Vị trí khoan lấy mẫu lõi tại khu mỏ vùng núi thường nằm trên sườn dốc, thung lũng hoặc bãi đất rừng không có đường hình thành. Thử thách đầu tiên của loại vị trí khoan này đối với thiết bị thường không phải là khoan sâu bao nhiêu, mà là làm thế nào để đưa toàn bộ thiết bị vào, làm thế nào để tháo rời và sử dụng lại trên bãi hẹp. Bài viết này chia mục tiêu công tác "vào điểm không có đường, lấy mẫu lõi tại vị trí cố định" thành các yêu cầu, sau đó đối chiếu với tài liệu công khai của CR600P để xem đặc điểm nào liên quan đến các yêu cầu này, điều kiện nào vẫn cần xác minh tại hiện trường.
Trước tiên chia mục tiêu công tác thành các điều kiện có thể kiểm chứng
"Lấy mẫu lõi tại khu mỏ vùng núi không có đường" bao gồm nhiều tầng ràng buộc khác nhau, thảo luận chung dễ chỉ tập trung vào một hạng mục độ sâu khoan:
- Phương thức vào điểm: xe có thể đến đoạn nào, quãng đường còn lại cần vận chuyển thủ công hoặc bằng thiết bị nhỏ;
- Trọng lượng vận chuyển đơn kiện: mô-đun càng nặng, yêu cầu về số người vận chuyển, chiều rộng tuyến đường và độ dốc càng cao;
- Tư thế lỗ khoan: thế nằm quặng quyết định góc nghiêng lỗ khoan, thiết bị phải đáp ứng được lỗ khoan xiên và gần thẳng đứng;
- Quy cách lấy mẫu lõi: đường kính lỗ khoan khác nhau tương ứng với giá trị tham khảo độ sâu khoan khác nhau, độ sâu mục tiêu phải nằm trong phạm vi này;
- Thành lỗ khoan và xả mùn: yêu cầu về dung dịch khoan và ống chống đối với đoạn phong hóa, nứt nẻ;
- Tổ chức chuyển lỗ: khi vị trí lỗ khoan trên tuyến thăm dò phân tán, tỷ lệ thời gian tháo lắp và di chuyển sẽ tăng lên.
Một số điều kiện trong số này có thể tương ứng trực tiếp với thông số thiết bị, một số chỉ có thể xác nhận tại hiện trường. Dưới đây triển khai từng hạng mục theo yêu cầu.
Cấu trúc tháo rời dạng mô-đun tương ứng với yêu cầu nào
Cách làm phổ biến nhất tại vị trí khoan không có đường là tháo thiết bị thành các đơn vị có thể vận chuyển độc lập, vận chuyển từng đợt đến gần miệng lỗ khoan rồi lắp ráp. Tài liệu CR600P chia động lực, thủy lực, vận hành, dung dịch khoan và cơ cấu khoan thành nhiều đơn vị chức năng, trọng lượng tham khảo của mô-đun được đưa ra là: đơn vị động lực 180–260 kg, đơn vị vận hành 125 kg, đơn vị dầu thủy lực (bao gồm dầu) 140 kg, đơn vị dung dịch khoan 86 kg, tổng trọng lượng toàn máy 1200 kg.
Nhóm số liệu này cho thấy thiết kế tháo rời phân tán trọng lượng toàn máy lên một số mô-đun, chứ không phải giảm từng kiện xuống mức có thể vận chuyển thủ công tùy ý. Mức 180–260 kg của đơn vị động lực vẫn cần sử dụng công cụ vận chuyển nhỏ, cáp treo hoặc nhiều người phối hợp, cụ thể phụ thuộc vào độ dốc và khoảng cách của tuyến vận chuyển. Tài liệu không đưa ra kích thước ngoại hình của từng mô-đun, chiều rộng tối thiểu của tuyến vận chuyển, bán kính quay đầu và điểm cẩu cần được xác minh riêng.
Tài liệu đề cập có thể hoàn thành lắp ráp nhanh nhất khoảng 30 phút, đồng thời giải thích thời gian thực tế cần thiết chịu ảnh hưởng của khoảng cách vận chuyển, điều kiện mặt bằng, mức độ thành thạo của nhân viên và thiết bị phụ trợ. Giá trị này có thể dùng làm điểm tham chiếu khởi đầu khi tổ chức chuyển lỗ, nhưng không thể trực tiếp dùng làm thời gian lắp ráp tại hiện trường.
Góc khoan 45°–90° tương ứng với yêu cầu về tư thế lỗ khoan
Quặng vùng núi thường có độ nghiêng nhất định, lỗ khoan cần cắt qua đới khoáng hóa với góc hợp lý, chứ không phải luôn khoan thẳng đứng. Phạm vi góc khoan được tài liệu CR600P đưa ra là 45°–90°, điều này liên quan trực tiếp đến yêu cầu bố trí lỗ khoan xiên và gần thẳng đứng.
Cần phân biệt: phạm vi góc cho thấy thiết bị có thể đặt đến tư thế này, không có nghĩa là hiệu quả khoan ở góc đó giống với lỗ khoan thẳng. Khi thi công lỗ khoan xiên, độ ổn định của giá khoan và đế, trạng thái chịu lực của cần khoan, ma sát trong lỗ khoan đều sẽ thay đổi, tài liệu trong phần lưu ý cũng đề cập trước khi thi công lỗ khoan xiên phải đảm bảo độ ổn định của giá khoan và đế. Hiệu suất khoan thực tế ở một góc nghiêng cụ thể, tài liệu không đưa ra số liệu, cần đánh giá theo điều kiện hiện trường.
Quy cách lấy mẫu lõi và độ sâu khoan tham khảo cần xem cùng nhau
Độ sâu mục tiêu của công tác lấy mẫu lõi gắn liền với đường kính lấy mẫu lõi, không thể chỉ nhìn một con số độ sâu khoan. Độ sâu khoan tham khảo của CR600P là: BQ 760 m, NQ 600 m, HQ 280 m. Cùng một thiết bị ở các quy cách lấy mẫu lõi khác nhau có mức độ sâu tương ứng khác biệt rõ rệt, khi chọn loại cần xác định trước dự án chủ yếu sử dụng quy cách nào.
| Quy cách lấy mẫu lõi | Độ sâu khoan tham khảo |
|---|---|
| BQ | 760 m |
| NQ | 600 m |
| HQ | 280 m |
Tài liệu đồng thời giải thích, hiệu suất khoan cuối cùng, độ sâu khoan và hiệu quả thu hồi mẫu lõi phải căn cứ vào điều kiện hiện trường. Bảng trên là giá trị tham khảo, không phải giá trị đảm bảo có thể đạt được trong mọi điều kiện địa tầng. Nếu dự án chủ yếu lấy mẫu lõi đường kính lớn HQ và độ sâu mục tiêu vượt quá 280 m, phạm vi áp dụng của mẫu máy này cần được đánh giá lại.
Ảnh hưởng của khoan lấy mẫu lõi bằng cáp và chiều dài cần khoan đến nhịp chuyển lỗ
Khi vị trí lỗ khoan trên tuyến thăm dò phân tán, thời gian phụ trợ của mỗi chu kỳ sẽ tích lũy. CR600P được trang bị tời cáp với dây cáp 6 mm, dung lượng cáp 800 m, tốc độ nâng 116 m/min, khoan lấy mẫu lõi bằng cáp có thể giảm thao tác phụ trợ kéo toàn bộ cần khoan lên mỗi chu kỳ. Chiều dài cần khoan áp dụng là 1 m hoặc 1,5 m, chiều dài này phù hợp với vận chuyển dạng mô-đun — một cần khoan ngắn hơn thuận tiện cho vận chuyển thủ công trong điều kiện không có đường, nhưng tương ứng, để đạt cùng độ sâu lỗ khoan cần số lần nối cần nhiều hơn.
Ở đây có sự đánh đổi: cần khoan càng ngắn càng thuận tiện vận chuyển, tần suất nối cần và kéo thả cần khoan càng cao. Tài liệu không đưa ra chênh lệch thời gian cụ thể dưới các chiều dài cần khoan khác nhau, ảnh hưởng thực tế cần được tính toán kết hợp với độ sâu lỗ khoan, địa tầng và bố trí nhân sự.
Điều kiện phối hợp tương ứng với ổn định thành lỗ khoan và xả mùn
Phần trên của vị trí khoan vùng núi thường có tầng phong hóa, đới nứt nẻ hoặc tầng phủ rời rạc. Đơn vị dung dịch khoan của CR600P sử dụng bơm cao áp piston, lưu lượng 90 L/min, áp suất 3 MPa, tài liệu giải thích dung dịch khoan trong tầng đá nguyên vẹn chủ yếu đảm nhận làm mát và mang theo mùn đá, trong đoạn phong hóa mạnh, nứt nẻ hoặc rời rạc còn cần điều chỉnh tính năng dung dịch khoan và biện pháp ống chống để duy trì ổn định thành lỗ khoan.
Điều này có nghĩa là thông số bơm dung dịch khoan chỉ là một phần của hệ thống tuần hoàn, ổn định thành lỗ khoan trong đoạn lỗ rời rạc còn phụ thuộc vào công thức dung dịch khoan, phương án ống chống và đánh giá tại hiện trường, tài liệu không đưa ra tỷ lệ pha chế dung dịch khoan hoặc độ sâu hạ ống chống cho địa tầng cụ thể. Ngoài ra, máy khuấy dung dịch khoan có lưu lượng khuấy 1,2 m³/min, tốc độ quay máy khuấy 1500 rpm, lượng cung cấp nước sạch và vật liệu phối hợp cần được ước tính riêng theo độ sâu lỗ khoan và chiều dài đoạn lỗ.
Mối quan hệ giữa hình thức động lực và điều kiện cấp điện tại hiện trường
CR600P có thể sử dụng động lực diesel hoặc động lực điện: yêu cầu công suất động cơ diesel ≥66 kW, thương hiệu có thể chọn Kubota, Cummins, Yunnei, Yuchai; phương án điện là tổ hợp động cơ 22 kW × 2. Vùng núi không có đường thường không có nguồn điện ổn định, phương án diesel trực tiếp hơn về tính độc lập; nếu khu mỏ đã có điều kiện cấp điện, phương án điện có thể giảm khâu vận chuyển nhiên liệu. Căn cứ lựa chọn hai phương án là điều kiện cấp điện tại hiện trường, phương thức bảo trì và năng lực tổ chức năng lượng, tài liệu không đưa ra số liệu so sánh tiêu thụ năng lượng của hai phương án.
Các hạng mục ngoài tài liệu vẫn cần xác nhận
Các điểm sau chưa được đề cập trong tài liệu hiện có, cần được thực hiện riêng trước khi vào công trường:
- Kích thước ngoại hình và vị trí điểm cẩu của từng mô-đun, dùng để tính toán tuyến vận chuyển và phương thức cẩu;
- Khả năng chịu lực của bãi tạm và độ ổn định sườn dốc, đặc biệt là lực tác dụng lên đế khi thi công lỗ khoan xiên;
- Cột địa tầng của vị trí lỗ khoan mục tiêu và vị trí dự kiến của đới phá hủy, dùng để chuẩn bị phương án ống chống và dung dịch khoan;
- Quy cách và số lượng phụ tùng của các công cụ trong lỗ khoan như cần khoan, mũi khoan, ống lấy mẫu lõi;
- Đánh giá an toàn tuyến đường mùa mưa, đá rơi và tuyến vận chuyển thủ công.
Sau khi đối chiếu các điều kiện này với đặc điểm thiết bị nêu trên, mới có thể đánh giá liệu giàn khoan tháo rời di động cấp 600 mét như CR600P có phù hợp với dự án cụ thể hay không. Chỉ dựa vào con số độ sâu khoan hoặc từ "di động" để đưa ra quyết định, dễ bỏ qua các ràng buộc thực tế về tổ chức vận chuyển và quy trình trong lỗ khoan.