I. Tính cấp thiết của đề tài
Đất nước đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc xây dựng các công trình như thủy điện, hầm giao thông, và các công trình quân sự đang diễn ra với tốc độ nhanh. Địa chất khu vực thi công chủ yếu là đá cứng, và phương pháp khoan lỗ nổ mìn là chủ yếu. Thiết bị khoan đá xoay đập đóng vai trò quan trọng trong quá trình thi công. Năng lượng tiêu hao trong quá trình khoan tỷ lệ thuận với các thông số hình học của lỗ khoan. Hiện nay, thiết bị khoan đá xoay đập được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng hầm giao thông ngầm, thủy điện, và khai thác mỏ. Hiệu suất và hiệu quả sử dụng năng lượng của quá trình khoan phụ thuộc vào các thông số làm việc của máy và cơ tính của đá. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ khoan là cần thiết để nâng cao hiệu quả khoan.
II. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của luận án là lựa chọn chế độ làm việc hợp lý của thiết bị khoan đá xoay đập, nhằm nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng thiết bị trong công tác khoan. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định các thông số làm việc hợp lý của thiết bị khoan đá xoay đập dẫn động thủy lực trong điều kiện địa chất Việt Nam. Việc tối ưu hóa chế độ khoan không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao chất lượng công trình. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh phát triển kinh tế quốc dân.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là thiết bị khoan đá xoay đập dẫn động thủy lực khi thi công ở môi trường đá cứng tại Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của thiết bị khoan, như lực dẫn tiến choòng khoan, mô men quay chòng khoan, lực đập và tần số đập của pít tông đập. Nghiên cứu sẽ sử dụng các phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để phân tích và đánh giá các yếu tố này, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho chế độ khoan.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Phân tích tổng hợp sẽ được sử dụng để làm rõ mục tiêu và xây dựng mô hình nghiên cứu. Phương pháp toán học sẽ được áp dụng để phân tích và xây dựng mô hình toán học, từ đó giải bài toán trên máy tính. Thực nghiệm sẽ được tiến hành để xác định các thông số đầu vào cho mô hình toán học và kiểm nghiệm đánh giá kết quả nghiên cứu lý thuyết. Các phương pháp này sẽ giúp đảm bảo tính chính xác và khả thi của nghiên cứu.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu sẽ xây dựng mô hình tính toán hệ động lực học của thiết bị khoan đá xoay đập dẫn động thủy lực, mô tả quá trình tương tác của cụm búa khoan với môi trường đá. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ làm việc của thiết bị, như lực và tần số đập của búa khoan, lực dẫn tiến cụm choòng, tốc độ xoay cụm choòng khoan. Kết quả nghiên cứu sẽ có giá trị thực tiễn cao, có thể áp dụng cho việc thiết kế và cải tiến thiết bị khoan, phục vụ thi công các công trình ở điều kiện địa chất Việt Nam.
