أنظمة ضخ الطين لآلات حفر الأنفاق وحلول المضخات

في الأنفاق تحت الأرض التي يصل عمقها إلى عشرات أو حتى مئات الأمتار، تتطلب القدرة على ضخ الحصى والطين بسلاسة إلى السطح معدات نقل عالية الكفاءة، حيث يعتبر الاستقرار وعدم وجود انسداد من العوامل الرئيسية.

ما هو نظام الطين في آلات حفر الأنفاق؟

نظام نقل الطين في آلة حفر الأنفاق هو نظام نقل طين ذو حلقة مغلقة. وتتمثل وظيفته الرئيسية في نقل المواد المحفورة التي قطعتها آلة حفر الأنفاق إلى السطح والحفاظ على توازن الضغط في غرفة الحفر.

في نظام نقل المواد السائلة ذي الحلقة المغلقة هذا، مضخة الملاط يُعدّ قطعة أساسية من المعدات ويلعب دورًا حاسمًا.

تختلط المواد المستخرجة بواسطة رأس الحفر في غرفة الحفر بالماء لتكوين مادة طينية (مزيج من المواد الصلبة والسائلة). تقوم مضخة الطين بنقل هذه المادة الطينية عبر الأنابيب إلى محطة الفصل.

بعد أن يفصل مصنع الفصل المواد المحفورة عن الطين، تنقل مضخة الطين الطين النظيف إلى حجرة الحفر. يختلط الطين النظيف مع المواد المحفورة ثم يُعاد إلى مصنع الفصل، مُشكلاً بذلك حلقة مغلقة.

نظام ضخ الطين في آلة حفر الأنفاق

تقوم آلة حفر الأنفاق بتدوير رأسها القاطع لقطع طبقة التربة أمامها. يختلط الناتج المحفور بالماء لتكوين مادة طينية، والتي يتم ضخها بعد ذلك إلى محطة الفصل.

في الوقت نفسه، تتقدم آلة حفر الأنفاق للأمام عبر نظام هيدروليكي، وتقوم بتجميع ألواح التبطين الخرسانية لتشكيل جدار النفق.

تقوم محطة الفصل بفصل المواد المحفورة عن الطين. ثم تعيد مضخة الطين الطين النظيف إلى حجرة الحفر، حيث يختلط مرة أخرى مع المواد المحفورة، مما يخلق نظامًا مغلقًا.

من خلال التشغيل المنسق لهذه الأنظمة، تحقق آلة حفر الأنفاق (TBM) حفر الأنفاق بكفاءة وأمان، وتستخدم على نطاق واسع في مترو الأنفاق الحضري والطرق السريعة وغيرها من مشاريع الهندسة تحت الأرض.

كيف تعمل عملية تدوير الطين في آلة حفر الأنفاق؟

1. الحفر

تقوم آلة حفر الأنفاق (TBM) بحفر طبقة التربة أمامها باستخدام رأس قاطع، ثم تخلط التربة المتساقطة مع طين نظيف يتم ضخه بواسطة مضخة الطين. يعمل الطين كوسيط نقل، مما يجعل التربة قابلة للنقل.

2. ضخ الطين

يُنقل الملاط المحتوي على الخبث إلى محطة الفصل عبر أنابيب كبيرة القطر مقاومة للتآكل. تتطلب هذه العملية عادةً التغلب على مقاومة الأنابيب، وفروق الارتفاع، وما إلى ذلك. إذا كانت المسافة طويلة جدًا، يمكن إضافة محطة ضخ معززة في المنتصف لتحقيق ضغط مجزأ وتحسين استقرار النظام.

3. محطة الفصل

يتم في النهاية نقل الطين الناتج من غرفة الحفر إلى محطة فصل التربة، والتي تفصل الخبث والطين باستخدام معدات مثل المناخل الاهتزازية، والهيدروسيكلونات، وأجهزة الطرد المركزي.

4. إعادة التدوير

سيتم إعادة ضبط المادة الطينية التي تمت معالجتها بواسطة محطة الفصل لجعل كثافة المادة الطينية ولزوجتها وغيرها من المعايير تفي بمعايير إعادة الاستخدام، ثم يتم إعادتها إلى غرفة الحفر من خلال خط أنابيب الإرجاع.

نظام تدوير الطين في آلة حفر الأنفاق

هل لديك رسومات أو مواصفات مشروع لنقل الطين بواسطة آلة حفر الأنفاق؟
أرسلهم إلى info@kingdagroup.com للحصول على حلول هندسية مصممة خصيصًا وعرض أسعار سريع.

محطة مضخة ومضخة معززة موصى بها

نظام نقل الطين بواسطة مضخة الحصى في آلة حفر الأنفاق

مضخة الحصى

  • قطر التفريغ (مم): 100 ~ 400
  • القدرة (م³/ساعة): 36 ~ 5994
  • الرأس(م): 3.5 ~ 90
مضخة الطين عالية الضغط في نظام نقل الطين في آلة حفر الأنفاق

مضخة الطين عالية الضغط

  • قطر التفريغ (مم): 100 ~ 400
  • القدرة (م³/ساعة): 60 ~ 6000
  • الرأس(م): 10 ~ 85
مضخة غاطسة لنقل الطين في آلة حفر الأنفاق

مضخة الملاط الغاطسة

  • قطر التفريغ (مم): 50 ~ 350
  • القدرة الإنتاجية (م³/ساعة): 30 ~ 3500
  • الرأس(م): 10 ~ 85
محطة ضخ معززة من كينغدا لنظام نقل الطين لآلة حفر الأنفاق

محطة ضخ التعزيز

تُستخدم محطات ضخ التعزيز على نطاق واسع في حفر الأنفاق، وخاصة لنقل الطين عبر خطوط الأنابيب الطويلة للغاية، مما يوفر ضغطًا مستقرًا لنظام الطين الخاص بآلة حفر الأنفاق. 

تتضمن محطة ضخ كينغدا المعززة مضخة تغذية، ومضخة تصريف، ومحركًا متغير التردد، ومحولًا كهربائيًا، ومحول تردد، وخزانة تحكم، ووحدة مضخة معززة لتنظيف مانع التسرب. ويرتبط نظام التحكم في محطة الضخ بنظام التحكم في آلة حفر الأنفاق للتحكم عن بُعد.

نقل الطين بواسطة آلة حفر الأنفاق في العالم الحقيقي من بئر بعمق 90 مترًا

في مثال واقعي، قمنا بضخ مادة طينية عالية المحتوى من آلة حفر الأنفاق من بئر بعمق 90 متراً، مما صنع التاريخ لمشروع مترو الأنفاق في المدينة.

كنا مسؤولين عن تصميم وتطوير نظام نقل الطين بالكامل لمشروع حفر نفق المترو هذا. وقد واجه هذا المشروع تحديين رئيسيين:

  • النقل لمسافات طويلة للغاية
  • اختلافات كبيرة في الطول

ولمعالجة هذه التحديات، أضفنا محطة ضخ كينغدا المعززة، مما يتيح نقل المواد السائلة لمسافات طويلة للغاية ومع وجود اختلافات كبيرة في الارتفاع. مضخة الطين عالية الضغط قدم دعماً حاسماً لنظام النقل بأكمله.

معالجة ما لا تستطيع مضخات الطين القياسية معالجته

مضخات الحصى تتميز هذه المضخات بمقاومة فائقة للتآكل والصدأ، مما يتيح تشغيلها لفترات طويلة في ظروف قاسية دون انسداد. كما أنها قادرة على نقل مواد صلبة ذات أقطار كبيرة لا تستطيع مضخات الطين العادية نقلها.

تتميز مضخات الحصى من كينجدا بتصميم قناة كبيرة و مروحة مضادة للانسداد, ، مما يضمن النقل الفعال والسلس للمواد الصلبة العالية التي تحتوي على الحصى والألياف، ويؤدي أداءً جيدًا بشكل استثنائي في أنظمة المواد الصلبة لآلات حفر الأنفاق.

ملكنا أجزاء الطرف الرطب للمضخة تستخدم مواد مقاومة للتآكل مصنوعة من سبائك عالية الكروم. تضمن مقاومتها الفائقة للتآكل والصدأ مقاومة طويلة الأمد للصدمات الناتجة عن الأجسام الصلبة الحادة، مما يزيد من عمر الخدمة ويقلل من تكاليف التشغيل.

التحديات الرئيسية في نقل الطين بواسطة آلات حفر الأنفاق

يدرك المهندسون ذوو الخبرة في تصميم أنظمة نقل الطين في آلات حفر الأنفاق أن إخراج الطين من النفق ينطوي على تحديات عديدة. فالجسيمات الصلبة المقطوعة من التربة ليست كبيرة القطر فحسب، بل صلبة وغير منتظمة الشكل أيضاً، مما يعني أنها تولد احتكاكاً كبيراً. وهذا يستلزم استخدام مضخات آلات حفر الأنفاق ذات مقاومة ممتازة للتآكل وقدرات عالية على منع الانسداد.

عادةً ما تكون الأنفاق تحت الأرض طويلة وتتميز بفروقات ارتفاع كبيرة عن سطح الأرض، مما ينتج عنه مسافات نقل طويلة للمواد الطينية. وهذا يتطلب من مضخات آلات حفر الأنفاق توفير ضغط ثابت، لضمان تقدم آلة حفر الأنفاق بثبات دون توقف.

فيما يلي أربعة تحديات شائعة في نقل المواد الطينية بواسطة آلات حفر الأنفاق:

  • تركيز عالٍ من المواد الصلبة: لا تترسب المواد الصلبة ذات المحتوى العالي من المواد الصلبة بسهولة فحسب، بل إنها تسد الأنابيب والمضخات أيضًا.
  • التآكل الناتج عن الاحتكاك: يتسبب الحصى والرمل اللذان تقطعهما آلة حفر الأنفاق في تآكل شديد للمضخات.
  • النقل لمسافات طويلة: يفرض النقل لمسافات طويلة متطلبات خاصة على ضغط واستقرار نظام نقل المواد السائلة.
  • التشغيل المستمر: يؤدي توقف آلات حفر الأنفاق أثناء الرحلة إلى خسائر اقتصادية كبيرة؛ ويُعد الاستقرار والموثوقية أكبر التحديات التي تواجه أنظمة نقل الطين في آلات حفر الأنفاق.
التحديات الرئيسية في نقل الطين بواسطة آلات حفر الأنفاق

متطلبات مضخة كينغدا للطين لآلة حفر الأنفاق

مضخة كينغدا للمواد السائلة لآلة حفر الأنفاق

مقاومة عالية للتآكل

قام مهندسو شركة Kingda بتطوير مادة مقاومة للتآكل والتآكل مصنوعة من سبيكة عالية الكروم خصيصًا للطبيعة الكاشطة للغاية لمادة TBM الطينية، مما يزيد من وقت تآكل TBM ويطيل عمر خدمة المعدات.

قدرة رأس عالية

يعني ارتفاع ضغط المضخة القدرة على توفير ضغط كافٍ لضخ المادة اللزجة لمسافات أبعد، وهو مؤشر مهم للنقل لمسافات طويلة. ويُعدّ توفير ضغط مضخة ثابت أكثر أهمية.

غير قابل للانسداد

قام مهندسو كينغدا بتحسين تصميم المروحة وقناة التدفق لمضخة الطين الخاصة بآلة حفر الأنفاق بشكل خاص. يسمح أداؤها الهيدروليكي الممتاز وقناة التدفق الواسعة بمرور المواد الصلبة ذات الأقطار الكبيرة والألياف الطويلة بسلاسة دون انسداد.

تشغيل مستقر

يُعدّ التشغيل المستقر جانبًا بالغ الأهمية لضمان سير المشروع والتحكم في التكاليف. ولتقليل تكاليف التشغيل للمستخدم، أضافت شركة كينغدا محطة ضخ معززة، مما يضمن الحفاظ على كفاءة عالية واستقرار التشغيل على المدى الطويل لنظام نقل المواد اللزجة.

تطبيقات في الإنشاءات تحت الأرض

حفر أنفاق المترو

في مجال حفر الأنفاق في مترو الأنفاق، حيث تكون مسافة النقل طويلة للغاية والأعمدة عميقة، فإن نظام نقل الطين المستقر والموثوق به لآلة حفر الأنفاق يعد خيارًا أساسيًا.

أنفاق المرافق

أثناء أعمال الإنشاءات الحضرية، يلزم حفر العديد من أنفاق المرافق في وقت واحد. وهذا لا يختبر استقرار نظام نقل الطين في آلة حفر الأنفاق فحسب، بل يتطلب أيضاً توفير نقل عالي الكفاءة وتسريع وتيرة المشروع.

أنفاق السكك الحديدية

تُحفر أنفاق السكك الحديدية عادةً في الجبال، حيث تُشكل الحصى الصلبة والحطام الكبير تحديًا كبيرًا. وتُمكّن مضخة Kingda TBM هذه المواد الصلبة ذات الأقطار الكبيرة من المرور بسلاسة.

أنفاق التعدين

يُعد حفر الأنفاق أمراً ضرورياً أثناء عمليات التعدين، كما أن حفر أعمدة المناجم على عمق مئات الأمتار يضع ضغطاً كبيراً على مقاومة التآكل والتآكل لأنظمة نقل الطين.

التطبيقات في الإنشاءات تحت الأرض

اعتبارات تصميم نظام نقل الطين في آلات حفر الأنفاق

كثافة الملاط

تُعد كثافة الطين في آلة حفر الأنفاق (TBM) معيارًا حاسمًا يؤثر بشكل مباشر على الحمل والضغط وكفاءة النقل لمضخة وخط أنابيب آلة حفر الأنفاق.

تتغير كثافة الملاط في آلة حفر الأنفاق بشكل فوري بناءً على تغيرات التكوين ومحتوى الماء. لذلك، يجب أن يتضمن تصميم نظام النقل مراقبة الكثافة عبر الإنترنت والقدرة على ضبط كثافة الملاط تلقائيًا.

حجم الجسيمات

يُعد حجم الجسيمات معيارًا حاسمًا يحدد ما إذا كانت مضخة آلة حفر الأنفاق ستتعرض للانسداد ومعدل تآكل نظام النقل. 

تحتوي مخلفات آلة حفر الأنفاق على كمية كبيرة من الحصى والزلط والشوائب الليفية. لذلك، عند تصميم نظام النقل، يجب مراعاة أقصى قطر لتدفق المواد الصلبة وأداء النقل المستقر لمضخة الحصى في آلة حفر الأنفاق.

حساب الرأس

رأس المضخة تُعدّ الحسابات جوهر نظام نقل المواد اللزجة بأكمله. ولا يقتصر الضغط على الضغط الساكن فحسب، بل يشمل أيضاً ضغط الاحتكاك.

إن حساب ضغط المضخة بدقة لا يقلل من استهلاك الطاقة فحسب، بل يطيل أيضًا من عمر خدمة المعدات.

طول خط الأنابيب

في مشاريع آلات حفر الأنفاق، تمتد مسافات نقل الطين عادةً لعدة كيلومترات. وتؤدي هذه المسافات الطويلة والانحناءات العديدة إلى خسائر احتكاكية كبيرة.

عند تصميم نظام النقل، ينبغي تحسين مسار خط الأنابيب لتقليل عدد الانحناءات. كما ينبغي اختيار مضخة مناسبة لآلة حفر الأنفاق، مع ضمان وجود فائض كافٍ للتعامل مع فقدان الضغط الناتج عن الاحتكاك على مسافات طويلة والحفاظ على ضغط ثابت.

بدلاً من ذلك، يمكن إضافة محطة ضخ معززة لزيادة الضغط على مراحل، مما يقلل الحمل على المضخات الفردية مع الحفاظ على معدل تدفق النظام مستقرًا.

اعتبارات تصميم نظام نقل الطين في آلات حفر الأنفاق

لماذا تُعدّ موثوقية المضخة مهمة؟

تُعدّ موثوقية المضخة أمرًا بالغ الأهمية. فباعتبارها المعدات الأساسية لنظام النقل، تتولى مضخة آلة حفر الأنفاق مسؤولية تدوير الطين الناتج عن آلة الحفر. وقد يؤدي تعطل هذه المضخة إلى شلّ المشروع بأكمله، ومنع إزالة الصخور المستخرجة من النفق، وإجبار الشركة على إيقاف أعمال الحفر.

لا يقتصر تأثير توقف آلة حفر الأنفاق على الخسائر الاقتصادية الكبيرة فحسب، بل يؤثر أيضاً على الجدول الزمني العام لمشروع النفق. لذا، يجب مراعاة موثوقية واستقرار مضخة آلة حفر الأنفاق بعناية عند اختيارها.

تطبيقات عملية لمضخات الطين من كينجدا

تتضمن حالات التعاون الخاصة بشركة Kingda مضخات مخصصة لسفن التجريف والتعدين وحفر الأنفاق وإزالة الكبريت، مما يؤدي إلى تحسين الأداء والكفاءة عبر الصناعات.

ضخ الطين عبر الأنفاق

مشروع عمود تهوية فائق العمق يتطلب نقلًا مستقرًا للمواد اللزجة في ظل ظروف ضغط عالٍ ونسبة مواد صلبة عالية.

ضخ الطين في بئر مترو عميق

مشروع نفق مترو عميق يتطلب ضخ الطين لمسافات طويلة وبضغط عالٍ في ظل ظروف كاشطة لدعم حفر النفق.

احصل على نصائح مجانية لاختيار المضخة من خبراء Kingda.

تلتزم شركة Kingda بتقديم أفضل حلول نقل السوائل.
اتصل بـ Kingda للحصول على عرض أسعار مجاني واختيار المضخة ونصائح هندسية ونصائح صيانة المضخة.