Vận hành dụng cụ khoan đá: Các kỹ thuật giúp kéo dài tuổi thọ mũi khoan và cần khoan.
Tuổi thọ của dụng cụ khoan đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố chứ không chỉ chất lượng vật liệu. Một bộ phận nối cán, khớp nối, cần khoan và mũi khoan chất lượng cao vẫn có thể hỏng sớm nếu quá trình khoan không được kiểm soát tốt. Thực hành vận hành đúng cách sẽ bảo vệ toàn bộ chuỗi dụng cụ, cải thiện hiệu suất xuyên thấu và giảm chi phí khoan và nổ mìn.
Đối với các máy khoan ray dẫn hướng hạng nặng, máy khoan thủy lực cỡ lớn và các máy khoan đá công suất cao khác, chuỗi dụng cụ phải truyền tải năng lượng va đập, lực quay và lực đẩy trong khi chịu được uốn cong, mài mòn ren, rung động và quá tải đột ngột. Các biện pháp sau đây giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ khoan và duy trì sản xuất ổn định.
Bắt đầu đào lỗ từ từ
Việc tạo rãnh dẫn hướng là một trong những giai đoạn quan trọng nhất trong khoan. Ở giai đoạn đầu của lỗ khoan, mũi khoan chưa được dẫn hướng bởi đá. Việc đẩy mũi khoan quá mức hoặc sử dụng toàn bộ năng lượng va đập có thể khiến mũi khoan trượt, nảy hoặc va đập không đều vào mặt đá.
Quy trình đặt mũi khoan có kiểm soát giúp tạo ra lỗ khoan thẳng và bảo vệ mũi khoan. Bắt đầu bằng việc xả nước thích hợp và tốc độ tiến khoan vừa phải. Khi mũi khoan đã được đặt đúng vị trí và lỗ khoan được tạo ra đúng cách, các thông số khoan có thể được tăng lên mức hoạt động bình thường.
Việc khởi động quá mạnh có thể tạo ra ứng suất cục bộ cao trong mũi khoan, các nút cacbua, thân và các mối nối cần khoan. Chúng cũng có thể tạo ra nhiệt nếu việc làm mát không đủ. Kết quả có thể là cacbua bị vỡ, các mảnh chèn bị nứt, ren bị hỏng hoặc cần khoan bị gãy sớm.
Giữ cho chuỗi mũi khoan thẳng hàng
Sai lệch trục là nguyên nhân chính gây hư hỏng không cần thiết cho dụng cụ khoan. Bộ phận nối chuôi, khớp nối và cần khoan phải đồng tâm trước khi bắt đầu khoan. Nếu thanh dẫn hướng, cần trục hoặc giá đỡ mũi khoan bị dịch chuyển trong quá trình hoạt động, cần kiểm tra lại độ thẳng hàng trước khi nối cần khoan khác.
Việc cố gắng lắp một thanh vào khớp nối không thẳng hàng có thể làm hỏng ren hoặc tạo ra ứng suất uốn tại điểm nối. Ren có thể chỉ ăn khớp một phần, và lực tác động cùng sự quay sau đó có thể làm gãy khớp nối, thân hoặc thanh gần chân ren.
Trước khi lắp thêm cần khoan, hãy kiểm tra tình trạng ren, vị trí khớp nối và độ thẳng hàng của mối nối. Nếu mối nối không khớp trơn tru, hãy xác định nguyên nhân thay vì cố gắng ép buộc. Việc căn chỉnh đúng cách chỉ mất một chút thời gian so với việc khắc phục sự cố gãy cần khoan.
Xử lý mũi khoan thép bị kẹt một cách cẩn thận
Hiện tượng kẹt mũi khoan có thể xảy ra trong đá nứt nẻ, các hốc đá, vật liệu rời rạc hoặc điều kiện xả nước kém. Đây là một vấn đề thường gặp trong khoan, nhưng các phương pháp thu hồi cưỡng bức không chính thống có thể biến một vấn đề tưởng chừng dễ giải quyết thành một tổn thất lớn về dụng cụ.
Không được dùng cần khoan khác đập vào cần khoan hoặc dùng lực kéo không kiểm soát. Những hành động như vậy có thể làm nứt khớp nối, hư hỏng ren hoặc làm gãy thân và cần khoan. Thay vào đó, hãy sử dụng quy trình phục hồi được nhà sản xuất khuyến nghị cho kiểu máy khoan và điều kiện tại công trường.
Nhìn chung, quá trình phục hồi cần tập trung vào việc giảm thiểu kẹt mũi khoan, duy trì việc xả nước thích hợp và điều chỉnh tốc độ quay và cấp liệu một cách có kiểm soát. Nếu không thể thu hồi cần khoan một cách an toàn, hãy tuân theo quy trình xử lý mũi khoan bị kẹt đã được thiết lập tại công trường. Phản ứng đúng đắn sẽ bảo vệ người vận hành, thiết bị và giếng khoan.
Tháo các thanh mà không làm hỏng ren.
Các mối nối ren có thể bị kẹt sau khi khoan do va đập, nhiệt độ, bụi và áp suất tiếp xúc cao. Trước khi tháo mối nối, hãy để cho chuỗi khoan nới lỏng theo phương pháp vận hành của máy. Một chu trình quay hoặc rung động có kiểm soát có thể giúp giải phóng các ren.
Việc ép buộc kết nối chịu tải nặng theo chiều ngược lại có thể làm hỏng bộ chuyển đổi trục, khớp nối hoặc thanh. Hư hỏng ren làm giảm khả năng truyền năng lượng và tạo ra các điểm tập trung ứng suất, làm giảm tuổi thọ mỏi.
Giữ cho các mối nối ren luôn sạch sẽ. Bụi đá, vụn khoan và sự ăn mòn có thể đẩy nhanh quá trình mài mòn và làm cho việc tháo lắp khó khăn hơn. Sử dụng chất bôi trơn ren phù hợp theo chỉ định của nhà sản xuất thiết bị và thay thế các khớp nối hoặc thanh nối khi ren bị mòn.
Duy trì khả năng xả nước hiệu quả
Việc xả nước có nhiều vai trò: làm mát mũi khoan, loại bỏ vụn khoan khỏi lỗ và ngăn đá vụn bị nghiền lại. Trong các tầng địa chất mềm, yếu hoặc bị nứt nẻ nhiều, các hạt mịn có thể trộn lẫn với nước và tạo thành một chất dạng sệt xung quanh cần khoan. Điều này có thể khiến việc rút dụng cụ trở nên khó khăn và làm tăng nguy cơ bị kẹt.
Lưu lượng nước hoặc không khí đầy đủ giúp vận chuyển mùn khoan ra khỏi lỗ. Cài đặt cần thiết phụ thuộc vào phương pháp khoan, điều kiện đá, độ sâu lỗ và thiết kế mũi khoan. Nếu mùn khoan không được vận chuyển ra khỏi lỗ hiệu quả, người vận hành nên kiểm tra hệ thống xả thay vì tiếp tục cố gắng khoan.
Việc xả nước kém hiệu quả có thể gây mài mòn mũi khoan quá mức, giảm tốc độ khoan, khoan không ổn định và gây thêm ứng suất cho toàn bộ chuỗi dụng cụ.
Hãy mài mũi khoan trước khi nó bị mòn nghiêm trọng.
Bảo dưỡng mũi khoan là một phần thiết yếu trong việc quản lý dụng cụ khoan. Các đầu mũi khoan và mảnh dao cắt bằng carbide cần được mài lại trước khi chúng bị quá phẳng, nứt hoặc mòn. Việc mài kịp thời khôi phục lại hình dạng cắt, cải thiện khả năng xuyên thấu và giảm ứng suất trong cần khoan và hệ thống khớp nối.
Mũi khoan sắc bén phá vỡ đá hiệu quả hơn. Mũi khoan cùn làm tăng sức cản của đá, có thể làm giảm tốc độ khoan và tăng độ rung. Tải trọng tăng thêm này không chỉ ảnh hưởng đến mũi khoan mà còn ảnh hưởng đến mọi bộ phận của hệ thống khoan.
Người vận hành nên kiểm tra mũi khoan thường xuyên để phát hiện:
Các nút bị bẹp hoặc các cạnh cắt bị mòn.
Mất độ chính xác.
Các vết nứt, hoa văn "da rắn" hoặc hư hỏng do cacbua.
Nút bị hỏng.
Hiện tượng mài mòn quá mức thân thép xung quanh cacbua.
Các lỗ thoát nước bị tắc hoặc hư hỏng.
Chu kỳ mài mũi khoan nên dựa trên độ mài mòn của đá, loại mũi khoan, hiệu suất khoan và kết quả kiểm tra. Việc bảo trì định kỳ sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với việc chờ đến khi mũi khoan bị hư hỏng nghiêm trọng.
Hãy coi hệ thống khoan như một thể thống nhất.
Kết quả khoan tốt nhất đến từ việc lựa chọn thiết bị, dụng cụ và kỹ thuật vận hành phù hợp. Loại mũi khoan, kích thước cần khoan, hệ thống ren, công suất khoan, lực đẩy, tốc độ quay và hệ thống xả phải phù hợp với điều kiện đá và nhiệm vụ khoan.
Thói quen vận hành tốt giúp giảm thiểu các sự cố có thể phòng ngừa. Việc đưa mũi khoan vào từ từ, căn chỉnh chính xác, kiểm soát việc lấy thép bị kẹt ra, xử lý ren cẩn thận, làm sạch hiệu quả và mài đúng thời điểm đều góp phần kéo dài tuổi thọ của dụng cụ khoan.
Đối với các đội khai thác mỏ và xây dựng, những phương pháp này không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ vật tư tiêu hao mà còn giúp duy trì tốc độ khoan, giảm thời gian ngừng hoạt động, bảo vệ thiết bị khoan đắt tiền và giảm tổng chi phí trên mỗi mét khoan.
