Máy khoan đá thủy lực: “Yêu cầu khó” đối với dụng cụ khoan đá
Trong các dự án khai thác mỏ và cơ sở hạ tầng quy mô lớn, giàn khoan thủy lực là thiết bị cốt lõi nhờ khả năng khoan cao. Hiệu suất của các dụng cụ khoan phù hợp gắn liền chặt chẽ với kết quả vận hành tổng thể. Với ngân sách dự án eo hẹp, việc cải thiện hiệu suất của dụng cụ khoan để nâng cao năng suất tổng thể và giảm chi phí đào đá trên mỗi mét khối là một giải pháp then chốt để kiểm soát chi phí và bảo vệ lợi nhuận. Để đạt được mục tiêu đó, cần áp dụng ba yêu cầu cốt lõi đối với dụng cụ khoan: chất lượng và độ ổn định vượt trội, tốc độ khoan tối ưu và độ lệch lỗ khoan tối thiểu.
Chất lượng dụng cụ: nền tảng để kiểm soát thời gian ngừng hoạt động và đảm bảo hoạt động liên tục. Chi phí giờ lao động là một thành phần chính trong chi phí vận hành giàn khoan thủy lực. Mức lương lao động thường cao, trong khi khấu hao thiết bị, chi phí hệ thống và tiền lương lao động được phân bổ theo giờ làm việc, do đó, tổn thất từ thời gian không sản xuất trực tiếp làm tăng chi phí dự án. Ví dụ, tại thị trường Thụy Điển, chi phí trung bình theo giờ của một giàn khoan đá thủy lực hiện đã là 380–450 USD/giờ; do đó, việc ngừng hoạt động thường xuyên do sự cố dụng cụ gây ra thiệt hại kinh tế đáng kể.
Tiêu chuẩn hiệu suất quốc tế cho giàn khoan thủy lực đặt ra các mục tiêu rõ ràng: trong điều kiện vận hành một ca, một cần trục đơn thường khoan được khoảng 50.000 m lỗ khoan mỗi năm. Việc đạt được mức này phụ thuộc vào tuổi thọ ổn định của dụng cụ khoan - thường yêu cầu tuổi thọ chuôi tối thiểu là 3.000 m - để giảm tần suất tháo rời và thay thế chuôi, đồng thời tránh thời gian ngừng hoạt động không cần thiết.
Hơn nữa, lỗi ở thanh khoan hoặc mũi khoan có thể gây ra các hiệu ứng dây chuyền nghiêm trọng hơn. Thanh khoan bị gãy không chỉ dẫn đến việc mất mũi khoan mà còn có thể khiến lỗ khoan đã khoan không thể sử dụng được. Mặc dù giàn khoan thủy lực được tự động hóa cao và giảm cường độ lao động thường xuyên, nhưng thời gian và công sức cần thiết để tháo rời thiết bị để thay thế chuôi, lấy thanh khoan bị gãy hoặc mài lại mũi khoan lại lãng phí nhiều giờ quý báu và làm tăng đáng kể khối lượng công việc của người vận hành. Do đó, chủ dự án thường ưu tiên chất lượng sản phẩm hơn giá cả, coi đó là điều kiện tiên quyết cốt lõi để duy trì hoạt động liên tục và kiểm soát chi phí.
Tốc độ khoan: chìa khóa để giảm chi phí cố định và cải thiện lợi nhuận hoạt động Bên cạnh chi phí nhân công và mua dụng cụ, các chi phí theo giờ khác cho hoạt động giàn khoan — khấu hao thiết bị, thuê mặt bằng, chi phí quản lý, v.v. — là chi phí cố định và được phân bổ theo thời gian bất kể hiệu suất khoan. Vì chi phí dụng cụ khoan chỉ chiếm một tỷ trọng tương đối nhỏ trong tổng chi phí vận hành, việc cải thiện tốc độ khoan là cách trực tiếp nhất để giảm chi phí xây dựng đơn vị.
Tốc độ khoan cao hơn đồng nghĩa với việc hoàn thành nhiều lỗ khoan hơn trong cùng một khoảng thời gian, giúp giảm đáng kể chi phí cố định trên mỗi đơn vị công việc. Ví dụ, việc tăng tốc độ khoan lên 20% sẽ giảm khoảng 20% chi phí cố định phân bổ trên mỗi đơn vị sản lượng, trực tiếp giảm chi phí trên mỗi mét khối đá. Do đó, chủ dự án rất chú trọng đến hiệu suất khoan của các loại dụng cụ khác nhau và tích cực theo đuổi các nâng cấp kỹ thuật nhằm tăng tỷ lệ thâm nhập như một biện pháp quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả chi phí.
Độ lệch lỗ khoan: thiết yếu cho hiệu quả nổ mìn và tránh lãng phí tài nguyên. Trong khoan nổ mìn và nổ mìn ở độ sâu trung bình đến sâu, độ thẳng của lỗ khoan ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nổ mìn và năng suất khai thác. Độ lệch lỗ khoan gây ra hai vấn đề chính: vị trí lỗ khoan thực tế có thể lệch so với thiết kế, buộc phải giảm lượng thuốc nổ; và khoảng cách giữa các lỗ khoan có thể bị thu hẹp, làm giảm phạm vi nổ mìn dự kiến. Cả hai vấn đề này đều làm giảm khối lượng đá khai thác, lãng phí tài nguyên và trì hoãn tiến độ, do đó, các giới hạn nghiêm ngặt về độ lệch cho phép được đặt ra.
Nguyên nhân gây ra độ lệch lỗ khoan bao gồm lỗi vào lỗ khoan, sai lệch trong bố trí lỗ khoan và lỗi độ thẳng do chính các dụng cụ khoan gây ra. Với việc áp dụng rộng rãi các giàn khoan thủy lực hoàn toàn và giàn khoan thủy lực điều khiển bằng máy tính, hai nguồn lỗi đầu tiên phần lớn có thể được loại bỏ bằng cách kiểm soát thiết bị chính xác, khiến các vấn đề về cấu trúc dụng cụ trở thành nguyên nhân chính còn lại gây ra độ lệch. Khi độ sâu khoan tăng lên, bất kỳ khuyết tật độ thẳng nào trong dụng cụ đều được khuếch đại và độ lệch trở nên nghiêm trọng hơn — trong trường hợp nghiêm trọng, một lỗ khoan có thể bị phá hủy hoàn toàn.
Giải pháp hiệu quả của ngành công nghiệp là áp dụng các công cụ khoan dẫn hướng. Các công cụ này được thiết kế để điều chỉnh hướng khoan trong quá trình vận hành, giảm đáng kể hoặc loại bỏ độ lệch do chính công cụ gây ra, từ đó đảm bảo hiệu quả nổ mìn và năng suất khai thác cao hơn.
Kết luận Là thành phần cốt lõi của giàn khoan thủy lực, chất lượng dụng cụ khoan, tốc độ thâm nhập và khả năng kiểm soát độ lệch lỗ khoan quyết định trực tiếp đến hiệu quả chi phí, hiệu quả vận hành và chất lượng nổ mìn của dự án. Trong điều kiện ngân sách eo hẹp, chỉ những dụng cụ đáp ứng được ba yêu cầu cơ bản này mới có thể giúp chủ đầu tư dự án giảm chi phí và tăng hiệu quả, cho phép giàn khoan thủy lực phát huy tối đa lợi thế năng suất cao của chúng.
