Hiểu biết về địa chất của công trình là điều tối quan trọng trong quá trình khoan thăm dò. Dưới đây là phần đánh giá về tác động của công việc bởi các điều kiện đá hiện tại.
Điều kiện địa chất trong khai thác lộ thiên có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và hiệu lực của công tác thăm dò. Từ điều kiện thuận lợi nhất đến điều kiện xấu nhất, thành tạo đá trong hố quyết định chiến lược khoan thăm dò, yêu cầu thiết bị và chất lượng của các mẫu có thể dự kiến một cách hợp lý.
Năng suất trong khoan rút lõi phụ thuộc vào nhiều thông số khác nhau, nhưng điều kiện đất đá thường là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến tốc độ khoan, và do đó mức năng suất cũng như giá thành. Khoáng chất và địa chất của 118 nguyên tố đã biết, một số nguyên tố không xuất hiện tự nhiên, cho đến nay oxy là nguyên tố phổ biến nhất, chiếm khoảng 50% trọng lượng của lớp vỏ Trái đất&# 39. Silicon chiếm khoảng 25% và các nguyên tố phổ biến khác như nhôm, sắt, canxi, natri, kali, magiê và titan tạo nên 99% vỏ Trái đất' Silicon, nhôm và oxy xuất hiện trong các khoáng chất phổ biến nhất như thạch anh, fenspat và mica. Những chất này tạo thành một phần của một nhóm lớn silicat là hợp chất của axit silicic và các nguyên tố khác. Lưỡng cư và pyroxen chứa nhôm, kali và sắt.
Một số loại đá phổ biến nhất của hành tinh&# 39, granit và gneiss, được cấu tạo từ các silicat. Oxy cũng thường xảy ra khi kết hợp với các nguyên tố kim loại, thường là những nguồn quan trọng cho mục đích khai thác. Những hợp chất này có thể tạo thành một phần của quặng oxy hóa, chẳng hạn như quặng sắt magnetit và hematit.
Lưu huỳnh cũng dễ dàng kết hợp với các nguyên tố kim loại để tạo thành quặng sunfua, bao gồm galenit, sphalerit, molybdenit và arsenopyrit. Chalcopyrit (CuFeS2) cũng là một khoáng chất tạo quặng rất quan trọng và phong phú có chứa đồng. Các nhóm khoáng sản lớn khác quan trọng trong khai thác bao gồm các halogen như fluorit và halit; cacbonat như canxit, đôlômit và malachit; sunfat như barit; vonfram như asscheelite; và phốt phát như apatit. Hiếm khi, một số yếu tố có thể xảy ra một cách tự nhiên, không có sự kết hợp. Những thứ quan trọng là kim loại vàng, bạc và đồng, cộng với carbon ở dạng kim cương và than chì. Tính chất và đặc điểm Đúng như vậy khi nói rằng sự khoáng hóa hiếm khi tinh khiết. Thay vào đó, nó thường được trộn lẫn, bao gồm cả cấu trúc đồng nhất và không đồng nhất. Fenspat chiếm gần 50% thành phần khoáng vật của Trái đất' s, tiếp theo là các khoáng chất pyroxen và amphibole, sau đó là thạch anh và mica, chiếm khoảng 90% thành phần của Trái đất' s vỏ trái đất.
Ngoài ra, khoáng chất có rất nhiều thuộc tính và đặc điểm, và chính những đặc tính này sẽ quyết định cách tốt nhất để chiết xuất chúng.
Các đặc điểm tiêu biểu là:
• Độ cứng
• Tỉ trọng
• Màu sắc
• Vệt
• Nước bóng
• Gãy xương
• Phân cắt
• Tinh thể
hình thức Kích thước hạt và mức độ khoáng bị ngậm nước (trộn với nước) cho biết cách đá sẽ hoạt động khi được khai quật (xem phương pháp địa chất, tr.25).
Độ cứng thường được đánh giá theo thang điểm 10 Mohs. Mật độ của các khoáng chất màu sáng thường dưới 3. Các trường hợp ngoại lệ là barit hoặc spar nặng (bari sunphat - BaSO4 - mật độ 4,5 g / cm3), scheelite (canxi vonfram - CaWO4 - tỷ trọng 6,0 g / cm3) và cerussite (chì cacbonat - PbCO4 - tỷ trọng 6,5 g / cm3).
Khoáng sản màu sẫm với một số sắt và silicat có tỷ trọng từ 3 đến 4. Khoáng sản quặng kim loại có tỷ trọng trên 4, và vàng có tỷ trọng rất cao là 19,3.
Các khoáng chất có vonfram, osmi và iridi thường đặc hơn. Mặc dù mật độ khoáng tạo quặng có thể cao, nhưng tổng mật độ quặng hoàn toàn phụ thuộc vào đá chủ nơi các khoáng vật này tồn tại.
Vệt là màu của bột khoáng được tạo ra khi một khoáng chất bị trầy xước hoặc cọ xát với đồ sứ trắng không tráng men, màu này có thể khác với màu của khối khoáng.
Đứt gãy là đặc điểm bề mặt được tạo ra bằng cách phá vỡ một mảnh khoáng chất và thường không đồng đều theo hướng này hay hướng khác. Sự phân cắt biểu thị các thuộc tính của một tinh thể
cho phép nó được chia dọc theo các bề mặt phẳng. Cả sự đứt gãy và sự phân cắt đều có thể quan trọng đối với cấu trúc của đá có chứa một lượng đáng kể các khoáng chất liên quan. Đá thường bao gồm một hỗn hợp các vật liệu. Đá có thể không chỉ kết hợp các đặc tính của các khoáng chất này mà còn thể hiện các đặc tính do cách thức mà đá được hình thành hoặc sau đó bị thay đổi bởi nhiệt, áp suất và các lực khác trong vỏ Trái đất' Tương đối hiếm khi tìm thấy một khối đá đồng nhất, và những điểm không liên tục như đứt gãy chứa đầy vật liệu nghiền nát, mối nối chính và sự không phù hợp của lớp đệm rất khó dự đoán.
Những sự gián đoạn này cũng rất quan trọng, không chỉ đối với tính toàn vẹn về cấu trúc của mỏ và khả năng tiếp cận các mỏ khoáng sản, mà còn là đường dẫn cho các chất lỏng gây ra nồng độ khoáng chất trong Trái đất. Để việc khai thác có hiệu quả kinh tế, các khoáng chất phải có đủ nồng độ để có giá trị khai thác và nằm trong các cấu trúc đá để có thể đào một cách an toàn và kinh tế. Nó cũng phải có khả năng làm giàu các khoáng chất một cách kinh tế. Để phát triển mỏ và khoan sản xuất, đá phải được thẩm định chính xác vì kết quả sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ xuyên của mũi khoan dự kiến, chất lượng lỗ khoan và chi phí thép khoan. Để xác định các đặc tính tổng thể của đá, cần phải phân biệt giữa các tính chất vi mô và vĩ mô.
Vì đá được cấu tạo từ các hạt khoáng chất khác nhau, các đặc tính vi mô của nó bao gồm:
• Thành phần khoáng chất
• Kích thước hạt
• Dạng và sự phân bố của hạt
• Nếu các hạt rời rạc hoặc kết dính với nhau Nói chung, các yếu tố này bao gồm các đặc tính của đá như độ cứng, độ mài mòn, cường độ nén và tỷ trọng. Đổi lại, các đặc tính của đá này quyết định tốc độ xuyên thủng có thể đạt được khi khoan lỗ thăm dò và mức độ mài mòn của thiết bị khoan. Trong một số trường hợp, các đặc tính khoáng sản nhất định sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến phương pháp khai thác. Ví dụ, nhiều loại muối đặc biệt đàn hồi và có thể hấp thụ chấn động từ vụ nổ. Điều kiện tốt và xấu Cho đến nay, hình thành tốt nhất để khoan là đá rắn, cứng. Tỷ lệ xuyên thủng cao hơn, hao mòn vật tư tiêu hao thấp và độ lệch lỗ ít hơn. Ngược lại, nếu cấu tạo mềm hơn và có các vết nứt và lớp, độ lệch lỗ tăng lên, vật tư tiêu hao mòn nhanh hơn, tỷ lệ thâm nhập thấp hơn và nguy cơ mắc kẹt, hoặc mất các bộ phận của lõi, cao hơn. Nó cũng có thể khó khăn hơn để giữ cho lỗ mở và ngăn nó bị sập. Xả sạch lỗ khoan cũng cực kỳ quan trọng và có thể tạo ra sự khác biệt giữa thành công hay thất bại khi khoan. Một vấn đề phổ biến là mất nước. Điều này xảy ra khi khoan được thực hiện trong các thành tạo đá xấu với nhiều vết nứt mà qua đó nhiều nước có thể thoát ra ngoài. Các vết nứt càng lớn thì lượng nước mất đi càng nhiều. Trong điều kiện đất đá bị chia cắt nhiều hơn, nước thường có thể bị mất hoàn toàn, điều này ảnh hưởng cực kỳ xấu đến quá trình khoan, làm hỏng thiết bị và kẹt que khoan trong lỗ. Kỹ thuật xả nước rất khác nhau tùy thuộc vào sự hình thành đá. Trong điều kiện đá cứng, khả năng sử dụng nước một mình cao hơn, trong khi trong các thành tạo đá mềm thường phải sử dụng polyme hoặc bùn. Việc xả nước được thực hiện vì một số lý do. Nó nguội đi một chút,
làm sạch mặt trước mũi khoan và đưa phoi lên bề mặt, giảm ma sát giữa thanh và lỗ và giảm rung động trong dây khoan.
Xả lỗ ở dạng không ổn định phức tạp hơn nhiều so với dạng cứng vì cần phải theo dõi mật độ và độ nhớt của chất lỏng được sử dụng để xả lỗ. Người khoan cũng cần hiểu rõ mối quan hệ giữa các thông số này và độ ổn định trong lỗ, khả năng vận chuyển cát và phoi của chất lỏng lên bề mặt, khả năng kiểm soát thất thoát nước và khả năng hình thành bánh lọc. trong lỗ. Việc xả nước trong các điều kiện bất lợi này cũng được sử dụng vì các lý do khác, chẳng hạn như ổn định lỗ, bịt các vết nứt và tăng khả năng đưa hom lên bề mặt.
Thách thức của thợ khoan Ngày nay, thợ khoan thăm dò phải đối mặt với nhiều thách thức khác nhau, đặc biệt là các nhà địa chất đang yêu cầu các mẫu lõi ngày càng lớn hơn. Mẫu càng lớn, càng có nhiều thông tin thu được. Tất nhiên, điều này giả định rằng có những giàn khoan có thể xử lý các lõi kích thước lớn này ở độ sâu xác định.
Các độ sâu cần thiết cũng ngày càng sâu hơn do thực tế là các lớp trầm tích nông hơn đã được khai thác. Hơn nữa, các thành tạo đá bất lợi làm cho công việc của thợ khoan trở nên khó khăn hơn vì sau đó khó lấy ra các mẫu lõi có chất lượng tốt và nguyên vẹn với chi phí chấp nhận được. Các giàn khoan thăm dò ngày nay đã đi một chặng đường dài để đáp ứng những nhu cầu này và đồng thời tăng năng suất, do đó giúp người khoan thăm dò tăng thu nhập. Một lợi ích chính là các giàn khoan này cung cấp thông tin chi tiết hơn về các thông số khác nhau cho phép thợ khoan theo dõi các sự kiện chặt chẽ hơn trong khi khoan và thực hiện bất kỳ hành động cần thiết nào trước khi xảy ra sự cố. Ngoài ra, sự đổi mới liên quan đến kỹ thuật In-The-Hole (ITH) cũng đang làm cho cuộc sống trở nên dễ dàng hơn bằng cách giúp máy khoan đảm bảo rằng ảnh chụp quá mức được kết nối đúng cách khi lấy lõi. Điều này làm giảm nhu cầu bảo trì thiết bị ITH và cải thiện các bit kim cương. Nếu có thể cải thiện hiệu suất của các bit kim cương, thì bit tương tự sẽ tồn tại lâu hơn. Điều này có nghĩa là khoảng thời gian giữa các lần thay đổi bit trở nên dài hơn và năng suất tăng lên. Thay đổi một chút là tốn thời gian. Hố càng sâu, càng dành nhiều thời gian cho các que vào và ra khỏi nó. Tầm nhìn về tự động hóa Không có nghi ngờ gì khi hầu hết các công ty phát triển thiết bị khoan lõi đều tập trung nhiều vào việc tăng mức độ tự động hóa trong thăm dò. Ban đầu, điều này có thể chỉ bị hạn chế, chẳng hạn như cho phép một giàn khoan tự động khoan một thanh khi thay đổi ca làm việc. Nhưng rõ ràng là mục đích là để tự động hóa nhiều hơn, cuối cùng là cho phép hoàn thành toàn bộ chuyến đi một cách tự động.
Tuy nhiên, để có thể tự chủ vận hành một giàn khoan rút lõi là một tầm nhìn rất dài hạn. Các giàn khoan lõi phức tạp hơn nhiều so với các giàn khoan được thiết kế cho khoan nổ. Có thể cho rằng, sự phát triển của thiết bị khoan lõi tập trung hơn vào việc trích xuất dữ liệu chi tiết từ giàn khoan có thể cho phép người khoan phân tích chính xác những gì đang xảy ra trong quá trình khoan. Ngoài ra, các nhà phát triển cũng tập trung vào việc tăng lượng dữ liệu có thể được trích xuất từ mỗi giàn khoan, để có thể nghiên cứu sự khác biệt giữa các máy khoan khác nhau và các thành tạo đá. Các cải tiến khác đang được phát triển bao gồm việc chuyển dữ liệu đến các địa điểm từ xa để thông báo cho thợ khoan biết thời điểm cần bảo trì và khi một sự kiện có thể dẫn đến sự cố.
Nguồn: Epiroc China
Nếu có bất kỳ câu hỏi nào về cách nâng cao hiệu quả khoan và cách chọn đúng mũi khoan kim cương đã được ngâm tẩm, vỏ doa và các loại cần khoan liên quan, hãy liên hệ với chuyên gia tư vấn kỹ thuật của chúng tôi miễn phí.WhatsApp: +86-188 5151 3960
GEO EQUIP TECH WUXI
https://www.cgegtech.com/
