CỞ SỞ KHAI THÁC HẦM LÒ

đây là chương 3 của giáo trình cơ sở khai thác hầm lò dành cho các bạn chuyên ngành khai thác hâm flof và những bạn muốn tìm hiểu về việc khai thác hầm lò tại Việt Nam, mong rằng tài liệu này sẽ giups các bạn nhiều hơn trong cuộc sống

Ch-ơng 3 công tác khoan nổ mìn trong mỏ than hầm lò

Việc khai thác các khoáng sản rắn th-ờng đi liền với việc tách phá khoáng sản hoặc đá mỏ ra khỏi khối nguyên và đập vụn chúng để dễ dàng xúc bốc và vận chuyển Trong nhiều tr-ờng hợp, các công đoạn kể trên

đ-ợc thực hiện nhờ công tác khoan nổ mìn

Công tác khoan nổ mìn ở riêng từng đ-ờng lò đ-ợc tiến hành tuân theo một tài liệu kỹ thuật đặc biệt,

đó là hộ chiếu khoan nổ mìn đ-ợc thiết kế riêng cho

đ-ờng lò đó

Bản chất của ph-ơng pháp khoan nổ mìn là ở g-ơng

lò ng-ời ta khoan các lỗ khoan nhỏ, có độ sâu tới 7 m

và đ-ờng kính 40-75 mm, sau đó nạp các thỏi thuốc nổ, rồi gây nổ

Sau khi nạp thuốc nổ, khoảng trống còn lại của

lỗ mìn, kể từ khối thuốc nổ đến miệng lỗ mìn, đ-ợc chất kín bằng vật liệu trơ, đó là nút lỗ mìn "Trơ"

có nghĩa là không có khả năng bắt cháy khi xuất hiện nhiệt độ cao trong quá trình nổ mìn Nút lỗ mìn th-ờng là cát pha lẫn bột đất sét

Sau khi nổ mìn, chất nổ chuyển tức thời thành các chất khí với khối l-ợng lớn và dãn nở mãnh liệt d-ới tác động của nhiệt độ cao, tạo thành công cơ học tách phá khoáng sản hoặc đá ra khỏi khối nguyên và làm vụn chúng

Ngoài các lỗ mìn nhỏ, ở các mỏ quặng hầm lò còn

sử dụng các lỗ mìn lớn có chiều sâu đạt tới vài chục mét và đ-ờng kính lớn tới vài trăm milimét Trong phạm vi ch-ơng này chúng ta chỉ xem xét ph-ơng pháp

nổ các lỗ mìn nhỏ

3.1 Máy và dụng cụ để khoan lỗ mìn nhỏ

Để khoan các lỗ mìn nhỏ có thể sử dụng máy khoan xoay, xoay-đập và đập-quay

Dụng cụ để khoan các lỗ mìn nhỏ là choòng khoan Trên hình 9 cho thấy choòng của khoan xoay và khoan xoay-đập Choòng khoan gồm có: mũi khoan 1, thân

a

b

3

choòng 2, và đuôi choòng 3 Choòng để khoan xoay-đập còn có ắc 4 để giới hạn độ dài của đuôi choòng và lỗ thông dọc thân choòng để dẫn n-ớc hoặc khí nén vào

đáy lỗ khoan nhằm lấy phoi

Hình 9 Choòng của khoan xoay (a) và của khoan

xoay-đập (b)

Khi khoan xoay, đá ở đáy lỗ khoan bị phá hủy bởi các cạnh cắt của mũi khoan và bị đẩy ra khỏi lỗ khoan bởi rãnh xoắn của thân choòng

Để khoan các lỗ mìn nhỏ trong than hoặc đá mềm yếu có thể sử dụng máy khoan điện cầm tay (hình 10)

Để khoan các lỗ mìn trong đá có độ kiên cố trung bình th-ờng sử dụng giá khoan điện (hình 11)

Để gắn máy khoan điện vào giá khoan có thể sử dụng khung đỡ máy khoan (hình 12)

Giá khoan đ-ợc dựng kích vào

Hình 10

Các máy khoan

điện cầm tay

Hình 11

Giá khoan điện 1- máy khoan điện;

2- giá đỡ kiểu kích ống lồng;

3- cần điều khiển;

4- trục chính của máy khoan

Hình 12

Khung đỡ máy khoan

điện

4

1

2

3

giữa nền và nóc đ-ờng lò Dùng khung đỡ máy khoan, có thể lắp chúng bằng bulông vào thành của các loại máy xúc bốc

Trên hình 13 thể hiện hai loại mũi khoan xoay dùng cho máy khoan điện

Để khoan các lỗ mìn trong đá có độ kiên cố từ trung bình trở lên cần sử dụng các loại búa khoan khí nén, hoạt động theo nguyên tắc đập-quay

Búa khoan khí nén cầm tay (hình 14) đ-ợc chế tạo theo nhiều cỡ khác nhau, có trọng l-ợng từ 10 đến 40

kg Trong khi khoan, thợ khoan có thể dùng tay để giữ búa hoặc cũng có thể dùng giá đỡ búa hoạt động bằng khí nén Búa khoan cầm tay dùng để khoan các lỗ mìn nằm ngang hoặc nghiêng Để khoan các lỗ mìn thẳng

đứng hoặc dốc lên với góc lớn, phải sử dụng búa khoan kiểu ống lồng

Phụ thuộc vào cấu tạo và độ kiên cố của đá ở g-ơng lò, cấu tạo của mũi khoan đập-quay rất đa dạng (hình 15)

Hình 14

Búa khoan hoạt động bằng

khí nén

Hình 15

Các dạng mũi khoan

đập-quay

Hình 13 Mũi khoan

điện a- để khoan than;

b- để khoan

đá

Để tăng năng suất lao động cho công tác khoan lỗ mìn, khi đào lò nên sử dụng các xe khoan tự hành, hoạt động theo nguyên tắc xoay-đập (hình 16)

3.2 Chất nổ và ph-ơng tiện nổ mìn

Tất cả các loại chất nổ dùng trong công nghiệp

mỏ đ-ợc chia thành ba nhóm theo quy tắc an toàn:

1 Chất nổ chỉ dùng cho khai thác lộ thiên;

2 Chất nổ dùng cho mỏ hầm lò và lộ thiên, trừ các mỏ hầm lò nguy hiểm về khí và bụi;

3 Chất nổ dùng cho mỏ hầm lò và lộ thiên, kể cả các mỏ hầm lò nguy hiểm về khí và bụi

Các chất nổ thuộc hai nhóm đầu là chất nổ không

an toàn Chất nổ thuộc nhóm thứ ba là chất nổ an toàn, nó lại đ-ợc phân chia tiếp thành:

- loại dùng để phá than và đá;

- loại chỉ dùng để phá đá

Để dễ phân biệt các loại thuốc nổ nêu trên, ng-ời ta quy định màu sắc của bao gói các thỏi thuốc

Hình

16

Xe khoan

Hình 17 Các kíp mìn điện

a- nổ tức thời; b- nổ chậm; 1- nút kíp;

2- chất cháy; 3- vỏ kíp;

4-hạt nổ; 5- màng l-ới; 6- chất nổ chậm;

7-8- các chất kích nổ

a

b

1

2

3

5

6

4

7

8

Khi dùng ph-ơng pháp nổ các lỗ mìn nhỏ trong

điều kiện hầm lò, chất nổ đ-ợc đóng gói sẵn ở dạng thỏi hình trụ, trong vỏ chống ẩm Đ-ờng kính các thỏi thuốc nổ th-ờng là 32, 36, 40 và 45 mm, trọng l-ợng của chúng là 200, 300g và lớn hơn

Các chất nổ trong cả ba nhóm cần phải đáp ứng

đ-ợc các yêu cầu sau đây: có đủ sức công phá cần thiết, dễ nổ nhờ kíp nổ và an toàn trong bảo quản và vận chuyển

Trong các mỏ than hầm lò chỉ đ-ợc phép nổ mìn bằng các kíp điện (hình 17), đ-ợc kích nổ bằng các máy nổ mìn chuyên dùng

Trong một lỗ mìn có thể nạp nhiều thỏi thuốc nổ Thỏi thuốc nổ đ-ợc gắn kíp đ-ợc gọi là thỏi thuốc mồi

3.3 Các dạng mìn và ý nghĩa của chúng

Trong các công tác hầm lò th-ờng sử dụng ba cách nạp mìn: nạp mìn theo hình cột tập trung, tức là nạp liên tục các thỏi thuốc nổ vào đáy lỗ mìn; nạp mìn theo kiểu phân đoạn, để lại các đệm không khí hoặc chất vật liệu trơ và giữa các thỏi thuốc nổ; cách

cuối cùng là nạp mìn ổ, tức là tập trung liều thuốc

nổ vào đáy lỗ mìn sau khi đã làm rộng nó (hình 18)

Thông th-ờng, ng-ời ta sử dụng cách nạp mìn thứ nhất vì dễ dàng thao tác hơn cả

ở mỗi g-ơng lò, số l-ợng, chiều sâu và h-ớng khoan của các lỗ mìn đ-ợc lựa chọn dựa vào các tính

a

b

c

3

5

Hình 18

Các ph-ơng pháp nạp mìn a- kiểu hình cột tập trung; b- kiểu

đoạn; c- kiểu mìn ổ;

thuốc nổ;

thuốc mồi;

3- kíp nổ;

4- nút lỗ mìn; 5- mìn ổ

chất cơ-lý của đá, hình dạng và diện tích của g-ơng

lò cần nổ mìn

Các lỗ mìn ở g-ơng lò đ-ợc chia thành: các lỗ mìn tạo rạch, các lỗ mìn phụ và các lỗ mìn tạo biên (hình 19)

Thứ tự nổ các lỗ mìn nh- sau: đầu tiên cần nổ các lỗ mìn tạo rạch để tạo thêm mặt lộ cho khối đá cần nổ ở g-ơng lò, nh- vậy tăng đ-ợc hiệu suất công phá của các lỗ mìn khác Tiếp theo, cho nổ các lỗ mìn phụ để tiếp tục phá đá ở g-ơng Cuối cùng, để tạo hình dạng cần thiết của tiết diện đ-ờng lò, cho nổ các lỗ mìn tạo biên Thứ tự nổ nh- trên đ-ợc thực hiện bằng cách sử dụng các kíp nổ chậm vi sai

Hình 19 Các sơ đồ bố trí lỗ mìn ở g-ơng lò

1- các lỗ mìn tạo rạch; 2- các lỗ mìn phụ; 3- các lỗ

mìn tạo biên

Phụ thuộc vào cấu tạo và tính chất của đá mỏ có thể tạo rạch theo hình chóp (hình 19, a), hình nêm

đứng (hình 19, b), hình nêm ngang (hình 19, c), dạng khe rạch (hình 19, d) hoặc hình lăng (hình 19, e và f)

Để nâng cao hiệu quả của công tác nổ mìn, có khi ng-ời ta còn khoan thêm ở giữa g-ơng lò một hay hai

lç khoan lín víi ®-êng kÝnh tíi 300 mm, nh»m t¹o thªm mÆt tho¸ng ë g-¬ng lß (h×nh 19, f)