Hvordan fungerer en bergboremaskin og splittaggregat for gravemaskin?

En bergboremaskin og splittaggregat for gravemaskin løser to oppgaver som tidligere krevde to separate maskiner: den borer et presist hull i berget, og bruker deretter det samme hullet til å ｉｎｓｅｒｔ en hydraulisk kil og frakturere materialet langs en kontrollert linje. Siden begge funksjonene er montert på samme gravemaskinbom, kan én operatør kjøre hele bore- og splittsyklusen uten å bytte redskap eller flytte mellom maskiner. Ved å gå gjennom sekvensen blir det enklere å se om denne metoden passer for din bergart, prosjekttidslinje og stedets begrensninger.

Den fires trinns driftsekvensen

Prosessen kjører gjennom en repeterbar sløyfe. Først bruker operatøren gravemaskinbommen til å sette borehodet mot bergflaten og starter den hydrauliske bormaskinen for å senke et hull til spesifisert dybde. Trykkluft fra den innebygde kompressoren blåser borekaks ut av hullet og slår ned støv rett ved kilden. For det andre, når hullet når måldybden, trekker bormaskinen seg tilbake og hovedrammen roterer for å bringe splittaggregathodet på linje med det borede hullet. For det tredje går splittkilen inn i hullet, og hydraulisk trykk driver den fremover, og tvinger motkilene utover mot hullveggene for å generere splittkraft. For det fjerde frakturerer berget langs planet som er satt av hullposisjonen og kilvinkelen, og operatøren fjerner det knuste materialet før neste syklus starter.

Hele operasjonen tar vanligvis mindre enn ett minutt per hull i fast berg—boretiden varierer med bergartens hardhet og hulldybde, mens selve splitten vanligvis fullføres på åtte til ti sekunder. Siden begge trinnene skjer på samme maskin, er den eneste forsinkelsen mellom boring og splitting de få sekundene det tar for hovedrammen å rotere, ikke reisetiden du ville mistet ved å flytte mellom separate bore- og splittrigger.

Borefase

Under boring driver en hydraulisk rotasjonsmotor et borstål med karbidkrone inn i berget. Fremføringssystemet påfører jevn skyvekraft mens rotasjonen dreier stålet, og trykkluft strømmer gjennom midten av borstålet for å blåse borekaks ut av hullet. Denne luften fungerer også dobbelt som primær støvkontroll, og fanger støv ved kilden i stedet for å stole på ekstern vannspray. Hulldiameteren og -dybden er dimensjonert for å matche splittkilen slik at kilen passer rent og motkilene kan utvide seg fullt ut mot hullveggene.

Hvor raskt du borer avhenger av bergartens hardhet, hulldiameter og skykktrykk. I middels hardt berg som kalkstein eller sandstein går et hull på 115 til 155 mm vanligvis inn med omtrent 0,8 meter per minutt. I hardere granitt eller basalt borer du sannsynligvis litt saktere, og operatøren må kanskje justere fremføringstrykket for å unngå skade på kronen eller hullavvik. Boredybden ligger vanligvis mellom 1,4 og 2,0 meter, avhengig av modellen og hvor dypt frakturen må gå.

Splittfase

Når hullet er boret, roterer splittaggregathodet på plass og kilenheten glir inn i hullet. Kilen er en tilspisset sentral stang flankert av to motkiler—ofte kalt fjær—som ligger mot hullveggene. Når hydraulisk trykk driver kilen ned, tvinger tilspissingen motkilene utover mot berget og genererer enormt lateralt trykk i en kontrollert retning. Siden berg er svakere i strekk enn i kompresjon, utløser dette laterale trykket en fraktur langs planet vinkelrett på kilorienteringen.

Splittkraften påføres gradvis og kontrollerbart—ikke noe som ligner på støtet fra en hydraulisk hammer. Det betyr at frakturretningen er forutsigbar og kan styres ved å orientere kilen, noe som er svært viktig i dimensjonssteinsbrudd hvor blokkform betyr noe, og i tunneldrift hvor frakturlinjen må følge tunnelprofilen. En automatisk forskyvningskompensasjonsventil holder splittrykket stabilt gjennom hele kilens slag, selv når berget frakturerer og motstanden synker. En typisk splitt tar åtte til ti sekunder, hvoretter kilen trekker seg tilbake og enheten går videre til neste hull.

Nøkkelkomponenter som får prosessen til å fungere

En håndfull nøkkelkomponenter kommer sammen for å få den integrerte bore- og splittprosessen til å fungere. Den hydrauliske bormotoren og fremføringssystemet leverer rotasjonskraften og skyvekraften for boring, mens den innebygde fullhydrauliske luftkompressoren leverer trykkluften for å fjerne borekaks og kontrollere støv. Splittkilen og motkilenheten konverterer hydraulisk kraft til kontrollert lateralt splittrykk. Det doble 360-graders rotasjonssystemet—på både hovedrammen og splittaggregathodet—lar operatøren bore og splitte på vertikale vegger, takflater og skrå flater uten å flytte gravemaskinen. Det lastfølende elektrohydrauliske kontrollsystemet styrer automatisk borefremføring, rotasjonshastighet og splittkraft, og den trådløse fjernkontrollen lar operatøren stå klar av bergflaten mens alle funksjoner kjøres.

For entreprenører som vurderer denne tilnærmingen, er det viktigste at én maskin og én operatør håndterer en prosess som tradisjonelt krevde en separat borerigg og splittenhet, med all den ekstra arbeidskraften, transporten og koordineringen det medfører. Den kontrollerte frakturretningen gjør den også godt egnet for jobber hvor sprengning eller hydraulisk bryting ville gi for mye vibrasjon, flygestein eller ukontrollert oppsprekking. For en side-ved-side-sammenligning med hydraulisk bryting, se Rock Drill and Splitter vs. Hydraulic Breaker: Which Method Fits the Job?. For hjelp til å velge riktig konfigurasjon, se How to Choose an Excavator Rock Drill and Splitter for Hard Rock Excavation.

Relaterte spørsmål

Hva er den grunnleggende driftsekvensen for en bergboremaskin og splittaggregat?+

Den grunnleggende driftsekvensen har fire trinn. Først posisjonerer operatøren borehodet og borer et hull til nødvendig dybde, med trykkluft som fjerner borekaks og demper støv. For det andre trekker bormaskinen seg tilbake og hovedrammen roterer for å justere splittaggregathodet med hullet. For det tredje settes splittkilen inn i hullet og hydraulisk kraft driver kilen, utvider motkilene for å frakturere berget. For det fjerde trekker kilen seg tilbake og operatøren fjerner det splittede materialet før neste syklus starter. Hele sekvensen tar vanligvis mindre enn ett minutt per hull i fast berg.

Hvorfor er boring nødvendig før hydraulisk bergsplitting?+

Boring er nødvendig fordi en hydraulisk splitter fungerer ved å sette inn en kil- og motkilenhet i et forhåndsboret hull og utvide motkilene utover mot hullveggene. Uten et hull er det ikke plass til kilenheten og ikke noe kontrollert plan for frakturen å følge. Hulldiameteren og -dybden må matche splittkilens dimensjoner slik at motkilene kan utvide seg fullt ut og generere det laterale trykket som trengs for å frakturere berget. Hullposisjonen bestemmer også frakturretningen, siden berget splitter langs planet vinkelrett på kilorienteringen.

Hvordan skiller boring og splitting seg fra konvensjonell bergbryting?+

Boring og splitting skiller seg fra konvensjonell bergbryting på tre viktige måter. For det første bruker det kontrollert mekanisk kraft i stedet for støtenergi, slik at frakturretningen kan forutsies og kontrolleres ved å orientere kilen. For det andre gir det minimal vibrasjon, støy og flygestein sammenlignet med hydrauliske hammere eller sprengning, noe som gjør det egnet for urbane områder, nær konstruksjoner og i dimensjonssteinsbrudd. For det tredje er det en to-trinns prosess, boring og deretter splitting, i stedet for den kontinuerlige påvirkningen fra en hammer, så syklustiden per enhet berg kan være lengre, men frakturkontrollen er betydelig bedre. Valget avhenger av bergart, prosjektkrav og stedets begrensninger.

Hvilke typer bergutgravingsprosjekter kan bruke en bore- og splittprosess?+

Bore- og splittprosessen er egnet for en rekke bergutgravingsprosjekter, inkludert brudd og dimensjonssteinsproduksjon hvor kontrollert frakturretning bevarer blokkvaliteten, gruvedrift og underjordisk utgraving i harde bergformasjoner, tunneldrift og sjaktnedføring hvor vibrasjon og støy må minimeres, rivnings- og fundamentarbeid som involverer armert berg eller betong, og sprengningsfri bergutgraving i urbane områder eller nær infrastruktur og konstruksjoner. Det er spesielt effektivt i middels til hardt fast berg som granitt, basalt, kalkstein og sandstein. Veldig bløtt eller sterkt oppsprukket berg krever kanskje ikke boring og splitting, og en hammer eller skuffe kan være mer økonomisk for slike forhold.