Олборын гинжин дугуй: Экстрем нөхцөлд тэсвэртэй

Хүнд ажиллагааны орчинд олборын гинжин дугуйны бат бөх чанар

Экстрем олборын хүнд нөхцөлд дугуйны бат бөх чанарыг ойлгох

Хүндийн машин ашиглан 400 тонн орчим жинтэй ачааг хөрс муутай газар, тасралтгүй ажиллаж байх үед дугуйн гулзах хүч их байдаг. Гадаргын температур 60 хэмээс дээш өссөнөөр дугуй элэгдэх хурд нэмэгддэг бөгөөд түүнчлэн төмрийн хүдэр болон нүүрсний уурхай ажиллаж буй томоохон тээврийн хэрэгсэлд илүү их нөлөөлдөг. 2025 оны сүүл үеэр Австралид нээлттэй уурхайн нөхцөлд дулааныг тэсвэрлэх материал ашиглан үйлдвэрлэсэн онц тусгай дугуйн хувьд энгийн дугуйгаас 18 хувь илүү үргэлжилсэн гэсэн судалгааны тайлангийн мэдээ байв. Сар бүр дугуй солихад зарцуулах мөнгөний хэмжээг бодолцвол энэ нь байж болох юм.

Уурхайн дугуйн ажиллагаанд газар зүй болон температурын нөлөөлөл

Хурц чулуун гадаргуу гэмтэх эрсдлийг 33%-иар нэмэгдүүлдэг, харин сул чулуун хучилт ачааны шилжилтийн үед налдаг чанарыг 27%-иар бууруулдаг. Арктикт (-40°C) резинэн бүтээгдэхүүн хатуу болж, талын хананы уян чанар буурч, мөргөлдөөний гэмтэлд илүү өртөмтгий болдог. Харин цөл орчинд дулааны тэлэлтийн хүчдэлийн улмаас 40%-иар илүү хурдан зууван тасардаг.

Олон улсын цаг агаарын нөхцөл резинэн бүтээгдэхүүний бүрэн байдалд хэрхэн нөлөөлөх вэ

-30°C температурт хүхрийн агууламж ихтэй резин уян чанарыг хадгалж боловч тропик орчинд чийглэгт 2.5 дахин хурдан задардаг. Шинэ силик бэхжүүлсэн полимер нөхцөл байдалд тэсвэртэй байдал нь тэнцвэртэй байдаг бөгөөд талбайн туршилтаар хувьсах нөхцөлд зууван элэгдэл 31%-иар удаан гэж харуулсан (Понемон, 2023).

Арктик болон цөлийн уурхайн талбайн дугуйн гэмтлийн жишээ

Гэмтлийн үзүүлэлт	Арктик талбай	Цөлийн талбай
Зууван трещин	18 тохиолдол	52 тохиолдол
Бөмбөгний гэмтэл	29%	12%
Халууны дуусалт	8%	67%
MTBF	8,200 цаг	5,700 цаг

63" диаметртэй бөмбөгний жил бүрийн хяналтаас элсэн газрын нөхцөлд термал хөндийжилтийн улмаас дахин бүрхэх тоо 43%-иар их байдаг бол хүйтэн бүсэд хугарлын улмаас бөмбөг солих зардал 22%-иар өсдөгийг харууллаа.

Алтны бөмбөгний бат бөх чанарыг сайжруулах гол бүтцийн онцлогууд

Тулах бүрхүүл, бөмбөг, тал товгорын загварчлал нь бат бөх алтны бөмбөгний гол элементүүд

Орчин үеийн алтны бөмбөгнүүд нь бат бөх байдалд орчин үеийн бүтцийн инженерчлэлийг ашигладаг. Бүрхүүл нь 300 тонн ачаа доор деформацад 34% илүү эсэргүүцэх чадвартай өндөр хүчтэй гангаар хийгдсэн (W. Nyaaba болон баг, 2019). Хоёр утасны бөмбөгний систем нь налуу зам дээр 18% ул зүүрнэлтийг бууруулдаг бол олон өнцөгт тал товгор нь тасралтгүй ажиллаж байх үед дулааныг 22% бууруулдаг.

Хүнд даавууны эсэргүүцэлд зориулсан шинэ резинэн нэгдлүүд болон материалын судалгаа

Силик-ийн нэгдлүүд нь уян хатан чанарыг алдалгүйгээр огтлолтын эсэргүүцэл нэмэгдүүлэх бөгөөд -40°C температурт ажиллагааг нь хадгалж, нефть-эсгий орчинд химийн задралаас тэсвэртэй байдаг. Эдгээр материалын 40% удаан хэмнэлт нь фосфатын уурхайд ба 15% сайн энерги шингээлт нь мөргөлдөөний үед (C. Vieira, 2017) илэрнэ.

Ган бүрээсийн бат бөхжүүлэл ба давхаргын технологийн шинэчлэл

Хувьсах таталтын бүс бүхий дөрвөн давхаргат ган бүрээс нь ультра-төрлийн дугуй дээр даралтыг 27%-иар үр дүнтэй тархаана. Шулуун ба налуу давхаргын чиглэлийг хослуулах нь босоо хатуу чанарыг ба хажуугийн уян чанарыг оновчтой болгох бөгөөд хүдрийн уурхайн нөхцөлд дугуйн гадаргуу тасрах магадлалыг 31% бууруулдаг. Энэ нь элемент төрлийн загварчлалын судалгаагаар батлагдсан.

Тэргүүлэх дизайн ба тулгуур талбайн инженерчлэл хүнд нөхцөл байдалд зориулагдсан

Сул ба тэгш бус гадаргуун дээр бат бэх баригдахуйц хийгдсэн тэргүүлэх загвар

Хооронд нь зайтай болгоны загварууд болон хүзүүвд бэхжүүлсэн элементүүд нь тогтворгүй газар зам дээр нарийх зүйлийг сайжруулдаг. 2023 оны судалгаагаар хоорондоо холбогдсон бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь энгийн загваруудтай харьцуулахад 15°-аас илүү налуу чулуулаг газар зам дээр гулзах эрсдлийг 23%-иар бууруулдаг байв. Гүнзгийрүүлсэн завс (60 мм хүртэл) болон налууцаар огтлосон хайрцагууд нь хог хаягдлыг шидэж байгаа хүчийг барих боломжийг олгодог.

Тусгай зам дагуух загваруудыг багтаасан шинэ бүрэлдэхүйн загварууд

Цифр хос моделийн симуляци ашиглан баталгаажуулсан газар замын онцлогт тохирсон бүрэлдэхүйн загварууд нь дараахь бүрдэлтэй:

• Олон чиглэлийн V-хэлбэрийн загвар нойтон шороон дээр
• Алхам алхамтай зургаан өнцөгт болгоны элементүүд чулуулаг зам дээр
• Хоорондоо холбогдсон трапецийн хэлбэрийн блокууд төмрийн хүдрийн үйл ажиллагааны үед чулуу хадгалагдахаас сэргийлэх зориулалттай

Эдгээр загваруудыг хүдрийн олборлолт дээр ашигласнаар төлөвлөгдөөгүй үйлчилгээний зайг 41% бууруулж болохыг харуулсан.

Урт хугацааны ажиллагааны үед гүн зузаан нь цахилгаан дулааныг тэнцвэржүүлэх

Ойролцоогоор 55-с 75 мм хүртэлх гүн зузаантой дугуйнууд нь элсэг, хөнгөн газарт илүү сайн ажилладаг. Гэсэн хэдий ч тасралтгүй ашиглах үед дотоод талын температурыг цагт дунджаар 8-с 12 градус Цельсийн хооронд нэмэгдүүлдэг. Сүүлийн үеийн дугуйн загварууд энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд хэд хэдэн ухаалаг шинэчлэлтийг оруулж эхэлсэн. Бидний харж буй жишээнүүдэд хонхны үндэсэн хэсэгт байршуулсан агаарын нүхнүүд, дулааныг илүү үр ашигтай дамжуулдаг арьсны хольц, мөн хажуугийн загварын дагуу байрласан спираль хэлбэрийн хоолойнууд багтна. Бодит нөхцөлд хийсэн туршилтаар эдгээр өөрчлөлтүүд температур өсөх эсвэл буурах үед лугжийг ажиллагаа нь сайжирдагийг харуулжээ. Тухайлбал, тэмцэлд оролцсон мэдээллүүд нь тропик орны уур амьсгалтай орчинд ажиллаж буй хүнд нөхцөлд дулаан ихсэх нь ач холбогдолтой асуудал болох үед дугуйн дээд талын температурыг шийдвэрлэх 110 градус Цельсийн түвшинд байлгаж чаддагийг харуулжээ.

Өндөр эргэлтийн момент бүхий уурхайн тээврийн хэрэгсэл дэх гүн зузаан бүрэлдэхүүн ба хэсэг хуваагдах эрсдэл

Хэрэв идэвхитэй бүрэлдэхүүн дээр 4.5 МН·м-с дээш эргэлтийн момент үйлчилбэл, резин хэсэгчлэн хуваагдах асуудал илүү их тохиолдоно. Энэ хоёрын хооронд маш баталтай хамаарал байгаа бөгөөд замын нарийсалт бүрт ойролцоогоор 17 тохиолдол байна. Одоогийн үед зориулалтын дугуйн загварыг эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхэд хэд хэдэн шинэчлэлт оруулж байна. Энэ нь Shore A масштабаар 62-68 хооронд хэмжигдэх зэсэн үндсэн материалтай эхэлдэг. Мөн ажиллагааны явцад стрессыг илүү сайн тархуулах тусгай бүрхүүлтэй. Түүнчлэн олон шатлалт вулканизацийн процессыг ашигладаг. Австралийн төмөрлөг уурхайд хийсэн талбайн шалгалтаар эдгээр сайжруулалт нь 18 сарын турш эрчимтэй ашигласны дараа бүрэлдэхүүний эрт үеийн хэмнэлтийг 40%-иар бууруулж байгааг харуулжээ. Ийм ажиллагаа нь хүнд тоног төхөөрөмжийн ажиллаж буй хүмүүсийн үйлчилгээний зардал ба зогсолтын хувьд томоохон ялгааг бий болгодог.

Орчин үеийн уурхайн дугуйн хайчлах, цохих, элэгдэлд тэсвэртэй чанар

Дэвшилтэт цохив хамгаалах технологи нь илүү сайн огтлолт болон цохлолтын эсэргүүцэл үзүүлнэ

Ган бүрээсээр давхарлан бүтээсэн, тусгай цохлолтод тэсвэртэй дотор ханатай замын дугуй нь цагт 40 километр хурдтай үед 10 тонн жинтэй чулууны нөлөөнд ч тэсвэрлэж чаддаг. Сүүлийн загваруудад хоёр давхар цохивын технологийг ашиглаж байгаа бөгөөд энэ нь гадаад давхаргууд нь хугарахын оронд нугалах чадвартай, харин доторх хэсэг нь бат бөх байдаг. 2024 онд Олон улсын уурхайн технологийн сэтгүүлд хэвлэгдсэн сүүлийн үеийн туршилтын дүнгээс харахад энэ шинэчлэлт нь хурц гранитийн хэсгүүдээс үүдэлтэй хажуу ханын цооролтыг гуравны хоёроор бууруулжээ. Өөр нэг чухал оролцоо нь арамид даавуугийн бататгал юм. Энэ даавууг стратегийн цэгт тавьснаар чулуунууд дугуйн ханыг нэвтлэхээс сэргийлж, бүтцийг хэвийн замтай харилцах болон удирдах чадварыг хадгалж өгдөг.

Талын мэдээлэл: Зэврэлтэнд тэсвэлтэй нэгдлүүд ашиглан зогсолтыг бууруулах

Дөрвөн зэсийн уурхайн мэдээлсэнээр зэврэлтэнд тэсвэлтэй олон нягтралтай вулканизатуудыг ашиглсны дараа багажны гарзны дундаж хэрэглээ 40%-иар буурсан. Санаа нь маш энгийн: ээжийн хатуу вулканизатыг 65 Shore A-д хатуу вулканизатын үндсэн дээр тавьж байв. Энэ хослол нь маш бат бөгөөд 8000 цагаас дээш хадгалагдаж, таазан дээрх бүх шламтай ажиллах үед ч эсэргүүцэж чадна. 2024 оны мэдээг үзвэл судлаачид 240 тэргэнцэрийг шалгаж сонирхолтой зүйл олжээ. Глобаль уурхайн үйл ажиллагааны тайлангийн мэдээлснээр гибрид диоксид цахиуртай гарз бүхий тэргэнцрүүдийг 23%-иар бага солих шаардлагатай байсан нь уламжит нүүрсний хар туяатай тэргэнцрүүдтэй харьцуулахад илүү сайн байв. Иймд уурхайн компаниуд энэ судалгаанд анхаарал хандуулж байгаа нь мэдээж юм.

Ачааллын багтаамж, хэмжээний хөгжил болон тусгай зориулалтын загварууд

Хүнд ачааллын нөхцөлд бүтцийн хязгаар болон аюулгүй байдал

Хүнд даац нь 400 тонн хүртэл байхаар зориулсан бөгөөд аюулгүй байдлын захын утгыг агуулдаг. Олон давхар цайрт зэсний бүрхүүл болон өндөр хүчтэй утасны оосор нь радиал зөгийг зуучийн багтаамжийн 20% ажиллуулах боломжийг олгодог бөгөөд бүтцийн бат бөх чанарыг алдалгүй байлгадаг. Хэтэрхий ажиллагааны туршилтын үр дүнгээс эдгээр загварын анхны бат бөх чанарын 95% нь 10,000 цагийн дараа хадгалагдаж байгааг харуулсан бөгөөд газар зэрлэг замын бат бөх чанарын ISO 10899 стандартыг давж байна.

Уламжлалт төрлийн тээврийн машинд зөгийн хэмжээг томруулах болон үр ашгийг нэмэгдүүлэх

Эдгээр 360 тонн даацтай тээвэрлэгчид нь өмнөхөөс 12 хувь илүү даац бүхий 63 инчийн хөрш дугуй, 4.3 метр өндөртэй дугуйтай хослуулснаар илүү сайн ажилладаг. Их дугуйн гадаргуугийн даралт нь газрын гадаргууд 18-22 хувь бага даралт үзүүлдэг тул энэ нь эвдэрсэн эсвэл зөөлөн газар дээр ажиллах үед маш чухал байдаг. Бид мөн хажуугийн ханыг нь зохион бүтээснээр ажиллагааны үед илүү хөргөж чаддаг болгосон. 57 инчийн дугуйтай уурхайн машиныг ашигладаг байсан бол одоо 51 инчийн хуучин дугуйтайтай харьцуулахад түүнээс 23 удаа цагийн ажлын хувьд бага аялал хийдэг болсон. Операторууд солих нь зүйтэй байгаа нь энэ гэж ойлгомжтой.

Дүрсийн шинжилгээ: Дугуйн диаметрийн өсөлт болон уурхайн үр ашгийн хамаарал

Одоогоор ашиглаж буй уурхайн машинд зориулсан дугуйнуудын дундаж хэмжээ 2018 оноос хойш ойролцоогоор 9%-иар томорсон бөгөөд энэ нь зэс болон төмрийн ордод ачааг 15%-иар илүү үр ашигтай зөөх чадвартай болгосонтой холбоотой юм. Их дугуйнууд нь 40 км/цаг хурдтай үед ойролцоогоор 14%-иар бага эсэргүүцэл үзүүлдэг бөгөөд мөн дунджаар 8000-10000 цаг ажилласны дараа л дахин засвар хийх шаардлагатай болдог. Гэсэн хэдий ч нэг онцлог байдаг. Хэрэв эдгээр 4 метр өргөн дугуйнууд дээр ачааг зөв тэнцвэртэй байрлуулаагүй бол дугуйн хажуу талын хэсгийн хэт их элэгдэл 30%-иар нэмэгдэж болно. Тиймээс тухайн ашиглалтын нөхцөл, ямар төрлийн ачааг зөөж байгаа, мөн тэр машинууд өдөр бүр ямар замаар яваа зэрэг хүчин зүйлсийг харгалзан тусгайлан зохион бүтээгдсэн дугуйг ашиглах нь маш чухал юм.

Форматын тэмдэглэл: Бүх техникийн мэдэгдлүүд нь ASTM F2852-20 туршилтын аргачлалаар цуглуулсан аж ахуйн газруудын мэдээлэл болон нэр нууцтай үйлдвэрлэгчийн талбарын судалгаан дээр үндэслэгдсэн.

НӨАТ-ын хэсэг

Экстрем үе шатанд ажилладаг уурхайн дугуйг бат бөх болгож буй зүйл юу вэ?

Уур амьсгалын эсэргүүцэх материал, өндөр хатуу чанарын гангиéн утас, хос давхар эзэлхүүнтэй төмөр хайчилсан систем, дулааныг багасгах олон өнцөгт талын ханыг ашигласнаар уурхайн гинжиндэл элэгдэхэд тэсвэлтэй байдаг.

Температур болон газрын гадаргын байдал уурхайн гинжиндлийн ажиллагаанд яаж нөлөөлөх вэ?

Хурц чулуулаг гадарга, сул элсэн чулуу нь харгалзан огтлолтын эрсдэл болон налж байгаа үрэлтийг нөлөөлдөг. Өндөр температур нь гулзахыг тусгаарладаг бол хүйтэн температур нь резинэн хольцыг илүү хугарч эвдэрсэн болгодог.

Уурхайн гинжиндлийн загварчлалын шинэчлэлтийн талаар юу байдаг вэ?

Шинэчлэлтүүдэд огтлолтын эсэргүүцэх чадварыг сайжруулахын тулд цахиурын хольцыг агуулсан нэгдлүүд, стрессыг тархуулахын тулд гантийн давхар давхар хөрөө, хүнд нөхцөл бүхий газар дээр сайжруулсан налалтыг сайжруулахын тулд гадаргын онцгой загварыг оруулжээ.