はじめに：トレンレスプロジェクトにおける「マッド課題」への対応——ブラックライノの画期的なアプローチ
都市の地下管路設置や石油・ガス管路の横断工事など、非開削工法プロジェクトにおいて、水平方向掘削工法（HDD）は、地表の交通、植生、建物への影響が極めて少ないことから、主要な施工方法となっています。しかし、HDD作業中に発生する大量の砂を含んだ廃スラリーは、長年にわたり業界における大きな課題でした。これを直接排出すると、深刻な土壌および水質汚染を引き起こし、環境規制に違反するだけでなく、ドリルフロイド資材の大幅な無駄にもつながり、工事コストを著しく増加させます。
このような背景の中、トレンチレス工法機器分野に深く携わってきたBlack Rhino Industrialは、HDDマッドリサイクルシステムを開発しました。このシステムは、非常に効率的な浄化およびリサイクル技術により、環境的・経済的メリットの両方を提供します。現在ではトレンチレス工事において欠かせない装置となり、業界が長年抱えてきた課題に対してプロフェッショナルなソリューションを提供しています。
I. 主要動作原理：廃スラリーから清浄なドリリングフリードへの「変換の旅」
Black Rhino IndustrialのHDDマッドリサイクルシステムの核心的な仕組みは、独自に最適化された多段階の固液分離技術にあります。掘削中に発生する砂を含んだ還流スラリーを段階的に浄化することで、ドリリングフリード本来の懸濁、潤滑、切削排出物の搬送機能を高精度で回復させ、最終的に効率的なリサイクルと再利用を実現します。一連の工程は以下の3つの主要ステージで構成されています：
1. 粗大粒子の前処理。
掘削中に発生する廃スラリーは、まず沈砂ピットに流入して初期沈降を行い、その後Black Rhino社製のカスタマイズされた高揚程スラリーポンプによって専用のシェールシェーカーに送られます。このシェーカーは二重モーター同期振動設計と耐摩耗性の粗目メッシュを特徴としており、0.5 mm以上の砂利、大きな切削片その他の粗大粒子を迅速に除去します。これにより下流の機器の詰まりを防止し、深層的な浄化処理の確固たる基盤を築きます。処理されたスラリーは、耐腐食性ライニングでコーティングされた大容量貯留タンクに流入し、長寿命を実現します。
2. 微細粒子の深層分離。
貯蔵タンクからのスラリーは、Black Rhinoの高効率サンドポンプによって加圧され、カスタマイズされたパイプラインを通じてデサンダーのハイドロサイクロンに接線方向に注入されます。流体動力学設計により最適化されたハイドロサイクロンは、高速回転によって発生する遠心力を利用して、0.074～0.5 mmの微粒子を正確に除去します。分離された物質はアンダーフロー・ノzzleからシャーカーの細目メッシュ上に排出され、脱水処理されることで水分含量30％未満の乾燥固体となり、容易に処分できます。脱砂されたスラリーは上部のオーバーフロー出口から中間タンクへとあふれ出ていき、従来機器よりも15％以上高い分離効率を実現します。
3. ドリリングフルイドの最適化および再循環。
高品位なドリリングフロイドの清浄度が要求される場合、中間タンク内のスラリーはBlack Rhino社のデサイルターによってさらに処理されます。超微細分離フィルターを備えたこの装置は、粘土粒子およびコロイドを除去し、スラリー中の砂分含量を0.5%以下に低減します。精製されたドリリングフロイドはその後、Black Rhino社のインテリジェント混合システムへ供給され、必要に応じてバントナイトおよび化学添加剤が自動的に添加されます。可変周波数による混合により、正確な配合比率と均一な混合が実現されます。最適化されたドリリングフロイドは再度HDDリグへ戻され、掘削作業が継続されます。このクローズドループ循環により、資源消費が最小限に抑えられ、ドリリングフロイドの連続的な再利用が保証されます。
II. 主要構成部品：Black Rhino Industrialの協調型「浄化チーム」
Black Rhino Industrialの完全なHDD泥水リサイクルシステムは、独自に開発された機能モジュールを統合した一式であり、それぞれのモジュールは高い分離効率と安定した性能を得るために厳正にテストおよび最適化されています。
固形物制御装置：
システムの浄化コアには、カスタムシェールシューカー、高効率デサンダ、高精度デサイルターが含まれます。シューカーは交換が容易なモジュール式スクリーンを備えており、デサンダおよびデサイルターにはBlack Rhino独自の遠心分離技術（ハイドロサイクロン）を採用し、微細粒子の正確な分離を実現しています。
動力および移送装置：
カスタマイズされたスラリーポンプおよびサンドポンプは、スラリー移送に強力で安定した動力を提供します。プロジェクトの容量に合わせて揚程および流量を調整可能であり、またポンプ本体は耐摩耗性合金で製造されているため、砂分含量の高いスラリーでの長時間運転にも耐え、すべてのシステムコンポーネント間での効率的な流れを保証します。
混合および貯蔵ユニット：
大容量の貯蔵タンクおよび中間タンクにより、バッファ機能とスラリーの一時保管が可能になります。液面センサーを備えており、リアルタイムでの監視が可能です。知能型混合システムはPLC制御モジュールを使用して、スラリーの性質に基づき添加剤の投入量を自動調整し、さまざまな地質条件下でも安定したドリリングフロイドの性能を確保します。
補助サポートシステム：
電気制御システムは防爆・防塵・防水設計を採用しており、IP54の保護等級を満たし、過酷な屋外環境下での安全な運転を保証します。モジュール式タンク構造は軽量で高強度なパネル、メンテナンス用の容易なアクセスポートおよび排水バルブを備えており、メンテナンス負担を大幅に低減し、運用効率を向上させます。
III. 主な利点：環境保護と高効率の両立を実現
Black Rhino IndustrialのHDD泥水リサイクルシステムは、環境保護、コスト削減、施工効率における優れた利点により、非開削工学分野での必須設備となりました。これは実際のプロジェクト要件に完全に合致しています。
環境へのメリット
このシステムは廃泥水の排出を90％以上削減し、土壌および地下水汚染を根源的に防止することで、国家および地方の環境規制を完全に満たしています。乾燥した切削土は一括で輸送・リサイクルが可能となり、二次汚染を回避します。これはBlack Rhinoが「グリーンエンジニアリング機器」に取り組む姿勢を反映しています。
経済 的 な 益
ベントナイト、ポリマー、その他のドリリングフロイド材料を再利用することで、高い浄化性能と相まって、新規ドリリングフロイドの調達コストを60～80%削減します。廃スラリー排出量の低減により、高額な処分費用も不要になります。現場での実績から、本システムは通常3～6か月で投資を回収できることが示されており、プロジェクト全体のコストを大幅に削減します。
施工効率のメリット
従来の装置と比較して、統合されたコンパクト設計により設置面積を20%削減でき、都市部の狭小な作業現場に最適です。設置および撤去には4～6名の作業員しか必要とせず、現場の移設は24時間以内に完了します。安定したドリリングフロイドにより、ビット摩耗が30%低減され、パイプの詰まりや穴の崩壊リスクも低下し、連続的な掘削作業が可能となり、工事期間を短縮できます。
高いカスタマイズ性
Black Rhino Industrialは、地質（砂、粘土、岩）、掘削径、および処理要件に応じて柔軟な構成を提供します。システムは50 m³/hから2,000 m³/hの処理能力に対応可能で、「一つのプロジェクトに対して一つのソリューション」という真の実現を可能にしています。
IV. 適用シナリオ：産業横断型の多機能「浄化ツール」
Black Rhino IndustrialのHDDドロモ泥リサイクルシステムは、もはやHDD工事に限定されるものではありません。安定した性能と高いカスタマイズ性により、ドロモ液を使用するさまざまな施工分野へと拡大しており、多くのエンジニアリング請負業者にとって最適なソリューションとなっています。
コアアプリケーション:
都市ガス、給水・排水管の横断工事においては、住民への影響を最小限に抑える必要があるため最適です。長距離の石油・ガスパイプラインによる河川・鉄道横断では、厳しい条件下でも安定した運転を可能にする高い浄化効率が特長です。また、通信ケーブルや電力ケーブルの敷設では、コンパクトな設置面積が狭い道路脇の建設現場にも適合します。
拡張された用途：
スラリー平衡式シールド工法に適しており、TBMスラリーを効率的に浄化できます。水力発電プロジェクトや地下鉄建設、基礎杭形成におけるボーリング作業にも適用でき、スラリーの最適な性能を確保します。また、大口径の橋脚基礎やシャフトにおいても、スラリーのリサイクルによりコストを大幅に削減できます。本システムは複数の国家レベルの大規模プロジェクトで使用され、高い評価を得ています。
都市部での地下インフラ更新工事であれ、過疎地帯での長距離パイプライン横断工事であれ、Black Rhino IndustrialのHDD泥水リサイクルシステムは、信頼性が高く、効率的かつ安定した性能を提供します。非開削工法における真のパートナーとして、広く信頼されています。
環境意識の高まりと建設プロジェクトにおけるコスト管理の需要の増加に伴い、Black Rhino IndustrialのHDD泥水リサイクルシステムは「オプション装置」から「必須コンポーネント」へと進化し、非開削工事の技術力を評価する重要な指標となっています。このシステムは、長年課題となっていたスラリー汚染や資材の無駄を解決するだけでなく、技術革新とカスタマイズサービスを通じて環境的・経済的メリットを統合し、地下工学のグリーン化と持続可能な発展に強力な推進力を与えています。
今後、Black Rhino Industrialは非開削工法機器における研究開発をさらに推進し、インテリジェントかつモジュール式の技術を取り入れることで処理効率をさらに高め、エネルギー消費を削減するとともに操作を簡素化していきます。多種多様な地下建設プロジェクトへの継続的な支援を通じて、環境に配慮し、より高い効率性を持つ現代のインフラシステムの発展を支え、非開削工法産業の進化により大きな価値を提供することを目指しています。
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