Khi thảo luận thiết bị cho dự án thăm dò sâu, người ta thường đặt câu hỏi "khoan được bao sâu" lên đầu tiên. Nhưng con số 1200 m trong tài liệu của một máy khoan và đường kéo dài xuống dưới của thân quặng cần kiểm soát trong thiết kế địa chất không cùng một đại lượng. Tài liệu công bố của CR1200P ghi độ sâu tham khảo BQ 1500 m, NQ 1200 m, HQ 700 m trong cùng một đoạn; ba dòng này chính là biểu hiện của cùng một năng lực khoan dưới ba đường kính lấy mẫu. Từ mục tiêu kiểm soát thân quặng đến cấp độ khoan sâu, cần hoàn thành hai bước đánh giá trước thì mới đối chiếu được với các giá trị cụ thể.
Bước 1: Mục tiêu kiểm soát thân quặng trước tiên chuyển thành yêu cầu về độ sâu và góc
Khi thân quặng chuyển từ giai đoạn kiểm soát nông sang giai đoạn kiểm soát sâu, nhiệm vụ địa chất thường được viết thành một số yêu cầu có thể kiểm tra: khoảng kéo dài khoáng hóa cần kiểm soát, có cần xuyên qua không gian khoáng hóa thứ hai hay không, quan hệ góc giữa vị trí lỗ khoan và hướng cắm của thân quặng, một lỗ khoan có cần đồng thời mở rộng ra ngoại vi hay không. Những yêu cầu này không trực tiếp tương đương với thông số máy khoan, nhưng chúng quyết định ba việc: giới hạn dưới độ sâu lỗ khoan, phạm vi độ xiên lỗ khoan, và lấy mẫu liên tục hay kiểm chứng phân đoạn.
CR1200P công bố góc lỗ khoan 45°–90°, nghĩa là có thể bố trí lỗ thẳng đứng hoặc lỗ xiên theo góc cắm của thân quặng. Nếu mục tiêu kiểm soát là kiểm chứng cấu tạo sâu hoặc thân dị thường tương đối sâu, tỷ lệ lỗ xiên thường tăng; nếu chỉ kéo dài đường biên dưới của thân quặng hiện có xuống dưới, lỗ thẳng đứng vẫn dùng được. Xác định góc trước, thì độ sâu lỗ khoan, tải trọng cột khoan và bố trí hiện trường phía sau mới có tiền đề.
Bước 2: Đường kính lấy mẫu quyết định xem dòng độ sâu khoan nào
Trong tài liệu của trang này, thông số CR1200P được ghi thành ba mức BQ 1500 m, NQ 1200 m, HQ 700 m. Trong nhiều thảo luận, "cấp 1200 m" được coi là một thuộc tính cố định của thiết bị, nhưng thực tế con số này tương ứng với giá trị tham khảo dưới đường kính NQ. Đường kính BQ nhỏ hơn, độ sâu tham khảo có thể tới 1500 m; đường kính HQ lớn hơn, cùng một thiết bị giảm xuống 700 m. Ba mức không phải quan hệ nâng cấp, mà là kết quả phân bổ cùng một bộ năng lực động lực và nâng hạ dưới các hệ thống dụng cụ khoan khác nhau.
Vì vậy trình tự đánh giá nên đảo lại: trước tiên xác định đường kính lấy mẫu theo độ chính xác kiểm soát thân quặng và nhu cầu mẫu, sau đó quay lại bảng thông số tìm giá trị độ sâu tương ứng. Nếu dự án yêu cầu lấy mẫu HQ toàn lỗ, dòng độ sâu tham khảo cho 700 m, không xung đột với 1200 m, chỉ là ở một mức đường kính khác.
| Đường kính lấy mẫu | Độ sâu khoan tham khảo | Góc lỗ khoan cần thiết |
|---|---|---|
| BQ | 1500 m | 45°–90° |
| NQ | 1200 m | 45°–90° |
| HQ | 700 m | 45°–90° |
Bước 3: Một số nhóm giá trị phối hợp cần kiểm tra để cấp độ khoan sâu khả thi
Sau khi chọn đường kính và độ sâu, việc có thực sự khoan tới độ sâu đó hay không phụ thuộc vào việc một số nhóm thông số có cùng cấp độ hay không. Các giá trị trong tài liệu CR1200P nên được đối chiếu cùng nhau, không nên trích dẫn riêng lẻ một giá trị.
Quay và trục: 1360 N·m và 130 kN mỗi thứ quản một đoạn
Mô-men xoắn lớn nhất của đầu động lực 1360 N·m, tốc độ quay cao nhất 1500 rpm, dùng động cơ piston biến lượng cộng truyền động bánh răng, đầu động lực hỗ trợ xoay hoặc dịch ngang. Hệ thống cấp tiến có hành trình cấp tiến 1,8 m, lực đẩy 67 kN, lực nâng 130 kN. Mô-men xoắn giới hạn năng lực quay cần thiết để quay đoạn cột khoan này; lực nâng giới hạn biên độ trục cần thiết để nâng cột khoan khỏi lỗ, xử lý ma sát và kẹt. Nhu cầu về tốc độ quay và mô-men xoắn ở các giai đoạn khoan sâu khác nhau khá lớn; tài liệu cũng lưu ý nên điều chỉnh động theo thạch tính, đường kính lỗ và tải trọng cột khoan.
Tời và hệ cáp: dung lượng cáp 1400 m và cáp thép 6 mm
Dung lượng cáp tời 1400 m, dùng cáp thép 6 mm, tốc độ nâng 116 m/min, lực nâng tang rỗng 14,5 kN, lực nâng tang đầy 5,6 kN. Khi lấy mẫu liên tục ở lỗ sâu, khoảng nâng ống trong dài, cáp thép được dùng thường xuyên; tài liệu yêu cầu rõ phải lập hồ sơ kiểm tra và thay thế, kiểm tra định kỳ đứt sợi, mài mòn, vết ép và kết nối đầu cáp. Hạng mục này trong lỗ khoan cấp 1200 m thuộc công việc hằng ngày, không phải tùy chọn.
Tuần hoàn và thủy lực: bơm chính 250 L/min và lưu lượng dung dịch khoan 150 L/min
Lưu lượng bơm chính 250 L/min, áp suất 25 MPa, thùng dầu chính 250 L, phương thức điều khiển cơ cấu thủ công cộng tiên đạo; lưu lượng bơm dung dịch khoan 150 L/min, áp suất 7 MPa, lượng khuấy của máy khuấy dung dịch khoan 1,2 m³/min. Trong lỗ sâu, khoảng mang mùn khoan dài, dung dịch khoan đồng thời đảm nhận làm mát, bôi trơn và giữ thành. Tài liệu nêu rõ, khi gặp mất dung dịch sâu, khe nứt chứa nước hoặc đới dập vỡ, cần kịp thời điều chỉnh tính năng dung dịch khoan theo hồi lưu và biến đổi áp suất bơm, không nên dựa vào tăng tốc độ quay hoặc tăng lực đẩy để vượt qua.
Bước 4: Tính tương thích của đường kính lỗ, cần khoan và thao tác miệng lỗ
Đường kính cần khoan lớn nhất áp dụng cho đầu động lực 114 mm, chiều dài cần khoan áp dụng 1 m và 1,5 m, khả năng thông qua của bộ kẹp 54–127 mm, lực kẹp lớn nhất 130 kN. Những mục này quyết định phạm vi tổ hợp dụng cụ khoan khả dụng tại hiện trường. Dù cấp độ khoan sâu cao hơn, nếu khả năng thông qua của bộ kẹp và thông số cần khoan không khớp với đường kính lấy mẫu đã chọn, khâu thao tác miệng lỗ vẫn bị hạn chế. Tài liệu không liệt kê nội dung ngoài danh mục dụng cụ khoan đầy đủ tương ứng với từng đường kính; tổ hợp cụ thể nên xác nhận theo hệ thống dụng cụ khoan của dự án và nhà sản xuất.
Bước 5: Hình thức động lực và điều kiện hiện trường ở mỏ xa
CR1200P có thể chọn động lực diesel hoặc điện: công suất động cơ diesel yêu cầu ≥147 kW, thương hiệu có thể chọn giữa Kubota, Cummins, Yunnei, Yuchai; động cơ điện cấu hình 30 kW × 4, tốc độ 3000 / 1450 rpm. Mỏ có nền tảng cố định và nguồn điện ổn định có thể cân nhắc phương án điện; dự án ngoài trời xa xôi phụ thuộc nhiều hơn vào động lực độc lập, đồng thời cần lập kế hoạch bảo đảm nhiên liệu trước. Hai hình thức động lực tương ứng với bố trí hiện trường khác nhau; đây là hạng mục chỉ cần quyết định sau khi xác nhận đường kính lỗ và độ sâu, không nên khóa trước.
Về khối lượng mô-đun, tài liệu cho khối động lực 180–260 kg, khối thao tác 160 kg, khối dầu thủy lực (gồm dầu) 160 kg, khối dung dịch khoan 210 kg, tổng khối lượng 1880 kg. Những giá trị này quyết định việc vận chuyển và cẩu lắp cần thực hiện ở giai đoạn vào công trường, cũng là căn cứ đánh giá khả năng tiếp cận vị trí lỗ khoan, thuộc vấn đề khác với năng lực khoan sâu.
Những việc vẫn do đơn vị dự án quyết định sau khi xác định độ sâu
- Bố trí vị trí lỗ khoan và thứ tự khoan: lỗ nào khoan trước, một lỗ có cần đồng thời mở rộng ngoại vi hay không, thuộc phạm vi thiết kế địa chất; tài liệu không đưa ra kết luận loại này.
- Ứng phó điều kiện trong lỗ: khi vào đới đứt gãy, đới dập vỡ hoặc tầng mất dung dịch nghiêm trọng, tài liệu lưu ý nên giảm xung kích cơ học, rút ngắn hiệp khoan, xử lý kịp thời bất thường tuần hoàn, khi cần kết hợp ống chống, chèn bịt hoặc giữ thành phân đoạn, không nên theo đuổi tiến độ một cách mù quáng.
- Dự trữ phụ tùng và vật tư tiêu hao: mỏ ở xa có chi phí thời gian chờ phụ tùng sau khi dừng máy cao hơn; các loại gioăng làm kín thường dùng, bộ lọc, khớp nối nhanh, phụ tùng dễ hỏng của cáp thép, dụng cụ khoan và vật liệu dung dịch khoan cần chuẩn bị trước; danh mục cụ thể nên xác định theo chu kỳ dự án và điều kiện vận chuyển.
- Độ sâu khoan và hiệu suất thực tế: tài liệu ghi rõ, khi điều kiện địa chất thực tế, dụng cụ trong lỗ, góc lỗ khoan và phương thức thao tác có khác biệt, hiệu suất khoan cuối cùng, độ sâu khoan và hiệu quả thu hồi mẫu lõi nên lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn.
Ghép các bước này lại, cấp độ khoan sâu 1200 m không phải điểm khởi đầu của việc chọn thiết bị, mà là kết quả đối chiếu từng hạng mục với thông số thiết bị sau khi xác nhận ba yếu tố: mục tiêu kiểm soát thân quặng, đường kính lấy mẫu và yêu cầu góc. Những phần tài liệu không đưa ra, ví dụ tính khoan được của đá ở mỏ cụ thể, cấu hình dụng cụ khoan đầy đủ và năng lực cấp nước hiện trường, cần được xác minh riêng ở cấp dự án.