Equiparar diretamente a capacidade de uma perfuratriz de testemunho subterrânea à sua profundidade NQ geralmente faz a seleção travar em etapas anteriores. Nos dados publicados do CR800UG, a profundidade NQ é de 800 m na condição de referência de 90°, mas o mesmo documento começa descrevendo valores como transporte modular dividido, módulo único da estação de potência de 240 / 270 kg e chassi da perfuratriz de 120 kg. A ordem de decomposição de uma tarefa subterrânea começa pela possibilidade de a galeria levar o equipamento para dentro, não pela profundidade de perfuração.
1、Primeira camada: galeria e modo de transporte determinam como o equipamento é dividido
A largura, altura, raio de curvatura e modo de transporte das galerias de minas subterrâneas restringem a forma do equipamento antes da capacidade de perfuração. O CR800UG adota estrutura modular: estação de potência, mecanismo de avanço, chassi da perfuratriz, tanque de óleo e unidade operacional podem ser transportados separadamente e montados combinados na praça de perfuração subterrânea. O documento indica que esses módulos podem ser enviados em lotes ao ponto de operação por plano inclinado, gaiola, vagonete ou sistema de transporte em galeria.
O que se deve verificar nesta etapa é a correspondência entre peso das partes separadas e meio de transporte. Os pesos de referência publicados incluem:
- Módulo único da estação de potência: 240 / 270 kg
- Mecanismo de avanço da unidade principal: 130 kg
- Chassi da perfuratriz: 120 kg
- Unidade do tanque de óleo: 120 kg
- Unidade operacional: 90 kg (outra marcação indica 130 kg, ver observação no final)
Esses valores determinam os requisitos de especificação de gaiolas, vagonetes ou equipamentos de içamento, e também determinam os lotes de transporte. Antes do transporte real, deve-se elaborar um plano de movimentação com base nas dimensões da gaiola, inclinação da galeria, condições dos trilhos e capacidade de içamento no local.
2、Segunda camada: layout da praça de perfuração e condições de alimentação
Depois que os módulos entram na praça de perfuração, a restrição passa para layout e potência. Antes da instalação do equipamento, deve-se verificar o suporte do teto, das paredes e do piso da praça de perfuração; o chassi da perfuratriz precisa ser fixado de forma confiável para evitar deslocamento do equipamento devido à reação de perfuração; cabos elétricos e mangueiras hidráulicas devem evitar vias de transporte e paredes rochosas cortantes.
No lado da potência, o CR800UG utiliza acionamento por motor elétrico, com configuração de 22 kW × 3 ou 30 kW × 2, vazão do sistema principal de 200 L/min, pressão de 210 bar, vazão da bomba auxiliar de 10 L/min e pressão máxima de 150 bar. A solução com motor elétrico não gera gases de combustão na praça de perfuração, sendo mais adequada para minas subterrâneas que já possuem sistema de alimentação estável. Na configuração real, deve-se confirmar o esquema elétrico de acordo com tensão, frequência, comprimento de cabo e modo de partida da mina.
Há aqui um limite que é facilmente confundido com parâmetros de perfuração: a configuração com motor comum não pode ser considerada diretamente como configuração à prova de explosão. Em minas de carvão, minas com gás ou ambientes subterrâneos com poeira combustível, deve-se confirmar, conforme as regulamentações locais de segurança de minas, os motores, painéis elétricos, cabos e sistemas de proteção com o nível de proteção contra explosão correspondente.
3、Terceira camada: definição de direção e ângulo do furo
Com a direção definida, a capacidade de testemunhagem de referência do mesmo equipamento passa a ter um valor correspondente. Os dados do CR800UG fornecem profundidades de referência para BQ / NQ / HQ em três condições de referência:
| Condição de referência | BQ | NQ | HQ |
|---|---|---|---|
| 90° | 920 m | 800 m | 380 m |
| 0° | 600 m | 400 m | 200 m |
| -90° | 350 m | 200 m | 150 m |
O documento explica separadamente os usos das três direções: a direção de 90° é adequada para verificar a extensão do corpo de minério de um nível de lavra atual para uma profundidade maior; furos horizontais podem controlar diretamente a espessura do corpo de minério, o limite da rocha encaixante e a continuidade da mineralização a partir de travessas ou galerias de transporte; furos ascendentes podem ser usados para verificar mineralização acima da galeria, estruturas do teto ou recursos na parte superior da área de lavra.
É preciso atenção especial à notação de sinal positivo e negativo do ângulo. Diferentes minas podem definir de modo distinto o sinal positivo e negativo do ângulo; antes da execução formal, deve-se tomar como base a direção de instalação no local e os desenhos de projeto.
4、Quarta camada: configuração da coluna de perfuração e operação na boca do furo
Os valores desta camada da coluna de perfuração determinam se as operações dentro do furo podem ser contínuas. O cabeçote de acionamento do CR800UG é do tipo top drive hidráulico, com rotação de 0–1500 rpm, faixa de torque de 600–1480 N·m e motor de deslocamento variável 107; o mecanismo de avanço é acionado por cilindro hidráulico, com curso de 1800 mm, força de avanço de 65 kN, força de retirada de 130 kN e velocidade de deslocamento rápido de 0,9 m/s.
A operação na boca do furo concentra-se aqui: a dimensão máxima de haste aplicável ao dispositivo de fixação de hastes é 108 mm, o furo passante é 128 mm e a força de fixação é 80 kN. O espaço da praça de perfuração subterrânea é limitado, e as operações de conexão/desconexão de hastes e na boca do furo são concentradas; uma fixação estável pode reduzir o risco de deslizamento da haste; durante a execução, deve-se verificar periodicamente o desgaste das pastilhas de fixação e a pressão hidráulica.
Os parâmetros de avanço e retorno não são valores fixos. As condições de esforço da coluna de perfuração em furos horizontais, descendentes e ascendentes não são iguais; devem ser ajustados conforme a direção do furo, a profundidade e as variações de atrito.
5、Quinta camada: método de testemunhagem e sistema de guincho
No lado da testemunhagem, o documento indica o uso de testemunhagem por cabo. A capacidade de cabo do sistema de guincho é de 800 m, usando cabo de aço de 6 mm; o documento marca força mínima de içamento com tubo cheio de 800 N e força máxima de içamento com tubo vazio de 1800 N, com velocidade de içamento de 1,8 m/s a 4,8 m/s. A testemunhagem por cabo pode reduzir a descida e subida repetida de toda a coluna de hastes, ajudando a diminuir o tempo auxiliar em furos de profundidade média em subterrâneo.
Em relação à lavagem e circulação especial, o equipamento pode ser opcionalmente equipado com bomba de pistão de alta pressão da série 120, com vazão máxima de 120 L/min e pressão máxima de 70 bar.
O controle da temperatura do óleo hidráulico precisa de arranjo separado no ambiente subterrâneo: a capacidade do tanque de óleo hidráulico é de 100 L, com resfriamento a água; as condições de circulação de ar no subsolo são limitadas, e o resfriamento a água ajuda a controlar a temperatura do óleo, mas é necessário garantir o fornecimento de água de resfriamento e a desobstrução do trocador de calor; quando a qualidade da água for ruim, deve-se limpar periodicamente o trocador de calor.
6、Sexta camada: modificação reversa do processo pelas condições geológicas
Mesmo depois que as cinco camadas anteriores forem válidas, a geologia ainda modificará duas coisas. Ao encontrar gouge de falha, brecha ou zona fortemente fraturada, a orientação dada pelo documento é encurtar as manobras, reduzir o avanço e observar mudanças no retorno de água; quando necessário, usar revestimento, ajustar o fluido de perfuração ou realizar tratamento por seções; nesses estratos, o foco é manter a estabilidade da parede do furo e aumentar a recuperação efetiva de testemunho, e não buscar apenas avanço.
Estruturas aquíferas recaem sobre esta etapa de perfuração geológica avançada. Por meio de testemunhos de perfuração, retorno de água e variações de pressão da bomba, pode-se auxiliar na avaliação do grau de desenvolvimento de fraturas e da estrutura aquífera; para áreas com possível influxo súbito de água, instabilidade da rocha encaixante ou mudança brusca de litologia, obter antecipadamente informações de testemunho pode fornecer base para suporte, drenagem e esquemas de pré-injeção de calda. Ao executar furos ascendentes e horizontais, deve-se prevenir especialmente os riscos de segurança trazidos por hastes, tubos de testemunho e líquidos de alta pressão.
Alguns pontos que precisam ser confirmados com o fabricante
- Nos parâmetros originais, há duas marcações diferentes para o peso da unidade operacional: 130 kg na tabela da unidade operacional e 90 kg no resumo de pesos dos principais módulos. Essas duas marcações foram mantidas separadamente nos parâmetros deste artigo; a configuração final de fornecimento e o peso real devem ser baseados nos dados formais de confirmação técnica.
- As definições de ângulo das três direções 90°, 0° e -90° precisam ser verificadas uma a uma com a direção de instalação no local e os desenhos de projeto.
- O esquema elétrico correspondente à tensão, frequência, comprimento de cabo e modo de partida da mina, bem como a existência ou não de requisitos de proteção contra explosão, precisam ser confirmados conforme a mina específica.
Como existem diferenças nas condições geológicas reais, ferramentas dentro do furo, ângulo de perfuração e modo de operação, a eficiência final de perfuração, a profundidade e o efeito de recuperação de testemunho devem ser baseados nas condições do local.