Nghiên cứu nâng cao tỷ lệ mẫu khi khoan thăm dò mỏ đá vôi trắng cốc há ii, xã liễu đô và thị trấn yên thế, huyện lục yên, tỉnh yên bái

1 C BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT *************** PHẠM VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU KHI KHOAN THĂM DÒ MỎ ĐÁ VÔI TRẮNG CỐC HÁ II, XÃ LIỄU ĐÔ VÀ THỊ TRẤN YÊN THẾ, HUYỆN LỤC YÊN, TỈNH YÊN BÁI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT *************** PHẠM VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU KHI KHOAN THĂM DÒ MỎ ĐÁ VÔI TRẮNG CỐC HÁ II, XÃ LIỄU ĐÔ VÀ THỊ TRẤN YÊN THẾ, HUYỆN LỤC YÊN, TỈNH YÊN BÁI Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hoàng Dung HÀ NỘI - 2014 C BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT *************** PHẠM VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU KHI KHOAN THĂM DỊ MỎ ĐÁ VƠI TRẮNG CỐC HÁ II, XÃ LIỄU ĐÔ VÀ THỊ TRẤN YÊN THẾ, HUYỆN LỤC YÊN, TỈNH YÊN BÁI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT *************** PHẠM VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU KHI KHOAN THĂM DỊ MỎ ĐÁ VƠI TRẮNG CỐC HÁ II, XÃ LIỄU ĐÔ VÀ THỊ TRẤN YÊN THẾ, HUYỆN LỤC YÊN, TỈNH YÊN BÁI Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hoàng Dung HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn thu thập trung thực Các kết nghiên cứu Luận văn chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2014 TÁC GIẢ Phạm Văn Thọ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 10 MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Mục tiêu nghiên cứu 11 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 12 Nội dung nghiên cứu 12 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 Cơ sở tài liệu luận văn 13 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 13 Cấu trúc luận văn 13 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC KHOAN THĂM DỊ MỎ ĐÁ VƠI TRẮNG CỐC HÁ II, XÃ LIỄU ĐÔ VÀ THỊ TRẤN YÊN THẾ- LỤC YÊN – YÊN BÁI 15 1 Đặc điểm chung khu mỏ 15 1.1.1 Vị trí địa lý 15 1.1.2 Đặc điểm địa hình, sơng suối 15 1.1.3 Đặc điểm khí hậu 16 1.1.4 Điều kiện kinh tế, xã hội 17 1.1.5 Điều kiện giao thông, thông tin liên lạc 17 1.2 Đặc điểm địa chất khu mỏ 18 1.2.1 Đặc điểm địa tầng 18 1.2.2 Magma xâm nhập 20 1.2.3 Kiến tạo 21 1.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn: 21 1.2.5 Địa mạo 22 1.3 Lịch sử nghiên cứu địa chất tình hình thăm dò 22 1.3.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất 22 1.3.2 Thiết bị hiệu sử dụng 23 1.3.3 Dụng cụ phá huỷ 24 1.3.4 Dụng cụ thu nhận mẫu (ống mẫu) 31 1.4 Những tồn kỹ thuật cơng nghệ khoan lấy mẫu thăm dị mỏ Đá vôi trắng Cốc Há II xã Liễu Đô Thị trấn Yên Thế, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái 34 1.4.1 Những tồn sử dụng dụng cụ phá đá 34 1.4.2 Những tồn dụng cụ lấy mẫu 35 1.4.3 Những tồn yếu tố công nghệ 35 CHƢƠNG 36 CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU 36 2.1 Phân loại đất đá khoáng sản theo quan điểm lấy mẫu 38 2.2 Ảnh hƣởng yếu tố địa chất 41 2.3 Ảnh hƣởng yếu tố kỹ thuật công nghệ 42 2.3.1 Ảnh hƣởng phƣơng pháp khoan kiểu dụng cụ phá huỷ 42 2.3.2 Phân tích ảnh hƣởng chế phá huỷ đến chất lƣợng tỷ lệ mẫu mũi khoan kim cƣơng 48 2.3.3 Ảnh hƣởng nguyên lý cấu trúc ống mẫu 50 2.3.3.1 Ống mẫu đơn 50 2.3.3.2 Ống mẫu kép đơn giản 52 2.3.3.3 Ống mẫu bơm tia 54 2.3.3.4 Ống mẫu kép phức tạp (loại ống không quay) 55 2.3.3.5 Ống mẫu luồn 57 2.3.4 Ảnh hƣởng thông số chế độ khoan 63 CHƢƠNG 66 NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU TẠI KHU VỰC THĂM DÒ 66 3.1 Dụng cụ phá đá cho vùng thăm dò 66 3.1.1 Các luận lựa chọn 66 3.1.1.1 Vật liệu phá huỷ loại mũi khoan 66 3.1.1.2 Yếu tố hình dáng kích thước mũi khoan 71 3.1.2 Chọn mũi khoan kim cƣơng cho vùng thăm dò 72 3.2 Lựa chọn ống mẫu cho vùng thăm dò 74 3.2.1 Ống mẫu kép T2 – 76 (Thuỵ Điển) 78 3.2.2 Ống mẫu kép TĐN – 76 – (Liên Xô cũ) 81 3.2.3 Ống mẫu kép Trung Quốc 81 3.2.4 Chọn loại ống mẫu kép cho vùng thăm dò 82 3.3 Lựa chọn chế độ cơng nghệ khoan cho vùng thăm dị 83 3.3.1 Tải trọng chiều trục (P) 83 3.3.2 Số vòng quay (n) 84 3.3.3 Lƣu lƣợng chất lƣợng rửa (Q) 84 3.4 Các giải pháp chung kỹ thuật công nghệ để nâng cao tỷ lệ mẫu vùng thăm dò 86 3.5 Thực nghiệm kết áp dụng 87 3.5.2 Phƣơng tiện thi công 89 3.5.2.1 Máy khoan, mũi khoan, ống mẫu 89 3.5.2.2 Máy bơm dung dịch 90 3.5.2.3 Động phát lực 90 3.5.3 Quy trình cơng nghệ khoan 91 3.5.4 Kết đạt đƣợc 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 Kết luận 92 Kiến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A Công cần thiết để phá đá (j) B Bề rộng (mm) C Số hạt kim cương cara C Hệ số kể đến độ nứt nẻ đá D Đường kính ngồi ống mẫu (mm) D Đường kính ngồi mũi khoan (mm) Dc Đường kính lỗ khoan (mm) Dk Đường kính ngồi ống mẫu (mm) d: Đường kính mũi khoan E Số làm việc mũi khoan F Lực cắt tiếp tuyến (kG) F Diện tích bề mặt làm việc mũi khoan (cm ) h0 Độ ngập sâu mũi khoan (mm) H Số mét khoan hiệp (m) K Hệ số phụ thuộc tính chất lý đất đá L Chiều dài ống mẫu (m) Lk Chiều dài mẫu lõi khoan (m) l Chiều dài rãnh thoát nước m Số hạt kim cương bề mặt mũi khoan n Số vòng quay trục Spinden (v/ph) n Số bậc mũi khoan P Tải trọng lên đáy lỗ khoan (kG) p Áp lực lên cm2 bề mặt làm việc mũi khoan (kG/cm2) p Độ cứng đất đá (kG/cm 2) Q Lưu lượng nước rửa (l/ph) q0 Lưu lượng cho cm đường kính mũi khoan (l/ph.cm) Stx Diện tích tiếp xúc gồm tập hợp điểm tiếp xúc (cm 2) s Khe hở lỗ khoan ống mẫu (mm) T Thời gian phụ trợ thời gian kéo thả dụng cụ (h) t Thời gian túy (h) Vcko Vận tốc học ban đầu (m/h) Vckt Vận tốc học khoan tức thời (m/h) v Vận tốc dòng chảy khoảng khơng hình xuyến thành lỗ khoan dụng cụ khoan (dm/ph) DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang 1.1 Thành phần hoá học sản phẩm mỏ Đá vôi Cốc Há II 19 1.2 Đặc tính phạm vi sử dụng mũi khoan hợp kim dùng 26 cho đất đá cứng trung bình 1.3 Thông số chế độ khoan loại mũi khoan hợp kim dùng 27 cho đất đá cứng trung bình 1.4 Đặc tính phạm vi sử dụng mũi khoan hợp kim tự mài 28 1.5 Thông số chế độ khoan loại mũi khoan hợp kim tự màu 28 1.6 Thông số chế độ khoan kim cương 30 1.7 Thống kê tình hình lấy mẫu đá, mỏ Đá Vơi trắng Cốc Há II 33 2.1 Sơ đồ yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ mẫu 37 2.2 Phân loại đất đá khống sản mỏ Đá vơi trắng Cốc Há II 40 theo mức độ lấy mẫu 2.3 Đặc tính kỹ thuật ống mẫu luồn lưu hành 62 Việt Nam 3.1 Lựa chọn loại mũi khoan Liên Xô (cũ) theo độ cứng, độ mài 69 mòn đá 3.2 Lựa chọn loại mũi khoan Trung Quốc theo độ cứng, độ mài 70 mòn đá 3.3 Hình dạng mũi khoan phạm vi sử dụng 71 3.4 Sơ đồ lựa chọn chủng loại mũi khoan kim cương 73 3.5 Lựa chọn yếu kích thước, yếu tố hình dáng mũi khoan kim 74 cương cho vùng thăm dị 3.6 Chọn hình dáng mũi khoan Nga theo nhóm đất đá nứt nẻ 75 3.7 Chọn hình dáng mũi khoan Trung Quốc theo nhóm đất đá 76 82 - Khe hở ống ống 3,5mm, nguyên nhân gây tác động học đến mẫu - Khơng có phận giảm chấn - Chiều dày ống 2,0mm - Bộ phận chống mài mòn lắp trực tiếp vào đầu chuyển tiếp Khi khoan đất đá nứt nẻ mạnh (nhóm 4), loại thường cho tỷ lệ mẫu không cao, mẫu lõi khoan bị chèn dập vỡ Nguyên nhân khe hở ống ống lớn, lỗ khoan bị nghiêng, thân ống với trọng lượng nghiêng góc Trong trường hợp ống ống ngồi khơng đồng tâm với Ống chứa mẫu tỳ vào mũi khoan theo lực ly tâm, hai ống quay Việc chế tạo thiếu xác, sai số lắp ghép lớn, nguyên làm cho ống bị đảo, gây lệch tâm trình khoan Thực tế vùng thăm dò, ống mẫu cho tỷ lệ thu hồi mẫu trung bình 85% Tóm lại, ống mẫu Trung Quốc có nhiều nhược điểm, khoan đất đá khống sản đồng nhất, ngun khối, nứt nẻ Với đặc điểm đất đá vùng thăm dò ống mẫu khó cho tỷ lệ thu hồi mẫu theo yêu cầu (>90%) 3.2.4 Chọn loại ống mẫu kép cho vùng thăm dò Trên sở phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc số ống mẫu kép; đặc điểm điều kiện địa chất thực tế sản xuất vùng thăm dò, với ưu điểm trội ống mẫu T2 – 76 Thuỵ Điển sản xuất, tác giả đề xuất lựa chọn loại ống mẫu để khoan Để hạn chế rung động dụng cụ, ta chọn ống mẫu có chiều dài 3m, đường kính ngồi ống mẫu 73mm, đường kính cần khoan 50mm 83 3.3 Lựa chọn chế độ công nghệ khoan cho vùng thăm dị Có dụng cụ kỹ thuật phù hợp với đặc điểm đất đá chưa phải đủ mà vấn đề phải nghiên cứu lựa chọn chế độ công nghệ khoan hợp lý để đạt mục tiêu nâng cao tỷ lệ mẫu Chế độ cơng nghệ khoan khoan xoay lấy mẫu có nước rửa gồm thông số: Tải trọng chiều trục; số vòng quay; lưu lượng chất lượng nước rửa 3.3.1 Tải trọng chiều trục (P) Khi khoan vào đất đá, khoáng sản nứt nẻ, cứng mềm xen kẹp mũi khoan có bề dày khác nhau, tải trọng chiều trục xác định theo công thức: P = p.F.C (kG) (3.1) đó: p – Tải trọng lên 1cm2 diện tích bề mặt mũi khoan (kG/cm 2), F - Diện tích bề mặt làm việc mũi khoan (cm 2), C - Hệ số kể đến độ nứt nẻ đất đá (đá nứt nẻ C = 0,9; đất đá nứt nẻ C = 0,8; đất dá nứt nẻ mạnh C = 0,7; đất đá nứt nẻ mạnh, xen kẹp C = 0,6) F  ( D2  d )  T l.n (3.2) T – Bề dày lớp matric (cm), l – Chiều dài rãnh thoát nước (cm), n – Số rãnh thoát nước, D, d – Đường kính ngồi mũi khoan Với đường kính ngồi mũi khoan 76mm ta tính được: đá nứt nẻ F = 13, 42; đất đá nứt nẻ F = 15,42; đất đá nứt nẻ mạnh F = 17,42; đất đá nứt nẻ mạnh, xen kẹp F = 18,03 Giá trị tải trọng lên 1cm2 F xác định sau: Đất đá cấp VII÷VIII : 52÷70 (kG/cm2) = 520 ÷ 700 (N/cm2); IX÷X : 70÷105 (kG/cm2) = 700 ÷ 1050 (N/cm2); XI÷XIII : 87÷140 (kG/cm2) = 870 ÷ 1400 (N/cm2); 84 Như vậy, tải trọng chiều trục áp dụng cho vùng thăm dị khoảng từ 5000÷8000N 3.3.2 Số vịng quay (n) Số vòng quay đất đá nứt nẻ xác định theo công thức: n  34, A.M P.D.K t. (v/ph) (3.3) đó: A – Cơng cần thiết mũi khoan kim cương để phá huỷ đá, cỡ hạt 30÷90 hạt/cara A =0,018÷0,120KJ M – Số hạt kim cương mũi khoan; 34,2 – Hệ số chuyển đổi; P – Tải trọng chiều trục lên mũi khoan; D – Đường kính mũi khoan kim cương; K – Hệ số độ cứng đá kích thước kim cương;  - Hệ số dự trữ cho độ bền kim cương (1,5÷2);  - Hệ số kể đến tăng tải lên mũi khoan cần khoan rung (1,2÷1,5); t - Thời gian tăng lực từ đến tối đa (s) Áp dụng cơng thức (3.3) tính toán kết hợp với tham khảo tài liệu lý thuyết, tài liệu thực tế sản xuất đề xuất tốc độ vòng quay để khoan khu vực thăm dị = 71÷310 v/ph Khi khoan vào đất đá nứt nẻ, cứng mềm xen kẹp cần có phối hợp chặt chẽ n P Đặc biệt đất đá nứt nẻ mạnh, cần giảm số vòng quay giảm tải trọng lên mũi khoan khoảng 40÷50% độ nứt nẻ tăng độ bền học giảm, giảm công suất tiêu thụ máy 3.3.3 Lƣu lƣợng chất lƣợng rửa (Q) Lưu lượng nước rửa (Q) xác định theo công thức: Qm  ( D  d ).v (l/ph) (3.4) 85 Hoặc theo công thức kinh nghiệm: Q =qo D (l/ph) (3.5) đó: m – Hệ số kể đến khơng đồng tốc độ dòng chảy tiết diện lỗ khoan khơng đồng khe nứt (m =1,1÷1,3), D – Đường kính lớn lỗ khoan (m), d – Đường kĩnh cần khoan (m), qo – Lượng nước rửa dùng cho 1cm đường kính lưỡi khoan (qo = 4÷6 l/ph.cm) Từ ta xác định lưu lượng nước rửa cần thiết khoan mũi khoan kim cương đường kính 76mm cho khu vực thăm dị là: Q = 30÷60 l/ph Trong đất đá, khống sản nứt nẻ, phân lớp xen kẹp (nhóm III, IV), khoan mũi khoan kim cương với ống mẫu kép, chất lượng nước rửa đóng vai trị quan trọng, phải đảm bảo rửa đáy lỗ khoan, bôi trơn dụng cụ, khống chế sập lở, nước, đồng thời chất lượng dung dịch phải bảo vệ mẫu lõi khoan vào lớp mềm Chất lượng dung dịch khoan kim cương nhiều nhà nghiên cứu sản xuất loại Pôlime Khi cho Pôlime vào dung dịch (hàm lượng thấp) giảm nhiều tổn thất áp lực chế độ chảy rối Hiện tượng có hiệu ống mẫu có đường kính bé trị số Reynolds cao, đặc biệt ống mẫu kép, ống mẫu luồn Ngoài tác dụng giảm áp lực, pơlime cịn có tác dụng giảm lực ma sát thành lỗ khoan dụng cụ khoan, tạo thành màng bọc xung quanh lõi khoan, tăng tốc độ trượt khoan cụ, chống tượng nước đất đá nứt nẻ Với tính chất tác dụng pôlime kết hợp kinh nghiệm thực tế chất lượng nước rửa sử dụng pôlime pha vào dung dịch sét, nhãn hiệu Quick mud (Australia), tỷ lệ pha chế 0,75÷1 lít cho 1000 lít nước lã 86 3.4 Các giải pháp chung kỹ thuật công nghệ để nâng cao tỷ lệ mẫu vùng thăm dò Trong khoan kim cương, nên chọn cấu trúc lỗ khoan phải đơn giản (lỗ khoan cấp đường kính nhất, chống ống nhất) Tuy nhiên, cần đặc biệt coi trọng gia cố thành lỗ khoan ổn định bền vững Đối với khoan kim cương cần hạn chế sử dụng dung dịch sét Cách tốt tầng ổn định, dễ sập lở, nước nên chọn biện pháp chống ống trám xi măng Với yêu cầu vào cột địa tầng vùng thăm dò, thiết kế cấu trúc cho lỗ khoan trình bày theo hình 3.3 Trang bị máy khoan phải để đảm bảo cho việc sử dụng tốc độ quay dụng cụ khoan kim cương đạt cao nhất, đồng thời phù hợp công suất làm việc máy tương ứng với chiều sâu lỗ khoan thiết kế Trong trình khoan máy phải cố kết thật vững Thiết bị khoan phải đầy đủ đồng hồ đo kiểm tra như: đồng hồ báo áp suất hệ thống thuỷ lực, đo trọng lượng dụng cụ khoan, áp lực bơm điều kiện làm việc mũi khoan đáy Như vậy, máy khoan sử dụng phù hợp cho vùng thăm dò loại máy khoan: XY -1A; GX -1TD; GK -180 Khoan mở lỗ tiến hành khoan với chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, nước rửa lớn để đảm bảo hướng cho lỗ khoan Sau dùng cột chống để giữ thành lỗ khoan tầng khơng ổn định (0÷10m) Khoan mũi khoan kim cương tiến hành cách thận trọng Chỉ thả mũi khoan xuống đáy lấy hết cục mẫu cịn sót lại Khi thả dụng cụ cần ý điểm mà đường kính lỗ khoan thay đổi, lỗ khoan bị vướng đá chìa Thả dụng cụ cách đáy 20cm phải dùng trục spinden máy kết hợp quay rửa, sau đặt mũi khoan lên đáy Trong q trình khoan, hạn chế việc nâng dụng cụ lên khỏi đáy, tiến độ khoan chậm so với tiến độ bình thường áp suất máy 87 bơm tăng có tượng chèn mẫu, lúc ta nâng dụng cụ lên khỏi đáy 5÷10cm để khắc phục tượng chèn mẫu Khoan đất đá nứt nẻ, cứng mềm xen kẹp thường xuyên xảy tượng chèn mẫu Vì cần áp dụng chế độ khoan đất đá nứt nẻ, mẫu bị chèn tiếp tục giảm số vịng quay tải trọng lên đáy từ 20÷30% so với thiết kế nên thực hiệp khoan ngắn Khi chèn mẫu, nâng dụng cụ lên 2÷4cm, cấu chèn mẫu ống mẫu kép hom chèn nên nâng hom chèn tụt xuống ôm chặt mẫu kết hợp quay nhẹ cần để mẫu tự gẫy Khi kéo mẫu tháo cần phải nhẹ nhàng tránh va đập mạnh làm rơi mẫu Luôn kiểm tra cần thận để xác định lượng mẫu cịn sót lại hiệp sau phải thận trọng chụp mẫu vào ống mẫu tiếp tục khoan, tượng hư hỏng mũi khoan phải xác định lại việc lựa chọn mũi khoan điều chỉnh chế độ khoan Cùng với mũi khoan, cần ý kiểm tra dụng cụ mở rộng vành Trong trường hợp đầu mở rộng bị mòn quy định, hợp kim bị bong ra, rạn nứt cần phải thay Để hạn chế tượng kẹt mùn khoan khe hở ống ống làm cho ống quay theo ống ngồi bí nước rửa, cần phải thường xuyên kiểm tra chất lượng dung dịch, làm mùn khoan lẫn dung dịch Nên giảm độ nhớt dung dịch điều kiện cho phép Thường xuyên kiểm tra ống mẫu kép độ xác, qua việc kiểm tra độ đồng tâm ống mẫu trong, siết lại ê cu hãm, kiểm tra độ rơ mịn vịng bi, ln đảm bảo vịng bi bơi trơn chuyển động nhẹ nhàng 3.5 Thực nghiệm kết áp dụng Công ty trách nhiệm hữu hạn Đá cẩm thạch R.K Việt Nam tiến hành thực nghiệm lỗ khoan 05 thuộc đề án thăm dị mỏ Đá vơi trắng Cốc Há II, xã Liễu Đô Thị trấn Yên Thế, huyện Lục Yên với chiều sâu 150m 88 Điều kiện địa chất: Đất đá cát kết, bột kết, nguyên khối, nứt nẻ, nứt nẻ mạnh có chỗ bị cà nát, vỡ vụn, độ cứng khơng (Cấp VI÷IX theo độ khoan) Cột địa tầng dự kiến bảng 2.2, cụ thể: - Từ 0÷2m: Đất phủ thành phần gồm cát kết, bột kết, bở rời - Từ 2÷150m: Đá vôi đồng xen kẹp với đá vôi nứt nẻ (nứt nẻ mạnh độ sâu 80 – 100 m) 3.5.1 Cấu trúc lỗ khoan Trên sở yếu tố điều kiện địa chất yêu cầu nhiệm vụ (mục đích) lỗ khoan; cơng nghệ khoan áp dụng để thi công lỗ khoan; khả cung cấp thiết bị, vật tư đáp ứng cho thi công; đảm bảo hiệu kinh tế Cấu trúc lỗ khoan thiết kế sau (hình 3.3): - Từ 0÷10m đường kính lỗ khoan 112mm, chống ống 89mm - Từ 10÷150m đường kính lỗ khoan 76mm 89 10 m 150 m Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc lỗ khoan 05 3.5.2 Phƣơng tiện thi công Phương tiện thi công sử dụng thiết bị, dụng cụ sẵn có đơn vị Vật tư mua sắm Đoàn cung cấp Cụ thể thiết bị, dụng cụ sử dụng chủ yếu để áp dụng nghệ khoan kim cương ống mẫu kép sau: 3.5.2.1 Máy khoan, mũi khoan, ống mẫu Máy khoan hiệu GK-180 Trung Quốc sản xuất, đặc tính kỹ thuật máy khoan bảng 3.9 Đây thiết bị khoan Trung Quốc hoạt động mỏ có đặc tính kỹ thuật cho phép khoan kim cương tốt 90 Mũi khoan kim cương thấm nhiễm có đế dầy Trung Quốc sản xuất Đây loại mũi khoan mà đơn vị cung ứng nên phải tạm dùng để kịp thời tiến hành thực nghiệm loại mũi khoan kim cương Thuỵ Điển dùng đồng với ống mẫu T2 – 76 để cung ứng Ống mẫu sử dụng ống mẫu kép T2-76 Đây ống mẫu kép phân tích lựa chọn sử dụng mỏ mũi khoan đồng Thuỵ Điển hết Bảng 3.9: Đặc tính kỹ thuật máy khoan GK -180 Thống số Đơn vị Giá trị m 180 Đường kính mở lỗ mm 150 Đường kính kết thúc mm 75;46 Góc ngương trục Độ 90÷75 Tốc độ quay trục v/ph 71; 182; 310; 790 Sức nâng tờ kN 11 Lực ép trục lớn kN 15 Lực nâng trục lớn kN 25 Chiều sâu khoan 3.5.2.2 Máy bơm dung dịch Máy bơm sử dụng BW-160, loại xylanh nằm ngang, tác dụng kép, lưu lượng định mức 160 l/ph, áp suất định mức 12atm, áp lực làm việc 10atm 3.5.2.3 Động phát lực Động dẫn động cho máy khoan động diezen hiệu ZS1100, công suất 14,5kW, tốc độ quay 2000÷2200 v/ph Động dẫn động cho máy bơm nước rửa động diezen có cơng suất 4,5÷5,5kW 91 3.5.3 Quy trình cơng nghệ khoan Các thông số chế độ khoan thông số dung dịch khoan áp dụng theo bảng 3.10; bảng 3.11: Bảng 3.10: Các thông số chế độ khoan Đƣờng kính Điều kiện áp dụng ngồi mũi P, kG N, v/ph Q, l/ph 93 500÷600 71÷182 30÷40 76 700÷800 182÷310 40÷60 76 350÷400 91÷155 20÷30 khoan (mm) I÷VII (0÷10m) VI÷IX (10÷80m; 100 – 150 m) VI÷IX (80÷100m) Bảng 3.11: Các thông số dung dịch khoan Điều kiện áp dụng I÷VII (0÷10m) VI÷IX(10÷150m)  B, kG/cm3 cm3/30’ 1,05÷11 10÷12 1,5 25÷30 ≤4 1,05 10÷12 1,5 20÷25 ≤ 40 3.5.4 Kết đạt đƣợc - Tốc độ học khoan trung bình: + Từ 0÷10m: 2,8m/h + Từ 10÷150m: 1,8m/h - Tỷ lệ mẫu đạt trung bình: 93,5% K, mm T, s II, % 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Q trình nghiên cứu tính chất đất đá, khống sản mỏ đá vơi trắng Cốc Há II làm rõ tính chất đặc trưng đất đá – cấu tạo không đồng lý, bất đẳng hướng độ bền liên quan mật thiết tới việc lựa chọn mũi khoan trình khoan tạo mẫu Khi lựa chọn mũi khoan, việc xem xét yếu tố độ cứng, độ mài mòn hình dạng mũi khoan có bậc hạn chế cho tỷ lệ mẫu tăng đáng kể trình tạo mẫu - Mũi khoan kim cương sử dụng sở nghiên cứu tổng hợp nhiều yếu tố cho thấy tính ưu việt nó: cho phép làm việc tạo mẫu tốt đất đá, khoáng sản cứng, dịn, nứt nẻ; hình dáng phù hợp dạng cấu tạo có bậc hạn chế, rãnh nước rửa hướng tâm - Trong đất đá, khoáng sản nứt nẻ mạnh cứng mềm xen kẹp, việc lựa chọn ống mẫu kép kiểu ống không quay, ống ngồi quay phù hợp, có ảnh hưởng lớn đến việc nâng cao tỷ lệ mẫu lõi - Thực quy trình kỹ thuật khoan kim cương khơng làm tăng tỷ lệ mẫu mà tăng chất lượng mẫu tuổi thọ dụng cụ khoan (Nhất ống mẫu mũi khoan) Kiến nghị - Trong điều kiện cụ thể đất đá, khoáng sản, tỷ lệ thu hồi mẫu chưa cao Do vậy, cần tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm nhằm nâng cao tỷ lệ mẫu phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu - Để giảm tổn thất áp lực dịng chảy hệ thống tuần hồn, giảm lực ma sát thành lỗ khoan dụng cụ khoan, chống tượng nước đất đá nứt nẻ, đặc biệt khoan kim cương sử dụng ống mẫu kép cần phải tăng cường sử dụng dung dịch pôlime - Để phản ảnh đầy đủ hàm lượng chất lượng khống sản có mỏ, ngồi u cầu tỷ lệ mẫu cao, tính nguyên dạng mẫu quan 93 trọng Vì vậy, việc lựa chọn dụng cụ phá đá, dụng cụ lấy mẫu chuyên dùng có ý nghĩa cấp thiết Đề nghị đơn vị thực công tác khoan giai đoạn cần mạnh dạn áp dụng sử dụng công nghệ tiến khoa học – công nghệ Thế giới để nâng cao tỷ lệ, chất lượng mẫu cơng tác khoan thăm dị mỏ Đá vơi trắng Cốc Há II, xã Liễu Đô Thị trấn Yên Thế, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái giai đoạn Khi khoan thăm dò độ sâu (≥ 500 m) áp dụng khoan ống mẫu luồn cho suất khoan, chất lượng tỉ lệ mẫu cao 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trương Biên (2000), Những thành tựu công nghệ khoan thăm dị khống sản, giảng danh cho học viên cao học NCS chuyên ngành kỹ thuật khoan thăm dò khoáng sản [Mã số 1.06.15 trường Đại học Mỏ - Địa chất] Trương Biên, Vũ Đình Hiền, Cấn Văn Ngư, Trần Văn Bản (1998), Cơng nghệ khoan thăm dị lấy mẫu, nhà xuất Giao thông Vận tải Hà Nội Nguyễn Đình Cảnh (1996), Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công nghệ nâng cao tỷ lệ mẫu lõi khoan khống sản rắn [Luận án Phó Tiến sĩ, trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội] Nguyễn Đình Cảnh (1996), Nghiên cứu lựa chọn chủng loại lưỡi khoan kim cương đất đá, khoáng sản nứt nẻ [Tạp chí địa chất số 233, 3-4/1996, tr 28-33] Nguyễn Đình Cảnh (1996), Nghiên cứu chế tạo ống mẫu kép để nâng cao tỷ lệ mẫu khống sản rắn [Tạp chí cơng nghiệp N-4; 3/1996, tr.28-33] Nguyễn Đình Cảnh, Vũ Đình Hiền (1996), Nghiên cứu áp dụng số giải pháp kỹ thuật cơng nghệ để nâng cao tỷ lệ mẫu khống sản rắn [Báo cáo khoa học lần thứ 12 kỷ niệm thành lập Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội 10/1996, tr206-213] Hồ Quốc Hoa (2001), Nghiên cứu công nghệ hợp lý khoan ống mẫu luồn mỏ than vùng Đông Bắc Quảng Ninh [Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà Nội] Cao Ngọc Lâm (2000), Thiết kế chế độ khoan tối ưu, giảng dùng cho học viên cao học [Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội] Lê Xuân Lân (2000), Lý thuyết phương pháp khoan, giảng dùng cho học viên cao học [Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội] 95 10 Nguyễn Xuân Thảo nnk (1994), Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu áp dụng thử phương pháp khoan ống mẫu luồn KCCK -76 [Cục địa chất Việt Nam Hà Nội] 11 Nguyễn Xuân Thảo nnk (2007), Ảnh hưởng khe nứt khối đá tới độ bền vững thành lỗ khoan tượng nước lỗ khoan thăm dò than vùng Quảng Ninh biện pháp phòng ngừa [Báo cáo Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ 8, tr.91, Hà Nội] 12 Nguyễn Duy Tuấn, Phạm Quang Hiệu, Nguyễn Trần Tuân, Lê Văn Quyết (2008), Một số kết nghiên cứu góp phần hồn thiện cơng nghệ khoan ngang thăm dị khống sản rắn [Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, Hà Nội, số 24, tr.17] CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÁO CÁO VỀ VIỆC BỔ SUNG, SỬA CHỮA LUẬN VĂN THEO BIÊN BẢN CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ Kính gửi: - Trường Đại học Mỏ - Địa chất; - Phòng Đào tạo Sau đại học Họ tên học viên: Phạm Văn Thọ Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu nâng cao tỷ lệ mẫu khoan thăm dò mỏ đá vôi trắng Cốc Há II, xã Liễu Đô Thị trấn Yên thế, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái ” Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 Người hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Dung Sau bảo vệ luận văn thạc sĩ, học viên sửa chữa bổ sung luận văn theo Biên Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Cụ thể sửa chữa bổ sung nội dung sau đây: Lỗi tả lỗi chế trang sửa chữa Chuyển đổi sang đơn vị N phù hợp với tiêu chuẩn, qui chuẩn qui định Nhà nước tính tải trọng chiều trục (P) trang 83, 84 luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2014 NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN CAO HỌC PGS.TS Hoàng Dung Phạm Văn Thọ CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ ... Cốc Há II, xã Liễu Đô Thị trấn Yên Thế, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái 12 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Khu vực thăm dị mỏ Đá vơi trắng Cốc Há II, xã Liễu Đô Thị trấn Yên Thế, huyện Lục Yên, tỉnh. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT *************** PHẠM VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỶ LỆ MẪU KHI KHOAN THĂM DÒ MỎ ĐÁ VÔI TRẮNG CỐC HÁ II, XÃ LIỄU ĐÔ VÀ THỊ TRẤN YÊN THẾ, HUYỆN LỤC YÊN, TỈNH... giải pháp kỹ thuật, công nghệ nâng cao tỷ lệ mẫu cơng tác khoan thăm dị mỏ Đá vôi trắng Cốc Há II, xã Liễu Đô Thị trấn Yên Thế, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp