Mô phỏng quá trình phá vỡ đất đá bằng đầu đập thuỷ lực trong khai thác mỏ lộ thiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -  - NGUYỄN HỒNG MƠ PHỎNG Q TRÌNH PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC TRONG KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -  - NGUYỄN HỒNG MƠ PHỎNG Q TRÌNH PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC TRONG KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Bùi Xuân Nam HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn Thạc sĩ “Mơ q trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực khai thác mỏ lộ thiên” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu luận văn Thạc sỹ sử dụng trung thực Kết nghiên cứu trình bày luận văn chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Hoàng MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC VÀ THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 Tổng quan đầu đập thủy lực 1.2 Thực trạng sử dụng đầu đập thủy lực giới Việt Nam 1.2.1 Thực trạng sử dụng đầu đập thủy lực giới 1.2.2 Thực trạng sử dụng đầu đập thủy lực Việt Nam 12 CHƯƠNG NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ VÀ ĐẶC 22 TÍNH KỸ THUẬT CỦA ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC 2.1 Đặc tính lý mẫu đá 22 2.1.1 Độ bền 22 2.1.2 Tính chất biến dạng mẫu đá 34 2.1.3 Tính chất động lực 36 2.2 Đặc tính lý đá nguyên khối 44 2.2.1 Độ bền 44 2.2.2 Tính chất biến dạng 46 2.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc đầu đập thủy lực 47 2.3.1 Cấu tạo đầu đập thủy lực 47 2.3.2 Nguyên lý làm việc đầu đập thủy lực 49 2.4 Các thông số kỹ thuật đầu đập thủy lực 49 2.5 Các thông số công nghệ đầu đập thủy lực 54 2.5.1 Quỹ đạo làm việc đầu đập thủy lực 54 2.5.2 Xác định chiều cao tầng công tác cho đầu đập thủy lực làm tơi đất đá với gương mức máy đứng 2.5.3 Xác định chiều rộng dải khấu cho đầu đập thủy lực làm tơi đất đá với gương mức máy đứng 54 57 2.6 Các sơ đồ công nghệ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 59 2.6.1 Đầu đập thủy lực phá đá cỡ, kết hợp với máy bốc ôtô 60 2.6.2 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng, kết hợp 60 với máy bốc ôtô 2.6.3 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng, kết hợp với máy bốc, trạm nghiền sàng di động băng tải 61 2.7 Năng suất đầu đập thủy lực 62 CHƯƠNG MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ CỦA 64 ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC TRONG KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN 3.1 Quá trình phá vỡ đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 64 3.1.1 Các sơ đồ công nghệ phá vỡ đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 3.1.2 Xây dựng mối quan hệ đặc tính lý đất đá đầu đập thủy lực phá vỡ đá cỡ mỏ lộ thiên 3.1.3 Mô trình phá vỡ đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 3.2 Quá trình phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 3.2.1 Các sơ đồ công nghệ phá vỡ đất đá trực tiếp đầu đập thủy lực gương tầng 3.2.2 Xây dựng mối quan hệ đặc tính lý đất đá đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá trực tiếp tầng 3.2.3 Mơ q trình phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 64 66 80 83 83 90 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 102 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Các loại đầu đập thủy lực hãng Krupp Bảng 1.2 Một số đầu đập thủy lực hãng Atlas Copco Bảng 1.3 Đặc tính lý đá Granit mỏ Tân Dân – Khánh Hòa 14 Bảng 1.4 Thiết bị sử dụng mỏ đá Granit Tân Dân – Khánh Hịa 14 Bảng 1.5 Đặc tính lý đất đá mỏ đá vôi Quang Hanh – Quảng Ninh 15 Bảng 1.6 Các thiết bị sử dụng mỏ đá vôi Quang Hanh – Quảng 15 Ninh Bảng 1.7 Đặc tính lý đất đá mỏ đá Chinfon – Hải Phòng 16 Bảng 1.8 Các thiết bị sử dụng mỏ đá Chinfon – Hải Phòng 16 Bảng 1.9 Đặc tính lý đất đá mỏ Bút Sơn 17 Bảng 1.10 Các thiết bị sử dụng mỏ đá vơi Bút Sơn 18 Bảng 1.11 Đặc tính lý đất đá mỏ đá Bazan Núi Con Voi – Hà Tây 19 Bảng 1.12 Thiết bị sử dụng mỏ đá Bazan Núi Con Voi – Hà Tây 19 Bảng 1.13 Đặc tính lý đất đá mỏ đá vơi xi măng Hồng Thạch 20 Bảng 1.14 Thiết bị sử dụng mỏ đá vơi xi măng Hồng Thạch 20 Bảng 2.1 Đánh giá sơ độ bền đất đá 28 Bảng 2.2 Độ bền nén số loại đá theo E G Gaziev 29 Bảng 2.3 Độ bền loại đất đá 33 Bảng 2.4 Tốc độ truyền sóng dọc số loại đá phổ biến 40 Bảng 2.5 Bảng phân loại đất đá theo hệ số bền M.M.Protodjakonov 41 Bảng 2.6 Các thông số kỹ thuật số đầu đập thủy lực hãng Atlas Copco 50 Bảng 2.7 Khả khai thác loại đất đá số thiết bị 52 Bảng 2.8 Lực đập số đầu đập thủy lực hãng Krupp 62 Bảng 2.9 Năng suất phá đá cỡ số đầu đập thủy lực hãng Krupp 63 Bảng 3.1 Tốc độ truyền sóng số loại đất đá 68 Bảng 3.2 Hệ số nở hông  đất đá 75 Bảng 3.3 Giá trị hệ số k theo r/z tải trọng tập trung 76 Bảng 3.4 Môđun đàn hồi hệ số Poisson số loại đá 78 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Minh họa cơng tác phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực HB3000 hãng Atlas Copco Hình 1.2 Minh họa ứng dụng đa dạng đầu đập thủy lực Hình 1.3 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá trực tiếp mỏ Hoàng Mai A – Nghệ An Hình 1.4 Sử dụng đầu đập thủy lực phá vỡ đá cỡ mỏ Andezit 10 – Đồng Nai Hình 1.5 Sử dụng đầu đập thủy lực để đào đường phá dỡ cơng 10 trình Hình 2.1 Các loại khuyết tật điểm 15 Hình 2.2 Sự phụ thuộc độ bền loại đá vào kích thước mẫu 16 Hình 2.3 Sự phụ thuộc độ bền nén trục vào tỷ số h/d 19 Hình 2.4 Xác định độ bền kéo cách nén dọc theo đường kính 20 mẫu Hình 2.5 Phương pháp nén đột đồng trục 21 Hình 2.6 Các trạng thái lý tưởng biến dạng đàn hồi 24 Hình 2.7 Các dạng lý tưởng biến dạng dẻo 25 Hình 2.8 Biến dạng mẫu chịu tải 26 Hình 2.9 Xác định độ bền nén trục đá theo độ nảy búa 28 Schmidt Hình 2.10 Cối ПOK 32 Hình 2.11 Thí nghiệm nén trục in situ 34 Hình 2.12 Xác định độ bền cắt khối đá dùng kích thủy lực 35 Hình 2.13 Minh họa chi tiết đầu đập thủy lực hãng Krupp 37 Hình 2.14 Các loại mũi chng đầu đập thủy lực 40 Hình 2.15 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá mức máy đứng 42 Hình 2.16 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá mức máy đứng 42 Hình 2.17 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá mức máy đứng 42 Hình 2.18 So sánh quỹ đạo làm việc đầu đập thủy lực máy xúc 43 thủy lực gàu ngược Hình 2.19 Sơ đồ xác định chiều cao tầng làm việc lớn đầu đập 44 thủy lực làm tơi đất đá với gương cơng tác phía mức máy đứng Hình 2.20 Sơ đồ xác định chiều cao tầng làm việc lớn đầu đập 46 thủy lực làm tơi đất đá với gương cơng tác phía mức máy đứng Hình 2.21 Sơ đồ xác định chiều rộng dải khấu cho đầu đập thủy lực 48 làm tơi đất đá với gương mức máy đứng Hình 2.22 Sơ đồ xác định chiều rộng dải khấu cho đầu đập thủy lực 48 làm tơi đất đá với gương mức máy đứng Hình 2.23 Đầu đập thủy lực phá vỡ đá cỡ, kết hợp với máy bốc 49 ơtơ Hình 2.24 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng, 49 kết hợp với máy bốc ơtơ Hình 2.25 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng, 50 kết hợp với máy bốc ôtô, trạm nghiền sàng di động băng tải Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phá đá cỡ đầu đập thủy lực, chất 54 tải máy bốc, vận tải ơtơ Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ phá đá cỡ đầu đập thủy lực, chất 54 tải máy xúc, vận tải ơtơ Hình 3.3 Sóng ứng suất sinh đá cỡ 56 Hình 3.4 Ứng suất sinh tác dụng ngoại lực tập trung, thẳng 60 đứng Hình 3.5 Điểm M hệ tọa độ khơng gian 60 Hình 3.6 Xác định ứng suất điểm M lực tập trung P gây 61 Hình 3.7 Cân tĩnh học ứng suất 62 Hình 3.8 Đồ thị xác định hệ số k theo r/z tải trọng tập trung 64 Hình 3.9 Đá cỡ gom lại thành đống đề đầu đập thủy lực làm 69 việc Hình 3.10 Vị trí đặt đầu chng phá đá cỡ 69 Hình 3.11 Minh họa phá vỡ đá q cỡ có kích thước lớn 70 Hình 3.12 Đặc trưng tạo sóng ứng suất sóng phản xạ chịu 70 tác dụng ngoại lực Hình 3.13 Sự giao thoa sóng ứng suất tác dụng ngoại lực 71 Hình 3.14 Đất đá bị phá vỡ chịu tác dụng liên tục đầu đập thủy 71 lực Hình 3.15 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá nguyên khối, chất tải 73 máy bốc với gương dọc tầng, vận tải ôtô Hình 3.16 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá nguyên khối, chất tải 73 máy xúc với gương dọc tầng, vận tải ơtơ Hình 3.17 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá nguyên khối, chất tải 75 máy bốc với gương ngang tầng, vận tải ơtơ Hình 3.18 Đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá nguyên khối, chất tải 75 máy xúc với gương ngang tầng, vận tải ơtơ Hình 3.19 Đầu đập thủy lực phá vỡ trực tiếp đất đá nguyên khối, máy 77 bốc chất tải cho trạm nghiền sàng di động đặt mức Hình 3.20 Ứng suất sinh tác dụng ngoại lực tập trung, thẳng 79 đứng mặt phẳng đồng Hình 3.21 Ứng suất sinh gặp bề mặt cản 80 Hình 3.22 Minh họa phá vỡ đất đá ngoại lực P thực tế 81 Hình 3.23 Xác định ứng suất điểm M lực tập trung P gây 81 Hình 3.24 Cân tĩnh học ứng suất 82 Hình 3.25 Thứ tự phá vỡ đất đá tầng sử dụng đầu đập thủy lực 86 Hình 3.26 Sóng ứng suất sóng phản xạ sinh phá vỡ đất đá 87 trực tiếp tầng đầu đập thủy lực 95 Với dF diện tích đai trịn abcd hình 3.19 dF xác định: dF = R.sin R.d (3.55) phân bố tổng hợp ∑ Ứng với số gia d , xem = P (tải trọng ngoài) Thay (3.51), (3.55) vào (3.54) ta có: ∫ ⁄ (3.56) ⁄  ∫  ∫  [  =0 ⁄ ( )]  AB = (3.57) Thay (3.57) vào (3.51) ta có: (3.58) Chiếu lên trục ta có: * Ứng suất pháp: (3.59) Với: { [ ]} (3.60) { [ ]} (3.61) ứng suất nén; ứng suất kéo ứng suất cắt (hay ký hiệu  ) * Ứng suất tiếp: (3.62) 96 (3.63) [ ] (3.64) Với  hệ số nở hơng (hay cịn gọi hệ số pốt xơng) xác định qua thí nghiệm nén mẫu thể bảng 3.2 Trong thực tế tính tốn thường dùng phổ biến nên thường viết dạng: (3.65) Trong đó: k - hệ số phụ thuộc vào xác định theo bảng 3.3 đồ thị hình 3.8 Như vậy, tác dụng ngoại lực P, sinh ứng suất nén  n" , ứng suất kéo  k" ứng suất cắt  " với loại ứng suất đặc trưng hệ số k riêng theo V.V Rzhevxki G.Ja Novik Nhưng để đơn giản người ta coi mức độ tham gia thành phần 1/3 tổng lực tác dụng, ứng suất sinh P là:  "  ( n"   k"   " ) (3.66) Đối với loại đất đá có kể đến ảnh hưởng nứt nẻ ứng suất sinh tác dụng ngoại lực P xác định: "  nn  S "  Ai  "  " hay  nn S  S (3.67) Như vậy, lượng sinh tác dụng ngoại lực P W f' xác định tùy theo đất đá có nứt nẻ hay khơng Năng lượng sinh tác dụng ngoại lực P xác định theo công thức: W f'  2 2E (3.68) 97 Trong đó:  - ứng suất sinh tác dụng ngoại lực P; E - môđun đàn hồi đất đá, xác định theo bảng 3.4 Tuy nhiên, lượng sinh tính trường hợp đất đá tầng chịu tải trọng tĩnh Vì vậy, tác dụng tải trọng động (tần số đập) lượng sinh thay đổi Để đặc trưng cho lượng sinh tác dụng tần số đập, ta phải xác định tiêu gây phá hủy đất đá W tác dụng tải trọng động xác định theo biểu thức: W = W’f  (3.69) Trong đó:  - hệ số đặc trưng cho tác dụng tải trọng động (tần số đập) gây phá hủy đất đá theo chế mỏi Và tần số đập lớn tiêu W giảm đất đá bị phá vỡ chịu tải trọng liên tục thời gian dài Như vậy, tiêu gây phá hủy đất đá W lớn tiêu chống phá hủy G đất đá (theo cơng thức (3.10)) khối đá ABCD bị phá vỡ theo hướng bị nứt nẻ hay phân lớp tùy thuộc vào tính chất lý đất đá tầng Và phần tầng phá vỡ theo nguyên lý Để so sánh tiêu chống phá hủy tiêu gây phá hủy đất đá tác dụng tần số cao, tác giả phải nghiên cứu, tính tốn hệ số f,  ,  công thức (3.10) (3.69) đưa tiêu thứ nguyên để so sánh điều kiện xảy phá vỡ Và hệ số tác giả nghiên cứu tính tốn cụ thể sau 3.2.3 Mơ q trình phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên Khi sử dụng đầu đập thủy lực để phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng, trước tiên phải tiến hành kiểm tra điều kiện làm việc đầu đập thủy lực Do đầu đập thủy lực có cấu tạo giống máy xúc thủy lực gàu ngược, nên điều kiện làm việc đầu đập thủy lực tương tự điều kiện làm việc 98 máy xúc thủy lực gàu ngược Và chiều cao tầng không vượt 2/3 chiều cao ổ trục tựa tay gầu Khi đó, tiến hành phá vỡ đất đá tầng đầu đập thủy lực tương tự phá vỡ đá cỡ Tuy nhiên, chiều cao tầng lớn nên phải chia tầng thành nhiều khối nhỏ thực phá vỡ khối theo thứ tự 1,2,3,4 hình 3.25 Mỗi khối có quy trình phá vỡ tương tự phá vỡ đá cỡ Hình 3.25 Thứ tự phá vỡ đất đá tầng sử dụng đầu đập thủy lực Khi phá vỡ đất đá tầng, chiều rộng mặt tầng rộng, chiều cao tầng lớn nên ứng suất lan tỏa rộng xa ứng suất giảm Ở lần đập đầu tiên, đầu choòng tác dụng lên bề mặt đất đá tầng lực P, sinh sóng ứng suất lan tỏa đất đá, xa sóng ứng suất giảm dần Khi gặp bề mặt cản (sườn tầng) tạo thành sóng phản xạ truyền lại Nếu ngừng tác dụng lực, theo nguyên lý đàn hồi đất đá, đất đá khơi phục lại phần tồn hình dạng, trạng thái ban đầu tầng tùy theo tính chất lý loại đất đá cụ thể Nhưng tiếp tục tác dụng lực P sau lần đập thứ nhất, sóng ứng suất tiếp tục sinh lan tỏa đất đá Lúc này, gặp sóng phản xạ lần đập thứ xảy tượng giao thoa sóng ứng suất Và tiếp tục tác dụng lên bề mặt đất đá tầng liên tục với tần số n thời gian dài đất đá bị phá vỡ, tách khỏi tầng theo chế mỏi 99 Do vậy, gặp bề mặt cản, sinh sóng ứng suất phản xạ yếu so với trường hợp phá vỡ đá cỡ Sóng ứng suất lan tỏa đất đá tạo thành sóng phản xạ gặp bề mặt cản, lại phần truyền đất đá triệt tiêu dần Do công tiêu hao bị nhiều nên đất đá tầng khó phá vỡ so với đá cỡ Và lần đập đầu tiên, bề mặt cản sườn tầng (vùng 1), khoảng cách bề mặt cản tới điểm đặt lực tác dụng nhỏ, nên vùng sóng ứng suất sinh lớn vùng khác, sóng phản xạ lớn (hình 3.26) Do vậy, giao thoa sóng ứng suất vùng mạnh vùng khác (vùng 2,3) Hình 3.26 Sóng ứng suất sóng phản xạ sinh phá vỡ đất đá trực tiếp tầng đầu đập thủy lực Mặt khác, số mặt tự khối đá vùng (tối thiểu mặt tự do) nhiều mặt so với vùng 2, (chỉ có mặt tự do) Do vậy, đất đá vùng dễ bị phá vùng 2, Kết hợp trình tác dụng liên tục đầu đập thủy lực với tần số cao ảnh hưởng mặt tự tạo nên tiêu gây phá hủy đất đá tầng W Và tiêu gây phá hủy W lớn tiêu chống phá hủy G 100 đất đá tác dụng tần số đập đất đá khối bị phá vỡ (hình 3.27) Hình 3.27 Đất đá tầng bị phá vỡ đầu đập thủy lực Sau đất đá vùng phá vỡ, tiến hành phá vỡ tiếp tục vùng lại 2, Lúc này, ảnh hưởng lần đập trước, tính chất lý đất đá vùng bị suy yếu Vì vậy, khối đá vùng lúc dễ bị phá vỡ phá vỡ vùng Sau phá vỡ vùng 2, đống đá sau phá vỡ cao, để thuận lợi cho trình phá vỡ vùng 3, tạo mặt tự đầu đập thủy lực di chuyển để gạt đất đá bị phá vỡ xuống chân tầng, tạo mặt tự cho vùng dễ bị phá hủy (hình 3.28) Và trình phá vỡ đất đá tầng thực Khi đủ khối lượng định cho thiết bị xúc bốc làm việc tiến hành đưa thiết bị xúc bốc, vận tải vào làm việc theo sơ đồ công nghệ hợp lý mà tác giả đề cập tới Như vậy, trình phá vỡ đất đá trực tiếp tầng đầu đập thủy lực giống phá vỡ đá cỡ Nhưng ảnh hưởng chiều cao tầng, chiều rộng mặt tầng, mặt tự yếu tố tự nhiên phân lớp, 101 nứt nẻ đất đá mà q trình phá vỡ có khác đôi chút so với phá vỡ đá cỡ Hình 3.28 Đầu đập thủy lực gạt đất đá sau phá vỡ để tạo điều kiện thuận lợi phá vỡ vùng 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nước ta nước có tiềm khai thác khoáng sản đặc biệt khoáng sản rắn Với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật năm gần đây, cơng nghệ khai thác khống sản rắn phương pháp lộ thiên ngày hồn thiện, góp phần quan trọng nghiệp đẩy mạnh cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước Điều địi hỏi cần phải có phương pháp khai thác lộ thiên phù hợp, đảm bảo suất giảm thiểu ô nhiễm tới môi trường, trường hợp đặc biệt sử dụng phương pháp thông thường Vì vậy, đề tài: “Mơ q trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên” mà tác giả thực mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn sản xuất, áp dụng trường hợp khơng thể sử dụng phương pháp khoan-nổ mìn để làm tơi đất đá Điều kiện áp dụng đầu đập thủy lực: Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa – đại hóa nay, vấn đề bảo vệ mơi trường vấn đề cấp bách đặc biệt khai thác mỏ Trong điều kiện sử dụng phương pháp khoan nổ mìn như: khu vực khai thác nằm gần khu dân cư đông đúc, cơng trình, di tích văn hóa – lịch sử cần bảo vệ Hay tương lai, yêu cầu ngày khắt khe mơi trường giới hạn sử dụng phương pháp nổ mìn bị thu hẹp lại Do vậy, cần thiết phải tính đến phương án khác mà cụ thể phương án sử dụng thiết bị giới khả thi trường hợp Nếu không sử dụng phương án khác, mỏ phải đóng cửa thu nhỏ biên giới 103 kết thúc khai thác Điều gây ảnh hưởng trực tiếp tới trữ lượng huy động vào khai thác tổng doanh thu mỏ Đầu đập thủy lực có khả đập từ 80-120 MPa, tương đương với đất đá có độ kiên cố từ 8-12 Và điều kiện đất đá có nhiều phân lớp, nứt nẻ đầu đập thủy lực phá vỡ đất đá với lực đập lên tới 140 MPa (tương đương f = 14) Và ứng với đất đá có f = 8-14 tùy thuộc vào tính chất lý cấu tạo đất đá áp dụng đầu đập thủy lực để phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng phá vỡ đá cỡ Mục tiêu đề tài là: - Mơ q trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực khai thác mỏ lộ thiên; - Góp phần nâng cao suất hiệu làm việc đầu đập thủy lực trình phá vỡ đất đá mỏ lộ thiên Đề tài tập trung chủ yếu vào nội dung sau: - Nghiên cứu đặc tính lý đất đá; - Nghiên cứu thông số kỹ thuật, sơ đồ công nghệ đầu đập thủy lực; - Nghiên cứu mối quan hệ đặc tính lý đất đá với đầu đập thủy lực, điều kiện phá vỡ đất đá sử dụng đầu đập thủy lực; - Mơ q trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên Các kết nghiên cứu đề tài: - Khảo sát thực trạng sử dụng đầu đập thủy lực nước giới; - Nghiên cứu đặc tính lý đất đá ảnh hưởng tới việc phá vỡ chúng đầu đập thủy lực; 104 - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, đặc tính kỹ thuật, sơ đồ công nghệ đầu đập thủy lực; - Nghiên cứu mối liên hệ đất đá đầu đập thủy lực; - Nghiên cứu điều kiện để phá vỡ đất đá sử dụng đầu đập thủy lực; - Mơ q trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên Các kết mà đề tài đạt sở để tác giả tiếp tục nghiên cứu sâu trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên sau ứng dụng thực tế đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên KIẾN NGHỊ Việc áp dụng đầu đập thủy lực để phá vỡ đất đá mỏ lộ thiên trường hợp đặc biệt mang lại hiệu cao kinh tế kỹ thuật, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Đặc biệt mỏ, khu vực khai thác nằm gần khu dân cư, gần cơng trình văn hóa mà khơng thể sử dụng phương pháp khoan-nổ mìn để làm tơi đất đá Những hiệu mà phương pháp mang lại như: Giảm thiểu tối đa ô nhiễm môi trường, tiếng ồn, sóng chấn động cơng tác nổ mìn gây ra; đáp ứng suất nhà máy, xí nghiệp; khơng làm gián đoạn q trình khai thác; khơng cần giải phóng mặt rộng, tiết kiềm tài nguyên đất, tài nguyên nước Qua kết mà đề tài nghiên cứu, kết hợp với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật hiệu mà việc sử dụng đầu đập thủy lực mang lại, tác giả kiến nghị thời gian tới áp dụng việc sử dụng đầu đập thủy lực để phá vỡ đất đá mỏ lộ thiên nhiều Trước đây, việc sử dụng đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên thông thường để phá vỡ đá cỡ Nhưng với tiến khoa học kỹ thuật, thiết bị ngày 105 đại, với kết mà tác giả nghiên cứu việc sử dụng đầu đập thủy lực để phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng tác giả kiến nghị sử dụng số mỏ tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên đặc tính lý đất đá mỏ Ngoài yếu tố gây ảnh hưởng tới trình phá vỡ đất đá phạm vi luận văn mà tác giả nghiên cứu, số yếu tố ảnh hưởng khác như: phân lớp, nứt nẻ, nằm, tính dị hướng đất đá Và yếu tố tác giả nghiên cứu sâu sau 106 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 1.Bui Xuan Nam, Luu Van Thuc, Vu Dinh Hieu, Le Qui Thao, Nguyen Hoang (2012), “Use of combined transportation for deep surface coal mines in Quang Ninh, Vietnam”, The 2nd International Conference on Advances in Mining and Tunneling, Hanoi, August 23-25, 2012, Publishing House for Science and Technology, P 80-85 (ISBN 978-604-913-081-6) Do Ngoc Tuoc, Nguyen Phu Vu, Pham Van Viet, Nguyen Hoang, Le Thi Minh Hanh (2012), “Selection on suitable hauling method of waste rocks for Deo Nai coal mine”, Proceeding of the 2nd International Conference on Advances in Mining and Tunneling, August 2012, Hanoi - Vietnam, P 105108 (ISBN 978-604-913-081-6) Bùi Xuân Nam, Nguyễn Hoàng, Đỗ Ngọc Hoàn (2012), “Xây dựng hệ thống mô ảo phục vụ công tác đào tạo ngành mỏ”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ 23, Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam, Hà Nội - Việt Nam, Tr 102-106 (ISBN 978-604-930002-8) Đỗ Ngọc Hồn, Nguyễn Hồng, Đỗ Thị Hải Yến (2012), “Tính tốn phát tán bụi hoạt động vận tải ô tô mỏ lộ thiên lớn khu vực Cẩm Phả tới khu dân cư”, Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 20, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Tr 142 Đỗ Ngọc Hoàn, Vũ Đình Hiếu, Nguyễn Hồng, Đặng Thị Hải Yến (2012), “Tính tốn mơ phát tán bụi hoạt động nổ mìn trong khai thác mỏ apatit Gia Phú - Lào Cai”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ 23, Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam, Hà Nội Việt Nam, Tr 448-453 (ISBN 978-604-930-002-8) 107 Lê Thị Thu Hoa, Nguyễn Hồng, Trần Quang Hiếu, Trần Đình Bão, Lê Thị Minh Hạnh (2012), “Nghiên cứu xây dựng sơ đồ xúc máy xúc thủy lực gàu ngược đảm bảo khả chọn lọc cao khai thác vỉa than mỏng có cấu trúc phức tạp vùng Quảng Ninh”, Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 23, Hội KH&CN Mỏ Việt Nam, Tr 223-228 Nguyễn Hồng (2013), “Nghiên cứu xác định đặc tính lý đất đá sử dụng đầu đập thủy lực để phá vỡ trực tiếp tầng khai thác mỏ lộ thiên”, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ, số 2/2013, Tr.11-14 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương (2003), Giáo trình học đất, Trường Đại học Thủy lợi, Nhà xuất Xây dựng Bùi Xuân Nam, Vũ Đình Hiếu (2004), Sử dụng đầu đập thủy lực khai thác đá, Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, số 3, Hội Khoa học Công nghệ Mỏ Việt Nam, Hà Nội, Tr 34-36 Bùi Xuân Nam, Nghiên cứu khả áp dụng công nghệ phá vỡ đất đá giới cho số mỏ khai thác vật liệu xây dựng Việt Nam, Đề tài cấp Bộ GD&ĐT (B2006-02-11), 2006-2008 Bùi Xuân Nam, Nguyễn Phụ Vụ (2008), Nghiên cứu sơ đồ công nghệ đầu đập thủy lực khai thác mỏ lộ thiên, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 22, trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 2008 Bùi Xuân Nam, Nguyễn Phụ Vụ (2010), Các phương pháp chuẩn bị đất đá giới khai thác mỏ lộ thiên, Bài giảng cao học ngành Khai thác mỏ lộ thiên, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Nguyễn Sỹ Ngọc (2005), “Giáo trình học đá”, Trường Đại học Giao thông vận tải, Nhà xuất Giao thông vận tải Nguyễn Thành Trung, Bùi Xuân Nam (2008), Đánh giá hiệu kinh tế phá đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ đá vôi Hồng Mai A, Tạp chí Cơng nghiệp Mỏ, số Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam, Hà Nội, Tr 29-31 Bui Xuan Nam, Nguyen Phu Vu (2008), Research on mining technological schemes of hydraulic breakers for limestone quarries in Vietnam, 109 Innovations in Non-Blasting Rock Destructuring (Ed Drebenstedt C.), TU Bergakademie Freiberg, Germany, November 2008, p 27-35 (ISBN 978-3-86012-377-5) Bui Xuan Nam, Nguyen Phu Vu, Nguyen Thanh Trung (2009), Research on non-blasting method for limestone quarries in Vietnam, Proceedings of workshop on Mining Environmental Problems and Protection, Hanoi 68th May, 2009, Bachkhoa - Hanoi Publishing House, Vietnam, P.85-93 10 Bui Xuan Nam (2009), Research on non-blasting mining methods for environmental protection and sustainable development in Vietnam, Proceedings of workshop on Environmental Protection for Sustainable development in Vietnam, Chances and Challenges, Germany Alumni Green Group and German Academic Exchange Service, 13-14 March, Hanoi, Vietnam, p 107-116 11 Tài liệu tham khảo internet ... tính lý đất đá đầu đập thủy lực phá vỡ đá cỡ mỏ lộ thiên 3.1.3 Mơ q trình phá vỡ đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 3.2 Quá trình phá vỡ đất đá trực tiếp gương tầng đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên. .. CỦA 64 ĐẦU ĐẬP THỦY LỰC TRONG KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN 3.1 Quá trình phá vỡ đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 64 3.1.1 Các sơ đồ công nghệ phá vỡ đá cỡ đầu đập thủy lực mỏ lộ thiên 3.1.2 Xây dựng... khoa học - Mơ q trình phá vỡ đất đá đầu đập thủy lực khai thác mỏ lộ thiên 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần nâng cao suất hiệu làm việc đầu đập thủy lực trình phá vỡ đất đá mỏ lộ thiên Cấu trúc