Wiertarko-łuparka montowana na koparce zastępuje dwie czynności, które wcześniej wymagały dwóch osobnych maszyn: wierci precyzyjny otwór w skale, a następnie wykorzystuje ten sam otwór do wprowadzenia hydraulicznego klina i rozłupania materiału wzdłuż kontrolowanej linii. Ponieważ obie funkcje są zamontowane na tym samym wysięgniku koparki, jeden operator może przeprowadzić cały cykl wiercenia i łupania bez zmiany osprzętu ani przemieszczania się między maszynami. Prześledzenie sekwencji działania ułatwia ocenę, czy ta metoda pasuje do Twojego rodzaju skały, harmonogramu projektu i ograniczeń terenowych.
Czteroetapowa sekwencja działania
Proces przebiega w powtarzalnej pętli. Po pierwsze, operator używa wysięgnika koparki, aby przyłożyć głowicę wiertniczą do lica skały i uruchamia wiertło hydrauliczne, aby wykonać otwór o zadanej głębokości. Sprężone powietrze z wbudowanego kompresora wydmuchuje urobek z otworu i tłumi pył bezpośrednio u źródła. Po drugie, gdy otwór osiągnie docelową głębokość, wiertło cofa się, a rama główna obraca się, aby ustawić głowicę łuparki w linii z wywierconym otworem. Po trzecie, klin łuparki wchodzi do otworu, a ciśnienie hydrauliczne popycha go do przodu, wymuszając rozsuwanie się klinów przeciwnych na zewnątrz, do ścian otworu, co generuje siłę rozłupującą. Po czwarte, skała pęka wzdłuż płaszczyzny wyznaczonej przez położenie otworu i kąt klina, a operator usuwa rozdrobniony materiał przed rozpoczęciem kolejnego cyklu.
Cały proces zwykle zajmuje mniej niż minutę na otwór w zwięzłej skale — czas wiercenia zależy od twardości skały i głębokości otworu, a samo łupanie zwykle kończy się w ciągu ośmiu do dziesięciu sekund. Ponieważ oba etapy odbywają się na tej samej maszynie, jedynym opóźnieniem między wierceniem a łupaniem jest kilka sekund potrzebnych na obrót ramy głównej, a nie czas przejazdu, który straciłbyś przy przemieszczaniu się między osobnymi wiertnicami i łuparkami.
Faza wiercenia
Podczas wiercenia hydrauliczny silnik obrotowy napędza żerdź wiertniczą z węglikowym koroną w skałę. System posuwu zapewnia stały nacisk, podczas gdy mechanizm obrotowy obraca żerdź, a sprężone powietrze przepływa przez środek żerdzi, wydmuchując urobek z otworu. To powietrze pełni również podwójną funkcję jako podstawowe zabezpieczenie przed pyłem, wychwytując pył u źródła zamiast polegać na zewnętrznym zraszaniu wodą. Średnica i głębokość otworu są dobrane tak, aby pasowały do klina łuparki, dzięki czemu klin wchodzi czysto, a kliny przeciwne mogą w pełni rozszerzyć się na ściany otworu.
Szybkość wiercenia zależy od twardości skały, średnicy otworu i ciśnienia posuwu. W skałach średnio twardych, takich jak wapień czy piaskowiec, otwór o średnicy 115–155 mm zwykle wierci się z prędkością około 0,8 metra na minutę. W twardszym granicie lub bazalcie wiercenie będzie prawdopodobnie nieco wolniejsze, a operator może potrzebować dostroić ciśnienie posuwu, aby uniknąć uszkodzenia korony lub odchylenia otworu. Głębokość wiercenia zwykle wynosi od 1,4 do 2,0 metra, w zależności od modelu i wymaganej głębokości pęknięcia.
Faza łupania
Po wywierceniu otworu głowica łuparki obraca się na pozycję, a zespół klina wsuwa się do otworu. Klin to zwężający się centralny pręt, po bokach którego znajdują się dwa kliny przeciwne — często nazywane piórami — które przylegają do ścian otworu. Gdy ciśnienie hydrauliczne popycha klin w dół, zwężenie wymusza rozsuwanie się klinów przeciwnych na zewnątrz, w skałę, generując ogromne ciśnienie boczne w kontrolowanym kierunku. Ponieważ skała jest słabsza na rozciąganie niż na ściskanie, to ciśnienie boczne wywołuje pęknięcie wzdłuż płaszczyzny prostopadłej do orientacji klina.
Siła łupania jest przykładana stopniowo i w sposób kontrolowany — zupełnie inaczej niż w przypadku uderzeń młota hydraulicznego. Oznacza to, że kierunek pęknięcia jest przewidywalny i można nim sterować, orientując klin, co ma ogromne znaczenie w kamieniołomach bloków kamienia naturalnego, gdzie kształt bloku ma znaczenie, oraz w tunelowaniu, gdzie linia pęknięcia musi podążać za profilem tunelu. Automatyczny zawór kompensacji przemieszczenia utrzymuje stałe ciśnienie łupania przez cały skok klina, nawet gdy skała pęka, a opór spada. Typowe łupanie trwa od ośmiu do dziesięciu sekund, po czym klin się cofa, a urządzenie przechodzi do kolejnego otworu.
Kluczowe komponenty, które umożliwiają ten proces
Na zintegrowany proces wiercenia i łupania składa się kilka kluczowych komponentów. Hydrauliczny silnik wiertniczy i system posuwu dostarczają moc obrotową i nacisk do wiercenia, podczas gdy wbudowany w pełni hydrauliczny kompresor powietrza dostarcza sprężone powietrze do usuwania urobku i kontroli pyłu. Zespół klina i klinów przeciwnych przekształca siłę hydrauliczną w kontrolowane boczne ciśnienie łupiące. Podwójny system obrotu o 360 stopni — zarówno na ramie głównej, jak i na głowicy łuparki — umożliwia operatorowi wiercenie i łupanie na ścianach pionowych, powierzchniach nad głową i powierzchniach nachylonych bez przestawiania koparki. Sterowany elektrohydraulicznie system z czujnikiem obciążenia automatycznie zarządza posuwem wiertła, prędkością obrotową i siłą łupania, a bezprzewodowy pilot pozwala operatorowi stać z dala od lica skały podczas obsługi wszystkich funkcji.
Dla wykonawców rozważających to podejście najważniejszy wniosek jest taki, że jedna maszyna i jeden operator obsługują proces, który tradycyjnie wymagał osobnej wiertnicy i łuparki, z całym dodatkowym nakładem pracy, transportem i koordynacją, które się z tym wiążą. Kontrolowany kierunek pękania sprawia również, że jest to dobre rozwiązanie do prac, w których strzelanie lub kruszenie hydrauliczne powodowałoby zbyt duże wibracje, odłamki lub niekontrolowane pękanie. Aby porównać tę metodę z kruszeniem hydraulicznym, zobacz Wiertarko-łuparka a młot hydrauliczny: która metoda pasuje do zadania?. Aby uzyskać pomoc w wyborze odpowiedniej konfiguracji, sprawdź Jak wybrać wiertarko-łuparkę do koparek do urabiania twardych skał.
