НАКРАТКО
Поздравления по случай Коледа и Новата 2024-та година от компании в бранша
Сондите с горен чук се използват широко за пробивно-взривни работи (ПВР) на кариери и големи инфраструктурни обекти благодарение на ниските им експлоатационни разходи. Традиционно при по-големи дълбочини и диаметри на сондиране, например в открити рудници, се предпочитат сонди с долен чук или ротационни сонди. Успоредно с това обаче водещите производители на сондажна техника предлагат все по-нови технологии и иновации, които позволяват на сондите с горен чук да се конкурират по работни параметри с машините с пневмоударник.
Основната разлика между двата метода на сондиране е, че първият вид машини са оборудвани с горен чук (дрифтер), който е разположен в горния край на лафета и изпълнява ротационно-перкусионно действие върху системата от шанк адаптер, щанги и корона. Друга съществена разлика със сондите с долен чук е, че компресорът е по-малък и създава по-малко налягане, тъй като сгъстеният въздух се използва единствено за продухване на шлама от сондажа. Съответно двигателят е с по-малка мощност и разходът му на дизел е значително по-нисък. И тъй като за работните функции се разчита само на хидравлика, сондите с горен чук предлагат по-висока скорост на пробиване. Все пак максималните диаметри на сондиране са по-малки (традиционно до 152 mm).
Шасито на сондата с горен чук е сходно с машината с пневмоударник при моделите с неподвижна надстройка. Има сонди с горен чук със завъртаща се надстройка, при което машината има от място голям обсег и може да изпълни няколко сондажа без да се придвижва. Магазинът за щанги и при двата вида сонди е сходен, но има разлика при завиването и отвиването им.
При машината с пневмоударник се използват челюсти, а при сондата с горен чук се използва т. нар. разчукване, което спомага за нормалното развиване. Характерно за сондите с горен чук е, че короната по-лесно се освобождава при блокиране в сондажа.
При сондиране с горен чук на по-големи дълбочини (над 16 m) е възможно да се получи изкривяване на траекторията на сондажа, тъй като в резбите, свързващи щангите се губи енергия. Резбовата връзка е слабото звено, където често често щангите се чупят.
Сондиране с по-голям диаметър
Въпреки че на по-големи дълбочини сондите с горен чук не могат да осигурят права траектория на сондажа, както тези с пневмоударник, в Европа се наблюдава тенденция за преминаване към машини с горен чук заради по-ниските оперативни разходи. Но това все пак зависи и от геоложките условия. В твърда, монолитна или абразивна скала, без скални разломи и с малко откривка се работи по един начин. А там където има скални разломи, пукнатини, различни пластове, каверни и по-голямо количество откривка – по друг, най-добре със сонда с долен чук. При работа в различни геоложки условия на различни кариери (обекти) оптималната дълбочина на пробиване с горен чук се счита обикновено до 14-16 m.
През последните години обаче бяха въведени модерни сонди с горен чук, използващи най-иновативни технологии, които предлагат по-прав сондаж и по-високи работни параметри – максимален диаметър на сондиране до 178 mm и дълбочини 24-32 m, което прави възможно тяхното приложение и в открити рудници. Близко до универсалното решение са сондите, които съчетават предимствата на горния и долния чук в едно и се предлагат отдавна на пазара. Но в случая не се наставят щанга след щанга, а секции, съставени от външна обсадна тръба и вътрешна щанга – стержен, чрез който се предава енергията на удара от горния чук. Тази конструкция позволява изпълнение на по-прави сондажи, постигане на по-големи дълбочини (35-40 m) и диаметри на сондиране (до 216 mm), както и по-ниски оперативни разходи.
Автоматизация и дистанционно управление
В днешно време водещите световни производители постоянно търсят и въвеждат варианти за автоматизиране на различните операции на сондирането. Целта, от една страна, е да се намалят разходите за експлоатация и поддръжка, а от друга, да се направи професията на сондьора по-привлекателна, особено предвид системния глад за квалифицирани оператори на минни, кариерни и строителни машини. Чрез автоматизацията се свеждат до минимум най-честите грешки, свързани с позиционирането на сондата, наклона и дълбочината на пробива, които могат да са причина за последващи сериозни разходи за рудника или кариерата, предвид резултата от взривяването.
Популярност набира и използването на предварително изготвени дигитални схеми (планове) за изпълнение на сондирането. Така сондата може автоматично и прецизно да се насочва към следващата позиция според точни устиеви координати, а контролът върху работата ѝ (наклон, дълбочина и време за сондиране) е гарантиран.
В Западна Европа все по-популярно става дистанционното управление на няколко сонди едновременно от един оператор. Модулът за дистанционно управление, който пресъздава донякъде интериора на кабината на сондата, може да се монтира в микробус, паркиран на подходящо място в рудника, или в диспечерна стая (офис) извън рудника.
През последните няколко години, в духа на все по-зелената политика на ЕС, водещи световни производители представиха прототипи на сонди с горен чук с изцяло електрическо задвижване, което съчетава захранване с кабел за сондирането и тягови батерии за придвижването.
На следващите страници представяме трима от известните производители с предлаганите от тях сонди с горен чук според заявените от компаниите моделни гами и технико-технологични преимущества.
EPIROC
Сонда Epiroc SmartROC C50 с COROD - диаметър на сондиране 90-140 mm и дълбочина на пробиване до 36 m
Eprioc е един от водещите световни производители на пробивна минна и кариерна техника. В продуктовата палитра на компанията влизат четири вида сонди за ПВР: ротационни, с долен чук, с горен чук и COPROD. Това са най-съвременни машини, които се отличават с модерни технологии, висока производителност, реална горивна ефективност и надеждност. Гамата от сонди с горен чук е много широка и включва 22 модела със и без кабина в три серии: FlexiROC, PowerROC и SmartROC, която е с най-високо ниво на автоматизация на работните процеси. Сондите покриват голям диапазон от работни диаметри – от 38 до 152 mm, а дълбочината на сондиране достига 37 m.
Важно място в продуктовата палитра заемат двата модела, използващи патентованата технология COPROD. Тя позволява на сонда с горен чук да работи като машина с долен чук – с по-големи дълбочини и диаметри на пробиване и права траектория на изпълнение на сондажа, но при много по-малък разход на енергия в сравнение с пневмоударника. Моделът SmartROC C50 предлага диаметър на сондиране 90-140 mm и дълбочина до 36 m, а по-големият SmartROC CL съответно 115-216 mm и 42,5 m.
При сондите COPROD устройството на пробивния инструмент е доста по-различно от познатите щанги или тръби. Всяка секция COPROD е съставена от външна обсадна тръба, която има резба и извършва само въртеливо движение. Вътре в нея се поставя щанга – стержен, чрез който се предава енергията на удара. Стерженът контактува челно със стержена на следващата секция и по този начин се елиминират загубите на енергия в резбите и изкривяването на траекторията на сондажа.
Между обсадната тръба и стержена има пластмасова вложка (дистанционер) с отвори, през които минава сгъстеният въздух за продухване на сондажа. Освен това дистанционерът абсорбира шума и вибрациите по време на работа. Конструкцията на COPROD позволява четирикратна подмяна само на обсадната тръба и след това на цялата секция в зависимост от износването, което намалява експлоатационните разходи.
Характерно за сондите COPROD е, че използват горен чук, който е по-мощен. Шанк адаптерът е с по-специфична конструкция, като към последната секция COPROD се монтира глава и към нея пробиващата корона. При сондите с горен чук, след автоматично изпълнение на сондажа, операторът трябва да разчука тръбите и да ги извади, докато при COPROD прибирането на инструмента става автоматично както при машините SmartROC с пневмоударник.
В крайна сметка технологията COPROD съчетава най-доброто от горния и долния чук – висока производителност, нисък разход на гориво (използва се по-малък компресор само за извеждане на шлама), изпълнение на прави и по-дълбоки сондажи с голям диаметър благодарение на уникалната технология, при която енергията на удара се предава не чрез тръбите, а челно чрез вътрешните стержени.
Сондите COPROD могат да се управляват дистанционно чрез операторска станция BenchREMOTE, монтирана примерно във ван. Тя дава възможност за едновременно дистанционно управление на до три сонди в обсег до 100 m. Системата TeleREMOTE предлага най-високото ниво на дистанционно управление на до шест сонди от диспечерска стая (офис) извън рудника.
SANDVIK
Sandvik е един от водещите световни производители на пробивна минна и кариерна техника. За целите на ПВР в открити рудници и кариери компанията произвежда три вида сонди: с долен чук, с горен чук и ротационни. В портфолиото на Sandvik ясно се откроява гамата от сонди с горен чук, която включва две серии Pantera и Ranger. Машините от серия Pantera са три големи модела с диаметри на сондиране от 89 mm до 178 mm и дълбочина на пробиване до 33 m. Те са предназначени за високопроизводителна работа в големи кариери и рудници.
Серия Ranger обхваща пет модела с диаметри на сондиране от 64 mm до 140 mm и дълбочина на пробиване до 34,3 m. Тези машини са отлично решение за извършване на ПВР в кариери и на големи строителни обекти. Характерно за сондите от серия Ranger е, че разполагат със завъртане на надстройката на 290°, което им позволява да изпълнят няколко последователни сондажа без машината да се премества. Благодарение на работния обсег от 17,6 m2 до 55 m2 oт място тези машини осигуряват по-голяма производителност и ефективност при по-ниски разходи за гориво, особено при по-труден и неравен терен.
В гамата на Sandvik един от най-забележителните модели е флагманът Pantera DP1600i. Въведена през 2021 г., това е първата сонда с горен чук в света, която може изпълнява сондажи с диаметър до 178 mm и е реална алтернатива на машините с долен чук при подходящи геоложки условия (твърди и монолитни скали). Сравнителни тестовете на Sandvik показват, че Pantera DP1600i отчита 50% икономии на гориво, 25% намаление на общите разходи за сондиране и 15% повишаване на производителността спрямо сонда с долен чук. Машината е предназначена за клиенти, които са мини и големи кариери.
Специално разработения чук RD1840C с мощност 49 kW oсигурява необходимата енергия за ефективно пробиване. За достигане на кинематичната енергия, генерирана от чука до скалоразрушаващия инструмент, е разработен и нов сондажен инструмент LT90 състоящ се от шанк адаптер, щанги (тръби) и корони. Новият шанк адаптер е изработен от висококачествена стомана и предава по оптимален начин енергията към тръбите и короната. Тръбите се завиват с нова специфична резба, а контактът и предаването на удара между две тръби не става челно, а чрез техните насрещни бордове. На свой ред при кoроните от Сандвик предлагат нови разработки на бутоните (GC – Gradient Carbide и SH – Self Hardening).
В резултат сондажния инструмент LT90 предлага по-дълъг експлоатационен живот на компонентите, по-лесно завиване и развиване на тръбите, редуциране на отклонението на взривните дупки, повишаване на производителността и намаляване на разхода на гориво.
Като опция машината може да се поръча с уникалната система Sandvik Rockpulse. Тя отчита каква енергия се връща към чука и дава информация на оператора за настройване с най-подходящите параметри с цел по-висока скорост на сондиране и по-дълъг живот на инструмента. Клиентите могат да поръчат машината с различни нива на автоматизация и дистанционно управление според своите нужди и работните условия в рудника или кариерата.
Сонда Sandvik Pantera DP1600i с горен чук - диаметър на сондиране 102-178 mm и дълбочина на пробиване до 32,6 m
SUNWARD
Сонда Sunward SWDH102S с горен чук - диаметър на сондиране 76-127 mm и дълбочина на пробиване до 25 m
Sunward Intelligent Equipment Group е създадена през 1999 г. и е една от най-динамично развиващите се частни китайски компании в областта на строителната, кариерната и минна техника. Тя се нарежда сред двадесетте най-големи производители на багери и сред петдесетте най-големи производители на строителна техника в света. Основана е от Хи Кинкхуа, професор в Централния Южен Университет в Китай.
Още през 80-те години на 20 в. проф. Кинкхуа започва да се занимава интензивно с изследвания в областта на сондирането. През 2004 г. Sunward въвежда на местно ниво първата китайска сонда с долен чук, която бързо разширява пазарния си дял и започва постепенно да измества вносните марки от високия клас.
През 2013 г. Suwnard пуска на пазара първата си сонда с горен чук за ПВР, a днес компанията предлага гама от три модела с работни диаметри от 64 mm до 127 mm и работни дълбочини до 25 m. Те са подходящи за работа в малки и средно големи открити рудници, кариери, инфраструктурни и хидроенергийни проекти, и др.
Машините се отличават със съвременни технологии като например патентованата от Sunward система за адаптиране на сондирането, която интелигентно идентифицира геоложките условия и предпазва от блокиране на инструмента в сондажа, както и от ротационно-перкусионно действие без контакт със скалата. Много ефективна е и буферната система, също собствена разработка на Sunward. Тези технологии допринасят съществено за удължаване на експлоатационния живот на сондажното оборудване и намаляване на оперативните разходи.
Дрифтерът, дизеловият двигател и въздушният компресор от водещи световни производители са съчетани по подходящ начин, който позволява оптимизиране на мощността при по-нисък разход на гориво – 18% икономии спрямо предходното поколение. В комфортната кабина операторът има на разположение голям LCD-дисплей, предлагащ оптимално управление на работните параметри. Системата за мониторинг на сондирането показва и автоматично записва ъгъла на пробиване, времето за изпълнение на сондажа и т. н.
Третата генерация сонди с горен чук на Sunward предлага по-голяма производителност и ефективност благодарение на редица въведени подобрения. Машините разполагат с два работни режима, като икономичният е предназначен за нормално сондиране с нисък разход на гориво в твърда и монолитна скала. Мощният режим е за работа в по-трудни условия като голяма надморска височина и наличие на разломи, пукнатини и каверни.
Намалена е работната маса на машините, като надстройката е с по-компактни размери и подобрен център на тежестта, което улеснява работата по неравни терени. Предвидено е по-мощно задвижване на ходовата част с цел подобрено изкачване на наклони, по-висока скорост на придвижване (4,2 km/h), като просветът от земята също е увеличен.
За да се гарантира надеждността и издръжливостта на новото поколение сонди Sunward с горен чук, са направени редица изпитания в реални условия, в т.ч. в екстремна среда: висока температура от 45°С в Лаос, 4500 m надморска височина в Цинхай (Китай) и -30°С в Монголия.
Обзора подготви
Данаил НИКОЛОВ
