Kết Quả Thực Hiện Đề Tài Khoa Học Thiết Lập Bán Kính Nguy Hiểm Do Chấn Động Rung Khi Nổ Mìn Tại Các Mỏ Khai Thác Đá Xây Dựng Trên Địa Bàn Tỉnh Đồng Nai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG NAI SỞ CÔNG NGHIỆP TỈNH ĐỒNG NAI BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC THIẾT LẬP BÁN KÍNH NGUY HIỂM DO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN TẠI CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG NAI Năm 2006 UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG NAI SỞ CÔNG NGHIỆP TỈNH ĐỒNG NAI Tác giả: KS Nguyễn Văn Chính, KS Nguyễn Thành Dân, KS Nguyễn Tiến Dũng, KS Nguyễn Đăng Sơn, KS.Lê Ngọc Tích, KS Nguyễn Kim Trọng, KS Nguyễn Tiến Hóa, Th.S Võ Thị Thu Quyên, TS Nguyễn Ngọc Thu, KS Vũ Trọng Tấn, Chủ nhiệm: KS Nguyễn Đăng Sơn, KS Nguyễn Tiến Dũng KS Lê Ngọc Tích BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC THIẾT LẬP BÁN KÍNH NGUY HIỂM DO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN ĐỐI VỚI CÁC MỎ ĐÁ XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG NAI CƠ QUAN CHỦ TRÌ ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG NAI CƠ QUAN THỰC HIỆN SỞ CÔNG NGHIỆP TỈNH ĐỒNG NAI CƠ QUAN PHỐI HỢP LIÊN ĐOÀN BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT MIỀN NAM Năm 2006 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG I CÁC LOẠI VẬT LIỆU NỔ HIỆN ĐANG SỬ DỤNG .7 II CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN 10 III KHÁI QUÁT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG VẬT LIỆU NỔ CÔNG NGHIỆP TRONG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG .12 CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN 14 I MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ 14 II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 14 III KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN .18 CHƯƠNG III: CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CÁC MỎ THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 19 I CỤM MỎ ĐÁ BÌNH HĨA – TÂN HẠNH .19 I.3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA ĐẤT, ĐÁ 19 II CỤM MỎ ĐÁ XÂY DỰNG HÓA AN 20 III CỤM MỎ TÂN BẢN – TÂN VẠN 22 IV CỤM MỎ THIỆN TÂN 24 V CỤM MỎ PHƯỚC TÂN 27 VI CỤM HANG NAI 29 VII MỎ VĨNH TÂN 31 VIII.CỤM SÔNG TRẦU .32 IX CỤM SOKLU 33 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG 35 I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DAO ĐỘNG ĐÀN HỒI .35 II CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHOAN NỔ MÌN THEO TCVN 5178-90 40 IV KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI BẮN MÌN .43 V KẾT QUẢ ĐO SÓNG ĐẬP KHƠNG KHÍ KHI BẮN MÌN 75 VI KHOẢNG CÁCH ĐÁ VĂNG, LƯỢNG ĐÁ PHÁ VÀ HIỆU QUẢ KHI NỔ MÌN 89 VIII NHẬN XÉT 91 CHƯƠNG V: ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TỒN VÀ THIẾT LẬP BÁN KÍNH ẢNH HƯỞNG CHO TỪNG CỤM MỎ 92 I ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN VÀ TÁC ĐỘNG TIÊU CỰC ĐẾN MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH 92 II THIẾT LẬP BÁN KÍNH ẢNH HƯỞNG CHO TỪNG CỤM MỎ .92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 I KẾT LUẬN 96 II KIẾN NGHỊ 96 PHỤ LỤC KÈM THEO 99 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, ngành vật liệu nổ công nghiệp phát triển mạnh, đưa thị trường nhiều chủng loại vật liệu nổ công nghiệp an toàn, dễ sử dụng nhằm cung cấp cho thị trường nước Các loại thuốc nổ Nhũ tương, Anfo dần thay cho AD1 loại vật liệu nổ an tồn Phương pháp nổ mìn dây nổ, kích nổ kíp vi sai nổ mìn phi điện thay dần phương pháp nổ cũ an toàn Trên địa bàn tỉnh Đồng Nai mỏ xung quanh thành phố Biên Hòa tiến hành nghiên cứu thực tế phương pháp nổ mìn loại thuốc nổ an tồn, nổ vi sai phi điện so sánh với loại thuốc nổ cũ cách kích nổ dây nổ thay cho việc tra kíp vào lỗ khoan nổ mìn có kết định Trên sở kết nghiên cứu, phương pháp bắn mìn chủng loại vật liệu nổ an tồn áp dụng khai thác vật liệu xây dựng, góp phần đảm bảo an tồn khai thác mỏ hoạt động Đối với nổ mìn phá đá cỡ phương pháp nổ ốp nổ chiết hạn chế, bán kính đá văng xa, nguy hiểm cho cộng đồng dân cư quanh mỏ Phương pháp dần thay phương pháp sử dụng búa thủy lực phá đá cỡ Ở Đồng Nai, phương pháp phá đá cỡ búa thủy lực thay cho phương pháp bắn ốp, bắn chiết Đối với thuốc nổ, loại thuốc nổ an toàn Anfo thay cho AD1 nổ mìn địa hình cao, không ngập nước Thuốc Nhũ tương thay cho AD1, Amonit nơi ngập nước (khai thác âm) Trước thực tế sản xuất trên, theo đề nghị Sở Công nghiệp Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Đồng Nai, UBND tỉnh phê duyệt đề tài “Thiết lập bán kính nguy hiểm chấn động rung nổ mìn mỏ (cụm mỏ) đá xây dựng địa bàn tỉnh Đồng Nai” Trên sở thực đề tài đề xuất số biện pháp quản lý sử dụng vật liệu nổ công nghiệp phương pháp nổ mìn bắt buộc áp dụng khai thác đá xây dựng địa bàn tỉnh Đề tài UBND tỉnh Đồng Nai phê duyệt theo công văn số 330/UBND-CN ngày 16/01/2006 số 2292/UBND-CN ngày 11/04/2006 UBND tỉnh Đồng Nai Trên sở nội dung đề tài nguồn kinh phí duyệt, Sở Công nghiệp ký hợp đồng nghiên cứu khoa học số 460/SCN-HĐ ngày 19/6/2006 với Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam thực đề tài “Thiết lập bán kính nguy hiểm chấn động rung nổ mìn mỏ (cụm mỏ) đá xây dựng địa bàn tỉnh Đồng Nai” theo nội dung đề cương đề tài phê duyệt Căn vào nội dung đề tài, Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam phối hợp với đơn vị liên quan triển khai công tác khảo sát, thi cơng thực địa, đo chấn động rung sóng va đập khơng khí mỏ (cụm mỏ) thử nghiệm Tham gia thực đề tài gồm có KS Nguyễn Tiến Dũng, KS Nguyễn Đăng Sơn, KS Lưu Thế Long, KS Nguyễn Văn Chính, KS Nguyễn Kim Trọng, KS Nguyễn Tiến Hóa, TS Nguyễn Ngọc Thu, KS Vũ Trọng Tấn; Ths Võ Thị Thu Quyên (Liên đoàn BĐĐC Miền Nam), KS Nguyễn Thành Dân, KS Ngô Văn Giang, KS Lê Ngọc Tích (Sở Cơng Nghiệp tỉnh Đồng Nai), KS Nguyễn Văn Sáng, KS Nguyễn Văn Thành (Xí nghiệp VLNCN Bà Rịa – Vũng Tàu), chủ trì KS Nguyễn Đăng Sơn KS Lê Ngọc Tích Để hoàn thành đề tài, tập thể tác giả nhận quan tâm giúp đỡ Ban lãnh đạo Sở Công nghiệp tỉnh Đồng Nai, Sở Khoa học Cơng nghệ tỉnh Đồng Nai, Xí nghiệp VLNCN Bà Rịa - Vũng Tàu, Ban lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam Ban giám đốc Công ty khai thác đá xây dựng địa bàn tỉnh Đồng Nai Nhân đây, tập thể tác giả xin chân thành cám ơn CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG I CÁC LOẠI VẬT LIỆU NỔ HIỆN ĐANG SỬ DỤNG Thuốc nổ Đồng Nai tỉnh có ưu đá xây dựng tập trung chủ yếu thành cụm mỏ khu vực Bình Hóa- Hóa An (thành phố Biên Hòa), Phước Tân (Long Thành), Thiện Tân (Vĩnh Cửu), Sông Trầu (Trảng Bom), Soklu (Thống Nhất) mỏ Hang Nai (Nhơn Trạch) Vĩnh Tân (Vĩnh Cửu) Hàng năm mỏ địa bàn tỉnh khai thác khoảng 10 triệu m3 cung cấp cho nhu cầu sử dụng địa bàn tỉnh, thành phố Hồ Chí Minh tỉnh khu vực miền Đông, miền Tây Nam Bộ Sản lượng đá xây dựng năm qua không ngừng tăng lên, đặc biệt mỏ đá khu vực Hóa An- Bình Hóa, Thiện Tân Hiện tại, đơn vị khai thác đá xây dựng khu vực sử dụng loại thuốc nổ ANFO nhũ tương để khai thác đá xây dựng Các loại thuốc nổ có đặc tính kỹ thuật sau: Bảng 1: Các đặc tính kỹ thuật thuốc nổ ANFO, nhũ tương Đơn vị tính cm3 ANFO Nhũ tương 320-330 320-330 mm m/s 15-20 3500-4000 12,0-16,0 3500-4500 Tỷ trọng đổ đống g/cm3 0,8-0,9 0,8-0,9 Tỷ trọng tối ưu Phương tiện kích nổ Độ nhạy va đập Khoảng cách truyền nổ Khả chịu nước Bao gói (thuốc dạng rời đóng bao) Thời hạn đảm bảo g/cm3 1,0-1,1 1,0-1,25 Nhạy với mồi nổ Kíp nổ số Đặc tính kỹ thuật Khả sinh cơng Sức cơng phá (nén trụ chì) Tốc độ nổ cm Kém Kg 25+0,2 Tháng 4,0-6,0 Tốt Nhiều quy cách Căn vào loại thuốc nổ sử dụng trên, mức độ an toàn theo đặc tính kỹ thuật chúng đánh sau: 1.1 ANFO: ANFO có thành phần Amonitrat (AN) dầu nhiên liệu (FO) theo tỷ lệ hợp thức, đảm bảo vừa đủ lượng ôxy để ơxy hóa hồn tồn ngun tố cháy có thành phần nó, nên lượng nổ sinh cao tạo khí độc sản phẩm nổ Tác nhân AN thuốc nổ ANFO tạo từ Amonitrat tinh khiết (> 98%) thiết bị tạo hạt đặc biệt, để có hạt AN trịn, xốp, có kích thước 1-2,5mm Với cấu trúc hạt AN có khả giữ dầu phân bố mao mạch hạt AN, tạo dễ kích nổ cho ANFO nổ tốt lỗ khoan khô, kể lỗ khoan có đường kính nhỏ đến vài chục milimet (mm) 1.2 Nhũ tương: Cũng ANFO, Nhũ tương loại thuốc nổ khơng có TNT thành phần Theo đánh giá chung loại thuốc nổ độc hại, an toàn vận chuyển, bảo quản sử dụng Khi nổ mìn lượng khí độc sinh thấp Đặc biệt loại thuốc nổ chịu nước tốt nên thường sử dụng khai thác nơi ngập nước (khai thác âm) Phụ kiện nổ 2.1 Kíp nổ điện vi sai Đây loại phụ kiện nổ sử dụng rộng rãi khai thác mỏ lộ thiên, chủ yếu kíp nổ điện vi sai 10 số Cơng ty Hoá chất 21 sản xuất theo định số 1260/QĐ-CNCL ngày 16/8/1997 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Các thơng số kíp nổ điện vi sai sau: - Vật liệu làm vỏ kíp: Nhơm - Đường kính kíp nổ (mm): 7,1 - Cường độ nổ: số - Điện trở (): 2,0-3,2 - Dòng điện kích nổ (A): + Dịng chiều: 1,2 + Dịng xoay chiều: 2,5 - Chiều dài dây dẫn điện (m): 2; 4,5; 6; 10 Số vi sai độ vi sai (tính ms) trình bày bảng 2.2 Kíp nổ vi sai phi điện a Kíp nổ vi sai phi điện Kíp nổ vi sai phi điện sử dụng khai thác than khai thác đá vôi cho nhà máy xi măng Trên địa bàn tỉnh áp dụng khai thác đá xây dựng khu vực nhạy cảm môi trường gần khu dân cư, cơng trình kiên cố Đối với nước ngồi, kíp nổ vi sai phi điện sử dụng từ lâu có tính an tồn cao, dễ sử dụng, khơng bị khởi nổ tĩnh điện, dịng điện bên ngồi sóng điện từ Các thơng số kỹ thuật kíp nổ vi sai phi điện sau: - Vật liệu làm vỏ kíp: Nhơm - Đường kính ngồi kíp (mm):7,3 - Chiều dài kíp (tùy số): 49-65mm - Độ bền mối ghép miệng kíp (kg): >2 - Khả chịu nước (sâu 20m): 24 - Thời hạn đảm bảo : 24 tháng Số vi sai độ vi sai kíp nổ vi sai phi điện tổng hợp trình bày bảng Bảng 2: Số vi sai độ vi sai kíp nổ vi sai kíp nổ vi sai phi điện Số kíp Thời gian cháy chậm danh định (ms) nổ Kíp nổ vi sai Kíp nổ vi sai phi điện 25 25 50 50 75 75 100 100 125 125 150 150 200 175 250 200 325 250 10 400 300 11 350 12 400 13 450 14 500 15 600 Số kíp Thời gian cháy chậm danh định (ms) nổ Kíp nổ vi sai Kíp nổ vi sai phi điện 16 850 700 17 800 18 950 19 1020 20 1125 21 1225 22 1400 23 1675 24 1950 25 2275 26 2650 27 6050 28 3450 29 3900 30 4350 b Dây truyền nổ Đi kèm với kíp nổ vi sai phi điện dây truyền nổ (gồm dây mặt dây xuống lỗ) Đây dây tín hiệu nhựa rỗng, với đường kính vịng ngồi 3mm, đường kính vịng 1mm Mặt bên dây phủ lớp bột hoạt tính dùng để truyền lượng tín hiệu lịng ống Khi kích nổ kíp nổ dây nổ, sóng truyền nổ truyền dọc theo lòng ống với vận tốc khoảng 2.000m/s tới kích nổ cho kíp phi điện gắn cuối dây tín hiệu Dây truyền nổ gồm loại dây - Dây mặt (KVP-8M-TM): + Chiều dài dây dẫn nổ 3; 6; 9; 12m + Thời gian chậm danh định (thời gian trễ nổ): 17; 25; 42; 100 ms - Dây xuống lỗ (KVP-8N-XL): chế tạo với chiều dài khác từ 3,0 đến 24,0m để phù hợp với chiều sâu lỗ khoan khác nhằm đáp ứng cho công tác thiết kế nổ đạt mục đích khác Tính kỹ thuật dây xuống lỗ sau: + Chiều dài dây dẫn nổ 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24m + Thời gian chậm danh định (thời gian trễ nổ): 200; 400; 600 ms 10 ... nghiệp Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Đồng Nai, UBND tỉnh phê duyệt đề tài ? ?Thiết lập bán kính nguy hiểm chấn động rung nổ mìn mỏ (cụm mỏ) đá xây dựng địa bàn tỉnh Đồng Nai? ?? Trên sở thực đề tài đề xuất... tài ? ?Thiết lập bán kính nguy hiểm chấn động rung nổ mìn mỏ (cụm mỏ) đá xây dựng địa bàn tỉnh Đồng Nai? ?? theo nội dung đề cương đề tài phê duyệt Căn vào nội dung đề tài, Liên đoàn Bản đồ Địa chất... định bán kính rung nguy hiểm cho mỏ (cụm mỏ) khai thác địa bàn tỉnh 4- Thiết lập bán kính nguy hiểm chấn động rung nổ mìn, so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam đưa kết luận cho cụm mỏ để trình UBND tỉnh