Экскаваторная буровая установка с расклинивателем выполняет две задачи, для которых раньше требовались две отдельные машины: она бурит точное отверстие в породе, а затем использует это же отверстие для вставки гидравлического клина и раскалывания материала по контролируемой линии. Поскольку обе функции смонтированы на одной стреле экскаватора, один оператор может выполнять весь цикл бурения и раскалывания без замены навесного оборудования или перемещения между машинами. Последовательное рассмотрение процесса поможет понять, подходит ли этот метод для вашего типа породы, сроков проекта и ограничений площадки.
Четырехэтапная последовательность операций
Процесс представляет собой повторяемый цикл. Сначала оператор с помощью стрелы экскаватора подводит буровую головку к поверхности породы и запускает гидравлический бур, чтобы пробурить отверстие до заданной глубины. Сжатый воздух от встроенного компрессора выдувает буровую мелочь из отверстия и подавляет пыль прямо в источнике. Во-вторых, когда отверстие достигает целевой глубины, бур отводится назад, а основная рама поворачивается, чтобы выровнять расклинивающую головку с пробуренным отверстием. В-третьих, клин расклинивателя входит в отверстие, и гидравлическое давление продвигает его вперед, заставляя контрклинья расширяться наружу к стенкам отверстия, создавая раскалывающее усилие. В-четвертых, порода раскалывается по плоскости, заданной положением отверстия и углом клина, и оператор убирает разрушенный материал перед началом следующего цикла.
Весь процесс обычно занимает менее минуты на одно отверстие в прочной породе — время бурения варьируется в зависимости от твердости породы и глубины отверстия, а само раскалывание обычно завершается за восемь-десять секунд. Поскольку оба этапа выполняются на одной машине, единственная задержка между бурением и раскалыванием — это несколько секунд, необходимых для поворота основной рамы, а не время перемещения, которое терялось бы при работе на отдельных буровой и расклинивающей установках.
Этап бурения
Во время бурения гидравлический роторный двигатель приводит в действие буровую штангу с твердосплавной коронкой, которая входит в породу. Система подачи обеспечивает постоянное усилие, пока ротор вращает штангу, а сжатый воздух проходит через центр буровой штанги, выдувая буровую мелочь из отверстия. Этот воздух также выполняет двойную функцию — основное пылеподавление, улавливая пыль в источнике, а не полагаясь на внешнее водяное распыление. Диаметр и глубина отверстия подбираются под клин расклинивателя, чтобы клин входил чисто, а контрклинья могли полностью расшириться к стенкам отверстия.
Скорость бурения зависит от твердости породы, диаметра отверстия и давления подачи. В породах средней твердости, таких как известняк или песчаник, отверстие диаметром от 115 до 155 мм обычно проходит со скоростью около 0,8 метра в минуту. В более твердом граните или базальте бурение, скорее всего, будет медленнее, и оператору может потребоваться скорректировать давление подачи, чтобы избежать повреждения коронки или ухода отверстия. Глубина бурения обычно составляет от 1,4 до 2,0 метров, в зависимости от модели и требуемой глубины трещины.
Этап раскалывания
После бурения расклинивающая головка поворачивается в позицию, и клиновой узел входит в отверстие. Клин представляет собой конический центральный стержень с двумя контрклиньями — часто называемыми перьями — которые прилегают к стенкам отверстия. Когда гидравлическое давление продвигает клин вниз, конусность заставляет контрклинья расширяться наружу к породе, создавая огромное боковое давление в контролируемом направлении. Поскольку порода слабее на растяжение, чем на сжатие, это боковое давление вызывает трещину по плоскости, перпендикулярной ориентации клина.
Раскалывающее усилие прикладывается постепенно и контролируемо — ничего общего с ударным воздействием гидравлического молота. Это означает, что направление трещины предсказуемо и может управляться ориентацией клина, что очень важно в карьерах по добыче блочного камня, где форма блока имеет значение, и в тоннелестроении, где линия трещины должна следовать профилю тоннеля. Автоматический клапан компенсации перемещения поддерживает постоянное давление раскалывания на протяжении всего хода клина, даже когда порода раскалывается и сопротивление падает. Типичное раскалывание занимает от восьми до десяти секунд, после чего клин отводится, и установка переходит к следующему отверстию.
Ключевые компоненты, обеспечивающие работу процесса
Ряд ключевых компонентов объединяется, чтобы обеспечить работу интегрированного процесса бурения и раскалывания. Гидравлический буровой двигатель и система подачи обеспечивают вращательную мощность и усилие для бурения, а встроенный полностью гидравлический воздушный компрессор подает сжатый воздух для удаления буровой мелочи и контроля пыли. Клиновой узел расклинивателя и контрклинья преобразуют гидравлическое усилие в контролируемое боковое раскалывающее давление. Двойная система вращения на 360 градусов — как на основной раме, так и на расклинивающей головке — позволяет оператору бурить и раскалывать на вертикальных стенах, потолочных поверхностях и наклонных плоскостях без перемещения экскаватора. Электронно-гидравлическая система управления с чувствительностью к нагрузке автоматически управляет подачей бура, скоростью вращения и усилием раскалывания, а беспроводной пульт позволяет оператору находиться на безопасном расстоянии от поверхности породы, управляя всеми функциями.
Для подрядчиков, рассматривающих этот подход, главный вывод заключается в том, что одна машина и один оператор выполняют процесс, который традиционно требовал отдельной буровой установки и расклинивающего агрегата, со всеми дополнительными трудозатратами, транспортировкой и координацией, которые с этим связаны. Контролируемое направление трещины также делает этот метод подходящим для работ, где взрывные работы или гидравлическое разрушение вызвали бы слишком много вибрации, разлета камней или неконтролируемых трещин. Для сравнительного анализа с гидравлическим разрушением см. Буровая установка с расклинивателем против гидравлического молота: какой метод подходит для задачи?. Для помощи в выборе правильной конфигурации ознакомьтесь с Как выбрать экскаваторную буровую установку с расклинивателем для разработки твердых пород.
