Yeraltı tünel geliştirme çalışmalarında jumbo sondaj makinelerinin avantajları ve dezavantajları
Sondaj devleri, tünel açma çalışmalarında giderek daha yaygın bir tercih haline gelmiştir, ancak yeraltı madenciliğinde de belirgin sınırlamaları vardır. Pratik bir özet şu şekildedir: uzun, büyük, sert ve yüksek dereceli koşullarda bir sondaj dev verimliliği artırabilir; diğer koşullarda ise maliyetleri artırabilir.
Koşullar uygun olduğunda avantajlar
Sondaj hızı: Üç kollu bir sondaj makinesi, tek çevrimde ilerleme hızını, ayaklı pnömatik bir sondaj makinesine göre 3-6 kat daha hızlı hale getirebilir; uygun koşullarda aylık ilerleme yaklaşık 130 metrede istikrarlı bir şekilde korunabilir.
Delik kalitesi: Jumbo püskürtme uçları çok küçük delik konum sapmaları (birçok raporda tipik olarak ~2 cm'nin altında) üretir, aşırı kırılmayı yaklaşık %10 azaltır ve daha düzgün patlatma yüzeyleri oluşturur. Bu, püskürtme beton desteği ihtiyacını ve sonraki işleme/nakliye maliyetlerini düşürür.
Geliştirilmiş güvenlik: Operatörler kabinlerden çalışarak, çalışma alanındaki personel sayısını yaklaşık ikiye düşürüyor. Toz ve gürültü büyük ölçüde azalıyor, bu da hem çalışma alanı güvenliğini hem de personel korumasını iyileştiriyor.
Uzun mesafeli hatlarda ekonomik verimlilik: Amortisman düşüldükten sonra, uzun mesafelerde işçilik, enerji, sarf malzemeleri, patlayıcılar ve ateşleyicilerde yaklaşık %15 tasarruf sağlanabilir.
Olumsuz koşullar altında ortaya çıkan dezavantajlar
Yüksek sermaye maliyeti: başlangıç yatırımı büyüktür. İki kollu jumbo matkapların birim fiyatı genellikle 3-6 milyon RMB aralığındadır ve yedek parça stoğu genellikle varlık değerinin yaklaşık %5'ini oluşturur; bu da onları hidrolik krikolu matkaplara kıyasla pahalı hale getirir.
Kesit gereksinimleri: Çoğu genel amaçlı jumbo vinç, yaklaşık 4,0 m net başlık genişliği ve yaklaşık 3,8 m yükseklik gerektirir. Daha küçük kesitler, özellikle yaklaşık 2,0 m'nin altındakiler, standart jumbo vinçler için uygun değildir ve özel küçük teçhizatlar gerektirir, bu da evrenselliği azaltır.
Jeolojik hassasiyet: Jumbo matkaplar sağlam sert kayalarda iyi performans gösterir, ancak yumuşak zeminde, kırık bölgelerde veya su taşıyan bantlarda sık sık matkap ucu sıkışması ve diğer arızalara eğilimlidir; bu koşullar altında etkin verimlilikleri, ayaklı matkaplara göre daha düşük olabilir.
Bakım gereksinimleri: Jumbo jetler, yetenekli bakım personeli gerektiren entegre hidrolik-elektrik sistemleridir (hidrolik, kontrol, yağlama). Temel bileşenlerin (pompalar, vanalar) arızaları, ilk kullanım döneminde onarım için tüm bir vardiyanın maliyetine neden olabilir ve bu da operatörlerin cesaretini kırabilir.
Yavaş yer değiştirme: Dev kuyular ağırdır ve genellikle kuyuya iniş ve yeniden montaj için bölümler halinde taşınır; dar yeraltı alanlarında çalışma yüzeyleri arasında veya çok segmentli ilerleme sırasında hareket etmek zaman alıcı olabilir.
Tipik uygulanabilir koşullar ve operasyonel öneriler: Jumbo tünel açma makineleri, tünel kesitinin ~16 m²'yi aştığı, tek tünel açma ilerleme uzunluklarının ~300 m'yi aştığı, kaya sertliğinin orta veya daha yüksek olduğu (burada "sertlik >6" olarak tanımlanmıştır) ve sermaye ile profesyonel bir bakım ekibinin mevcut olduğu durumlarda en uygundur. Bu koşullar karşılanmadığında, karma modlu veya alternatif yaklaşımlar önerilir:
Ters verimlilikten (jumbonun daha yavaş veya daha maliyetli olduğu durumlardan) kaçınmak için hibrit bir "jumbo + jackleg" iş akışı kullanın veya yalnızca jackleg işlemlerine devam edin.
Senaryoya göre dağıtım önerileri:
Büyük taşıma tünelleri veya uzun tüneller: üç kollu hidrolik jumbo vinçler.
Orta büyüklükteki maden ocakları için ara tünel açma tünelleri: tek veya çift kollu hafif modüler jumbo tüneller (tünel açma tüneli uzunluğu yine de en az 300 metre olmalıdır).
Küçük kazı alanlarında (yaklaşık 2,5 × 2,5 m ve altı): ayaklı pnömatik matkaplar tercih edilir; jumbo matkaplar bu bölümlerde avantaj sağlayamaz.
Yüksek oranda kırıklı veya alternatif yumuşak kayaçlı tünellerde: birincil delikler için jumbo matkap, sorunlu delikleri desteklemek için ise jackleg matkap kullanın ve tıkanmayı azaltmak için yüzey koşullarına göre gerçek zamanlı olarak geçiş yapın.
Genel Görünüm: Sondaj makineleri genel olarak bir gelişim trendi olmaya devam ediyor. Tasarımlar daha kompakt, elektrikli, modüler ve seri üretime uygun hale geldikçe fiyatların kademeli olarak düşmesi bekleniyor. Dijitalleşme ve akıllı sistemlerin ilerlemesiyle birlikte, 5G uzaktan kumanda ve yapay zeka destekli adaptif sondaj parametre optimizasyonu, sondaj makinelerinin uygulanabilirliğini daha da genişletecek olası gelecek yönleridir.
