مزايا وعيوب استخدام حفارات جامبو في تطوير الأنفاق تحت الأرض
أصبحت حفارات الجامبو خيارًا شائعًا بشكل متزايد لتطوير الأنفاق، لكنها تعاني أيضًا من قيود واضحة في التعدين تحت الأرض. ويمكن تلخيص ذلك عمليًا كما يلي: في ظروف التعدين الطويلة والكبيرة والصلبة وعالية الجودة، يمكن لحفارة الجامبو أن تزيد الكفاءة بشكل كبير؛ أما في ظروف أخرى، فقد تؤدي ببساطة إلى زيادة التكاليف.
مزايا عند توفر الظروف المناسبة
سرعة الحفر: يمكن لآلة الحفر ثلاثية الأذرع أن تحقق معدلات تقدم دورة واحدة أسرع من 3 إلى 6 مرات من آلة الحفر الهوائية ذات الأرجل المتحركة؛ ويمكن الحفاظ على التقدم الشهري بشكل مستقر عند حوالي 130 مترًا في الظروف المواتية.
جودة الثقوب: تُنتج الثقوب الكبيرة انحرافات طفيفة جدًا في موضع الثقوب (عادةً أقل من 2 سم تقريبًا في العديد من التقارير)، وتقلل من التكسير الزائد بنسبة 10% تقريبًا، وتُشكّل أسطح تفجير أكثر تجانسًا. وهذا يُقلل من الحاجة إلى دعامات الخرسانة المرشوشة وتكاليف المعالجة والنقل اللاحقة.
تحسين السلامة: يعمل المشغلون من كبائن، مما يقلل عدد الأفراد في موقع العمل إلى حوالي اثنين. كما يتم تقليل الغبار والضوضاء بشكل كبير، مما يحسن سلامة موقع العمل وحماية الأفراد.
الكفاءة الاقتصادية للخطوط الطويلة: بعد الاستهلاك، يمكن أن تصل الوفورات في العمالة والطاقة والمواد الاستهلاكية والصواعق والمتفجرات إلى حوالي 15٪ في الخطوط الطويلة.
العيوب عند الظروف غير المواتية
تكلفة رأسمالية مرتفعة: الاستثمار الأولي كبير. عادةً ما تتراوح أسعار الحفارات العملاقة ذات الذراعين بين 3 و6 ملايين يوان صيني للوحدة، مع مخزون قطع غيار يمثل عادةً حوالي 5% من قيمة الأصل - مما يجعلها باهظة الثمن مقارنةً بالحفارات ذات الذراعين.
متطلبات المقطع العرضي: تتطلب معظم الرافعات الجامبو متعددة الأغراض عرضًا صافيًا للرأس يبلغ 4.0 متر وارتفاعًا يبلغ 3.8 متر. أما المقاطع الأصغر، وخاصة تلك التي تقل عن 2.0 متر تقريبًا، فهي غير مناسبة للرافعات الجامبو القياسية وتحتاج إلى تجهيزات صغيرة متخصصة، مما يقلل من شموليتها.
الحساسية الجيولوجية: تعمل الحفارات الضخمة بشكل جيد في الصخور الصلبة المتماسكة، ولكن في التربة الرخوة أو المناطق المتصدعة أو الطبقات الحاملة للمياه، فإنها عرضة لانحشار المثقاب المتكرر وغيره من الانقطاعات؛ في مثل هذه الظروف، يمكن أن تكون إنتاجيتها الفعالة أقل من إنتاجية الحفارات ذات الأرجل المتشابكة.
متطلبات الصيانة: تُعدّ الحفارات العملاقة أنظمة هيدروليكية-كهربائية متكاملة (هيدروليكية، وأنظمة تحكم، وأنظمة تشحيم) تتطلب فنيي صيانة ذوي خبرة. غالبًا ما تُكلّف أعطال المكونات الأساسية (المضخات، والصمامات) وردية عمل كاملة لإصلاحها خلال المراحل الأولى من استخدامها، مما قد يُثني المشغلين عن استخدامها.
النقل البطيء: تعتبر الحفارات الضخمة ثقيلة وغالبًا ما يتم نقلها على شكل أجزاء للنزول إلى الأعمدة وإعادة التجميع؛ ويمكن أن يكون الانتقال بين جبهات العمل أو أثناء التقدم متعدد الأجزاء أمرًا يستغرق وقتًا طويلاً في المساحات الضيقة تحت الأرض.
الشروط النموذجية المطبقة والتوصيات التشغيلية: تُعدّ حفارات جامبو الخيار الأمثل عندما يتجاوز المقطع العرضي للنفق 16 مترًا مربعًا تقريبًا، ويتجاوز طول النفق الواحد 300 متر تقريبًا، وتكون صلابة الصخور متوسطة أو أعلى (مُشار إليها هنا بـ "صلابة >6")، ويتوفر رأس المال وفريق صيانة محترف. في حال عدم استيفاء هذه الشروط، يُنصح باستخدام الوضع المختلط أو اتباع مناهج بديلة.
استخدم سير عمل هجين "جامبو + جاكليغ" أو استمر في عمليات جاكليغ البحتة لتجنب الكفاءة المعكوسة (حيث يكون الجامبو أبطأ أو أكثر تكلفة).
اقتراحات النشر حسب السيناريو:
مداخل النقل الكبيرة أو الأنفاق الطويلة: رافعات هيدروليكية ثلاثية الأذرع.
مناجم متوسطة الحجم ذات رؤوس متوسطة: مناجم جامبو معيارية خفيفة الوزن ذات ذراع واحد أو ذراعين (يجب أن يظل طول الرأس 300 متر لتبرير ذلك).
في المداخل الصغيرة (حوالي 2.5 × 2.5 متر وما دون): يفضل استخدام الحفارات الهوائية ذات الأرجل المتذبذبة؛ لا يمكن للحفارات الضخمة تحقيق مزايا في هذه الأقسام.
في حالة وجود صخور لينة متصدعة بشدة أو متناوبة: استخدم مثقابًا ضخمًا للثقوب الرئيسية وحفارات صغيرة لتكملة الثقوب التي بها مشاكل، مع التبديل في الوقت الفعلي وفقًا لظروف الواجهة لتقليل الانحشار.
بشكل عام، لا تزال حفارات الجامبو تشكل اتجاهاً تطويرياً. من المتوقع أن تنخفض الأسعار تدريجياً مع تطور التصاميم لتصبح أكثر إحكاماً، وكهربائية، ووحدات قابلة للتعديل، وملائمة للإنتاج المتسلسل. ومع تقدم الرقمنة والأنظمة الذكية، يُعد التحكم عن بُعد بتقنية الجيل الخامس وتحسين معايير الحفر التكيفي المدعوم بالذكاء الاصطناعي من التوجهات المستقبلية الممكنة التي ستزيد من نطاق استخدام حفارات الجامبو.
