Vrták a štípač na skalní horniny pro rypadlo zvládne dvě práce, které dříve vyžadovaly dva samostatné stroje: vyvrtá přesný otvor do horniny a poté tento stejný otvor použije k vložení hydraulického klínu a k rozštípnutí materiálu podél řízené linie. Protože jsou obě funkce namontovány na stejném výložníku rypadla, může jeden operátor provést celý cyklus vrtání a štípání bez výměny nástavců nebo přejíždění mezi stroji. Projití celého postupu usnadňuje posouzení, zda je tato metoda vhodná pro váš typ horniny, časový plán projektu a omezení staveniště.
Čtyřkrokový pracovní postup
Proces probíhá v opakovatelné smyčce. Nejprve operátor pomocí výložníku rypadla přiloží vrtnou hlavu k čelbě horniny a spustí hydraulické vrtání, aby vyvrtal otvor do stanovené hloubky. Stlačený vzduch z palubního kompresoru vyfoukává vrtnou drť z otvoru a sráží prach přímo u zdroje. Zadruhé, jakmile otvor dosáhne cílové hloubky, vrták se stáhne a hlavní rám se otočí, aby se štípací hlava dostala do linie s vyvrtaným otvorem. Zatřetí, štípací klín vstoupí do otvoru a hydraulický tlak ho pohání vpřed, čímž vytlačuje protiklíny směrem ven proti stěnám otvoru a vytváří štípací sílu. Začtvrté, hornina se rozštípne podél roviny dané polohou otvoru a úhlem klínu a operátor odstraní rozbitý materiál, než zahájí další cyklus.
Celý úkon obvykle trvá méně než minutu na otvor v kompaktní hornině—doba vrtání se liší podle tvrdosti horniny a hloubky otvoru, zatímco samotné štípání obvykle proběhne za osm až deset sekund. Protože oba kroky probíhají na stejném stroji, jediné zpoždění mezi vrtáním a štípáním je několik sekund potřebných k otočení hlavního rámu, nikoli čas na přesun mezi samostatnými vrtacími a štípacími soupravami.
Fáze vrtání
Během vrtání pohání hydraulický rotační motor vrtnou tyč s karbidovým hrotem do horniny. Posuvný systém vyvíjí stálý tlak, zatímco rotace otáčí tyčí, a stlačený vzduch proudí středem vrtné tyče, aby vyfoukl vrtnou drť z otvoru. Tento vzduch také plní dvojí funkci jako primární kontrola prachu, zachycuje prach u zdroje místo spoléhání na externí vodní postřik. Průměr a hloubka otvoru jsou dimenzovány tak, aby odpovídaly štípacímu klínu, aby klín správně zapadl a protiklíny se mohly plně roztáhnout proti stěnám otvoru.
Jak rychle vrtáte, závisí na tvrdosti horniny, průměru otvoru a tlaku posuvu. Ve středně tvrdé hornině, jako je vápenec nebo pískovec, otvor o průměru 115 až 155 mm obvykle postupuje rychlostí asi 0,8 metru za minutu. V tvrdší žule nebo čediči budete pravděpodobně vrtat o něco pomaleji a operátor může potřebovat upravit tlak posuvu, aby se vyhnul poškození hrotu nebo vychýlení otvoru. Hloubka vrtání obvykle dosahuje mezi 1,4 a 2,0 metru v závislosti na modelu a na tom, jak hluboko má štípání probíhat.
Fáze štípání
Jakmile je otvor vyvrtán, štípací hlava se otočí do polohy a sestava klínu se zasune do otvoru. Klín je kuželovitá středová tyč lemovaná dvěma protiklíny—často nazývanými pera—které přiléhají ke stěnám otvoru. Když hydraulický tlak pohání klín dolů, kužel vytlačuje protiklíny směrem ven proti hornině a vytváří obrovský boční tlak v řízeném směru. Protože hornina je slabší v tahu než v tlaku, tento boční tlak vyvolá lom podél roviny kolmé k orientaci klínu.
Štípací síla je aplikována postupně a kontrolovaně—nic jako náraz hydraulického kladiva. To znamená, že směr lomu je předvídatelný a lze ho řídit orientací klínu, což je velmi důležité při těžbě blokového kamene, kde záleží na tvaru bloku, a při ražbě tunelů, kde linie lomu musí sledovat profil tunelu. Automatický kompenzační ventil zdvihu udržuje štípací tlak stabilní po celou dobu zdvihu klínu, i když hornina praská a odpor klesá. Typické štípání trvá osm až deset sekund, poté se klín stáhne a jednotka se přesune k dalšímu otvoru.
Klíčové komponenty, které tento proces umožňují
Několik klíčových komponentů se spojuje, aby integrovaný proces vrtání a štípání fungoval. Hydraulický vrtací motor a posuvný systém zajišťují rotační výkon a tlak pro vrtání, zatímco palubní plně hydraulický vzduchový kompresor dodává stlačený vzduch pro odstraňování vrtné drti a kontrolu prachu. Sestava štípacího klínu a protiklínu převádí hydraulickou sílu na řízený boční štípací tlak. Duální systém otáčení o 360 stupňů—na hlavním rámu i na štípací hlavě—umožňuje operátorovi vrtat a štípat na svislých stěnách, nadhlavních plochách a šikmých čelbách bez přemísťování rypadla. Elektrohydraulický řídicí systém se snímáním zatížení automaticky řídí posuv vrtání, rychlost otáčení a štípací sílu a bezdrátový dálkový ovladač umožňuje operátorovi stát mimo dosah čelby horniny při ovládání všech funkcí.
Pro dodavatele, kteří zvažují tento přístup, je hlavním přínosem to, že jeden stroj a jeden operátor zvládnou proces, který tradičně vyžadoval samostatnou vrtnou soupravu a štípací jednotku, se všemi dodatečnými náklady na práci, dopravu a koordinaci, které s tím souvisejí. Řízený směr lomu také z něj činí silného kandidáta pro práce, kde by trhání nebo hydraulické rozbíjení způsobilo příliš mnoho vibrací, odletujících úlomků nebo nekontrolovaného praskání. Pro srovnání vedle sebe s hydraulickým rozbíjením viz Vrták a štípač na skalní horniny vs. hydraulické kladivo: Která metoda se hodí pro vaši práci?. Pro pomoc s výběrem správné konfigurace se podívejte na Jak vybrat vrták a štípač na skalní horniny pro rypadlo pro těžbu tvrdé horniny.
