​Giàn khoan khai thác DTH (Down-The-Hole) hoạt động như thế nào?

Giàn khoan khai thác DTH (Down-The-Hole) hoạt động như thế nào?

Búa Down-The-Hole (DTH) là công nghệ khoan mạnh mẽ và hiệu quả được sử dụng rộng rãi trong khai thác mỏ, khai thác đá và khoan giếng nước. MỘTgiàn khoan khai thác mỏđược trang bị hệ thống DTH đặc biệt hiệu quả trong việc xuyên qua các thành tạo đá cứng, mài mòn mà các phương pháp khác có thể chậm hoặc bị mài mòn quá mức. Nguyên tắc cơ bản làm nên sự khác biệt của DTH là việc đặt cơ cấu gõ—búa—ngay phía sau mũi khoan ở đáy lỗ khoan, thay vì ở trên cùng của dây khoan. Cấu hình này cho phép truyền năng lượng trực tiếp vào đá, dẫn đến tỷ lệ xuyên thấu cao hơn và các lỗ thẳng hơn.

Các thành phần cốt lõi của hệ thống DTH trên giàn khoan khai thác là bộ chuyển đổi phụ hoặc thân trên cùng, vỏ búa bên ngoài, piston (búa), van một chiều và mũi khoan. Toàn bộ cụm được gắn vào đáy của dây khoan. Quá trình này được cung cấp năng lượng bằng khí nén áp suất cao, được cung cấp bởi một máy nén khí lớn trên bề mặt, không thể thiếu trong gói giàn khoan khai thác. Không khí này di chuyển xuống hình khuyên giữa thanh khoan và vỏ búa. Một phần không khí này cũng được dẫn qua tâm của dây khoan để giúp làm sạch các cành giâm, nhưng dòng chính để vận hành búa là qua hình khuyên.

Chu trình khoan bắt đầu khi không khí áp suất cao đi vào cụm búa thông qua các cổng ở phần phụ trên cùng. Áp suất không khí đẩy piston lên trên, nén lò xo hoặc tạo ra đệm không khí. Khi pít-tông đạt đến đỉnh hành trình, nó sẽ mở ra một kênh không khí chuyển hướng không khí áp suất cao lên đỉnh pít-tông. Sự đảo ngược áp suất nhanh chóng này đẩy piston xuống mặt sau của mũi khoan một cách mạnh mẽ. Năng lượng tác động được truyền trực tiếp từ piston đến mũi khoan, sau đó sẽ nghiền nát tảng đá bên dưới nó. Chu kỳ nâng và đập này lặp lại nhiều lần trong một giây, thường ở tần số từ 10 đến 30 Hz, tùy thuộc vào thiết kế búa và áp suất không khí.

Đồng thời, hệ thống sẽ loại bỏ hiệu quả các mảnh đá vụn. Sau khi không khí thực hiện công việc dẫn động pít-tông, nó sẽ thoát ra qua tâm mũi khoan, thoát ra qua các lỗ hoặc cổng trực tiếp trên mặt đá. Luồng không khí tốc độ cao này đẩy các mảnh vụn đã nghiền nát từ đáy lỗ và mang chúng lên bề mặt trong không gian hình khuyên giữa dây khoan và thành lỗ khoan. Việc sử dụng toàn bộ vòng dây khoan làm đường quay trở lại cho phần cắt cho phép làm sạch hiệu quả, điều này rất quan trọng để duy trì tốc độ khoan và ngăn mũi khoan bị kẹt. Bản thân mũi khoan thường được trang bị các nút cacbua vonfram được thiết kế để chịu được lực va đập và mài mòn lớn.

Ưu điểm của việc sử dụng DTHgiàn khoan khai thác mỏlà đáng kể. Bởi vì búa tác động trực tiếp vào đá ở đáy lỗ nên dây khoan bị thất thoát năng lượng ở mức tối thiểu, khiến máy khoan hoạt động rất hiệu quả, đặc biệt là ở các lỗ sâu. Tác động đập liên tục lên mũi khoan còn giúp giữ cho dây khoan quay ổn định, góp phần khoan lỗ thẳng hơn so với một số phương pháp khác. Giàn khoan DTH là lựa chọn ưu tiên cho các lỗ phun đường kính lớn trong các mỏ lộ thiên đá cứng, cho các giếng khử nước và cho bất kỳ ứng dụng nào đòi hỏi sự thâm nhập nhanh chóng và đáng tin cậy vào các thành hệ đầy thách thức. Sự mạnh mẽ của hệ thống, khi kết hợp với giàn khoan và máy nén khai thác mạnh mẽ, khiến nó trở thành nền tảng của việc xây dựng và khai thác khoáng sản hiện đại.