด้านล่างกล่าวถึงตัวแปรห้าประการที่มีผลกระทบสูงสุดต่อประสิทธิภาพการผลิตของตัวบดในงานเหมือง คอลัมน์ 'ปัญหาจากการปฏิบัติจริง' อธิบายสิ่งที่มักเกิดขึ้นจริงบนไซต์งาน ไม่ใช่สิ่งที่ควรจะเกิดขึ้น คอลัมน์ 'แนวทางปฏิบัติที่ปรับปรุงแล้ว' อธิบายการเปลี่ยนแปลงที่เฉพาะเจาะจง คอลัมน์ 'ผลลัพธ์ที่วัดได้/แหล่งที่มา' ให้ข้อมูลจากภาคสนามซึ่งมีอยู่จริง

เทคนิคการปฏิบัติงานของผู้ควบคุมมีส่วนช่วยอย่างไร — และขอบเขตของประสิทธิภาพนั้นมีจุดสิ้นสุดที่ใด

เทคนิคการปฏิบัติงานของผู้ควบคุมเครื่องจักรเป็นหนึ่งในแหล่งที่ก่อให้เกิดความแปรปรวนสูงสุดต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องสลายหินในเหมือง และยังเป็นประเด็นที่ถูกพูดถึงน้อยที่สุดอีกด้วย แม้จะใช้เครื่องสลายหินรุ่นเดียวกัน เครื่องจักรบรรทุก (carrier) รุ่นเดียวกัน และหน้าผาหิน (rock face) เดียวกัน แต่ผลลัพธ์ที่ได้จากผู้ควบคุมที่มีประสบการณ์กับผู้ควบคุมที่ยังไม่มีประสบการณ์อาจแตกต่างกันถึง 25–30% ภายในกะทำงานหนึ่งรอบ ส่วนใหญ่ของช่องว่างนี้เกิดจากความถี่ในการปรับตำแหน่งเครื่องจักร ผู้ควบคุมที่มีประสบการณ์จะสังเกตลักษณะก้อนหินอย่างละเอียด — มองหารอยแยกตามธรรมชาติ แนวรอยต่อระหว่างชั้นหิน และระนาบการแยกตัวของหิน — แล้วจึงวางตำแหน่งการกระแทกครั้งแรกให้ตรงกับจุดที่รอยแตกจะขยายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ในทางกลับกัน ผู้ควบคุมที่ยังไม่มีประสบการณ์มักจะวางหัวเครื่องจักรลงบนพื้นผิวเรียบที่อยู่ใกล้ที่สุด แล้วดำเนินการต่อไปเรื่อยๆ จนกว่าจะเกิดการแตกหัก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วใช้เวลานานกว่ามาก

การแทรกแซงการฝึกปฏิบัติจริงคือกฎข้อ 15–30 วินาที กล่าวคือ หากเครื่องทุบทำงานอยู่ที่จุดเดียวเป็นเวลา 30 วินาที และผู้ปฏิบัติงานไม่สังเกตเห็นการเจาะทะลุ รอยร้าว ฝุ่น หรือรอยแยกใดๆ ให้หยุดการทำงานทันทีแล้วปรับตำแหน่งใหม่ วิธีนี้ไม่ได้มีจุดประสงค์เพียงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานเท่านั้น — การทุบที่จุดเดิมอย่างต่อเนื่องจะก่อให้เกิดความร้อนสะสมอย่างรุนแรงในบริเวณท้องถิ่น (สูงกว่า 500 °C ที่จุดสัมผัสภายใต้การใช้งานต่อเนื่อง) ซึ่งจะทำให้โซนที่ผ่านการชุบแข็งบริเวณปลายของหัวทุบสูญเสียคุณสมบัติภายในกะงานเดียว การทุบครั้งต่อไปหลังจากปรับตำแหน่งใหม่ด้วยมุมที่แตกต่างจะช่วยส่งเสริมการขยายตัวของรอยแตกร้าวมากกว่าการขัดถูพื้นผิวอย่างเดียว หลังจากปรับตำแหน่งแล้ว ให้ปล่อยให้เครื่องทำงานแบบเดินเบา (idle) ที่รอบสูงเป็นเวลา 60 วินาทีก่อนทำการทุบครั้งถัดไป เพื่อให้อุณหภูมิของน้ำมันคืนสู่ระดับปกติ

เบรกเกอร์แบบปรับความเร็วได้ช่วยแก้ไขปัญหานี้บางส่วนในระดับอุปกรณ์ เมื่อระยะการเคลื่อนที่ (stroke) ของเบรกเกอร์สามารถปรับได้ ผู้ปฏิบัติงานจึงสามารถปรับความถี่ให้สอดคล้องกับความแข็งของวัสดุได้ — ใช้ความถี่สูงกับหินปูนซึ่งมีความแข็งน้อยกว่า และใช้ความถี่ต่ำกับหินแกรนิต — โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการตัดสินใจด้วยตนเองในการปรับตำแหน่งใหม่ สิ่งนี้ช่วยลดความแปรปรวนระหว่างผู้ปฏิบัติงานแต่ละคน รวมทั้งลดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นต่อหนึ่งตันของวัสดุที่ผ่านการประมวลผล สำหรับการดำเนินงานที่ใช้กะทำงานนาน 10–12 ชั่วโมงในพื้นที่หินแข็ง การปรับระยะการเคลื่อนที่โดยอัตโนมัติคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม เนื่องจากผลประโยชน์ด้านผลผลิตจะสะสมตลอดทั้งกะ ไม่ใช่เพียงเฉพาะในช่วงเวลาที่ผู้ปฏิบัติงานกำลังจดจ่อกับการทำงานเท่านั้น

เทคนิคเฉพาะหนึ่งอย่างที่ผู้ประกอบการเหมืองหินมักใช้ไม่เต็มประสิทธิภาพ: สำหรับก้อนหินขนาดใหญ่เกินไปในขั้นตอนการบดย่อยครั้งที่สอง ให้วางหัวเจาะแบบจิ๊กซอว์ (chisel) ใกล้ขอบของก้อนหินก่อน ไม่ใช่ตรงศูนย์กลาง งานที่เริ่มจากขอบจะสร้างพื้นผิวอิสระ (free face) และทำให้รอยร้าวแพร่กระจายไปตามแนวนอนผ่านวัสดุ แทนที่จะเจาะจงจุดเดียวตรงศูนย์กลางซึ่งหินรอบข้างจะดูดซับพลังงานทั้งหมด หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้กับหน้าตัดหลัก (primary face) ด้วย: ให้เริ่มทำงานกับก้อนหินแต่ละก้อนใหม่ที่รอยแยกธรรมชาติหรือแนวรอยต่อที่มองเห็นได้ชัด แทนที่จะเริ่มที่จุดศูนย์กลางซึ่งอาจสะดวกทางเรขาคณิต หินจะแตกตามโครงสร้างภายในของมัน หน้าที่ของเครื่องทุบหินคือการค้นหาโครงสร้างนั้น ไม่ใช่การฝืนหรือเอาชนะโครงสร้างนั้น