i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu,
kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .......................................................... ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 5
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG ĐÁ Ở VIỆT NAM ........................ 5
1.1.1. Khái quát về môi trường đá ở Việt Nam ......................................... 5
1.1.2. Một số tính chất cơ lý của đá .......................................................... 6
1.1.3. Mô hình động lực học của đá ........................................................ 13
1.2. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ KHOAN ĐÁ XOAY ĐẬP .................. 15
1.3. NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ KHOAN ĐÁ XOAY
ĐẬP ............................................................................................................. 19
1.4. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƯU TRONG KỸ THUẬT . 24
1.4.1. Một số dạng bài toán tối ưu cơ bản ............................................... 24
1.4.2. Một số phương pháp giải bài toán tối ưu và xác định chế độ làm việc
hợp lý ....................................................................................................... 28
1.4.3. Phương pháp thử nghiệm độc lập lần lượt giá trị các tham số ..... 29
Kết luận chương 1 ....................................................................................... 30
Chương 2: MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ KHOAN ĐÁ XOAY ĐẬP
DẪN ĐỘNG THỦY LỰC .............................................................................. 31
iii
2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ
KHOAN ĐÁ XOAY ĐẬP DẪN ĐỘNG THỦY LỰC .............................. 31
2.1.1. Sự phá vỡ của đá khi chịu tải trọng va đập ................................... 31
2.1.2. Các phương pháp khoan đá cơ học ............................................... 33
2.1.3. Phương pháp khoan xoay đập ....................................................... 36
2.1.4. Mô hình tương tác mũi khoan với đá ............................................ 39
2.1.5. Các đặc trưng của máy khoan khảo sát ......................................... 41
2.2. MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ KHOAN XOAY ĐẬP DẪN
ĐỘNG THỦY LỰC .................................................................................... 44
2.2.1. Các giả thiết xây dựng mô hình .................................................... 44
2.2.2. Mô hình động lực học thiết bị khoan đá xoay đập dẫn động thủy lực
................................................................................................................. 45
2.2.3. Thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động ........................... 47
2.3. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA BÀI TOÁN LÝ
THUYẾT ..................................................................................................... 52
2.3.1. Xác định các thông số kết cấu của mô hình .................................. 53
2.3.2. Xác định các thông số về động lực học ........................................ 55
2.3.3. Xác định các thông số của đá ........................................................ 57
2.3.4. Giải hệ phương trình động lực học ............................................... 58
Kết luận chương 2 ....................................................................................... 61
Chương 3: KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẾ ĐỘ
KHOAN VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA THIẾT BỊ
KHOAN XOAY ĐẬP ..................................................................................... 62
iv
3.1. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẾ ĐỘ KHOAN
..................................................................................................................... 62
3.1.1. Ảnh hưởng của tần số đập đến quá trình phá hủy đá .................... 62
3.1.2. Ảnh hưởng của lực đập đến quá trình phá hủy đá ........................ 65
3.1.3. Ảnh hưởng của tốc độ quay choòng khoan đến quá trình phá hủy đá
................................................................................................................. 66
3.2. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA THIẾT BỊ KHOAN
ĐÁ XOAY ĐẬP ......................................................................................... 68
3.2.1. Xây dựng bài toán xác định chế độ làm việc hợp lý của thiết bị khoan
đá xoay đập.............................................................................................. 68
3.2.2. Xác định chế độ làm việc của thiết bị khoan xoay đập ................. 72
Kết luận chương 3 ....................................................................................... 75
Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ................................................ 76
4.1. MỤC TIÊU, CÁC THÔNG SỐ LÀM THỰC NGHIỆM VÀ TRANG
THIẾT BỊ LÀM THỰC NGHIỆM ............................................................. 76
4.1.1. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm ................................................ 76
4.1.2. Các thông số làm thực nghiệm ...................................................... 76
4.1.3. Trang thiết bị làm thực nghiệm ..................................................... 77
4.1.4. Sơ đồ bố trí các đầu đo và các kênh đo ......................................... 83
4.1.5. Phần mềm xử lý số liệu và phương pháp đánh giá sai số thực nghiệm
................................................................................................................. 85
4.2. TỔ CHỨC THỰC NGHIỆM ............................................................... 87
4.2.1. Chuẩn bị làm thực nghiệm ............................................................ 87
4.2.2. Tiến hành thực nghiệm .................................................................. 89
v
4.2.3. Kết quả thực nghiệm ..................................................................... 90
4.2.4. So sánh kết quả lý thuyết với thực nghiệm ................................... 92
Kết luận chương 4 ....................................................................................... 93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 94
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .................................. 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 97
