Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối trong khai thác đá khối tại vùng quỳ hợp nghệ an

Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học mỏ - Địa chất -o0o Vũ VĂN CƯƠNG NGHIÊN CứU áP DụNG CÔNG NGHệ KHAI THáC PHù HợP NHằM NÂNG CAO Độ THU HồI KhốI TRONG KHAI THáC Đá KhốI TạI VùNG Quỳ HợP NGHệ AN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội - 2013 Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học mỏ - Địa chất -o0o Vũ văn cương NGHIÊN CứU áP DụNG CÔNG NGHệ KHAI THáC PHù HợP NHằM NÂNG CAO Độ THU HồI KhốI TRONG KHAI THáC Đá KhốI TạI VùNG Quỳ HợP NGHệ AN Chuyên ngành: Khai thác mỏ MÃ số: 60.53.05 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Người hướng dẫn khoa học GS.TS Nhữ Văn Bách Hà nội - 2013 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, tác giả thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Vũ Văn Cương Mục lục Trang phụ bìa………………………………………………………………… i Lời cam đoan………………………………………………………………… ii Mục lục…………………………………………………………………………… iii Danh mục bảng…………………………………………………….………… iv Danh mục hình vẽ, đồ thị………………………………………… … ……… v Mở đầu… ……………………………………………………………….………… Chương 1: Đánh giá trạng khai thác đá khối vùng Quỳ Hợp - Nghệ An giới thiệu công nghệ khai thác tiên tiến số mỏ khai thác đá khối tiên tiến giới……………………………………………… …………………… 1.1 Hiện trạng khai thác đá khối vùng Quỳ Hợp – Nghệ An…………… ……… 1.1.1 Sơ lược lịch sử khai thác đá khối vùng Quỳ Hợp………… ….………… 1.1.2 Các công nghệ khai thác đá khối áp dụng……… ….………… 1.2 Giới thiệu số công nghệ khai thác đá khối tiên tiến áp dụng giới……………………………………….…………………………… 12 1.2.1 Sản lượng khai thác đá khối số nước có cơng nghiệp khai thác đá khối phát triển………………………………………………… ……………… 12 1.2.2 Các công nghệ khai thác đá khối tiên tiến p dụng…………… 13 Chương 2: Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối cho vùng mỏ đá khối Quỳ Hợp – Nghệ An………………………… 22 2.1 Độ thu hồi khối ……………………………………………………………… 22 2.1.1 Khái niệm…………………………………………………………………… 22 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ thu hồi khối……………….………………… 23 2.1.3 Xác định độ thu hồi khối lớn thu hồi ……….…………… 25 2.2 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối khái thác đá khối vùng Quỳ Hợp……………………………………… 27 2.2.1 Lựa chọn công nghệ khai thác ……………………………………………… 27 2.2.2 Quy trình cơng nghệ khai thác đá khối sử dụng máy cưa cắt ……………… 28 2.2.3 Các thông số hệ thống khai thác ………………………… …………… 53 Chương 3: Quy trình công nghệ khai thác đá khối phương pháp cưa cáp mỏ đá trắng Châu Hồng – Quỳ Hợp – Nghệ An………………………………… 58 3.1 Xây dựng mỏ ………………………………………………………… 59 3.2 Khai thác……………………………………………………………………… 59 3.2.1 Thiết bị khai thác…………………………………………………………… 59 3.2.2 Kỹ thuật khai thác………………………………………………………… 60 3.3 Lựa chọn thông số hệ thống khai thác phù hợp cho mỏ đá Châu Hồng 69 3.4 Công tác khoan nổ mìn tạo mặt phá vỡ đá không đạt chất lượng …… 70 Kết luận kiến nghị ……………………………………………………………… 75 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………… 77 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Nội dung Trang Bảng 1.1 Sản lượng khai thác đá khối số nước giới (tấn) 12 Bảng 1.2 Thông số số loại máy cắt đá nhiệt 15 Bảng 1.3 Các loại nêm thủy lực chế tạo Đức 17 Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật số loại nêm thủy lực chế tạo Trung Quốc 18 Bảng 2.1 Yêu cầu kích thước khối đá ốp lát vùng Quỳ Hợp 25 Bảng 2.2 Phân nhóm cấp khối cho loại đá vùng Quỳ Hợp 26 Bảng 2.3 Thống kê độ thu hồi khối tiềm vùng Quỳ Hợp 26 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật số dây cắt hợp kim dùng để khai thác đá khối 33 Bảng 2.5 Một số loại máy cưa cáp kim cương 36 Bảng 2.6 Tính kỹ thuật số loại máy cưa có tay rạch xích 41 Bảng 3.1 Vị trí khu vực khai thác mỏ 58 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật số loại máy tách đá thủy lực dạng túi 67 Bảng 3.3 Tổng hợp thơng số hệ thống khai thác 70 Danh mục hình vẽ, đồ thị Tờn hình Nội dung Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên t ắc tách đá Hình 1.2 Minh họa tách đá sử dụng phương pháp khoan Hình 1.3 Sơ đồ tác dụng nêm Hình 1.4 Sử dụng nêm thủ công tách đá khối mỏ đá Kinh Quốc Hình 1.5 Sử dụng bột nở để tách đá mỏ granit Long Anh - Quỳ Hợp 10 Hình 1.6 Sơ đồ máy cắt đá phương pháp dòng nhiệt cao UGR -2 15 Hình 1.7 Máy tách đá dùng nêm thủy lực 16 Hình 1.8 Sử dụng nêm thủy lực mỏ Peri Nitrates, Pvt Ltd., Pune, Ấn Độ Hình 1.9 Sơ đồ thiết bị nêm thủy lực 16 17 Hình 1.10 Nổ mìn dây nổ khai thác đ granit Italia 19 Hình 1.11 Sử dụng cưa cáp kim cương cắt đá khối Ấn Độ 20 Hình 1.12 Sử dụng máy cưa xích để cắt đá khối Italia 20 Hình 1.13 Sử dụng máy cưa xích để cắt đá granit Namibie 21 Hình 1.14 Sử dụng máy cưa đĩa để cắt đá mềm Nga 21 Hình 2.1 Sơ đồ đào hào chuẩn bị mặt khai thác 30 Hình 2.2 Cấu tạo máy cưa cáp kim cương 34 Hình 2.3 Dây cáp cắt đá phủ vi hạt kim cương 35 Hình 2.4 Máy cưa dao phay kiểu xích 38 Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo máy cưa có trang bị tay rạch xích 39 Hình 2.6 Sơ đồ cắt đá sử dụng máy cưa cáp kim cương 42 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí lỗ khoan luồn dây cáp 43 Hình 2.8 Máy khoan định hướng hãng Caratteristiche 44 Hình 2.9 Sơ đồ khoan định hướng để luồn cáp 45 Hình 2.10 Sơ đồ luồn cáp 46 Hình 2.11 Sơ đồ cắt đá máy cưa cáp kim cương 46 Hình 2.12 Cắt đá máy cưa cáp kim cương 48 Hình 2.13 Sơ đồ cắt đá sử dụng máy cưa cáp kim cương kết hợp khoan nêm chẻ Hình 2.14 Sơ đồ cắt đá sử dụng máy cưa tay rạch xích kết hợp máy cưa cáp 49 51 Hình 2.15 Sơ đồ cắt đá sử dụng máy cưa đĩa kết hợp máy cưa cáp 53 Hình 2.16 Mơ hình tốn tính chiều cao tầng 54 Hình 2.17 Các thơng số hệ thống khai thác 56 Hình 3.1 Quá trình sử dụng máy cưa cáp để tạo mong khai thác 62 Hình 3.2 Sơ đồ căt đá máy cưa cáp với gương dọc tầng 65 Hình 3.3 Sơ đồ cắt đá máy cưa cáp với gương ngang tầng 66 Hình 3.4 Bơm thủy lực túi tách đá thủy lực 68 Hình 3.5 Sơ đồ cắt đá nhỏ khối đá thành đá thương phẩm máy cưa cáp 69 Hình 3.6 Sơ đồ lỗ khoan nổ mìn 71 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, công nghiệp sản xuất đá ốp lát ngành quan trọng giới Việt Nam, đá ốp lát trở thành mặt hàng vật liệu xây dựng xuất mang nguồn thu không nhỏ cho kinh tế quốc dân Ở Việt Nam nói chung vùng đá trắng Quỳ Hợp nói riêng, mỏ khai thác đá khối quy mơ cịn nhỏ lẻ, thủ cơng chưa đáp ứng nhu cầu sản xuất đá ốp lát nước cho xuất Công nghệ khai thác đá khối áp dụng mỏ lạc hậu dẫn tới sản lượng khai thác thấp, độ thu hồi khối không cao, tổn thất tài nguyên lớn an toàn lao động sản xuất Độ thu hồi khối tiêu quan trọng để đánh giá hiệu cơng nghệ khai thác đá khối, dùng để dự đốn tính trữ lượng k hai thác mỏ, đánh giá hiệu kinh tế công tác khai thác, ngồi cịn dùng làm sở cho việc tính tốn đổ thải hay thiết kế khu vực đổ thải Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác nhằm tăng độ thu hồi khối làm giảm tỉ lệ tổn thất tài ng uyên giảm khối lượng đổ thải Đứng trước nhu cầu sản lượng , nâng cao độ thu hồi khối khai thác, giảm tỉ lệ tổn thất tài nguyên nâng cao cơng tác an tồn lao động, cần phải có công nghệ giải cá c vấn đề cịn thiếu sót nêu Vì đề tài: “Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối khai thác đá khối vùng Quỳ Hợp – Nghệ An” mang tính cấp thiết đáp ứng yêu cầu thực tế Mục đích nghiên cứu đề tài - Đánh giá trạng, ưu nhược điểm loại công nghệ khai thác áp dụng vùng mỏ đá trắng Quỳ Hợp; - Nghiên cứu công nghệ khai thác đá khối tiên tiến, lựa chọn áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối cho mỏ đá thuộc vùng đá trắng Quỳ Hợp - Nghệ An Nội dung nghiên cứu đề tài - Đánh giá trạng mỏ lộ thiên khai thác đá khối vùng Quỳ Hợp; - Giới thiệu công nghệ khai thác đá khối tiên tiến áp dụng giới - Nghiên u áp dụng công nghệ khai thác phù hợp cho vùng đá trắng Quỳ Hợp - Nghiên cứu tính tốn ứng dụng cho mỏ cụ thể Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tài liệu; - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết; - Phương pháp thống kê phân tích; - Phương pháp thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Bằng việc đánh giá trạng khai thác đá khối mỏ đá trắng vùng Quỳ Hợp, ưu nhược điểm công nghệ khai thác áp dụng Nghiên cứu sở khoa học đề xuất áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao suất, giảm tỉ lệ tổn thất tài nguyên, nâng cao độ thu hồi khối khai thác đá khối - Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu Luận văn làm tài liệu tham khả o giúp doanh nghiệp mỏ vùng Quỳ Hợp nói riêng doanh nghiệp khai thác đá khối Việt Nam nói chung định hướng áp dụng cơng nghệ khai thác tiên tiến thời gian tới Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn Luận văn viết sở c ác tài liệu chuyên ngành, cơng trình nghiên cứu ứng dụng khoa học nước, tài liệu tham khảo thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học khoáng sản - MISARC tài liệu thu thập mỏ khai thác đá khối vùng mỏ Quỳ Hợp - Nghệ An 63 + Chọn vị trí mở vỉa hợp lý, thường chọn vị trí có chất lượng tốt để tiến hành thu sản phẩm có ích + Tiến hành khoan lỗ khoan thẳng đứng; + Tiến hành khoan hai mũi khoan nằm ngang cho mũi khoan giao điểm; Như khối đá sau khoan cần cắt có dạng “múi dưa” hình tam giác: Sau ta tiến hành cắt xong mặt dưa ta sử dụng phương pháp khoan nổ mìn để phá phần đất đá này, ta có diện c ông tác 3.2.2.2 Khai thác sản xuất Kết thúc trình tạo diện khai thác ta bước vào trình cắt khai thác đá Căn vào chiều cao tầng thiết kế mà trình khai thác bao gồm công đoạn sau: - Cắt khối đá lớn từ nguyên khối Công đoạn phải tiến hành cắt cho đảm bảo kích thước chiều khối đá thành phẩm sau - Lật tầng: sau đá cắt từ nguyên khối, sử dụng túi thủy lực, kết hợp với kích thủy lực, máy xúc để lật khối đá xuống mặt tầng - Cắt nhỏ kh ối đá thành đá thương phẩm a Cắt đá từ nguyên khối: Công đoạn cắt đá từ nguyên khối bao gồm bước sau: - Khoan lỗ nằm ngang để tạo ống dạng chữ L kết nối với mặt tự tầng Các lỗ thường khoan máy khoan định hướng ( 76 mm) hoặc, 64 định chiều rộng với chiều dài tầng dự tính chiều sâu bội số chiều rộng - Luồn dây vào lỗ khoan tạo lát cắt ngang (hình 3.2.b) Sử dụng nêm túi thủy lực để giữ khe cắt để tiện cho việc luồn dây cắt ngang - Khoan lỗ khoan thẳng đứng chỗ giao với lỗ khoan hình chữ L; lỗ thẳng đứng khoan máy khoan thủy lực (  76 mm) máy khoan đập ép (  76 mm) (hình 3.2.c) - Luồn dây kim cương vào lỗ tạo mặt cắt thẳng đứng theo chiều tiến gương cắt (hình 3.2.d) - Chia khối đá dự định cắt thành khối có kích thước đạt chiều cắt chúng theo chiều vng góc với hướng tiến (hình 3.2.e) Khoảng cách lát cắt phụ thuộc vào chiều khối đá thành phẩm Những l át cắt khơng thiết phải khoan dây cắt luồn vào mặt cắt ngang thẳng đứng trước 65 Hình 3.2 Sơ đồ căt đá máy cưa cáp với gương dọc tầng Hoặc ta cắt khối tầng khai thác (hình 3.3) với phương pháp hồn tồn tương tự 66 Hình 3.3 Sơ đồ cắt đá máy cưa cáp với gương ngang tầng b Lật tầng: Sau mặt khối đá cắt ta tiến hành bước lật khối đá xuống mặt tầng để thực bước cắt nhỏ khối lớn thành khối đá thương phẩm Ta sử dụng máy móc thiết bị để đẩy khối đá tạo góc nghiêng định để khối đá tách hẳn nguyên khối Bởi vậy, với kích thước cho trước, tầng cao dễ để lật ngược Thiết bị tham gia lật tầng bao gồm + Túi thủy lực + Kích thủy lực + Máy xúc thủy lực + Máy bốc 67 Với mạch cưa cáp nhỏ (khoảng 12mm) ta phải sử dụng túi thủy lực để chèn vào lát cắt, sau dầu thủy lực bơm vào túi để mạch cắt giãn tạo khe hở cho việc luồn gàu máy xúc thủy lực hay đưa kích thủy lực vào để lật tầng Ta kết hợp kích thủy lực máy xúc để tham gia công tác lật tầng với khối đá có kích thước chiều rộng lớn Nếu máy xúc đứng mặt tầng cơng tác ta sử dụng dây cáp kết hợp với neo vào mặt khối đá cần lật để kéo khối đá xuống mặt tầng thông thường để kết thúc lật tầng, tầng đẩy từ phía sau máy xúc thủy lực đứng tầng cao Khi khối đá lật, để tránh việc va chạm trực tiếp khối đá với mặt tầng đá, ta đổ lớp đất xuống mặt tần g, lớp đệm đất đá giúp cho tầng rơi nhẹ nhàng hơn, tránh tối đa nứt vỡ Việc lật tầng gặp nhiều khó khăn tầng có tồn mặt phân lớp hay vết nứt ngang Khối đá lật vỡ trước tầng lật , phần xót lại gây khó khăn cho việc triển khai cắt block Khi ta phải sử dụng máy xúc, máy bốc, kích thủy lực để xử lý nốt phần cịn xót lại Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật số loại máy tách đá thủy lực dạng túi 68 Hình 3.4 Bơm thủy lực túi tách đá thủy lực c Cắt khối lớn thành khối đá thương phẩm Khi khối đá lớn kéo khỏi nguyên khối chia thành khối nhỏ cho phù hợp với công suất thiết bị xúc bốc, vận tải yêu cầu khối đá thương phẩm Kích thước khối đá thương phẩm phải xác định trước cắt tầng lớn để đảm bảo độ vụn thực công đoạn nhỏ Phần sản phẩm sau cắt gọt khối đá vuông vắn mặt cần vng mặt Tùy theo u cầu sản phẩm mà cơng đoạn thực với mức độ phức tạp khác Ví dụ, đá phục vụ cho xuất cần phải cắt gọt mặt đá phục vụ cho việc cưa xẻ không cần vuông vắn Sử dụng máy cưa cáp kim cương có cơng suất động 25 kW vớ i chiều dài dây cáp không 15 m để thực công đoạn 69 M¸y c­a c¸p Hình 3.5 Sơ đồ cắt đá nhỏ khối đá thành đá thương phẩm máy cưa cáp 3.3 LỰA CHỌN CÁC THƠNG SĨ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC PHÙ HỢP CHO MỎ ĐÁ CHÂU HỒNG Các thơng số hệ thống khe nứt kiến tạo trung bình mỏ (theo tài liệu thăm dị địa chất) : - Khoảng cách trung bình hệ khe nứt chính: L = 1,8 m - Góc nghiêng hệ khe nứt α = 20 o Các loại máy cưa cắt tham gia trình cắt đá : - Cắt đá từ tầng: Máy cắt đá DWS -75AX-8P với công suất động 75 kW chiều dài dây cắt tối đa 150 m với tốc độ cắt tối đa 30 m/s - Cắt nhỏ đá thành đá thành phẩm: Máy cắt đá DWS -22AX-6P với công suất động 22 kW , chiều dài dây cáp tối đa 40m với tốc độ cắt tối đa 30 m/s Căn thông số hệ thống khe nứt thơng số kỹ thuật loại máy cưa sử dụng, mỏ lựa chọn thông số hệ thống khai thác thể Bảng 3.3 70 Bảng 3.3 Tổng hợp thông số hệ thống khai thác Các thơng số TT Đơn vị Giá trị Chiều cao tầng khai thác (H) m 10 Chiều dày lát cắt m 2-4 Chiều rộng dải khấu (A) m 40-50 Góc nghiêng tầng công tác Độ 90 Chiều rộng mặt tầng cơng tác (Bmin) m 15 3.4 CƠNG TÁC KHOAN NỔ MÌN TẠO MẶT BẰNG VÀ PHÁ VỠ ĐÁ KHƠNG ĐẠT CHẤT LƯỢNG Do mục đích khai thác mỏ khai thác đá khối trắng khai thác khối đá có chất lượng tốt độ trắng độ khối Tuy nhiên địa hình đặc trưng mỏ đồi núi cao, phía lớp phủ mỏng có chất lượng khơng tốt lắm, cần phải bóc phủ lớp mặ t có chất lượng khơng tốt để tiếp cận khu vực đáp ứng nhu cầu chất lượng Để thực cơng tác ta sử dụng phương pháp nổ mìn lỗ khoan nhỏ có đường kính lỗ khoan d = 40  75 mm với chiều sâu 5m phương pháp thường áp dụng mỏ lộ thiên để, khai thác chọn lọc, nổ tạo biên, nổ tách khối đá q mà khơng làm thay đổi cấu trúc Nổ mìn lỗ khoan nhỏ cho phép sử dụng thiết bị khoan nhỏ nhẹ, thích hợp với điều kiện phức tạp mỏ địa chất Tuy nhiên, suất không cao nên xí nghiệp mỏ có quy mơ sản xuất lớn địi hỏi số lượng nhiều thiết bị nhân lực đảm bảo sản lượng Thông thường chu kỳ khoan bao gồm công việc sau: - Dọn mặt tầng; - Đo đạc khu vực; - Lập thiết kế khoan; - Đánh dấu lỗ khoan; 71 - Bố trí, chuẩn bị cho máy khoan làm việc theo sơ đồ; - Khoan lỗ mìn xử lý cố; - Nghiệm thu kiểm tra bãi khoan Sau khoan xong ta tiến hành công tác nổ mìn Yêu cầu khâu nổ mìn cầ n hạn chế ảnh hưởng tới đá khối Do cần tính tốn chi tiết thơng số khâu cơng nghệ Ta sử dụng lỗ khoan đường kính nhỏ khoảng 46mm Sử dụng tiêu thuốc nổ nhỏ q = 0,2-0,3 kg/m3 Sau cách tính số thơng số khâu nổ m ìn: Các thơng số lỗ khoan nạp mìn Hình 3.6 Sơ đồ lỗ khoan nổ mìn - Chiều sâu lỗ khoan: (L k) Lk  h  L kt , m ; sin  (3.1) Trong đó:  - góc nghiêng lỗ khoan, độ ; (α - góc nghiêng sườn tầng thường thì: α =  ) ; ( = 900 lỗ khoan thẳng đứng,  = 00 lỗ khoan nằm ngang, 0 <  < 900 lỗ khoang nghiêng hay xiên) - Chiều sâu khoan thêm: (L kt) Lkt = kkt dk, m (3.2) Trong đó: kkt – hệ số phụ thuộc vào loại đất đá (k kt = (1015): gía trị nhỏ đất đá dễ nổ, giá ttị lớn đất đá khó nổ) ; 72 dk - đường kính lỗ khoan, m ; d k = kk.d ,m ; kk – hệ số mở rộng lỗ khoan (phụ thuộc vào loại đất đá mỏ khoan) d - đường kính chng khoan, m - Chiều dài bua: (L b) – chọn theo điều kiện đất đá mỏ Lb = kb.dk , m (3.3) Trong đó: kb – hế số phụ thuộc vào loại đất đá (k b = (2030)) - Chiều dài lượng thuốc nạp: (L tn) Ltn = Lk – Lb = (0,60,85) Lk = (0,61,0).h , m (3.4) Trong đó: h – chiều cao tầng, m - Lượng thuốc nạp m lỗ khoan: (P) P = 7,85 dk2. , kg/m ; (3.5)  - mật độ nạp thuốc, kg/dm - Khối lượng đất đá nổ mìn khu vực: (V) V = h.Bkv.Lkv, m3 ; (3.6) Trong đó: h - chiều cao tầng, m ; Bkv - chiều rộng khu vực nổ mìn, m ; Lkv - chiều dài khu vực nổ mìn, m Sơ đồ mạng lỗ khoan dùng sơ đồ mạng lỗ khoan theo hình vng, hình chữ nhất, tam giác đều, tam giác cân Để nâng cao hiệu nổ mìn số hàng mìn n = 23 hàng (bị hạn chế B kv Lkv) - Đường kháng chân tầng: (Wct) Là khoảng cách nằm ngang trục lỗ khoan đến mép tầng + Theo điều kiện nạp hết lượng thuốc vào lỗ khoan không bua ta xác định: Wct   0,75.P  0,56.P  4.m.q.P.h.L k 2.m.P.h ,m ; Trong đó: P – lượng thuốc nổ chứa m lỗ khoan, kg/m ; (3.7) 73 m – hệ số làm gần lỗ khoan (nổ đồng thời : m = 1, ….) ; q – tiêu thuốc nổ , kg/m ; h – chiều cao tầng, m ; Lk – chiều sâu lỗ khoan, m + Theo điều kiện đảm bảo an toàn cho máy khoan làm việc tầng: Wct  Wat = h.cotg + c, m ; (3.8) Trong đó:  - góc ổn định tạm thời sườn tầ ng, độ ; c – khoảng cách an tồn tính từ trục lỗ khoan hàng đến mép tầng (c = m) - Khoảng cách lỗ khoan hàng: (a) a = m.Wct , m ; (3.9) Trong đó: m – hệ số làm gần lỗ khoan: (m = 1,1 1,2: đất đá dễ nổ, m = 11,1: đất đá khó nổ vừa, m = 0,851,0: đất đá khó nổ) - Khoảng cách hàng lỗ mìn: (b) b = a (với mạng vng) ; b = 0,86.a (với mạng tam giác đều) - Tính tốn trật tự nổ mìn (thời gian giãn cách lỗ mìn hay nhóm lỗ hàng mìn) Trật tự nổ mìn tầng mỏ lộ thiên ảnh hưởng đến chất lượng phá vỡ, mô chân tầng hình dáng đống đá nổ mìn, … Trật tự nổ mìn là: + Nổ đồng thời: t = 0, s ; + Nổ chậm: t > 25, s ; + Nổ ví sai: t = (0,005  0,25), s Tính tốn thời gian vi sai t theo điều kiện sau: + Theo điều kiện cộng hưởng suất: 74 t  a  4.Wct2 Vd ,s; (3.10) Trong đó: Vd – tốc độ sóng dọc đất đá, m/s + Theo điều kiện tạo mặt tự phụ: t = kd.Wct , ms ; kd – hệ số phụ thuộc vào đặc tính đất đá, (0 5: giá trị nhỏ đất đá mền giá trị lớn đất đá cứng ) 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua phân tích phương pháp tách đá nêu thực tiễn sản xuất mỏ đá vùng Quỳ Hợp, đưa số kết luận sau: - Phương pháp nêm thủ cơng có suất thấp khó có khả tách đá trực tiếp từ nguyên khối; - Phương pháp khoan yêu cầu có khối thiết bị khoan suất cao, khối lượng khoan chi phí lớn, giá thành khai thác cao - Phương pháp cắt đá nhiệt địi hỏi có nguồn nhiên liệu ổn định, giá thành khai thác lớn loại đá cắt - Phương pháp khoan nổ mìn có vốn đầu tư ban đầu nhỏ, suất khai thác cao lãng phí nguồn tài nguyên tái tạo lớn - Công nghệ khai thác đá khối phương pháp cưa cắt chưa đạt hiệu tối ưu mặt kinh tế, giá thành khai thác cao phương pháp nổ mìn truyền thống, nhiên áp dụng cơng nghệ khai thác tỷ lệ thu hồi đá khối cao khoảng 40% khai thác mỏ đá trắng 60 -70% khai thác mỏ đá granit, giảm tỉ lệ tổn thất tài nguyên Mặt khác, công nghệ gần không gây chấn động tới mơi trường xung quanh, có khả giới hóa cao làm giảm thiểu lao động thủ công cho khối đá thành phẩm có chất lượng kích thước lớn Trong cơng nghệ khai thác phương pháp cưa cắt phương pháp cưa cáp tỏ hiệu khai thác mỏ đá trắng đá vàng vùng Phương pháp sử dụng máy cưa có tay rạch xích hay máy cưa đĩa tỏ hiệu hơn, suất sử dụng cưa cáp khai thác mỏ độ liền khối lớn mỏ đá granit (đá đen) Sau nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ khai thác đá khối phương pháp cưa cáp số mỏ khai thác đá hoa trắng vùng nhận thấy công nghệ tiên tiến, đại, phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình mỏ vùng Trong điều kiện thuận lợi cho phép, áp dụng kết hợp máy cưa cáp với máy cưa có tay rạch xích hay cưa đĩa để nâng cao cơng suất 76 khai thác Công nghệ khai thác đá khối phươn g pháp cưa cắt công nghệ thân thiện với mơi trường, khơng phát sinh bụi khí độc, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lao động Tuy nhiên vốn đầu tư ban đầu lớn, chi phí khai thác cịn cao so với cơng nghệ truyền thống nên cần mạnh dạn đầu tư 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nhữ Văn Bách (2009 ), Công nghệ khai thác đá khối , Bài giảng sau đại học ngành khai thác mỏ Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguy ễn Anh Tuấn (2009), Khai thác khoáng sả n rắn phương pháp lộ thiên Nguyễn Phụ Vụ (2010), Các phương pháp khai thác mỏ vật liệu xây dựng Bài giảng sau đại học ngành khai thác mỏ Liên hiệp hội khoa học kỹ thuật Việt Nam (2006), Cẩm nang công nghệ thiết bị mỏ Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học khoáng sản (2004), Báo cáo xây dựng luận cho Công tác vùng đá trắng Quỳ Hợp ... NGHIÊN CứU áP DụNG CÔNG NGHệ KHAI THáC PHù HợP NHằM NÂNG CAO Độ THU HồI KhốI TRONG KHAI THáC Đá KhốI TạI VùNG Quỳ HợP NGHệ AN Chuyên ngành: Khai thác mỏ MÃ số: 60.53.05 Luận văn thạc sĩ kỹ thu? ??t... 1.2.2 Các công nghệ khai thác đá khối tiên tiến p dụng? ??………… 13 Chương 2: Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối cho vùng mỏ đá khối Quỳ Hợp – Nghệ An? ??………………………... tài: ? ?Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác phù hợp nhằm nâng cao độ thu hồi khối khai thác đá khối vùng Quỳ Hợp – Nghệ An? ?? mang tính cấp thiết ? ?áp ứng yêu cầu thực tế Mục đích nghiên cứu đề