Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT -*** VŨ ĐÌNH HANH NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ NỔ MÌN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIẢM TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CHO CÁC MỎ KHAI THÁC LỘ THIÊN TỈNH HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT -*** VŨ ĐÌNH HANH NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ NỔ MÌN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIẢM TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CHO CÁC MỎ KHAI THÁC LỘ THIÊN TỈNH HÀ GIANG Chuyên nghành : Khai thác mỏ : 60.53.05 Mã số LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học GS.TS Nhữ Văn Bách HÀ NỘI – 2011 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 14 tháng năm 2011 Tác giả luận văn Vũ Đình Hanh MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Mục lục iii Lời nói đầu Chơng 1: Hiện trạng công tác khai thác v nổ mìn số mỏ khai thác lộ thiên địa bn tỉnh H Giang 1.1 Mở đầu 1.2 Khoáng sản kim loại 1.3 Hiện trạng công nghệ khai thác v nổ mìn số mỏ địa bn tỉnh H Giang 1.4 Đánh giá chung Chng 2: Nghiên cứu phơng pháp nổ mìn có thĨ ¸p dơng 16 18 cho mét sè má khai thác lộ thiên địa bn tỉnh h giang 2.1 Bản chất vật lý trình phá vỡ đất đá nổ mìn 2.2 Quá trình phá vỡ đất đá mềm yếu 2.3 Quá trình phá vỡ đất đá đồng 2.4 Cơ cấu phá vỡ đất đá cứng nứt nẻ 2.5 Khái niệm chung công nghệ nổ mìn Chơng 3: nghiên cứu v hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm 18 18 19 22 24 34 nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang 3.1 Đánh giá hiệu công tác nổ mìn 34 3.2 Đánh giá tác động có hại đến môi trờng nổ mìn 37 3.3 Yêu cầu công tác nổ mìn số mỏ lộ thiên địa 50 bn tỉnh H Giang 3.4 Hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm 50 tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang Kt lun 78 Tài liệu tham khảo 80 DANH MỤC CÁC BẢNG STT BNG NI DUNG TRANG 1.1 Các thông số HTKT mỏ sắt Thầu Lũng - Giáp Trung 1.2 Tổng hợp thơng số nổ mìn mỏ áp dụng 1.3 Tọa độ điểm mốc khu mỏ 10 1.4 Đặc điểm thân quặng mỏ Tùng Bá 11 1.5 Các thông số HTKT mỏ sắt Tùng Bá 1.6 1.7 Tọa độ vị trí khu mỏ 39 1.8 Các thơng số hệ thống khai thác 15 1.9 Các thông số khoan nổ mìn 16 10 3.1 Bảng tính hệ số phụ thuộc vào điều kiện phân bố 43 Tổng hợp thơng số khoan nổ mìn mỏ áp dụng 37 lượng thuốc nổ 11 3.2 Bảng xác định mật độ bụi cho phép 48 12 3.3 Hệ số tỷ lệ khoảng cách 50 13 3.4 Vận tốc dao động cực trị cho phép 50 14 3.5 Giới hạn cho phép sóng đập khơng người cơng trình 15 3.6 Đặc tính kỹ thuật loại thuốc nổ Việt Nam sản xuất 16 3.7 3.8 59 Bảng tổng hợp thơng số nổ mìn với chiều cao tầng m nổ mìn 10 m nổ bóc đất đá 17 50 74 Bảng tổng hợp thơng số nổ mìn nổ quặng nổ bóc đất đá 75 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT HÌNH VẼ ĐỒ THỊ NỘI DUNG 2.1 Trình tự phá vỡ đất đá mềm nổ mìn 2.2 Sơ đồ phá vỡ đất đá cứng đồng xung TRANG quanh lượng thuốc 2.3 19 20 Sơ đồ tạo thành nứt nẻ hướng tâm nứt nẻ vòng xung quanh lượng thuốc 21 2.4 Sơ đồ tạo thành sóng phản xạ bề mặt tự 21 2.5 Sơ đồ giảm trị số ứng suất nổ lượng thuốc 22 nổ đất đá nứt nẻ 2.6 Sơ đồ phản xạ sóng chấn động từ bề mặt tự 2.7 Sự thay đổi vùng đập vỡ có điều khiển thay 23 đổi kết cấu lượng thuốc 28 28 2.8 Kết cấu lượng thuốc nổ 2.9 Sơ đồ tác dụng nhóm lượng thuốc mơi trường nổ mìn vi sai 29 10 2.10 Ảnh hưởng số mặt tự tới thể tích đất đá 30 11 2.11 Sơ đồ giao thoa sóng ứng suất nổ mìn vi sai 31 12 2.12 Sơ đồ tạo thành mặt tự phụ nổ mìn vi sai 31 13 3.1 Ảnh hưởng cơng tác nổ mìn đến mơi trường xung quanh 14 3.2 Quỹ đạo chuyển động đất mặt phẳng nằm ngang lượng thuốc nổ 4400 kg khoảng cách 560m 15 3.3 37 40 Thời gian tác dụng nổ tỷ lệ nghịch với áp lực nổ lỗ khoan 54 16 3.4 Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan 57 17 3.5 Sơ đồ nổ mìn vi sai 60 18 3.6 Sơ đồ hai nhánh lệch pha thời gian vi sai 61 19 3.7 Sơ đồ quan hệ hướng khởi nổ với tác dụng chấn động 20 3.8 Sơ đồ đấu ghép mạng nổ sử dụng dây nổ với kíp điện vi sai 21 22 3.9 3.10 62 62 Sự phụ thuộc tỷ lệ đá cỡ vào tiêu thuốc nổ đường kính lượng thuốc nổ khác 63 Biểu đồ xác định tiêu thuốc nổ q 64 dụng mạng lỗ khoan khác 23 24 3.11 3.12 Sự phụ thuộc số đập vỡ vào độ bên nén đất đá vào khoảng cách trung bình khe nứt 65 Quy luật phân bố cỡ hạt 66 LI NểI U Đối với quốc gia, khai thác khoáng sản l ngnh công nghiệp quan träng bëi nã cung cÊp nguyªn, nhiªn liƯu cho ngnh công nghiệp khác kinh tế quốc dân Trên lÃnh thổ nớc ta có nhiều loại kháng sản quan trọng v giu tiềm nh: dầu khí, than đá, vật liệu xây dựng (VLXD), sắt, bauxit, apatit, cromit, nớc Về mặt trữ lợng ti nguyên ViƯt Nam cßn nhá bÐ so víi thÕ giíi nh− trữ lợng than 1,3% so với giới, trữ lợng sắt 5,5% so với Mỹ, 2,1% Trung Quốc, trữ lợng thiếc 2,4 % cña Indonexia; 1,4% cña Malaixia; 0,6% cña Trung Quèc Tuy nhiên Việt nam có khoáng sản có trữ lợng đợc xếp vo top 10 giới nh Bauxit, Apatit, Cromit v có khoáng sản thuộc loaị lớn nh Than, Imenhít, VLXD, cát công nghiệp H Giang nằm khu vực địa bn vùng núi cao phía B¾c l·nh thỉ ViƯt Nam, lμ mét tØnh rÊt giμu tiềm để phát triển ngnh khai thác mỏ khoáng sản Hiện địa bn tỉnh có tới 55 khu vực mỏ công ty t nhân hoạt động lĩnh vực khai thác mỏ với qui mô vừa v nhỏ Do qui mô khai thác nhỏ nh cha đợc trọng đầu t thiết bị khai thác tiên tiến đồng nên hầu hết mỏ ny sử dụng dây truyền khai thác mức khiêm tốn, lạc hầu Điều kiện khai thác cha thật đảm bảo, tợng an ton thờng xuyên xảy ra, chi phí sản suất không hợp lý dẫn đến giá thnh sản suất cao Công tác nghiên khoa học cứu nhằm tăng hiệu cho sản suất cha đợc quan tâm mức Trong khâu nổ mìn mỏ khai thác khoáng sản l khâu v quan trọng dây truyền công nghệ khai thác, có tính chất định đến sản lợng, suất v an ton khai thác Việc sử dụng thuốc nổ, liều lợng, loại thuốc nổ phơng pháp nổ mỏ theo kinh nghiệm, thiếu khoa học, dẫn đến lÃng phí v gây an ton, chất lợng nổ mìn không cao, tỷ lệ đá phải sử lý lần hai mức cho phép Chính tác giả đà lựa chọn đề ti: Nghiên cứu hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm thiểu tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh Hμ Giang” TÝnh cÊp thiÕt cđa ®Ị tμi: Hiện nay, địa bn tỉnh H Giang có 55 mỏ lộ thiên hoạt động phần lớn mỏ sử dụng thuốc nổ để phá vỡ đất đá Công nghệ lm tơi đất đá đợc sử dụng mỏ ny chủ yếu l khoan nổ mìn Thuốc nổ v phơng tiện nổ sư dơng chđ u lμ ANFO th−êng, ANFO chÞu n−íc, AD 1, phơng tiện nổ điện v phi điện công ty Hóa chất mỏ v Công nghiệp Quốc phòng cung cấp Do khai thác với sản lợng lớn, khối lợng bóc hng năm lớn, tác hại nổ mìn, đặc biệt l ảnh hởng tới môi trờng trình khai thác ngy cng gia tăng v l vấn đề có tính cấp thiết, đợc tỉnh v đơn vị khai thác quan tâm, nghiên cứu Chính vậy, đề ti: Nghiên cứu hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm thiểu tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang m tác giả luận văn lựa chọn v thực hiƯn lμ nhiƯm vơ cÊp thiÕt, cã tÝnh khoa häc v thực tiễn cao Kết nghiên cứu luận văn góp phần nâng cao hiệu khai thác v giảm tác động đến môi trờng trình khai thác tạo bớc phát triển bền vững cho công tác khai thác lộ thiên mỏ địa bn tỉnh H Giang Đối tợng v phạm vi nghiên cứu đề ti: - Đối tợng nghiên cứu l mỏ khai thác lộ thiên địa bn tỉnh H Giang - Phạm vi nghiên cứu l nghiên cứu v hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang Mục đích đề ti: Nghiên cứu đa biện pháp nhằm hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tØnh Hμ Giang NhiƯm vơ vμ néi dung nghiªn cứu đề ti: - Phân tích đánh giá trạng công tác nổ mìn số m khai thác lộ thiên địa bn tỉnh H Giang - Nghiên cứu biện pháp để hon thiện công nghệ nổ mìn để nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng khai thác ti mỏ lô thiên - Tính toán áp dụng đối víi ®iỊu kiƯn thĨ cđa mét sè mỏ khai thác lộ thiên địa bn tỉnh H Giang Phơng pháp nghiên cứu: - Phơng pháp thống kê, phân tích, đánh giá, tổng hợp số liệu sở thực tế công nghệ nổ mìn sử dụng - Phơng pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia lĩnh vực nổ mìn khai th¸c má ý nghÜa khoa häc vμ thùc tiễn: - Góp phần bổ sung vo sở khoa học việc xác định biện pháp nhằm nâng cao hiệu nổ mìn khai thác lộ thiên phục vụ cho phát triển bền vững ngnh công nghiệp mỏ; - Kết nghiên cứu ¸p dơng cho c¸c má khai th¸c lé thiªn ë tỉnh H Giang v mỏ có điều kiện tơng tự Cu trỳc ca lun Luận văn gồm phần mở đầu, 03 chơng, phần kết luận, đợc trình by 81 trang Luận văn đợc hon thnh với cố gắng nỗ lực thân, hớng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình GS.TS Nhữ Văn Bách thầy môn Khai thác mỏ lộ thiên v bạn đồng nghiệp Tác giả xin chân thnh cảm ơn thầy hớng dẫn, thầy Bộ môn KTLT, bạn đồng nghiệp giúp đỡ quý b¸u nμy 67 m= q0 q (3-19) ë gọi q0 l tiêu thuốc nổ chuÈn (kg/m3): nÕu q = q0 th× m = v cỡ hạt phân bố đều, đờng biểu diễn P = f(x) có dạng đờng thẳng, q < q0 m>1 v thể nổ yếu (cỡ hạt lớn chiÕm tØ lƯ lín); nÕu q > q0 th× m < lμ thĨ hiƯn nỉ m¹nh (cì h¹t nhá chiÕm tØ lƯ lín) Ci cïng ta cã c«ng thøc thể quy luật phân bố cỡ hạt đống đá nổ mìn nh sau: P( x ) X = ⎜⎜ ⎝ X max q0 ⎞q ⎟⎟ ⎠ (3-20) Phơng pháp xác định qo nh sau: - Đối với loại đất đá nổ đợt thí nghiệm với tiêu thuốc nổ khác q1 v q2, xác định đặc tính phân bố cỡ hạt với kích thớc x ≤ x0 ( P1 vμ P2) t−¬ng øng víi đợt nổ q q X P = ⎜ ⎟ ⎪⎪ ⎜⎝ X max ⎟⎠ ⎨ q ⎪ ⎛ X0 ⎞q ⎪P2 = ⎜⎜ ⎟⎟ X ⎪⎩ ⎝ max ⎠ (3-21) Giải hệ phơng trình ta tìm đợc: P1 P2 ; q0 = X0 (q − q1 )lg X max q 1q lg (3-22) Khi tiêu thuốc nổ đợc tính: X q = q ⎜⎜ max − 1⎟⎟ ⎝ X trb ⎠ (3-23) Trong ®ã: Xmax- KÝch th−íc cì cơc lín nhÊt (b»ng kÝch th−íc khèi nøt lín nhÊt nguyªn khèi) Xtb- KÝch thớc cỡ cục yêu cầu Thực tế đà khẳng định rằng: trị số q đợc tính theo phơng pháp l trị số ban đầu để đa vo thử nghiệm, trị số q hợp lý đợc xác định xác sau điều chỉnh qua thực tế 68 Đờng kháng chân tầng Đó l khoảng cách theo phơng nằm ngang tính từ trung tâm lợng thuốc hng ngoi tới mép chân tầng Trị số w cần đảm bảo tầng phẳng, không để lại mô chân tầng sau nổ - Để đảm bảo chất lợng đập vỡ tốt, nổ đất đá khó nổ cần giảm w, đất đá dễ nổ tăng w W = k.d (3-24) k- Hệ số phụ thuộc vo độ cứng v độ nứt nẻ đất đá Đất đá khó nổ k = 25 ữ 35 Đất đá khó nổ trung bình k = 35 ữ40 Đất đá dễ nổ k = 40 ữ 45 - Để dảm bảo phá vỡ đất đá bình thờng chân tầng, đờng kháng cực đại đợc xác định theo công thức: W = 53K t d (1,6 − 0,5m) ∆ eγ d (3-25) d- §−êng kÝnh lỗ khoan Kt = 1,1 ữ 1,2, hệ số nứt nẻ m- Hệ số lm gần lỗ khoan - Mật độ nạp thuốc, kg/dm3 e- Khả công nổ tơng ®èi cđa chÊt nỉ γd- MËt ®é ®Êt ®¸, T/m3 - Theo điều kiện nạp hết thuốc nổ lỗ khoan m đảm bảo không bị bua, tính W theo công thức W= 0,75P + 0,56P + 4mqPHL 2mqH (3-26) Trong ®ã: P - Khối lợng thuốc chứa m di lỗ khoan, kg/m P= πd 2k ∆ , kg/m ∆- MËt độ nạp thuốc, kg/m3 H- Chiều cao tầng, m L- Chiều sâu lỗ khoan, m 69 Chiều sâu khoan thêm v chiều di bua Chiều sâu khoan thêm dùng để chứa lợng thuốc nổ lớn phần dới v có tác dụng tăng cờng phá vỡ đất đá mức chân tầng, không để lại mô chân tầng sau nổ Chiều sâu khoan thêm xác định theo công thức sau: - Theo đờng kháng chân tầng: Lkt = (0,2 ữ 0,4)W - Theo đờng kính lỗ khoan: (3-27) Lkt = (10 ữ 15)d - Theo chiều cao tầng: (3-28) (3-29) Lkt = (0,1 ữ 0,2)H Chiều di bua ảnh hởng đến bay xa ®Êt ®¸, ®Õn chiỊu réng cđa ®èng ®¸ vμ ®Õn hiệu sử dụng lợng nổ để phá vỡ đất đá Nếu tăng chiều di bua giảm văng xa đất đá, tăng hệ số sử dụng lợng chất nổ Tuy nhiên chiều di lợng thuốc lỗ khoan phải giảm dẫn đến phải thu hẹp mạng lới lỗ khoan Vì cần chọn chiều di bua theo điều kiện an ton (không bị bua) v theo tính chất công nghệ đống đá Vật liệu bua thông thờng l: cát, sét, đất, mùn khoan Một số trờng hợp đặc biệt sử dơng n−íc ®Ĩ lμm vËt liƯu bua Thùc nghiƯm ®· khẳng định bua với thnh phần 60% đá dăm (cỡ hạt 20 ữ 25mm) v 40% cát l bua lý tởng Với bua thông thờng, để đảm bảo điều kiện không bị phụt, chiều di bua đợc xác định; Lb 0,75W Hoặc: Lb (20 ữ 30)d Khi nổ lu cột không khí chiều di bua giảm: (3-30) (3-31) Lb = (0,5 ữ 0,6)W (3-32) Có thể dùng áp lực nổ lợng thuốc nổ phụ đặt cột bua để tăng độ nút chặt bua (gäi lμ bua thuèc næ hay lμ bua tÝch cực) Khi nổ bua tích cực tăng cờng sức kháng cắt vật liệu bua với thnh lỗ khoan v lm tăng thời gian tác dụng sản phÈm nỉ Trong tr−êng hỵp nμy chiỊu dμi bua cã thể giảm 70 Hệ số lm gần lỗ khoan v khoảng cách lỗ khoan v hng Hệ số lm gần lỗ khoan biểu thị mối quan hệ khoảng cách lỗ khoan a với đờng kháng chân tầng W (m = a/w) Đây l thông số quan trọng có ảnh hởng tới chất lợng đập vỡ, hiệu công tác nổ mìn Khi nổ hay nhiều lợng thuốc luôn xảy tác dụng tơng hỗ trờng ứng suất lợng thuốc nổ gần tạo nên Tác dụng ny tốt hay xấu phụ thuộc vo việc bố trí lợng thuốc nổ, nghĩa l phụ thuộc vo m Nếu tăng m lớn không phát huy đợc tác dụng tơng hỗ, để lại mô chân tầng hai lợng thuốc Để đảm bảo chất lợng nổ mìn phải chọn m hợp lý tuỳ theo loại đất đá v phơng pháp nổ mìn áp dơng Khi nỉ tøc thêi m = 0,8 ÷ 1, nổ vi sai m = ữ 1,3 Khoảng cách lỗ khoan đợc xác định theo đờng kháng chân tầng v hệ số lm gần lỗ khoan: a = mW b = a sin 600, (nÕu lμ mạng tam giác đều) b = a (nếu l mạng « vu«ng) ChiÒu cao cét thuèc Lt,m ChiÒu cao cột thuốc đợc xác định tùy thuộc vo tiêu thuốc nổ, mật độ nạp, đờng kính lỗ khoan, thông số mạng nổ v 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 v đa lợng thuốc vo vị trí trung tâm tầng Có nh tăng cờng đợc chất lợng đập vỡ v nâng cao hiệu khoan nổ Tránh sử dụng chiều cao tầng thấp nh cột thuốc chủ yếu nằm phần khoan thêm, lm giảm hiệu đập vỡ, tăng tác dụng chấn động v gây hậu xấu cho lần nổ sau Chiều cao côth thuốc đợc xác định: (3-33) Lt = Q/P, m L−ỵng thc nỉ Q ( kg) + Hμng ngoμi: Q1 = q.a.Wct.H, kg (3-34) + Hμng trong: Q2 = q.a.b.H, kg Thêi gian d·n c¸ch vi sai Thêi gian dÃn cách vi sai đợc xác định theo công thøc t = KW , ms (3-35) k – HÖ số phụ thuộc vo tính chất đất đá k = 3- Đối với đất đá cứng 71 k = 4- Đối với đất đá cứng k = 5- Đối với đất đá cứng trung bình k = 6- Đối với đất đá mềm yếu 3.4.3 Hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang Trong phạm vi luận văn tác giả chọn mỏ sắt Thầu Lũng v mỏ sắt Tùng Bá lm đối tợng nghiên cứu phục vụ nội dung đà đề Để nâng cao hiệu nổ mìn v giảm thiểu tác động có hại đến môi trờng nổ mìn nỏ Mỏ sắt Thầu Lũng v Tùng Bá, cần phải vo chủng loại thiết bị khai thác để lựa chọn mức độ đập đập vỡ, xác định thông số nổ mìn hợp lý, lựa chọn loại thuốc nổ v phơng tiện nổ phù hợp Về trang công tác khai thác v khoan nổ mìn mỏ, đặc điểm địa chất mỏ mỏ Thầu Lũng v Tùng Bá đà giới thiệu chơng 3.4.3.1 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ sắt Thầu Lũng a- Lựa chọn phơng pháp nổ mìn: Để đảm bảo chất lợng đập vỡ yêu cầu công tác nổ mìn, phơng pháp nổ mìn có hiệu l phơng pháp nổ mìn vi sai Điều kiện áp dụng, mức độ hiệu vo thực tế mỏ phụ thuộc nhiều vo đờng kính lỗ khoan (dk), thông số nổ mìn, yếu tố hệ thống khai thác (chiều cao tầng, chiều rộng v chiỊu dμi b·i nỉ, ), thêi gian vi sai, s¬ đồ vi sai v phơng tiện khống chế vi sai b- Lùa chän chÊt nỉ vμ ph−¬ng tiƯn nỉ: - Căn vo tính chất đất đá mỏ sắt Thầu Lũng chọn loại chất nổ có công suất trung bình, cụ thể lỗ khoan khô sử dụng thuốc nổ: ANFO, AĐ-1, lỗ khoan có nớc: Nhũ tơng NT-13; EE-31, lợng thuốc phối hợp: Dới chất nổ chịu nớc, chất nổ thờng - Để nổ mìn vi sai sử dụng phơng tiện nổ dây nổ + kíp điện vi sai v phơng tiện nổ phi điện c- Xác định thông số nổ mìn hợp lý - Đờng kính lỗ khoan: dk, mm Hiện mỏ sử dụng máy khoan thủy lực đờng kính d = 105 mm dùng để nổ mìn bóc đất v nổ khai thác quặng - Chỉ tiêu chất nổ: q, kg/m3 Có thể xác định tiêu chất nổ theo tính toán lý thuyết v kết hợp với kết thống kê qua vụ nổ mỏ, tiêu chất nổ nổ quặng = 0,4 kg/m3, nổ bóc đất = 0,34 kg/m3 - Đờng kháng chân tầng: Wct, m 72 Xác định đờng cản chân tầng theo công thức 3-24, 3-25; 3-26 v kiểm tra theo điều kiện an ton, kết tính chọn trình by bảng 3.7 - Khoảng cách lỗ khoan hμng: a, m a = m.Wct Wct lμ giá trị hợp lý đà chọn trên, m; m l hệ số lm gần lỗ khoan (chọn m = 1) - Khoảng cách hng lỗ khoan: b, m b = 0,86.a (Mạng lỗ khoan l mạng tam giác đều) - Chiều sâu khoan thêm: LKT, m Lkt = (0,1 ÷ 0,2)H - ChiỊu dμi bua: Lb, m Lb 0,75 WCT Lb = (20 ữ 30).dK - L−ỵng chÊt nỉ: Q, kg Khèi l−ỵng chÊt nổ lỗ hng ngoi: Q1 = q.a.WCT.H (kg) Khối lợng chất nổ lỗ hng trong: Q2 = q.a.b.H (kg) - ChiÒu cao cét chÊt: LT, m Hμng ngoμi: LT1 = Q1 P1 Hμng trong: LT2 = Q2 P2 Trong P1, P2 - Lợng thuốc nổ m lỗ khoan hng ngoi v hng - Suất phá đá: S, m3/m Đối với hng ngoi: S1 = a WCT H LK §èi víi hμng trong: S2 = a b.H LK Suất phá đá trung bình: 73 S= a H( Wct + b) 2L K Kết xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ khai thác quặng với chiều cao tầng H = m v bóc đất H = 10m trình by bảng 3.7 d- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ Qua kết phân tích trên, để phù hợp với điều kiện tự nhiên, cấu trúc địa chất, tính chất lý đất đá, hệ thống khai thác v quy mô mỏ sắt Thầu Lũng, đề nghị u tiên sử dụng sơ đồ qua hng qua lỗ v sơ đồ qua hng sử dụng phơng tiện nổ l dây nổ kết hợp với kíp điện vi sai, sơ đồ ny đơn giản m đáp ứng đợc yêu cầu công tác nổ mìn mỏ, sử dụng phơng tiện nổ phi điên sử dụng sơ đồ vi sai theo lỗ khoan (hình 3.7; 3.8) f- Xác định quy mô đợt nổ hợp lý v khoảng cách an ton chấn động - Xác định quy mô đợt nổ Để đảm bảo chất lợng công tác nổ mìn, đảm bảo đủ đá dự trữ cho công tác xúc bốc, với quan điểm bảo vệ môi trờng ta cần tính đến hợp lý quy mô đợt nổ - Với sản lợng đất bóc l 182 864 m3/năm, lợng thuốc nổ cần thiết cho năm l: Qn= V.q = 0,34 x 182 864 = 62 174 kg - Khối lợng thuốc nổ cần thiÕt cho b·i khoan Q=q× V , kg n Trong đó: n- số ngy lm việc năm, 270 ngy - Theo thiết kế để dảm bảo đất đá cho thiết bị lm việc v dự trữ mỏ sắt Thầu Lũng tiến hnh ngy nổ mìn lần, khối lợng thuốc nổ cần thiết cho đợt nổ l: Q=qì 3V 3ì 182864 = 0,34 ì = 690 kg n 270 - Xác định khoảng cách an ton chấn động Đối với nh cửa v công trình, nổ phát mìn tập trung (hoặc nổ bÃi mìn với khoảng cách từ lợng chất đến công trình cần bảo vệ không khác đến 10%) đợc xác định theo công thức sau: R c = Kc α Q , m Trong ®ã: 74 Rc: Khoảng cách an ton chấn động, m Kc: HƯ sè phơ thc vμo tÝnh chÊt ®Êt nỊn công trình cần bảo vệ, chọn Kc = 5; : hƯ sè phơ thc vμo chØ sè t¸c dơng nỉ, víi n=1 chän α= Q: khèi l−ỵng thc nỉ ®ång thêi, Q = 690 kg Thay sè vμo ta cã: R c = ×1 690 = 45 m Nếu biết trớc khoảng cách từ vị trí nổ mìn đến công trình cần bảo vệ l R, xác định đợc khối lợng thuốc nổ cho phÐp nh− sau: ⎛ R ⎞ ⎟⎟ Q = ⎜⎜ ⎝ K cα ⎠ Khi nỉ m×n vi sai, lợng thuốc tổng cộng tăng lên v đợc xác định theo công thức: Q vs = Q N Trong ®ã: N- Sè møc chËm thêi gian dÃn cách vi sai khong nhỏ 50ms Nếu nỉ tøc thêi víi khèi l−ỵng thc nỉ cho phÐp Q = 690 kg, nỉ vi sai víi sè mức chậm N = khối lợng thuốc nổ cho phÐp sÏ lμ: Q vs = 690 = 920kg Bảng 3.7 Bảng tổng hợp thông số nổ mìn với chiều cao tầng m nổ quặng v 10m nổ bóc đất đá STT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Nổ quặng Nổ bóc đất đá Đờng kính lỗ khoan d mm 105 Đờng cản chân tầng w m 3 Khoảng cách lỗ khoan a m Khoảng cách hng lỗ khoan b m 2,6 Chiều sâu khoan thêm lkt m 0,5 Chiều sâu lỗ khoan lk m 5,5 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,40 Lợng thuốc nạp m lỗ khoan Q kg/lỗ 18 Chiều cao cét thuèc lt m 2,5 10 ChiÒu cao cét bua lb m 11 Suất phá đá S m3/m 105 3,8 3,8 3,3 1,0 11 0,34 49 7,7 3,3 13 75 3.4.3.2 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ sắt Tùng Bá a- Lựa chọn phơng pháp nổ mìn: Cũng nh mỏ sắt Thầu Lũng, mỏ sắt Tùng Bá để đảm bảo chất lợng đập vỡ yêu cầu công tác nổ mìn, phơng pháp nổ mìn lựa chọn l phơng pháp nỉ m×n vi sai b- Lùa chän chÊt nỉ vμ phơng tiện nổ: Đối với lỗ khoan khô sử dụng thuốc nổ: ANFO, AĐ-1, lỗ khoan có nớc: Nhũ tơng NT-13; EE-31, lợng thuốc phối hợp: Dới chất nổ chịu nớc, chất nổ thờng - Để nổ mìn vi sai sử dụng phơng tiện nổ dây nổ + kíp điện vi sai v phơng tiện nổ phi điện c- Xác định thông số nổ mìn hợp lý Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ sắt Tùng Bá tơng tự nhu mỏ sắt Thầu Lũng Các kết tính chọn đợc giới thiệu bảng 3.8 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp thông số nổ mìn nổ quặng nổ bóc đất đá STT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Nổ quặng Nổ bóc đất đá 127 Đờng cản chân tầng w m 3,8 Khoảng cách lỗ khoan a m 3,8 4 Khoảng cách hng lỗ khoan b m 3,3 3,5 Chiều sâu khoan thêm lkt m 0,75 1,5 Chiều sâu lỗ khoan lk m 5,75 11,5 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,48 0,32 Lợng thuốc nạp m lỗ khoan Q kg/lỗ 34,5 51 ChiÒu cao cét thuèc lt m 3,2 10 ChiÒu cao cét bua lb m 2,55 6,5 11 SuÊt phá đá S m /m 11 13 d- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ: Sử dụng sơ đồ đấu ghép giống nh mỏ sắt Thầu Lũng f- Xác định quy mô đợt nổ hợp lý v khoảng cách an ton chấn động - Xác định quy mô đợt nổ Để đảm bảo chất lợng công tác nổ mìn, đảm bảo đủ đá dự trữ cho công tác xúc bốc, với quan điểm bảo vệ môi trờng ta cần tính đến hợp lý quy mô đợt nổ Đờng kính lỗ khoan d mm 127 76 - Với sản lợng đất bóc l 2570000 m3/năm, lợng thuốc nổ cần thiết cho năm lμ: Qn= V.q = 0,32 x 2570000 = 822400 kg - Khối lợng thuốc nổ cần thiết cho bÃi khoan Q=qì V , kg n Trong đó: n- số ngy lm việc năm, 275 ngy - Theo thiết kế để dảm bảo đất đá cho thiết bị lm việc v dự trữ mỏ tiến hnh ngy nổ mìn lần, khối lợng thuốc nổ cần thiết cho đợt nổ l: Q=qì V 2570000 = 0,32 ì = 2990 kg n 275 - Xác định khoảng cách an ton chấn động Đối với nh cửa v công trình, nổ phát mìn tập trung (hoặc nổ bÃi mìn với khoảng cách từ lợng chất đến công trình cần bảo vệ không khác đến 10%) đợc xác định theo công thức sau: R c = Kc α Q , m Trong đó: Rc: Khoảng cách an ton chấn động, m Kc: HƯ sè phơ thc vμo tÝnh chÊt ®Êt nỊn công trình cần bảo vệ, chọn Kc = 5; : hƯ sè phơ thc vμo chØ sè t¸c dơng nỉ, víi n = chän α = 1; Q: khèi lợng thuốc nổ đồng thời, Q = 2990 kg Thay sè vμo ta cã: R c = ×1 2990 = 73 m Nếu biết trớc khoảng cách từ vị trí nổ mìn đến công trình cần bảo vệ l R, xác định đợc khối lợng thuèc næ cho phÐp nh− sau: ⎛ R ⎞ ⎟⎟ Q = ⎜⎜ K α ⎝ c ⎠ Khi nổ mìn vi sai, lợng thuốc tổng cộng tăng lên v đợc xác định theo công thức: Q vs = Q N Trong ®ã: N- Sè møc chËm thêi gian d·n c¸ch vi sai khong nhỏ 50ms Nếu nổ tức thời với khối lợng thuèc næ cho phÐp Q = 2990 kg, næ vi sai víi sè møc chËm N = th× khèi l−ỵng thc nỉ cho phÐp sÏ lμ: 77 Q vs = 2990 = 3987kg 3.4.3.3 X©y dùng quy tr×nh khoan nỉ m×n vμ lËp chiÕu khoan, nổ mìn phù hợp cho mỏ Mục đích xây dựng quy trình khoan nổ mìn l tạo sở cho việc quản lý, điều hnh, thi công, nghiệm thu công tác khoan - nổ mìn cho mỏ Quy trình khoan nổ mìn xây dựng theo: - Quy chuẩn kỹ tht qc gia vỊ an toμn b¶o qu¶n, vËn chuyển, sử dụng v tiêu huỷ vật liệu nổ công nghiệp (QCVN 02:2008/BCT); - Tiêu chuẩn kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên (TCVN 5326 - 2008); - Quy phạm kỹ thuật an ton chế biến đá lộ thiên (TCVN 5178 2004) Quy trình khoan nổ mìn quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn công trờng, phòng ban kỹ thuật, nghiệp vụ công tác khoan nổ mìn 78 kết luận Luận văn Nghiên cứu hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang đà đề cập v giải đợc số nội dung sau: Lựa chọn đợc phơng pháp nổ mìn phù hợp điều kiện địa chất, điều kiện địa hình cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang l sử dụng phơng pháp nổ mìn vi sai - Có khả điều khiển đợc MĐĐV, nâng cao hệ số sử dụng hữu ích lợng nổ tăng thời gian tác dụng nổ khối đá, mở rộng vùng đập vỡ có điều khiển - Có thể mở rộng mạng lới thông số m đảm bảo chất lợng đập vỡ tạo thêm đợc bề mặt tự mới, hng không cần tăng tiêu chất nổ giảm đợc chi phí khoan nổ - Có khả điều khiển đợc kích thớc đống đá, hớng phá đá cho có lợi nhờ sơ đồ vi sai v thời gian vi sai thích hợp Điều ny góp phần nâng cao chất lợng đập vỡ loại trừ vùng ứng suất thấp, giảm mô chân tầng, tăng cờng độ đập vỡ phụ khối đá dịch chuyển nhờ sử dụng sơ đồ vi sai thích hợp - Qui mô nổ mìn tăng lên, giảm chấn động, giảm sóng đập không khí v đá văng xa Lựa chọn đợc loại chất nổ, phơng tiện nổ phù hợp với điều kiện đất đá v quặng mỏ khai đợc khai thác phơng pháp lộ thiên tỉnh H Giang l sử dụng loại chất nổ v phơng tiện nổ đợc sản xuất Việt nam nh ANFO, AD-1 ( sử dụng lỗ khoan nớc), Nhũ tơng NT-13,EE-31 ( lỗ khoan có nớc) phối hợp loại chất nổ trên; sử dụng loại phơng tiện kíp nổ điện vi sai, dây nổ hƯ thèng trun tÝn hiƯu nỉ phi ®iƯn Lùa chọn đợc sơ đồ bố trí lỗ khoan thích hợp để dụng tối đa lợng nổ vo mục đích phá vỡ đất đá để góp phần giảm chi phí khâu khoan nổ nh sơ đồ mạng lỗ khoan tam giác đều, sử dụng mạng lỗ khoan ô vuông để tăng thể tích phá nổ tạo va đập nhiều lần qua trình nổ mìn giảm đá cỡ, giảm đợc chi phí thuốc nổ La chọn đợc sơ đồ nổ mìn vi sai hợp lý để tăng chất lợng đập vỡ đất đá, tạo đống đá sau nổ mìn có độ hạt đợc đồng ®Ịu, gi¶m chÊn ®éng, hËu xung, gi¶m chiỊu réng ®èng đá thuận lợi cho công tác xúc bốc sau chu kì nổ mìn 79 Xác định đợc thông số nổ mìn hợp lý nh: tiêu thuốc nổ, đờng kính lợng thuốc, chiều cao cột thuốc, kết cấu v chiều di bua, chiều sâu khoan thêm, đờng kháng chân tầng, hệ số lm gần lỗ khoan, khoảng cách lỗ, khoảng cách hng, thời gian dÃn cách nổ vi sai mỏ khai thác lộ thiên H Giang 80 Ti liệu tham khảo Nguyễn Đình An (2003) Nghiên cứu phơng pháp xác định tiêu thuốc nổ hợp lý nổ mìn cho mỏ lộ thiên Việt Nam, Luận văn Thạc Sĩ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ, Địa chất Nguyễn Đình ấu, Nhữ Văn Bách (1998), Phá vỡ đất đá phơng pháp khoan nổ mìn, Nh xuất giáo dục Nguyễn Đình ấu (2000), sản phẩm khí nổ v ảnh hởng đến môi trờng Tạp chí Công nghiệp mỏ số năm 2000 Nhữ Văn Bách (1994), Nâng cao hiệu phá vỡ đất nổ mìn điều kiện khác nhau, Bi giảng cho cao học ngnh khai thác mỏ, Trờng Đại học mỏ, địa chất H Nội Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyền (1990), Xác định thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao hiệu sản xuất điều kiện thực tế mỏ Đèo Nai, Tuyển tập công trình Khoa học Đại học Mỏ - Địa chất tập XV Hồ Sĩ Giao (1996), Cơ sở công nghệ khai thác đá, Nh xuất giáo dục Trần Mạnh Xuân (1993), Các trình sản xuất mỏ lộ thiên, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, H Nội Nguyễn Sỹ Hội (2000), Kỹ thuật an ton khai thác mỏ lộ thiên, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, H Nội Lê Văn Quyển (2000), Nghiên cứu hon thiện thông số nổ mìn mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, H Nội 10 Phạm Văn Ho (2005) Nghiên cứu điều kiện sử dụng loại chất nổ v phơng tiện nổ phù hợp với đặc tính tự nhiên v công nghệ khai thác mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất 11 Ngô Văn Tùng (2000), Lý thuyết v công nghệ sản xuất thuốc nổ công nghiệp, Công ty hoá chất mỏ 12 Xuân Hạnh, Hữu Tuyến (2001), Đừng đùa với tử thần, Báo Lao động 13 TCVN.6174; 1996, Vật liệu nổ công nghiệp, yêu cầu an ton sản xuất thử nổ v nghiÖm thu 14 QCVN 02: 2008/BCT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an to n bảo quản, vận chuyển, sử dụng v tiªu hủy VLNCN 15 TCVN-6570-1999, Thuốc nổ an ton dùng hầm lò có khí mêtal Phơng pháp thử khả nổ an ton 81 16 Công ty hoá chất mỏ, Công ty vật t công nghiệp quốc phòng (2002), Giới thiệu vật liệu nổ công nghiệp sản xuất nớc 17 Thanh tra Nhμ n−íc vỊ an toμn lao ®éng - Bé Lao động v thơng binh xà hội (2000) Những vụ tai nạn lao động chết ngời điển hình 1992 đến 1999, Nh xuất Lao động - Xà hội H Nội 18 Căn Nghị định số 39/2009/NĐ-CP, ng y 23/4/2009 cđa ChÝnh phđ vỊ vËt liƯu nỉ c«ng nghiƯp; 19 Căn Thông t số 23/2009/TT-BCT, ng y 11/8/2009 ca Bộ Công Thơng hớng dẫn thực số điều Nghị định số 39/2009/NĐ-CP, ng y 23/4/2009 ca Chính phđ vỊ VLNCN; 20 C.E Gregory (1993), Exploisive for Engineer, Tran Tech Publication, Germany 21 Gour C Sen (1994), Blasting Technology for Mining anh Civil Engineers, UNSW Press, Sydney ... Chơng nghiên cứu v hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang 3.1 Đánh giá hiệu công tác nổ mìn 3.1.1 Hiệu công tác nổ mìn Hiệu. .. hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang Mục đích đề ti: Nghiên cứu đa biện pháp nhằm hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm nâng. .. công nghệ nổ mìn Chơng 3: nghiên cứu v hon thiện công nghệ nổ mìn nhằm 18 18 19 22 24 34 nâng cao hiệu v giảm tác động đến môi trờng cho mỏ khai thác lộ thiên tỉnh H Giang 3.1 Đánh giá hiệu công
Ngày đăng: 22/05/2021, 14:54
Xem thêm:
