Первые в своем классе

Буровые установки Sandvik серии 400i подходят для широкого спектра горных и строительных работ в выработках и тоннелях сечением 4 x 4 метра и более: подземное проходческое бурение, проходка тоннелей для подземного строительства, установка анкерной крепи для обеспечения безопасности крепления породы, очистное бурение.

«Разработка техники для этой линейки идет непрерывно, и мы хотим уделить особое внимание проблемам, связанным с производительностью, рентабельностью и рациональным недропользованием, с которыми горнодобывающая отрасль сталкивается сегодня, — рассказывает Юкка Наапури, менеджер по оборудованию для подземного бурения глубоких скважин Sandvik Mining and Rock Technology. — Кроме того, мы используем новые возможности, которые дают нам «большие данные» и автоматизация горных работ».

Sandvik начала выпуск первой машины серии 400i — проходческой установки Sandvik DD422i — в 2013 году. Далее была выпущена электрическая версия — Sandvik DD422iE. Теперь в линейку техники этого класса вошли установки для очистного бурения Sandvik DL432i и Sandvik DU412i, а также установка для бурения под анкерную крепь Sandvik DS422i. Наряду с этим произошло обширное обновление системы автоматизации.

«Линейка техники серии 400i призвана улучшить три важнейших аспекта любого горного предприятия: безопасность, производительность и управление процессом, — говорит Наапури. — Для этого нужна встроенная интеллектуальная система, но тогда придется оперировать большим объемом поступающих данных и использовать их для оптимизации работы».

Все буровые установки серии 400i созданы на основе стандартизированных механических решений и общих компонентов. Они отличаются серьезными преимуществами в таких аспектах, как обучение операторов, техобслуживание и логистика запчастей. Общие интерфейсы и единая структура просты в освоении, и операторы при необходимости могут легко начать работу с установкой другого типа.

Она включает в себя мощный перфоратор RD927L, хорошо зарекомендовавший себя буровой модуль, телескопическую стрелу с большой площадью охвата и систему управления бурением iSOLO.

Вместе эти особенности помогают бурить более точные скважины нужной длины. Как результат — оптимальное извлечение руды при минимальном разубоживании. Еще одним преимуществом является оптимальная фрагментация, обеспечивающая эффективную погрузку и транспортировку материала.

Что касается безопасности, Sandvik DL432i отличается эргономичной кабиной с козырьком для защиты от падающих предметов и защиты при опрокидывании, великолепной устойчивостью несущей конструкции и доступными точками обслуживания на уровне почвы. Уровень шума в кабине при бурении был снижен до значений ниже 75 дБ(А).
Кроме того, Sandvik DL432i повышает производительность благодаря передовым системам автоматизации, а также интеллектуальной системе управления бурением, делающей его более быстрым и точным. «В число наших целей на будущее входят бурение по многовеерной схеме на основе навигации несущей части, дистанционная откатка и позиционирование между веерами», — перечисляет Наапури.

Система сжатого воздуха Sandvik DU412i эффективна благодаря бортовому дожимному компрессору и новой высокофункциональной адаптивной системе управления, которая повышает обычное давление из воздушной системы рудника с 4–7 до 28 бар.

Предусмотрено несколько размеров компрессора для адаптации к пневмоударникам различных размеров и специфике конкретного рудника.

Как определить, что лучше использовать — буровые установки с гидроперфоратором или погружным пневмоударником (ITH)? «Основными критериями, которые нужно учитывать, служат диаметр и глубина скважин. Буровые установки с гидроперфоратором обычно используются для скважин небольшого размера и небольшой глубины, в то время как буровая установка ITH дает возможность более точно бурить глубокие скважины, а также осуществлять бурение в сложных геологических условиях, — поясняет Наапури. — Плюс объем добычи: крупногабаритные буровые установки ITH обеспечивают более высокую производительность. Еще одним фактором является метод взрывных работ. Некоторые методы ориентированы на скважины большего диаметра. И, наконец, у людей бывают собственные традиционные предпочтения; технология ITH появилась в Северной Америке и по-прежнему занимает там очень прочные позиции».

— Это производительная и безопасная машина, подходящая для тяжелых условий работы».

Полностью закрытая бортовая катушка вмещает 775 метров стального троса. Благодаря тщательно продуманной конструкции катушки и бункера для подачи цемента Sandvik DS422i обладает исключительно компактными внешними размерами, обеспечивающими безопасный зазор между машиной и стенами тоннеля. В результате заполнение цементом и смена стального троса осуществляются без вывода установки из рабочей зоны.

Другая важная особенность Sandvik DS422i — усовершенствованный механизм манипуляции стрелы. Его принцип заключается в следующем: оператор направляет буровой модуль на исходную точку, где необходимо установить первый анкер, и фиксирует стрелу по осям X, Y, Z. После этого буровой модуль перемещается в автоматическом режиме на следующую позицию для установки анкера.

Хорошим дополнением для установки являются пакеты автоматизации уровней Silver и Gold. На практике это выглядит так: оператор в ручном режиме устанавливает машину в нужное положение, а затем автоматическая система выполняет цикл бурения. Позиционирование труб для нагнетания цемента и подача цемента в скважину требуют ручного управления.

В автоматическом режиме выполняется бурение и перемешивание цемента, за счет чего исключается большинство работ, ради которых оператору пришлось бы покинуть кабину. Достаточно просто ввести водоцементное отношение и размер партии, а все остальное будет сделано в ходе автоматического процесса перемешивания цемента. Помимо безопасности оператора, это также позволяет улучшить консистентность цементных смесей и качество анкерной крепи.

Обновление системы автоматизации: расширенные возможности

Новое оборудование Sandvik серии 400i рассчитано на непрерывную круглосуточную эксплуатацию благодаря пакету обновлений системы автоматизации, выпущенному для проходческих буровых установок Sandvik DD422i и Sandvik DD422iE.

«Отраслевые проблемы, связанные с производительностью и рентабельностью, оставляют все меньше места для простоев, вызванных пересменками, взрывными работами и поломками системы вентиляции, — рассуждает Йоханнес Вяливаара, менеджер по проходческому буровому оборудованию для подземных работ. — Именно эти проблемы мы хотели решить, выпустив новый пакет обновлений».
В него входит новая система предотвращения пересечения скважин, которая основана на модели динамического перерасчета сетки бурения при автоматических перемещениях между скважинами. Система помогает заранее выявить потенциальную опасность пересечения и избежать ее, изменив траекторию движения. Это исключает и потенциальный ущерб оборудованию. Кроме того, производство не прекращается даже в режиме работы без участия людей, что значительно повышает общую надежность автоматизированного бурения.

Запатентованный полуавтоматический механизм замены буровых коронок позволяет устранить один из ключевых факторов, ограничивающих производительность бурения: ручную замену коронок. Конструкция включает в себя систему полуавтоматического управления и устройство замены с держателем на 12-18 стандартных и 2 расширительных коронки. Держатель расположен под направляющими податчика.

«Благодаря этому повышается не только производительность, но и безопасность, — говорит Вяливаара. — Механизм замены коронок минимизирует риск травм щиколоток и коленей, поскольку оператору не требуется лишний раз выходить из кабины и возвращаться в нее, а также значительно уменьшает общее время на замену по сравнению с тем, сколько понадобилось бы при операции, проводимой в ручную».

Третьей ключевой составляющей пакета обновлений стала система телеуправления бурением: благодаря дистанционному контролю и управлению буровой установкой она обеспечивает бесперебойную работу, повышенный уровень безопасности и надежности. Система помогает оператору наиболее эффективно использовать оборудование, чтобы пробурить больше скважин без излишнего риска столкновений со стенами. Она также уменьшает время, которое оператор проводит в выработке, и повышает общий уровень безопасности при подземных проходческих работах — в частности, в геотехнически сложных зонах рудника.

«Очень удобно, что каждую из этих новых возможностей системы автоматизации можно выбрать в качестве самостоятельного решения или в любой комбинации, — отмечает Вяливаара. — Например, если на каком-то руднике не требуется дистанционное управление, можно ограничиться механизмом замены коронок, чтобы уменьшить риски для операторов».