Rock drilling rig ion: Hydraulic vs pneumatic — 8 indicator kumpara kasama ang isang ion guide
Ang mga rock drilling rig ay pangunahing kagamitan para sa pagmimina, pagtatayo ng tunel at iba pang gawaing sibil; ang kanilang pagganap ay direktang tumutukoy sa kahusayan sa konstruksiyon, kaligtasan sa pagpapatakbo at kabuuang gastos. Ang mga pangunahing rig ng industriya ay nahahati sa dalawang kategorya — hydraulic rig at pneumatic (air-powered) rig. Ang mga pangunahing pagkakaiba sa prinsipyo ng pagpapatakbo ay lumikha ng isang serye ng mga pagkakaiba sa pagganap, karanasan ng operator at gastos sa lifecycle. Inihahambing ng artikulong ito ang dalawang uri sa tatlong dimensyon (pangunahing pagganap, praktikal na feature, at kabuuang gastos) at hinuhulaan ang mga uso sa industriya.
I. Core performance — ang mahahalagang gaps sa kahusayan at kakayahan Tinutukoy ng Core performance ang kahusayan sa pagpapatakbo at kakayahan sa pambihirang tagumpay. Pangunahing makikita ito sa tatlong pangunahing tagapagpahiwatig: presyon ng pagtatrabaho, dalas ng epekto at kahusayan sa enerhiya — ang pinakamahalagang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang uri.
Presyon sa pagtatrabaho: Ganap na kalamangan ng mga hydraulic rig Ang presyon sa pagtatrabaho ay ang pangunahing parameter na tumutukoy sa enerhiya ng epekto. Ang mga pneumatic rig ay nalilimitahan ng mga katangian ng naka-compress na hangin: ang karaniwang gumaganang pressures ay (5–7) × 10^5 Pa lamang, at mahirap na itaas pa ang mga ito — ang paghahanda ng high-pressure na hangin ay may thermal efficiency na mas mababa sa 30%, at ang long-distance air transmission ay nawawalan ng higit sa 50% ng enerhiya dahil sa flow resistance. Ang mga hydraulic rig ay gumagamit ng incompressible hydraulic oil at nalampasan ang limitasyong ito: ang working pressure ay maaaring umabot sa (30–250)×10^5 Pa, na may karaniwang operating pressure sa paligid ng 1.4×10^7 Pa (140×10^5 Pa), higit sa 20 beses kaysa sa pneumatic units. Sa mga katulad na lugar ng epektibong piston, ang mga hydraulic rig ay maaaring magpapataas ng enerhiya ng epekto sa pamamagitan ng isang pagkakasunud-sunod ng magnitude; upang makamit ang parehong epekto ng enerhiya ang kanilang piston cross-section ay maaaring bawasan sa humigit-kumulang 1/20 ng mga pneumatic unit, na nagbibigay-daan sa mas maliit, mas magaan na mga disenyo ng kagamitan.
Dalas ng epekto: isang paglukso sa pagpapatakbo ng mataas na dalas Ang dalas ng epekto kasama ng enerhiya ng epekto ay tumutukoy sa lakas ng output. Ang mga pneumatic rig ay karaniwang gumagana sa 25–40 Hz at apektado ng pulso ng hangin, na binabawasan ang katatagan sa matataas na frequency. Nakikinabang ang mga hydraulic rig mula sa tumpak na hydraulic control, na nakakakuha ng 33–155 Hz, na may pinakamataas na halaga na lumalapit sa apat na beses kaysa sa mga pneumatic rig at stable na output sa buong saklaw ng frequency. Ang kumbinasyon ng mas mataas na presyon at mas mataas na frequency ay nagbibigay ng hydraulic rigs ng 3-5 beses ang output power ng pneumatic rigs; sa hard-rock drilling scenario ang mga rate ng penetration ay maaaring higit sa doble, na makabuluhang nagpapaikli sa mga iskedyul ng konstruksiyon.
Episyente ng enerhiya: tatlong beses na halaga ng enerhiya Ang kahusayan ng enerhiya ay direktang nauugnay sa gastos sa pagpapatakbo. Para sa pneumatic rigs ang efficiency chain ay "air compressor input power → rig output power," na may malaking pagkalugi sa kabuuan, na nagbubunga ng system efficiency na halos 10%. Para sa mga hydraulic rig ang chain ay "hydraulic pump input power → rig output power," na may mga pagkalugi na puro sa mga pump at piping; ang pangkalahatang kahusayan ay maaaring umabot ng humigit-kumulang 30%, humigit-kumulang tatlong beses kaysa sa pneumatic rigs. Kung ipagpalagay na ang isang 8-oras na araw ng trabaho at kuryente sa 1 RMB/kWh, ang isang hydraulic rig ay makakatipid ng higit sa 1,000 RMB bawat araw para sa parehong karga ng trabaho sa pagbabarena, na ginagawang lubos na makabuluhan ang mga pangmatagalang benepisyo sa ekonomiya.
II. Mga praktikal na feature — divergent adaptability at operator experience Sinasalamin ng mga praktikal na feature ang adaptability ng makina sa iba't ibang kondisyon sa pagtatrabaho at karanasan ng operator. Apat na dimensyon ang pinakamahalaga: operational adaptability, environment friendly, power transmission at operating temperature — lahat ng ito ay nakakaapekto sa kalidad ng konstruksiyon at kalusugan ng manggagawa.
Kakayahang umangkop sa pagpapatakbo: tumpak na kontrol kumpara sa mga nakapirming parameter Ang mga kondisyon ng field ay malawak na nag-iiba — katigasan ng bato (malambot hanggang matigas), blasthole diameter (30–150 mm), haba ng drill rod (1–10 m) at higit pa. Maaaring ayusin ng mga hydraulic rig ang presyon at daloy ng langis upang tumpak na makontrol ang dalas ng epekto (33–155 Hz), bilis ng pag-ikot (0–300 rpm), enerhiya ng epekto (100–1000 J) at torque (100–1000 N·m), na mabilis na tumutugma sa pinakamainam na kondisyon sa pagtatrabaho. Ang mga pneumatic rig ay limitado sa pamamagitan ng compressed air pressure at daloy at hindi maaaring malayang nakatutok; sa mga pabagu-bagong kundisyon dapat silang madalas na gumana nang may mga nakapirming setting, na nagpapababa ng kahusayan sa pagtagos sa pinakamainam at nagdudulot ng pagkabigo ng drill-rod o paglihis ng butas sa pinakamasama.
Kabaitan sa kapaligiran: mas malinis at mas kumportable kumpara sa maingay at nakakadumi Ang kapaligiran sa trabaho ay nakakaapekto sa kalusugan at kaligtasan ng operator, at ang mga pagkakaiba ay malinaw:
Ingay: Ang ingay ng tambutso ng mga pneumatic rig ay maaaring umabot sa 110–130 dB, na higit sa 85 dB na threshold ng kaligtasan, na ginagawa itong isang matinding pinagmumulan ng auditory pollution sa mga nakakulong na espasyo tulad ng mga tunnel. Ang mga hydraulic rig ay walang ingay sa tambutso at ingay na tumatakbo na 70–85 dB lamang; sapat na ang ordinaryong proteksyon sa tainga.
Polusyon sa hangin: ang pneumatic exhaust ay bumubuo ng basang ambon na naglalaman ng mga mineral na particle ng langis, na nagpapababa ng visibility at nabubulok na hangin; Ang pangmatagalang paglanghap ay nanganganib sa sakit sa paghinga. Ang mga hydraulic rig ay gumagamit ng mga saradong circuit ng langis at hindi naglalabas ng tambutso, na pinananatiling mas malinis ang hangin sa gumaganang mukha.
Pagkontrol ng alikabok: ang parehong uri ay nakikinabang mula sa mga hakbang sa wet-drill upang makontrol ang alikabok, ngunit ang mga hydraulic rig ay maaaring mas epektibong isama ang mga high-pressure na sistema ng tubig para sa higit na mahusay na pagsugpo sa alikabok. Sa soundproof na cabin, ang ingay ng hydraulic rig cabin ay maaaring bumaba sa ibaba 60 dB, na nagbibigay-daan sa normal na pag-uusap.
Power transmission: local power vs long-distance delivery Nakakaapekto ang power transmission sa flexibility ng layout:
Hydraulic rigs: Ang hydraulic oil ay hindi angkop para sa long-distance transmission (malaking pagkawala ng pressure na lampas sa ~50 m), kaya kailangan ng malapit na pinagmumulan ng kuryente — alinman sa onboard na combustion engine na nagmamaneho ng pump o electrical connection sa kalapit na power unit. Itinutuon nito ang mga kagamitan malapit sa gumaganang mukha ngunit nagbibigay ng mas mabilis na pagtugon sa kapangyarihan.
Mga pneumatic rig: ang naka-compress na hangin ay maaaring maihatid sa malalayong distansya (kadalasan ay lumampas sa 1,000 m), na nagpapahintulot sa mga compressor na matatagpuan malayo sa workface sa mas ligtas na mga lugar. Ginagawa nitong mas malinis ang layout ng workface at lalong angkop para sa mahahabang tunnel at malalalim na shaft.
Temperatura sa pagpapatakbo: mga senaryo ng paglamig kumpara sa pag-init Ang temperatura ng pagpapatakbo ay may malaking epekto sa konstruksyon ng nakakulong na espasyo: lumalawak at lumalamig ang hanging tambutso ng mga pneumatic rig, na nagpapababa sa temperatura ng workface nang humigit-kumulang 3–5°C, na nakakatulong sa mainit na kondisyon sa ilalim ng lupa. Ang mga circuit ng langis at pinagmumulan ng kuryente ng mga hydraulic rig (lalo na ang mga combustion engine) ay gumagawa ng malaking init, na nagpapataas ng temperatura ng workface ng 5–10°C; nangangailangan ito ng mas malakas na disenyo ng bentilasyon at pamamahala ng polusyon sa tambutso ng makina.
III. Kabuuang gastos — mga tradeoff sa pagitan ng upfront investment at pangmatagalang operasyon Kasama sa kabuuang gastos ang paunang pagbili at pangmatagalang gastos sa pagpapatakbo at pagpapanatili. Ang pattern ay "pneumatic favored short-term, hydraulic mas matipid pang-matagalang."
Halimbawa ng gastos sa lifecycle: para sa isang hard-rock drilling scenario na may 8 oras/araw at 300 araw/taon, ang mga hydraulic rig ay may mas mataas na paunang gastos sa pagbili ngunit, salamat sa tatlong beses na kahusayan sa enerhiya (taunang pagtitipid ng kuryente na humigit-kumulang 300,000 RMB) at dalawang beses ang kahusayan sa pagbabarena (taunang pagtaas ng output ng proyekto sa loob ng 2,000 na halaga), ang 2000 RMB ay karaniwang nabawi, taon. Ang mga pneumatic rig ay may mas mababang paunang gastos ngunit mas mataas ang pagkonsumo ng enerhiya at mas mababang kahusayan, na gumagawa ng mas mataas na pangmatagalang gastos sa pagpapatakbo: ang kabuuang 5-taong gastos sa lifecycle ay humigit-kumulang 1.8 beses kaysa sa mga hydraulic rig.
Pananaw sa industriya at gabay sa pagpili Ang mga patuloy na pag-ulit ng hydraulic-technology (high-pressure sealing, intelligent control system) at inaasahang mass-production scale-up (inaasahang limang beses na pagtaas ng output sa susunod na tatlong taon) ay dapat bawasan ang mga presyo ng pagbili ng hydraulic rig nang higit sa 40% at pasimplehin ang maintenance sa pamamagitan ng mga modular na disenyo. Sa paglipas ng panahon, ang mga hydraulic rig ay malamang na maging pangunahing pagpipilian sa pagmimina, tunneling at pangunahing pagbabarena sa imprastraktura.
Gabay sa pagpili (maikli):
Pumili ng mga hydraulic rig kapag: nagtatrabaho sa hard rock, nangangailangan ng mataas na penetration at productivity, inuuna ang pangmatagalang pagtitipid sa gastos sa pagpapatakbo, nangangailangan ng tumpak na kontrol sa mga parameter ng epekto/pag-ikot, o nagtatrabaho sa mga kapaligiran kung saan ang ingay at tambutso ay dapat mabawasan.
Pumili ng mga pneumatic rig kapag: nalilimitahan ang paunang kapital, panandalian o paminsan-minsan ang trabaho, ang mga compressor at mahabang linya ng supply ng compressed-air ay magagamit na (hal., napakahabang tunnel o malalalim na shaft kung saan kapaki-pakinabang ang malayuang paglalagay ng compressor), o ang pagpapalamig ng workface sa pamamagitan ng exhaust expansion ay kapaki-pakinabang sa sobrang init na kapaligiran.
Buod Ang Hydraulic at pneumatic rock drilling rigs ay may kanya-kanyang lakas. Ang mga pneumatic rig ay nag-aalok ng mas mababang upfront cost at mga kalamangan sa napakalayo na compressed-air na mga layout, habang ang mga hydraulic rig ay nag-aalok ng higit na mahusay na pagganap (mas mataas na presyon at dalas), mas mahusay na kahusayan sa enerhiya, mas mahusay na mga katangian ng kapaligiran sa pagtatrabaho at sa huli ay mas mababang gastos sa lifecycle. Para sa karamihan ng mga pangunahing hard-rock at high-productivity na proyekto, ang mga hydraulic rig ay nagiging inirerekomendang opsyon.
