Nghiên cứu xác định các thông số nổ mìn phù hợp cho mỏ quặng đồng phathem tỉnh viêng chăn, cộng hòa dân chủ nhân dân lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT =========o0o========= BOUNPANH PHOMMASANH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN PHÙ HỢP CHO MỎ QUẶNG ĐỒNG PHATHEM TỈNH VIÊNG CHĂN, CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT =========o0o========= BOUNPANH PHOMMASANH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN PHÙ HỢP CHO MỎ QUẶNG ĐỒNG PHATHEM TỈNH VIÊNG CHĂN, CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 8520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GV.TS Trần Quang Hiếu HÀ NỘI - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu xác định thông số nổ mìn phù hợp cho mỏ quặng Đồng PhaThem tỉnh Viêng Chăn, CHDCND Lào” cơng trình nghiên cứu khoa học riêng Các số liệu Luận văn thạc sĩ kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2019 Tác giả luận văn Bounpanh PHOMMASANH ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1:ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, ĐIỀU ĐIỆN KHAI THÁC CỦA MỎ QUẶNG ĐỒNG PHATHEM TỈNH VIÊNG CHĂN, CHDCND LÀO 1.1 Giới thiệu chung mỏ quặng đồng Pha Them 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện địa chất mỏ 1.2 Hiện trạng khai thác công nghệ khai thác mỏ 14 1.2.1 Hiện trạng khai thác mỏ 14 1.2.2 Công nghệ khai thác mỏ 15 1.3 Cơng tác khoan nổ mìn mỏ đồng PhaThem 17 1.3.1 Công tác khoan 18 1.3.2 Loại thuốc nổ sử dụng 20 1.3.3 Phƣơng pháp nạpthuốc nổ 21 1.3.4 Phƣơng tiện nổ 22 1.3.5 Các thông số khoan nổ mìn sử dụng mỏ 22 1.3.6 Vật liệu bua 26 1.3.7 Các sơ đồ điều khiển nổ mìn 26 1.3.8 Cơng tác nổ mìn đá q cỡ mô chân tầng 27 1.3.9 Công tác nổ mìn tạo biên 28 1.4 Những tác động có hại đến mơi trƣờng khoan nổ mìn gây 28 1.5 Đánh giá cơng tác nổ mìn mỏ Đồng PhaThem 29 1.5.1 Đánh giá cấu trúc địa chất 29 1.5.2 Đánh giá thông số khoan nổ mìn chất lƣợng nổ 30 CHƢƠNG 2:NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VIỆC TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN HỢP LÝ CHO MỎQUẶNG ĐỒNG PHA THEM 32 2.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CƠNG TÁC NỔ MÌN 32 2.1.1 Các yếu tố không điều khiển đƣợc 32 iii 2.1.2 Các yếu tố điều khiển đƣợc 37 2.2 MỘT SỐ ĐÁNH GIÁ VỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG VỚI CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN 52 CHƢƠNG 3:TÍNH TỐN, LỰA CHỌN CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN 54 HỢP LÝ CHO MỎ QUẶNG ĐỒNG PHATHEM,TỈNH VIÊNG CHĂN, CHDCND LÀO 54 3.1 VỀ NHỮNG YÊU CẦU CỤ THỂ CỦA CƠNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐỒNG PHA THEM 54 3.2 LỰA CHỌN LOẠI CHẤT NỔ VÀ PHƢƠNG TIỆN NỔ PHÙ HỢP CHO MỎ 55 3.2.1 Lựa chọn loại thuốc nổ phù hợp 55 3.2.2 Lựa chọn phƣơng tiện phƣơng pháp nổ mìn phù hợp cho mỏ 56 3.3 LỰA CHỌN THỜI GIAN VI SAI 57 3.3.1 Thời gian vi sai 57 3.3.2 Chọn sơ đồ nổ mìn thích hợp 58 3.4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN HỢP LÝ CHO MỎ ĐỒNG PHATHEM 61 3.4.1 Phƣơng pháp tính tốn xác định thơng số nổ mìn 61 3.5 Hồn thiện thơng số khoan nổ mìn phù hợp cho mỏ đồng PhaThem 69 3.5.1 Phƣơng pháp đánh giá hồn thiện thơng số nổ mìn cho mỏ 69 3.5.2 Công thức Kuznetsov 70 3.5.3 Công thức Rosin & Rammler 71 3.6 MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN PHÙ HỢP 72 3.6.1 Các thơng số nổ mìn thiết kế cho mỏ đồng PhaThem 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 KẾT LUẬN 82 KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất lý đá mỏ quặng đồng PhaThem Bảng 1.2 Bảng kế hoạch khai thác mỏ từ năm 2017 đến 2033 14 Bảng 1.3 Bảng thiết kế số thiết bị sử dụng mỏ 17 Bảng 1.4 Bảng thông số hệ thống khai thác 17 Bảng 1.5 Đặc tính máy khoan HCR 1200 19 Bảng 1.6 Đặc tính máy khoan HCR 900 20 Bảng 1.7 Bảng thể giá trị khoảng cách hàng lỗ khoan 24 Bảng 1.8 Bảng thể giá trị khoảng cách lỗ khoan 24 Bảng 1.9 Giá trị chiều dài bua 25 Bảng 1.10 Bảng tổng hợp thơng số khoan nổ mìn sử dụng mỏ 25 Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật thuốc nổ nhũ tƣơng 55 Bảng 3.2 Tổng hợp công thức lựa chọn để xác định thơng số khoan nổ mìn hợp lý cho mỏ đồng PhaThem 68 Bảng 3.3 Kết tính tốn thơng số khoan nổ mìn từ cơng thức chọn cho nổ quặng, đƣờng kính lỗ khoan dk = 127 mm 68 Bảng 3.4 Kết tính tốn thơng số khoan nổ mìn từ cơng thức chọn cho nổ quặng, đƣờng kính lỗ khoan dk = 152 mm 69 Bảng 3.5 Giá thành khoan vật liệu nổ công nghiệp, phƣơng tiên nổ 74 Bảng 3.6 Các thông số thiết kế K1, K2, K3, K4 75 Bảng 3.7 Tổng hợp kết tính tốn chi phí dự báo mức độ đập vỡ 76 04 thiết kế nổ quặng 76 Bảng 3.8 Tổng hợp thông số thiết kế nổ quặng đƣợc lựa chọn 77 Bảng 3.9 Các thông số thiết kế K1, K2, K3, K4 78 Bảng 3.10 Tổng hợp kết tính tốn chi phí dự báo mức độ đập vỡ 79 04 thiết kế nổ đất đá 79 Bảng 3.11 Tổng hợp thông số thiết kế nổ đất đá đƣợc lựa chọn 80 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Bản đồ vị trí khu vực mỏ đồng Pha Them Hình 1.2 Bản đồ hệ địa tầng .6 Hình 1.3.Mặt cắt địa chất tuyến Đơng Tây Hình 1.4 Mặt cắt tuyến Bắc Nam .8 Hình 1.5.Bản đồ kết thúc khai thác 3D (GEMCOM Surpac software) 15 Hình 1.6.Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ 16 Hình 1.7 Ảnh thiết kế mạng lỗ khoan 18 Hình 1.8 Máy khoan HCR1200 sử dụng mỏ 19 Hình 1.9 Máy khoan HCR 900 sử dụng mỏ .19 Hình 1.10 Thuốc nổ nhũ tƣơng sử dụng mỏ .20 Hình 1.11 Xe MMU để nạp thuốc nổ mỏ 21 Hình 1.12 Cơng tác nạp thuốc nổ mỏ .21 Hình 1.13 Hình ảnh phƣơng tiện nổ mỏ .22 Hình1.14 Sơ đồ điều khiển mạng nổ nổ đào hào .26 Hình1.15 Sơ đồ điều khiển mạng nổ nổ chân tầng 26 Hình 1.16 Cơng tác nổ mìn đá q cỡ .27 Hình 1.17 Đá cỡ mỏ 27 Hình 1.18 Cơng tác nổ mìn tạo biên 28 Hình 1.19 Cấu trúc đất đá nứt nẻ xuất số tầng 29 Hình 1.20 Mơ chân tầng mỏ .30 Hình 1.21 Bụi khí độc sinh số bãi nổ .30 Hình 2.1 Đặc điểm thạch học đƣợc chia thành vùng có độ cứng khácnhau quặng mức +330 m .33 Hình 2.2 Thể đứt gãy mặt cắt tuyến Bắc – Nam 34 Hình 2.3 Hƣớng cắm đất đá so với mặt thống xuất mức+322 m Phía Đơng – Nam mỏ 35 Hình 2.4.Hƣớng cắm đất đá thuận với sƣờn tầng .35 Hình 2.5 Hƣớng cắm đất đá nghịch với sƣờn tầng 36 vi Hình 2.6 Lỗ khoan tháo khô .37 Hình 2.7 Sự thay đổi áp lực nổ theo thời gian 39 Hình 2.8 Sơ đồ xác định vùng đập vỡ đất đá nổ mìn .41 Hình 2.9 Sơ đồ kích nổ lƣợng thuốc dài 42 Hình 2.10 Mối quan hệ tiêu thuốc nổ độ cứng đất đátính tốn sử dụng mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, Việt Nam 43 Hình 2.11 Mối quan hệ tiêu thuốc nổ đƣờng kính cỡ hạt nổ mìn 43 Hình 2.12 Sự thay đổi tiết diện vùng đập vỡ thay đổi tỷ số W/dk(dk=const)W1 1,5 ) Xét tổng chi phí khoan nổ nhỏ 03 thiết kế cịn lại thấy thiết kế nổ K1 có tổng chi phí khoan nổ nhỏ nhất, nên tác giả lựa chọn thiết kế K1 thiết kế phù hợp cho công tác khoan nổ đất đá mỏ đồng PhaThem Bảng 3.11 Tổng hợp thông số thiết kế nổ đất đá đƣợc lựa chọn Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Chiều cao tầng H m 10 Góc nghiêng sƣờn tầng α độ 80 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,26 Đƣờng cản chân tầng W m 5,7 Khoảng cách lỗ mìn a m 5,7 Khoảng cách hàng lỗ mìn b m 4,9 Chiều dài bua Lb m 4,2 Chiều sâu khoan thêm Lkt m 1,3 81 Chiều cao cột thuốc Lth m 7,1 Chiều sâu lỗ khoan Lk m 11,3 Sức chứa thuốc nổ mét lỗ khoan P kg/m 20,8 Lƣợng thuốc nổ cho lỗ mìn Q kg/Lỗ 147,6 3.7 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Việc nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp nổ mìn vi sai phi điện kết hợp với thơng số nổ mìn hợp lý cho mỏ đồng PhaThem đảm bảo nâng cao chất lƣợng phá vỡ đất đá an toàn cho cơng trình bảo vệ nằm gần khai trƣờng Các thơng số khoan nổ mìn đƣợc tính tốn thông số đặc trƣng, phù hợp với điều kiện khai thác mỏ Trong trình khai thác cần phải xác định tính chất lý đá khu vực tiến hành khoan nổ thử nghiệm kết hợp theo dõi, đúc kết cho phép tính tốn, xác định thơng số khoan nổ hợp lý, xác định quy mô bãi nổ, lựa chọn loại thuốc nổ phù hợp, xây dựng thông số khoan nổ mẫu cho mỏ, lựa chọn giải pháp công nghệ nạp điều khiển nổ mìn, lựa chọn phƣơng pháp nổ, phƣơng tiện nổ, thơi gian vi sai sơ đồ nổ hợp lý Trên sở nghiên cứu phân tích luận văn đƣa đề xuất, tính tốn lựa chọn thơng số nổ mìn cho mỏ, cách lựa chọn bãi nổ phù hợp, kết cấu cột thuốc lỗ khoan cho hợp lý, đạt hiệu cao tiến hành nổ, áp dụng biện pháp nạp thuốc điều kiện có nƣớc ngầm, tính tốn thời gian vi sai, chọn lựa sơ đồ vi sai để cơng tác nổ mìn đạt hiệu tốt Để nâng cao hiệu nổ mìn mỏ đồng PhaThem cần tiến hành lựa chọn loại chất nổ, phƣơng tiện nổ, phƣơng pháp nổ mìn thơng số nổ mìn howfp lý cho khu vực ứng với loại đất đá, loại chất nổ sử dụng đƣờng kính lỗ khoan Đồng thời cần thiết phải áp dụng biên pháp nâng cao hiệu nổ mìn Những biện pháp là: - Nâng cao hiệu sủ dụng lƣợng nổ để đập vỡ đất đá - Áp dụng triệt để phƣơng pháp nổ mìn vi sai phi điện - Sử dụng sơ đồ nổ hƣớng khởi nổ hợp lý 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 1.1 Những nội dụng đạt đƣợc sau nghiên cứu đề tài Đề tài: “Nghiên cứu xác định thơng số nổ mìn phù hợp cho mỏ quặng đồng PhaThem tỉnh Viêng Chăn, CHDCND Lào” hoàn thành với nội dụng theo đề cƣơng vạch ra, cụ thể là: Tên sở ngiên cứu trạng cơng tác khoan nổ mìn mỏ đồng Pha Them, tác giả sâu phân tích tìm vấn đề cịn tồn cần tập trung giải cho khâu khoan nổ mìn là: lựa chọn thơng số nổ mìn phù hợp dựa sở mức độ đập vỡ đất đá yêu cầu, điều kiện kỹ thuật điều kiện tự nhiên thực tế mỏ đồng PhaThem Tiến hành nghiên cứu lý thuyết mối quan hệ ảnh hƣởng lẫn mức độ đập vỡ với thông số kỹ thuật khoan nổ mìn, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất cơng trình cơng tác tổ chức – kinh tế Phân tích mối quan hệ ảnh hƣởng lẫn chúng để làm sở lựa chọn thông số phù hợp với điều kiện thực tế mỏ đồng PhaThem Trên sở lý thuyết mối quan hệ ràng buộc ảnh hƣớng lẫn thơng số, tiêu tính chất lý đất đá mức độ đập vỡ yêu cầu cụ thể, tiến hành lựa chọn loại chất nổ, phƣơng tiện nổ, phƣơng pháp nổ, sơ đồ nổ cơng thức tính tốn thơng số nổ mìn hợp lý cho điều kiện cụ thể mỏ đồng PhaThem Nghiên cứu ảnh hƣởng lẫn khâu khoan nổ mìn đến khâu dây chuyển sản xuất, thiết lập mối quan hệ chúng tiêu chi phí, đƣa mơ hình dự báo kích thƣớc cỡ hạt đánh giá kết hợp lý thông số nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ hợp lý sở chi phí tổng cộng cho dây chuyển sản xuất hợp lý Tiến hành tính tốn để xuất thơng số nổ mìn phù hợp sở chi phí khoan nổ mìn nhỏ đảm bảo kích thƣớc cỡ hạt mong muốn khâu 83 nghiền sàng theo mơ hình dự báo mức độ đập vỡ Kuznetsov Rosin & Rammler làm sở tối ƣu hóa thơng số nổ mìn cho mỏ đồng PhaThem 1.2 Điều kiện áp dụng nội dung nghiên cứu đề Mối quan hệ mức độ đập vỡ (kích thƣớc hạt yêu cầu) với thơng số khoan nổ mìn chi phí khâu sản xuất từ khoan nổ, xúc bốc, vận tải nghiền sàng sau nghiên cứu đƣợc khuyến khích áp dụng cho mỏ khai thác quặng Lào, mỏ VLXD mục đích khác có điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, tính chất đất đá tƣơng đƣơng với mỏ đồng PhaThem, CHDCND Lào Do thời gian nghiên cứu tác giả có hạn nên kết nghiên cứu đƣợc đánh giá dự báo kết quả, chƣa đƣợc đƣa vào thử nghiệm thực tế nên áp dùng thông số nghiên cứu tác giả tiếp tục đƣa vào thử nghiệm thực tế đề điều chỉnh lựa chọn thông số cho phù hợp KIẾN NGHỊ Khoan nổ mìn khâu dây chuyền sản xuất khai thác mỏ, đóng góp phần lớn nhiệm vụ hồn thành khai thác sản lƣợng mỏ năm Để nâng cao đƣợc hiệu khâu khoan nổ mìn tác giả đề nghị mỏ khai thác quặng nói chung khai thác đồng PhaThem nói riêng đề nhƣ sau: Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý, cần có phân tích rõ yếu tố ảnh hƣởng cụ thể mỏ đến việc lựa chọn thông số nhƣ: yếu tố khơng điều khiển đƣợc (tính chất lý vùng, cấu trúc địa chất mỏ, tính nứt nẻ, độ lỗ hổng, ) yếu tố điều khiển đƣợc để làm sở cho việc tính tốn thơng số Mức độ đập vỡ đất đá (hay cỡ hạt) sau nổ yếu tố định hiệu chung mỏ nói chung khâu khoan nổ nói riêng Các thơng số nổ mìn đƣợc lựa chọn phải đảm bảo kích thƣớc cỡ hạt chi phí tổng cộng dây chuyền cơng nghệ sản xuất nhỏ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Ấu, Nhữ Văn Bách Phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội (1996) Hồ Sĩ Giao (1999), Thiết kế mỏ lộ thiên, NXB Giáo dục, Hà Nội Trần Mạnh Xuân (2000), Bài giảng CN khai thác mỏ lộ thiên, Hà Nội Liên hiệp hội khoa học kỹ thuật Việt Nam (2006), Cẩm nang công nghệ thiết bị mỏ, Quyển I, Khai thác mỏ lộ thiên, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nhữ Văn Bách (2008), Nâng cao hiệu phá vỡ đất đá nổ mìn khai thác mỏ, NXB GTVT, Hà Nội Lê Văn Quyển (2009), “Nghiên cứu mức độ đập vỡ đất đá nổ mìn xác định mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho số mỏ lộ thiên Việt Nam”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Nguyễn Đình Ấu, Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyển, Nguyễn Đình An (2013), Nổ mìn kỹ thuật an tồn sử dụng vật liệu nổ công nghiệp, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội Đàm Trọng Thắng, Bùi Xuân Nam, Trần Quang Hiếu (2015) Nổ mìn ngành mỏ cơng trình NXB Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ Trần Quang Hiếu., Nguyễn Đình An., Lê Thị Thu Hoa (2016), “Nghiên cứu ảnh hƣởng tốc độ kích nổ chất nổ tới bán kinh vùng đập vỡ đất đá nổ mìn” Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ, số 5/2016 Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam Tr 50-52 ISSN 0868-7052 10 Trần Quang Hiếu., Bùi Xuân Nam Xây dựng phần mềm lập hộ chiếu khoan nổ mìn cho mỏ khai thác lộ thiên vùng Cẩm Phả, Quảng Ninh Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ số 1-2017 Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Tr 46-52 ISSN 0868-7052 11 Trần Quang Hiếu., Lê Công Vũ Xác định mức độ đập vỡ đất đá nổ mìn hợp lý cho mỏ đá vật liệu xây dựng khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu Tạp chí Cơng 85 nghiệp Mỏ, số 6/2017 Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam Tr 58-63 ISSN 0868-7052 12 Барон В.Л., Кантор В.Х (1989) Техника и технология взрывных работ в США.М.: Недра - 376 с 13 Власов, Орест Евгеньевич (1957) Основы теории действия взрыва Москва:ВИА - 407 с 14 Ганопольский М.И, Барон В.Л, Белин В.А., Пупков В.В., Сивенков В.И (2007) Методы ведения взрывных работ Специальные взрывные работы: Учебное пособие - М.: Из-во МГГУ - 563 с 15 Садовский М А (2004) Механическое действие воздушных ударных волн взрыва по данным экспериментальных исследований// 16 Кутузов Б Н (2009) Безопасность взрывных работ в горном деле и промышленности: Учебное пособие - М.: Из-во Горная книга, Изд-во МГГУ - 670 с 17 Кутузов Б Н (2007) Методы ведения взрывных работ Ч Разрушение горных пород взрывом: Учебник для вузов - М.: Изд-во Горная книга - 471 с 18 ДрукованыйМ Ф (1973) Методыуправлениявзрывомнакарьерах, Изд Недра, Мockвa 19 Репин Н.Я (1978), Подготовка и экскавация вскрышных пород угольных разрезов Москва “Недра” 20 Кузнецов В.А (2010), Обоснование технологии буровзрывных работ в карьерах и открытых горностроительных выработках на основе деформационного зонирования взрываемых уступов дис докт техн наук М, с 225 21 Cùng tài liệu thu thập mỏ quặng Đồng Pha Them tỉnh Viêng Chăn, CHDCND Lào tài liệu thu thập mạng Internet