Perforatrice idraulica per rocce: i “requisiti rigorosi” per gli utensili di perforazione delle rocce
Nei progetti minerari e infrastrutturali di grandi dimensioni, le perforatrici idrauliche per rocce sono attrezzature fondamentali grazie alla loro elevata capacità di perforazione. Le prestazioni degli utensili di perforazione abbinati sono strettamente legate ai risultati operativi complessivi. Con budget di progetto ridotti, migliorare le prestazioni degli utensili di perforazione per aumentare la produttività complessiva e ridurre i costi di scavo per metro cubo di roccia è un modo fondamentale per controllare i costi e proteggere i margini. Il raggiungimento di questo obiettivo impone tre requisiti fondamentali agli utensili di perforazione: qualità e stabilità eccezionali, velocità di perforazione ottimale e deviazione minima del foro di perforazione.
Qualità degli utensili: la base per il controllo dei tempi di fermo e la garanzia di un funzionamento continuo. I costi orari di manodopera rappresentano una componente importante dei costi operativi di una perforatrice idraulica. Le tariffe di manodopera tendono ad essere elevate e l'ammortamento delle attrezzature, i costi di sistema e la retribuzione della manodopera sono ripartiti tra le ore di lavoro, quindi le perdite dovute a tempi non produttivi aumentano direttamente i costi del progetto. Ad esempio, nel mercato svedese il costo orario medio di una perforatrice idraulica per rocce è già di 380-450 dollari all'ora; i frequenti fermi causati da problemi agli utensili producono quindi notevoli perdite economiche.
Gli standard internazionali di efficienza per le perforatrici idrauliche stabiliscono obiettivi chiari: in un unico turno di lavoro, un singolo braccio avanza in genere circa 50.000 m di fori di mina all'anno. Il raggiungimento di tale livello dipende dalla stabilità della durata degli utensili di perforazione (in genere è richiesta una durata minima del gambo di 3.000 m) per ridurre la frequenza di smontaggio e sostituzione del gambo ed evitare inutili tempi di fermo.
Inoltre, difetti nelle aste o nelle punte di perforazione possono innescare effetti a catena più gravi. Un'asta di perforazione rotta non solo provoca la perdita della punta, ma può rendere inutilizzabile un foro già praticato. Sebbene le perforatrici idrauliche siano altamente automatizzate e riducano l'intensità del lavoro di routine, il tempo e lo sforzo necessari per smontare l'attrezzatura per sostituire un gambo, recuperare un'asta rotta o riaffilare una punta sprecano ore preziose e aumentano significativamente il carico di lavoro degli operatori. Pertanto, i proprietari dei progetti in genere danno priorità alla qualità del prodotto rispetto al prezzo, considerandola il prerequisito fondamentale per mantenere un funzionamento continuo e controllare i costi.
Velocità di perforazione: la chiave per ridurre i costi fissi e migliorare i rendimenti operativi Oltre ai costi di manodopera e acquisto degli utensili, altri costi orari per il funzionamento della piattaforma – ammortamento delle attrezzature, affitto del sito, spese generali di gestione, ecc. – sono costi fissi e vengono ripartiti nel tempo indipendentemente dall'efficienza di perforazione. Poiché i costi degli utensili di perforazione rappresentano una quota relativamente piccola del costo operativo totale, migliorare la velocità di perforazione è il modo più diretto per ridurre i costi unitari di costruzione.
Una velocità di perforazione più elevata significa più fori completati nello stesso tempo, il che diluisce efficacemente i costi fissi per unità di lavoro. Ad esempio, aumentare la velocità di perforazione del 20% riduce l'allocazione dei costi fissi per unità di prodotto di circa il 20%, abbassando direttamente il costo per metro cubo di roccia. Pertanto, i proprietari dei progetti prestano molta attenzione all'efficienza di perforazione dei diversi tipi di utensili e perseguono attivamente aggiornamenti tecnici che aumentino la velocità di penetrazione come misura chiave per ottimizzare il rapporto costo-efficacia.
Deviazione del foro di perforazione: essenziale per l'efficacia dell'esplosione e per evitare sprechi di risorse. Nella perforazione e nell'esplosione di fori da media a profonda, la rettilineità del foro di perforazione influisce direttamente sulla qualità dell'esplosione e sulla resa di estrazione. I fori deviati causano due problemi principali: la posizione effettiva del foro può discostarsi da quella progettata, costringendo a una riduzione della carica esplosiva; e la spaziatura dei fori può essere ridotta, impedendo la copertura prevista dell'esplosione. Entrambi i problemi riducono il volume di roccia estratta, sprecano risorse e ritardano i programmi, pertanto vengono imposti limiti rigorosi alla deviazione consentita.
Le cause di deviazione del foro includono errori di ingresso nella perforazione, disallineamento nella disposizione del foro ed errori di rettilineità derivanti dagli utensili di perforazione stessi. Con l'adozione diffusa di perforatrici completamente idrauliche e di perforatrici idrauliche controllate da computer, le prime due fonti di errore possono essere ampiamente eliminate da un controllo preciso delle attrezzature, rendendo i problemi strutturali degli utensili la principale causa rimanente di deviazione. Con l'aumentare della profondità di perforazione, eventuali difetti di rettilineità dell'utensile vengono amplificati e la deviazione peggiora: nei casi più gravi, un foro può essere completamente scartato.
La risposta efficace del settore è l'adozione di utensili di perforazione guidati. Questi utensili sono progettati per correggere la direzione di perforazione durante l'operazione, riducendo o eliminando significativamente le deviazioni causate dall'utensile stesso e garantendo così l'efficacia dell'espulsione e maggiori rese di estrazione.
Conclusione In quanto componenti fondamentali delle perforatrici idrauliche per rocce, la qualità degli utensili di perforazione, la velocità di penetrazione e la capacità di controllare la deviazione del foro determinano direttamente l'economicità del progetto, l'efficienza operativa e la qualità dell'esplosivo. In presenza di rigidi vincoli di budget, solo gli utensili che soddisfano questi tre requisiti fondamentali possono aiutare i committenti a ridurre i costi e ad aumentare l'efficienza, consentendo alle perforatrici idrauliche di realizzare appieno i loro vantaggi in termini di elevata produttività.
