أعطال قضبان حفر الصخور: الأسباب الشائعة والحلول التي تحتاج إلى معرفتها
في عمليات التعدين، تُعدّ قضبان الحفر من المعدات الأساسية، إذ يؤثر أداؤها بشكل مباشر على الكفاءة والسلامة. ورغم أن أعطال قضبان التعدين أقل شيوعًا مقارنةً بقضبان حفر الأنفاق، إلا أنها قد تُسبب، عند حدوثها، اضطرابات كبيرة في الإنتاج. سنتناول اليوم أنماط الأعطال الشائعة لقضبان حفر التعدين، وأسبابها، والحلول لتجنب هذه المشاكل التشغيلية.
1. تآكل الخيوط الداخلية والخارجية: أكثر الأسباب شيوعًا للإزعاج
من بين أنواع الأعطال المختلفة في قضبان التعدين، يُعدّ تآكل الخيوط الداخلية والخارجية الأكثر شيوعًا، ويُعدّ تآكل الخيوط الداخلية المشكلة الأبرز. يُشبه هذا تآكل البراغي في الاستخدام اليومي مع مرور الوقت وارتخائها، مما يُصعّب ربطها. تُعاني خيوط قضبان الحفر من الظاهرة نفسها.
إذن، ما هي العوامل التي تحدد مقاومة خيوط القضيب للتآكل؟
عملية التصنيع: صلابة قضيب الحفر، وعمق الطبقة المتصلبة، وتشطيب سطح الخيوط، ودقة تركيبها، كلها عوامل حاسمة. وكما هو الحال في صناعة أداة متينة، فإن جودة المادة ودقة المعالجة تؤثران بشكل مباشر على عمرها الافتراضي.
ظروف التشغيل: تلعب صلابة طبقات الصخور والتعقيد الجيولوجي دورًا هامًا. في ظل ظروف العمل المعقدة، قد تحدث مشاكل مثل التصاق القضبان أو انحراف اتجاه الحفر، مما يُسرّع تآكل الخيوط، تمامًا كما يحدث مع ورق الصنفرة.
العوامل التشغيلية: يمكن أن يؤثر مستوى مهارة المشغلين، بالإضافة إلى معايير الحفر مثل ضغط الدفع وضغط ماء الشطف، على سرعة تآكل الخيوط. التشغيل غير السليم يُشبه تعريض قضيب الحفر لظروف قاسية، مما يُسبب تآكلًا غير طبيعي.
ممارسات الصيانة: قد يؤدي عدم شحذ لقمة الحفر في الوقت المناسب إلى ضعف كفاءة الحفر وانحرافه. كما أن خلط قضبان جديدة مع قضبان قديمة، أو استخدام قضبان من جهات تصنيع مختلفة بتفاوتات في تحمل الخيوط، قد يُسرّع من تآكل الخيوط.
2. كسر في جذر الخيوط الخارجية: عواقب الإفراط في الاستخدام
يُعدّ الكسر في جذر الخيوط الخارجية من حالات الأعطال الشائعة الأخرى، ويحدث غالبًا عندما يتجاوز قضيب الحفر عمره الافتراضي ولا يزال قيد الاستخدام. عادةً، تتآكل الخيوط الداخلية والخارجية لمعظم قضبان التعدين قبل حدوث كسور الجذر. ومع ذلك، إذا لم تتآكل الخيوط إلى حدّ التلف، فقد يؤدي الاستخدام المستمر إلى حدوث مثل هذه الكسور.
العوامل الرئيسية التي تساهم في هذا الفشل هي:
عملية التصنيع: المعالجة الحرارية أساسية في تحديد مقاومة تعب القضيب. يجب أن يتمتع الهيكل المعالج حراريًا بمتانة عالية ومقاومة عالية للتعب، والهيكل المثالي يتكون من مارتنسيت عالي الكربون على السطح وبينيت في القلب، مع انتقال سلس وواسع بينهما. كما يؤثر تشطيب سطح الخيوط على متانتها.
ظروف التشغيل: يمكن أن تؤدي القضبان العالقة المتكررة وانحرافات الحفر في الظروف المعقدة إلى حدوث كسور تعب غير طبيعية في جذر الخيوط الخارجية.
ممارسات الصيانة: إن عدم إعادة شحذ مِثقب الحفر في الوقت المناسب قد يؤدي إلى انحرافات في الحفر، مما قد يؤدي لاحقًا إلى حدوث كسور تعب في جذر الخيط.
3. كسر في الخيط الداخلي "باطل": الضعف الهيكلي
كسر الخيط الداخلي ("void") هو أحد أشكال الفشل الأخرى، ويحدث عادةً بسبب عاملين. أولًا، أثناء عملية الحفر، تُمارس الخيوط الخارجية قوة على الخيوط الداخلية، وهي نقطة ضعف في الهيكل قابلة للكسر بسهولة. ثانيًا، إذا تعرضت الخيوط الخارجية للقضيب لتآكل كبير، فإن ذلك يُضعف الخيط الداخلي ويزيد من خطر الكسر.
الحل؟ اختيار قضبان الحفر ذات الخيوط الداخلية الممتدة يُحسّن متانتها بشكل ملحوظ. يُساعد هذا التصميم على توزيع القوة بشكل أكثر توازناً، مما يُقلل من تركيز الضغط في النقاط الضعيفة، تماماً كما لو كان يُضيف طبقة حماية لمنطقة مُعرّضة للخطر.
4. كسر جسم القضيب: الإهمال في مراقبة الجودة
كسور جسم القضيب نادرة نسبيًا، ولكنها قد تحدث بسبب مشاكل في جودة الفولاذ نفسه أو عمليات الدرفلة غير السليمة. عادةً ما تكون هذه الكسور حوادث فردية. ومع ذلك، إذا حدثت كسور جسم القضيب بكميات كبيرة، فقد يشير ذلك إلى مشاكل كبيرة في عملية المعالجة الحرارية. في مثل هذه الحالات، من الضروري فحص عملية المعالجة الحرارية بدقة لتحديد عيوب مراقبة الجودة ومنع حدوث مشاكل أخرى.
5. ثني جسم القضيب: القاتل الخفي في العمليات التسلسلية
تُستخدم قضبان حفر التعدين غالبًا على التوالي، عادةً ما بين 10 و20 قضيبًا في المرة الواحدة. عند انحناء أحد القضبان، لا يصبح غير صالح للاستخدام فحسب، بل قد يتسبب أيضًا في تلف قضبان أخرى قبل أوانها. لذا، يُعد الحفاظ على الاستقامة والمحورية معيار جودة أساسيًا لقضبان التعدين. إن ضمان هذه الخصائص الهندسية يُعزز بشكل كبير من موثوقية ومتانة القضبان أثناء العمليات المستمرة.
لمنع انحناء جسم القضيب، يجب أن تخضع المواد الخام والقضبان الجاهزة لعمليات تقويم متعددة أثناء الإنتاج. يجب تقويم المواد الخام التي قد تحتوي على انحناءات متأصلة قبل أي معالجة إضافية. بعد المعالجة الحرارية، قد تتشوه القضبان أيضًا وتحتاج إلى تقويم دقيق لتلبية معايير الاستقامة الصارمة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء النقل والتخزين، يجب اتخاذ تدابير لضمان بقاء القضبان مستقيمة ومنع انحناءها.
من خلال فهم الأسباب الشائعة للفشل وتنفيذ التدابير الصحيحة، يمكنك تحسين موثوقية وطول عمر قضبان الحفر في التعدين بشكل كبير، مما يضمن عمليات سلسة وفعالة.
