Sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên

Để sau khi đề tài nghiờn cứu được nghiệm thu cú cơ sở tiếp tục hoàn thiện cụng nghệ và lựa chọn thiết bị sản xuất, trộn nạp, nổ mỡn ở khai trường trờn quy mụ cụng nghiệp, từ năm 2007 Tổn

BỘ KHOA HỌC&CÔNG NGHỆ BỘ CÔNG THƯƠNG

B¸O C¸O KẾT QUẢ thùc hiÖn dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm

“SẢN XUẤT THUỐC NỔ NHŨ TƯƠNG RỜI DÙNG CHO MỎ LỘ THIÊN”

TËp ®oµn c«ng nghiÖp than - kho¸ng s¶n ViÖt nam

tæng C«ng ty c«ng nghiÖp Hãa chÊt má - vinacomin

B¸O C¸O KẾT QUẢ thùc hiÖn dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm

“SẢN XUẤT THUỐC NỔ NHŨ TƯƠNG RỜI DÙNG CHO MỎ LỘ THIÊN”

M· sè : DASXTN.2007/03 (01/2007/H§DA§L)

Chñ nhiÖm dù ¸n C¬ quan chñ tr× dù ¸n

Kü s− Vũ Văn Hµ

Hµ Nội - 4/2011

MỤC LỤC

Mục lục

Mở đầu 1

Phần II Công nghệ chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời trước khi thực hiện dự án

sản xuất thử nghiệm

9

3.3 Các kết quả đạt được của quá trình thực hiện dự án 18

4.2 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn và địa chất công trình ở các mỏ lộ

thiên lớn vùng Quảng Ninh tại một số mỏ sử dụng thuốc nổ NTR 05

4.5 Thống kê các chỉ tiêu kỹ thuật sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời 48

4.6 Nhận xét, đánh giá kết quả sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời 49

Các phụ lục 56

MỞ ĐẦU

Tổng cụng ty cụng nghiệp Húa chất mỏ - Vinacomin (trước đõy là Cụng ty cụng nghiệp Húa chất mỏ - TKV) là một đơn vị được Nhà nước giao nhiệm vụ sản xuất, xuất nhập khẩu, nghiờn cứu ứng dụng cỏc tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, sử dụng vật liệu nổ cụng nghiệp (VLNCN), cung ứng vật liệu nổ cụng nghiệp và làm dịch vụ khoan nổ mỡn cho cỏc ngành kinh tế như : khai thỏc khoỏng sản, xõy dựng, thủy điện, thủy lợi, giao thụng vận tải khi cú nhu cầu Trước những năm 90 của thế kỷ XX, thuốc nổ do Tổng cụng ty cung cấp đều phải nhập khẩu của cỏc nước XHCN (chủ yếu là Liờn Xụ) theo đường Nghị định thư của Chớnh Phủ Từ sau năm 1990, nguồn cung cấp thuốc nổ theo Nghị định thư của Chớnh Phủ khụng cũn nờn việc cung cấp thuốc nổ cho nền kinh tế gặp rất nhiều khú khăn Trước tỡnh hỡnh đú, năm 1992 Cụng ty Coalimex (sau này là Tổng cụng ty cụng nghiệp Húa chất mỏ - Vinacomin) đó hợp tỏc với hóng thuốc nổ ICI của Australia để đưa cụng nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời vào sản xuất và cung ứng cho cỏc mỏ khai thỏc than lộ thiờn tại khu vực Quảng Ninh với hỡnh thức là hợp đồng hợp tỏc kinh doanh Sản phẩm thuốc nổ nhũ tương rời do hóng ICI sản xuất và được sử dụng tại Việt Nam khỏ đa dạng, gồm: thuốc nổ Powergel 2500 (P2520, P2540, P2560, P2541V), Enegen 2600 (E2620, E2640) Thuốc nổ nhũ tương rời là loại thuốc nổ tiờn tiến, đó được sử dụng rộng rói ở nhiều nước trờn thế giới vỡ loại thuốc nổ này nhiều ưu điểm so với cỏc loại thuốc nổ truyền thống, như: cú khả năng chịu nước rất tốt, tỷ trọng cao, khả năng sinh cụng thể tớch lớn, cú thể điều chỉnh thành phần để thớch ứng với cỏc loại đất đỏ cú độ cứng khỏc nhau, an toàn trong sản xuất, bảo quản, vận chuyển và sử dụng, thõn thiện với mụi trường Đặc biệt

là khi sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời thuận lợi cho cơ giới hoỏ quỏ trỡnh nạp mỡn tại khai trường Nhưng trong quỏ trỡnh hợp tỏc sản xuất, phớa ICI luụn giữ độc quyền về cụng nghệ cũng như giỏ thành sản xuất bằng những chi phớ bất hợp lý do ICI đặt ra, vỡ vậy hợp đồng hợp tỏc giữa hai bờn đó kết thỳc vào cuối năm 1997 Để thay thế cho lượng thuốc nổ nhũ tương rời của ICI, Tổng cụng ty đó nghiờn cứu sản xuất và đưa vào sử dụng thành cụng hai loại thuốc nổ dựng cho mỏ lộ thiờn là thuốc nổ ANFO (dựng cho lỗ khoan khụ) và thuốc

nổ ANFO chịu nước (dựng cho lỗ khoan cú nước) Về cơ bản, hai loại thuốc nổ này đó đỏp ứng được nhu cầu về thuốc nổ lộ thiờn trong ngành khai thỏc than thời kỳ sau khi chấm dứt hợp đồng hợp tác sản xuất và sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời với hãng ICI Tuy nhiờn, thuốc nổ ANFO chịu nước vẫn cũn một số nhược điểm cơ bản như: khả năng chịu nước bị hạn chế, tỷ trọng thấp khi nạp mỡn bằng cơ giới; khả năng sinh cụng ở mức trung bỡnh nờn khụng phỏt huy được hiệu quả ở những khai trường ngập nước, cú nước ngầm hoặc đất đỏ

cú độ cứng cao.Cựng với thuốc nổ ANFO chịu nước, cỏc Cụng ty sản xuất thuốc nổ của Tổng cục cụng nghiệp Quốc phũng cũng đó sản xuất thuốc nổ nhũ tương bao gúi với dõy chuyền cụng nghệ nhập khẩu từ Trung Quốc Thuốc nổ nhũ tương bao gúi cú thể nạp được trực tiếp xuống cỏc lỗ khoan nhiều nước cú đường kớnh khỏc nhau nhưng vẫn hạn chế ở mật độ nạp, khả năng sinh cụng và khụng cú khả năng cơ giới húa cụng tỏc nạp thuốc nổ

Cỏc loại thuốc nổ chịu nước đang sử dụng tại Việt Nam đều cú chung nhược điểm

là : mật độ nạp trong lỗ khoan thấp và khụng đồng đều, khụng cơ giới húa được cụng tỏc nạp thuốc xuống lỗ khoan, tốn nhiều nhõn lực thi cụng bãi nổ khi sử dụng; phải vận chuyển một khối lượng lớn thuốc nổ trờn đường

Trước đũi hỏi ngày càng tăng về chất lượng thuốc nổ chịu nước khi cỏc mỏ khai thỏc than lộ thiờn ngày càng xuống sõu, Tập đoàn cụng nghiệp Than - Khoỏng sản Việt Nam, sau khi được sự đồng ý của Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương) đó giao cho

Tổng cụng ty thực hiện đề tài “Nghiờn cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời dựng cho mỏ

khai thỏc lộ thiờn”, thực hiện trong năm 2006, 2007 Nhưng do nhiều lý do cả khách quan

và chủ quan nên quỏ trỡnh nghiờn cứu được triển khai thực hiện từ năm 2006 và đến năm

2009 mới hoàn thành Sản phẩm của đề tài là hai loại thuốc nổ nhũ tương rời dựng cho mỏ khai thỏc lộ thiờn, là thuốc nổ NTR05 dựng cho mụi trường ngập nước (tương tự thuốc nổ Powergel 2500 của ICI) và NTR06 dựng cho mụi trường ẩm và ớt nước tương tự thuốc nổ Enegan 2600 của ICI), đó được đưa vào danh mục Vật liệu nổ cụng nghiệp Việt Nam theo Quyết định số 4203/QĐ-BCT ngày 25/8/2009 của Bộ Cụng Thương Đõy là một loại thuốc nổ cú nhiều ưu điểm:

- Khả năng chịu nước rất tốt, tỷ trọng cao (từ 1,1 - 1,25) nờn cú thể dễ dàng chỡm xuống nước ngay cả nước cú lẫn bựn trong lỗ khoan sõu

- Cú tớnh linh động cao nờn dễ dàng bơm chuyển và lấp đầy cỏc vị trớ ngúc ngỏch của lỗ khoan tạo ra mật độ nạp thuốc cao

- Cú tốc độ nổ và khả năng sinh cụng cao, thớch hợp sử dụng trong mụi trường ngập nước và phỏ cỏc loại đỏ cứng

- Suất phỏ đỏ được nõng lờn, do đú giảm được chi phớ khoan

- Cú khả năng cơ giới húa quỏ trỡnh nạp mỡn, giảm tối đa nhõn lực thi cụng trong quỏ trỡnh sử dụng ở khai trường

- Rất an toàn trong sản xuất, bảo quản, vận chuyển, sử dụng và khụng gõy ụ nhiễm mụi trường

Việc sử dụng thử thuốc nổ nhũ tương rời tại cỏc mỏ trong quỏ trỡnh thực hiện đề tài cho thấy sản phẩm đạt được cỏc yờu cầu đề ra, cú cỏc tớnh năng tương đương với sản phẩm cựng loại do hóng ICI đó sản xuất trước đõy

Để sau khi đề tài nghiờn cứu được nghiệm thu cú cơ sở tiếp tục hoàn thiện cụng nghệ và lựa chọn thiết bị sản xuất, trộn nạp, nổ mỡn ở khai trường trờn quy mụ cụng nghiệp, từ năm 2007 Tổng cụng ty đó đăng ký và được Bộ Khoa học và Cụng nghệ giao

cho chủ trỡ thực hiện Dự ỏn sản xuất thử nghiệm “Sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời dựng

cho mỏ lộ thiờn” trờn cơ sở sử dụng xe trộn nạp di động và nõng cấp dõy chuyền Pilot sản

xuất chất nhũ tương nền sẵn cú của đề tài “Nghiờn cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời

dựng cho mỏ khai thỏc lộ thiờn” với tổng kinh phớ thực hiện là 21.100 triệu đồng (trong đó

Bộ Khoa học & Công nghệ cấp 2.500 triệu đồng và thu hồi 70% = 1.750 triệu đồng trong 2

năm sau khi dự án kết thúc) Thời gian thực hiện Dự án là 2 năm, từ ngày 01/8/2007 đến hết tháng 8/2009

Mục tiờu của dự ỏn:

- Hoàn thiện cụng nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời ở quy mụ cụng nghiệp, nõng cấp cụng suất dõy chuyền Pilot sản xuất chất nhũ tương nền hiện có

- Xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ, quy trỡnh vận hành thiết bị sản xuất ổn định

- Sản xuất 3.000 tấn thuốc nổ NTR05 và 1.000 tấn thuốc nổ NTR06 cú tiờu chuẩn chất lượng đảm bảo, ổn định; sử dụng số thuốc nổ này để nạp nổ mỡn cho cỏc mỏ khai thỏc

lộ thiờn của ngành Than

- Cơ giới húa cụng tỏc trộn nạp thuốc nổ, gión mạng khoan theo tính chất của loại thuốc nổ này để giảm chi phớ khoan nổ, tăng hiệu quả công tác nổ mìn

- Làm cơ sở để tiếp tục lựa chọn, đầu tư trang thiết bị, dõy chuyền sản xuất công nghiệp để triển khai sản xuất ở quy mụ lớn hơn

PhÇn I

Nh÷ng nghiªn cøu vÒ lý thuyÕt thuèc næ nhò t−¬ng rêi

1.1 Khái niệm thuốc nổ nhũ tương rời

Thuốc nổ nhũ tương rời là hỗn hợp của một hệ nhũ tương nghịch (còn gọi là chất nhũ tương nền) với chất tăng nhậy và Amoni nitrat dạng hạt xốp ( NTR 05) hoặc nhũ tương nền, chất tăng nhạy với thuốc nổ ANFO (NTR 06), sản phẩm tạo ra tồn tại ở dạng chảy sệt Chất nhũ tương nền được tạo ra từ dung dịch quá bão hoà của các muối ôxy hóa phân tán trong một pha dầu liên tục dưới tác dụng của chất nhũ hóa thông qua việc khuấy trộn ở tốc độ cao Tuỳ theo điều kiện sử dụng mà tỷ lệ thành phần thuốc nổ nhũ tương rời

có thể thay đổi cho phù hợp (chất nhũ tương nền có trong thành phần thuốc nổ thay đổi từ 30÷70 % khối lượng) Thuốc nổ nhũ tương rời có có ưu điểm nổi bật là có khả năng bơm chuyển tốt trong ®−êng èng Thuốc nổ nhũ tương rời thường được sản xuất ngay trên khai trường của mỏ từ các thành phần nguyên liệu bằng thiết bị chuyên dùng và bơm thẳng vào lỗ khoan nên rÊt an toàn trong suèt quá trình vận chuyển, sản xuất và nạp nổ mìn

1.2 Tính chất hoá lý của thuốc nổ nhũ tương rời

1.2.1 Tính chịu nước: Thuốc nổ nhũ tương rời có hai thành phần chính là chất

nhũ tương nền (NTN) và Amoni nitrat hạt xốp (AN) hoặc thuốc nổ ANFO, bản chất của chất nhũ tương nền là nhũ tương nghịch “nước trong dầu” nên khả năng chịu nước rất tốt

1.2.2 Tỷ trọng: Chất nhò t−¬ng nÒn có tỷ trọng cao (tỷ trọng của NTN =

1,3÷1,4), do đó thuốc nổ nhũ tương rời thường có tỷ trọng cao Đối với thuốc nổ nhũ tương rời chưa tăng nhạy bằng bọt hoá học hoặc vi cầu xốp thì tỷ trọng có thể đạt đến 1,2÷1,3 Các loại thuốc nổ nhũ tương rời được tăng nhạy bằng bọt hoá học hoặc

vi cầu xốp thì tỷ trọng từ 1,1÷1,25 nên thuốc nổ nhũ tương rời dễ dàng chìm trong nước, ngay cả với nước có lÉn bùn khoan

1.2.3 Tính linh động: Chất nhũ tương nền có tính linh động cao nên tỷ lệ chất

nhũ tương nền có trong thuốc nổ nhũ tương rời càng cao thì độ linh động của thuốc

nổ càng lớn Đối với loại thuốc nổ nhũ tương rời có thành phần chất nhũ tương nền chiếm hơn 50% sẽ có dạng từ sệt đến chảy lỏng và đều có khả năng bơm chuyển dễ dàng bằng bơm trục xoắn

1.2.4 Tính ổn định: Tính ổn định của thuốc nổ nhũ tương rời phụ thuộc rất

nhiều vào độ ổn định của chất nhũ tương nền, điều kiện bảo quản thuốc nổ sau khi sản xuất, ngoài ra còn phụ thuộc vào tính chất của các chất tham gia vào thành phần thuốc nổ, chất nhạy hóa v.v…

- Nếu không có tác động lớn đến hệ hỗn hợp chất NTN/AN thì thời gian ổn định của thuốc nổ nhũ tương rời tương đương thời gian ổn định của nhò t−¬ng nÒn

- Thuốc nổ nhũ tương rời tăng nhạy bằng bọt khớ hoỏ học nên cú tớnh an định thấp, nguyờn nhõn do chất tạo bọt khớ cũng như quỏ trỡnh sinh khớ đó ớt nhiều ảnh hưởng đến tớnh chất hoỏ lý của chất nhũ tương nền và do đú làm thuốc nổ kộm ổn định

Vỡ vậy, đối với loại thuốc nổ này người ta thường sản xuất và sử dụng ngay

1.3 Đặc trưng năng lượng nổ

1.3.1 Độ nhạy nổ: Thuốc nổ nhũ tương rời cú khuynh hướng chung là kộm

nhạy nổ, phải được kớch nổ bằng trạm nổ trung gian (như mồi nổ, thuốc nổ cú tớnh nhạy nổ cao) Uy lực và cỏc tớnh năng bị suy giảm theo thời gian bảo quản Đa số thuốc nổ nhũ tương rời nhạy nổ với hầu hết cỏc loại khối mồi nổ cụng nghiệp Tớnh nhạy nổ cũn phụ thuộc vào phương phỏp tăng nhạy Do tớnh kộm nhạy của thuốc nổ nhũ tương rời mà người ta coi thuốc nổ nhũ tương rời là loại thuốc nổ rất an toàn trong sản xuất, vận chuyển và sử dụng

1.3.2 Tốc độ nổ: Thuốc nổ nhũ tương rời kộm nhạy nổ nhưng cú tốc độ nổ

tương đối cao, thường từ 4.000ữ5.000 m/s Nguyờn nhõn là do cú sự liờn kết mật thiết giữa chất chỏy và chất ụxy hoỏ trong chất nhũ tương nền Khả năng phỏt huy được tốc độ nổ đến mức nào cũn phụ thuộc vào phương phỏp tăng nhạy và đường kớnh cũng nh− mức độ bị chèn nén của khối thuốc nổ

1.3.3 Khả năng đập vụn: Cũng nhờ tớnh chất liờn kết mật thiết giữa chất chỏy

và chất ụxy hoỏ trong chất nhũ tương nền, tỷ trọng cao nờn tớnh tập trung năng lượng khi nổ lớn do đú khả năng đập vụn cao, khả năng dồn đống đất đỏ trong nổ mỡn lộ thiờn của thuốc nổ nhũ tương rời cũng rất lớn

1.3.4 Khả năng sinh cụng: Khả năng sinh cụng thuốc nổ nhũ tương rời lớn

hơn thuốc nổ ANFO khụng nhiều nhưng do cú tớnh liờn tục và sự liờn kết mật thiết giữa cỏc cấu tử trong thuốc nổ, tỷ trọng cao, tớnh tập trung năng lượng lớn nờn uy lực nổ cao hơn

1.4 Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thuốc nổ nhũ tương rời

1.4.1 Ảnh hưởng của chất nhũ tương nền :

Chất nhũ tương nền là thành phần quan trọng của thuốc nổ nhũ tương rời:

- Bản thõn cú tớnh chất như cỏc chất oxi hoỏ thụng thường được xếp loại chất ụxy hoỏ cú mức độ nguy hiểm hạng 5.1 (số LHQ: UN 3139), tương đương với Amoni nitrat, nờn vẫn được phộp chuyờn chở bằng ụtụ hoặc tàu hoả

- Tớnh chịu nước cao nhờ cấu trỳc nhũ tương nghịch, là pha liờn tục tạo cho thuốc nổ tớnh chịu nước

- Bản thõn chất nhũ tương nền mang cỏc chất oxi hoỏ và chất chỏy nờn tăng cường năng lượng nổ và tớnh nhạy nổ cho thuốc nổ

- Cú tớnh linh động cao nờn tạo cho thuốc nổ cú tớnh linh động cao khi cú hàm lượng chất nhũ tương nền cao, sử dụng bơm chuyển dễ dàng

- Có tỷ trọng cao nên tạo được thuốc nổ có tỷ trọng cao

- Tuổi thọ của nhũ tương nền quyết định tuổi thọ của thuốc nổ nhũ tương rời

- Có thể tạo môi trường pH ổn định để phù hợp cho việc tăng nhạy bằng phương pháp tạo phản ứng hoá học sinh bọt khí

- Được chế tạo từ các thành phần ít độc hại, tính ít bay hơi, ít phân huỷ ở điều kiện thông thường nên thân thiện với môi trường

1.4.2 Ảnh hưởng của chất oxi hoá dạng hạt:

Chất oxi hoá dạng hạt thông dụng cho thuốc nổ nhũ tương rời là Amoni nitrat hạt xốp Tuỳ vào loại thuốc nổ mà Amoni nitrat hạt xốp phối trộn với chất nhũ tương nền ở các dạng khác nhau

1.4.2.1 Dạng thuốc nổ nhũ tương rời tăng nhạy bằng vi cầu rắn xốp hoặc bọt khí:

Amoni nitrat hạt xốp phối trộn trực tiếp với nhũ tương nền sau đó mới cho chất tăng nhạy Ở dạng thuốc nổ này lượng Amoni nitrat hạt xốp thường ít hơn chất nhũ tương nền nhưng tính chất của Amoni nitrat vẫn quyết định lớn đến chất lượng thuốc

nổ Độ tinh khiết của AN càng cao thì các đặc trưng năng lượng nổ của thuốc nổ càng cao Tỷ trọng hạt của AN càng cao (độ xốp của AN thấp, diện tích bề mặt mao quản ít) thì tỷ trọng của thuốc nổ cũng cao hơn, tính tập trung năng lượng khi nổ cao hơn do tỉ trọng cao, nhưng tính nhạy nổ của thuốc nổ kém hơn do số lỗ xốp trong bản thân AN ít, do từng hạt AN là một phần của các tâm nổ Hạt AN càng xốp, khi tăng nhạy bằng bọt khí cho vào dưới dạng dung dịch thì dung dịch dễ thâm nhập vào hạt AN hơn làm tan chảy hạt AN do đó tính an định của thuốc nổ có phần kém đi

Cỡ hạt của AN ảnh hưởng tương đối lớn đến chất lượng thuốc nổ nhũ tương rời, cỡ hạt càng nhỏ thì thuốc nổ có tính nhạy nổ cao vì sự phân bố AN trong nhũ tương nền càng đồng đều, nhưng thời gian an định của thuốc nổ sẽ kém hơn do hạt càng nhỏ thì khả năng biến đổi về trạng thái của AN càng cao, nhất là khi tiếp xúc với dung dịch tạo bọt khí

1.4.2.2 Dạng thuốc nổ nhũ tương rời phối trộn giữa chất nhũ tương nền với

AN hạt xốp, dầu Diezel: các chỉ tiêu kỹ thuật của AN và dầu Diezel tuân theo yêu

cầu kỹ thuật nguyên liệu AN và Diezel dùng cho sản xuất ANFO Một đặc điểm rất quan trọng là khả năng hấp phụ dầu của AN phải đảm bảo để tránh hiện tượng lượng dầu Diezel không thấm vào mao quản mà nằm lại trên bề mặt hạt AN quá lớn sẽ gây

ra pha loãng và phá vỡ cấu trúc nhũ tương nền làm cho thuốc nổ có thời gian an định kém

1.4.3 Ảnh hưởng của các chất tăng nhạy:

Phương pháp tăng nhạy bằng dùng chất tạo lỗ xốp (ví dụ như vi cầu thuỷ tinh): tính tăng nhạy kém hơn dùng biện pháp dùng chất hoá học để tạo bọt gián

tiếp Nếu vi cầu càng đặc (không có tính xốp), hạt càng to thì tính tăng nhạy càng kém Bản chất vi cầu là chất càng trơ thì tính tăng nhạy cũng càng kém vì khi nổ chúng hấp thụ nhiệt làm giảm nhiệt độ tâm nổ

Phương pháp tăng nhạy thuốc nổ bằng cách tạo bọt khí: có ưu điểm công nghệ đơn giản, tính an toàn trong sản xuất và sử dụng cao, ít độc hại, giá thành hạ,

sử dụng tốt để tăng nhạy cho thuốc nổ dạng nhũ tương và dạng sệt Để thuốc nổ có tính nhạy nổ tốt nhất là khi tạo được bọt khí có kích cỡ 5÷10 µm, độ phân tán đồng đều, thể tích bọt chiếm chỗ tối ưu là 5÷7 % thể tích thuốc nổ Nhược điểm: làm giảm

tỷ trọng của thuốc nổ nhất là khi yêu cầu phải dùng thuốc nổ có tỷ trọng cao Khi sử dụng chất hoá học để tạo bọt gián tiếp trong thể tích khối thuốc nổ dạng nhũ tương thì sẽ làm giảm thời gian an định của thuốc nổ nhất là khi môi trường pH của nhũ tương không đảm bảo hoặc không có biện pháp khống chế quá trình sinh bọt, kích thước bọt, tổng thể tích bọt chiếm chỗ

Việc nghiên cứu điều chỉnh tỷ trọng thuốc nổ, cỡ hạt khí, sự phân tán đều bọt khí, khống chế thể tích khí chiếm chỗ để đảm bảo thời gian an định của thuốc nổ dạng nhũ tương là việc làm rất khó khăn vì đây là việc nghiên cứu ảnh hưởng cả về mặt hoá học và lý học Các thuốc nổ dùng chất tạo bọt gián tiếp từ trước đến nay của các hãng thuốc nổ trên thế giới đều có thời gian an định ngắn Để đảm bảo tỷ trọng

và độ nhạy nổ thì thuốc nổ phải sử dụng ngay, phối trộn đến đâu đưa xuống lỗ mìn đến đó và khởi nổ sau đó không lâu

Để thuốc nổ nhũ tương rời có tính nhạy nổ và tỷ trọng tốt thì độ pH của nhũ tương mới chỉ là điều kiện cần nhưng chưa đủ Để khống chế quá trình tạo bọt, chất lượng bọt khí nhằm cho việc tăng nhạy hiệu quả (thuốc nổ đảm bảo nhạy nổ như yêu cầu, tỷ trọng hợp lý, thời gian an định cao) cần thiết phải nghiên cứu cho thêm các chất phụ gia cần thiết khác như phụ gia ổn định bọt, phụ gia làm thay đổi tốc độ tạo bọt cho vào trong quá trình tạo nhũ và cho vào khi phối trộn thành thuốc nổ

1.4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ chất NTN và AN hạt xốp hoặc thuốc nổ ANFO:

Khả năng sinh công của thuốc nổ phụ thuộc vào nhiệt lượng nổ, thể tích khí

nổ và tốc độ giải phóng chúng sinh ra khi nổ Thể tích khí nổ, nhiệt lượng nổ càng cao, tốc độ nổ càng lớn thì khả năng sinh công của thuốc nổ càng cao Tỷ lệ NTN/AN hoặc NTN/ANFO ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh công của thuốc

nổ NTR

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến đường kính giới hạn, đường kính tới hạn của thuốc nổ nhũ tương rời

1.5.1 Đường kính tới hạn của thuốc nổ:

Đường kính tới hạn của thuốc nổ là đường kính nhỏ nhất của thỏi thuốc nổ

mà tại đó khi nổ sự tổn thất hoá học do các sự phân tán biên làm yếu năng lượng của sóng đến mức chúng không còn khả năng gây tiếp phản ứng hoá học trong các lớp

thuốc nằm ở phía trước dẫn đến sự nổ bị ngừng Nói cách khác đường kính tới hạn của thuốc nổ là đường kính nhỏ nhất của loại thuốc nổ đó mà thuốc nổ có thể nổ được khi kích nổ thích hợp

Giá trị của đường kính tới hạn đặc trưng cho khả năng nổ của thuốc nổ Nếu thỏi thuốc nổ có thể nổ được ở đường kính bé hơn thì khả năng nổ của thuốc nổ cao hơn Nhưng giá trị này chỉ có ý nghĩa trong những điều kiện nhất định Các điều kiện này có thể là nổ ngoài không khí, ở các lớp vỏ bọc chất liệu khác nhau (giấy, vỏ thuỷ tinh, vỏ thép ) Trong một số nghiên cứu cho thấy đường kính tới hạn luôn phụ thuộc vào mật độ của thuốc nổ, ở một số thuốc nổ đường kính tới hạn tăng khi mật độ tăng, ở một số thuốc nổ khác lại giảm xuống

1.5.2 Đường kính giới hạn của thuốc nổ:

Đường kính nhỏ nhất của thỏi thuốc nổ khi nổ có tốc độ nổ gần như không thay đổi so với tốc độ nổ chính loại thuốc nổ đó đặt trong vỏ bọc có đường kính lớn

vô hạn thì được gọi là đường kính giới hạn nổ của thuốc nổ đó

Việc xác định thông số đường kính giới hạn của thuốc nổ tương đối quan trọng vì đây là thông số liên quan đến vấn đề sử dụng hiệu quả thuốc nổ Biết được đường kính giới hạn đối với thuốc nổ chúng ta sẽ đóng thỏi ở các đường kính phù hợp để thuốc nổ có thể nổ hiệu quả, hoặc sử dụng thuốc nổ với các đường kính lỗ khoan phù hợp để thuốc nổ nổ hiệu quả nhất

1.6 Ứng dụng của thuốc nổ nhũ tương rời

Với đặc điểm tỷ trọng lớn (thường từ 1,1÷1,25), khả năng chịu nước tốt, khả năng sinh công cao, tốc độ nổ và độ phá vụn lớn, nên thuốc nổ nhũ tương rời được

sử dụng nổ mìn phá đá có độ cứng cao, trong điều kiện lỗ khoan có nước ở độ sâu lớn Do có độ linh động cao nên thuận lợi cho công tác cơ giới hoá khâu nạp mìn Bằng thiết bị sản xuất và nạp mìn chuyên dụng, thuốc nổ nhũ tương rời được phối trộn ngay tại miệng lỗ khoan và bơm xuống lỗ khoan từ đáy Nước trong lỗ khoan bị đẩy trào toàn bộ lên phía trên mà không bị trộn lẫn với thuốc nổ, vì vậy các đặc tính

nổ của thuốc nổ được đảm bảo Độ linh động của thuốc nổ nhũ tương rời phải được chế tạo hợp lý sao cho vừa dễ bơm vừa ít mất mát (khó chảy vào các khe nứt, khoảng phân lớp, tiếp giáp có thể xuất hiện trong thành lỗ mìn) trong quá trình nạp vào lỗ mìn Nhờ ưu điểm ống bơm nhỏ, có thể bơm được xuống dưới đáy lỗ khoan

mà thuốc nổ nhũ tương rời có thể được nạp nổ ở những lỗ khoan có đường kính xuống đến 75 mm với chiều sâu lớn

Các nguyên liệu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời đều chưa phải là thuốc nổ nên rất an toàn trong vận chuyển lên khai trường để trộn nạp trực tiếp, có thể điều chỉnh được thành phần theo ý muốn

Nhờ có những ưu điểm nổi bật như trên, nên thuốc nổ nhũ tương rời đã được

sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực nổ mìn ở những khu vực ngập nước và đá cứng

PhÇn II

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THUỐC NỔ NHŨ TƯƠNG RỜI TRƯỚC KHI THỰC

HIỆN DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM 2.1 Công nghệ sản xuất chất nhũ tương nền dùng sản xuất thuốc nổ NTR

Kết quả đạt được của đề tài “Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương nền dùng chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời” là đã nghiên cứu chế tạo được chất nhũ tương nền có các chỉ tiêu kỹ thuật đáp ứng yêu cầu cho chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời, trong đó: chất nhũ tương nền xếp hạng 5.1 ngang với các chất oxi hoá thông thường - chưa phải là thuốc nổ (theo quy định LHQ: UN 3139 của Liên Hiệp Quốc), độ nhớt 350÷450 cP cho phép bơm chuyển dễ dàng, cỡ hạt nhũ: 0,5÷3 µm, thời gian ổn định của nhũ: trên 3 tháng, khả năng chịu nước: tốt, độ ổn định điện thế >117,5V, khối lượng riêng: 1,28÷1,34 g/cm3, độ pH: 3,9±0,2, sử dụng tốt cho sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời

Kết quả của đề tài cũng đã nghiên cứu được quy trình công nghệ chế tạo chất NTN dùng làm nguyên liệu cho sản xuất thuốc nổ NTR dùng cho mỏ lộ thiên

Sơ đồ công nghệ sản xuất chất nhũ tương nền

Các muối ôxy hoá Chất ổn định Chất nhũ hoá Dầu nền

85-100 o C 85-100 o C

Nước ổn nhiệt

Thùng có khuấy,

trao đổi nhiệt

Thùng có khuấy, trao đổi nhiệt

Pha dầu Pha nước

Bơm, định

lượng

Cấp nhiệt

Bơm, định lượng

Thiết bị tạo nhũ trung gian

Thiết bị tạo nhũ tinh (TB khuấy cánh tĩnh/động, tốc

độ trên 2000vòng/phút)

Bơm nhũ (bơm trục xoắn)

Nhũ tương nền Thiết bị chứa sản

phẩm nhũ tương nền

2.2 Công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời

Sau khi chất nhũ tương nền được nghiên cứu chế tạo thành công, Tổng công

ty Công nghiệp Hoá chất Mỏ - Vinacomin đã sử dụng chất nhũ tương nền để tạo thuốc nổ nhũ tương rời theo chương trình nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên, thời gian thực hiện từ tháng 4 năm 2006 đến tháng 2 năm

2009 kết quả áp dụng đã chế tạo được hai loại thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 dùng cho lỗ khoan ngập nước và NTR06 dùng cho lỗ khoan ít nước, nghiên cứu xác lập được công nghệ và thiết bị sản xuất hai loại thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 và NTR06

2.2.1 Kết quả chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho lỗ khoan ngập nước NTR 05:

Thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho lỗ khoan ngập nước NTR05, có thành phần chủ yếu từ chất nhũ tương nền, amoni nitrat hạt xốp, chất tăng nhạy Nhờ các đặc tính của chất nhũ tương nền mà thuốc nổ có dạng chảy sệt dễ dàng bơm chuyển nạp mìn trực tiếp xuống lỗ mìn bằng xe chuyên dụng nên tính tự động hoá cơ giới hoá tăng, năng suất nổ mìn cao, tính chịu nước cao nên nổ mìn được ở điều kiện lỗ khoan ngập nước, tỷ trọng thuốc nổ cao do đó nạp mìn được ở các điều kiện lỗ khoan có mùn, huyền phù mà thuốc nổ vẫn chìm xuống đáy và đẩy nước, bùn lên trên và ra ngoài, công nổ lớn cường độ nổ cao thích hợp cho nổ mìn phá vỡ đất đá với các loại đất đá độ cứng từ thấp đến cao, đường kính giới hạn nổ tương đối nhỏ nên thích hợp với hầu hết các loại lỗ khoan dùng trong nổ mìn lộ thiên hiện nay, thuốc nổ được chế tạo từ các nguyên liệu ít độc hại nên rất thân thiện với con người cũng như môi trường, an toàn cao, giá thành thấp Các chỉ tiêu kỹ thuật của thuốc nổ: tỷ trọng: 1,15÷1,22; kh¶ n¨ng sinh công: 320÷350 cm3; tốc độ nổ: 4.000÷5.000 m/s; khả năng chịu nước: tốt; đã sử dụng tốt ở các đường kính lỗ khoan ≥ 125mm, phương tiện gây nổ hiệu quả: các loại mồi nổ năng lượng cao 175g, 400g…, thời gian ổn định: 1 tháng

Công nghệ chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 trên xe trộn nạp chuyên dụng: một tính hiệu dụng quan trọng của thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 là có thể trộn nạp bằng xe trộn nạp chuyên dụng tại khai trường, khi chuyên chở lên khai trường chỉ là các nguyên liệu chưa phải là thuốc nổ, tại khai trường xe trộn nạp sẽ tiến hành vừa trộn vừa nạp trực tiếp xuống lỗ khoan, hỗn hợp chỉ là thuốc nổ khi được nạp xuống lỗ khoan do đó rất an toàn trong sản xuất Thuốc nổ NTR05 được thiết kế thích hợp với các loại xe trộn nạp chuyên dùng hiện nay, hiện nay xe trộn nạp chuyên dụng được sử dụng cho việc trộn nạp thuốc nổ NTR05 là loại xe Volvo được đặt hàng chế tạo phần trộn nạp từ hãng TENAGA của Malaysia, xe trộn nạp có sức chứa nguyên liệu để đủ sử dụng cho sản xuất và nạp mìn 22 tấn thuốc nổ, tốc độ sản xuất và nạp mìn 250 kg/phút

Sơ đồ công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời NTR05

Thiết bị trộn nạp thuốc nổ di động: Là một hệ thống thiết bị dùng để phối

trộn các loại nguyên liệu để tạo ra thuốc nổ nhũ tương rời Hệ thống thiết bị này được lắp đặt trên một ôtô satsi để có thể vận chuyển và trộn nạp thuốc nổ tại các khai trường Hệ thống thiết bị gồm:

Xe vận chuyển: thường được sử dụng xe tải hạng trung đến hạng nặng

Hệ thống nạp chứa nguyên liệu gồm:

- Khoang chứa Amoni nitrat hạt xốp

- Khoang chứa nhũ tương nền

- Khoang chứa nước

- Khoang chứa hoá chất t¹o bät khÝ

Hệ thống nạp chứa nguyên liệu được chế tạo bằng thép không gỉ

Hệ thống thuỷ lực: Hệ thống thuỷ lực gồm 1 bơm dầu thuỷ lực tạo áp trong

toàn hệ thống để vận hành các động cơ thuỷ lực

Ống dẫn có bố trí cánh trộn tĩnh Bơm, định lượng

Bơm, định lượng Ống dẫn có bố trí hệ thống tiêm

nước làm trơn

Lỗ khoan Bơm, định lượng

- 01 Auger dài: auger thường được đặt nghiêng hướng lên về phía đầu ra của hỗn hợp trộn (góc nghiêng và chiều dài tuỳ thuộc thiết kế) Trục auger được dẫn động bằng động cơ thuỷ lực, có khả năng điều chỉnh được tốc độ trộn

- 01 bơm trục xoắn, động cơ thuỷ lực: dùng để bơm chất nhũ tương nền

- 01 bơm dạng vít xoắn tải hở: dùng để vận chuyển các hạt chất rắn

Cả hai bơm này có khả năng điều chỉnh được lưu lượng để điều chỉnh thành phần các loại nguyên liệu vào auger trộn theo đúng tỷ lệ của thuốc nổ thiết kế

- 01 khoang chờ: khoang chờ là khoang chứa hỗn hợp sau khi phối trộn qua auger dài

Hệ thống trộn chất tăng nhạy và bơm chuyển thuốc nổ, gồm:

- Hệ thống bơm cấp tác nhân tạo bọt khí: axit và chất sinh khí

- Để đảm bảo an toàn trong sản xuất hiện nay chất tăng nhạy được trộn và bơm trực tiếp vào trong đường vận chuyển hỗn hợp AN/NTN Nhờ có thêm cấu trúc cánh trộn tĩnh chất tăng nhạy được trộn đồng đều trong quá trình bơm chuyển, với hình thức này hỗn hợp qua bơm chỉ là hỗn hợp AN/NTN chưa phải là thuốc nổ nên rất an toàn trong sản xuất

Hệ thống bơm nạp thuốc nổ xuống lỗ khoan, bao gồm:

- 01 bơm trục xoắn: dẫn động cũng bằng động cơ thuỷ lực, có thể điều chỉnh được lưu lượng bơm theo thiết kế thuốc nổ, dựa vào lưu lượng này mà phương pháp trộn chất tăng nhạy bằng cánh tĩnh có thể điều chỉnh lưu lượng của các hoá chất là tác nhân tăng nhạy cho phù hợp

- Hệ thống cấp nước trợ bơm: với việc sử dụng đường ống dài để nạp thuốc

nổ vào lỗ khoan, do thuốc nổ có độ nhớt lớn nên trở lực của dòng thuốc nổ trên đường ống là rất lớn, để giảm bớt trở lực trên đường ống trong quá trình bơm người

ta cho thêm một dòng nước vào làm trơn thành đường ống do đó thuốc nổ được bơm chuyển dễ dàng, lưu lượng đảm bảo Dòng nước này được cấp nhờ một hệ thống bơm và được điều chỉnh với một tỷ lệ rất nhỏ nên không làm ảnh hưởng đến chất lượng thuốc nổ cũng như quá trình nạp mìn

- Hệ thống ống dẫn nạp thuốc nổ: dùng loại ống cao su hoặc nhựa tổng hợp có khả năng cuộn dễ dàng, ít bị biến dạng theo tiết diện ngang, mặt trong nhẵn Kích thước ống sử dụng tuỳ thuộc vào công suất xe và đường kính lỗ khoan sử dụng, ống được cuộn trên một tang trống có gắn động cơ để có thể trải ra và thu ống khi vận hành

Hệ thống điều khiển: dạng điều khiển bằng phần mềm chuyên dụng và điều

khiển bằng nút bấm bằng tay

Ngoài các hệ thống cơ bản trên còn có các hệ thống: hệ thống cấp nước làm mát các động cơ, hệ thống rửa

Nguyên lý hoạt động:

NTN và AN hạt xốp chứa trong các ngăn chứa được bơm đến auger, hỗn hợp

AN hạt xốp và NTN được trộn đều sau khi đi qua auger theo tỷ lệ được thiết kế

Hỗn hợp AN hạt xốp/NTN (chưa phải là thuốc nổ) sau đó được bơm chuyển qua đường ống dẫn và nạp trực tiếp xuống lỗ khoan theo khối lượng đã thiết kế qua cài đặt trên hệ thống điều khiển Trong quá trình bơm chuyển hỗn hợp này được trộn thêm chất tăng nhạy với tỷ lệ nhất định để tạo thành thuốc nổ sau khi được nạp xuống lỗ khoan

Thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho lỗ khoan ngập nước NTR05 được trộn nạp trên

xe trộn nạp chuyên dụng được thực hiện nổ mìn tại các khai trường của Công ty Cổ phần Than Hà Tu - TKV kết quả nổ mìn đều phá vỡ đất đá tốt, hiệu quả nổ mìn cao, được Công ty Cổ phần Than Hà Tu - TKV đánh giá cao

2.2.2 Kết quả nghiên cứu thuốc nổ NTR06 dùng cho lỗ khoan ít nước:

Với điều kiện nổ mìn với lỗ khoan ít nước hoặc ẩm ướt, điều kiện bãi mìn có địa hình khó thi công việc sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời dạng bao gói NTR06 là hoàn toàn phù hợp và giảm giá thành, thuốc nổ NTR06 được chế tạo với thành phần: 30% chất nhũ tương nền và 70% thuốc nổ ANFO, thông số kỹ thuật của thuốc nổ NTR06: tỷ trọng: 1,05÷1,15; kh¶ n¨ng sinh công: 320÷340 cm3; sức nén trụ chì (trong ống thép): 19÷21 mm; tốc độ nổ ổn định: 4.100÷4.600 m/s; khả năng chịu nước (ngâm nước 4giờ): tốt; đã

sử dụng hiệu quả ở các đường kính lỗ khoan ≥ 125 mm; phương tiện kích nổ hiệu quả: mồi nổ năng lượng cao 175g hoặc 400g, thời gian ổn định: 3 tháng

Sơ đồ công nghệ chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời NTR06

Chất nhũ tương nền Amoni nitrat hạt xốp

Định lượng Định lượng

Phối trộn tạo ANFO

Lượng thuốc nổ nhũ tương rời sản xuất trong quá trình nghiên cứu chế tạo hai loại thuốc nổ nhũ tương rời của đề tài tổng cộng là 50 tấn Toàn bộ số thuốc nổ này được sử dụng để nổ mìn cho các mỏ khai thác than lộ thiên

Việc sản xuất và nạp mìn đối với thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho lỗ khoan nhiều nước NTR05 đã được nghiên cứu thực hiện trên xe trộn nạp chuyên dụng được đặt hàng từ hảng TENAGA - KIMIA của Malaysia Tuy nhiên để sử dụng tốt

xe trộn nạp phục vụ cho sản xuất trộn nạp thuốc nổ với quy mô công nghiệp cần phải thực hiện thử nghiệm đầy đủ về lưu lượng các thành phần nhũ tương nền, amoni nitrat hạt xốp, chất tăng nhạy, nước trợ bơm, khả năng trộn đồng đều, tính ổn định của các chi tiết thiết bị chuyên dụng trên xe

Như vậy, việc áp dụng kết quả nghiên cứu vào triển khai sản xuất công nghiệp là hết sức cần thiết, trong đó cần nghiên cứu để ổn định về công nghệ trong sản xuất chất nhũ tương nền, thuốc nổ nhũ tương rời, thử nghiệm đầy đủ các thông

số kỹ thuật cần thiết, điều kiện áp dụng thực tế, đánh giá tính ổn định và hiệu quả sử dụng của sản phẩm Để thực hiện được dự án sản xuất thử nghiệm 4.000 tấn thuốc

nổ nhũ tương rời, với các kết quả nghiên cứu có được từ các đề tài nghiên cứu cần tiếp tục thực hiện các công việc như sau:

3.1.1 Đầu tư cơ sở hạ tầng:

Xây dựng bổ sung thêm sân, nhà xưởng, kho chứa phục vụ cho công tác sản xuất của dự án sản xuất thử nghiệm

Cải tạo hệ thống điện, cấp thoát nước đảm bảo phù hợp với công nghệ sản xuất chất nhũ tương nền và thuốc nổ nhũ tương rời

Mua mới máy móc thiết bị cho dây chuyền thiết bị sản xuất chất nhũ tương nền, thuốc nổ nhũ tương rời để nâng cấp lên đáp ứng công suất sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời đạt 4.000 tấn/năm

Trang bị các thiết bị, dụng cụ cho việc đo đạc các thông số kỹ thuật của nguyên liệu và sản phẩm thuốc nổ nhũ tương rời

3.1.2 Hoàn thiện công nghệ sản xuất:

Khảo sát thiết bị và trao đổi công nghệ sản xuất: nắm bắt được công nghệ và làm chủ được quy trình vận hành thiết bị sản xuất của hãng TENAGA - Malaysia

Đào tạo cán bộ công nghệ và công nhân sản xuất: Một số cán bộ kỹ thuật và công nhân làm chủ được công nghệ và thiết bị sản xuất

Sản xuất thử để hoàn thiện quy trình sản xuất trên thiết bị sản xuất cố định và

di động

Xây dựng quy trình công nghệ và quy trình vận hành thiết bị ổn định

3.1.3 Xin cấp phép đưa xưởng sản xuất và hoạt động

3.1.4 Sản xuất, tiêu thụ sản phẩm: sản phẩm có chất lượng ổn định, đạt các

chỉ tiêu kỹ thuật đã đặt ra

3.2 Tóm tắt quá trình tổ chức sản xuất thử nghiệm

3.2.1 Về năng lực triển khai thực nghiệm và hoàn thiện công nghệ theo mục tiêu dự án:

Tổng công ty Công nghiệp Hoá chất mỏ - Vinacomin với các chức năng nhiệm vụ chính: sản xuất, phối chế - thử nghiệm Vật liệu nổ Công nghiệp (VLNCN); xuất khẩu, nhập khẩu VLNCN, nguyên liệu, hoá chất để sản xuất VLNCN; bảo quản, đóng gói, cung ứng, dự trữ Quốc gia về VLNCN; sản xuất cung ứng : dây điện, bao bì đóng gói thuốc nổ, giấy sinh hoạt, than sinh hoạt, vật liệu xây dựng; thiết kế thi công xây lắp dân dụng, các công trình giao thông thuỷ lợi, thiết kế công trình, khai thác mỏ; may hàng bảo hộ lao động, hàng may mặc xuất khẩu; làm dịch vụ khoan nổ mìn cho các mỏ lộ thiên, hầm lò kể cả nổ mìn dưới nước theo yêu cầu của khách hàng; nhập khẩu vật tư thiết bị và nguyên vật liệu may mặc Cung ứng xăng dầu và vật tư - thiết bị; vận tải đường bộ, sông, biển, quá cảnh, các hoạt động cảng vụ và đại lý vận tải biển, sửa chữa phương tiện vận tải, thi công cải tạo phương tiện cơ giới đường bộ; dịch vụ ăn- nghỉ Bên cạnh đó Tổng công ty có đội

ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân kỹ thuật có trình độ cao, tay nghề thành thạo trong công nghệ sản xuất thuốc nổ, khoan nổ mìn, khai thác mỏ đặc biệt là công nghệ sản xuất thuốc nổ công nghiệp dạng nhũ tương, có đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật giàu kinh nghiệm trong việc nghiên cứu phối chế sản xuất vật liệu nổ công nghiệp

cụ thể với kết quả thành công của việc thực hiện hai đề tài “Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương nền dùng chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời”, “Nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên”; kết quả sản xuất nổ mìn với thuốc nổ nhũ tương rời bằng xe chuyên dụng là nền tảng cho việc thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm thuốc nổ nhũ tương rời

3.2.2 Quá trình phối hợp với các đơn vị trong và ngoài ngành Than:

Phối hợp với Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp - Viện Khoa học công nghệ

Mỏ TKV: để thực hiện dự án Tổng công ty đã hợp đồng với Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp về việc cung cấp nguyên liệu chất nhũ tương nền, chất tăng nhạy cho việc sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời; đã phối hợp cùng với các chuyên gia của Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp trong việc thử nghiệm kiểm soát các thông số công nghệ, cách vận hành thiết bị trộn nạp, phương pháp nạp mìn hiệu quả trong sản xuất và nạp thuốc nổ nhũ tương rời trên xe chuyên dụng cho các mỏ lộ thiên Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp đã cung cấp tài liệu kỹ thuật liên quan và tổ chức đào tạo cho công nhân của Công ty về kỹ năng sản xuất chất nhũ tương nền, vận hành xe trộn nạp, phương pháp nổ mìn hiệu quả

Phối hợp với hãng TENAGA- Malaysia: Tổng công ty đã phối hợp với hãng TENAGA trong việc cung cấp xe trộn nạp thuốc nổ nhũ tương rời di động, giải quyết các vấn đề kỹ thuật về xe trộn nạp

Phối hợp với các công ty Than thuộc TKV (Công ty CP Than Núi Béo, Hà

Tu, Tây Nam Đá Mài, Đèo Nai, Cọc Sáu ) trong việc thiết kế và nổ mìn tại các khai trường lộ thiên bằng thuốc nổ nhũ tương rời trên xe di động

Phối hợp với các Công ty Cơ khí, Điện, Điện tử trong việc thiết kế nâng cấp dây chuyền thiết bị sản xuất chất nhũ tương nền, thuốc nổ nhũ tương rời

3.2.3 Địa điểm thực hiện dự án:

Khu vực Quảng Ninh là địa điểm thuận lợi nhất cho việc triển khai dự án vì nơi đây tập trung đa số các khai trường lộ thiên lớn của các Công ty Than với đầy đủ các dạng địa chất công trình, địa chất thuỷ văn khác nhau, có cơ sở sản xuất thuốc

nổ công nghiệp, dịch vụ khoan nổ mìn và hệ thống kho chứa VLNCN và tiền chất thuốc nổ là Công ty Công nghiệp Hoá chất mỏ Quảng Ninh và Công ty Công nghiệp Hoá chất Mỏ Cẩm Phả; có cơ sở nghiên cứu - thử nghiệm chuyên về vật liệu nổ công nghiệp và cơ sở sản xuất chất nhũ tương nền được cấp phép của Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp Khu vực có điều kiện giao thông thuỷ, bộ thuận lợi cho việc chuyên chở nguyên liệu và sản phẩm Việc thực hiện dự án tại Phường Hà khánh,

Thành phố Hạ Long, Tỉnh Quảng Ninh đã tận dụng tối đa được cơ sở vật chất như mặt bằng, nhà xưởng, nhà kho, thiết bị sản xuất chất nhũ tương nền, xe trộn nạp chuyên dụng, phương tiện vận tải mà kết quả của việc thực hiện các đề tài nghiên cứu có được và từ cơ sở sản xuất vật liệu nổ công nghiệp; Tận dụng được lực lượng cán bộ khoa học kỹ thuật cũng như công nhân sản xuất vật liệu nổ đã qua đào tạo cơ bản hiện có Để triển khai dự án với mặt bằng sẵn có đã triển khai mở rộng thêm nhà xưởng sản xuất chất nhũ tương nền, xây dựng thêm các kho chứa nguyên liệu, xây dựng các hệ thống xử lý nước thải, thiết bị thu gom và xử lý chất thải rắn để đáp ứng yêu cầu cho thực hiện dự án

3.2.4 Trang thiết bị chủ yếu đảm bảo cho việc triển khai dự án sản xuất thử nghiệm:

Để thực hiện dự án việc đầu tiên đã nâng cấp được dây chuyền sản xuất chất nhũ tương nền từ dây chuyền dạng Pilot công suất 2 tấn/ngày (là kết quả của các đề tài nghiên cứu) thành dây chuyền dạng bán công nghiệp công suất 05tấn/ca Dây chuyền bán công nghiệp trên có khả năng điều chỉnh và điều khiển kiểm soát các thông số công nghệ thông qua các đồng hồ, senso cảm biến và van điện từ và lưu lượng kế đồng thời có thể điều chỉnh hệ thống bằng tay, từ hệ thống gia nhiệt bằng

sử dụng năng lượng điện đã chuyển sang hệ thống gia nhiệt bằng nhiên liệu dầu với công suất lớn, tiết kiệm năng lượng

Đã đầu tư lắp đặt được hệ thống bơm chuyển chất nhũ tương nền từ bồn chứa lên xe chuyên dụng gồm hệ thống bơm chuyển rót trực tiếp vào thùng xe, hệ thống

đo đếm khối lượng điện tử

Sử dụng xe trộn nạp thuốc nổ nhũ tương rời chuyên dụng hãng TENAGA để sản xuất và nạp thuốc nổ NTR05

Sử dụng các phương tiện vận tải hiện có để chuyên chở nguyên liệu

Ngoài các thiết bị đo đạc hiện đã đầu tư thêm một số trang thiết bị để đo đạc các thông số công nghệ của các nguyên liệu và thuốc nổ nhũ tương rời

3.2.5 Nguyên liệu:

Để thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm đã sử dụng các nguyên liệu chủ yếu

là chất nhũ tương nền, amoni nitrat hạt xốp, chất tăng nhạy Trong các loại nguyên liệu này chất nhũ tương nền và chất tăng nhạy được cung cấp trong nước bởi Trung Tâm vật liệu nổ công nghiệp - Viện KHCN Mỏ TKV, còn amoni nitrat hạt xốp, amoni nitrat tinh thể, natri nitrat tinh thể hiện nay được Tổng công ty nhập khẩu chủ yếu từ Trung Quốc

Về công nghiệp hoá chất cơ bản hiện nay Việt nam đang còn rất hạn chế nên

để sản xuất chất nhũ tương nền hay chất tăng nhạy thì cũng đều sử dụng hầu hết các hoá chất có nguồn gốc nước ngoài (chủ yếu là Trung Quốc và một số nước Đông Nam Á) Tuy nhiên hầu hết các nguyên liệu này đều dễ kiếm trên thị trường Việt

Nam vì có rất nhiều nguồn cung cấp để phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau

3.2.6 Lực lượng cán bộ KHCN và công nhân lành nghề tham gia thực hiện dự án:

Để thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm, chủ dự án đã phối hợp với các đơn

vị và bố trí nhân lực như sau:

- Cán bộ KHCN thường xuyên thực hiện dự án: 15 người

- Cán bộ KHCN tham gia không thường xuyên: 15 người

- Công nhân sản xuất chất nhũ tương nền, chất tăng nhạy: 16 người

- Số công nhân lái xe vận hành xe: 04 người

Tất cả Cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật, công nhân đều được đào tạo hướng dẫn bổ sung về lĩnh vực, các nhiệm vụ được phân công trong thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm đảm bảo thực hiện tốt nhiệm vụ được giao

3.2.7 Môi trường: Trước khi thực hiện dự án đã triển khai đầu tư xây dựng

các công trình bảo vệ môi trường như hệ thống thu gom và xử lý nước thải trong sản xuất chất nhũ tương nền, thiết bị thu gom và xử lý rác thải rắn, các thiết bị phòng chống cháy nổ , thường xuyên vệ sinh công nghiệp, với ưu điểm các nguyên liệu cho sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời đều ít độc hại với môi trường, dễ dàng vận chuyển bằng phương pháp bơm chuyển qua các đường ống kín, khi đưa lên phương tiện vận tải và trộn nạp chuyên dụng được chứa trong các thùng kín nên ít có hiện tượng phát tán ra môi trường, khi vận chuyển trên xe chuyên dụng các nguyên liệu được tách rời nhau nhờ các thùng chứa riêng biệt nên khi vận chuyển chưa phải là vận chuyển thuốc nổ Với các yếu tố trên mà trong quá trình thực hiện dự án không tác động đến môi trường xung quanh, môi trường được đảm bảo, an toàn tuyệt đối trong sản xuất

3.3 Các kết quả đạt được của quá trình thực hiện dự án

3.3.1 Đầu tư cơ sở hạ tầng:

Mở rộng nhà xưởng sản xuất chất nhũ tương nền : với nhà xưởng sản xuất chất nhũ tương nền dạng khung thép lắp ghép mái tôn kẽm trước khi nâng cấp với diện tích 96 m2 (16×6 m) cao 6 m đã mở rộng thêm để có diện tích 144 m2 (16×9 m) cao 6 m, trần nhà được chống nóng bằng vật liệu chống cháy

Xây dựng nhà kho cho sản xuất chất nhũ tương nền: sử dụng 02 container loại

20 feed dùng làm kho tạm để chứa nguyên liệu trong sản xuất chất nhũ tương nền

Xây dựng nhà để hệ thống thiết bị gia nhiệt cho sản xuất chất nhũ tương nền:

diện tích 18 m2 (6×3 m) cao 4 m, nhà xây tường 20 cm, mái tôn mạ kẽm, được ngăn làm 02 phòng

Xây dựng nhà giao ca cho công tác sản xuất chất nhũ tương nền: diện tích 12

m2 (5×2,4 m) cao 4 m, kiểu nhà khung thép lắp ghép, mái tôn lạnh

Đổ thêm sân cho nhà xưởng: tổng diện tích 120 m2

Xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải của xưởng sản xuất chất nhũ

tương nền: công suất 2m3/ngày

3.3.2 Mua mới máy móc cần thiết cho dây chuyền thiết bị sản xuất chất nhũ tương nền:

3.3.2.1 Dây chuyền thiết bị sản xuất chất nhũ tương nền trước khi nâng cấp:

Sơ đồ dây chuyền sản xuất chất nhũ tương nền cũ

Ghi chú:

B 1-7: các bơm

K1-5: các máy khuấy

V1-43 : các van

VD1, VD2: van lưu lượng

Có 02 hệ thống gia nhiệt bằng điện, dùng dây mayso để đun nóng nước (chất tải nhiệt bằng nước nóng)

Dây chuyền có 02 hệ thống hòa tan pha nước, pha dầu song song

Thành phần các pha khi vận hành tạo nhũ điều khiển bằng phương pháp thủ công (điều chỉnh van)

Dây chuyền sản xuất theo mẻ, công suất 200kg/mẻ sản phẩm (khoảng 2 tấn sản phẩm/ngày)

V1 V2

B1

V3 V4

B2 V5

V6 V7 V1

V15

V16 V17 V19 V18 V14 V1

V8 V9

V12 V11

V20 V21

V22

V23 V28

V29 V30

V31 V32 V33 V34

V26 V25 V27 V35

V36 V37

K5

K1 K3

T¹o nhò PhiÔu

L2

L1

Bån chøa s¶n phÈm

Trung gian

Pha dÇu 2

Pha dÇu 1

Pha N−íc 1

Pha N−íc

2

gia nhiÖt2

gia nhiÖt1

V24

* Các thông số kỹ thuật của chất nhũ tương nền sản xuất trên dây chuyền pilot:

- Thời gian ổn định của nhũ: ≥ 3 tháng

3.2.2.2 Dây chuyền thiết bị sau nâng cấp:

Để thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm thuốc nổ nhũ tương rời đã nâng cấp dây chuyền sản xuất chất nhũ tương nền đáp ứng công suất sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời đạt 4.000tấn/năm, cụ thể các hạng mục:

Đầu tư mới 01 hệ thống gia nhiệt nước nóng: nồi nước nóng có năng suất nước nóng phù hợp để nâng cao được công suất của dây chuyền, khoảng cách từ vị trí đặt nồi đun nước nóng đến các thiết bị dùng nhiệt trong nhà xưởng là 30 m Thiết

bị gia nhiệt dạng thiết bị Caloriphe đốt dầu Diezel, đầu đốt dầu có kim phun điện tử tiết kiệm nhiên liệu Công suất nhiệt hiệu dung: 2.500.000KJ/h, nhiệt độ cấp nhiệt 85÷100oC, có sensor và điều khiển nhiệt độ tự động (điều khiển hệ thống đốt dầu một cách tự động) Thiết bị đảm bảo an toàn hoạt động ổn định, vật liệu chế tạo đảm bảo chống được ăn mòn hoá học, tiêu hao nhiên liệu ít

Đầu tư mới 02 bộ thiết bị hòa tan pha nước: Thể tích dung dịch cần hoà tan: 1,0 m3 (thể tích thiết bị 1,3 m3), thiết bị 2 vỏ gia nhiệt bằng nước nóng, đáy hình chõm cầu, có vỏ bảo ôn, có hệ thống gia nhiệt dạng ống đứng bên trong thiết bị, có ống mức để đo mức dung dịch trong thiết bị

- Vật liệu chế tạo vỏ inox dầy: 2 mm

- Phần hình trụ vỏ trong thùng khuấy cao: 800 mm, đường kính: 1.400 mm

- Phần hình trụ vỏ ngoài thiết bị cao: 900 mm, đường kính gồm đường kính trong + 2x(chiều day bao nước + chiều dày bảo ôn)

- Phần đáy hình hình chõm cầu, đều 2 lớp, có bảo ôn

- Nhiệt độ dung dịch sau khi hoà tan đạt: 90÷105 oC

- Thời gian hoà tan: 20 phút

- Chiều cao thiết bị (từ chân đến miệng): 1,6 m

- Khả năng chịu được áp suất làm việc của nước nóng qua thiết bị bơm (3atm)

- Có nắp mở một phía để nạp liệu, nắp hình vòm cao 30 mm

- Có cửa ra dung dịch ở đáy: Φ27x2 mm, khớp nối nhanh

- Có cửa vào nước nóng đi ngoài vỏ phía dưới đáy chỏm cầu: Φ27×2 mm, khớp nối nhanh

- Có cửa ra nước nóng đi ngoài vỏ phía trên thành thiết bị sát miệng: Φ27×2

1 3 4 5 6 7

8

9

11 12 13

15 10

16

18 17

- Động cơ khuấy hộp số tốc độ 80 v/ph, công suất động cơ 3kW/h; cánh khuấy dạng mái chèo tiêu chuẩn, chịu được va đập bởi nguyên liệu hạt

- Thiết bị có các hệ thống điều khiển và kiểm soát nhiệt tự động bằng sensor

và van điện từ

- Vật liệu chế tạo: thép không rỉ, chịu hoá chất

- Chân đế đảm bảo vững chắc Làm mới hai thiết bị lọc: Là thiết bị lọc Cartrigd hai vỏ có gia nhiệt bằng nước nóng có bảo ôn (thiết bị L1, L2), công suất lọc 5÷6 m3/giờ, dùng để lọc trong dung dịch muối amoni nitrat từ các thiết bị chế tạo pha nước Vật liệu lọc đảm bảo chịu nhiệt chịu hoá chất, dễ dàng thay thế, không ảnh hưởng đến thành phần hoá học của dung dịch được lọc

- Chiều cao: 350 mm

- Đường kính 250 mm

- Đường kính đường dung dịch vào và ra: Φ21 × 2 mm

- Đường kính đường nước nóng vào và ra: Φ21 × 2 mm

ThiÕt bÞ pha n−íc 1 ThiÕt bÞ pha n−íc 2

- Có chức năng rửa, đường nước rửa vào, ra: Φ21 × 2 mm

Làm mới 02 bộ thiết bị pha dầu:

- Thể tích pha dầu cần chế tạo: 215 lít (thể tích thiết bị khoảng 240÷245 lít), thiết bị 2 vỏ gia nhiệt bằng nước nóng, đáy hình chõm cầu, có vỏ bảo ôn, có ống mức để đo mức pha dầu trong thiết bị

- Chiều cao phần hình trụ ngoài: 750 mm

- Đường kính trong: 600 mm

- Khoảng cách giữa 2 vỏ là 20 mm

- Vật liệu vỏ inox dầy: 2 mm

- Lớp bảo ôn bằng bông thuỷ tinh dầy ≥20 mm, vỏ ngoài cùng inox dầy 1mm

- Sửa chữa để thiết bị làm việc được trong điều kiện áp suất nước nóng qua bơm (3atm)

- Thiết bị có hệ thống điều khiển và kiểm soát nhiệt độ tự động bằng sensor

- Nhiệt độ dung dịch sau khi hoà tan đạt: 80÷95oC

- Thời gian hoà tan: 15 phút

Nâng cấp hệ thống ống lồng ống gia nhiệt bằng nước nóng:

- Hệ thống ống xuất phát từ 2 bơm của hai thiết bị chế tạo pha nước sau đó đi chung vào một đường và dẫn tới thiết bị tạo nhũ sơ bộ, đường dẫn dung dịch đến thiết bị lọc để lọc tuần hoàn

- Hệ thống van: van sử dụng là van cầu inox 3 mảnh nối bích Φ25 chịu nhiệt, nối bích

- Hệ thống đường ống: dạng ống lồng ống gia nhiệt bằng nước nóng qua các

lỗ trích các ống nối trích Φ21 × 2 mm, ống làm bằng vật liệu inox nối bích, kích thước : Φ27×2/Φ48×2 mm Tất cả các ống được bảo ôn bằng vải amiang

Chế tạo lắp đặt lại hệ thống van và ống dẫn pha dầu: gồm hai hệ thống song song, nhưng chung một bơm, 1 đường ra đã có sẵn sửa chữa cải tạo lại để lắp gép cho phù hợp với thiết bị mới:

- Hệ thống van: van sử dụng là van cầu inox 3 mảnh nối bích Φ25 chịu nhiệt, nối bích

- Hệ thống đường ống: vật liệu inox nối bích, kích thước: Φ27×2 mm, có bảo

ôn bằng vải amiang

Lắp đặt hệ thống van và ống nước nóng: gồm hai hệ thống song song riêng biệt

- Sử dụng một số hệ thống van: van sử dụng gồm hai loại van van cầu inox 3 mảnh nối bích Φ32 chịu nhiệt; van cầu inox 3 mảnh nối bích Φ25 chịu nhiệt

- Lắp đặt hệ thống van từ để điều khiển nhiệt độ tại các thiết bị cần gia nhiệt

- Hệ thống đường ống cải tạo: đường ống chính là ống inox nối bích, kích thước: Φ32×2, có bảo ôn bằng vải amiang; đường ống chia nhánh là ống inox nối bích, kích thước: Φ27×2, có bảo ôn bằng vải amiang

Lắp đặt nâng cấp hệ thống bơm pha nước: 02 bộ

- Bơm pha nước vừa có chức năng bơm dung dịch qua thiết bị lọc pha nước

để lọc các tạp chất rắn - cặn bẩn vừa bơm vận chuyển pha nước (của từng thiết bị pha nước) đi phối trộn theo đúng tỷ lệ với pha dầu tại thiết bị trung gian, tại đây nhũ

sơ bộ được tạo thành Lưu lượng pha nước được điều chỉnh bằng van và lưu lượng

kế lắp mới

- Bơm pha nước được sử dụng lại bơm EBARA CD 90/10, có tính chịu nhiệt, chịu hoá chất, có thông số kỹ thuật: công suất bơm 0,75kW, lưu lượng bơm 6m3/h, chiều cao bơm: 30m, đường kính cửa ra/vào: Φ32mm

Lắp đặt nâng cấp hệ thống bơm pha dầu: 01 bộ

- Bơm pha dầu có chức năng bơm hỗn hợp pha dầu (chung cho cả hai thiết bị tạo pha dầu) đến thiết bị trung gian để phối trộn theo tỷ lệ và bị tạo nhũ sơ bộ Lưu lượng pha dầu được điều chỉnh chính xác bằng van và lưu lượng kế lắp mới

- Bơm pha dầu là bơm từ, có tính chịu nhiệt, chịu hoá chất, có thông số kỹ thuật: công suất 0,75 kW, lưu lượng bơm 0,6 m3/h, chiều cao bơm: 17 m, đường kính cửa ra/vào: Φ21 mm

Lắp đặt hệ thống chế tạo pha dầu: Pha dầu được phối trộn qua một thiết bị chế tạo pha dầu dạng thiết bị thùng hai vỏ, gia nhiệt bằng nước nóng, có khuấy, có thang

đo mức, năng suất trộn 150 kg/mẻ, sau khi qua thiết bị trộn pha dầu được đưa bên thùng cao vị dung tích 500 lít để cung cấp cho quá trình sản xuất nhũ tương nền

Lắp đặt hệ thống thang nâng nguyên liệu lên máy nghiền (dùng để nâng các nguyên liệu amoni nitrat, natri nitrat): Tải trọng nâng 500 kg, chiều cao nâng 3m

Lắp đặt hệ thống bơm chuyên chuyển, hệ thống thiết bị đếm khối lượng điện

tử cho việc bơm chuyển nhũ tương nền lên xe di động:

- Bơm nhũ tương nền dạng bơm trục xoắn có công suất 12 m3/h, chiều cao bơm hiệu dụng 6 mét

- Hệ thống đếm khối lượng điện tử cho độ chính xác cao, được Tổng cục Đo lường chất lượng công nhận và dán tem kiểm định

- Hệ thống cầu bơm: cho phép xe trộn nạp chuyên dụng đỗ và nhũ tương nền được bơm thẳng trực tiếp vào thùng xe

3.3.3 Trang bị bổ sung các các loại vật tư, dụng cụ thay thế định kỳ cho thiết

bị sản xuất và nạp thuốc nổ nhũ tương rời

3.3.4 Cải tạo hệ thống điện, cấp thoát nước đảm bảo phù hợp với công nghệ sản xuất chất nhũ tương nền và thuốc nổ nhũ tương rời:

Hệ thống điện:

- Lắp đặt hệ thống điện cho nhà xưởng sản xuất chất nhũ tương bao gồm hệ thống cấp điện cho các thiết bị, hệ thống điều khiển, hệ thống điện chiếu sáng,hệ thống điện thông gió, hệ thống điện bảo vv Hệ thống điện được ổn định điện áp qua máy ổn áp Lioa

- Lắp đặt hệ thống điện cho nhà để hệ thống gia nhiệt bao gồm hệ thống cấp điện cho các thiết bị, hệ thống điều khiển, hệ thống điện chiếu sáng, hệ thống điện thông gió, hệ thống điện bảo vệ

- Lắp đặt hệ thống điện cho nhà giao ca gồm: hệ thống điện chiếu sáng, hệ thống điện thông gió, hệ thống điện bảo vệ

- Lắp đặt hệ thống điện cho các công trình: xử lý nước thải, cấp nước nguồn,

hệ thống điện cho phân tích thử nghiệm kiểm tra chất lượng nguyên liệu và sản phẩm

Hệ thống cấp thoát nước:

- Lắp đặt hệ thống cấp nước thoát nước cho nhà xưởng sản xuất chất nhũ tương nền

- Lắp đặt hệ thống cấp, thoát nước cho hệ thống gia nhiệt

- Lắp đặt hệ thống cấp thoát nước cho các công trình: xử lý nước thải, cấp nước nguồn, cho phân tích thử nghiệm kiểm tra chất lượng nguyên liệu và sản phẩm

Kết quả kiểm tra công suất và chất lượng chất nhũ tương nền sản xuất trên dây chuyền dạng pilot đã nâng cấp

Sau khi lắp đặt nâng cấp và tiến hành sản xuất thử nghiệm chất nhũ tương nền trên dây chuyền dạng bán công nghiệp kết quả thu được như sau:

* Các thông số kỹ thuật của chất nhũ tương nền sản xuất trên dây chuyền dạng bán công nghiệp:

- Thời gian ổn định của nhũ: ≥ 3 tháng

* Công suất của dây chuyền: 5.000kg/ca sản xuất

* Nhân công thực hiện: 10 người/ca

Dây chuyền dạng bán công nghiệp sản xuất chất nhũ tương nền sản xuất được sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng phục vụ cho dự án sản xuất thử nghiệm đặt ra, các thông số công nghệ chính đảm bảo theo thiết kế

3.3.5 Trang bị các thiết bị, dụng cụ phục vụ cho công tác sản xuất và đo đạc các thông số kỹ thuật của nguyên liệu và sản phẩm thuốc nổ nhũ tương rời

3.3.6 Hoàn thiện công nghệ sản xuất:

Khảo sát thiết bị và trao đổi công nghệ sản xuất nhằm nắm bắt được công nghệ và thiết bị sản xuất của hãng TENAGA- Malaysia

Thử nghiệm nghiên cứu sản xuất và nạp thuốc nổ nhũ tương rời trên xe trộn nạp chuyên dụng

Để sử dụng xe nạp trộn vào việc trộn nạp hiệu quả thuốc nổ NTR05 những người thực hiện dự án đã tiến hành thử nghiệm sản xuất như sau:

3.3.6.1 Thử nghiệm điều chỉnh các thông số công nghệ của xe:

Xe trộn nạp tuy đã có các thông số công nghệ thiết kế phù hợp với công nghệ sản xuất thuốc nổ NTR 05, tuy nhiều để thực hiện trộn nạp được thuốc nổ NTR 05 phù hợp với điều kiện thực tế tại các khai trường mỏ lộ thiên và đường kính lỗ khoan hiện đang sử dụng cần phải thử nghiệm căn chỉnh lại cho chính xác các thông số công nghệ, các nội dung thử nghiệm này chúng tôi đã tiến hành gồm:

- Thử nghiệm điều chỉnh lưu lượng thành phần chất nhũ tương nền

- Thử nghiệm điều chỉnh thành phần amoni nitrat hạt xốp

- Thử nghiệm điều chỉnh lưu lượng thuốc nổ ra

- Thử nghiệm điều chỉnh lưu lượng chất tăng nhạy

- Thử nghiệm điều chỉnh lưu lượng nước làm trơn đường ống dẫn thuốc nổ Sau nhiều lần đo đạc và điều chỉnh cho phù hợp với thành phần thuốc nổ theo kết quả nghiên cứu nhóm thực hiện đã cài đặt được các thông số công nghệ của xe trộn nạp như sau:

- Tỷ lệ % khối lượng của các chất AN và NTN phối trộn qua thiết bị trộn (Blend auger hay Long Auger): AN/NTN = 30/70

- Lưu lượng hỗn hợp AN/NTN ra khỏi Long Auger: 200kg/phút

- Lưu lượng thuốc nổ qua bơm hỗn hợp (Hopper pump): 200kg/phút (thử nghiệm cả với việc cho qua ống dẫn ngắn và ống dẫn dài đều cho kết quả như nhau)

- Lưu lượng chất tăng nhạy: xấp xỉ 2,0÷2,5 lít/phút (tuỳ thuộc vào nhiệt độ của nhũ tương và tuỳ thuộc vào thời tiết mùa đông hay mùa hè)

- Lưu lượng nước làm trơn đường ống: xấp xỉ 4,0 lít/phút (2%)

3.3.6.2 Thử nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật của thuốc nổ nhũ tương rời tại trong Phòng thí nghiệm Vilass 055:

- Thuốc nổ sau khi sản xuất ra được lấy mẫu và thử nghiệm các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm: khả năng chịu nước, tỷ trọng, tốc độ nổ, sức mạnh, đường kính tới hạn, độ an định

- Các chỉ tiêu thử nghiệm thu được cho thấy thuốc nổ nhũ tương rời sản xuất

ra có các chỉ tiêu phù hợp với yêu cầu đề ra

3.3.6.3 Thử nghiệm trộn nạp thuốc nổ nhũ tương rời trên xe và đo đạc các thông số kỹ thuật của sản phẩm thuốc nổ:

Tiến hành trộn thuốc nổ NTR 05 trên xe chuyên dụng và nạp trực tiếp thuốc

nổ xuống các lỗ khoan có ít nước đến nhiều nước với các đường kính khác nhau tại khai trường của Công ty Cổ phần Than Hà Tu - TKV để thử nghiệm, các nội dung thử nghiệm chính gồm:

- Xác định tỷ trọng của thuốc nổ ngay sau khi sản xuất

- Xác định tỷ trọng của thuốc nổ sau thời gian sản xuất 15 phút

- Xác định mật độ nạp trong lỗ khoan có đường kính khác nhau

- Xác định tốc độ nổ của thuốc nổ trong lỗ khoan có đường kính khác nhau bằng máy Microtrap

- Thử nghiệm xác định phương pháp nạp mìn hiệu quả

1 Tỷ trọng ổn định g/cm3 1,15 - 1,20

2 Tốc độ nổ đạt m/s 4.500 - 5.100

3 Mật độ nạp trung bình cho lỗ khoan D200 kg/m 40 - 45

4 Mật độ nạp trung bình cho lỗ khoan D245 kg/m 50 - 55

Các kết quả đo xác định tốc độ nổ trong lỗ khoan bằng thiết bị đo MicroTrap trong quá trình nổ mìn tại các khai trường của Công ty CP Than Hà Tu, Núi Béo, Cọc Sáu, Tây Nam Đá Mài, Đèo Nai, Cao Sơn như sau:

TT Địa điểm Ngày tháng Tốc độ nổ trong

lỗ khoan, m/s

Khả năng phá vỡ đất đá (so sánh với ANFO), %

2 Vỉa trụ đông - Hà Tu 08/12/2009 4.673,8 100

3 Công ty than 917 12/12/2009 4.696,9 103

4 Vỉa 7&8 - Hà Tu 22/12/2009 4.532,0 100

5 Công ty than Cọc Sáu 24/12/2009 4.752,2 105

6 Cty Tây Nam Đá Mài 26/12/2009 4.645,9 102

8 Công ty than Đèo Nai 21/01/2010 4.634,1 101

Ngoài những thông số đo được ở trên đối với thuốc nổ nhũ tương rời còn thu được một số kết quả và những hiện tượng cần lưu lý trong quá trình thử nghiệm, cụ thể như sau:

- Chất lượng của ống nạp có ảnh hưởng rất lớn đến thành phần và chất lượng thuốc nổ, ống nạp không được quá mềm và thành ống bên trong phải nhẵn, ma sát thành ống ít nếu không sẽ làm tăng trở lực đường ống và làm thay đổi lưu lượng của hỗn hợp AN/NTN khi đó thành phần chất tạo bọt khí trộn sẽ không đúng tỷ lệ làm cho thuốc nổ kém chất lượng

- Phương pháp nạp mìn hiệu quả là cho ống nạp xuống tận đáy lỗ khoan, trong quá trình bơm nạp thuốc nổ phải kéo dần ống lên để thuốc nổ chiếm chỗ dần

dần từ dưới đáy lỗ và đẩy nước đi lên trào ra ngoài, nếu kéo ống quá nhanh thì nước

sẽ chen vào giữa làm phân đoạn giữa các đoạn thuốc trong lỗ khoan, nếu kéo quá chậm dòng thuốc nổ di chuyển từ dưới lên sẽ đẩy phụ kiện nổ lên phía trên và nằm ở

vị trí không theo thiết kế Nên luôn luôn giữ miệng ống nạp ngập trong thuốc nổ cách mặt trên của thuốc nổ trong lỗ khoan 10÷30 cm

- So sánh với thuốc nổ ANFO được thiết kế sử dụng chỉ tiêu thuốc nổ dựa vào công nổ cho thấy thuốc nổ NTR 05 do có tỷ trọng cao nên mật độ nạp trong lỗ khoan rất cao, thuốc nổ tập trung ở phần đáy lỗ khoan, do đó khả năng phá đất đá phía dưới rất lớn không làm mô đống chân tầng, do chiều cao bua lớn nên mặt trên của đất đá nhìn có phần không dâng lên cao nhưng kết quả bốc xúc lại rất tốt

Khi thử nghiệm với thiết kế giãn mạng khoan với thông số mạng phù hợp để tăng khối lượng thuốc nổ trong từng lỗ khoan hoặc nổ mìn với thiết kế phân đoạn thì kết quả nổ bãi mìn được dâng lên cao hơn do đất đá phía trên bị phá mạnh

Qua quá trình thử nghiệm trộn nạp thuốc nổ NTR05 bằng xe sản xuất chuyên dụng và kết quả thử nghiệm thu được cho thấy:

- Đã xác định và điều chỉnh được các thông số công nghệ cơ bản của xe sản xuất chuyên dụng

+ Tỷ lệ % khối lượng của các chất AN và NTN phối trộn qua thiết bị trộn (Blend auger hay Long Auger): AN/NTN=30/70

+ Lưu lượng hỗn hợp AN/NTN ra khỏi Long Auger: 200kg/phút

+ Lưu lượng thuốc nổ qua bơm hỗn hợp (Hopper pump): 200kg/phút

+ Lưu lượng chất tăng nhạy: 2,0÷2,5 lít/phút

+ Lưu lượng nước làm trơn đường ống: 4,0 lít/phút (2%)

- Đã xác định được các thông số kỹ thuật cần thiết của thuốc nổ nhũ tương rời sản xuất trên xe chuyên dụng khi thiết bị hoạt động ổn định, bao gồm: tỷ trọng, tốc

độ nổ, mật độ nạp đối với các loại lỗ khoan, khả năng chịu nước và sản phẩm thuốc

nổ nhũ tương rời NTR05 sản xuất bằng xe chuyên dụng có các thông số kỹ thuật phù hợp với kết quả nghiên cứu được trong Phòng thí nghiệm

- Đã tìm được các yêu tố ảnh hưởng của việc sử dụng xe để trộn nạp thuốc nổ nhũ tương rời đến chất lượng thuốc nổ nhũ tương rời: ảnh hưởng của ống nạp, cách thức nạp, tính chất của thuốc nổ đến việc phá vỡ đất đá trong nổ mìn

3.3.7 Đào tạo cán bộ công nghệ và công nhân sản xuất:

Trong quá trình thực hiện dự án đã đào tạo cán bộ công nghệ và công nhân sản xuất trong việc sản xuất chất nhũ tương nền, sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời và phương pháp nạp mìn đối với thuốc nổ nhũ tương rời, cụ thể:

- Đào tạo công nhân sản xuất chất nhũ tương nền tổng cộng: 15 công nhân

- Đào tạo cán bộ quản lý , cán bộ kỹ thuật và công nhân kỹ thuật trong việc vận hành sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời trên xe chuyên dụng và phương pháp nạp mìn bằng thuốc nổ nhũ tương rời: 21 người

3.3.8 Xây dựng được các quy trình công nghệ, quy trình vận hành thiết bị sản xuất, các tiêu chuẩn kỹ thuật cho nguyên liệu, bán thành phẩm và sản phẩm, gồm:

- Tiêu chuẩn kỹ thuật của chất nhũ tương nền để sản xuất chất nhũ tương rời (Phụ lục 1)

- Tiêu chuẩn kỹ thuật của nguyên liệu dùng để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời và Tiêu chuẩn kỹ thuật thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 (Phụ lục 2)

- Tiêu chuẩn kỹ thuật của nguyên liệu dùng để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời và Tiêu chuẩn kỹ thuật thuốc nổ nhũ tương rời NTR06 (Phụ lục 3)

- Quy trình công nghệ và vận hành dây chuyền sản xuất chất nhũ tương nền (đóng quyển kèm theo báo cáo)

- Quy trình công nghệ và vận hành thiết bị sản xuất thuốc nổ NTR 05 (đóng quyển kèm theo báo cáo)

- Quy trình vận hành thiết bị sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời NTR 06 (đóng quyển kèm theo báo cáo)

4.1 Đặc điểm quá trình thực hiện:

- Công ty Hóa chất mỏ Quảng Ninh và Công ty Hóa chất mỏ Cẩm Phả đã làm việc với các Công ty than lộ thiên và được chấp thuận sử dụng thuốc nổ NTR05 trong quá trình các đơn vị làm dịch vụ nổ mìn, trên cơ sở không làm ảnh hưởng đến sản xuất của các mỏ Một số thuận lợi, khó khăn trong quá trình thực hiện như sau:

4.1.1 Thuận lợi:

- Được các mỏ tạo điều kiện trong việc sử dụng thuốc nổ NTR05

- Khối lượng đất đá nổ mìn tại các mỏ lộ thiên khu vực Hòn Gai và Cẩm Phả chiếm tỷ trọng lớn ( 80-90%) khối lượng đất đá nổ mìn hàng năm toàn công ty

- Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn đa dạng, thuận lợi cho quá trình thử nghiệm

- Thiết bị khoan, xúc bốc, vận chuyển nhiều chủng loại, do đó có thể nổ ở nhiều loại đường kính khoan khác nhau

- Sự phối hợp với các mỏ qua nhiều năm làm dịch vụ nổ mìn tương đối tốt 4.1.2 Khó khăn:

- Hiện tại Công ty có 01 xe sản xuất, nạp di động của hãng TENAGA, tải trọng được Tỉnh quảng Ninh cho phép là 14 tấn, do đó khu vực Cẩm phả thường bố trí nổ cả thuốc nổ NTR và các loại thuốc nổ khác trên cùng một bãi nổ (Quy mô nổ mìn hiện nay tại các mỏ khu vực Cẩm phả: 30- 50 Tấn/bãi) Thiết bị sản xuất chất nhũ tương nền dạng bán công nghiệp công suất 5 tấn/ca và chỉ có một dây chuyền

Do đó Công ty không chủ động được hoàn toàn việc sản xuất thuốc nổ NTR, trong khi yêu cầu của các mỏ là không để ảnh hưởng đến thời gian nổ mìn và không được dừng nổ mìn do công tác chuẩn bị sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời, dẫn đến việc mở rộng mạng khoan gặp nhiều khó khăn

- Trong quá trình làm dịch vụ, công ty đảm nhận việc nạp nổ mìn, còn thiết kế

hộ chiếu khoan, tổ chức khoan do các mỏ đảm nhận, vì vậy việc thi công bãi nổ nhằm đạt hiệu quả tốt nhất đôi khi gặp khó khăn do mạng khoan chưa phù hợp với loại vật liệu nổ sử dụng, làm ảnh hưởng đến chất lượng bãi nổ và quá trình thi công

4.2 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn và địa chất công trình ở các mỏ

Lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh tại một số mỏ sử dụng thuốc nổ NTR05:

- Điều kiện địa chất tương đối phức tạp theo cả diện phân bố theo chiều rộng

và chiều sâu các mỏ có nhiều nếp uốn, đứt gãy, phay đá Cấu trúc chung có dạng nếp lõm

- Đất đá trầm tích bao gồm các phân lớp có chiều dày biến động mạnh (phổ biến từ hàng chục cm đến vài mét) Các lớp đá xen kẽ nhau đó tính chất không đồng nhất, độ bền biến động theo cả diện rộng lẫn chiều sâu Góc cắm của các phân lớp thay đổi cả theo đường phương và theo hướng dốc Độ nứt nẻ thay đổi có liên quan tới tính phân lớp, các vận động kiến tạo, phong hoá

nổ mìn, tuy nhiên nó cũng gây khó khăn cho việc bảo tồn các lỗ khoan theo thời gian Nứt nẻ của hai tầng cát kết phổ biến thuộc cấp II và III Tỷ lệ cát kết ở cả hai tầng và tầng trên cùng chiếm khoảng 36÷44% (trung bình 44%) Còn lại là các lớp bột kết và sét kết phân lớp mỏng, đa số nứt nẻ cấp I, II, tỷ lệ chiếm 25÷30% (trung bình 27%) Tỷ lệ chiếm của các loại đá dựa trên số liệu nghiên cứu của tác giả Nguyễn Bình – Viện nghiên cứu KHCN Mỏ (cuội sạn kết 40,25%, cát kết 46,24%, bột kết 12,2%, sét kết 1,04%) và số liệu khảo sát của nhóm nghiên cứu

- Độ cứng trung bình của đất đá phải nổ mìn theo Protodiaconop: f = 11,5 (7÷15)

4.2.1.2 Mỏ Cọc Sáu:

- Hoạt động kiến tạo phức tạp, hình thành hàng loạt các đứt gãy (A, A1, A2,

A3, B, B1, C, E, H) chia cắt mỏ thành nhiều khối nham thạch có tính chất và đặc điểm khác nhau Nham thạch Cọc Sáu gồm các lớp đá trầm tích: Cuội sạn kết, cát kết, bột kết và sét kết

Cuội sạn kết phân bố tương đối phổ biến Thành phần thạch học chủ yếu là thạch anh chiếm từ 80÷90 %, ximăng gắn kết là silic, xerixit hoặc ôxit sắt, cấu tạo khối rắn chắc Chiều dày của các lớp từ 1÷62 m, trung bình 15÷20 m Tỷ lệ chiếm 26,5 %

Cát kết chiếm tỷ lệ lớn nhất (44,25 %) trong địa tầng Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh, ximăng gắn kết là silic, cấu tạo dạng khối hoặc phân lớp dày rắn chắc Chiều dày trung bình toàn bộ từ 20÷25 m

Bột kết ít phổ biến hơn trong địa tầng, phân bố ở vách và trụ vỉa than, cấu tạo phân lớp mỏng đến trung bình với tổng chiều dày 4÷5 m Thành phần thạch học chủ yếu là vật chất sét hoặc silic Tỷ lệ chiếm 23,75 % trong cột địa tầng

Sét kết ít phổ biến trong địa tầng, thành phần chủ yếu là là sét yếu, cấu tạo phân lớp mỏng đến trung bình, phân bố ở vách và trụ các vỉa than Tỷ lệ chiếm 5 %

- Hệ thống nứt nẻ chủ yếu theo hướng thẳng đứng chạy dọc bờ Bắc và cắt ngang bờ Bắc, một hệ thống cắt ngang bờ Bắc, dọc bờ Đông Bắc ở các khu vực có 3÷4 hệ khe nứt tạo thành, chủ yếu vuông góc với mặt lớp Độ mở của các khe nứt trung bình 1mm, dài 80÷90cm, khoảng cách giữa các khe nứt từ 0,3÷0,55 m đến 0,4÷0,7 m

- Đặc điểm địa chất thuỷ văn: Gồm 2 tầng chứa nước tiềm thuỷ trên than và dưới than Hai tầng chứa nước này được ngăn cách bằng tầng cách nước bột kết nằm trên vỉa Dày Tầng chứa nước áp lực nằm ở trụ vỉa dày Nham thạch chứa nước là cuội kết, cát kết có chiều dày 20÷40 m Tầng chứa nước trên vách vỉa Dày có chiều dày từ 50÷100 m, mực nước thuỷ tĩnh phụ thuộc vào địa hình thường thay đổi từ 40÷97 m Hệ số thấm 0,07÷0,25 m/ngàyđêm Tầng chứa nước trụ vỉa Dày có chiều dày 50÷70 m Hệ số thấm 0,02÷0,1 m/ngày-đêm Nguồn bổ sung cho tầng chứa nước ngầm là nước mưa

- Độ cứng trung bình của đất đá phải nổ mìn theo Protodiaconop: 10,0

4.2.1.3 Mỏ Đèo Nai:

Khoáng sàng Đèo Nai có tuổi Tzn, địa tầng chứa than dày 300÷350 m gồm sạn, cuội kết, cát kết hạt thô đến mịn, bột kết, sét kết Khu Nam chủ yếu là cuội sạn kết, đôi khi xen kẹp các lớp bột kết mỏng Khu Bắc chủ yếu là đá hạt mịn với chiều dày ổn định Các loại đá màu sẫm thường kết cấu rắn chắc, màu sáng, kém rắn chắc hơn

Cuội kết (chiếm tỷ lệ nhỏ hơn các loại đá cứng khác) có chiều dày lớp từ vài mét đến vài chục mét, có nơi dày tới 45m Màu xám trắng đến phớt hồng Thành phần vật chất gồm các hạt cuội thạch anh tròn cạnh kích thước 10÷20 mm, ximăng gắn kết là cát bột kết, silic, cấu tạo dạng khối, rất rắn chắc, bị nứt nẻ nhiều do ảnh hưởng của kiến tạo, khe nứt đều có vết bám của oxit sắt màu đỏ nâu

Sạn kết: chiếm tỷ lệ lớn hơn so với đá cuội kết Chiều dày từ vài mét đến vài chục mét, cá biệt có chỗ tới 40m Màu xám tro đến xám trắng Thành phần vật chất gồm các mảnh vụn thạch anh, độ mài mòn và lựa chọn kém, kích thước hạt 2÷5 mm, ximăng gắn kết là cát kết, bột kết, silic và xêrixit Cấu tạo khối rắn chắc, nứt nẻ nhiều do hoạt động kiến tạo

Cát kết: chiếm tỷ lệ lớn nhất, xen kẹp bên trên và dưới các lớp cuội và sạn kết Chiều dày từ vài mét đến chục mét, có khi 45÷75 m Màu xám tro đến màu xám trắng, hạt từ mịn đến thô (0,03÷0,4mm), trong đó các mảnh vụn chiếm 70÷85

%, còn lại là ximăng gắn kết là bột kết, silic, hyđrôxit sắt có lẫn khoáng vật sét

Bột kết: chiếm tỷ lệ lớn nhất trong mỏ, phân bố ở vách và trụ than, phân bố nhiều ở bờ Bắc Chiều dày từ 0,3 m đến 40÷48 m Màu xám tro đến xám đen, hạt có kích thước từ mịn đến nhỏ chiếm 70 %, ximăng gắn kết là sét kết, xêrixit chiếm 30

% Cấu tạo từ phân lớp vừa đến mỏng

- Địa chất thuỷ văn:

Nguồn cung cấp cho tầng chứa nước chủ yếu là nước mặt Lớp đá vách mỏ nằm trong tầng chứa nước có mặt thoáng tự do

- Đặc điểm nứt nẻ: Theo số liệu nghiên cứu, hiện nay nứt nẻ cấp I hầu như không còn, nứt nẻ cấp II chiếm 50 %, cấp III: 28 %, cấp IV+V: 17 % Kích thước trung bình của các khối nứt 0,5÷0,55 m

- Độ cứng trung bình của đất đá phải nổ mìn theo Protodiaconop: 11,3 (7÷13)

4.2.1.4 Mỏ Hà Tu:

Địa tầng dày khoảng 300 m Trong đó khu vực Đông - Đông Bắc dày từ 150÷260 m Trong địa tầng mỏ Hà Tu có mặt các loại nham thạch: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết và sét kết Hướng cắm vào moong khai thác với góc dốc 20÷40 0

- Cuội kết có màu xám sáng, cấu tạo thô, tròn cạnh, kích thước hạt thay đổi từ 0,5÷3 cm Thành phần chủ yếu là thạch anh, ximăng gắn kết là silic, cấu tạo phân lớp rắn chắc

- Sạn kết là nham thạch chuyển tiếp từ cuội kết sang cát kết , kích thước hạt

từ 5÷10 mm Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh và silic Cấu tạo song song, kiến trúc đều, hạt bán tròn cạnh

- Cát kết màu xám sáng và xám đen, có cấu tạo samit bán tròn cạnh, kích thước hạt từ 0,08÷0,4 mm Thành phần chủ yếu là thạch anh có lỗ rỗng được lấp đầy

và gắn kết bởi ximăng silic, xerixit

- Bột kết có cấu tạo dạng Pelit, kiến trúc phân phiến Thành phần gồm hạt sét kích thước 0,02÷0,1 mm, mảnh vụn thạch anh tương đối tròn cạnh, kích thước hạt từ 0,02÷0,04 mm

Đặc điểm địa chất thuỷ văn: Nước mặt chảy vào mỏ chủ yếu là nước mưa Nước dưới đất gồm hai tầng chứa nước: Tầng chứa nước nằm trên trụ vỉa có lưu lượng từ 0,061÷1,811 lit/s và tầng chứa nước có áp nằm dưới vỉa trụ Tầng chứa nước ngầm phân bố trên toàn bộ diện tích khu thăm dò, nham thạch chứa nước là: cuội kết, sạn kết, cát kết nứt nẻ và kẽ nứt kiến tạo, chiều dày của nham thạch chứa nước từ 120÷150 m Tầng lộ trực tiếp trên mặt địa hình, nguồn cung cấp thường xuyên là nước mưa Vì vậy vào mùa mưa mực nước dâng cao xuất hiện nhiều điểm

lộ với lưu lượng 2÷31 lit/s Vào mùa khô mực nước ngầm hạ thấp thì các điểm lộ nước cũng cạn dần, chỉ còn vài điểm lộ nước lưu lượng 1,1÷0,2 lit/s Hướng vận động của mực nước ngầm từ Bắc xuống Nam

Đặc điểm nứt nẻ: Thế nằm và đặc điểm phân bố nham thạch ở mỏ Hà Tu tương đối ổn định, do vậy nứt nẻ của đất đá mỏ Hà Tu có nét đồng nhất giữa các khu Đông, vách và trụ vỉa 16 Đá cát kết hạt mịn, bột kết và sét kết tồn tại 4 hệ khe nứt chính: Hệ 1 có phương vị 245÷255 0, góc dốc 35÷40 0 Đây là khe nứt mặt phân lớp, khoảng cách giữa các khe nứt là 0,3÷1,5m Hệ 2 có góc phương vị 55÷650 và 105÷115 0, góc dốc 60÷70 0, độ mở 1÷5 m, chiều dài khe nứt 1 m Hệ này cắt hơi chéo so với đường phương lớp Hệ 3 có góc phương vị 15÷25 0 và 195÷205 0, góc dốc 75÷80 0, độ mở 1÷7 mm; chiều dài khe nứt 1÷1,5 mm Hướng thẳng đứng với mặt phân lớp Hệ 4 có phương vị 250÷260 0 và 285÷295 0, góc dốc 70 0, độ mở 5÷7 mm; chiều dài khe nứt 1÷1,5 m

Nhìn chung khoảng cách các khe nứt khoảng 0,1÷0,5 m

- Độ cứng trung bình của đất đá phải nổ mìn theo Protodiaconop: 10,2

Cát kết chiếm 23 % các đá có mặt trong khu thăm dò, phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, hầu như gặp ở tất các lỗ khoan, nhất là ở các vách vỉa 14 và địa tầng giữa vỉa 13, vỉa 14 Màu xám sáng đến xám đen, thành phần chủ yếu bao gồm cát thạch anh, ít silic, ximăng gắn kết gồm sét; cấu tạo khối rắn chắc, phân lớp dày

Bột kết: chiếm 33 % các đá có mặt trong khu thăm dò, phân bố rộng rãi trong vùng; thường nằm gần vách, trụ vỉa than hoặc xen kẽ trong địa tầng các vỉa than Màu xám đến màu xám đen Thành phần chủ yếu là cát, sét gắn kết khá rắn chắc, có

chứa vật chất hữu cơ và hoá thạch thực vật bảo tồn tốt Cấu tạo phân lớp trung bình đến dày, ít nứt nẻ

Sét kết: chiếm 11 % các đá có mặt trong khu thăm dò, phân bố ít trong vùng, thường là các lớp kẹp mỏng trong các vỉa than hoặc nằm trực tiếp trên vách, trụ vỉa than, chiều dày vài cm đến vài mét Màu xám tro, xám đen phân lớp mỏng, chứa nhiều vật chất hữu cơ và hoá thạch thực vật

Đặc điểm địa chất thuỷ văn: Tầng chứa nước Đệ Tứ (Q) phân bố rộng khắp khu mỏ Tầng chứa nước này nằm trên các vỉa mỏng có khả năng chứa nước và lưu thông nước tốt Tầng chứa nước chứa than (Tzn-rHg2) là tầng chứa nước chính Quan

hệ thuỷ lực của tầng chứa nước này với tầng chứa nước Đệ Tứ rất mật thiết Nước mưa thấm qua tầng Đệ Tứ cung cấp cho tầng này Nước trong tầng này thuộc loại có

áp yếu và mang tính cục bộ, chiều dày tầng chứa nước từ 25÷50 m Ngoài ra còn nước trong đứt gãy, vò nhàu tương đối nghèo

Kết luận:

Thông qua đặc điểm chung về nham thạch và sự phân bố có thể thấy: sự phân bố địa tầng ở các mỏ tương đối giống nhau: cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết

- Cuội sạn kết phân bố khá phổ biến, cấu tạo dạng khối dày, ximăng gắn kết silic Cuội kết thường bị phong hoá mạnh

- Cát kết hạt thô đến hạt mịn màu xám đến xám đen, phân bố rộng rãi cả trên

và dưới trụ vỉa, chiếm tỷ lệ lớn nhất Cấu tạo dạng vỉa mỏng đến trung bình

- Bột kết phân bố cả trên và dưới trụ vỉa, khá phổ biến Cấu tạo lớp mỏng đến trung bình

- Sét kết ít phổ biến, nằm sát vách, trụ vỉa than, kẹp trong vỉa than, phân lớp mỏng

Về kiến tạo và đứt gãy: Cấu tạo uốn nếp khá đặc trưng ở các khoáng sàng (HàTu, Đèo Nai, Cao Sơn, Núi Béo), chủ yếu là các nếp lõm phân chia thành các cánh có độ dốc khác nhau Các đứt gãy khá phổ biến làm cho khoáng sàng bị chia cắt và dịch chuyển mạnh

Về địa chất thuỷ văn: thường tồn tại 2 tầng chứa nước: không áp và có áp Thường thì tầng không áp phân bố hạn chế, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, tồn tại theo mùa, nằm trên trụ vỉa ở những mỏ có cấu trúc nếp lõm thì tầng này sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới công tác khai thác Nham thạch chủ yếu là cuội, sạn, cát kết nứt nẻ Tầng có áp: thường nằm dưới trụ vỉa than, thường thuộc loại có áp cục bộ do ảnh hưởng của các phay phá Lưu lượng thay đổi từ 0,5÷1,9 lit/s ở mỗi mỏ, do điều kiện khác nhau nên mức độ phức tạp của điều kiện địa chất thuỷ văn có khác nhau

Các mỏ khai thác xuống sâu như Cọc Sáu, Hà Tu nước ngầm ảnh hưởng mạnh hơn

so với các mỏ Cao Sơn, Đèo Nai

Về độ phân lớp và nứt nẻ của đất đá: Cuội sạn kết phân lớp dày và trung bình

là chủ yếu, cuội kết phong hoá và nứt nẻ mạnh, sạn kết ít nứt nẻ hơn Cát kết, bột kết phân lớp mỏng đến trung bình, nứt nẻ trung bình Tuy nhiên ở mỗi mỏ mức độ nứt

nẻ và phân lớp khác nhau: hai mỏ gần nhau như ở Đèo Nai, Cọc Sáu thể hiện rất khác nhau ở Đèo Nai hầu hết nham thạch cuội sạn kết và thậm chí cả cát kết phân lớp trung bình đến dày thì ở Cọc Sáu đa số các lớp mỏng đến trung bình

Kết quả khảo sát độ nứt nẻ ở các mỏ cho thấy: Đất đá nứt nẻ cấp I hầu như không có, chủ yếu nứt nẻ cấp II và III, còn lại một phần không lớn có nứt nẻ cấp IV

và cấp V (mỏ Đèo Nai nứt nẻ cấp II và cấp III chiếm tới hơn 80 %, cấp IV và cấp V chiếm gần 20 %; Cọc Sáu độ nứt nẻ cấp II và cấp III chiếm gần 100 %)

- Độ cứng trung bình của đất đá phải nổ mìn theo Protodiaconop: 10,0

4.3 Thử nghiệm sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời trong điều kiện mở rộng mạng khoan

Như đã phân tích ở trên do đặc điểm của sản phẩm thuốc nổ nhũ tương rời có

ưu điểm là mật độ nạp/m dài khoan lớn do đó khi thiết kế bãi khoan nếu không giãn mạng khoan thì phần lớn thuốc nổ sẽ tập trung ở phần đáy lỗ khoan dẫn đến sau khi

nổ mìn có thể để lại nhiều đá quá cỡ hoặc đóng váng mặt tầng ảnh hưởng đến công đoạn bốc xúc của mỏ Đây chính là một trong những vấn đế cần phải giải quyết tuy nhiên gặp phải khó khăn do phải giải quyết bài toán nếu giãn mạng khoan theo mật

độ nạp của thuốc nổ nhũ tương rời sử dụng trong trường hợp không có thuốc nổ nhũ tương rời sử dụng để nạp mìn thì sử dụng thuốc nổ nhũ tương bao gói như hiện nay khả năng phá vỡ đất đá thấp thường sẽ để lại mô đống chân tầng hoặc không phá được chân phải khoan nổ lại ảnh hưởng đến sản xuất của mỏ Chính vì vậy nhóm thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm đã lựa chọn phương án thử nghiệm mở rộng mạng khoan cụ thể như sau:

- Lựa chọn khai trường của Công ty than Hà Tu và Công ty Than Tây Nam

Đá Mài để triển khai thử nghiệm mở rộng mạng khoan khi sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời nạp nổ mìn do các yếu tố: đây là hai đơn vị có điều kiện đất đá, địa chất đặc trưng cho hai vùng Hòn gai và Cẩm phả, quy mô bãi nổ trung bình, đường kính khoan từ trung bình đến lớn

- Điều kiện mở rộng mạng khoan tính toán tăng khoảng (103 ÷ 108)% so với mạng khoan hiện đang thiết kế.Trên cơ sở đó rút kinh nghiệm triển khai ra các mỏ lộ thiên khác trong khu vực

- Kết quả thực hiện mở rộng mạng khoan sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời để nạp nổ mìn