Nghiên cứu các giải pháp công nghệ khoan nổ mìn nhằm giảm thiểu tác động xấu tới môi trường mỏ than tây nam đá mài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM XUÂN THỦY NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHOAN NỔ MÌN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU TỚI MÔI TRƯỜNGMỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Lª Quang Hång Hà Nội - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi Các tài liệu, số liệu nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Phạm Xuân Thủy MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục kí hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI – VINACOMIN 1.1 TỔNG QUAN VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU MỎ .4 1.1.1 Đặc điểm địa lý tư nhiên khu mỏ Tây Nam Đá Mài 1.1.2- Đặc điểm địa chất khu mỏ Tây Nam Đá Mài 1.2 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC TẠI MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI 16 1.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI 24 1.3.1 Kết quan môi trường không khí 24 1.3.2 Kết quan trắc môi trường nước 28 1.3.3 Hiện trạng môi trường đất 34 Nhận Xét 35 Chương 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ NỔ MÌN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CƠNG TÁC NỔ MÌN ĐẾN MƠI TRƯỜNG 36 2.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƠNG TÁC KHOAN NỔ MÌN 36 2.1.1 Các yếu tố đầu vào 37 2.1.2 Các yếu tố kỹ thuật 37 2.1.3 Các nhân tố tổ chức kinh tế 46 2.1.4 Các nhân tố thiên nhiên - tự nhiên 47 2.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CƠNG TÁC NỔ MÌN ĐẾN MƠI TRƯỜNG 59 2.2.1.Tác dụng chấn động nổ mìn 59 2.2.2 Tác dụng sóng đập khơng khí đến mơi trường xung qu anh nổ mìn 64 2.2.3 Tác dụng nguy hại đá văng nổ mìn 71 2.2.4 Ảnh hưởng khí độc bụi phát sinh nổ mìn 72 Chương :NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHOAN NỔ MÌN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU TỚI MÔI TRƯỜNG MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀ I 77 3.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHOAN NỔ MÌN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU TỚI MÔI TRƯỜNG 77 3.1.1.Nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn khai thác lộ thiên giới 77 3.1.2.Nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn khai thác lộ thiên Việt nam 79 3.2 NHỮNG BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG CĨ HẠI ĐẾN MƠI TRƯỜNG KHI NỔ MÌN KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN 80 3.2.1 Lựa chọn chất nổ công nghiệp phụ kiện nổ 80 3.2.2 Những biện pháp cơng nghệ nổ mìn nhằm giảm ảnh hưởng xấu đến môi trường khai thác lộ thiên 87 3.2.3 Sử dụng thơng số nổ mìn hợp lý 100 3.2.4 Lựa chọn thời gian vi sai sơ đồ vi sai hợp lý 107 3.3 CÁC BIỆN PHÁP G IẢM THIỂU TÁC ĐỘNG CĨ HẠI ĐẾN MƠI TRƯỜNG KHI NỔ MÌN Ở MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI 115 3.3.1.Lựa chọn chất nổ phụ kiện nổ hợp lý 116 3.3.2 Xác định thơng số nổ mìn hợp lý 118 3.3.3 Lựa chọn giải pháp cơng nghệ khoan nổ mìn 119 NHẬN XÉT 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT LĐTB&XH: Lao động thương binh xẫ hội MĐĐV: Mức độ đập vỡ VLN: Vật liệu nổ E: Môđun đàn hồi G: Gia tốc rơi tự p: Mật độ môi trường : Hệ số Pốt xơng Q: Khối lượng thuốc nổ đồng thời R: Khoảng cách từ lượng thuốc đến điểm đo kc: Hệ số phụ thuộc vào tính chất cơng trình cần bảo vệ  : Hệ số phụ thuộc vào số tác dụng nổ Km: Hệ số tính đến ảnh hưởng thời tiết kn: Hệ số tính đến ảnh hưởng bua D: Đường kính lỗ khoan N: Số lượng lỗ khoan nổ đồng thời Ub: Tốc độ bay cục đá,m/s  : Góc bay chúng G: Gia tốc rơi tự d: Đường kính lượng thuốc nổ,mm; W’: Chiều sâu nhỏ lượng thuốc C : Thể tích khí độc sinh nổ, 1/kg; C1: Thể tích khí độc cịn lại đống đá nổ mìn Nc: Số lượng nguyên tử xy có chất nổ TSNM: Thơng số nổ mìn VLCNN: SDLK: Vật liệu cơng nghiệp nổ Sử dụng lỗ khoan DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-01: Bảng tọa độ ranh giới mỏ lộ thiên Khe Chàm II Bảng 1-02: Bảng kết tính tốn lưu lượng nước chảy vào mỏ 10 Bảng 1-03: Bảng tổng hợp tiêu lý đất đá 12 Bảng 1-04: Bảng tổng hợp tiêu lý đất đá vách vỉa than 13 Bảng 1-05: Bảng tổng hợp tiêu lý đất đá trụ vỉa than 13 Bảng 1-06: Bảng thống kê đặc tính vỉa than khu mỏ than TNĐM 15 Bảng 1-07: Bảng tổng hợp thông số cấu tạo vỉa than khu mỏ Tây Nam Đá Mài 15 Bảng 1-08: Bảng tổng hợp thông số chiều dày tỉ lệ % vỉa 16 Bảng 1-09: Số lượng thiết bị khai thác chủ yếu có 17 Bảng 1-10: : Các thông số hệ thống khai thác 23 Bảng 1-11: Kết khơng khí khu vực BT Tây Bắc MB +155 ÷ +175 24 Bảng 1-12: Kết khơng khí MB +87, khai trường đường vận tải than 25 Bảng 1-13: Kết khơng khí khu vực BT +160 ÷ +170 khu dân cư lân cận 26 Bảng 1-14: Kết tổng hợp hàm lượng bụi lơ lửng năm 2014 27 Bảng 1-15: Kết phân tích mẫu nước thải 28 Bảng 1-16: Kết quan trắc nước mặt 30 Bảng 1-17: Kết quan trắc nước thải sinh hoạt 31 Bảng 1-18: Kết phân tích nước sinh hoạt 32 Bảng 1-19: Kết phân tích nước ngầm 33 Bảng 1-20: Kết phân tích mẫu đất 34 Bảng 2-01: Hệ số quy đổi với loại thuốc nổ 39 Bảng 2-02: Các thông số mạng lưới khoan nổ mìn 44 Bảng 2-03: Bảng thơng số nổ mìn mỏ KC II – Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài 45 Bảng -04 Hệ số thực nghiệm A để xác định tiêu thuốc nổ q 54 Bảng 2-05: Phân loại đất đá theo độ khó nổ mỏ Khe Chàm II Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài – Vinacomin 56 Bảng 2-06: Phân cấp đất đá theo mức độ nứt nẻ 58 Bảng 2-07 Độ nứt nẻ đất đá mỏ Khe Chàm II – Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài-Vinacomin 58 Bảng 2.8- Tốc độ dao động cho phép Vcp cơng trình 63 Bảng 2.9: Mật độ bụi cho phép vị trí làm việc 76 Bảng 3.1: Thành phần sản phẩm khí nổ phụ thuộc vào xung khởi nổ 82 Bảng 3.2: Đặc tính loại thuốc nổ cơng nghiệp dùng khai thác lộ thiên 85 Bảng 3.3: Các loại dây ngòi nổ phi điện 86 Bảng 4: Đặc tính dây nổ 86 Bảng 3.5 : Đặc tính kỹ thuật loại mồi nổ 87 Bảng 3.6: Đặc tính loại kíp nổ điện vi sai 90 Bảng 3.7 :Bảng tổng hợp chất nổ mỏ than Tây Nam Đá Mài 117 Bảng 3.8 Các thông s ố nổ mìn hợp lý cho mỏ than Tây Nam Đá Mài 121 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Sự phụ thuộc tỷ lệ đá cỡ vào tiêu thuốc nổ đường kính lượng thuốc thay đổi 38 Hình 2.2: Chiều sâu mực nước lỗ khoan 50 Hình 2.3: Ảnh hưởng độ kiên cố đất đá (f) tới tiêu thuốc nổ 54 Hình 2.4: Quỹ đạo chuyển động đất mặt phẳng nằm ngang nổ lượng thuốc 4400kg khoảng cách 560m 61 Hình 2.5: Sơ đồ tạo sóng đập khơng khí nổ lượng thuốc khơng khí 64 Hình 2.6: Biểu đồ xác định áp lực mặt sóng đập khơng khí nổ lượng thuốc mơi trường khí 66 Hình 3.1: Tốc độ nổ phụ thuộc vào mật độ chất nổ, với loại thuốc nổ hợp chất hoá học 88 Hình 3.2: Tốc độ dao động đá nổ đá cát kết, loại chất nổ 89 Hình 3.3 Tốc độ dao động nổ lượng thuốc 90 Hình 3.4: Sơ đồ cấu tạo lượng thuốc lỗ khoan 92 Hình 3.5: Sơ đồ hình thành tâm chấn động nổ tạo khe sơ 94 Hình 3.6: Sơ đồ chuyển động đất 96 Hình 3.7 - Chống bụi bằng bua nước nổ mìn 97 Hình 3.8 Chống bụi nước nổ mìn 99 Hình 3.9: Sự phụ thuộc tỉ lệ đá cỡ vào tiêu thuốc nổ đường kính lượng thuốc nổ khác 101 Hình 3.10- Biểu đồ xác định tiêu thuốc nổ 103 Hình 3.11:Sơ đồ giao thoa sóng ứng suấ t nổ vi sai lượng thuốc cạnh 108 Hình 3.12 :Tác dụng phá vỡ tăng tăng số lượng bề mặt tự 109 Hình 3.13: Sự thay đổi hệ số giảm tốc độ dao động nổ mìn vi sai 110 Hình 3.14: Các sơ đồ nổ 113 Hình 3.15: Khởi nổ lỗ ngịi nổ chậm dây dẫn chính( TLD ) 114 Hình 3.16: Nổ vi sai theo hàng dọc .114 Hình 3.17: Nổ vi sai theo hàng ngang 115 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khai thác than dạng hoạt động sản xuất ảnh hưởng mạnh đến tài nguyên mơi trường: Có thể gây suy tho độ che phủ chất lượng rừng, làm xáo trộn lớp phủ đất, tạo điều kiện xói mịn bề mặt, gây nhiễm mơi trường khơng khí, nước đất, tiềm ẩn tai biến gây nguy hiểm sức khoẻ tính mạng người Cơng tác khoan nổ mìn khâu quan trọ ng dây chuyền công nghệ khai thác than lộ thiên nói chung mỏ than Tây Nam Đá Mài nói riêng Mục đích cơng tác khoan nổ mìn khai thác mỏ phá vỡ đất đá thành cục có kích thước định phù hợp với mục đích khai thác thiết bị mỏ , mỏ than Tây Nam Đá Mài công tác phá vỡ đất đá chủ yếu khoan nổ mìn Thực tế cho thấy phần lượng chất nổ phục vụ mục đích chiếm tỉ lệ thấp, cịn đa số lượng biến thành dạng công vô ích có tác động xấu đến mơi trường Đặc tính nguy hại gây nổ mìn chấn động sóng ảnh hưởng đến sườn dốc bờ mỏ, ảnh hưởng đến khối đá gần biên giới mỏ mặt trượt góc ổn định, đặc biệt tốc độ dao động đất đá > 10cm/s n hững tồ nhà có khả bị phá huỷ Ngồi kh i nổ cịn gây văng xa đất đá , tạo sóng đập khơng khí, tạo khí độc bụi gây nhiễm mơi trường, nguy hiểm cho người, thiết bị công trình xây dựng khác Vì việc thực đề tài “Nghiên cứu giải pháp công nghệ khoan nổ mìn nhằm giảm thiểu tác động xấu đến mơi trường mỏ than Tây Nam Đá Mài” cần thiết Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Cơng tác nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài - Phạm vi nghiên cứu: Luận văn giới hạn nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài 112 - Phân nhóm II- B gồm cơng thức xác định giới hạn giới hạn thời gian vi sai , công thức tác giả E.G.Baranôv (aC1-1 +  ) ≥  ≥ aC1-1 ,ms (3.27) - Phân nhóm II- B gồm cơng thức tính đến độ nứt nẻ khối nguyên.tác giả B.NKutuđôv V.N Tiupin  = k29a2(dC)-1De-3/2 , ms (3.28) Các ký hiệu cơng thức tính  nêu là: d- tốc độ kích nổ c hất nổ, m/s - bước sóng ứng suất k- hệ số phụ thuộc vào nứt nẻ đá De- bán kính trung bình khối nứt, mm Qua công thức xác định  nêu trên, ta thấy quy luật cho phép điều chỉnh  q trình lựa chọn tính tốn áp dụng cho thực tế sau: - Khi tăng thơng số a, H,W,L cần tăng  - Khi tăng thông số đại lượng d, q, Q ,D cần giảm  Các cơng thức tính đưa lựa chọn theo điều kiện cụ thể điều kiện nổ, môi trường nổ nổ thực nghiệm Sau có kết ta xác định xác giá trị  nổ mìn vi sai, kết hợp với lựa chọn phương pháp nổ, thông số, chất nổ, vật liệu nổ, nâng cao hiệu nổ mìn bảo vệ mơi trường 3.2.4.3.Lựa chọn sơ đồ vi sai Có nhiều sơ đồ nổ mìn vi sai áp dụng khai thác lộ thiên, nhiên nhiều sơ đồ phức tạp, khó khăn thi cơng, giá thành q cao Ngược lại có nhiều sơ đồ đơn giản hiệu không cao Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể đối tượng tiến hành công tác nổ, phương tiện nổ mà người ta lựa chọn sơ đồ khác với mục đích lớn giao thoa, tạo mặt tự phụ hay va đập cục đá nổ Hình 3.14 Giới thiệu mộ số sơ đồ nổ có mục đích khác 113 a) b) 50 35 50 35 50 35 50 35 c) 35 50 75 100 135 d) 70 50 35 70 70 70 70 50 35 0 0 0 35 50 e) Hình 3.14: Các sơ đồ nổ a- Nêm ngang đối xứng, b- Nêm tam giác, c- Nêm dọc đối xứng, d- Sơ đồ nổ qua hàng e- Sơ đồ nổ vi sai lỗ qua lỗ, 17 ms 42 ms Qua nghiên cứu kết thực tế sản xuất ta áp dụng ba sơ đồ nổ mìn vi sai, chúng có nhiều ưu điểm đạt hiệu kinh tế cao, an toàn bảo vệ tốt mơi trường, sơ đồ: - Sơ đồ nổ vi sai theo thứ tự lỗ mìn - Sơ đồ nổ vi sai theo hàng ngang - Sơ dồ nổ vi sai theo hàng dọc a.Sơ đồ nổ vi sai theo thứ tự lỗ mìn Sơ đồ áp dụng thích hợp với loại đất đá có tính lý Chất lượng đập vỡ đất đá tốt, cỡ hạt đồng đều, đá cỡ, giảm khối lượng nổ lần nên tính kinh tế bảo vệ mơi trường tốt, đống đá gọn, chiều cao, chiều rộng đống đá đạt yêu cầu(hìn h 3.15) Nhược điểm sơ đồ: Các ph kin t, giỏ thnh n mỡn cao 114 Lỗ khởi nổ Mặt trống 17 42 Mặt trèng 84 126 36 59 143 93 76 101 177 144 127 152 194 102 85 110 135 118 160 68 51 169 211 186 228 Hình 3.15: Khởi nổ lỗ ngịi nổ chậm dây dẫn chính( TLD) Với chất lượng đập vỡ đất đá tốt làm tăng suất khâu công nghệ khai thác mang lại hiệu cao cho phương pháp khai thác lộ thiên, sơ đồ nổ an toàn, chắn dễ đấu ghép, Với phụkiện nổ: hạt nổ khởi động học có cường độ số 2, dây chuyền tín hiệu sơ cấp LIL, ngịi nổ chậm dây dẫn Primadet TLD, ngịi nổ chậm dây xuống lỗ Primadet LLHD, mồi nổ Pwerprime PLUS hãng ICI( Australia) IDL( ấn độ) loại thuốc nổ lựa chọn b.Sơ đồ nổ vi sai theo hàng ngang hàng dọc Hai sơ đồ áp dụng phổ biến mỏ khai thác lộ thiên nước giới số mỏ Việt nam,.Các sơ đồ thể hình 3.16 3.17 Hình 3.16: Nổ vi sai theo hàng d ọc 115 Hình 3.17: Nổ vi sai theo hàng ngang Các sơ đồ vi sai theo hàng có số bậc không lớn nên chất lượng đập vỡ đất đá không hiệu sơ đồ trên, nhiên chất lượng đập vỡ tốt, đống đá tương đối gọn, đặc biệt sơ đồ nổ vi sai thứ tự theo hàng ngang Các phụ kiện bao gồm kíp điện vi sai, rơ le vi sai, dây nổ, mồi nổ Ưu điểm hai sơ đồ đấu ghép đơn giản, an tồn, chi phí phụ kiện rẻ ,hiệu kinh tế cao 3.3 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG CĨ HẠI ĐẾN MƠI TRƯỜNG KHI NỔ MÌN Ở MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI Mục đích cơng tác nổ mìn khai thác lộ thiên phá vỡ đất đá phù hợp với kích thư ớc cục yêu cầu bảo vệ môi trường Vì sử dụng tồn lượng nổ để đập vỡ đất đá hiệu cơng tác nổ mìn cao, khơng cịn lượng hao phí để gây dạng cơng vơ ích chấn động, sóng khơng khí, đá văng, bụi khí độc hại Muốn cao hiệu sử dụng lượng nổ cần áp dụng tất giải pháp như: Sử dụng chất nổ hợp lý, sử dụng thông số hợp lý, sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai với sơ đồ nổ, thời gian dãn cách hướng khởi nổ hợp lý Trên sở phân tích nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nổ mìn khai thác mỏ than Tây Nam Đá Mài Qua kết nghiên cứu tác giả thực tế khai thác mỏ lộ thiên Việt Nam, để nâng cao hiệu cơng tác nổ mìn hạn chế mức cao ảnh hưởng xấu đến môi trường nổ mìn gây mỏ than Tây Nam Đá Mài, tác giả xin đề xuất số biện pháp sau: 116 3.3.1.Lựa chọn chất nổ phụ kiện nổ hợp lý 3.3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn thuốc nổ - Để bảo vệ môi trường, cần sử dụng chất nổ có cân xy  - Đối với mỏ đá vôi, đá sét, mỏ than, quặng khống sản Chi phí khoan nổ tính cho đơn vị lượng nổ nhỏ - Chi phí khoan nổ nhỏ với điều kiện đảm bảo chất lượng đập vỡ đồng - Ưu tiên cho chất nổ sản xuất Việt Nam Từ năm 2005 cơng tác nổ mìn mỏ lộ thiên Cơng ty hố chất mỏ đảm nhiệm Định kỳ hàng tháng, quý, năm Công ty tổng kết, rút kinh nghiệm loại đợt nổ, để từ lựa chọn loại chất phù hợp, rẻ tiền, đảm bảo cỡ hạt yêu cầu cho thiết bị mỏ, ưu tiên cho loại chất nổ sản xuất nước đặc biệt Công ty tới loại chất nổ tác động có hại đến môi trường Bảng 3.7 tổng hợp loại thuốc sử dụng mỏ than Tây Nam Đá Mài cơng ty hố chất mỏ đảm nhiệm việc nổ mìn 117 Bảng 3.7 :Bảng tổng hợp nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài TT Các tiêu KTKT Đơn vị Tổng mét khoan sâu Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013 Năm 2014 M 220 771 319 419 374 300 482 2641 454 280 Đất đá nổ mìn m3 947 772 11 499 080 14 230 804 17 857 734 16 714 070 Tổng số bãi nổ Bãi 317 364 457 553 517 Qui mô bãi nổ m3/bãi 25 071,8 31 590,9 31 139,6 32292,5 32382,9 Qui mô bãi nổ Kg/bãi 10 183,5 12 569,7 12 398,99 13 566,65 14 113,75 Thuốc nổ sử sụng Kg 322 8160,3 575 369 666 340,6 502 357 296 809 Chỉ tiêu thuốc nổ Kg/m3 0,41 0,41 0,41 0,412 0,42 Độ cứng đất đá bình quân F 10,04 10,07 10,065 10,052 10,053 Hệ số sử dụng mét khoan % 94,42 94,7 92,4 91,4 93,2 10 Tỷ lệ đá cỡ % 0,95 0,5 0,75 0,6 0,5 11 Tỷ lệ mô đống % 0,7 0,6 0,5 0,13 0,35 12 Tỷ lệ thuốc nổ chịu nước % 53,8 28,25 27,59 40,8 55,7 118 Căn vào nguyên tắc lựa chọn chất nổ nêu trên, vào tình hình sản xuất chất nổ Việt Nam kết sử dụng chất nổ mỏ than Tây Nam Đá Mài, tác giả đề nghị: Sử dụng loại chất nổ Việt nam sản xuất, cụ thể sau: - Đối với đất đá không ngậm nước( lỗ khoan khô) sử dụng ANFO thường AD1 để nổ mìn - Đối với đất đá ngậm nước ( lỗ khoan có nước) sử dụng ANFO chịu nướ c, loại chất nổ nhũ tương(EE - 31, NT- 13 ) để nổ mìn 3.3.1.2 Chọn phụ kiện nổ - Để đấu ghép đơn giản, thuận lợi theo sơ đồ vi sai theo lỗ, chọn loại phương tiện nổ phi điện Việt Nam sản xuất - Để đấu ghép mạng nổ theo sơ đồ theo hàng, chọn kíp điện vi sai dây nổ Việt Nam sản xuất 3.3.2 Xác định thơng số nổ mìn hợp lý Hàng năm mỏ lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh nói chung mỏ than Tây Nam Đá Mài nói riêng bóc khối lượng đất đá lớn hầu hết phải nổ mìn để làm tơi sơ Giá thành khâu khoan nổ chiếm tỷ trọng lớn tổng chi phí bóc đá Điều kiện tự nhiên thường thường xuyên thay đổi, không gian khai thác thay đổi theo thời gian, vấn đề bảo vệ mơi trường ngày địi hỏi cao Chính cần lựa chọn thơng số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu nổ mìn đồng thời sử dụng lượng chất nổ hợp lý cho việc đập vỡ đất đá, đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá theo yêu cầu đồng thời hạn chế phần lượng chất nổ biến thành dạng cơng vơ ích có tá c động xấu đến mơi trường Đặc điểm mỏ lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh mỏ than Tây Nam Đá Mài nói riêng là: Đất đá thuộc loại trầm tích, phổ biến cuội kết, sạn kết bột kết, độ kiên cố trung bình trở lên chiếm đa số; mức độ nứt nẻ phân vỉa củ a đất đá phổ biến từ cấp II đến cấp III: Hầu hết mỏ bước sang giai đoạn xuống 119 sâu.Tồn chung mỏ là: Chưa thống viêc quy đổi thuốc nổ, thơng số nổ mìn, sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan, sơ đồ vi sai, đặc biệt việc x ác định tiêu thuốc nổ chưa có sở khoa học dẫn đến lãng phí thuốc nổ khơng đảm bảo chất lượng nổ mìn Một vấn đề cho việc lựa chọn thơng số nổ mìn hợp lý việc phân loại đất đá mỏ Phân loại đất đá nhằm đưa loại đá có tính chất đặc điểm giống gần giống vào nhóm để tiện cho việc tính tốn mức tiêu hao lượng, tính tốn tiêu thuốc nổ hợp lý Hầu mỏ phân loại đất đá dựa vào độ kiên cố f, đề cập đến độ nứt nẻ, độ phân lớp vỉa, kết tính tốn tiêu thuốc nổ khơng phù hợp thực tế Vì việc phân loại đất đá chung cho mỏ cần thiết, từ dễ dàng phân loại đát đá riêng cho mỏ.Trên sở phân loại đất đá theo hệ số độ kiên cố M.MPrôtôđiacônốv, độ nứt nẻ V.K.Rupsốv, mức độ khó nổ B.N.Kutuzốv, độ cứng âm học E.G.Baranốp, đồng thời kết hợp với đặc điểm địa chất, tính chất lý đất đá vùng Quảng Ninh, yêu cầu mức độ đập vỡ đất đá phù hợp với thiết bị, tác giả đề nghị phân loại đất đá chung cho mỏ lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh theo (bảng 3.8) Căn vào [11], tác giả đề nghị chọn thơng số nổ mìn cho mỏ cụ thể (bảng 3.9 a,b.c ) 3.3.3 Lựa chọn giải pháp cơng nghệ khoan nổ mìn 3.3.3.1.Phương pháp nổ mìn - Sơ đồ mạng nổ: *Nổ vi sai theo thứ tự nổ lỗ mìn theo (hình 3.13),với phụ kiện nổ phi điện Việt Nam sản xuất * Nổ vi sai theo thứ tự hàng ngang (hình 3.14) với phụ kiện chọn kíp điện vi sai, dây nổ VIệt Nam sản xuất 120 - Hướng khởi nổ: Khởi nổ lượng thuốc cho hướng lan truyền sóng nổ từ gần xa cơng trình cần bảo vệ Khi sóng chấn động giảm đảng kể, tức tác dụng chấn động đến cơng trình hạn chế nhiều - Kết cấu mạng lỗ khoan : Mạng tam giác - Kết cấu lượng thuố c nạp lỗ khoan: Thuốc nạp phân thành đoạn có chiều cao khác nhau, thông thường phân thành đoạn Các giá trị chiều cao cột bua khơng khí( nước), chiều cao cột thuốc chính, phụ xác định tuỳ thuộc vào tính lý đất đá Tỷ số chiều cao cột khơng khí chiều cao cột thuốc xác định theo công thức: k1  H0 Ht (3.29) Trong đó: H0 chiều cao cột khơng khí, H t chiều cao cột thuốc Thực tế tỉ lệ k thay đổi khoảng từ 0,17ữ 0,4 theo độ nổ đất đá Tỷ lệ lượng thuốc phụ lượng thuốc k2  Qp Qt (3.30) Thực nghiệm cho thấy tỉ số k thay đổi giới hạn từ 0,3  0,45 3.3.3.2.Bua nổ Để nâng cao hiệu cơng tác nổ mìn bảo vệ môi trường, việc sử dụng bua nước chứa túi PE chuyên dùng cần áp dụng mỏ than Tây Nam Đá Mài nổ mìn lỗ khoan đứng khoan xiên Lựa chọn bua nước thay bua thơng thường có ý nghĩa vơ lớn lao việc bảo vệ môi trường.Tác giả mong muốn Cơng ty hố chất mỏ, đơn vị trực tiếp làm nhiệm vụ thi cơng nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài lựa chọn bua nước cho lỗ khoan , góp phần v việc bảo vệ môi trường Quảng Ninh xanh, sạch, đẹp 121 Bảng Các thơng số nổ mìn hợp lý cho mỏ than Tây Nam Đá Mài dk = 250mm ; H = 15m Nhóm đất đá Dung tích gầu xúc E(m3) 3,55 I 812 3,55 a II 812 3,55 II b II 812 3,55 IIc 812 Thuốc nổ ANFO, P = 45 kg/m hệ số quy đổi B4 = 0,954 q( kg/m3) Wct,(m) a,(m) b,(m) Lkt(m) Lb,(m ) Q(kg) Lt(m) S(m3/m) 0,290,340 10 11 9,59 10 8,5 422456 8,89,5 8981 0,3040,356 0,2300,270 0,2410,283 0,350,38 0,3670,40 0,2800,310 0,2940,325 0,390,42 0,3040,356 0,320,34 0,3300,356 0,420,45 0,450,47 0,350,36 0,3670,377 1,31,5 8,5 10,510 11 10 9,5 416445 9,310 109100 98,5 9,59 8,5 8 448436 109,7 7668 109,5 10,510 8,5 441 9,8 9485 8,58 98,5 7,5 447428 9,99,5 6860 1,7 2,0 8,5 9,59 109,5 8,5 8 456436 109,7 8476 9,58 8,58 7,57 466432 10,49,6 6356 9,5 449461 1010,3 75 122 III 3,55 a 812 III 3,55 b 812 III 3,55 c 812 3,55 IV 812 3,55 V 812 0,460,50 0,480,52 0,370,40 0,3880,420 0,510,55 0,530,57 0,410,45 0,560,60 0,460,50 0,580,63 0,460,50 0,4800,52 0,610,77 0,640,81 0,510,67 0,530,70 0,780,98 0,821,03 0,680,87 0,710,91 8 8, 7,5 10 11 441480 9,810,7 56 450448 1010,8 71 8, 7,5 7,06,5 490464 1110,3 5649 1,7 2,0 8,5 8,58 8,58 7,55 444432 9,99,6 6356 7,5 7,5 6,5 472506 10,511,3 48 8,0 8,0 442480 9,810,7 55 7,57 7,06,5 6,05,5 480525 10,711,7 4540 2,56,5 65,5 8,07,5 7,57 6,56,0 459527 10,211,8 5044 7,06,5 6,56 5,5 5 572573 11,912,8 4035 535593 11,913,2 4337 33,5 7,57 7,06,5 6,0 5,5 5,55 123 NHẬN XÉT Bảo vệ môi trường vấn đề cấp thiết khai thác mỏ nói chung mỏ than Tây Nam Đá Mài nói riêng Trong chương luận văn, tác giả phân tích đưa biện pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn khai thác than lộ thiên là: - Lựa chọn chất nổ công nghiệp phụ kiện phù hợp với loại đất đá đảm b ảo nổ sinh khí độc hại - Áp dụng biện pháp cơng nghệ nổ mìn: Điều chỉnh đặc tính vật lý nổ chất nổ; thay đổi kết cấu lượng thuốc nổ; sử dụng bua nước - Xác định lựa chọn thơng số nổ mìn hợp lý cho mỏ sở tính tốn tiêu thuốc nổ hợp lý - Lựa chọn thời gian vi sai sơ đồ vi sai hợp lý Từ biện pháp nêu trên, tác giả đề xuất số biện pháp cụ thể áp dụng cho mỏ than Tây Nam Đá Mài là: - Lựa chọn chất nổ phụ kiện nổ phù hợp - Áp dụng thơng số nổ mìn tính toán hợp lý cho mỏ - Dùng bua nước để nạp vào lỗ khoan thay cho loại bua thông thường áp dụng 124 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết kuận Đề tài “Nghiên cứu giải pháp cơng nghệ khoan nổ mìn nhằm giảm thiểu tác động xấu đến môi trường mỏ than Tây Nam Đá Mài” cho thấy: Mỏ than Tây Nam Đá Mài sử dụng chất nổ phương tiện nổ Việt Nam sản xuất, điều phù hợp Mỏ áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai với sơ đồ vi sai lỗ, thời gian vi sai theo phương tiện nổ định sẵn.Tuy nhiên thơng số nổ mìn sử dụng chưa hợp lý Đặc biệt mỏ chưa tích cực áp dụng biện pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn khai thác Đề tài phân tích, đánh giá ảnh hưởng yếu tố tác động có hại đến mơi trường nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài , là: - Tác động sóng chấn động tới cơng trình dân dụng, cơng nghiệp, - Tính nguy hại sóng đập khơng khí đến người động vật - Sự đe doạ đến sức khoẻ người dân công nhân vùng than chịu ảnh hưởng khí độc bụi sinh nổ mìn - Mức độ nguy hiểm đá văng nổ mìn đến người thiết bị Các biện pháp tích cực nhằm giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài là: - Lựa chọn chất nổ phụ kiện nổ hiệu an toàn mơi trường - Áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai với sơ đồ vi sai, điểm khởi nổ thời gian vi sai hợp lý - Áp dụng phương pháp nổ lưu cột khơng khí với tỉ số chiều cao cột khí chiều cao cột thuốc, tỉ số lượng thuộc phụ lượng thuốc hợp lý - Dùng bua nước để giảm bụi chất độc hại sinh nổ mìn NO, CO Tưới nước trước nổ mìn để giảm bụi nổ mìn - Xác định thơng số nổ mìn hợp lý để nang cao hiệu sử dụng lượng nổ, giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường 125 Kiến nghị Khoan nổ mìn khâu đầu dây chuyền công nghệ khai thác than mỏ lộ thiên nói chung mỏ than Tây Nam Đá Mài nói riêng, đóng góp phần lớn nhiệm vụ hoàn thành sản lượng hàng năm mỏ Tuy nhiên công tác khoan nổ mìn gây yếu tố có hại tá c động đến môi trường mà nghành khai thác mỏ cần đặc biệt quan tâm Tác giả đề nghị mỏ than Tây Nam Đá Mài cần áp dụng biện pháp nâng cao hiệu nổ mìn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường nổ mìn khái thác mỏ, cụ thể là: - Đánh giá tác động môi trường mỏ nổ mìn cần cụ thể - Cần tiến hành lựa chọn loại chất nổ phương tiện nổ hợp lý cho loại đất đá, lựa chọn phương pháp nổ mìn thơng số nổ mìn hợp lý cho khu vực ứng với loại đất đá, loại chất nổ sử dụng đường kính lỗ khoan - Cần thiết phải áp dụng biện pháp giảm tác dụng chấn động nổ mìn để bảo vệ cơng trình xung quanh, biện pháp là: *Nâng cao hiệu sử dụng lượng nổ để đập vỡ đất đá *Áp dụng triệt để phương pháp nổ mìn vi sai *Sử dụng sơ đồ nổ hướng nổ hợp lý *Tạo chắn sóng chấn động nổ Để áp dụng có hiệu biện pháp nêu cần phải có thống phối hợp chặt chẽ Công ty VLNCN Quảng Ninh với mỏ than Tây Nam Đá Mài từ lập hộ chiếu khoan hộ chiếu nổ, đặc biệt q trình thi cơng phải kiểm tra, giám sát chặt chẽ cán kỹ thuật 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình ấu, Nhữ Văn Bách (1996), Phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn , NXB Giáo dục- Hà Nội Nhữ Văn Bách (1991), Nâng cao hiệu nổ phá vỡ đất đá nổ mìn điều kiện khác nhau, tài liệu dùng giảng dậy cao học khai thác mỏ, Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Nhữ Văn Bách (2003), Nâng cao hiệu phá vỡ đất đá nổ mìn khai thác mỏ, Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội Hồ Sĩ Giao (1999), Thiết kế mỏ lộ thiên, NXB Giáo dục Hà Nội Trần Xuân Hà (1999), Bảo vệ môi trường khai thác mỏ, Bài giảng cho học viên cao học , Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Ngọc Linh (2009), Ngiên cứu thông số cấu trúc lượng thuốc nổ lỗ mìn nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá bảo vệ môi trường số mỏ lộ thiênViệt Nam, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học- Mỏ Địa chất, Hà Nội Lê Văn Quyển(2009), Giáo trình phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn, trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội ... công nghệ khoan nổ mìn nhằm giảm thiểu tác động xấu đến môi trường mỏ than Tây Nam Đá Mài? ?? cần thiết Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Cơng tác nổ mìn mỏ than Tây Nam Đá Mài. .. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHOAN NỔ MÌN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU TỚI MÔI TRƯỜNG 77 3.1.1 .Nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn khai... văng nổ mìn 71 2.2.4 Ảnh hưởng khí độc bụi phát sinh nổ mìn 72 Chương :NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHOAN NỔ MÌN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU TỚI MÔI TRƯỜNG MỎ THAN TÂY NAM ĐÁ MÀ