TCAD+-systemet gir bedre nøyaktighet i boringen og bedre sprengningsøkonomi

TCAD+ ble opprinnelig utviklet som et "sikteverktøy" for å oppnå forbedret nøyaktighet basert på forhåndsdesignede boreplaner i kombinasjon med mer automatisert boring. Det fungerer derfor sammen med programvaren Sandvik iSURE for design av boremønster og sprengning i henhold til de planlagte dimensjonene for utgraving av tunnelen. I tillegg til nøyaktighet og enklere retningskontroll har utviklingsarbeidet gitt mange andre fordeler. Dette betyr at Sandvik borerigger utstyrt med den nye TCAD+ (Tunnel Computer Aided Drilling Plus) kan tilby kundene svært nøyaktig boring, noe som gir en rekke besparelser og høyere effektivitet.

Hva er nytt
TCAD+ forbedrer ikke bare nøyaktigheten i sprengningshullene, men den samme nøyaktigheten kan nå også brukes til å danne mønster for bergbolter, med full overvåking på operatøens nye displaykonsoll. Systemet kan også brukes til boring av lange hull (sonde- og injeksjonsmørtelboring), siden TCAD+ gjør det enklere å øke antallet borstanger som brukes, uten at overvåkingen kompliseres. Det finnes nå et bredere spekter av navigasjonsalternativer enn bare en laserstråle. Nå kan man også bruke en stativmontert totalstasjon som referanse. En av fordelene er at operatø ren kan utføre rutinemessige kontrollmålinger og justeringer etter at totalstasjonen er satt opp av prosjektlandmåleren.

En ny, større (12 tommer - 305 mm) berøringsskjerm med høy kontrast og fargeskjerm er en viktig funksjon i TCAD+, og den er også tilgjengelig for andre typer boreinstrumenter fra Sandvik. Det gir mange fordeler for operatøene. Ikke bare gir det mer informasjon, det gjør det også med det som beskrives som et "toppmoderne" grafisk brukergrensesnitt (GUI) med en grafisk design og fargepalett som er intensivt testet og utprøvd i felten for å gi den klareste forståelsen og justeringen av data etter behov, inkludert enklere målretting av bommen. Innholdet tilbys i et logisk og oversiktlig menydrevet format for enkel navigering og forståelse, og dekker alle funksjoner for navigering, driftsovervåking, servicelogger, feilsøking og vedlikehold.

iSUREs rolle
TCAD+ drill-rig control og iSURE-programvaren for design av tunnelutgraving samarbeider tett integrert for optimal drift i aktuelle Sandvik borerigger. iSURE kombinerer data for tunnellinjen, teoretisk profil som kreves, design av boreplan og analyse av innsamlede data. Det har også raske og effektive redigerings- og kopieringsfunksjoner. Selv om det tidligere styringssystemet TCAD var kompatibelt med iSURE, er den nye versjonen faktisk utviklet for å sikre fullstendig integrering. I motsetning til lignende designprogramvare bruker iSUREs prinsipp for boring- og sprengningsplanlegging det mest kritiske punktet i runden, baksiden av runden, som grunnlag for hele planleggingsprosessen for rundboringsplan og lading. Dermed justeres hullbunnavstanden og byrdene tilsvarende, ladningene defineres og sprengningsindusert bergsprekkdannelse undersøkes. På denne måten definerer iSURE den optimale nøyaktigheten for runden som skal utføres med en TCAD+-styrt jumbo, og oppnår betydelige kostnadsbesparelser.

Grunnleggende om sprengning
Sandvik Constructions områdesjef for borerigger for tunneler, Juha Kukkonen, forklarer hvordan iSURE passer inn i de grunnleggende prinsippene for sprengningsdesign. "Boremønsteret er basert på ladningsberegninger som tar utgangspunkt i konturen, dvs. den ytterste raden med borehull. Utformingen av hullladningen avhenger av sprengstoffet som brukes og dets egenskaper. Dataene (parametrene) som kreves for sprengningsdesign er ladningsgrad (for ulike typer sprengstoff), hullavstand (for et valgt element i boremønsteret), byrden til neste rad og spesifikk ladning (masse sprengstoff per volumenhet berg). Sprengningsdesigneren følger de spesifikke ladningsverdiene som kreves i henhold til den forventede bergarten og forholdene, og for de ulike elementene i borhammeren. Deretter tar iSURE-programvaren over for å beregne det optimale stedet for neste hullrekke."

Nøyaktighet
Bruk av en stativmontert totalstasjon ved enden av tunneldrivverket gir en mer nøyaktig referanse for riggstyringen. Når totalstasjonen er satt opp og prismer montert på undervognen til boreriggen er målt, kan alle videre målinger utføres av operatø ren med samme nøyaktighet på noen få millimeter, basert på boremønsteret som er forhåndsdesignet ved hjelp av iSURE-programvaren innenfor koordinatnettet på arbeidsplassen. Tradisjonell lasernavigering støttes også ved behov. Simo Sanerma forklarer: "Laserstrålens posisjon og retning må være kjent, enten i koordinatsystemet på arbeidsplassen eller i koordinatsystemet for boreplanen. Ved å montere lasermål på mateskinnen til en bom og innrette disse målene med laserstrålen, kan TCAD+ beregne hvor bommene befinner seg i boreplansystemet."

Overvåking av boring
Boreytelsen registreres for behandling av iSure og også under operatø-ren ved hjelp av MWD-sensorer (Measurement While Drilling). Når boringen er i gang, gir den nye skjermen en indikasjon på borestatusen til boret på hver bom. Standarddata som samles inn for analyse, omfatter de geometriske posisjonene til de borede hullene, borets gjennomboringshastighet og andre standard MWD-verdier, inkludert Slagfrekvens, Matehastighet, rotasjonshastighet og innkommende hullspylevannstrykk. TCAD+ er basert på iSURE-funksjonene, der DTi produserer flere data og et bredere utvalg av rapporterte datatyper.

Holder driften i gang
Å minimere nedetid er en viktig faktor for å øke den totale riggeffektiviteten og dermed fremdriften i prosjektet. Med TCAD+ får operatø-ren og serviceteknikeren fullt forklarte innebygde alarmsystemer og et oversiktlig, menystyrt display for å identifisere feilen, eller feilene, og hvor alvorlige de er. Utdata fra feil- og servicelogger for ekstern analyse (via USB-minnepinne) gir teknikere, arbeidsledere og ingeniører verdifulle data for analyse av eventuelle tilbakevendende problemer med tanke på utbedringer og bedre planlegging av fremtidige arbeidsprosedyrer.

Intelligente modeller
De nye funksjonene i TCAD+ og iSure intelligent boring av tunneler kan brukes på mange eksisterende modeller ved å ettermontere "bolt-on"-komponenter, men de kommer kanskje best til sin rett i nye modeller. Den første av den nye serien av Sandvik DT-boremaskiner med TCAD+-funksjonalitet er DT821-SC. Denne kan arbeide med styringssystemet iSure for tunneldriving. Riggen er en elektrohydraulisk jumbo med 2 bommer og RD525 borhammer. I praksis gir iSure med TCAD+ mer nøyaktig utgraving og reduserte sprengningsvibrasjoner gjennom optimal hullading og sprengningssekvensering. Alt dette bidrar til miljøsikkerhet under byggingen og potensialet for økt lønnsomhet i prosjektet.

Besparelser i praksis
De faktiske besparelsene avhenger selvsagt av de spesifikke forholdene på byggeplassen, men Sandvik Construction har utviklet realistiske eksempler basert på felterfaring. Anslagsvis 5 % bedre uttrekk oppnås ved bruk av iSure med en jumbo som bruker avanserte boreinstrumenter. Dette tilsvarer 12 færre runder med utgraving i en kilometer tunnel, med alle de besparelser i tid, energi, sprengstoff osv. som følger av dette. Når det gjelder profilnøyaktighet, tilsvarer dette, hvis vi tar utgangspunkt i en tunnelseksjon på 8,00 x 8,57 m og anslagsvis 150 mm mindre overbrudd, 4350 m³ mindre utgraving av fjell i en kilometer tunnel. Dette gir ytterligere betydelige besparelser gjennom redusert massetransport.

Et annet verdifullt alternativ
Oppsummert er borejumboer utstyrt med TCAD+ "bolt-on"-instrumenter et verdifullt alternativ mellom mer konvensjonelle, manuelt operatø rte borerigger og de fullt datastyrte iSeries Sandvik-boreriggene med automatisk posisjonering av bommen. TCAD+ er tilgjengelig som ny i DT-serien av tunnelrigger (DT 611-C, DT 821-C, DT 821-SC, DT 1131-C og DT 1131-SC) samt DD-serien beregnet på gruvedrift. Den kan også ettermonteres på andre modeller, og Sandvik vil da rådføre seg med deg om gjennomførbarheten og anvendeligheten.
Sammendrag av fordeler og funksjoner

• Mer nøyaktig boring er mulig, inkludert navigering med en totalstasjon i stedet for en enkel laserreferanse, uten behov for å male mål på tunnelen
• Lavere energiforbruk på grunn av bedre nøyaktighet og minimert overbrudd
• Økt pålitelighet for komponentene gjennom mindre utilsiktet "misbruk
• Inkludering av styring av bergbolthull og langhull (injeksjon og sondering med enklere tilsetning av borstang) i samme system ved hjelp av forskjellige boreplaner, som vises på operatøradisplayet
• Mye tydeligere grensesnitt for operatøren på berøringsskjermen for enklere betjening (med mer enn én operatø om nødvendig), feilsøking og feilsøkingsdiagnostikk, noe som resulterer i mindre tretthet og sannsynligvis raskere kontroll.
• Automatisk stans av boring ved riktig hulldybde frigjør operatø ren til å starte annen boring, og lar systemet ta seg av resten
• Bomkompensasjonsmodeller som brukes på Sandviks borerigger i i-serien
• Forbedret sikkerhet, på grunn av høyere tunnelkvalitet med mindre behov for skalering, bedre støtte osv.

For ytterligere informasjon, vennligst kontakt

Katri Miss
Marketing Communication Manager
Overflateboring og tunnel
Sandvik Construction
Telefon til kontoret +358 205 44 121
Mobiltelefon +358 50 360 9969
E-post: katri.miss@sandvik.com

Relaterte produkter: TCAD+