буровая установка в шахте

Когда говорят ?буровая установка в шахте?, многие сразу представляют себе мощный станок, который долбит породу. Но на практике, особенно в сложных горно-геологических условиях, всё упирается в то, как эта установка вписана в общую схему проходки, как она ?дышит? вместе с вентиляцией и как выдерживает постоянную борьбу с влагой, пылью и стеснённым пространством. Частая ошибка — выбирать оборудование только по паспортной глубине бурения или мощности, не учитывая, как оно будет обслуживаться на километровой глубине при высокой влажности и что будет с вибрацией в узком забое.

От теории к реалиям забоя

Взять, к примеру, работы по разведочному бурению на одном из рудников в Забайкалье. По проекту всё выглядело стандартно: буровая установка с гидравлическим приводом, рассчитанная на твердые породы. Но когда начали работу, выяснилось, что система пылеподавления, которая шла в комплекте, не справляется с мелкодисперсной кварцевой пылью. Пришлось в срочном порядке монтировать дополнительный, более мощный отсос — а для него в тесноте забоя просто не было предусмотрено места. Неделю простоя, пока переделывали компоновку.

Или другой момент — энергоснабжение. Часто ли проектировщики с поверхности реально представляют себе перепады напряжения в глубинной сети шахты, когда одновременно включаются несколько мощных потребителей? У нас был случай, когда из-за этого ?проседали? показатели датчиков контроля усилия на буровой штанге. Казалось бы, мелочь, но из-за этого несколько скважин пошли с отклонением. Пришлось ставить стабилизаторы прямо на участке.

Поэтому сейчас для меня ключевой параметр — не максимальные характеристики, а ?живучесть? и ремонтопригодность установки в полевых, вернее, в подземных условиях. Как быстро можно заменить уплотнение на гидроцилиндре подтекающей подачи? Есть ли доступ к ключевым узлам без полной разборки половины мачты? На эти вопросы ответы часто находятся только после нескольких месяцев эксплуатации.

Вода, вибрация и человеческий фактор

Отдельная головная боль — водопритоки. Не та вода, что льётся из специального оросителя для подавления пыли, а та, что неожиданно прорывается из трещины в породе. Она несёт не только риск обводнения, но и тончайшую взвесь, которая забивает фильтры гидросистемы буровой установки. Стандартные фильтры, идущие в комплекте, часто требуют замены в два-три раза чаще, чем указано в мануале. Мы в итоге перешли на сдвоенные фильтры тонкой очистки от одного проверенного поставщика — простое решение, которое сэкономило кучу времени на промывке системы.

Вибрация — ещё один тихий враг. В проектной документации всегда есть цифры по допустимым вибронагрузкам. Но в реальности, когда установка работает в связке с крепью забоя, возникают резонансные явления, которые не просчитаешь на бумаге. Помню, на одной из проходок мачта установки начала давать едва заметную, но высокочастотную вибрацию, которая за месяц работы привела к образованию усталостных трещин в сварных швах рамы. Хорошо, что заметили вовремя во время планового осмотра.

И, конечно, люди. Оператор с двадцатилетним стажем чувствует машину ?на слух? и по лёгкой дрожи в рычагах управления. Он может заранее сказать, что в насосе начинается кавитация или что в буровом ставе появился люфт. Ни одна автоматизированная система диагностики пока не заменит этот опыт. Поэтому так важно, чтобы эргономика кабины управления позволяла эту обратную связь чувствовать, а не просто нажимать кнопки на сенсорном экране.

Технологии и экология: не мода, а необходимость

Сейчас много говорят о ?зелёных? технологиях в горном деле. Для кого-то это просто слова, но в условиях шахты это вопрос безопасности и эффективности. Речь не только о пылеподавлении, но и о снижении выбросов от дизельных агрегатов, об использовании биоразлагаемых гидравлических жидкостей. Если масло всё-таки подтекает, то его последствия для локальной среды в замкнутом пространстве штрека должны быть минимизированы.

В этом контексте интересно посмотреть на подход компаний, которые специализируются именно на экологических аспектах оборудования. Например, ООО Группа Цзянсу Чжунтай Экологические Технологии (информация о компании доступна на https://www.zthb.ru) заявляет о своей глубокой проработке именно экологического направления в оборудовании. Компания непрерывно углубляет свои разработки в области экологического оборудования, накопив более 20 ключевых технологических достижений, включая патенты на изобретения и полезные модели. Для шахтного применения это могло бы быть интересно в части систем очистки буровых растворов или утилизации шлама, но, повторюсь, всё упирается в адаптацию к конкретным, очень жёстким условиям.

Их наработки, теоретически, могли бы помочь в решении одной из наших старых проблем — сбора и обезвоживания шлама при бурении восстающих выработок. Но пока что серийные решения, которые я видел, либо слишком громоздки для узких участков, либо требуют такого частого обслуживания, что теряется весь смысл. Возможно, тут нужен именно узкоспециализированный патент, как раз из числа тех, что упоминает компания.

Случай из практики: когда сэкономили на малом

Хочу привести пример неудачного решения, которое в итоге обошлось дорого. Решили сэкономить и заказали для буровой установки в шахте не оригинальные буровые штанги от производителя станка, а более дешёвые аналоговые. Геометрия и марка стали вроде бы совпадали. Первые две недели — всё отлично. А потом пошёл повышенный износ резьбовых соединений, стали случаться обрывы. Причина оказалась в микротвёрдости материала, которая была чуть ниже. В условиях ударно-вращательного бурения в абразивной среде эта разница в 5-10 единиц по Виккерсу сыграла роковую роль. В итоге потери на простои и ремонт многократно перекрыли экономию на закупке. Вывод простой: в ключевых узлах, работающих на усталость и износ, мелочей не бывает.

Это же касается и расходников — коронок, переходников, уплотнителей. Лучше иметь долгосрочный контракт с одним проверенным поставщиком, который понимает специфику, чем каждый раз искать вариант подешевле. Надежность цепочки поставок в шахте, куда не всякий курьер доедет, стоит дорого.

Сейчас смотрю на новые модели установок. Производители делают упор на дистанционный мониторинг и автоматизацию. Это, безусловно, будущее. Но в моём понимании, идеальная буровая установка для шахты — это та, которая сочетает в себе ?умные? системы диагностики с максимально простой и надёжной механической частью, которую можно починить силами бригады, имея под рукой стандартный набор инструментов и запас самых ходовых запчастей. Потому что, когда в сотнях метров от поверхности что-то ломается, ждать две недели приезда инженера с поверхности — непозволительная роскошь.

Вместо заключения: о главном критерии

Так к чему же всё это? Если резюмировать мой опыт, то выбор буровой установки для подземных работ — это всегда поиск компромисса между мощностью, габаритами, надёжностью и ремонтопригодностью. Самый главный критерий, который ни в одном каталоге не указан, — это предсказуемость поведения машины в нештатной ситуации. Сможет ли она штатно завершить цикл бурения при скачке давления в гидросистеме? Как поведёт себя система крепления мачты при незначительном смещении пород в забое?

Ответы на эти вопросы даёт только время и эксплуатация в условиях, максимально приближенных к вашим. Поэтому, если есть возможность, всегда стоит пообщаться с коллегами, которые уже используют интересующую модель на схожих объектах. Их субъективные оценки ?на глазок? и истории о мелких поломках часто ценнее десятков страниц технических характеристик.

И ещё один момент. Техника не стоит на месте. Появляются новые решения, например, в области направленного бурения или использования электрического привода вместо дизельного. За этим нужно следить, но внедрять с оглядкой на свою конкретную реальность. Порой проверенная временем, чуть устаревшая модель, но с отлаженной логистикой запчастей и обученным персоналом, принесёт гораздо больше пользы, чем самое современное ?чудо?, к которому никто в шахте не знает, как подступиться. Всё упирается в системный подход, где установка — это всего лишь один, пусть и очень важный, элемент большой и сложной цепи подземных работ.