اختفاء أنابيب إمداد السوائل الطويلة تحت الأرض، والقضاء على التلوث البيئي، وخفض استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 30% – طور معهد 704 التابع لشركة الصين للصناعات البحرية (CSSC) بالتعاون مع شركة شانشي بينغيانغ للصناعات الثقيلة الميكانيكية المحدودة الجيل الجديد من الحوامل الهيدروليكية الوحدوية المجنزرة الذكية والصديقة للبيئة للاستخدام في المناجم، حيث أنجزوا في غضون ستة أشهر قفزة من البحث في التقنيات الأساسية إلى إنتاج النماذج الأولية، معتمدين على ثلاث مزايا ابتكارية رئيسية هي "الدفع الكهربائي، والتكامل العالي، والذكاء والصداقة للبيئة"، مما دفع معدات دعم المناجم من النمط التقليدي "مضخات مركزية مع مساعدات نقل يدوية" إلى عصر ذكي يتسم بـ "النقل الذاتي للحامل والتحكم عن بُعد".

"الجبال الثلاثة" لمحطات الضخ المركزية

الحوامل الهيدروليكية الوحدوية هي معدات رئيسية لدعم المناجم، وتستخدم أساساً لدعم والتحكم في السقف، وحماية الممرات، وضمان السلامة الأساسية لمواقع العمل.

معظم الحوامل الوحدوية في المناجم تحت الأرض في الصين اعتمدت لفترة طويلة على النمط التقليدي للإمداد المركزي بالسوائل من محطات ضخ مركزية، مما يتطلب مد أنابيب إمداد بالسوائل يبلغ طولها آلاف الأمتار من سطح الأرض أو جدران الممرات. يواجه هذا التصميم ثلاث مشكلات رئيسية يصعب حلها على المدى الطويل – استهلاك مرتفع للطاقة (خسائر كبيرة في الضغط بسبب النقل لمسافات طويلة)، وكفاءة منخفضة (تتطلب حركة الحوامل مساعدات خارجية للنقل، مما يعيق بشدة تتابع الحفر والإنتاج)، وتلوث بيئي شديد (تسرب غير محدود من أنابيب الضغط العالي وتسرب الزيوت الهيدروليكية).

الأهم من ذلك، أن نمط العمل "شبه الثابت" هذا يبقي عمال المناجم تحت ضغط العمل البدني العالي لفترات طويلة، مما يجعله حلقة رئيسية تعيق تطور المناجم نحو الاتجاه غير المأهول.

ثلاثة اختراقات تكنولوجية: إنجاز أربعة عقبات صناعية في ستة أشهر

حزمة طاقة متكاملة – التخلص من "ضفيرة" أنابيب السوائل الطويلة

الابتكار الأكثر أهمية في الجيل الجديد من الحوامل هو حزمة الطاقة المتكاملة (نظام الطاقة الحركية) المدمجة في الحامل نفسه.

قام الفريق بدمج جميع وظائف أنظمة الإمداد المركزي التقليدية، مثل مضخات الضغط ومجموعات الصمامات والمجمعات الكهربائية وخزانات الزيت، بشكل مصغر داخل هيكل الحامل نفسه. هذا يعني أن كل حامل هو وحدة عمل مستقلة، ولم يعد يعتمد على محطات الضخ المركزية أو أنابيب السوائل الطويلة، مما يزيل تماماً مصادر التلوث البيئي في واجهات الحفر.

دفع كهربائي مستقل – خفض استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 30%

في أنظمة الدفع الهيدروليكية التقليدية، يؤدي النقل لمسافات طويلة إلى إهدار كميات كبيرة من الطاقة في شكل خسائر في الضغط وحرارة. ومع تطبيق الدفع الكهربائي المستقل، تم تقصير مسار نقل الطاقة بين مصدر الطاقة وآلية التشغيل بشكل كبير، مما خفض استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 30%. كما تحسنت سرعة الاستجابة والموثوقية للنظام بشكل ملحوظ.

تحكم عن بُعد ونقل ذاتي للحامل – من "العمل البدني الشاق" إلى "التحكم عن بُعد"

في النمط التقليدي، كانت حركة الحوامل بحاجة إلى مساعدات نقل يدوية، مما يسبب جهداً بدنياً هائلاً ويشكل مخاطر للسلامة مثل الاصطدامات بين البشر والحوامل (الضغط والانزلاق).

يعزز الجيل الجديد من الحوامل النقل اليدوي إلى التحكم عن بُعد، حيث يمكن لعمال التشغيل في منطقة آمنة إكمال جميع أعمال الدعم مثل السير والرفع والدعم بحامل مستقل باستخدام جهاز تحكم عن بُعد، مما يلغي جذرياً خطر التلامس بين البشر والآلات، ويكون خطوة نحو تحويل الصناعة عالية الخطورة لاتجاه أكثر أماناً ومراعاة للبشر.

كفاءة الابتكار: "عجلة الدفع المزدوجة" بين البحث العلمي والتصنيع

قامت شركة هنغتو للأنظمة الهيدروليكية (Hengtuo Hydraulic Systems Company) التابعة للمعهد 704، بالتعاون مع شركة شانشي بينغيانغ للصناعات الثقيلة، تحت إشراف استراتيجية التطوير المتنوع لمجموعة السفن الصينية، بتشكيل فريق عمل مشترك لتطوير المنتجات المتكاملة (IPT).

استفادت هنغتو من مزاياها الأساسية في مجالات التحكم الهيدروليكي الكهربائي وأنظمة الأداء المتكاملة، بينما استفادت بينغيانغ من خبرتها التي تمتد عقوداً في تطوير وتصنيع الحوامل الهيدروليكية للمناجم. وباستخدام مزيج من البحث العلمي والتصنيع، أنجزوا في غضون ستة أشهر فقط سلسلة من المهام بما في ذلك التفتيش الميداني والبحث في التقنيات الأساسية واختبار إنتاج النماذج الأولية.

هذه الكفاءة نادرة نسبياً في تاريخ تطوير المعدات التكنولوجية الرئيسية في الصين، مما يبرز القدرات التكنولوجية الشاملة لمجموعة السفن الصينية في مجال التحكم الهيدروليكي والآلات الثقيلة.

ثلاثة تطبيقات رئيسية محتملة

التعدين الذكي في الآبار العميقة: يواجه التعدين في الآبار العميقة تحديات متعددة مثل الضغط العالي والحرارة العالية بعمق والمشاكل الناجمة عن النقل لمسافات طويلة. الكفاءة التقليدية لنظم المضخات المركزية العاملة بالضخ تنخفض بشكل حاد بزيادة العمق. الحامل ذو الوحدة المستقلة العاملة بالدفع الكهربائي يقدم خياراً جديداً للتعدين الذكي في آبار تصل إلى أعماق كيلومتر تقريباً.

بناء مناجم خضراء: القضاء التام على مصادر تسرب وملوثات الزيوت الهيدروليكية، خفض استهلاك الطاقة بأكثر من 30%، وتحويل منطقة الدعم في وواجهات التعدين مما يسهم في تجنب التلوث الثقيل ليكون صديقاً بالبيئة (إنتاج نظيف وخالي من الانبعاثات).

واجهات عمل غير مأهولة: التحكم عن بُعد + نقل الحامل الذاتي يمكن من التزامن مال شخص كان عليه الاعتماد لو كان مرتبط بشخص مكان منطقة الخطر الثابت؛ مما يتيح أساس البنية يمكن لمحو وبناء "منطقة قابلة للزيارة نعم لكن دون إحدات عادى بشخص ما هنا وقت إاحلاه": ذ رو خا ضر