Nghiên cứu hoàn thiện các thông số khoan nổ mìn cho mỏ than cọc sáu khi sử dụng thuốc nổ nhũ tương rời ntr 05

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN TRÁNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ MÌN CHO MỎ THAN CỌC SÁU KHI SỬ DỤNG THUỐC NỔ NHŨ TƢƠNG RỜI NTR-05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN TRÁNG NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ MÌN CHO MỎ THAN CỌC SÁU KHI SỬ DỤNG THUỐC NỔ NHŨ TƢƠNG RỜI NTR-05 Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS: Nhữ Văn Bách HÀ NỘI – 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tráng MỤC LỤC Nội dung Trang Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng Mở đầu Chƣơng Đặc điểm tự nhiên, kỹ thuật mỏ than Cọc Sáu 11 1.1 Đặc điểm tự nhiên, kỹ thuật mỏ than Cọc Sáu 11 1.1.1 Cấu trúc địa chất khoáng sàng than Cọc Sáu 11 1.1.2 Địa chất thuỷ văn, địa chất cơng trình 11 1.1.2.1 Địa chất thuỷ văn (ĐCTV) 11 1.1.2.2 Địa chất cơng trình (ĐCCT) 12 1.1.3 Tổng hợp trữ lƣợng than đất lại ranh giới mỏ 16 1.2 Khảo sát công tác khoan nổ mìn mỏ than lộ thiên Cọc Sáu 17 1.2.1 Hiện trạng khai thác mỏ Cọc sáu 17 1.2.2 Khảo sát, đánh giá thực trạng cơng tác khoan nổ mìn Mỏ 24 1.2.3 Khảo sát tình hình sử dụng loại thuốc nổ chất lƣợng bãi khoan nổ mìn mỏ năm gần 29 1.3 Phân vùng đất đá mỏ Cọc Sáu theo độ khó khoan, khó nổ nghiên cứu phƣơng pháp nổ mìn hiệu 35 1.3.1 Phân loại đất đá mỏ Cọc Sáu theo độ khó khoan 36 1.3.2 Phân loại đất đá mỏ Cọc Sáu theo độ khó nổ 37 1.3.3 Phân vùng đất đá mỏ Cọc Sáu theo độ khó khoan, khó nổ 39 Chƣơng Nghiên cứu lý thuyết thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 việt Nam sản xuất đặc tính kỹ thuật 41 2.1 Khái niệm thuốc nổ nhũ tƣơng rời 41 2.2 Tính chất hóa lý thuốc nổ nhũ tƣơng rời 41 2.2.1 Tính chịu nƣớc 41 2.2.2 Tỷ trọng 41 2.2.3 Tính động 42 2.2.4 Tính ổn định 42 2.3 Đặc trƣng lƣợng nổ 42 2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng TNNT rời 44 2.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến đƣờng kính tới hạn, đƣờng kính giới hạn 46 TNNT rời 2.6 Ứng dụng TNNT rời 46 2.7 Công nghệ chế tạo thuốc nổ nhũ tƣơng rời 47 Chƣơng Nghiên cứu tính tốn hồn thiện thơng số khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 cho đặc điểm mỏ than Cọc Sáu 51 3.1 Những sở để xác định thông số khoan nổ 3.2 Xây dựng thông số khoan nổ mẫu cho Mỏ 51 57 3.3 Lựa chọn giải pháp giảm chi phí khoan nổ mìn cho mỏ Cọc Sáu 63 3.4 Thử nghiệm trộn nạp TNNT rời NTR-05 xe đo đạc thông số kỹ thuật thuốc nổ 71 Chƣơng Thử nghiệm mở rộng mạng lỗ khoan tính tốn hiệu kinh tế sử dụng thuốc nổ NTR-05 cho mỏ Cọc sáu 86 4.1 Thử nghiệm mở rộng mạng lỗ khoan 86 4.2 Dự kiến hiệu kinh tế đạt đƣợc 87 Kết luận kiến nghị 89 Các cơng trình cơng bố 91 Tài liệu tham khảo 92 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ chữ viết tắt Giải thích NTN Chất nhũ tƣơng Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp sản xuất SXTN Sản xuất thử nghiệm NTR-05 Tên thuốc nổ nhũ tƣơng rời Tổng cơng ty hóa chất mỏ sản xuất chất NTN TNNT Thuốc nổ nhũ tƣơng HTKT Hệ thống khai thác MXTLGN VLNCN Máy xúc thủy lực gàu ngƣợc Vật liệu nổ công nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình số Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Máy khoan xoay cầu làm việc mỏ 28 Hình 2.1 Máy trộn nạp làm việc mỏ 50 Hình 3.1 Sơ đồ bố phối hợp loại thuốc nổ lỗ khoan 55 Hình 3.2 Trình tự kích nổ kíp nổ phi điện mặt KTM 56 Hình 3.3 Sơ đồ khơng đối xứng, kích nổ từ 56 Hình 3.4 Các thơng số vùng phá huỷ cột thuốc 61 Hình 3.5 Thiết đồ nạp thuốc nổ NTR-05 phân đoạn bua cát 81 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Nội dung bảng Trang Bảng 1.1 Bảng tổng hợp tiêu lý đá mỏ Cọc Sáu 14 Bảng 1.2 Kết thí nghiệm số tính chất lý đá bờ mỏ Cọc Sáu Viện VNIMI 14 Bảng 1.3 Tổng hợp trữ lƣợng than đất lại tới ngày 01/01/2012 16 Bảng 1.4 Các thông số, tiêu khai thác mỏ Cọc Sáu đến kết thúc mỏ 20 Bảng 1.5 Lịch khai thác mỏ than Cọc Sáu giai đoạn 2011÷2027 20 Bảng 1.6 Tổng hợp nhu cầu thiết bị khai thác năm 2012 mỏ Cọc Sáu 22 Bảng 1.7 Đặc tính kỹ thuật loại thuốc nổ sử dụng Cọc Sáu 31 Bảng 1.8 Kế hoạch khoan đề nghị thực cho ba khu vực năm 2012 33 Bảng 1.9 Kế hoạch khoan nổ phân theo loại máy khoan năm 2012 33 10 Bảng 1.10 Kế hoạch nổ mìn năm 2012 chi tiết cho khu vực theo độ cứng đất đá 34 11 Bảng 1.11 Kế hoạch sử dụng thuốc nổ năm 2012 34 12 Bảng 1.12 Phân loại đá mỏ Cọc Sáu theo độ khó khoan 36 13 Bảng 1.13 Phân loại đất đá theo mức độ khó nổ Kutuzơp B.N 37 14 Bảng 1.14 Bảng phân loại đất đá theo mức độ khó nổ Rjévki 38 TT Tên bảng Nội dung bảng Trang 15 Bảng 1.15 Phân loại đất đá mỏ Cọc Sáu theo độ khó nổ với đƣờng kính lỗ khoan 250mm 38 16 Bảng 2.1 Kết thử nghiệm thuốc nổ NTR05 phịng thí nghiệm 49 17 Bảng 3.1 Các thông số khoan nổ mẫu cho mỏ Cọc Sáu với dlk =250mm 64 18 Bảng 3.2 Các thông số khoan nổ mẫu cho mỏ Cọc Sáu với dlk =230mm 67 19 Bảng 3.3 Các thông số khoan nổ mẫu cho mỏ Cọc Sáu với dlk =200mm 69 20 Bảng 3.4 Kết thử nghiệm xác định thông số kỹ thuật thuốc nổ 79 21 Bảng 3.5 Tổng hợp tiêu kỹ thuật nổ mìn sử dụng thuốc nổ NTR-05 mỏ 83 22 Bảng 3.6 Tổng hợp tiêu kỹ thuật nổ mìn sử dụng thuốc nổ NTR-05 mỏ Cọc Sáu 84 23 Bảng 3.7 Tổng hợp tiêu kỹ thuật nổ mìn sử dụng thuốc nổ NT-13, EE-31 mỏ Cọc sáu 85 24 Bảng 4.1 So sánh tiêu, thơng số kỹ thuật nổ mìn thực năm 2012 87 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Từ năm 2004, Tổng công ty than Việt Nam (nay Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam) giao Cơng ty Hóa chất mỏ (nay Tổng cơng ty cơng nghiệp Hóa chất mỏ - VINACOMIN) thực dịch vụ nổ mìn cho tất mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Tổng cơng ty Hóa chất mỏ lập hộ chiếu khoan, nổ mìn cho mỏ sở điều kiện địa chất Mỏ cấp, loại thuốc nổ sử dụng chịu trách nhiệm chất lƣợng nổ mìn; phía Mỏ chịu trách nhiệm khoan lỗ khoan theo thiết kế bên Tổng cơng ty Hóa chất mỏ lập hộ chiếu nghiệm thu khối lƣợng nhƣ chất lƣợng đất đá nổ Theo nguyên tắc, nổ đất đá ngậm nƣớc phải sử dụng thuốc nổ chịu nƣớc Đến thuốc nổ chịu nƣớc sử dùng loại NT-13, EE-31 (bao gói đƣợc nhập từ nhà máy hóa chất Quốc phịng) ANFO chịu nƣớc Tổng cơng ty Hóa chất mỏ sản xuất Hạn chế loại thuốc nổ trên: - Thuốc nổ NT-13, EE-31 có mật độ nạp thấp khơng đều, mở rộng mạng lƣới lỗ khoan - Thuốc nổ ANFO chịu nƣớc dùng đƣợc lỗ khoan chứa nƣớc tĩnh sau bơm khô lỗ khoan Để khắc phục hạn chế trên, nhằm nâng cao hiệu nổ mìn, Tổng cơng ty Hóa chất mỏ nghiên cứu chế tạo thành công thuốc nổ nhũ tƣơng rời sở chất nhũ tƣơng Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp sản xuất Dự án SXTN loại thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 hoàn thành đƣợc Hội đồng KHCN cấp Nhà nƣớc nghiệm thu Sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng rời mở rộng mạng lƣới lỗ khoan nhằm giảm chi phí khoan nổ mìn Tuy nhiên chƣa có sở khoa học để 78 Cấu trúc cột thuốc có ảnh hƣởng nhiều đến chất lƣợng phá đá Khi tiêu thuốc nổ đƣờng kính cột thuốc khơng thay đổi, việc phân đoạn cột thuốc lỗ khoan làm tăng mức độ đập vỡ đất đá so với phƣơng pháp nạp thuốc liên tục Việc nạp thuốc phân đoạn khơng khí làm cho lƣợng nổ đƣợc phân bố đồng toàn chiều sâu lỗ khoan, kết phá đá tốt Khi chiều cao khoảng khơng khí có vai trị quan trọng Chọn chiều cao cột khơng khí theo cấp độ cứng mức độ khó nổ đất đá nhƣ sau : Độ cứng mức độ khó nổ đất đá Tỷ lệ chiều cao cột khơng khí với cột thuốc nổ Đá cứng TB (f =8  10), nứt nẻ mạnh 0,30  0,32 Đá cứng TB (f =8  10), nứt nẻ - khối lớn 0,21  0,27 Đá cứng (f = 12  16), nứt nẻ 0,15  0,20 Đá cứng (f = 12  16), nứt nẻ vụn, dính 0,15  0,20 b- Biện pháp nạp thuốc nổ không bền nước lỗ khoan có nước ngầm Vì lỗ khoan có nƣớc ngầm buộc phải sử dụng thuốc nổ chịu nƣớc đắt tiền, nên cách tốt để giảm tỷ lệ thuốc nổ chịu nƣớc sử dụng cột thuốc tổng hợp lỗ khoan có nƣớc, tức phần lỗ khoan có nƣớc nạp thuốc nổ chịu nƣớc, phần nạp thuốc không bền nƣớc rẻ tiền Chiều cao cột thuốc bền nƣớc cần phủ kín cột nƣớc lỗ khoan Ngồi ra, sử dụng công nghệ nạp thuốc nổ không chịu nƣớc túi nhựa tổng hợp để cách thuỷ thuốc nổ Nhƣợc điểm việc áp dụng cột thuốc tổng hợp khó sử dụng lỗ khoan có mức nƣớc ngầm q m, cịn cơng nghệ nạp sau bơm khô lỗ khoan không hiệu lỗ khoan có nƣớc ngầm chảy qua có tốc độ 1m/ph Khi để áp dụng cơng nghệ có hiệu cần có thiết bị đo tốc độ dòng nƣớc chảy qua lỗ khoan 79 Việc sử dụng thuốc nổ không bền nƣớc túi nylon cách nƣớc giảm chi phí nổ mìn nhiều Đƣờng kính túi cần lớn đƣờng kính lỗ khoan mật độ nạp  1g/cm3 mật độ nạp 1g/cm3 dtúi dlk Túi cần có chiều dày 150 Mcm để không bị rách có độ bền cắt cắt 1,9 kG/mm2 3.5 Thử nghiệm trộn nạp TNNT rời NTR-05 xe đo đạc thông số kỹ thuật thuốc nổ Việc thử nghiệm đƣợc tiến hành công ty than Hà Tu Cọc Sáu A Nổ thử nghiệm mỏ Hà Tu để xác định đặc tính kỹ thuật Thuốc nổ NTR-05 đƣợc trộn xe chuyên dụng nạp trực tiếp xuống lỗ khoan có nhiều nƣớc với đƣờng kính khác với mục tiêu chính: - Xác định thông số kỹ thuật thuốc nổ sản xuất xe: Tỷ trọng sau sản xuất sau 15 phút, tốc độ nổ lỗ khoan máy Microtrap, công nổ, khả chịu nƣớc, thời gian lƣu giữ; Bảng 3.4 Kết thử nghiệm xác định thông số kỹ thuật thuốc nổ TT Thông số kỹ thuật Đơn vị đo Kết thử Tỷ trọng sau sản xuất g/cm3 1,33  1,34 Tỷ trọng sau 15 phút g/cm3 1,19  1,21 Công nổ cm3 330  350 Tốc độ nổ m/s 4400  4900 Khả chịu nƣớc - Tốt Thời gian ổn định ngày 30 - Xác định mật độ nạp lỗ khoan có đƣờng kính khác nhau; - Xác định phƣơng pháp nạp mìn hiệu quả; 80 - Xác định khả phá vỡ đất đá với độ cứng khác sở so sánh với hộ chiếu khoan nổ Mỏ lập B Nổ mìn thử nghiệm thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 Cọc Sáu từ 2009  2012 để xác định khả phá vỡ đất đá, mật độ nạp mạng lỗ khoan hợp lý: Ví dụ: Bãi nổ tầng +40 Cơng trƣờng Tả Ngạn, 16h ngày 24/12/2009 Đất đá: cuội, sạn kết phân lớp dày f = 1112; Phƣơng pháp nạp mìn: Nạp phân đoạn có dùng bua cát (hình 5.2); Phƣơng pháp nổ: vi sai qua lỗ, qua hàng; Mạng lƣới lỗ khoan (đƣờng kính lỗ250mm): A, Nổ bình thƣờng dùng thuốc nổ ANFO EE-31: - Với chiều cao tầng 12m: mạng lỗ khoan a x b = (6,27,7) x 7,1,m - Với chiều cao tầng 14-14,5m: mạng lỗ khoan a x b = (6,5-8,2) x 7,1,m B, Nổ thử nghiệm dùng thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05: - Với chiều cao tầng 14,5m: mạng lỗ khoan a x b = (7,98) x (7,27,3),m Khối lƣợng đất đá nổ: 56.734 m3; Thuốc nổ sử dụng: 27.464 kg (ANFO: 6188 kg EE-31: 15.040 kg; nhũ tƣơng rời NTR-05: 2.220 kg) Sử dụng mồi nổ VE-05 MN-31; ngòi KXL (QP): 189 cái; KTM: 156 (17, 25 42ms); dây mìn điện 1500m dây nổ CN 500m, kíp điện Các thông số: Ht= 10†14,5m; suất phá đá: 49,46 m3/m; Chỉ tiêu thuốc nổ: 0,488kg/m3; Đánh giá kết quả: Mật độ nạp trung bình với NTR-05 (dlk =250mm) từ 58÷62 kg/m; Kết nổ tƣơng đối tốt Để đánh giá hồn thiện thơng số khoan nổ mìn Mỏ, Học viên thống kê 20 hộ chiếu nổ mìn điển hình có sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 áp dụng mỏ Cọc Sáu Hà Tu, Tây Nam Đá Mài từ năm 2009 81 đến Các thông số, tiêu khoan nổ sử dụng loại thuốc nổ đƣợc thống kê bảng 3.5  3.7 KVP-8N-XL +55 Bua cát Thuốc nổ NTR-05 Chân tầng Hình 3.5 Thiết đồ nạp cho lỗ khoan sử dụng thuốc nổ NTR-05 phân đoạn bua cát Trong bảng 3.5 tổng hợp tiêu kỹ thuật khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng NTR-05 mỏ: Cọc Sáu, Hà Tu Tây Nam Đá Mài năm 2008-2010 Qua số liệu bảng thấy: i, Do thử nghiệm NTR05 từ năm 2008 nên số lƣợng thuốc nổ NTR-05 cịn phải nổ lần với loại thuốc nổ khác; ii, Cùng tiêu thuốc nổ sử dụng thuốc nổ NTR-05 mỏ tăng suất phá đá lên mức đáng kể Trong bảng 3.6 tổng hợp tiêu kỹ thuật khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng NTR-05 mỏ Cọc Sáu năm 2011 đầu năm 2012 (thời gian sử dụng đại trà loại thuốc nổ Qua số liệu bảng thấy: i, Số lƣợng thuốc nổ NTR-05 sử dụng bãi nổ tăng lên (tối đa khả nạp xe trộn nạp); ii, Tuy lƣợng thuốc nổ NTR-05 sử dụng lớn nhƣng mạng lƣới lỗ khoan không đƣợc cải thiện so với mạng lƣới lỗ khoan sử dụng loại thuốc nổ khác Trong bảng 3.7 tổng hợp tiêu kỹ thuật khoan nổ mìn sử 82 dụng thuốc nổ nhũ tƣơng NT-13, EE-31 ANFO mỏ Cọc Sáu năm 2011 đầu năm 2012 Qua số liệu bảng thấy: i, Do Tổng cơng ty Hóa chất mỏ đầu tƣ 01 máy nạp mìn với tổng khối lƣợng thuốc nổ tạo không 22.000 kg, nên phải nạp phối với thuốc nổ NTR-05 với loại thuốc nổ khác có mật độ nạp thấp nhƣ ANFO, NT-13, EE-31 bao gói ii, Cùng độ cứng đất đá, tiêu thuốc nổ nhƣng mạng lỗ khoan khu vực sử dụng thuốc nổ EE-31 ANFO thƣờng không thấp so với mạng lỗ khoan khu vực sử dụng thuốc nổ NTR-05 Qua phân tích số liệu thống kê trên, có nhận xét sau: - Do Tổng cơng ty Hóa chất mỏ đầu tƣ 01 máy nạp mìn với tổng khối lƣợng thuốc nổ tạo không 22.000 kg, nên phải nạp phối với thuốc nổ NTR-05 với loại thuốc nổ khác có mật độ nạp thấp nhƣ ANFO, NT-13, EE-31 bao gói Vì việc lập hộ chiếu nổ mìn gặp nhiều khó khăn, không tận dụng đƣợc mật độ nạp cao NTR-05, làm hạn chế hiệu nổ mìn - Mạng lỗ khoan sử dụng với TNNT loại NTR-05 đạt x m đến 8,5 x 8m hẹp, gây lãng phí chi phí khoan, đồng thời tạo điều kiện cho đá cỡ cao (do chiều cao cột bua lớn 8÷14m) - Để khắc phục tình trạng cột bua lớn (> 8m) Tổng cơng ty Hóa chất mỏ áp dụng biện pháp phân đoạn cột thuốc NTR-05 bua cát cho chiều cao cột bua khoảng ÷ 5,5 m Đây biện pháp vừa khơng tận dụng đƣợc mật độ nạp thuốc lớn vừa giảm hiệu phá đá - Muốn tăng hiệu khoan nổ sử dụng loại TNNT cần tăng thêm khoảng cách lỗ khoan (giữ khoảng cách hàng) theo thông số khoan nổ mẫu cho loại đất đá, đƣờng kính lỗ khoan lập 83 Bảng 3.5 TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT NỔ MÌN SỬ DỤNG THUỐC NỔ NTR-05 TẠI CÁC MỎ TT Chỉ tiêu, thông số Đơn vị 26/12/09 17/8/10 TNĐM 11/9/08 Giá trị theo bãi nổ ngày 25/6/08 24/6/08 19/6/08 30/5/08 22/3/08 24/12/09 03/4/10 Cao độ - Công trƣờng - TNĐM Phƣơng pháp nổ - ĐT Khối lƣợng thuốc nổ NTR-05 nt 9.040 11.023 5.993 590 1.250 360 1.140 3.470 2.220 13.000 Chỉ tiêu thuốc nổ kg/m3 0,41 0,526 0,435 0,504 0,524 0,55 0,499 0,388 0,488 0,444 Mạng lƣới lỗ khoan: a x b(w) m xm 7x6 7x6,5 8x7,5 6,5x7,5 x 8,5 7x8,5 7,5x8,5 7,5x8,5 6,28,2x7-7,4 (8,5-9,5) 7,28,3x7,2-8 (8-10,5) Đƣờng kính lỗ khoan mm 250 200 250 250 250 250 250 250 250 250 Chiều cao tầng m 8 13-15,5 11,5-13 12-14 11,5 12,5 8-12 12-14,5 11-15,5 Độ cứng đất đá, f - 9 10 7-9 11 11 11-12 9-11,5 Suất phá đá bình quân m3/m 49,46 38,4 51,4 41,8 49,9 48,9 53,1 53,1 49,46 50,5 +120/HT -71/HT +44/HT +140/HT +77/HT +55/HT VSQLQH VSQLQH VSQLQH VSQLQH VSQLQH VSQLQH VSQLQH +50/TN +50/TN VSQLQH VSQLQH +ĐT +ĐT Ghi chú: VSQLQH – Vi sai qua lỗ qua hàng; ĐT- đồng thời; TN - Công trƣờng Tả Ngạn; HT – mỏ Hà Tu; TNĐM- mỏ Tây Nam Đá Mài 84 Bảng 3.6 TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT NỔ MÌN SỬ DỤNG THUỐC NỔ NTR-05 TẠI MỎ CỌC SÁU TT Chỉ tiêu, thông số Đơn vị Giá trị theo bãi nổ ngày 06/8/11 18/10/11 22/10/11 27/10/11 11/11/11 16/11/11 09/12/11 05/01/12 06/01/12 07/01/12 -40/TN +45/TL +135/TL -55/TN +110/TL -30; -25; -40/TN -30/TN 37.626 33.619 36.950 30.244 24.131 24.476 33.475 39.960 13.500 13.500 13.000 13.000 10.000 8.000 7.000 13.000 13.500 0,402 0,341 0,37 0,40 0,400 0,34 0,34 0,29 0,40 0,35 m xm 6÷8 x 8(12) 6÷8,2 x 7,5÷8,1 (9÷10) 8÷8,2 x 7,5÷8,1 (6x10) 8x7÷7,6 (6x10) 7,7÷7,9 x 6÷7,3 (6,3x11) 6÷6,6 x 6÷6,3 (5,5x9) 8÷8,5 x 6÷7,7 7,8÷8,5 x7,3÷8 (5,8x11) mm 250 230 230 230; 250 230; 250 230 250 200 230 230 Chiều cao tầng m 16,5-19,5 9-18,5 11-14,5 9,5-15 5,5 14,5 14,5-18 14-17 7-13 12-15 14,5-17,5 Ngòi KVP-8N-XL 78 102 90 88 54 109 54 100 90 72 Ngòi KVP-6N-TM 52 51 45 44 27 82 27 50 45 36 - 9÷10 8÷11 7,5; 10,5 9 9÷11,5 7,5 8-9 8÷9 m3/m 58,52 52,64 53,07 52,2 45,62 58,27 57,32 36,97 52,18 56,44 Cao độ/Công trƣờng Khối lƣợng đá nổ Khối lƣợng thuốc nổ NTR-05 Chỉ tiêu thuốc nổ - +55/TL -25/TN -80/TN 103m3 32420 41.273 kg 11.000 kg/m3 Mạng lƣới lỗ khoan dùng NTR-05: a x b(w) Đƣờng kính lỗ khoan 10 Độ cứng đất đá, f 11 Suất phá đá bình quân 6÷8,5 x 7,9÷8,1 x 6÷8,1 7,7÷8 (6÷6,6x10,9) (6÷7x11) Ghi chú: VSQLQH – Vi sai qua lỗ qua hàng; ĐT- đồng thời; TL – Thắng Lợi; TN - Tả Ngạn 85 Bảng 3.7 TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT NỔ MÌN SỬ DỤNG THUỐC NỔ EE-31+NT-13 TẠI MỎ CỌC SÁU TT Chỉ tiêu, thông số Cao độ/Công trƣờng Khối lƣợng đá nổ Khối lƣợng thuốc nổ EE-31+NT-13 Đơn vị 06/8/11 18/10/11 22/10/11 Giá trị theo bãi nổ ngày 27/10/11 11/11/11 16/11/11 09/12/11 -30; -25; -40/TN -30/TN 48.180 55.415 14.690 22.280 - +55/TL -25/TN -80 103m3 - 29.087 nt 1.560 05/01/12 06/01/12 07/01/12 -40/TN +45/TL +135/TL -55/TN +110/TL 12.875 13.707 76.868 8.739 50.187 50.729 19.869 5.000 6.850 37.851 5.240 19.370 19.392 Chỉ tiêu thuốc nổ kg/m3 0,402 0,52 0,46 0,37 0,40 0,51 0,51 0,62 0,40 0,39 Mạng lƣới lỗ khoan dùng EE-31+NT-13: mxm - 6÷6,6 x7,5 (9,5÷10) 7,5÷8 x7,3÷7,5 (6x9,5) 8÷8,5 x7÷8,1 (6,5x10) 5÷6 x 5÷6 7,3÷8 x7÷7,7 (6,4-11) 7,7÷8 x7÷7,5 (6,3x11) 5,5÷6 x5,5÷6 (5,5x6) 7,6÷8,4 x5÷7,5 (6,5x9) 7÷8,5 x7÷7,7 (6,3x11) mm 250 230 230 230 250 230 250 230 250 200 230 230 a x b(w) Đƣờng kính lỗ khoan Chiều cao tầng m 16,5÷19,5 9÷18,5 11÷14,5 9,5÷15 5,5 14,5 14,5÷18 14÷17 7÷13 12÷15 14,5÷17,5 Ngòi KVP-8N-XL - 60 134 182 80 28 154 72 132 148 Ngòi KVP-6N-TM - 30 67 91 406 14 77 36 66 74 - 9÷10 8÷11 7,5 10,5 9 9÷11,5 7,5 8-9 8÷9 m3/m - 53,08 49,47 52,18 44,7 53,75 50,27 29,03 50,08 52,30 10 Độ cứng đất đá, f 11 Suất phá đá bình quân Ghi chú: Bãi nổ ngày 06/8/11 lỗ khoan nạp 60 kg EE-31 với thuốc nổ NTR-05 86 Chƣơng THỬ NGHIỆM SỬ MỞ RỘNG MẠNG LỖ KHOAN VÀ TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI DỤNG THUỐC NỔ NHŨ TƢƠNG RỜI 4.1 Thử nghiệm mở rộng mạng lƣới lỗ khoan: Do TNNT rời có mật độ nạp cao, thiết kế mạng khoan, không mở rộng mạng lƣới phần lớn thuốc nổ tập trung phần đáy lỗ khoan, dẫn đến chất lƣợng nổ để lại nhiều đá cỡ, đo ảnh hƣởng đến cơng tác xúc bốc, vận tải; Hơn không tận dụng đƣợc khả tăng hệ số sử dụng lỗ khoan để giảm chi phí khoan Nhằm nâng cao hiệu khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ NTR-05 Tổng cơng ty Hóa chất mỏ thực Dự án sản xuất thử nghiệm thuốc nổ nhũ tƣờng rời Do chƣa có đủ sở khoa học để tính tốn thơng số khoan nổ, Dự án thực mở rộng mạng lỗ khoan tăng lên khoảng 103÷108% so với mạng Qua đánh giá hộ chiếu nổ mìn có sử dụng thuốc nổ NTR-05 thời gian qua thấy, sử dụng mạng lƣới lỗ khoan rộng so với bảng thông số khoan nổ mẫu cho kết nổ tốt Ví dụ, Hộ chiếu nổ số 465/+35,+40.C6/HCNMKTCN ngày 03/4/2010, với đất đá có độ cứng 11÷11,5, chiều cao tầng 12÷15m, thiết kế mạng 8,1 x 7,5 đến 8,3 x 8,1(thông số mẫu 8,2 x 7,1 đến 8,9 x 7,7m), kết nổ đƣợc đánh giá tốt Điều chứng tỏ mạng khoan nổ mẫu hợp lý, thông số tính tốn phù hợp, áp dụng tốt Cọc Sáu Để hồn thiện thơng số khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ NTR-05, nhằm nâng cao hiệu khoan nổ mìn cho mỏ Cọc Sáu,Tác giả đề xuất giải pháp sau: - Tổng công ty Hóa chất mỏ cần đầu tƣ thêm đến máy trộn-nạp mìn để đảm bảo đủ thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 nạp trọn lỗ khoan bãi nổ; - Cần mở rộng mạng lƣới lỗ khoan theo bảng thông số khoan nổ mẫu kiến 87 nghị cho thuốc nổ NTR-05 áp dụng với cấp đất đá loại đƣờng kính lỗ khoan khác nhau; - Trong trƣờng hợp phải áp dụng hỗn hợp loại thuốc nổ khác nên giữ nguyên khoảng cách hàng khu vực sử dụng loại thuốc nổ thay đổi khoảng cách lỗ khoan vùng cho phù hợp 4.2 Dự kiến hiệu kinh tế đạt đƣợc: Nếu áp dụng thông số khoan nổ mẫu nhƣ kiến nghị, hiệu kinh tế đem lại hàng năm lớn (các tiêu kỹ thuật đạt nhƣ nhau) nhờ giảm đƣợc chi phí khoan lỗ khoan, chi phí kíp nổ vi sai mặt xuống lỗ (do giảm số lỗ khoan với quy mơ bãi nổ), giảm chi phí nhân cơng nạp bua, nạp thuốc nổ, giảm chi phí khấu hao máy khoan Theo số liệu thống kê thực tế sử dụng số liệu tính tốn bảng thơng số khoan nổ mẫu, so sánh tiêu suất phá đá nhƣ bảng 4.1 Bảng 4.1 So sánh tiêu, thông số kỹ thuật nổ mìn thực năm 2012 Khối lượng Chiếm tỷ đất đá cần lệ so với nổ năm tổng số đất 2012, m3 đá nổ, % TT Đường kính lỗ khoan,mm Suất phá đá thực tế, m3/m Suất phá đá HCM áp dụng, m3/m Suất phá đá đề tài kiến nghị, m3/m 200 30,5 36,0 40,3 1.929.900 230 42,0 45,0 52,5 6.480.400 15 250 44,2 51,0 58,8 34.569.650 42.979.950 80 Cộng 100 Vì kế hoạch bóc đất đá hàng năm khác nên ta dự tính hiệu kinh tế đem lại cho năm kế hoạch 2012 Kế hoạch bóc đất năm 2012 gần 43 triệu mét khối đất đá, sử dụng lỗ khoan đƣờng kính 250mm để phá khoảng 80% tổng khối lƣợng đất đá, sử dụng lỗ khoan 230 mm khoảng 15% lỗ khoan 200 mm 5% Trung bình quy 88 mơ bãi nổ khoảng 70.000 m3 Số mét khoan nổ với mạng lỗ khoan dùng thuốc nổ NT-13 (EE-31): 70.000/44,2 = 1.583,8 m = 90,5 lỗ khoan Tƣơng ứng số kíp vi sai phi điện xuống lỗ là: 90,5 x = 181 kíp kíp mặt 90,5 kíp Số mét khoan nổ với mạng lỗ khoan dùng thuốc nổ NTR-05 HCM thử nghiệm: 70.000/51 = 1.372,5 m = 78,5 lỗ khoan Tƣơng ứng số kíp vi sai phi điện xuống lỗ là: 78,5 x = 157 kíp kíp mặt 78,5 kíp Số mét khoan nổ với mạng lỗ khoan dùng thuốc nổ NTR-05 Luận văn kiến nghị: 70.000/58,8 = 1.190,5 m = 68 lỗ khoan Tƣơng ứng số kíp vi sai phi điện xuống lỗ là: 68 x = 136 kíp kíp mặt 68 kíp Với giá thành mét khoan 180.000 đ/m, giá 01 kíp xuống lỗ 90.000đ/c, giá 01 kíp mặt 70.000 đ/c, chênh lệch chi phí khoan nổ bãi khoan nổ là: - So với mạng lỗ khoan dùng NT-13(EE-31): (90,5-68)*70000+(181-136)*90000+(1583,8-1190,5)*180000= 76419000 đ/bãi - So với mạng lỗ khoan dùng NTR-05 HCM thử nghiệm: (78,5-68)*70000+(157-136)*90000 +(1372,5-1190,5)*180000=35385000 đ/bãi Tổng số đất đá nổ mìn năm với dlk = 250mm 34.569.650 m3 số bãi nổ năm là: 34.569.650/70.000 = 494 bãi nổ Khi chênh lệch phí khoan nổ năm dự kiến đạt đƣợc: - So với mạng lỗ khoan dùng NT-13(EE-31): 76.419.000đ * 494 = 37.751.000.000 đ - So với mạng lỗ khoan dùng NTR-05 HCM thử nghiệm: 35.585.000 đ * 494 = 17.579.000.000 đ 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Việc chế tạo đƣợc chất nhũ tƣơng sau sản xuất thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 NTR-06 thành tựu to lớn Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam nói chung Tổng cơng ty Hóa chất mỏ nói riêng việc phục vụ cơng tác khoan nổ mìn cho mỏ than lộ thiên - Thuốc nổ NTR-05 đƣợc trộn xe chuyên dụng nạp trực tiếp xuống lỗ khoan có nhiều nƣớc với đƣờng kính khác đạt đƣợc đặc tính kỹ thuật khơng thua so với thuốc nổ nhũ tƣơng hãng ICI trƣớc đây: + Tỷ trọng sau sản xuất: 1,33  1,34 g/cm3, sau 15 phút: 1,19  1,21 g/cm3; + Công nổ: 330  350 cm3; + Tốc độ nổ: 4400  4900 m/s; + Khả chịu nƣớc: Tốt - Nhờ sử dụng phƣơng pháp nổ mìn tiên tiến phƣơng tiện nổ đại kết hợp với thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 có mật độ nạp cao, nên mở rộng mạng lƣới lỗ khoan Nhờ giảm đƣợc chi phí mét khoan sâu, chi phí phụ kiện nổ nhân cơng nạp mìn bua Do Cơng ty Hóa chất mỏ Cẩm Phả có 01 xe trộn nạp (khả cung cấp tối đa 13.500 kg thuốc nổ), nên phải sử dụng hỗn hợp thuốc nổ NTR-05 với loại thuốc nổ nhũ tƣơng bao gói khác (EE-31 NT-13) Điều ảnh hƣởng đến cơng tác lập hộ chiếu khoan nổ mìn khơng thể mở rộng mạng lƣới lỗ khoan nhƣ mong muốn - Việc xác định tiêu thuốc nổ hợp lý xây dựng bảng thông số khoan nổ mẫu cần dựa vào kết phân vùng đất đá khu vực theo độ khó nổ Để giảm tỷ lệ thuốc nổ chịu nƣớc lỗ khoan ngậm nƣớc, cần sử dụng công nghệ nạp thuốc nổ không chịu nƣớc lỗ khoan có nƣớc túi cách 90 thuỷ (bao gói thuốc nổ), sử dụng cột thuốc tổng hợp, tức phần lỗ khoan có nƣớc nạp thuốc nổ chịu nƣớc, phần nạp thuốc không bền nƣớc rẻ tiền - Nếu áp dụng mạng lƣới lỗ khoan theo thơng số khoan nổ mìn mẫu luận văn kiến nghị, hàng năm đạt hiệu kinh tế từ 26 đến 52 tỷ đồng Kiến nghị: Đề nghị Công ty cổ phần than Cọc Sáu Tổng cơng ty Cơng nghiệp Hóa chất mỏ nên sớm triển khai áp dụng đại trà thông số khoan nổ mìn mẫu nhằm đạt đƣợc hiệu kinh tế kỹ thuật đem lại Đề nghị Tổng công ty Cơng nghiệp Hóa chất mỏ đầu tƣ thêm 03 xe trộn nạp mìn chun dụng để có khả sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR05 đƣợc rộng rãi mỏ than lộ thiên Tập đoàn nhằm mở rộng mạng lƣới lỗ khoan mang lại hiệu kinh tế cho Tập đồn nói chung cho cơng ty Hóa chất mỏ Cẩm Phả cơng ty khai thác than lộ thiên nói riêng năm tới Trong khuôn khổ luận văn thạc sỹ chƣa giải đƣợc trọn vẹn vấn đề tối ƣu thơng số khoan nổ mìn cho mỏ Cọc Sáu điều kiện kỹ thuật mỏ Vì vậy, cần phải có cơng trình khoa học để hoàn thiện giải trọn vẹn khiếm khuyết mà luận văn chƣa giải đƣợc triệt để./ 91 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Nguyễn Văn Tráng (1998), Nghiên cứu công nghệ, thiết bị khoan phù hợp với điều kiện khai thác lộ thiên vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Tổng công ty TVN, Hà Nội Nguyễn Văn Tráng (2000), Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu biện pháp giảm chi phí khoan nổ giữ ổn định tầng, bờ mỏ Cọc Sáu, Báo cáo tổng kết đề tài cấp sở, Hà Nội Nguyễn Văn Tráng (2002), Nghiên cứu đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật việc sử dụng thuốc nổ phục vụ khai thác than, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công nghiệp, Hà Nội Nguyễn Văn Tráng (2010), Phương pháp tính tốn mạng lưới lỗ khoan khai thác mỏ quặng nhỏ vừa, Tạp chí thông tin khoa học công nghệ mỏ, Hà Nội Nguyễn Văn Tráng (2012), “Đánh giá công tác khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR-05 cơng ty than Cọc Sáu”, Tạp chí thơng tin khoa học công nghệ mỏ, Hà Nội 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nhữ Văn Bách (1990), Phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn, Giáo trình dùng cho sinh viên, Hà Nội Nhữ Văn Bách (2008), Nâng cao hiệu phá vỡ đất đá nổ mìn khai thác mỏ, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội Hồ Sĩ Giao, Bùi Xn Nam (2009), Đảm bảo chất lượng khống sản có ích trình khai thác, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Văn Hà (2010), Báo cáo kết thực dự án sản xuất thử nghiệm ”Sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên”, Hà Nội Hồ Văn Nho nnk (2008), Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên, Hà Nội Hồ Văn Nho (2006) Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời, Hà Nội Trần Mạnh Xn (1991), Quy trình cơng nghệ cà sở thiết kế mỏ lộ thiên, Trƣờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Trần Mạnh Xuân (1992), Các trình sản xuất mỏ lộ thiên, Trƣờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Trần Mạnh Xuân (2000), Hệ thống khai thác mở vỉa khoáng sàng, Bài giảng dùng cho học viên cao học ngành khai thác mỏ, Hà Nội 10 СПРАBОЧНИК ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ (1994), ГОРНОЕ БЮРО МОСКВА 11 HANDBOOK OF BLASTER‟S (1998), TAMROCK 12 В.В.РЖЕВСКИЙ (1978), ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ ПРОЦССЫ, МОСКВА 13 Surface drilling and blasting (1995), TAMROCK Corp 14.M.Ф.ДРУКОВАНЫЙ (1973), СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЗРЫВНЫМ РАБОТАМ НА КАРЬЕРАХ, МОСКВА 15 Drill & blast tables blaster’s pocket Guide (1992), Thụy điển 16 ICI Explosives (1991), Phương pháp nổ mìn an tồn hiệu mỏ lộ thiên, mỏ đá cơng trình xây dựng, Australia ... ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN TRÁNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ MÌN CHO MỎ THAN CỌC SÁU KHI SỬ DỤNG THUỐC NỔ NHŨ TƢƠNG RỜI NTR- 05 Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60.53 .05 LUẬN... thuốc nổ nhũ tƣơng rời 47 Chƣơng Nghiên cứu tính tốn hồn thiện thơng số khoan nổ mìn sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng rời NTR- 05 cho đặc điểm mỏ than Cọc Sáu 51 3.1 Những sở để xác định thông số khoan nổ. .. Bảng 3.1 Các thông số khoan nổ mẫu cho mỏ Cọc Sáu với dlk =250mm 64 18 Bảng 3.2 Các thông số khoan nổ mẫu cho mỏ Cọc Sáu với dlk =230mm 67 19 Bảng 3.3 Các thông số khoan nổ mẫu cho mỏ Cọc Sáu với