Kỹ thuật tối ưu áp suất và tốc độ khoan khi vận hành máy khoan đá XCMG

Kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế quyết định hiệu quả của máy khoan đá XCMG trong ngành khai thác mỏ và xây dựng. Nếu thiết lập thông số không chính xác, máy khoan không chỉ giảm tốc độ xuyên phá mà còn lãng phí năng lượng, tăng hao mòn mũi khoan và có thể gây hư hỏng thiết bị.

Bài viết này mayxucxcmg.com sẽ đi sâu vào các kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan của máy khoan đá XCMG trong mỏ đá, cung cấp hướng dẫn chuyên môn để các kỹ sư và vận hành viên tối ưu hóa mọi mũi khoan. Phân tích nguyên lý, các yếu tố ảnh hưởng, và đặc biệt là cách điều chỉnh áp suất làm việc và kiểm soát momen một cách khoa học, dựa trên các yếu tố như độ cứng đá, độ sâu lỗ khoan và tỉ lệ gió nén để đạt được hiệu suất tối đa.

Vì sao phải điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan?

Việc điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan là yếu tố then chốt quyết định hiệu suất xuyên phá và chi phí vận hành. Máy khoan đá XCMG cần một lực tác động (áp suất) đủ lớn để phá vỡ cấu trúc đá, nhưng không quá mức làm hỏng mũi khoan.

Tốc độ quay (tốc độ khoan) phải tương ứng với tốc độ phá đá để kịp thời loại bỏ phoi khoan, tránh kẹt mũi. Nếu áp suất quá thấp, tốc độ khoan sẽ chậm, lãng phí thời gian. Ngược lại, áp suất quá cao sẽ làm mũi khoan bị nóng, mòn nhanh, thậm chí gãy vỡ. Việc tối ưu hóa kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế đảm bảo cân bằng giữa hiệu suất và độ bền thiết bị.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống áp suất và tốc độ trên máy khoan XCMG

Máy khoan đá XCMG sử dụng hệ thống điều chỉnh lưu lượng khí nén và thủy lực để kiểm soát lực đẩy và tốc độ quay của đầu khoan. Áp suất được kiểm soát thông qua tỉ lệ gió nén (lưu lượng khí nén) cung cấp cho búa khoan và áp suất làm việc của xi-lanh đẩy. Khi áp suất được điều chỉnh tăng, lực tác động lên mũi khoan cũng tăng, cho phép xuyên phá đá cứng hơn. 

Tốc độ khoan được điều chỉnh thông qua mô-tơ quay, thường được kiểm soát bằng hệ thống thủy lực với khả năng kiểm soát momen xoắn. Hệ thống điện tử trên máy XCMG giám sát liên tục các thông số này để tự động tối ưu hóa trong quá trình khoan.

Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế

Để thực hiện kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế một cách chính xác, người vận hành cần nắm rõ các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp.

• Độ cứng và cấu trúc của đá: Đây là yếu tố quan trọng nhất. Đá càng cứng (ví dụ: đá granit), cần áp suất làm việc và lực đập càng lớn, nhưng tốc độ quay cần giảm để tối đa hóa lực xuyên phá.
• Độ sâu lỗ khoan: Khi độ sâu lỗ khoan tăng, áp suất làm việc cần được điều chỉnh tăng nhẹ để bù đắp cho lực ma sát và trọng lượng cần khoan, đồng thời đảm bảo việc thoát phoi hiệu quả.
• Tình trạng của mũi khoan và cần khoan: Mũi khoan mòn, cần khoan bị cong hoặc búa khoan bị giảm hiệu suất sẽ đòi hỏi phải điều chỉnh lại áp suất và tốc độ để duy trì hiệu suất.
• Công suất máy nén khí (tỉ lệ gió nén): Lưu lượng và áp suất khí nén (hay tỉ lệ gió nén) cung cấp là giới hạn tối đa cho công suất của búa khoan, ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất làm việc hiệu dụng.

Kỹ thuật điều chỉnh áp suất làm việc tối ưu

Kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế bắt đầu với việc điều chỉnh áp suất làm việc. Áp suất tối ưu là áp suất cho tốc độ khoan cao nhất với mức hao mòn mũi khoan thấp nhất.

Điều chỉnh áp suất theo độ cứng đá

Đối với đá mềm (ví dụ: đá vôi, phiến sét), sử dụng áp suất làm việc thấp hơn và tốc độ quay cao hơn để tăng tốc độ thoát phoi và giảm nguy cơ kẹt. Đối với đá cứng, tăng áp suất lên mức cao nhất mà nhà sản xuất cho phép để tối đa hóa lực đập, đồng thời giảm tốc độ quay để mũi khoan có đủ thời gian truyền lực phá đá.

Cách thiết lập áp suất dựa trên độ sâu lỗ khoan

Khi bắt đầu khoan (phần nông), áp suất có thể giữ ở mức trung bình. Khi độ sâu lỗ khoan tăng lên, độ ma sát của cần khoan với thành lỗ tăng, ảnh hưởng đến khả năng xuyên phá và thoát phoi. Do đó, cần tăng nhẹ áp suất làm việc (thường từ 5% đến 10%) để duy trì hiệu suất. Việc này cũng giúp tỉ lệ gió nén đẩy phoi lên hiệu quả hơn.

Điều chỉnh áp suất để tối ưu tuổi thọ mũi khoan

Áp suất quá cao là nguyên nhân chính gây mòn quá mức hoặc nứt gãy carbide của mũi khoan. Kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế phải chú trọng đến tín hiệu phản hồi từ mũi khoan. Nếu thấy mũi khoan nóng lên nhanh chóng hoặc phát hiện mòn bất thường (ví dụ: mòn quá nhanh ở vành ngoài), hãy giảm áp suất làm việc và tăng nhẹ tỉ lệ gió nén để cải thiện việc làm mát và làm sạch lỗ khoan.

Xem thêm:

• Cách xử lý khi máy khoan đá XCMG bị lệch hướng hoặc gặp lớp đá cứng
• Hướng dẫn an toàn lao động khi vận hành máy khoan đá XCMG tại mỏ
• Ứng dụng máy khoan đá XCMG trong khai thác mỏ lộ thiên và hầm ngầm

Kỹ thuật điều chỉnh tốc độ khoan và kiểm soát momen

Việc tối ưu hóa tốc độ khoan cần được thực hiện song song với áp suất và liên quan mật thiết đến kiểm soát momen xoắn.

Tốc độ khoan tùy biến theo lưu lượng khí nén

Tốc độ quay của đầu khoan cần đảm bảo rằng phoi đá được nghiền vụn và đẩy ra khỏi lỗ khoan kịp thời bởi khí nén. Nếu tốc độ quay quá nhanh so với tốc độ phá đá, phoi sẽ bị nghiền lại nhiều lần, gây nóng và kẹt mũi. Do đó, trong kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế, với tỉ lệ gió nén (lưu lượng khí) cao, có thể tăng nhẹ tốc độ quay, còn với lưu lượng thấp hoặc đá cứng, tốc độ quay phải được giảm xuống.

Kiểm soát momen để tránh kẹt mũi và lệch lỗ

Kiểm soát momen là quá trình theo dõi lực xoắn trên cần khoan. Nếu momen tăng đột ngột, đó là dấu hiệu của kẹt mũi hoặc đá quá cứng. Khi phát hiện momen tăng cao, hệ thống máy khoan XCMG tiên tiến sẽ tự động giảm tốc độ khoan và/hoặc giảm áp suất để tránh làm gãy cần khoan hoặc làm lệch lỗ. Việc này là một phần quan trọng của kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế để bảo vệ thiết bị.

Bộ tự động tối ưu tốc độ khoan trên máy XCMG

Các dòng máy khoan đá XCMG hiện đại được trang bị hệ thống điều chỉnh lưu lượng khí tự động và các bộ điều khiển thông minh. Chúng sử dụng các cảm biến để liên tục đo lực đẩy, kiểm soát momen và tốc độ khoan. Bộ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh tốc độ quay theo áp suất làm việc để duy trì hiệu suất xuyên phá tối ưu, giảm thiểu sự can thiệp thủ công từ người vận hành và đảm bảo tính nhất quán trong kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế.

Quy trình thiết lập chuẩn trước khi khoan

Để đảm bảo hiệu suất tốt nhất, người vận hành cần tuân thủ quy trình kiểm tra và thiết lập chuẩn.

• Kiểm tra mũi và cần khoan: Đảm bảo mũi khoan sắc bén và cần khoan không bị cong vênh.
• Xác định độ cứng đá: Tham khảo bảng tra cứu hoặc kinh nghiệm thực tế để thiết lập áp suất làm việc và tốc độ quay sơ bộ.
• Thiết lập áp suất ban đầu: Cài đặt áp suất làm việc theo khuyến nghị của nhà sản xuất cho loại đá mục tiêu.
• Kiểm tra lưu lượng khí (tỉ lệ gió nén): Đảm bảo tỷ lệ gió nén từ máy nén khí đạt mức tiêu chuẩn để cung cấp đủ lực đập và làm sạch lỗ khoan.
• Thiết lập tốc độ quay: Cài đặt tốc độ quay ban đầu thấp hơn cho đá cứng và cao hơn cho đá mềm, đồng thời kích hoạt tính năng kiểm soát momen tự động.

Lỗi thường gặp khi điều chỉnh áp suất & tốc độ khoan và cách khắc phục

Lỗi thường gặp khi điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan có thể khiến mũi khoan nhanh mòn, khoan lệch hướng hoặc giảm hiệu suất. Việc khắc phục đòi hỏi kiểm tra định kỳ, điều chỉnh lực búa và tốc độ quay phù hợp với từng loại đá.

Kết luận

Kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan trong vận hành thực tế là kỹ năng thiết yếu để khai thác tối đa hiệu suất của máy khoan đá XCMG. Việc áp dụng đúng kỹ thuật điều chỉnh áp suất và tốc độ khoan của máy khoan đá XCMG trong mỏ đá, cân bằng giữa áp suất làm việc, tỉ lệ gió nén, độ sâu lỗ khoan và khả năng kiểm soát momen không chỉ tối ưu hóa tốc độ xuyên phá mà còn kéo dài tuổi thọ của mũi khoan và thiết bị. Người vận hành cần liên tục theo dõi và điều chỉnh các thông số dựa trên điều kiện địa chất thực tế để đạt được hiệu suất và hiệu quả kinh tế cao nhất.