báo cáo kết quả ứng dụng giải pháp nổ mìn khai thác mới nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá giảm chấn động và ô nhiễm môi trường tại một số mỏ đá trên địa bàn tỉnh vĩnh phúc

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐ CÔNG NGHIỆP PHÚC YÊN UBND TỈNH VĨNH PHÚC SỞ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ BÁO CÁO KẾT QUẢ MỞ RỘNG MƠ HÌNH KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ NĂM 2009 Tên mơ hình nhân rộng: Ứng dụng giải pháp nổ mìn khai thác nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá, giảm chấn động ô nhiễm môi trường số mỏ đá địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Mã số: 14/MHNRVP-2009 Người chủ trì Cơ quan chủ trì HIỆU TRƯỞNG TS LÊ NGỌC NINH VŨ VĂN DŨNG Vĩnh Phúc, tháng 12 năm 2009 BÁO CÁO KẾT QUẢ MỞ RỘNG MƠ HÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂM 2009 Phần thứ nhất: Giới thiệu chung Tên mơ hình: Ứng dụng giải pháp nổ mìn khai thác nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá, giảm chấn động ô nhiễm môi trường số mỏ đá địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Mã số: 14/MHNRVP-2009 Người chủ trì: TS Lê Ngọc Ninh Cơ quan chủ trì: Trường Cao đẳng Công nghiệp Phúc Yên Người thực (các chủ hộ): Công ty Cổ phần Đầu tư Tân Phát Công ty cổ phần đầu tư xây dựng Bảo Quân – Chi nhánh Vĩnh Phúc Quy mô, địa điểm: Mỏ đá Minh Quang Mỏ đá Bảo Quân, xã Minh Quang, huyện Tam đảo, tỉnh Vĩnh Phúc Phương pháp thực hiện: Nổ mìn thực nghiệm chứng minh Kinh phí: - Tổng: 120 triệu đồng Trong đó: - Kinh phí khoa học: 120 triệu - Kinh phí khác: khơng Tiến độ thực mơ hình: năm Cơ sở lý luận thực tiễn mơ hình: 9.1 Q trình nghiên cứu Mơ hình: Ứng dụng giải pháp nổ mìn khai thác nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá, giảm chấn động ô nhiễm môi trường số mỏ đá địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc mơ hình khoa học dựa kết nghiên cứu đề tài thuộc chuyên đề cấp tiến sĩ TS Lê Ngọc Ninh với tiêu đề:“Nghiên cứu thông số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá giảm thiểu tác động môi trường nổ mìn số mỏ lộ thiên Việt Nam”, chuyên ngành Kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên, mã số: 62.53.05.01 Đề tài chuyên đề Hội đồng KH trường Đại học Mỏ - Địa chất đánh giá có chất lượng tốt với điểm bình quân đạt 9,8 điểm Kết nghiên cứu đề tài ứng dụng số mỏ đá lộ thiên, điển mỏ đá Ao Ngươm (thuộc nhà máy xi măng 78, Hữu Lũng, Lạng sơn, mỏ đá vôi Hố Dùng, Hữu Lũng, Lạng Sơn…) 9.2 Kết nghiên cứu đề tài Kết nghiên cứu đề tài phương pháp nổ mìn với lượng thuốc nổ dài liên tục (hoặc phân đoạn cần thiết) có đường kính khác nạp lỗ khoan, bao gồm có nhiều tốn, cụ thể sau: 9.2.1 Bài toán Đất đá cứng đồng Trong toán điều kiện cho trước sau: - Đất đá tầng cứng đồng (tuy nhiên thực tế, phần đất đá phía thường bị nứt nẻ ảnh hưởng đợt nổ trước) Các thông số tầng thiết kế cố định với chiều cao tầng h góc nghiêng sườn tầng  (hình 1) - Các thơng số nổ mìn điều kiện coi cố định gồm: đường kháng chân tầng (W); khoảng cách lỗ hàng khoan (a, b); đường kính lỗ khoan (d); chiều dài bua (lb); loại thuốc nổ, phụ kiện nổ; phương pháp khởi nổ; tiêu thuốc nổ theo cách nổ truyền thống (lượng thuốc nổ dài liên tục) qt - Các thơng số nổ điều chỉnh để thay đổi mức độ đập vỡ đất đá là: + Những thông số cấu trúc lượng thuốc lỗ mìn; + Vật liệu làm bua mìn Với điều kiện nêu ta có lượng thuốc nổ tính theo cách truyền thống là: Q = d2. lt/4 ; kg Trong đó: d - đường kính lỗ mìn, m - mật độ nạp thuốc lỗ khoan, kg/m3 lt- chiều dài lượng thuốc nổ tính theo phương pháp truyền thống Tuy nhiên, theo ngun tắc tính tốn lượng thuốc nổ lượng thuốc Q tính theo cơng thức Q = d2. lt/4 phải kiểm tra theo công thức sau đây: Q = W.a.h.qt ; kg Như vậy, muốn nâng cao hiệu nổ mìn nhiệm vụ cần phải thay đổi cấu trúc thuốc nổ lỗ mìn thay đổi vật liệu làm bua Điều liên quan đến tính chất đất đá tầng mỏ, tiêu thuốc nổ tính tốn (qt), khối lượng thuốc nổ (Q) Ta biết rằng: dọc theo chiều cao tầng, đất đá phần phía bị ảnh hưởng đợt nổ trước, thường chúng bị nứt nẻ bị phân chia thành khối khác Nghĩa lực liên kết khối bị yếu đi, lượng dùng để phá vỡ làm văng xa chúng nhỏ so với đá nguyên khối Mặt khác, đất đá phần phía gần bề mặt tự đường kháng nhỏ nên lượng thuốc nổ dùng để phá vỡ chúng nhỏ phần đất đá phía Dạng thường thấy tầng mỏ đá vôi số mỏ lộ thiên khác Việt Nam Chúng ta biết rằng, theo cấu phá vỡ đất đá cứng đồng mìn nổ, xung quanh lỗ mìn hình thành vùng khác nhau: vùng nghiền nát (đất đá bị nghiện nát mạnh nổ) nằm kề sát với lượng thuốc, vùng tạo thành nứt nẻ (vùng biến dạng mạnh với nhiều hệ thống nứt nẻ cắt nhau, làm cho đất đá phá vỡ với nhiều kích thước khác nhau), vùng chuyển dịch dao động (các phần tử đá chuyển dịch dao động mà không bị phá vỡ) Như vậy, để nâng cao mức độ đập vỡ đất đá, cần phải giảm bớt bán kính vùng nghiền nát, tăng bán kính vùng tạo thành nứt nẻ giảm bán kính vùng chuyển dịch dao động Điều thực nổ mìn vi sai lượng thuốc, nổ mìn phân đoạn lưu cột khơng khí nổ mìn với lượng thuốc có đường kính khác lỗ khoan Trong thực tế, sử dụng nổ vi sai nổ phân đoạn lượng thuốc lưu cột khơng khí nâng cao mức độ đập vỡ đất đá Tuy nhiên, tiến hành nổ phân đoạn lượng thuốc lưu cột khơng khí, thường nhiều thời gian thi cơng phải làm làm ống chống hay chạc phân cách… Phương pháp nổ mìn với lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan khắc phục nhược điểm nội dung trình bày đây: Trên hình 1, để dễ tính tốn thi cơng nạp nổ, ta chia tầng thành phần theo chiều cao Đối với phần đất đá phía trên, ta cần nạp lượng thuốc nổ vừa đủ sức công phá khả cơng nổ để phá vỡ hết thể tích đất đá Muốn vậy, đường kính lượng thuốc để phá vỡ phần đất đá phía phải lấy nhỏ đường kính lượng thuốc để nổ phần đất đá phía Khi chiều cao bua vật liệu làm bua bảo đảm, suốt chiều cao cột thuốc nổ tồn lượng thuốc có chiều dài l1 đường kính d1 vừa đủ để phá vỡ phần đất đá phía Đất đá phần phá vỡ trong phạm vi phễu nổ có bán kính r =ka (k - hệ số kể đến khả hình thành phễu nổ lượng thuốc nổ có chiều dài l1) Trong tốn này, ứng với nổ mìn mỏ lộ thiên, ta có r = ka ≤ (lb + 0,5 l1 hay ta có: (với a>lb) (1) l  ( ka  l b ) Trong đó, bán kính phễu nổ r = k.a ( k > phễu nổ mạnh, k < phễu nổ yếu, k = phễu nổ chuẩn Khi k > r > a vùng không đập vỡ lỗ khoan bị chồng chéo nhiều, cịn k < r < a vùng không bị đập vỡ lỗ khoan tích lớn) Tuỳ thuộc vào tình trạng đất đá phần lượng cột thuốc nổ có chiều dài l1 mà ta có phễu nổ yếu, phễu nổ mạnh hay phễu nổ chuẩn Thể tích đất đá nằm phễu nổ (V) có bán kính r = ka là: (2) 2 V   r ( lb  ,5l1 )   k a ( lb  ,5l1 ), m C lb 0,5l1 l1 h l2  W b Hình Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan đất đá cứng đồng nứt nẻ phía W- đường cản chân tầng, m; C =  m - khoảng cách an toàn từ trục lỗ khoan hàng đến mép sườn tầng, m; b - khoảng cách hàng lỗ khoan, m; l1 = chiều cao cột thuốc nổ phía trên, m; l2 – chiều cao cột thuốc nổ phía đáy, m; h – chiều cao tầng, m;  - góc nghiêng sườn tầng, m Vậy toán đặt cho tìm giá trị d1 lượng thuốc nổ phần cần nạp lỗ mìn để đảm bảo hiệu phá vỡ hiệu kinh tế Bài tốn giải sau: + Đường kính lượng thuốc phía (d1) tính sau: Gọi p sức chứa thuốc nổ mét đoạn lỗ khoan có chiều cao l1 khối lượng thuốc nổ có chiều cao l1 là:  d 12   l ; kg Q1 (3) Với:  - mật độ thuốc nổ đóng gói (dạng thỏi), kg/m d1 - đường kính lượng thuốc phía trên, m Khi hình thành phễu nổ, lượng thuốc nổ cần phá hết phễu nổ là: (4) Q   k a ( l b  , l1 ) q Từ (3) (4) ta suy ra:  d  l1   k a ( l b  ,5 l1 ) q  4 k a (l b  ,5 l ) q d1   l1  d  ka Trong đó: ( l b  , l1 ) q ;m  l1 (5) q1 - tiêu thuốc nổ tính cho phần đất đá phía trên, kg/m3 Như cơng thức (5) biểu diễn mối quan hệ mật thiết đường kính lượng thuốc phía với mật độ dạng thỏi thông số l1 Để đảm bảo cách tính này, ta cần phải lựa chọn loại thuốc dạng thỏi có đường kính d = 42  150 mm mật độ nạp  ≥ 1g/cm3 Trên bảng giới thiệu phụ thuộc chiều cao (l1) đường kính (d1) lượng thuốc nổ phần với thơng số nổ mìn sử dụng lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan Sau xác định l1 d1 , ta có chiều cao cịn lại cột thuốc phía là: l2 = Lk – (lb + l1) ; m (6) Và khối lượng thuốc nổ phía (Q2) là: Q2 = .d2 l2/4 ; kg (7) Các thông số tầng thơng số nổ mìn d (mm) a (m) w (m) h (m) Lk (m)  độ lb (m) f C (m) 150 5,5 10 11 70 -10 2 115 4,5 10 11 70 2,7 8-9 105 4 10 11 80 2,5 42 1,5 1,5 2,5 75 0,8 T T Khi thuốc nổ có mật độ nạp lỗ  (kg/m3) q1 kg/m3 d1 (mm) l1 (m) 1050- 1150 0,38 120110 1,5 1050- 1150 0,34 10090 3,5 7-8 1050- 1150 0,32 8070 7- 0,8 1050- 1150 0,32 3025 1,4 Tuy nhiên, thực tế đất đá đa dạng thay đổi liên tục suốt chiều cao tầng Vì vậy, tùy theo điều kiện đất đá mà ta áp dụng theo toán đưa sau: 9.2.2 Bài toán 2: Đất đá cứng đồng nhất, phân lớp với hướng cắm khác Cũng tương tự toán 1, toán ta xét trường hợp: - Trường hợp a: mặt phân lớp có độ dốc từ nghiêng đến đứng hướng cắm lớp đá từ phía phía ngồi sườn tầng (hình 2.a1) Trong trường hợp này, lượng dùng để phá vỡ đất đá phần phần khơng lớn (dễ nổ mìn) khối đá có xu hướng trượt phía sườn tầng Bài toán hệ toán 12 thường gặp thực tế Do vậy, ta áp dụng cơng thức (1) để tính chiều cao cột thuốc phía l1 áp dụng cơng thức (2) để tính đường kính cột thuốc nổ phía (d1) Mặt khác, phần đất đá phía dễ nổ nên để tiết kiệm thuốc nổ, ta nổ phân đoạn lượng thuốc đáy (hình 2.a2) C b=a lb 0,5l1 l1 l2 W b Hình 2.a1 Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan, đất đá cứng đồng nhất, phân lớp từ dốc nghiêng đến dốc đứng hướng cắm từ Riêng chiều cao cột khơng khí tính theo kinh nghiệm nổ thực nghiệm: lkk = (0,15  0,3)lt, m (8) Trong đó: lt - chiều dài lượng thuốc phía C b lb 0,5l1 l1 l2 W Hình 2.a2 Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan, nổ phân đoạn lượng thuốc nổ đáy, đất đá cứng đồng nhất, phân lớp từ dốc nghiêng đến dốc đứng, hướng cắm từ ngồi Bài tốn thường áp dụng nhiều Việt Nam, cụ thể mỏ đá vôi, mỏ đá Riôlit phục vụ xây dựng - Trường hợp b: mặt phân chia lớp có độ dốc từ nghiêng đến đứng hướng cắm lớp đá từ phía ngồi vào tầng (hình 2.b) C b lb 0,5l1 l1 l2  W b Hình 2.b Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan, đất đá cứng đồng nhất, phân lớp từ dốc nghiêng đến dốc đứng hướng cắm từ phía ngồi vào Đối với trường hợp này, lượng dùng để phá vỡ phần đất đá phía lớn (khó nổ mìn) khối đá có xu hướng trượt vào làm tăng sức kháng, chống lại khả phá vỡ chất nổ Đây tốn thường gặp thực tế Vì vậy, áp dụng theo cách tính tốn dẫn đến không hiệu nổ Để giải tốn ta phải chọn loại thuốc nổ có sức công phá khả công nổ lớn áp dụng phương pháp nổ truyền thống (lượng thuốc nổ dài liên tục loại thuốc nổ), sử dụng phương pháp nổ phân đoạn lượng thuốc, đồng thời lựa chọn vật liệu bua làm từ Kabenlis kết hợp với phoi khoan đá dăm để ngăn cản bua sớm 9.2.3 Bài toán 3: Đất đá phân thành nhiều lớp có hệ số kiên cố khác Giả sử lỗ khoan khoan qua n lớp đất đá tầng (hình 3) Trong tốn này, mặt lý thuyết, ta sử dụng nhiều loại thuốc nổ có đường kính khác nổ cho lớp, điều khó thực thực tế Do ta áp dụng toán 12 để tính Chỉ khác giá trị hệ số kiên cố đất đá tỷ trọng đất đá lấy theo giá trị bình quân gia quyền (ftb, tb):  l   l    n l n f1l1  f 2l2   f nln   11 f tb  Trong đó: tb n n l l i i 1 f1 , f2…, fn hệ số kiên cố đất đá tầng thứ nhất, thứ 2…., thứ n l1, l2,… li chiều cao lớp đất đá tầng nhất, thứ 2…., thứ n b C Líp lb f1, h1 Líp 0,5l1 l1 f2, h2 h l2  Líp n fn, hn W b Hình Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan đất đá không đồng phân thành nhiều lớp Tuy nhiên, toán cần ý loại trừ lớp đất sét tính giá trị hệ số độ độ cứng ftb tỷ trọng tb nằm lớp đất đá điều kiện địa chất thuỷ văn, sau tính chọn tiêu thuốc nổ cho phù hợp Trong trường hợp đất đá vừa phân lớp vừa nứt nẻ, ta áp dụng toán 2a để tiết kiệm thuốc nổ lỗ khoan 9.2.4 Bài toán 4: Khi đất đá phần mềm yếu đất đá phần Trong trường hợp này, đất đá phần phía thường lớp quặng mềm hay đất đá mềm yếu Trong lớp đất đá phía thuộc dạng cứng khó b C nổ mìn (hình 4) lb H1 f1 ; h1 f2 ; h2 0,5l1 l1 h l2  W b Hình Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan đất đá phần mềm yếu phần Điều kiện đặt cho toán là: f1 < f2 H1  0,5h Trong đó: H1 - chiều dày nhỏ lớp quặng hay đất đá mềm phần trên, m h - chiều cao tầng, m Như vậy, để giải toán ta áp nội dung toán 12 Tuy nhiên, để đơn giản tính tốn, ta tính tiêu thuốc nổ riêng cho phần đất đá, dựa theo bảng phân loại đất đá theo độ nổ lấy theo thực tế 9.2.5 Bài toán 5: Khi đất đá phần mềm yếu đất đá phần Trong trường hợp này, đất đá phía thuộc dạng cứng khó nổ mìn, đất đá phần thường lớp quặng mềm hay đất đá mềm yếu (hình 5) Điều kiện đặt cho toán tương tự toán là: f1 > f2 H1  0,5h (H1 - chiều dày nhỏ lớp đất đá cứng phần trên) Đối với toán 5, áp dụng nội dung toán dẫn đến sai lầm khối lượng thuốc nhỏ đi, lượng khơng đủ để phá vỡ phần đất đá cứng phía Phương án giải cho toán sau: - Lựa chọn chủng loại tiêu thuốc nổ tầng theo phần đất đá phía tiến hành xác định thơng số phần theo phương pháp nổ truyền thống Nghĩa là, đường kính lượng thuốc phía đường kính lỗ khoan - Chọn đường kính lượng thuốc phần (d2) nhỏ đường kính lỗ khoan (d) Chọn tiêu thuốc nổ cho phần đất đá phía (q2) dựa theo bảng phân loại đất đá lấy theo thực tế C b lb H1 f , h1 f2 ; h2  W 0,5l1 l1 h l2 b Hình Sơ đồ tính tốn thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan đất đá phần mềm yếu phần 10 Các thơng số nổ mìn xác định theo nội dung toán sau: - Chiều cao cột thuốc phía lấy là: l1 ≥ 2(ka - lb); m - Đường kính lượng thuốc (d1) lấy đường kính lỗ khoan (d)  d  l1 , kg - Khối lượng thuốc nổ tính cho phần là: Q  - Chiều cao cột thuốc phía dưới: l2 = Lk - (lb + l1) Khối lượng thuốc nổ tính cho phần xác định sau: Gọi d2 đường kính lượng thuốc phía dưới, ta có: d  l Q2  , kg  (5.1) d  ( h  lb  l1 ) Q2  , kg Khi đất đá tầng phân thành hai lớp riêng biệt thoả mãn điều kiện đầu ta coi phần đất đá phía phân tầng có chiều cao l2 Khi để lượng thuốc phía đảm bảo phá nổ hết lớp đất đá mềm lượng thuốc nổ Q2 phải thoả mãn điều kiện sau: Q2 = W  a  l2  q2 , kg (5.2) Từ (5.1) (5.2) ta có: d2   awq ,m  (9) Từ công thức (9) nêu trên, ta lập bảng xác định đường kính (d2) cho số lỗ khoan sử dụng mỏ lộ thiên (bảng 1) Bảng Bảng tính đường kính lượng thuốc phía (d2) chiều dài (l2) lỗ mỡn Các thông số tầng thông số nỉ m×n T T d a w h Lk  (m) lb f Khi thc nỉ cã mËt ®é ë d¹ng thái ∆ (kg/m3) C q2 d2 l2 kg/m (mm) (m) (mm) (m) (m) (m) (m) độ (m) 150 5,5 10 11 70 -9 1050- 1150 0,38 115105 115 4,5 10 11 70 2,7 7-8 1,5 1050- 1150 0,34 9590 4,7 105 4 10 11 80 2,5 6-7 1050- 1150 0,32 8075 5,5 42 1,5 1,5 2,5 75 0,8 6- 0,8 1050- 1150 0,32 3025 0,8 Công thức (9) áp dụng đất đá có mặt phân lớp nằm ngang đến nghiêng Khi mặt phân lớp đất đá dốc đứng, kết tính tốn theo cơng thức khơng xác 11 9.2.6 Biện pháp nạp thuốc đường kính lượng thuốc nhỏ đường kính lỗ khoan - Đối với cột thuốc có đường kính lỗ khoan: Ta nạp thỏi với đường kính gần đường kính lỗ khoan nạp chặt lượng thuốc rời - Đối với cột thuốc có đường kính nhỏ đường kính lỗ khoan: Ta chọn thỏi thuốc theo thiết kế tạo vành đai hai đầu thỏi thuốc cách giấy nylon băng keo (hình 6a) thả xuống lỗ khoan - Để tránh vật liệu bua rơi vào lớp vỏ bọc khơng khí lượng thuốc có đường kính nhỏ, phía đỉnh lượng thuốc cần nạp thỏi thuốc có đường kính đường kính lỗ khoan, dài 15 – 20 cm (hình 6b ) - Các thỏi thuốc cần đặt sẵn nhà máy tâm thỏi thuốc cần có lỗ để luồn dây điện, dây nổ hay dây dẫn tín hiệu ngịi nổ phi điện C khoảng khơng khí xung quanh thỏi thuốc b lb l1 h Thỏi thuốc Cuèn ®ai băng keo giấy niylon l2  W Hình Sơ đồ cấu trúc lượng thuốc có đường kính khác lỗ khoan nhằm nổ mìn giảm chấn động a/ Cấu trúc lượng thuốc lỗ khoan b/ cách tạo khoảng khơng khí xung quanh thỏi thuốc -Các lỗ khoan nhỏ áp dụng tương tự lỗ khoan lớn Riêng cột thuốc có đường kính nhỏ đường kính lỗ khoan phải nạp thỏi thuốc đúc sẵn để dễ dàng nạp mìn 9.2.7 Bua mìn tác dụng bua mìn làm từ sét Kabenlis kết hợp với phoi khoan đá dăm Có thể hiểu bua mìn mỏ lộ thiên vật liệu trơ với thuốc nổ (đất đá hạt nhỏ, cát, đất sét, chất dính kết, nước, khơng khí v.v hỗn hợp 12 chúng) nạp vào phần hay nhiều phần lỗ khoan đắp lên khối thuốc nổ đối tượng cần nổ nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá bảo vệ môi trường xung quanh Theo kết luận nhiều tác giả kết nghiên cứu, thực nghiệm thực tế sản xuất, tác giả khẳng định rằng: vật liệu bua thơng số kỹ thuật hợp lý mang lại tác dụng có lợi sau: - Khi nổ, đất đá khơng bị văng phía miệng lỗ khoan, chống tổn thất lượng q trình kích nổ chất nổ, thúc đẩy kích nổ hồn tồn giải phóng lượng tối đa - Tạo điều kiện hoàn thành phản ứng phân huỷ lần thứ hai sản phẩm kích nổ tăng lượng nổ - Tăng thời hạn tác dụng sản phẩm kích nổ kéo dài trạng thái căng đất đá sử dụng lỗ mìn phân đoạn khơng khí - Ngăn cản, giảm tạo thành sóng va đập khơng khí - Giảm số lượng khí độc, bụi sản phẩm kích nổ ngăn cản bay xa cục đá bụi mỏ Điều có ý nghĩa lớn công tác bảo vệ môi trường Như ta biết, nổ mìn phương pháp phá vỡ đất đá tiên tiến khẳng định vị trí quan trọng hàng đầu dây chuyền sản xuất mỏ Tuy nhiên, nổ mìn mang đến mối hiểm nguy cho người, động vật, sinh vật xung quanh huỷ hoại môi trường, nguyên nhân cục đá bay, bụi khí độc hại, chấn động sóng va đập khơng khí, xuất phát từ việc sử dụng vật liệu bua không đảm bảo chất lượng không đảm bảo chiều dài Hiện nay, cơng trình nghiên cứu hồn thiện thơng số nổ mìn có thơng số bua nước ta cịn Cần phải nghiên cứu tìm giải pháp để khắc phục tác động có hại tiến hành nạp nổ Đây yêu cầu cần thiết, cấp bách có ý nghĩa thực tiễn thời kỳ phát triển kinh tế - kỹ thuật theo chiến lược cơng nghiệp hố đại hố đất nước chiến lược bảo vệ môi trường diễn toàn giới Mặt khác, Khi tiến hành nổ mìn mỏ lộ thiên, vật liệu bua làm từ phoi khoan ảnh hưởng lớn đến hiệu vụ nổ, bao gồm: - Tạo sóng chấn động mạnh hơn: Thực nghiệm chứng minh rằng, tiến hành nổ mìn số mỏ lộ thiên Ví dụ, mỏ đá Hồng Sơn (Bút Sơn, Hà Nam), nạp bua phoi khoan, kết đo chấn động vị trí cách bãi nổ 300 m đạt tới trị số 15,8 mm/s, nổ mìn nạp bua sét Kabenlis kết hợp với phoi khoan đá dăm giảm chấn động xuống đạt trị số 10,7 mm/s - Gây bua sớm, làm giảm khả tác dụng nổ lượng thuốc nổ lỗ khoan tạo nhiều đấ cỡ: Ta biết rằng, điều kiện áp lực khí nổ, tốc độ bua phụ thuộc vào độ chặt, vật liệu chiều dài bua Nếu vật liệu bua có trọng lượng thể tích nhỏ thời gian bịt kín buồng nổ tồn ngắn hơn, dễ gây bua sớm làm giảm hiệu phá vỡ đất đá Theo số 13 liệu thông kê cho thấy, tỷ lệ đá cỡ mỏ lộ thiên Việt Nam thường đạt từ  20 % Từ vấn đề xúc trên, tác giả nghiên cứu tính tốn lại chiều cao cột bua theo mối quan hệ thông số nổ mìn (hình 7) tìm vật liệu bua làm từ sét Kabenlis kết hợp với phoi khoan đá dăm, cụ thể sau: - Công thức xác định chiều cao cột bua vật liệu bua mìn: a 3qt lb  a  ,m 3d 2 C lb W0 0,5l1 l1 l2 W b Hình Sơ đồ xác định chiều dài cột bua hợp lý lỗ mìn tầng mỏ lộ thiên theo phương pháp tác Trong đó: qt - tiêu thuốc nổ tính tốn, kg/m3 d - đường kính lỗ khoan, m  - mật độ thuốc nổ lỗ khoan, kg/m3 - Vật liệu làm bua: để tăng sức kháng hệ số ma sát vật liệu bua với thành lỗ khoan, thực nghiệm chứng minh rằng: vật liệu làm bua từ đất sét sét Kabenlis kết hợp với phoi khoan đá dăm mặt tầng có hiệu (kết nghiên cứu thực nghiệm mơ tả hình bảng 2) Bảng Xác định số lần nhồi bua theo đường kính lỗ khoan (với bua hỗn hợp Kabenlis, phoi khoan đá dăm dạng khô) Số lần nhồi bua chiều cao 30cm đường kính lỗ khoan 40mm 50mm 80mm 105mm 160mm 0 0 Mức độ chặt 3 4 7 20 25 50 55 Trung bình Cao 5 56 10 12 35 40 70 80 Rất cao 10 15 20 30 15  20 25  30 25 30 40 50 50 70 60 70 80 90 90 100 Cực cao Cực kỳ cao 14 Khung treo Hình Sơ đồ thí nghiệm xác định số lần nhồi bua cát mức độ chặt lỗ khoan có đường kính d = 40 mm 1- ống 100; - bua cát ẩm; - que gỗ 5; 4- gậy nhồi bua 5, 6, - vật có trọng lượng 8kg, 15kg 24kg Tóm lại, kết nghiên cứu lý thuyết nổ thực nghiệm, đề tài: “Nghiên cứu thông số lượng thuốc nổ có đường kính khác lỗ khoan nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá giảm thiểu tác động mơi trường nổ mìn số mỏ lộ thiên Việt Nam”, chuyên ngành Kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên, mã số: 62.53.05.01 đã: - Xây dựng mối quan hệ thơng số lượng thuốc nổ có đường kính khác nạp lỗ khoan với thông số nổ mìn tính chất đất đá, làm sở để thiết kế hộ chiếu nổ mìn hợp lý, nâng cao hiệu nổ mìn giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường - Đưa công thức xác định chiều cao cột bua tìm loại bua làm từ Kabenlis kết hợp với phoi khoan đá dăm, vừa nâng cao hiệu phá vỡ đất đá vừa bảo vệ môi trường khai thác mỏ - Kết nghiên cứu khẳng định tính ưu việt chúng tiến hành nổ mìn Tuy nhiên, để áp dụng có hiệu quả, ta cần phải xem xét kỹ tình trạng đất đá tầng trước tiến hành thiết kế hộ chiếu nổ mìn 9.2.8 Quy trình cơng nghệ nổ mìn theo phương pháp Mơ hình nhân rộng Tuỳ theo phương pháp làm nổ lượng thuốc mà ta có quy trình cơng nghệ khác Dưới trình bày chi tiết quy trình cơng nghệ nổ mìn điện vi sai với cấu trúc lượng thuốc áp dụng theo mơ hình: Chuẩn bị làm vật liệu bua: Vật liệu bua chuẩn bị trước ngày - Đối với Vụ nổ có quy mơ từ 500 kg - 1500 kg, điều - người thợ (3 công) vận chuyển đất sét đá dăm xung quanh khu vực nổ mìn đến vị trí nổ mìn đất sét làm ẩm cách phun nước nước thường nước 15 vôi nồng độ 3% pha dung dịch muối ăn nồng độ 3% (cứ 1m3 sét tơi pha với 100 lít nước) Nếu đất sét ẩm sẵn khơng cần tới nước - Đối với Vụ nổ có quy mơ từ 1500 kg - 2000 kg, điều xe nhỏ có sức chở 2-3 để vận chuyển đất sét đá dăm xung quanh khu vực nổ mìn đến vị trí nổ mìn - Đối với Vụ nổ có quy mơ lớn 3000 - 5000 kg, điều xe tải lớn có sức chở 10 để vận chuyển đất sét đá dăm xung quanh khu vực nổ mìn đến vị trí nổ mìn Tuy nhiên, phương pháp nổ mìn với lượng thuốc nổ có đường kính khác nạp lỗ khoan nên áp dụng cho vụ nổ có quy mơ nổ