Khi đánh đồng năng lực của một máy khoan lấy lõi ngầm với độ sâu khoan NQ của nó, việc lựa chọn thường sẽ bị tắc ở những bước phía trước. Trong tài liệu công bố của CR800UG, độ sâu khoan NQ là 800 m trong điều kiện tham chiếu 90°, nhưng cùng tài liệu đó lại ghi trước các giá trị như vận chuyển phân đoạn mô-đun, mô-đun đơn trạm động lực 240 / 270 kg, khung đế máy khoan 120 kg. Thứ tự phân tích nhiệm vụ ngầm bắt đầu từ việc đường lò có thể đưa thiết bị vào hay không, chứ không phải từ độ sâu khoan.
1. Lớp thứ nhất: đường lò và phương thức vận chuyển quyết định cách phân tách thiết bị
Chiều rộng, chiều cao, bán kính quay vòng và phương thức vận chuyển của đường lò trong mỏ ngầm ràng buộc hình thái thiết bị trước cả năng lực khoan. CR800UG sử dụng kết cấu mô-đun, trạm động lực, cơ cấu tiến dao, khung đế máy khoan, thùng dầu và đơn nguyên thao tác có thể vận chuyển riêng rồi lắp ghép tại trạm khoan ngầm. Tài liệu ghi rõ các mô-đun này có thể được đưa vào điểm thi công theo từng đợt qua giếng nghiêng, lồng cũi, xe goòng hoặc hệ thống vận chuyển đường lò.
Bước này cần kiểm tra mối tương quan giữa trọng lượng phân đoạn và phương tiện vận chuyển. Các trọng lượng tham chiếu đã công bố bao gồm:
- Mô-đun đơn trạm động lực: 240 / 270 kg
- Cơ cấu tiến dao máy chính: 130 kg
- Khung đế máy khoan: 120 kg
- Đơn nguyên thùng dầu: 120 kg
- Đơn nguyên thao tác: 90 kg (một chỗ khác ghi 130 kg, xem giải thích cuối bài)
Những giá trị này quyết định yêu cầu thông số của lồng cũi, xe goòng hoặc thiết bị nâng hạ, đồng thời quyết định số đợt vận chuyển. Trước khi vận chuyển thực tế, cần xây dựng phương án di chuyển dựa trên kích thước lồng cũi, độ dốc đường lò, điều kiện đường ray và năng lực nâng hạ tại hiện trường.
2. Lớp thứ hai: bố trí trạm khoan và điều kiện cấp điện
Sau khi các mô-đun vào trạm khoan, ràng buộc chuyển sang bố trí và động lực. Trước khi lắp đặt thiết bị cần kiểm tra chống đỡ nóc, hông và sàn trạm khoan; khung đế máy khoan cần được cố định chắc chắn để tránh phản lực khoan làm thiết bị dịch chuyển; cáp điện và ống thủy lực nên tránh xa lối vận chuyển và vách đá sắc nhọn.
Về phía động lực, CR800UG sử dụng động cơ điện, cấu hình 22 kW × 3 hoặc 30 kW × 2, lưu lượng hệ thống chính 200 L/min, áp suất 210 bar, lưu lượng bơm phụ 10 L/min, áp suất tối đa 150 bar. Phương án động cơ điện không tạo khí thải cháy tại trạm khoan, phù hợp hơn với mỏ ngầm đã có hệ thống cấp điện ổn định. Khi cấu hình thực tế cần xác nhận phương án điện theo điện áp, tần số, chiều dài cáp và phương thức khởi động của mỏ.
Ở đây có một ranh giới dễ bị lẫn với thông số khoan: cấu hình động cơ thông thường không thể mặc nhiên coi là cấu hình phòng nổ. Với mỏ than, mỏ khí hoặc môi trường ngầm có bụi dễ cháy, cần xác nhận động cơ, tủ điện điều khiển, cáp và hệ thống bảo vệ có cấp phòng nổ tương ứng theo quy định an toàn mỏ tại địa phương.
3. Lớp thứ ba: định nghĩa phương hướng và góc lỗ khoan
Khi phương hướng đã xác định, năng lực lấy lõi tham chiếu của cùng một thiết bị mới có một giá trị tương ứng. Tài liệu CR800UG đưa ra độ sâu khoan tham chiếu BQ / NQ / HQ theo ba điều kiện tham chiếu:
| Điều kiện tham chiếu | BQ | NQ | HQ |
|---|---|---|---|
| 90° | 920 m | 800 m | 380 m |
| 0° | 600 m | 400 m | 200 m |
| -90° | 350 m | 200 m | 150 m |
Tài liệu giải thích riêng công dụng của ba phương hướng: hướng 90° phù hợp để từ mức khai thác hiện tại kiểm chứng phần mở rộng thân quặng xuống sâu hơn; lỗ khoan ngang có thể kiểm soát trực tiếp chiều dày thân quặng, ranh giới đá vây và tính liên tục khoáng hóa từ đường cắt ngang hoặc đường vận chuyển; lỗ khoan hướng lên có thể dùng để kiểm chứng khoáng hóa phía trên đường lò, cấu tạo nóc hoặc tài nguyên phần trên khu khai thác.
Cần đặc biệt lưu ý cách ghi dấu dương âm của góc. Các mỏ khác nhau có thể định nghĩa dấu dương âm của góc khác nhau; trước khi thi công chính thức nên lấy phương hướng lắp đặt hiện trường và bản vẽ thiết kế làm chuẩn.
4. Lớp thứ tư: cấu hình dụng cụ khoan và thao tác miệng lỗ
Các giá trị ở lớp dụng cụ khoan quyết định quy trình trong lỗ có thể liên tục hay không. Đầu động lực của CR800UG là đầu dẫn động thủy lực, tốc độ 0–1500 rpm, mô-men xoắn 600–1480 N·m, cấu hình động cơ biến lượng 107; cơ cấu tiến dao dẫn động bằng xi-lanh thủy lực, hành trình 1800 mm, lực đẩy 65 kN, lực kéo 130 kN, tốc độ di chuyển nhanh 0,9 m/s.
Thao tác miệng lỗ tập trung ở đây: kích thước cần khoan tối đa của bộ kẹp cần khoan là 108 mm, lỗ thông 128 mm, lực kẹp 80 kN. Không gian trạm khoan ngầm hạn chế, tháo lắp cần khoan và thao tác miệng lỗ tập trung, kẹp giữ ổn định có thể giảm nguy cơ trượt cần khoan; trong thi công cần định kỳ kiểm tra mài mòn má kẹp và áp suất thủy lực.
Thông số tiến dao và kéo lùi không phải giá trị cố định. Trạng thái chịu lực của cột cần khoan ở lỗ ngang, lỗ hướng xuống và lỗ hướng lên không giống nhau, cần điều chỉnh theo phương hướng lỗ khoan, độ sâu lỗ và thay đổi ma sát.
5. Lớp thứ năm: phương thức lấy lõi và hệ thống tời
Về phía lấy lõi, tài liệu ghi rõ sử dụng lấy lõi bằng dây cáp. Dung lượng cáp của hệ thống tời là 800 m, dùng cáp thép 6 mm; tài liệu ghi lực nâng tối thiểu khi đầy ống là 800 N, lực nâng tối đa khi ống rỗng là 1800 N, tốc độ nâng từ 1,8 m/s đến 4,8 m/s. Lấy lõi bằng dây cáp có thể giảm việc lặp đi lặp lại hạ xuống và kéo lên toàn bộ cột cần khoan, có lợi cho việc giảm thời gian phụ trợ trong thi công lỗ khoan trung sâu ngầm.
Về rửa và tuần hoàn đặc biệt, thiết bị có thể tùy chọn bơm piston cao áp dòng 120, lưu lượng tối đa 120 L/min, áp suất tối đa 70 bar.
Kiểm soát nhiệt độ dầu thủy lực trong môi trường ngầm cần được bố trí riêng: dung tích thùng dầu thủy lực 100 L, dạng làm mát bằng nước; điều kiện lưu thông không khí ngầm hạn chế, làm mát bằng nước giúp kiểm soát nhiệt độ dầu, nhưng phải đảm bảo cấp nước làm mát và bộ trao đổi nhiệt thông suốt; khi chất lượng nước kém cần định kỳ vệ sinh bộ trao đổi nhiệt.
6. Lớp thứ sáu: điều kiện địa tầng sửa đổi ngược quy trình
Sau khi năm lớp trước đều thỏa mãn, địa tầng vẫn sẽ viết lại hai điều. Khi gặp đất sét đứt gãy, đá dăm kết hoặc đới phá hủy mạnh, hướng mà tài liệu đưa ra là rút ngắn hiệp khoan, giảm tốc độ đẩy và quan sát thay đổi nước hồi lưu, khi cần thiết sử dụng ống chống, điều chỉnh dung dịch rửa hoặc xử lý phân đoạn; trọng tâm của loại địa tầng này là giữ ổn định thành lỗ và nâng cao tỷ lệ thu hồi lõi khoan hiệu quả, chứ không phải chỉ theo đuổi tiến độ khoan.
Cấu tạo chứa nước nằm ở đoạn khoan địa chất tiên tiến. Thông qua lõi khoan, nước hồi lưu và thay đổi áp suất bơm, có thể hỗ trợ phán đoán mức độ phát triển khe nứt và cấu trúc chứa nước; với khu vực có thể xảy ra đột xuất nước, mất ổn định đá vây hoặc đột biến thạch học, việc thu thập thông tin lõi khoan trước có thể cung cấp căn cứ cho phương án chống đỡ, thoát nước và phụt vữa trước. Khi thi công lỗ khoan hướng lên và lỗ ngang, cần đặc biệt phòng ngừa rủi ro an toàn do cần khoan, ống lấy lõi và chất lỏng áp suất cao gây ra.
Một số điểm cần xác nhận với nhà sản xuất
- Trong thông số gốc, trọng lượng đơn nguyên thao tác có hai chỗ ghi khác nhau: trong bảng đơn nguyên thao tác là 130 kg, trong tổng hợp trọng lượng mô-đun chính là 90 kg. Hai chỗ ghi này được giữ riêng trong thông số bài viết; cấu hình cung cấp cuối cùng và trọng lượng thực tế nên lấy tài liệu xác nhận kỹ thuật chính thức làm chuẩn.
- Định nghĩa góc của ba phương hướng 90°, 0°, -90° cần được đối chiếu từng mục với phương hướng lắp đặt hiện trường và bản vẽ thiết kế.
- Phương án điện tương ứng với điện áp, tần số, chiều dài cáp và phương thức khởi động của mỏ, cũng như có yêu cầu phòng nổ hay không, đều cần xác nhận theo từng mỏ cụ thể.
Do điều kiện địa chất thực tế, dụng cụ trong lỗ, góc lỗ khoan và phương thức thao tác có khác biệt, hiệu suất khoan, độ sâu khoan và hiệu quả thu hồi lõi cuối cùng nên lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn.