Nghiên cứu hoàn thiện các thông số khoan nổ mìn khi sử dụng lỗ khoan đường kính lớn cho mỏ đá sản xuất vật liệu xây dựng thường tân iv công ty cổ phần hoa tân an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LONG NGHIÊNCỨU HOÀN THIỆN CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ MÌN KHI SỬ DỤNG LỖ KHOAN ðƯỜNG KÍNH LỚN CHO MỎ ðÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG THƯỜNG TÂN IV CÔNG TY CỔ PHẦN HOA TÂN AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HàNội - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LONG NGHIÊNCỨU HOÀN THIỆN CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ MÌN KHI SỬ DỤNG LỖ KHOAN ðƯỜNG KÍNH LỚN CHO MỎ ðÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG THƯỜNG TÂN IV CÔNG TY CỔ PHẦN HOA TÂN AN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ Mà SỐ: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Nhữ Văn Bách HàNội - 2013 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa ñược cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Long MỤC LỤC Tên chương mục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở ñầu CHƯƠNG ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN - KINH TẾ Xà HỘI VÀ HIỆN TRẠNG HOẠT ðỘNG CỦA MỎ ðÁ THƯỜNG TÂN IV, HUYỆN TÂN UYÊN, TỈNH BÌNH DƯƠNG 1.1 ðặc điểm địa lý, tự nhiên 1.2 ðặc ñiểm kinh tế, xã hội vùng 19 1.3 Hiện trạng hoạt động cơng nghệ khai thác - chế biến mỏ 21 Thường Tân IV 1.4 Nhận xét ưu nhược ñiểm ñề xuất số phương hướng nghiên 26 cứu CHƯƠNG Nghiªn cøu lùa chän công nghệ nổ mìn cho mỏ đá thờng tân iv 2.1 Bản chất vật lý trình phá vỡ đất đá nổ mìn 29 2.2 Khái niệm chung công nghệ nổ mìn 36 2.3 Những công nghệ nổ mìn áp dụng khai thác lộ thiên 44 2.4 Lựa chọn phơng pháp nổ mìn hợp lý cho má 45 2.5 Lùa chän lo¹i chÊt nỉ phơng tiện nổ phù hợp 46 2.6 Lựa chọn sơ đồ bố trí lỗ khoan sơ đồ nổ thích hợp 49 CHNG nghiên cứu hoàn thiện THÔNG Số nổ mìn nhằm nâng cao 58 hiệu giảm tác động đến môi trờng cho mỏ Đá THờng tân iv 29 3.1 Đánh giá hiệu công tác nổ mìn 58 3.2 Đánh giá tác động có hại đến môi trờng nổ mìn 61 3.3 Yêu cầu công tác nổ mìn mỏ đá Thờng Tân IV 76 3.4 Xác định thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao mc ủ ủp v 77 giảm tác động đến môi trờng cho mỏ đá Thờng Tân IV KT LUN V XUT 90 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ðà CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Các thông số hệ thống khai thác 23 Bảng 1.2 Bảng tổng hợp thông số mạng lưới khoan - nổ mìn 24 Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật loại chất nổ ViƯt Nam s¶n xt 53 B¶ng 3.1 HƯ sè tỷlệ khoảng cách Ds 75 Bảng 3.2 Vận tốc dao động cực trị cho phép 75 Bảng 3.3 Giới hạn cho phép sóng đập không khí ngời công 76 trình Bng 3.4 Cỏc thụng s n mỡn thực nghiệm mỏ đá Thường Tân IV 88 B¶ng 3.5 Kết giám sát chấn động n mỡn thc nghim mỏ đá 89 Thng Tõn IV DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ðỒ THỊ H×nh 2.1 Tr×nh tự phá vỡ đất đá mềm nổ mìn ữ - Các pha dịch Trang 30 chuyển đất đá Hình 2.2 Sơ đồ phá vỡ đất đá cứng đồng xung quanh lợng thuốc 31 Hình 2.3 Sơ đồ tạo thành nứt nẻ hớng tâm nứt nẻ vòng xung quanh 32 lợng thuốc Hình 2.4 Sơ đồ tạo thành sóng phản xạ bề mặt tự 33 Hình 2.5 Sơ đồ giảm trị số ứng suet nổ lợng thuốc đất đá nứt nẻ 34 Hình 2.6 Sơ đồ phản xạ sang chấn động từ bề mặt tự 35 Hình 2.7 Sự thay ®ỉi vïng ®Ëp cã ®iỊu khiĨn thay ®ỉi kết cấu lợng 39 thuốc Hình 2.8 Kết cấu lợng thuốc nổ Hình 2.8 Sơ đồ tác dụng nhóm lợng thuốc môi trờng nổ mìn 39 41 vi sai Hình 2.9 nh hởng số mặt tự tới thể tích đất đá 41 Hình 2.10 Sơ ®å giao thoa cđa sang øng suet nỉ vi sai 43 Hình 2.11 Sơ đồ tạo thành mặt tự phơ nỉ vi sai 43 H×nh 2.11 Thêi gian tác dụng nổ tỷ lệ nghịch với áp lực nổ lỗ khoan 48 Hình 2.12 Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan, bỏn kớnh vựng ủp v 52 Hình 2.13 Sơ đồ nổ vi sai 54 Hình2.14 Sơ ®å hai nh¸nh lƯch pha vỊ thêi gian vi sai Hình2.15 Sơ đồ quan hệ hớng khởi nổ với tác dụng chấn động 55 56 Hình2.16 Sơ đồ đấu ghép mạng nổ sử dụng dây nổ với kíp điện vi sai 57 Hình 3.1 nh hởng công tác nổ mìn đến môi trờng xung quanh 62 Hình 3.2 Quỹ đạo chuyển động đất mặt phẳng nằm ngang 65 nổ lợng thuốc 4400kg khoảng c¸ch 560m Hình 3.3 Tỉ lệ cục đá lớn 78 Hình 3.4 Một số hình ảnh nổ mìn thực nghiệm mỏ ñá Thường Tân IV 87 MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, kinh tế đất nước khơng ngừng phát triển, nhiều cơng trình hạ tầng Nhà nước đầu tư xây dựng ñể phục vụ cho phát triển kinh tế Do đó, nhu cầu vật liệu xây dựng khơng ngừng tăng Trong đó, đá xây dựng chiếm tỷ lệ cao cấu vật liệu xây dựng ðể ñáp ứng nhu cầu thị trường, mỏ đá khơng ngừng cải tiến kỹ thuật, đổi cơng nghệ tạo sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hạ cạnh tranh với ñối thủ có sản phẩm Trong sơ đồ cơng nghệ khai thác đá xây dựng khâu khoan nổ mìn làm tơi đất đá khâu quan trọng ñịnh suất sản lượng thiết bị Công ty Cổ phần Hoa Tân An ñang khai thác mỏ ñá xây dựng Thường Tân IV ñể phục vụ sản xuất ñá xây dựng phương pháp khoan - nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớn Trong q trình sản xuất, cơng tác khoan - nổ mìn ln ñược ý, thường xuyên nghiên cứu ñiều chỉnh thơng số nhằm đạt hiệu nổ mìn tốt nhất.Xong ñặc ñiểm ñịa chất mỏ thực tế khơng giống kết qủa đánh giá thăm dị ban đầu nên thường gặp nhiều khó khăn ðể hồn thiện thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớn cần có q trình nghiên cứu thực nghiệm tổng kết ñánh giá ñể ñưa vào áp dụng đại trà Việc nghiên cứu hồn thiện thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớn địi hỏi cấp bách ñội ngũ kỹ sư khai thác mỏ Về vật liệu nổ chủ yếu sử dụng nguồn vật liệu nổ đơn vị nước sản xuất ðó Cơng ty cơng nghiệp Hóa chất mỏ đơn vị sản xuất vật liệu nổ Bộ Quốc phòng Số lượng chủng loại thuốc nổ, kíp nổ, mồi nổ sản xuất nước ña dạng,xong chất lượng lại khác Vấn ñề ñặt làm ñể sử dụng vật liệu nổ lỗ khoan đường kính lớn cho hiệu ðể ñạt ñược mục ñích việc nghiên cứu giải pháp kỹ thuật lựa chọn thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớn, sử dụng loại thuốc nổ hợp lý lỗ khoan ý tưởng đề tài tác giả Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu hồn thiện thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan ñường kính lớncho mỏ ñá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV - Công ty Cổ phần Hoa Tân An” mang tính cấp thiết, đáp ứng u cầu thực tế Mục đích đề tài Nâng cao hiệu phá vỡ ñất ñá nổ mìn giảm thiểu chấn động tới mơi trường q trình khai thác mỏ đá xây dựng Cơng ty Cổ phần Hoa Tân An ñịnh hướng cho mỏ có điều kiện tương tự ðối tượng phạm vi nghiên cứu - ðối tượng: nghiên cứu cơng tác nổ mìnở mỏ khai thácđá - Phạm vi nghiên cứu: mỏ ñá khai thác vật liệu xây dựng khu vực tỉnh Bình Dương Nội dung nghiên cứu ñề tài vấn ñề cần giải quyết: - Tổng kết tình hình khai thác nổ mìn mỏ đá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV - Công ty Cổ phần Hoa Tân An - Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến cơng tác nổ mìn mỏ - Nghiên cứu hồn thiện thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớn nhằm nâng cao hiệu nổ mìn cho mỏ Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp phân tích tổng hợp: Tổng hợp, phân tích, ñánh giá số liệu sở nghiên cứu thực nghiệm cơng nghệ khoan - nổ mìn mỏ ñá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV - Phương pháp ñánh giá nhanh: Trên sở thực tế các bãi khoan nổ mìn khai thác mỏ ñá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV nhận xét, ñánh giá nhanh chất lượng ñống ñá sau nổ mìn ñược xác ñịnh thơng tin kích thước cục đá, độ đồng ñều kích thước, tỷ lệ ñá cỡ ñộ tơi toàn ñất ñá bãi nổ Bằng trực quan ñánh giá sơ yếu tố ảnh hưởng đến cơng tác khoan nổ mìn, từ rút kết luận ghi chép cụ thể để có sở điều chỉnh xác định thơng số khoan nổ mìn hợp lý cho bãi khoan nổ mìn - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia ngồi nước cơng nghệ khoan, nổ mìn áp dụng máy khoan đường kính lớn áp dụng khai thác mỏ ñá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài - Góp phần bổ sung vào sở khoa học việc ứng dụng thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớn khai thác mỏ đá sản xuất vật liệu xây dựng xuống sâu mức thoát nước tự chảy Việt Nam - Kết nghiên cứp dụng có hiệu cho mỏ đá Thường Tân IV mỏ có điều kiện tương tự Cấu trúc luận văn Tồn đề tài cấu trúc gồm: phần mở đầu, chương chính, phần kết luận, tài liệu tham khảo Luận văn có tổng cộng 21 Hình 08 Bảng Lời cảm ơn Luận văn ñược thực trường ðại học Mỏ - ðịa chất hướng dẫn, giúp ñỡ nhiệt tình GS.TS Nhữ Văn Bách Tác giả trân trọng cảm ơn ñối với Ban Giám hiệu trường ðại học Mỏ - ðịa chất; Phòng Sau ðại học; Khoa Mỏ, Bộ mơn Khai thác lộ thiên; Ban lãnh đạo Cơng ty Cổ phần Hoa Tân An, cán công nhân viên xưởng khai thác mỏ ñã hỗ trợ, giúp ñỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình thực nghiên cứu, viết báo cáo luận văn ðặc biệt hướng dẫn, giúp đỡ tận tình GS.TS Nhữ văn Bách thầy, cô giáo Bộ môn khai thác lộ thiên, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất ðồng thời, tơi bày tỏ lịng biết ơn ñối với nhà khoa học, bạn ñồng nghiệp người thân ñã tạo ñiều kiện, ñộng viên giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn 79 chất nổ; σn- Giới hạn bền nén ñất ñá, N/m2; q0- Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn, kg/m3; Lmax- K/C lớn vết nứt ñất ñá, m 3.4.1 Trường hợp sử dụng loại thuốc nổ a).Chiều sâu khoan thêm, Lkt, m Chiều sâu khoan thêm hợp lý phải phù hợp với loại ñất ñá, đường kính lượng thuốc loại thuốc nổ, xác định theo cơng thức: Lkt = 7,5.10 −8.[σ n ] ∆x d k , m (3.3) Trong ñó: [σ n ] - giới hạn bền nén ñất ñá, Pa ; ∆ x - khoảng cách trung bình khe nứt, m Chọn tùy theo nhóm đất đá: Nhóm I: ∆ x = 0,35 m ; Nhóm II: ∆ x = 0,65 m; Nhóm III: ∆ x = 0,85 m; Nhóm IV: ∆ x = 1,25 m, Nhóm V: ∆ x = 1,5 m; dk - đường kính lượng thuốc nổ, m Hoặc tính theo cơng thức: Lkt = (3-15) dk , m (3.4) Với đất đá Nhóm II: Lkt = (6 – 8).dk; Nhóm III: Lkt = (9-11) dk; Nhóm IV: Lkt = (12 - 14).dk; Nhóm V: lkt = 15 dk b) ðường kháng chân tầng Wct , m Xác ñịnh theo ñiều kiện: - ðảm bảo chất lượng ñập vỡ thể tích vùng đập vỡ tối đa: Wct = Kw dk , m (3.5) Kw hệ số phụ thuộc vào tính chất đất đá tính chất lượng thuốc nổ: Với đất đá Nhóm II: 35÷36; Nhóm III: 32÷34; Nhóm IV: 29÷31; nhóm V ñến 30 - Kể tới tác dụng tương hỗ lượng thuốc nổ gần nhau: Wct = 53.Kt dk ∆ ( 1,6- 0,5m), m γ d e (3.6) 80 - Theo điều kiện lượng thuốc nổ tính tốn phải nạp hết vào lỗ khoan đảm bảo khơng bua: Wct= − 0,75 P + 0,56 P + m.q.P.H L k ,m m.q.H (3.7) Trong công thức trên: Kt = 1-1,25 hệ số kể tới ñiều kiện ñịa chất ñộ nứt nẻ hay độ khó nổ đất đá (trị số nhỏ ứng với đất đá nhóm IV - V, trị số lớn ứng với đất đá nhóm II); ∆ - mật ñộ nạp thuốc lỗ khoan, kg/m3, xác ñịnh theo loại thuốc nổ ñược chọn Nếu thuốc nổ đóng bao gói cịn tùy thuộc vào tỉ số đường kính thỏi thuốc với đường kính lỗ khoan, chọn loại thuốc để tính tốn là: ANFO, ANFO chịu nước, NT-13, EE-31, nạp độc lập nạp phối hợp; γ d - dung trọng ñá,q - tiêu thuốc nổ (kg/m3); e - hệ số quy ñổi thuốc nổ theo khả công nổ: e = Ach /Att ; Thuốc nổ chuẩn Amônit N06, Zecnorganulit 79/21; P- khối lượng thuốc chứa m dài lỗ khoan, kg/m; P = 0,785 d k2 ρ t K n , kg/m; dk- đường kính lỗ khoan, m; ρ t - mật ñộ thuốc nổ, kg/m3; Kn - hệ số tính đến điều kiện nạp mìn: Nếu nạp thuốc d 2t rời Kn = 1, nạp thuốc bao gói Kn = (dt đường kính thỏi thuốc dk nổ, m); Lk = H + Lkt - chiều sâu lỗ khoan, m; q- tiêu thuốc nổ hợp lý, kg/m3; m - hệ số làm gần, chọn tùy thuộc vào loại ñất ñá: Nhóm II: m = 1,05; Nhóm III: m = 1; Nhóm IV: m = 0,95; Nhóm V: m = 0,9 Sau tính theo cơng thức tiến hành chọn giá trị nhỏ giá trị tính theo (3.5), (3.6), (3.7) c) Khoảng cách lỗ khoan (a) hàng ( b) ðây thơng số bố trí mạng lỗ khoan chủ yếu nổ mìn vi sai nhiều hàng: a = m Wct , m (3.8) Wct giá trị hợp lý ñã chọn trên, m; m hệ số làm gần ñã chọn 81 b = a sin 600 , m ( mạng tam giác ñều) (3.9) b = a (nếu mạng ô vuông) (3.10) d) Chiều dài bua chất lượng bua Chiều dài bua phụ thuộc vào loại ñá, kết cấu lượng thuốc, đường kính lỗ khoan đặc tính vật liệu làm bua xác định theo cơng thức: - Theo V.I Butrơnhev: Lb ≥ 0,75 Wct , m - Theo M.M ðacutraev: Lb = 0,7 Wct , m; Hoặc Lb = (15 - 20) dk , m; - Theo V.I Gusin thì: Lb = (15 - 30) dk , m; - Theo B.N Cutudôv Valukhin: Lb = (20 - 25) dk , m; Trong trường hợp vật liệu bua chất lượng cao giảm Lb ñến 10 dk Như chọn Lb khoảng: Lb = (10 - 30) dk , m (3.11) Trong cơng thức (3.9) đất đá nứt nẻ mạnh tầng cao lấy trị số lớn so với ñất ñá nứt nẻ yếu tầng thấp Trị số giới hạn bua Lbmin = 10 dk dùng bua chất lượng cao gồm 60% sỏi dăm cỡ hạt 1,5 - cm trộn với 40% cát bua có sức kháng cắt lớn mật ñộ cao Vật liệu làm bua không nên dùng mùn khoan có cỡ hạt mịn, tận dụng phoi khoan có cỡ hạt lớn, tốt dùng cát sỏi lòng suối bua kabenlis Với chất lượng bua tốt giảm ñược chiều cao nạp bua, tăng chiều cao cột thuốc ñồng thời mở rộng ñược mạng lưới thông số e) Chiều cao cột thuốc Lt ,m Chiều cao cột thuốc ñược xác ñịnh tùy thuộc vào tiêu thuốc nổ, mật độ nạp, đường kính lỗ khoan, thông số mạng nổ chiều cao tầng Khi tính chọn phải nâng cao tối đa chiều cao cột thuốc nhằm nâng cao hệ số sử dụng lỗ khoan để nạp thuốc, nâng cao bán kính vùng đập vỡ đưa lượng thuốc vào vị trí trung tâm tầng, có tăng cường chất lượng ñập vỡ nâng cao hiệu khoan nổ Tránh sử dụng chiều cao tầng thấp 82 cột thuốc chủ yếu nằm phần khoan thêm, làm giảm hiệu ñập vỡ, tăng tác dụng chấn ñộng gây hậu xấu cho lần nổ sau Lt = Q/P , m (3.12) Cần ñối chiếu với trị số chiều cao cột thuốc hợp lý: Lthl ≥ ( 35-45) dk hay Lthl ≥ Wct , m; ðể kiểm tra xem cột thuốc có nằm vị trí hợp lý tầng hay khơng phải kiểm tra chiều cao cột thuốc bản( Ltcb) so với chiều cao tầng: L tcb ≥ 0,5 H f) Lượng thuốc nổ Q (kg) + Hàng ngoài: Q1 = q.a.Wct H, kg (3.13) + Hàng trong: Q2 = q.a.b.H, kg (3.14) g) Suất phá ñá S (m3/m) Khi nổ nh hàng mìn: S= a.H[Wct + (n h − 1).b] , m3 /m n h L k (3.15) 3.4.2 Trường hợp phối hợp loại thuốc nổ lỗ khoan a) Khi phối hợp theo thứ tự: LTN chịu nước nạp xuống có chiều cao LT1, nạp hết chiều cao cột nước: Ln (LT1=Ln); thuốc nổ không chịu nước nạp phía có chiều cao LT2; Ta tính ñược tỷ lệ khối lượng thuốc loại qui thuốc nổ chuẩn: n= 100.L T1.K tn P1 ,% K tn1.P2 [H + (K kt − K b )d k ] + L T1 (K tn P1 − K tn1.P2 ) (3.16) Trong đó: Ktn1, Ktn2 hệ số qui ñổi thuốc nổ theo nhiệt lượng nổ ứng với loại thuốc nổ 2; P1, P2 - khối lượng thuốc nổ nạp/1m lỗ khoan tương ứng với thuốc nổ (kg/m); Kkt, Kb - tương ứng hệ số khoan thêm hệ số nạp bua; H - chiều cao tầng, m 83 + Khi tính n qua đại lượng LT1, LT2, ta xác ñịnh ñược khối lượng thuốc nổ lỗ khoan qui thuốc nổ chuẩn, từ tính khối lượng thuốc nổ thực tế loại thơng số nổ mìn + ðường kháng chân tầng: 1/     n   P2 [H + (K kt − K b )d k ]  K tn1 +  ,m  Wct=    K q 100 − n q   m.H 1 + n K tn1.P2   tn    100 − n K P  tn    (3.17) + Khoảng cách lỗ: a = m.Wct ,m (3.18) + Khoảng cách hàng: b = a (mạng ô vuông) (3.19) b = asin600 (mạng ∆ ñều) (3.20) + Chỉ tiêu thuốc nổ chung (tính theo thuốc nổ thực tế dùng):  n  k q1 q  tn1 + 1 100 − n k tn  , kg/m3; q t= n k tn1 q + q1 100 − n k tn (3.21) + Chỉ tiêu thuốc nổ thuốc nổ chuẩn: qc = 100.q t , kg/m3; n.K tn1 + (100 − n ).K tn (3.22) Trong đó: q1, q2 - tiêu thuốc nổ tương ứng với thuốc nổ loại 2, kg/m3; Ktn1, Ktn2 - hệ số qui ñổi thuốc nổ theo nhiệt lượng nổ tương ứng với loại thuốc nổ + Khối lượng thuốc nổ thực tế lỗ khoan: Hàng ngoài: Q1 = qt.a.Wct.H ,kg (3.23) Hàng trong: Q2 = qt.a.b.H ,kg (3.24) + Khối lượng thuốc nổ lỗ khoan qui thuốc nổ chuẩn: 84 Q1c = 100.Q1 , kg; n.K tn1 + (100 − n ).K tn (Nếu tính theo thuốc nổ loại thì: Q1c = (3.25) 100.P1 L T1 ,kg) K tn1 n + Khối lượng thuốc nổ loại qui thuốc nổ chuẩn: Loại 1: Q11c = n.Q1c ,kg (3.26) Loại 2: Q12c = (100 - n).Q1c ,kg (3.27) + Khối lượng thuốc nổ thực tế loại: Loại 1: Q11 = Ktn1.Q11c ,kg (3.28) Loại 2: Q12 = Ktn2.Q12c, kg (3.29) b) Khi phối hợp nạp theo kiểu xen kẽ: ðể tăng khả kích nổ, tăng mật độ nạp mìn mở rộng mạng lưới lỗ khoan dùng phương pháp nạp phối hợp xen kẽ bao thuốc bột (khả kích nổ tốt) với thuốc nổ hạt rời (khả kích nổ yếu hơn) Tùy theo tỷ lệ chiếm thuốc đóng bao (n), mật độ loại, đường kính lỗ khoan ta xác ñịnh ñược khối lượng thuốc nổ nạp 1m lỗ khoan: P= π 100.ρ1 ρ dk , kg/m (100 − n ).ρ1 + n.ρ (3.30) Ta tính tỷ lệ % loại thuốc bao gói tham gia tối ưu (khi chiều cao thuốc đóng bao chiếm hết chiều cao cột thuốc, cịn thuốc rời chiếm hết thể tích hình vành khăn): n0 = 100.ρ1  dk    ρ + (ρ1 − ρ )  dt  ,% (3.31) Từ xác định tiêu thuốc nổ chung phối hợp, thông số mạng nổ, khối lượng thuốc nổ loại lỗ khoan + Chỉ tiêu thuốc nổ chung: 85 qc= 100.q1.q , kg/m3 n q + (100 − n )q1 (3.32) + ðường kháng chân tầng: Wct= d k ρ1.ρ π[n q + (100 − n )q1 ] [H + (K kt − K b ).d k ] , m q1 q [(100 − n )ρ1 + n 0ρ ] m.H (3.33) + Khối lượng thuốc nổ chung: π 100.ρ1.ρ2 [H + (K kt − K b )d k ], kg Q1= d 2k (100 − n )ρ1 + n ρ2 (3.34) + Khối lượng thuốc loại: Loại bao gói: Q11 = n0.Q1, kg Loại bao rời: Q12 = (100 - n0).Q1, kg (3.35) Chú ý: ñại lượng tỷ lệ hai loại thuốc phối hợp theo cách có khác nhau; nạp thứ tự n tỷ lệ thuốc loại qui thuốc nổ chuẩn, nạp xen kẽ n0 tỷ lệ thuốc loại tổng số thuốc thực tế Với phương pháp nêu trên, tác giả tiến hành xác định thơng số khoan nổ mìn cho mỏ đá cát kết Thường Tân IV (Cơng ty CP Hoa Tân An Bình Dương): Cấu trúc lượng thuốc: phân ñoạn bua, nổ vi sai với phương tiện dây nổ kết hợp với kíp điện vi sai, mạng lỗ khoan ô vuông (bảng 3.4) 3.4.3 Kết nổ thực nghiệm Sau xác định thơng số nổ mìn hợp lý tác giả tiến hành nổ thực nghiệm mỏ ñá r Thường Tân IV (Công ty Cổ phần hoa Tân An) sau: - Tiến hành nổ 10 b i mìn với đờng kính lỗ khoan d = 102 mm, theo thông số nổ hợp lý đợc xác định bảng 3.4 - Quy mô đợt nổ: theo giấy phép Sở Công thơng tỉnh Bình Dơng cấp - Kết cấu lợng thuốc (Nổ phân đoạn bua, không khí); - Nổ vi sai sử dụng dây nổ kết hợp với kíp điện vi sai; 86 - Chän h−íng trun nỉ hỵp lý cho thứ tự nổ từ gần đến xa công trình cần bảo vệ; - Tạo cho b i nổ có nhiều bề mặt tự đảm bảo chất lợng đập vỡ giảm tác dụng chấn động nổ mìn Trên hình 3.6 giới thiệu số hình ảnh nổ thực nghiệm mỏ kt qu n thc nghiệm trình bày bảng 3.6 Qua kết nổ thực nghiệm tác giả có số nhận xét sau: - Phân ñoạn lượng thuốc bua chất lượng nổ tốt lượng thuốc nạp liên tục Tỉ lệ chiều cao cột bua với chiều cao cột thuốc hợp lý nổ mìn mỏ đá Thường Tân IV là: k= Lpđ Lt = 0,30-0,4 Khi đó, chất lượng nổ tốt giảm thiểu ñược tác dụng chấn ñộng (cụ thể ñợt nổ số 2, 7) Nếu k nhỏ chất lượng nổ kém, chấn động mạnh Cụ thể: ðợt nổ (k = 0,2 ÷ 0,27) ðợt nổ (k = 0,18 ÷ 0,3) ðợt nổ10 (k = 0,19 ÷ 0,2) ðợt nổ (k = 0,23 ÷ 0,26) ðợt nổ (k = 0,15 ÷ 0,18) - Về chấn ñộng: - Cùng ñiều kiện nổ, cuối bãi mìn chấn động mạnh đầu bãi mìn (đợt so với đợt 3) - Sau bãi mìn chấn động mạnh trước bãi mìn (1, 4, 5, 10 so với 6, 7) - Ít mặt tự chấn ñộng mạnh so với nhiều mặt tự (8, so với đợt cịn lại) - Phân nhóm vi sai nhiều tác dụng chấn ñộng giảm (8, 9, 10 so với ñợt cịn lại) 87 Hình 3.4 Một số hình ảnh nổ thực nghiệm mỏ ñá Thường Tân IV 88 Bảng 3.4: Các thơng số nổ mìn thực nghiệm mỏ ñá Thường Tân IV - Loại ñất ñá: ðá vơi có f = 9÷11 - ðường kính lỗ khoan: d = 102mm - Mạng lỗ khoan: Ơ vng, nổ vi sai dây nổ kết hợp với kíp điện vi sai Thông số mạng lỗ Thông số lượng thuốc lỗ khoan khoan TT H (m) LK (m) W a b Lb (m) Chỉ tiêu thuốc Chiều cao cột Lt (m) bua phân Tỉ số Lpñ/Lt nổ q (kg/m3) ñoạn Lpñ (m) 10,1 ÷ 10,8 11,0 ÷ 12,9 4 3,0 6,9÷8,0 1,4÷2,2 0,20 ÷0,27 0,23 10,0 ÷ 11,6 11,9 ÷ 12,9 4 3,0 6,5÷7,3 2,0÷2,6 0,30 ÷0,36 0,23÷0,24 9,70 ÷11,1 10,6÷12,0 4 3,0 5,4÷6,8 1,9÷2,7 0,35÷0,40 0,23÷0,24 10,9÷11,4 11,8÷12,3 4 3,0 6,3÷6,7 2,4÷2,7 0,38÷0,90 0,23÷0,24 10,0÷11,0 11,0÷12,0 4 3,0 7,4÷7,8 1,1÷1,4 0,15÷0,18 0,24 10,9 ÷ 11,4 11,8÷12,3 4 3,0 7,1÷7,6 1,3÷1,8 0,18÷0,24 0,25÷0,27 10,9÷11,4 11,8÷12,3 4 3,0 6,3÷6,7 2,3÷2,6 0,36÷0,38 0,25÷0,27 10,9 ÷11,4 11,8 ÷ 12,3 3,8 3,8 3,0 7,0÷8,0 1,6÷2,1 0,23÷0,26 0,24÷0,25 10,7÷12,3 11,6÷12,3 4 3,0 7,5÷7,9 1,4÷2,5 0,18÷0,30 0,22÷0,25 10 11,5 12,6 4 3,0 8,0÷8,1 1,5÷1,6 0,19÷0,20 0,23 89 Bảng3.5 Kết giám sát chấn động nổ mìn thực nghiệm mỏThường Tân IV TT Q(kg) 2000 2000 Sơ ñồ nổ (Dây nổ kết Vị trí điểm đo (so với bãi mìn) R(m) Sau bãi mìn ðường chéo (12 nhóm) 2000 hợp với kíp ñiện vi sai) Kết ño, mm/s Vngang Vñứng Vdọc Vcực đại 150 6,6 5,46 8,76 8,92 Cuối bãi mìn 250 2,03 5,84 4,70 6,22 Nêm thang (12 nhóm) ðầu bãi mìn 250 3,05 2,79 4,57 4,9 2000 Nêm thang (14 nhóm) Sau (cuối) 250 6,10 4,19 4,44 6,87 2000 Nêm thang (13 nhóm) Sau (cuối) 250 5,59 4,83 4,70 6,87 1600 Nêm thang (12 nhóm) Trước bãi mìn 250 3,56 4,44 3,17 5,07 2000 Nêm thang (11 nhóm) Trước bãi mìn 250 4,06 2,79 3,05 4,99 1999 Nêm thang (8 nhóm) Một mặt tự (Trước bãi mìn) 250 3,94 7,11 10,4 10,8 2000 Nêm thang (9 nhóm) Một mặt tự (Trước bãi mìn) 250 9,27 5,71 7,75 10,9 10 2000 Nêm thang (7 nhóm) Một mặt tự (Sau bãi mìn) 250 6,73 4,44 7,24 8,73 Nêm hình thang (12 nhóm) 90 KẾTLUẬN VÀ ðỀ XUẤT 1.Những nội dung ñạt ñược sau nghiên cứu đề tài Trong sơ đồ cơng nghệ khai thác đá xây dựng, khâu khoan - nổ mìn làm tơi đất đá khâu quan trọng ñịnh ñến suất, sản lượng thiết bị giá thành sản phẩ m Theo tổng kết số mỏ đá giới chi phí cho khâu khoan-nổ mìn thường chiế m khoảng 11-13% giá thành đá thành phẩ m Cơng nghệ khai thác đá v ật li ệ u xây d ự ng t i mỏ Th ườ ng Tân IV áp d ụng công nghệ khai thác lộ thiên Hệ thống khai thác cắt lớp, khấu theo lớp xiên xúc bốc vận tải trực tiếp ðáp ứng sản lượng khai thác mỏ hàng nă m khoảng gần 1triệu m3/nă m việc lựa chọn sử dụng máy khoan đường kính 102mm ñể khai thác Công ty Cổ phần Hoa Tân An khai thác mỏ phù hợp Khi sử dụng cần nghiên cứu lựa chọn thông số khoan nổ - mìn hợp lý Kết nghiên cứu đề tài ñã ñạt ñược kết sau: 1.1 Luận văn ñã ñi sâu nghiên cứu thực nghiệ m để lựa chọn thơng số khoan - nổ mìn ñường kính lỗ khoan 102mm, áp dụng cho phù hợp với ñiều kiện ñịa chất, yếu tố k ỹ thuật, cơng nghệ thiết bị, đặc tính thuốc nổ sử dụng mỏ ñá Thường Tân IV 1.2 ðặc ñiể m ñịa chất, tính chất lý ñất ñá, ñiều kiện ñịa chất thủy vă n mỏ nguyên nhân trực tiếp gây ảnh hưởng ñến suất, hiệu khâu khoan - nổ mìn 1.3 Các thơng số khoan nhân tố định đến định mức, chi phí chung cơng đoạn khai thác Nhân tố ảnh hưởng trực tiếp ñến suất, hiệu làm việc cơng đoạn khai thác 1.4 Việc nghiên cứu xác định thơng s ố khoan - nổ mìn thực nghiệ m để xác định thơng số phù hợp với đặc tính đất ñá, tính chất thuốc nổ ñặc tính thiết bị khoan tiết kiệm chi phí khâu khoan, nổ tăng 91 suất thiết bị khâu 1.5 Kết nghiên cứu tác giả lựa chọn thơng số khoan, nổ mìn phù hợp với đường kính lỗ khoan 102mm áp dụng cho mỏ ñá Thường Tân IV ðiều kiện áp dụng nội dung nghiên cứu ñề tài Các thơng số khoan - nổ mìn 102mm, sau nghiên cứu khuyến khích áp dụng cho tất mỏ ñá vật liệu xây dựng ñang khai thác cung cấp vật liệu xây dựng mục đích khác có đặc điểm địa hình, điều kiện địa chất, tính chất ñất ñá tương ñương mỏ ñá Thường Tân IV ðề xuất nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu ñề tài nghiên cứu nằm phạm vi mỏ ñá Thường Tân IV, ñiều kiện ñịa chất tính chất đất đá mỏ có khác nên khơng tránh khỏi hạn chế định Do vậy, áp dụng thong số tác giả ñã lựa chọn cần phải tiếp tục nghiên cứu thực nghiệm tiếp tục điều chỉnh thơng số để lựa chọn thơng số phù hợp Khi nghiên cứu cần ý 03 vấn đề: 3.1 Tính chất ñất ñá, ñiều kiện ñịa chất thủy văn, ñộ hang hốc, ñộ nứt nẻ, mặt trượt, ñộ ñồng nhất, ñộ cứng nguyên nhân có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn thơng số khoan - nổ mìn; 3.2 Tính chất loại vật liệu nổ sử dụng; 3.3 Các yếu tố thông số hệ thống khai thác áp dụng thiết bị khai thác sử dụng 92 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Trần Khắc Hùng, Trần Văn Dũng, Trịnh Quang Trung, Nguyễn Lương Minh, ðỗ Văn Chiến, Nguyễn Văn Long, ðỗ Văn Năng (2012), Blasting nearby 35KV Medium - Tension line at Bau Xeo Industrial Zone, Viet Nam, Publishing house for Sciene and Technology Ha Noi, Viet Nam - 2012 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn ðình Ấu, Nhữ Văn Bách (1996), Phá vỡ đất đá phương pháp khoan - nổ mìn, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội; Nhữ Văn Bách, Lê Ngọc Ninh, Hồng Tuấn Chung (2010), Giáo trình khoan - nổ mìn khai thác mỏ, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất, Hà Nội; Nhữ Văn Bách (2008), Nâng cao hiệu phá vỡ ñất ñá nổ mìn khai thác mỏ, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội; Nhữ Văn Bách nhóm nghiên cứu (2013), Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ khoan - nổ mìn lỗ khoan đường kính lớn áp dụng cho mỏ ñá lộ thiên gần khu vực dân cư Việt Nam ðề tài cấp Nhà nước mã số ðT.01.11/ðMCNKK Hồ Sĩ Giao, ðàm Trọng Thắng, Lê Văn Quyển, Hồng Tuấn Chung (2010), Nổ hóa học, lý thuyết thực tiễn, Nhà xuất KHKT, Hà Nội; Hồ Sĩ Giao (1999), Thiết kế mỏ lộ thiên, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội; Trần Mạnh Xuân, Hệ thống khai thác mở vỉa khoáng sàng, Bài giảng dùng cho lớp cao học ngành khai thác mỏ; Quy chuẩn k ỹ thuật Quốc gia an toàn bảo quản, vận chuyển, sử dụng tiêu huỷ vật liệu nổ công nghiệp QCVN02:2008/BCT ... HỌC MỎ - ðỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LONG NGHIÊNCỨU HOÀN THIỆN CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ MÌN KHI SỬ DỤNG LỖ KHOAN ðƯỜNG KÍNH LỚN CHO MỎ ðÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG THƯỜNG TÂN IV CÔNG TY CỔ PHẦN HOA TÂN AN. .. thác nổ mìn mỏ đá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV - Công ty Cổ phần Hoa Tân An - Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến cơng tác nổ mìn mỏ - Nghiên cứu hồn thiện thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan. .. ? ?Nghiên cứu hồn thiện thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan đường kính lớncho mỏ đá sản xuất vật liệu xây dựng Thường Tân IV - Công ty Cổ phần Hoa Tân An? ?? mang tính cấp thiết, đáp ứng u cầu thực tế Mục