Máy khoan đá không bóc tách vật chất, nó dùng dải sóng để làm nổ tung vật chất từ bên trong. Để tối đa hóa Nguyên lý hoạt động máy khoan đá XCMG và cách tối ưu hiệu suất khoan, người điều khiển phải làm chủ Vật lý Sóng Xung kích (Shockwave Physics) và hiện tượng Khúc xạ tại Giao diện tiếp xúc.
Khi xung nén từ búa thủy lực truyền xuống mũi khoan và va chạm với bề mặt đá, Năng lượng không truyền đi 100%. Tỷ lệ năng lượng thực sự đâm xuyên vào khối đá được quyết định bởi Hệ số truyền năng lượng (Energy Transmission Coefficient): $T = \frac{4 Z_1 Z_2}{(Z_1 + Z_2)^2}$, trong đó $Z_1$ là Trở kháng âm học của thép, $Z_2$ là Trở kháng âm học của đá. Nếu mũi khoan không được ép chặt vào mặt đá (do lực đè Feed Pressure yếu), một lớp không khí vi mô xen vào tạo ra trạng thái bất liên tục.
Vì trở kháng âm học của không khí gần như bằng 0, phương trình trên sẽ cho kết quả $T \approx 0$. Nghĩa là toàn bộ năng lượng đập của búa XCMG dội ngược lại (Phản xạ toàn phần), xé rách hệ ren cần khoan thay vì phá đá. Bí quyết tối ưu hiệu suất chính là nghệ thuật điều chỉnh van tịnh tiến: Ép lực đè vừa đủ để nén vỡ mọi lớp không khí giao diện, hợp nhất Trở kháng $Z_1$ và $Z_2$ thành một thể thống nhất. Lúc này, $T$ đạt giá trị cực đại, sóng xung kích găm thẳng vào lõi đá thạch anh, băm nát ma trận tinh thể và đẩy tốc độ xuyên phá (ROP) lên ngưỡng tối đa.
Tham khảo: https://mayxucxcmg.com.vn/nguyen-ly-hoat-dong-may-khoan-da-xcmg/
Khi xung nén từ búa thủy lực truyền xuống mũi khoan và va chạm với bề mặt đá, Năng lượng không truyền đi 100%. Tỷ lệ năng lượng thực sự đâm xuyên vào khối đá được quyết định bởi Hệ số truyền năng lượng (Energy Transmission Coefficient): $T = \frac{4 Z_1 Z_2}{(Z_1 + Z_2)^2}$, trong đó $Z_1$ là Trở kháng âm học của thép, $Z_2$ là Trở kháng âm học của đá. Nếu mũi khoan không được ép chặt vào mặt đá (do lực đè Feed Pressure yếu), một lớp không khí vi mô xen vào tạo ra trạng thái bất liên tục.
Vì trở kháng âm học của không khí gần như bằng 0, phương trình trên sẽ cho kết quả $T \approx 0$. Nghĩa là toàn bộ năng lượng đập của búa XCMG dội ngược lại (Phản xạ toàn phần), xé rách hệ ren cần khoan thay vì phá đá. Bí quyết tối ưu hiệu suất chính là nghệ thuật điều chỉnh van tịnh tiến: Ép lực đè vừa đủ để nén vỡ mọi lớp không khí giao diện, hợp nhất Trở kháng $Z_1$ và $Z_2$ thành một thể thống nhất. Lúc này, $T$ đạt giá trị cực đại, sóng xung kích găm thẳng vào lõi đá thạch anh, băm nát ma trận tinh thể và đẩy tốc độ xuyên phá (ROP) lên ngưỡng tối đa.
Tham khảo: https://mayxucxcmg.com.vn/nguyen-ly-hoat-dong-may-khoan-da-xcmg/