Inteligentne wiercenie, stałe wyniki

Firma ta jako jedna z pierwszych wdrożyła zaawansowaną mechanizację i technologie cyfrowe. Shingo Miyamoto, kierownik działu inżynierii budowlanej w sekcji tuneli firmy Taisei Corp, wyjaśnił: „W 2020 roku rozpoczęliśmy korzystanie z w pełni zautomatyzowanej maszyny typu jumbo firmy Sandvik, podążając za coraz silniejszym trendem w kierunku automatyzacji, mechanizacji i zdalnego sterowania maszynami w branży drążenia tuneli”.

Projekt tunelu Shinnozoki, który rozciąga się na długości 1,148 kilometra na granicy prefektur Yamagata i Akita, stanowił idealne miejsce do przetestowania w pełni zautomatyzowanej maszyny typu jumbo z trzema wysięgnikami – modelu Sandvik DT1131i. Takafumi Toyama, główny inżynier w firmie Taisei Corp. odpowiedzialny za tunel Shinnozoki, powiedział: „[Projekt tunelu Shinnozoki] to duży tunel górski o przekroju przekraczającym 100 metrów kwadratowych”.

Zbudowana w oparciu o zaawansowaną platformę serii i firmy Sandvik maszyna Sandvik DT1131i została specjalnie zaprojektowana do wymagających prac drążenia tuneli i wyrobisk komorowych, takich jak te w Shinnozoki. Łączy w sobie wysoką dokładność wiercenia, doskonały zasięg oraz inteligentne systemy sterowania, które przeprowadzają optymalizację schematów wiercenia, ograniczają nadmierne wyburzanie i poprawiają ogólną jakość tunelu.

Na wczesnym etapie projektu zespół firmy Taisei dostrzegł potrzebę unowocześnienia swojego podejścia. „Aby nadążać za duchem czasu, aktywnie wprowadzaliśmy te najnowocześniejsze maszyny z zagranicy” – powiedział Miyamoto.

Jednak zastosowanie w pełni zautomatyzowanego jumbo jako jedynej maszyny zarówno do wybuchów, jak i kotwienia górotworu – co jest powszechną praktyką w Japonii – szybko ujawniło pewne ograniczenia. „Zrozumieliśmy, że [przy zastosowaniu tej metody] nie jesteśmy w stanie osiągnąć maksymalizacji zalet w pełni zautomatyzowanego kombajnu. Dlatego wprowadziliśmy ten w pełni zautomatyzowany kombajn firmy Sandvik jako maszynę do wiercenia otworów strzałowych” – powiedział Wataru Tanno, przedstawiciel firmy Taisei Corp na placu budowy tunelu Shinnozoki.

Według Miyamoto zmiana ta wymagała specjalistycznego wsparcia. „W końcu była to maszyna zupełnie inna od tej, z której korzystaliśmy do tej pory” – wyjaśnił. „Ważne było zapewnienie odpowiednich instrukcji dotyczących obsługi maszyny. Najpierw przyjechali doświadczeni inżynierowie firmy Sandvik z ich kraju, dzięki czemu otrzymywaliśmy solidne wsparcie przez całą dobę”.

Specyficzne warunki drążenia tuneli w Japonii, charakteryzujące się trudnymi warunkami skalnymi i wymagające montażu stalowych łuków w niewielkich odstępach, wymagały specjalistycznych umiejętności. Jak wyjaśnił Pekka Laine, inżynier ds. produktów w firmie Sandvik: „Urabianie w Japonii to trudne zadanie ze względu na warunki skalne… zazwyczaj stosuje się tam tylko okrągłe przęsła o średnicy jednego metra, a stalowe łuki są umieszczane co metr. Model Sandvik DT1131i posiada jedną cechę, która nie jest wykorzystywana nigdzie indziej na świecie. Został on stworzony specjalnie z myślą o tych stalowych łukach”.

Automatyzacja otworzyła przed projektem nowe możliwości w zakresie wydajności wiercenia. Hiroaki Kobayashi, główny inżynier budownictwa lądowego w firmie Yoshioka Corp, wyjaśnił: „Uważam, że największą zaletą korzystania z w pełni zautomatyzowanej wiertnicy typu jumbo jest to, że operator może samodzielnie wykonywać prace wiertnicze”.

Następnie dodał: „Kiedy projekt ten się rozpoczynał, powiedziano nam, że wiercenie otworów konturowych za pomocą w pełni zautomatyzowanego wiertnika typu jumbo nie jest możliwe. Jednak firma Sandvik, w odróżnieniu od innych przedsiębiorstw, dysponuje unikalną metodą wiercenia otworów konturowych, a to właśnie ta różnica umożliwiła wykonanie tych otworów przy użyciu w pełni zautomatyzowanego wiertnika typu jumbo”.

W rezultacie uzyskano większą dokładność i wydajność. Dzięki zastosowaniu centralizatora kolcowego można osiągnąć stabilność wiercenia. Częstotliwość zużycia części, takich jak pręty, wiertła i trzpienie, została znacznie zmniejszona, a straty czasu zminimalizowane w porównaniu z wierceniem konwencjonalnym.

Operatorzy chwalili również konstrukcję maszyny, zwracając uwagę, że zamontowane na górze wysięgniki modelu DT1131i zapewniają doskonałą widoczność, a automatyczny system wiercenia ograniczył uszkodzenia węży hydraulicznych.

Patrząc w przyszłość, firma Taisei dostrzega jeszcze większy potencjał. „Myślę, że w przyszłości możemy spodziewać się bezzałogowej eksploatacji” – powiedział Toyama. „Mam nadzieję, że wraz z firmą Sandvik uda nam się posunąć branżę drążenia tuneli o krok dalej”.

Przede wszystkim automatyzacja zapewnia spójność i niezawodność. „Dzięki zastosowaniu w pełni zautomatyzowanego jumbo wyniki wiercenia były takie same, niezależnie od tego, który operator obsługiwał maszynę. Te same wyniki można osiągać konsekwentnie, nawet jeśli ktoś jest nieobecny z powodu choroby” – powiedział Miyamoto.

„Uważam, że w znacznym stopniu przyczyniło się to do stabilności procesu wiercenia. Chcielibyśmy zwiększyć poziom wykorzystania tych oszczędzających siłę roboczą maszyn w całej Japonii”.