Pít-tông chất lượng cao của máy khoan đá Sandvik HLX5T tại Thụy Điển

Các Sandvik HLX5T không phải là máy khoan phát triển—đây là máy khoan đá lỗ sâu chuyên dụng, được lắp trên các giàn khoan sản xuất để thực hiện khai thác theo phương pháp đào hầm tầng con, khai thác sập tầng con và khoan vòng có đường kính lớn. Tại mỏ quặng sắt Kiruna của LKAB, nơi HLX5T khoan các lỗ sản xuất dài 38 mét trong đá magnetit có cường độ nén một trục (UCS) từ 180 đến 220 MPa nhằm phục vụ hoạt động khai thác sập tầng con lớn nhất thế giới, vai trò của piston hoàn toàn khác biệt so với khoan phát triển. Mỗi lỗ khoan mất từ 25 đến 35 phút để hoàn thành; trong suốt khoảng thời gian đó, piston vận hành liên tục trong một trong những lớp đá cứng nhất thế giới, không cần dừng lại để điều chỉnh vị trí như trong các ca khoan phát triển. Chính môi trường vận hành tải cao liên tục này là điều kiện thiết kế đặc thù cho piston của HLX5T.

Pít-tông HLX5T là một bộ phận có kích thước lớn hơn và hành trình nặng hơn so với các pít-tông khoan thử nghiệm—khối lượng cao hơn và hành trình dài hơn của nó tạo ra năng lượng va đập ở mức trên 300 joule, đáp ứng yêu cầu cần thiết để lan truyền vết nứt trong đá thạch anh magnetit tại độ sâu khai thác của LKAB. Hình dạng mặt va đập được thiết kế đặc biệt nhằm phù hợp với yêu cầu trở kháng sóng của hệ thanh T51 và GT60 đối với các lỗ khoan có đường kính tối đa 115 mm và độ sâu tối đa 54 mét. Độ sâu lớp thấm carbon đạt 1,0–1,4 mm—sâu hơn so với các pít-tông khoan thử nghiệm tiêu chuẩn—để chống lại các phản xạ sóng kéo có biên độ cao lặp đi lặp lại, vốn phát sinh trong quá trình khoan lỗ sâu qua tầng đá cứng ở độ sâu.

Hiệu suất pít-tông tại khu khai thác sập tầng phụ Kiruna của LKAB

Đội bảo trì máy khoan sản xuất của LKAB Kiruna kiểm tra piston HLX5T tại mỗi lần bảo dưỡng định kỳ 400 giờ bằng các phương pháp kiểm tra bề mặt thấm carbon tương tự — thử nghiệm bằng dụng cụ vạch (file test) tại mặt đập, đo đường kính tại các bề mặt dẫn hướng và kiểm tra bằng phương pháp hạt từ tại điểm giữa thân piston, nơi tập trung ứng suất uốn do tiếp xúc lệch tâm. Việc phát hiện sớm vết nứt mỏi ở độ sâu 0,8 mm trước khi nó lan rộng đến 3 mm giúp bảo toàn toàn bộ dây cáp thanh truyền (rod string), tránh hư hỏng do vỡ hoàn toàn piston. HOVOO cung cấp piston HLX5T cho chương trình khai thác theo phương pháp khoan phá tầng (sublevel caving) của LKAB tại Kiruna. Tham khảo thêm tại hovooseal.com.