Trong những trường hợp nào búa khoan DTH phát huy hiệu quả tốt nhất: Năm ứng dụng khoan đá cứng
Búa khoan xuống đáy giếng, còn gọi là búa DTH, là một dụng cụ khoan sử dụng khí nén để tạo lực tác động trực tiếp vào đáy giếng.
Piston và mũi khoan hoạt động bên trong lỗ khoan thay vì truyền năng lượng va đập từ bề mặt thông qua một chuỗi khoan dài. Điều này giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng và làm cho phương pháp khoan DTH (Dynamic Hole-to-Threading) rất hiệu quả trong đá cứng.
Tuy nhiên, việc lựa chọn búa khoan DTH không chỉ dựa trên đường kính. Búa, mũi khoan, cần khoan, giàn khoan, máy nén khí, hệ thống xả và điều kiện địa chất phải hoạt động như một thể thống nhất.
Dưới đây là năm ứng dụng phổ biến.
1. Lỗ khoan nổ mìn trong khai thác mỏ và khai thác đá
Khai thác mỏ và khai thác đá vẫn là những ứng dụng quen thuộc nhất của búa khoan DTH.
Đường kính lỗ khoan điển hình dao động từ khoảng 90 đến 200 mm. Giàn khoan DTH được sử dụng cho:
Khai thác mỏ lộ thiên bằng phương pháp nổ mìn
Khoan khai thác đá
Đào đường
Khoan đá thải
Công tác dọn đá tại công trường xây dựng
Búa khoan thường được gắn trên giàn khoan DTH di động bánh xích. Giàn khoan có thể khoan các lỗ thẳng đứng, nghiêng hoặc nằm ngang tùy thuộc vào địa hình tầng và thiết kế nổ mìn.
Cung cấp khí nén là một trong những yếu tố hiệu suất quan trọng nhất. Cần có khí nén áp suất cao, lưu lượng lớn để đẩy pít-tông và loại bỏ phôi khoan khỏi lỗ. Nếu máy nén khí không thể duy trì lưu lượng khí cần thiết, tốc độ khoan sẽ giảm và lỗ có thể không được làm sạch đúng cách.
Mũi khoan cũng phải phù hợp với độ cứng của đá và kiểu máy khoan. Một máy khoan được lựa chọn đúng nhưng kết hợp với mũi khoan không phù hợp vẫn sẽ cho kết quả kém.
2. Cọc đá đường kính lớn
Khoan xoay có thể gặp khó khăn khi dự án gặp phải đá granit cứng, đá bazan hoặc các loại đá cứng khác. Trong những điều kiện này, búa khoan DTH đường kính lớn có thể được sử dụng để khoan cọc móng chìm trong đá.
Đường kính lỗ điển hình có thể dao động từ khoảng 600 mm đến hơn 2.000 mm, tùy thuộc vào dự án.
Các ứng dụng bao gồm:
Móng cầu
Các dự án đường sắt cao tốc
Các công trình ngoài khơi hoặc trên biển
Móng nhà cao tầng
Thi công cọc đường kính lớn
Có một số cấu hình thiết bị phổ biến.
Giàn khoan xoay có thể kết nối trực tiếp với búa khoan DTH thông qua cần khoan. Cách bố trí này linh hoạt và được sử dụng rộng rãi.
Giàn đóng cọc cỡ lớn với búa đóng cọc thẳng đứng (DTH) có thể giúp kiểm soát tốt hơn độ sâu và độ thẳng đứng của lỗ khoan.
Hệ thống khoan xoay toàn phần có thể đẩy ống chống tiến lên trong khi búa khoan DTH hoạt động bên trong hoặc phía trước ống chống. Điều này rất hữu ích trong điều kiện địa chất không ổn định, địa tầng sụp đổ và địa hình karst, nơi việc duy trì thành giếng khoan gặp khó khăn.
Thách thức chính không chỉ là việc phá vỡ đá. Đó là việc duy trì sự thẳng hàng, loại bỏ vụn đá, kiểm soát ống chống và giữ cho lỗ cọc ổn định trong suốt quá trình thi công.
3. Giếng nước và khoan địa nhiệt
Búa khoan DTH cũng được sử dụng rộng rãi để khoan giếng nước và địa nhiệt ở các khu vực đá cứng.
Đường kính lỗ điển hình dao động từ khoảng 150 đến 500 mm. Các ứng dụng phổ biến bao gồm:
Giếng tưới tiêu nông nghiệp
Giếng nước sinh hoạt
thăm dò địa nhiệt
Phát triển nguồn nước ngầm nông thôn
Điều tra nền đá
Trong quá trình khoan, khí nén sẽ đẩy búa và mang các mảnh đá vụn lên bề mặt. Ở những tầng địa chất phù hợp, phương pháp nâng bằng khí này giúp giảm nhu cầu tuần hoàn bùn liên tục.
Điều đó có thể giúp giữ cho tầng địa chất sạch hơn và giảm nguy cơ ô nhiễm tầng chứa nước bằng dung dịch khoan. Nó cũng cung cấp một chỉ dẫn rõ ràng về tầng địa chất đang được khoan và có thể giúp xác định dòng chảy nước.
Các giàn khoan giếng đa năng gắn trên xe tải và xe kéo thường được sử dụng cho công việc này.
Đội khoan vẫn cần quản lý bụi, áp suất không khí, lượng nước chảy vào, độ ổn định của lỗ khoan và các yêu cầu bảo vệ nguồn nước ngầm tại địa phương. Một lỗ khoan sạch sẽ rất quan trọng, nhưng bảo vệ tầng chứa nước là một phần công việc.
4. Neo đất và ổn định mái dốc
Khi một dự án yêu cầu khoan các lỗ tương đối nhỏ nhưng sâu trong đá cứng, búa khoan DTH thường là một lựa chọn hiệu quả.
Đường kính lỗ điển hình dao động từ khoảng 90 đến 250 mm. Các ứng dụng bao gồm:
Lỗ neo trên sườn dốc cao
Lỗ neo đá
Hỗ trợ hố móng
Cọc chống trượt
Giá đỡ mái ống đường hầm
Kiểm soát rủi ro địa chất
Khoan DTH có thể hoạt động tốt trong đá nứt nẻ, các lớp đá cuội và các tầng địa chất mà phương pháp khoan truyền thống gặp khó khăn trong việc duy trì lỗ khoan ổn định.
Cả giàn khoan DTH kiểu tách rời và kiểu tích hợp đều được sử dụng. Giàn khoan neo cũng phổ biến ở những nơi có khu vực làm việc hẹp hoặc cần kiểm soát góc khoan chính xác.
Đối với việc ổn định mái dốc, hướng và độ sâu lỗ khoan cũng quan trọng không kém tốc độ khoan. Hệ thống khoan phải tuân theo thiết kế kỹ thuật để các neo hoặc các yếu tố gia cố có thể tiếp cận được khối đá dự định.
5. Xây dựng dưới nước và hàng hải
Khoan đá dưới nước là một trong những ứng dụng DTH chuyên biệt hơn.
Các lỗ khoan dưới nước có đường kính lớn có thể vượt quá 800 mm. Các dự án điển hình bao gồm:
Phá hủy các rạn san hô ngầm dưới nước gần cảng
Đào rãnh để đặt đường ống dẫn dầu dưới biển.
Khoan các hố đá để làm móng cho tua bin gió ngoài khơi.
Xây dựng nền móng biển
Cải thiện cảng và kênh đào
Các hệ thống chuyên dụng có thể sử dụng cần khoan kép. Không khí áp suất cao được dẫn qua một đường dẫn trong khi mùn khoan và dòng chảy ngược được xử lý qua đường dẫn khác. Điều này cho phép búa khoan hoạt động ở độ sâu nước đáng kể.
Thiết bị này có thể được lắp đặt trên sà lan khoan, giàn khoan biển hoặc giàn khoan chuyên dụng ngoài khơi.
Khoan dưới nước đòi hỏi sự kiểm soát cẩn thận áp suất nước, cung cấp khí, loại bỏ mùn khoan, tầm nhìn, ống chống và an toàn hàng hải. Búa khoan phải được lựa chọn phù hợp với độ sâu và đường kính thực tế chứ không chỉ đơn giản là điều chỉnh từ thiết bị khoan trên cạn.
Hãy chọn búa phù hợp với toàn bộ hệ thống.
Trong cả năm ứng dụng, một nguyên tắc vẫn không thay đổi: hiệu suất của DTH phụ thuộc vào sự phù hợp của hệ thống.
Trước khi chọn búa, hãy kiểm tra:
Đường kính và độ sâu lỗ cần thiết
Độ cứng của đá và điều kiện nứt vỡ
Loại giàn khoan và lực cấp liệu khả dụng
Áp suất máy nén và thể tích không khí
Khả năng tương thích giữa thanh khoan và ren
Thiết kế bit và cấu hình nút
Phương pháp rửa trôi và loại bỏ cành giâm
Các hạn chế về khả năng tiếp cận, góc độ và môi trường
Một chiếc búa mạnh mẽ không thể bù đắp cho lượng khí nén không đủ. Một mũi khoan lớn không thể hoạt động hiệu quả nếu giàn khoan thiếu khả năng cấp liệu. Ngay cả một chiếc búa phù hợp cũng có thể bị mòn sớm nếu cần khoan, mũi khoan hoặc máy nén khí không phù hợp.
Gaea Rock cung cấp búa khoan thẳng đứng (DTH), mũi khoan DTH, cần khoan, bộ chuyển đổi chuôi và các dụng cụ khoan liên quan cho ngành khai thác mỏ, khai thác đá, xây dựng móng, giếng nước, đào hầm và xây dựng công trình biển.
