Sau khi thân quặng được phát hiện sơ bộ ở phần nông, trọng tâm công tác thăm dò thường chuyển từ “có khoáng hóa hay không” sang “thân quặng kéo dài xuống sâu đến đâu, ranh giới ở vị trí nào, có liên tục hay không”. Sự chuyển hướng này không chỉ là khoan sâu hơn, mà bản thân yêu cầu bố trí lỗ khoan cũng thay đổi theo. Những thay đổi tập trung vào một số khía cạnh có thể định lượng: cấp độ sâu lỗ khoan, quy cách lấy lõi, góc khoan, thời gian thi công một lỗ khoan và tải trọng cột khoan. Dưới đây triển khai theo các tuyến này, các giá trị thiết bị liên quan được lấy từ tài liệu sản phẩm đã công bố của CR1200I và CR1600I trên trang này.
Thay đổi 1: Cấp độ sâu lỗ khoan dịch lên, quy cách lấy lõi cũng phải ghép cặp lại
Độ sâu lỗ khoan kiểm soát nông thường ở mức vài trăm mét, còn lỗ khoan kiểm soát sâu thì phải tăng một hoặc thậm chí hai cấp. Tài liệu của CR1200I trên trang này ghi rõ: độ sâu khoan tham khảo quy cách N là 1200 m, quy cách B là 1600 m, quy cách H là 700 m; trong tài liệu CR1600I, độ sâu khoan tham khảo quy cách B là 2000 m. Độ sâu khoan danh định của cùng một máy khoan sẽ thay đổi theo quy cách lấy lõi, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế lỗ khoan khi bố trí lỗ khoan sâu.
Nói cách khác, việc tăng độ sâu lỗ khoan không phải là thay đổi của một con số riêng lẻ. Nếu đoạn kiểm soát sâu yêu cầu lõi quy cách H, thì giới hạn độ sâu khả dụng sẽ ngắn hơn rõ rệt so với quy cách N. Khi bố trí lỗ khoan, trước tiên phải xác nhận đường kính lõi cần thiết cho mục tiêu kiểm soát, rồi từ đó suy ngược phạm vi độ sâu mà thiết bị này có thể đáp ứng ở quy cách đó.
Thay đổi 2: Tỷ lệ lỗ khoan xiên tăng, góc khoan trở thành một điều kiện độc lập
Thân quặng nông đôi khi có thể được cắt xuyên bằng lỗ khoan thẳng đứng, còn thân quặng sâu chịu sự kiểm soát của thế nằm, thường cần lỗ khoan xiên mới có thể xuyên qua tầng mục tiêu với góc phù hợp. Tài liệu của CR1200I ghi rõ thiết bị hỗ trợ góc khoan 45°–90°. Phạm vi này có nghĩa là bố trí lỗ khoan có thể sắp xếp lỗ khoan nghiêng ngoài lỗ khoan thẳng đứng, điều chỉnh góc theo thế nằm đã biết của thân quặng và hướng tuyến thăm dò, thay vì thiết kế tất cả lỗ khoan đều thẳng đứng hướng xuống.
Thay đổi góc không chỉ ảnh hưởng đến vị trí miệng lỗ khoan. Sau khi góc khoan thay đổi, trạng thái chịu lực của cột khoan trong lỗ, vị trí mài mòn dụng cụ khoan, phân bố lực cản khi nâng cần đều thay đổi theo góc, vì vậy ở giai đoạn bố trí lỗ khoan cần ghi nhận góc như một điều kiện độc lập, chứ không phải phần phụ chú kèm theo vị trí lỗ khoan.
Thay đổi 3: Thời gian thi công một lỗ khoan kéo dài, tỷ trọng khâu tời và nâng cần tăng lên
Sau khi độ sâu lỗ khoan tăng, tỷ lệ thời gian lấy ống trong trong quá trình khoan lấy lõi bằng cáp sẽ tăng rõ rệt. Trong tài liệu CR1200I, dung lượng cáp tời là 1200 m, tốc độ nâng là 116 m/min. Hai giá trị này tương ứng chính với công đoạn phụ trợ thường xuyên lấy ống trong ở lỗ khoan sâu. Lỗ khoan càng sâu, thời gian cần cho cùng một chiều dài hiệp khoan càng dài, nên khoảng cách và số lượng lỗ khoan được bố trí cần được xem xét cùng với chu kỳ một lỗ khoan.
Hai nhóm giá trị nâng và cấp tiến cần được xem cùng nhau
Lực cấp tiến của CR1200I là 55 kN, lực nâng là 160 kN. Ở lỗ khoan sâu, trọng lượng bản thân cột khoan tăng theo độ sâu, phạm vi dự phòng tương ứng với lực nâng liên quan trực tiếp đến lực cản trong lỗ và trọng lượng dụng cụ khoan. Giá trị 160 kN thuộc hạng mục năng lực thiết bị, dự phòng thực tế có thể sử dụng phụ thuộc vào tổ hợp dụng cụ khoan, góc khoan và trạng thái thành lỗ, cần đối chiếu theo điều kiện dự án.
Thay đổi 4: Điều kiện trong lỗ phức tạp hơn, hệ thống dung dịch khoan và thủy lực phải duy trì đầu ra ổn định trong thời gian dài hơn
Trong tài liệu CR1200I, lưu lượng bơm chính là 300 L/min, áp suất bơm chính là 28 MPa; lưu lượng bơm phụ là 120 L/min, áp suất là 21 MPa; lưu lượng hệ thống dung dịch khoan là 150 L/min, áp suất là 7 MPa. Thi công lỗ khoan sâu kéo dài, các hệ thống này không phải đầu ra đỉnh trong thời gian ngắn mà phải duy trì phản hồi ổn định trong thời gian tương đối dài. Khi đoạn lỗ khoan sâu gặp khe nứt phát triển, nước hồi không ổn định hoặc mất dung dịch cục bộ, thông số dung dịch khoan cần được điều chỉnh theo biểu hiện trong lỗ, khi cần thiết nên xem xét biện pháp chống mất dung dịch hoặc gia cố thành lỗ theo giai đoạn.
Khả năng tương thích của kẹp giữ và dụng cụ khoan ảnh hưởng đến thao tác miệng lỗ
Đường kính thông qua của kẹp giữ ở dòng máy này là 150 mm, phù hợp với các hệ cần khoan NQ, HQ, PQ, NTW, HTW, v.v. Lỗ khoan kiểm soát sâu thường sử dụng nhiều quy cách dụng cụ khoan trong cùng một lỗ, không gian thông qua lớn hơn để lại dự phòng cấu hình cho dụng cụ khoan đường kính khác nhau, ống chống và thao tác miệng lỗ.
Thay đổi 5: Động lực và truyền động phải phù hợp với sự xen kẽ của các tầng đá khác nhau trong lỗ khoan sâu
Các loại tầng đá mà lỗ khoan sâu xuyên qua thường nhiều hơn lỗ khoan nông, đá cứng nguyên khối và đới đứt gãy cục bộ xen kẽ xuất hiện. Đầu động lực của CR1200I sử dụng truyền động bánh răng, tốc độ tối đa 1500 rpm, mô-men xoắn tối đa 2200 N·m, và cung cấp chuyển đổi bánh răng 1:2.2 / 1:3.3. Các tổ hợp tốc độ và mô-men xoắn khác nhau dùng để phù hợp với các quy cách lấy lõi và độ cứng đá khác nhau. Động cơ là Cummins 6BTAA5.9, dung tích 5.9 L, công suất định mức 132 kW, tốc độ định mức 2200 rpm.
Thay đổi 6: Cách chuyển hiện trường và tổ chức vị trí lỗ khoan cũng được điều chỉnh theo
Lỗ khoan kiểm soát sâu có chu kỳ một lỗ khoan dài, thiết bị kèm theo nhiều, chi phí tổ chức mỗi lần đổi vị trí lỗ khoan cao hơn dự án lỗ khoan nông. CR1200I sử dụng nền bánh xích liền khối, cột khoan dạng gấp, phương thức di chuyển là dịch ngang thủy lực. Kết cấu này giảm việc tháo lắp lặp lại giữa trạm động lực, mô-đun thủy lực và hệ cột khoan, phù hợp để bố trí lỗ khoan liên tục trong khu vực thăm dò. Giữa mức độ dày đặc của bố trí lỗ khoan và phương thức chuyển hiện trường thiết bị có mối tương ứng, điều này cần được xem xét cùng lúc khi lập thiết kế lỗ khoan.
| Khâu | Giá trị đã công bố của CR1200I | Thay đổi tương ứng trong bố trí lỗ khoan |
|---|---|---|
| Độ sâu và quy cách lỗ khoan | N 1200 m / B 1600 m / H 700 m | Giới hạn độ sâu lỗ khoan thay đổi theo quy cách lấy lõi, cần ghép cặp theo mục tiêu kiểm soát |
| Góc khoan | 45°–90° | Lỗ khoan xiên có thể bố trí theo thế nằm thân quặng |
| Tời | Dung lượng cáp 1200 m, tốc độ nâng 116 m/min | Tỷ lệ thời gian lấy ống trong ở lỗ khoan sâu tăng lên |
| Cấp tiến và nâng | Lực cấp tiến 55 kN, lực nâng 160 kN | Tải trọng cột khoan lỗ sâu nằm ở nhóm giá trị này |
| Thủy lực và dung dịch khoan | Bơm chính 300 L/min, 28 MPa; dung dịch khoan 150 L/min, 7 MPa | Đầu ra ổn định lâu dài là tiền đề của lỗ khoan sâu |
Những điều kiện tài liệu chưa ghi rõ, cần xác nhận riêng ở giai đoạn bố trí
- Khoảng cách lỗ khoan cụ thể và mạng lưới thăm dò của lỗ khoan kiểm soát sâu phụ thuộc vào quy mô thân quặng và kết quả đã có, tài liệu trên trang này không đề cập.
- Độ sâu lỗ khoan thực tế có đạt giá trị danh định hay không liên quan đến điều kiện địa tầng, kiểm soát độ xiên lỗ khoan, tổ hợp dụng cụ khoan và phương thức thao tác; tài liệu đã ghi rõ hiệu quả cuối cùng lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn.
- Công thức dung dịch rửa, vật liệu chống mất dung dịch và phương án gia cố thành lỗ ở giai đoạn lỗ khoan sâu thuộc lựa chọn công nghệ, cần xác định riêng theo điều kiện địa tầng.
- Phương pháp kiểm soát độ xiên lỗ khoan và tần suất đo của lỗ khoan nghiêng cần được sắp xếp theo yêu cầu kỹ thuật dự án, tài liệu không đưa ra quy định cụ thể.
Nhìn tổng thể, sau khi thân quặng chuyển từ kiểm soát nông sang kiểm soát sâu, bố trí lỗ khoan đồng thời thay đổi ở các phương diện cấp độ sâu lỗ khoan, quy cách lấy lõi, góc khoan, chu kỳ một lỗ khoan và tải trọng cột khoan; những thay đổi này lần lượt tương ứng với các hạng mục năng lực khác nhau của máy khoan, chỉ nhìn riêng bất kỳ hạng mục nào cũng không đủ để đánh giá thiết bị có phù hợp hay không.