Phân tích kỹ thuật về khoan đáy lỗ. Hiểu về búa, mũi khoan và luồng khí giúp truyền năng lượng tối ưu và tốc độ xuyên phá vượt trội trong đá cứng.

TL;DR: Công Nghệ Cốt Lõi Của Khoan DTH

  • Cách hoạt động:Một búa khí nén đập trực tiếp vào mũi khoan *dưới đáy lỗ*, giảm thiểu thất thoát năng lượng và tối đa hóa tác động lên đá.
  • Tại sao phù hợp với đá cứng: Khoan DTH tạo ra năng lượng tần số cao, lực tác động lớn giúp xuyên phá nhanh hơn và giảm lệch lỗ khoan đáng kể so với các phương pháp khác.
  • Các thành phần chính:Hiệu suất hệ thống phụ thuộc vào sự phối hợp giữa búa DTH, mũi khoan chuyên dụng và máy nén khí mạnh mẽ.
  • Bước tiếp theo:Khám phá cấu tạo của năm thành phần chính để hiểu cơ chế tạo nên sức mạnh của hệ thống.
Có câu hỏi kỹ thuật về tích hợp công nghệ DTH? Kỹ sư của chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ.

DTH潜孔钻.webpKhoan Đáy Lỗ (DTH) Là Gì?

Về bản chất, khoan DTH là phương pháp khoan va đập. Khác với máy khoan đầu trên, nơi cơ cấu va đập nằm trên máy bên ngoài lỗ, hệ thống DTH đặt búa—bộ phận thực hiện công việc—trực tiếp ở đáy lỗ. Không khí nén là yếu tố sống còn của quá trình này, đảm nhận hai chức năng: cấp lực cho piston trong búa để đập vào mũi khoan, và khí xả sẽ đẩy mạt đá nghiền lên khỏi lỗ. Thiết kế này là nguồn gốc của hiệu suất truyền năng lượng cao, vì năng lượng va đập không phải truyền qua chuỗi cần khoan dài.

Kiến Trúc Hệ Thống: Các Thành Phần Hoạt Động Cùng Nhau Như Thế Nào

Một hệ thống khoan DTH là chuỗi các thành phần kết nối với nhau nhằm một mục đích duy nhất: phá vỡ đá hiệu quả. Quy trình vận hành như sau:
  • Máy nén khí của giàn khoan tạo ra khí áp suất cao.
  • Không khí đi qua bộ phận quay và xuống các cần khoan rỗng.
  • Không khí đi vào búa DTH, nơi nó đẩy piston đập vào phía sau mũi khoan với tần số cao.
  • Mũi khoan nghiền đá, trong khi bộ phận quay từ từ xoay chuỗi cần khoan để đảm bảo toàn bộ mặt lỗ được gia công.
  • Khí xả từ búa mạnh mẽ đẩy mạt đá lên khoảng không giữa cần khoan và thành lỗ.

4@1.5x.webp

Cấu Tạo Hệ Thống DTH: 5 Thành Phần Chính

Hiệu suất của giàn khoan DTH phụ thuộc vào chất lượng và sự phối hợp của các thành phần cốt lõi.
Thành phần
Chức năng & Cơ chế
Thông số & Lưu ý điển hình
Búa DTH
Trái tim của hệ thống. Chuyển đổi năng lượng khí nén thành năng lượng va đập động học thông qua piston chuyển động qua lại bên trong.
Các model được phân loại theo kích thước (ví dụ: 3", 4", 5"). Lựa chọn dựa vào đường kính lỗ khoan và năng lượng va đập yêu cầu.
 Mũi khoan
Dụng cụ tiêu hao tiếp xúc trực tiếp với đá. Có các nút hợp kim tungsten carbide để nghiền và phá vỡ vật liệu.
Các loại gồm mặt phẳng, lõm, lồi với nút bi cầu hoặc đầu đạn. Mũi khoan nút cho đá granite được thiết kế chống mài mòn khi khoan đá mài mòn cao.
Cần khoan
Ống rỗng, thành dày truyền lực quay và lực đẩy xuống búa, đồng thời dẫn khí nén.
Ghép nối và bảo dưỡng ren cần khoan đúng cách là rất quan trọng để tránh thất thoát năng lượng và hỏng hóc thiết bị.
Bộ phận quay
Động cơ thủy lực hoặc khí nén trên giàn khoan cung cấp lực quay chậm, mô-men xoắn lớn cho chuỗi cần khoan.
Tốc độ quay thường thấp (ví dụ: 15-75 vòng/phút). Bộ phận này không cắt đá mà giúp mũi khoan tiếp xúc bề mặt mới với mỗi lần đập.
 Máy nén khí
Nguồn cấp năng lượng. Phải cung cấp đủ lưu lượng khí (CFM) ở áp suất cao (PSI/bar) để vận hành búa và làm sạch lỗ khoan.
Đây là yếu tố then chốt. Máy nén khí áp suất cao không đủ lưu lượng là nguyên nhân phổ biến nhất gây giảm hiệu suất khoan.

Tại Sao DTH Vượt Trội So Với Đầu Búa Trên Khi Khoan Đá Cứng

Dù cả hai đều là phương pháp khoan va đập, vị trí đặt búa tạo nên sự khác biệt. Theo các nguồn như Chương trình Khai khoáng NIOSH, nghiên cứu về hiệu quả khoan, thất thoát năng lượng trên chuỗi cần khoan là yếu tố lớn. Ở hệ thống đầu búa trên, năng lượng va đập phải truyền từ máy xuống toàn bộ chiều dài cần khoan, mất mát năng lượng ở mỗi khớp nối. Với DTH, thất thoát này gần như bằng 0.

Lợi Thế Khoan DTH

Búa đặt ở đáy, truyền lực trực tiếp. Nhờ đó tốc độ xuyên phá cao hơn nhiều, đặc biệt với lỗ sâu trên vài mét. Ngoài ra, rung động và tiếng ồn trên giàn khoan cũng giảm đáng kể.

Hạn Chế Đầu Búa Trên

Búa đặt trên cùng. Năng lượng bị mất ở mỗi cần khoan thêm vào. Điều này làm giảm tốc độ khoan ở lỗ sâu và tăng nguy cơ lệch lỗ do chuỗi cần kém cứng vững.
 

6@1.5x.webp

Các Sự Cố Thường Gặp Và Cách Khắc Phục

Ngay cả hệ thống bền bỉ nhất cũng cần vận hành và bảo dưỡng đúng cách. Chủ động xử lý các vấn đề phổ biến sau là chìa khóa hạn chế thời gian ngừng máy.
Sự cố / Triệu chứng
Nguyên nhân chính
Khắc phục & Giải pháp
Tốc Độ Xuyên Phá Giảm
Áp suất/lưu lượng khí không đủ; mũi khoan mòn; bôi trơn búa không đúng cách.
Kiểm tra đầu ra máy nén khí có phù hợp với thông số búa. Kiểm tra và thay thế mũi khoan mòn. Bôi trơn búa đúng lịch trình khi khoan đá cứng.
Lệch Lỗ Khoan Quá Mức
Kỹ thuật khoan mồi sai; áp lực đẩy không đúng; nền đất không ổn định.
Bắt đầu khoan với công suất thấp. Điều chỉnh áp lực đẩy phù hợp với điều kiện đá. Đảm bảo giàn khoan đặt trên nền bằng phẳng, ổn định.
Kẹt Chuỗi Cần Khoan
Xả mạt đá không tốt; sập lỗ ở vùng đá nứt vỡ; mất khí đột ngột.
Đảm bảo lưu lượng khí đủ để xả mạt. Tránh khoan ở vùng đá nứt gãy nhiều. Thường xuyên kiểm tra rò rỉ đường khí.
Búa Hỏng Sớm
Thiếu bôi trơn; nước/bụi bẩn xâm nhập; vận hành búa không tải.
Tuân thủ nghiêm ngặt quy trình bảo dưỡng búa DTH, đặc biệt là bôi trơn. Đảm bảo bộ lọc sạch. Tránh vận hành "khô".

Tương Thích Hệ Thống: Tích Hợp Với Dây Chuyền Hiện Có

Các giàn khoan DTH hiện đại không chỉ là máy độc lập. Với các mỏ đá hướng tới tự động hóa và thu thập dữ liệu, khả năng tương thích hệ thống là then chốt. Nhiều máy khoan tiên tiến hỗ trợ tích hợp PLC (Bộ điều khiển logic lập trình). Điều này cho phép máy khoan giao tiếp với hệ thống điều khiển trung tâm của nhà máy. Để truyền dữ liệu, các giao thức như OPC UA hoặc Profinet có thể được sử dụng, giúp giám sát thông số khoan theo thời gian thực, báo cáo tự động và hỗ trợ xử lý sự cố từ xa. Khi lựa chọn máy, hãy cân nhắc chiến lược tự động hóa lâu dài của bạn.

9@1.5x.webp

Câu Hỏi Thường Gặp Về Công Nghệ Khoan DTH

Tại sao DTH có hiệu suất truyền năng lượng tốt hơn?

Lý do chính là vị trí đặt búa; nó đập trực tiếp vào mũi khoan ở đáy lỗ, loại bỏ thất thoát năng lượng qua chuỗi cần khoan.
  • Bối cảnh:Với hệ thống đầu búa trên, năng lượng bị tiêu hao ở mỗi khớp nối cần, làm yếu lực va đập, đặc biệt ở lỗ sâu.
  • Lợi ích:Tác động trực tiếp giúp tỉ lệ năng lượng máy khoan chuyển thành công phá đá cao hơn, tăng tốc độ khoan.
  • Bước tiếp theo:Khi đánh giá máy khoan, hãy so sánh thông số năng lượng búa, không chỉ công suất động cơ.

Búa khoan đá cứng khác gì so với búa khoan đá mềm?

Búa thiết kế cho đá cứng thường hoạt động ở áp suất khí cao hơn và tạo ra lực va đập lớn hơn mỗi lần đập.
  • Bối cảnh:Đá cứng như bazan cần lực rất lớn để phá vỡ, trong khi đá mềm có thể phá với ít năng lượng hơn.
  • Lợi ích:Chọn đúng búa giúp tránh tình trạng yếu lực (quá yếu) hoặc mòn nhanh, hư hại dụng cụ (quá mạnh so với đá).
  • Bước tiếp theo:Hãy xác định loại đá chính (ví dụ: khoan đá bazan cứng) khi trao đổi với kỹ sư để chọn đúng búa.

Tại sao bảo dưỡng khớp nối cần khoan lại quan trọng?

Các khớp nối (ren) rất quan trọng để truyền lực quay và đảm bảo kín khí cho luồng khí đến búa.
  • Bối cảnh:Ren bị hỏng hoặc bôi trơn kém có thể gây rò khí, kẹt hoặc gãy, dẫn đến mất chuỗi cần trong lỗ.
  • Lợi ích:Bảo dưỡng tốt đảm bảo khí nén đến búa đầy đủ và tránh thời gian chết do phải kéo cần bị mất.
  • Bước tiếp theo:Thực hiện vệ sinh và bôi trơn ren cần khoan hàng ngày như một phần kiểm tra trước vận hành.

Tôi có thể dùng bất kỳ máy nén khí áp suất cao nào không?

Không, bạn phải sử dụng máy nén khí đáp ứng hoặc vượt yêu cầu lưu lượng (CFM) và áp suất (PSI/bar) của búa DTH.
  • Bối cảnh:Máy nén khí quá nhỏ là nguyên nhân phổ biến nhất gây giảm hiệu suất khoan do thiếu lực cho búa.
  • Lợi ích:Chọn đúng máy nén giúp búa hoạt động đúng tần số và lực đập thiết kế, tối ưu tốc độ khoan.
  • Bước tiếp theo:Luôn tham khảo bảng thông số kỹ thuật của búa về yêu cầu tiêu thụ khí trước khi ghép với máy nén.

Bộ phận quay có vai trò gì nếu búa đã làm việc chính?

Nhiệm vụ của bộ phận quay là từ từ xoay mũi khoan, đảm bảo mỗi lần đập của búa tiếp xúc một điểm đá mới.
  • Bối cảnh:Nếu không quay, mũi khoan chỉ nghiền một điểm. Quá trình này gọi là indexing, rất quan trọng để tiến lỗ.
  • Lợi ích:Tốc độ quay phù hợp giúp mũi khoan mòn đều và phá vỡ toàn bộ mặt lỗ hiệu quả.
  • Bước tiếp theo:Điều chỉnh tốc độ quay theo điều kiện đá—quay chậm hơn với đá cứng, nhanh hơn với đá mềm.