Máy dây kim cương cải thiện việc khai thác khối đá tại mỏ đá như thế nào để giảm thiểu phế thải?

Tại sao kiểm soát phế thải bắt đầu ngay trước nhát cắt đầu tiên

Các quản lý mỏ thường theo dõi khối lượng tính theo tấn trước tiên. Trong khai thác đá khối, giá trị thực sự nằm ở khối đá còn nguyên vẹn. Một khối đá bị nứt do chấn động từ thuốc nổ có thể trông vẫn vững chắc bên ngoài, nhưng các vết nứt vi mô bên trong có thể biến một khối đá có giá trị cao thành những tấm đá nứt vỡ. Đó chính là lúc máy cắt dây kim cương thay đổi toàn bộ cách tiếp cận. Thay vì phá vỡ đá bằng cách giải phóng năng lượng đột ngột, máy này cắt theo một đường rãnh hẹp và để lại phần đá xung quanh hầu như không bị xáo trộn. Việc giảm thiểu hiện tượng cắt vượt (overbreak) đồng nghĩa với ít mảnh vụn bị lãng phí hơn, ít sửa chữa ở các công đoạn sau hơn và tăng thể tích đá sử dụng được từ mỗi bậc khai thác. Lợi ích mang lại không chỉ là tốc độ. Đó còn là kiểm soát hình học.

Máy cắt dây kim cương cắt đá như thế nào bằng phương pháp mài mòn có kiểm soát

Máy dây kim cương sử dụng một vòng dây cáp thép khép kín được gắn các hạt kim cương. Dây chạy qua các ròng rọc dẫn hướng, đi vào đá theo góc đã lên kế hoạch và mài tạo rãnh cắt khi di chuyển. Nước làm sạch vết cắt, làm mát các hạt kim cương và cuốn trôi các vụn đá. Quá trình cắt mang tính mài mòn chứ không phải va đập. Các hạt kim cương cọ xát và làm nứt vỡ các hạt khoáng vật ở quy mô vi mô. Việc loại bỏ đá diễn ra dần dần dọc theo đường đi của dây.

Nhiều yếu tố quyết định liệu vết cắt có giữ được độ sạch hay không:

• Lực căng dây, ảnh hưởng đến độ thẳng của dây và tuổi thọ các hạt kim cương.

2.Tốc độ tiến dao, cần phù hợp với độ cứng của đá và tốc độ dây.

3.Lưu lượng nước, kiểm soát nhiệt độ và việc loại bỏ bùn cắt.

4.Độ căn chỉnh ròng rọc, nhằm ngăn ngừa tải lệch và hiện tượng dây bị lệch hướng.

Ở đá granit cứng, tốc độ dây quá thấp có thể khiến các hạt kim cương bị bóng thay vì cắt. Ở đá cẩm thạch hoặc đá vôi mềm hơn, lực căng quá lớn có thể làm méo lỗ khoan hoặc làm hư mép khối đá. Giai đoạn thiết lập là nơi giá trị khối đá được bảo toàn hoặc bị tổn thất.

Các quyết định thiết lập nhằm bảo vệ giá trị khối đá

Cắt lần đầu tiên đặt nền tảng cho toàn bộ quy trình. Nếu các lỗ dẫn được khoan lệch hướng, dây cưa sẽ bị đá cản trở và mặt cắt sẽ bị lệch. Độ lệch vài milimét có thể không ảnh hưởng đến đá dăm, nhưng lại có thể làm hỏng khối đá nguyên khối dùng để gia công. Các đội khai thác thường khoan các lỗ theo phương thẳng đứng và nằm ngang với dung sai giao nhau nhỏ. Sau đó, dây cưa được luồn qua, căng đúng lực và tăng tốc độ trước khi bắt đầu tiến dao.

Nước làm mát quan trọng hơn nhiều so với kỳ vọng ban đầu của nhiều người vận hành mới. Lưu lượng thấp gây ra hiện tượng bóng hóa viên bi và bùn cắt bị nén chặt trong khe cắt. Bùn bị nén này làm tăng ma sát và có thể khiến dây cưa bị lệch hướng. Nước sạch cùng lưu lượng hồi lưu ổn định giúp duy trì độ chính xác và dự báo được kết quả cắt. Tại một mỏ đá hoa cương ở miền nam Trung Quốc, một tổ đội đã thử tăng tốc độ tiến dao. Dây cưa bị cong vênh và mặt khối đá xuất hiện dạng sóng. Sau khi giảm tốc độ tiến dao và tăng lưu lượng nước làm mát, đường cắt trở lại trạng thái thẳng.

Một trường hợp thực tế từ một mỏ đá ở miền nam Trung Quốc

Tại một mỏ đá granite ở miền nam Trung Quốc, đội thi công đang khai thác các khối đá lớn từ một băng đá có không gian hạn chế. Khoan và nổ mìn từng là phương pháp mặc định, nhưng hoạt động này mong muốn giảm thiểu vết nứt và nâng cao tỷ lệ thu hồi khối đá nguyên vẹn. Một máy cắt dây kim cương đã được đưa vào thử nghiệm trên khối đá có kích thước 12 m × 6 m × 5 m. Lần thử đầu tiên sử dụng lực căng quá cao và tốc độ tiến dao quá nhanh. Dây bị lệch hướng, và mặt cắt cho thấy độ sai lệch nhẹ. Sau khi giảm lực căng, tăng lưu lượng nước và căn chỉnh các ròng rọc dẫn hướng trong phạm vi 2 mm, khối đá tiếp theo được cắt ra với mặt phẳng đều và ít vết nứt nhìn thấy hơn. Mỏ đá báo cáo khối lượng khối đá sử dụng được tăng khoảng 18 phần trăm trên cùng diện tích băng đá. Tuy nhiên, kết quả này không mang tính phổ quát, do cấu trúc đá và trình độ vận hành của nhân viên thay đổi theo từng trường hợp.

So sánh các phương pháp bằng các con số thực tế

Các phương pháp khai thác khác nhau tạo ra các đặc điểm chất thải khác nhau. Bảng dưới đây tóm tắt các dải giá trị điển hình do các đội khai thác mỏ và nhà cung cấp thiết bị báo cáo. Kết quả thực tế phụ thuộc vào loại đá, khoảng cách giữa các khe nứt và kinh nghiệm của đội thi công.

Bảng này không phải là bảng điểm. Tổn thất phát sinh từ nhiều nguồn. Đường cắt rộng làm hao hụt đá dưới dạng bột. Nổ mìn làm hao hụt đá qua các khe nứt. Các phương pháp chậm làm hao hụt thời gian và nhân công. máy cưa dây kim cương nằm ở vị trí trung gian hữu ích khi giá trị khối đá cao và chi phí xử lý tiếp theo có ý nghĩa.

Giới hạn, sự đánh đổi và hỗ trợ thiết bị

Máy dây kim cương không phải là giải pháp phổ quát. Máy này cần nước, điện và một bàn máy tương đối ổn định. Đá bị nứt vỡ nhiều có thể kẹp chặt dây. Đá cứng cực độ có thể làm mòn các hạt bi nhanh chóng. Tay nghề người vận hành rất quan trọng; một đội ngũ được đào tạo kém có thể phá hủy một khối đá tốt do thiết lập lực căng hoặc tốc độ tiến dao không phù hợp. Các lỗ dẫn hướng phải chính xác, và trình tự cắt phải tuân theo các khe nứt tự nhiên. Tại một số mỏ đá, khoan và nổ mìn vẫn là lựa chọn hợp lý để mở mặt đá hoặc loại bỏ lớp phủ trên.

Các tiêu chuẩn ngành và khung chứng nhận đều chỉ theo cùng một hướng. Các nhà sản xuất thiết bị tuân thủ các thực hành ISO 9001 và ISO 14001 thường chú trọng hơn đến kiểm soát quy trình, quản lý môi trường và an toàn. Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Máy móc Khai thác Quốc gia của Trung Quốc cũng đã xây dựng các tiêu chuẩn dành cho thiết bị khai thác đá, bao gồm cả máy cưa tròn, điều này cho thấy nỗ lực chung nhằm hướng tới khai thác có kiểm soát. Đối với người mua, câu hỏi thực tiễn không chỉ là giá máy mà còn là nhà cung cấp có hiểu rõ điều kiện mỏ đá, có thể hỗ trợ lắp đặt và đảm bảo sẵn sàng cung cấp phụ tùng cũng như dịch vụ hay không.

Jingyang đã xây dựng danh tiếng của mình xung quanh thiết bị khai thác và chế biến đá, với năng lực sản xuất, hệ thống kiểm soát chất lượng và hỗ trợ chuỗi cung ứng dành riêng cho hoạt động khai thác mỏ đá.