Nghiên cứu nâng cao hiệu quả và giảm thiểu chấn động khi tiến hành nổ mìn ở khu vực nam lộ trí công ty cổ phần than đèo nai vinacomin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT o0o - HOÀNG LÊ MẠNH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VÀ GIẢM THIỂU CHẤN ĐỘNG KHI TIẾN HÀNH NỔ MÌN Ở KHU VỰC NAM LỘ TRÍ – CƠNG TY CỔ PHẦN THAN ĐÈO NAI – VINACOMIN Chuyên ngành: Khai thác Mỏ Mã số: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS NHỮ VĂN BÁCH HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Hoàng Lê Mạnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại nổ mìn khai thác lộ thiên 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 12 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu nổ mìn khai thác lộ thiên 15 1.2.1 Tình hình chung cơng tác nổ mìn mỏ lộ thiên 15 1.2.2 Phân loại phương pháp nổ mìn mỏ lộ thiên 16 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ MỎ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ NỔ MÌN 19 2.1 Các yếu tố tự nhiên 19 2.1.1 Tính chất đá 19 2.1.2 Ảnh hưởng điều kiện địa chất thủy văn 21 2.2 Các yếu tố kỹ thuật công nghệ 22 2.2.1 Về việc điều khiển lượng nổ 22 2.2.2 Ảnh hưởng thông số hệ thống khai thác (HTKT) 23 2.2.3 Ảnh hưởng loại thuốc nổ sử dụng 24 2.2.4 Ảnh hưởng thông số lượng thuốc nổ 26 2.2.5 Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan tầng 30 2.2.6 Ảnh hưởng vị trí điểm khởi nổ 31 2.2.7 Ảnh hưởng phương pháp nổ 31 2.3 Ảnh hưởng yếu tố tổ chức, kinh tế 34 2.3.1 Yếu tố tổ chức 34 2.3.2 Yếu tố kinh tế 35 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TĂNG HIỆU QUẢ NỔ, GIẢM TÁC DỤNG CHẤN ĐỘNG KHI NỔ MÌN Ở KHU VỰC NAM LỘ TRÍ – MỎ THAN ĐÈO NAI 36 3.1 Đặc điểm địa chất Tự nhiên khu má 36 3.1.1 Đặc điểm địa chất cơng trình 36 3.1.2 Đặc điểm địa chất thủy văn (ĐCTV) 39 3.2 Phân tích u cầu cơng tác nổ mìn khai thác mỏ Đèo Nai 39 3.2.1 Hiện trạng cơng tác nổ mìn mỏ Đèo Nai 39 3.2.2 Những thơng số nổ mìn áp dụng 41 3.2.3 Những nhận xét đánh giá 42 3.3 Những giải pháp nâng cao hiệu giảm thiểu tác dụng chấn động nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí - mỏ Đèo Nai 44 3.3.1 Những yêu cầu cơng tác nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí - Đèo Nai 44 3.3.2 Nh÷ng biƯn pháp nâng cao hiệu nổ mìn mỏ Đèo Nai 46 3.3.3 Những biện pháp giảm thiểu chấn động nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí – mỏ Đèo Nai 76 3.3.4 Các kết đo chấn động nổ mìn thực nghiệm khu vực Nam Lộ Trí – mỏ than Đèo Nai 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CP - Cổ phần ĐCCT - Địa chất cơng trình ĐCTV - Địa chất thủy văn HTKT - Hệ thống khai thác NTR - Nhũ tương rời TKV - Tập đồn cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Trong giai đoạn đất nước ta tiến hành thực công nghiệp hóa – đại hóa cách mạnh mẽ đòi hỏi nhu cầu sử dụng lượng, đặc biệt khoáng sản Than ngày gia tăng Để đáp ứng nhu cầu địi hỏi nghành khai khoáng phải liên tục đầu tư nghiên cứu, cải tiến công nghệ nhằm tăng suất lao động, giảm chi phí sản xuất, dây truyền cơng nghệ khai thác mỏ cơng tác nổ mìn khâu quan trọng Tuy nhiên, phá vỡ đất đá phương pháp khoan - nổ mìn gây nhiều tác động tới mơi trường chấn động, sóng khơng khí, đất đá bay, bụi khí độc,… Những tác động có hại này, ảnh hưởng khơng nhỏ tới khu vực dân cư xung quanh khu mỏ, đặc biệt khu dân cư đơng đúc, có nhiều cơng trình văn hóa, di tích lịch sử,… Thực tế, nhiều mỏ khai thác Than gặp khơng khó khăn trường hợp này, phải thu hẹp biên giới khai thác, giảm sản lượng, gây tổn thất không nhỏ tới hiệu hoạt động doanh nghiệp Chính việc chọn đề tài: “Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm thiểu chấn động tiến hành nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí – Cơng ty cổ phần than Đèo Nai-Vinacomin” cần thiết đáp ứng yêu cầu thực tế Mục tiêu đềtài - Đề biện pháp nhằm ngăn ngừa, hạn chế chấn động, đá văng sau nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí – Cơng ty cp than Đèo Nai - Đưa biện pháp để nâng cao hiệu cơng tác nổ mìn mỏ phục vụ tốt cho sản xuất Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu hoạt động khai thác mỏ làm sáng tỏ hiệu nổ mìn, ảnh hưởng chấn động sau nổ mìn tới khu vực dân cư liền kề ( Khu vực dân cư phường Cẩm Sơn) Phạm vi nội dung nghiên cứu - Tình hình khai thác lộ thiên công ty cổ phần than Đèo Nai – Vinacomin - Phân tích hiệu nổ mìn khai trường Nam Lộ Trí - Đánh giá ảnh hưởng chấn động nổ mìn khu vưc dân cư phường Cẩm Sơn – TP Cẩm Phả - Tỉnh Quảng Ninh - Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu nổ mìn giảm chấn động khu vực Nam Lộ Trí – cơng ty cổ phần than Đèo Nai - Vinacomin Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu: khảo sát thực địa, tham khảo kết nổ mìn cơng ty cổ phần than Đèo Nai - Phương pháp thông kê: thu thập, xử lý số liệu nổ mìn cơng Ty cổ phần than Đèo Nai – Vinacomin - Phương pháp tổng hợp, so sánh Ýnghĩa khoa học thực tiễn 6.1.Ý nghĩa khoa học - Tác giả nghiên cứu, tìm hiểu lựa chọn biện pháp nâng cao hiệu nổ mìn giảm thiểu tối đa tác dụng chấn động nổ mìn mỏ 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần nâng cao hiệu nổ mìn, giảm chấn động khai trường Nam Lộ Trí – công ty cổ phần than Đèo Nai 7 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận kiến nghị, luận văn gồm chương trình bày 103 trang với 17 hình 10 bảng CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại nổ mìn khai thác lộ thiên 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Trong năm gần ngành khai thác mỏ nước tiên tiến có nhiều nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường nổ mìn khai thác lộ thiên, cụ thể: - Sử dụng thiết bị có cơng suất lớn: Mỏ Aitik (Thụy Điển) sử dụng CAT – 9920 dung tích 9,5m3 Đema có dung tích gầu 18; 21; 22 26m3 Trước hết tăng cơng suất thiết bị xúc bóc tăng thơng số làm việc hệ thống khai thác, dẫn đến giảm số tầng bờ mỏ rút ngắn cung độ vận tải chung mỏ Tăng công suất thiết bị xúc bốc đồng nghĩa với mở rộng đường kính lỗ khoan, mở rộng mạng lưới lỗ mìn tăng suất phá đá Ngày nay, để chuẩn bị đất đá cho máy xúc có dung tích gầu 15  25m3 người ta chế tạo máy khoan có khả khoan sâu tới 45  60m với đường kính lỗ khoan 450  600mm Kết nghiên cứu mỏ lộ thiên Lêbêdinscki (Nga) cho thấy tăng đường kính lỗ khoan chi phí khoan nổ giảm xuống suất máy xúc tăng lên Kèm theo phát triển kinh tế ô nhiễm nặng nề môi trường sinh thái Quan tâm tới vấn đề đó, nhà chế tạo máy mỏ mong muốn tạo thiết bị đặc biệt để hình thành “cơng nghệ khai thác sạch”, loại bỏ khâu khoan nổ mìn – cơng nghệ vừa đắt tiền vừa ô nhiễm môi trường khỏi dây chuyền cơng nghệ khai thác lộ thiên Đó lí đời loại máy xới, máy xúc có gầu tích cực máy liên hợp phay cắt đất đá Máy xới thực chất máy ủi có cơng suất lớn, phía sau có gắn thêm  xới, để làm tơi đất đá mà khơng cần khoan nổ mìn Ngày nay, người ta chế tạo máy xới nặng 60  100tấn có cơng suất 350  600kw, xới sâu tới 1,6  1,8m đất đá có độ truyền âm tới 3000m/s Các máy xới có cơng suất trọng lượng phạm vi phải kể đến D – 11N hãng Caterpilar (Mỹ), D – 175A, D – 375A, D – 475A hãng Komatsu (Nhật), TT – 300P (Nga) Theo thống kê hoạt động thực tế mỏ đá Mỹ chi phí làm tơi 1m3 đất đá máy cày xới 40% chi phí khoan nổ mìn Như làm tơi đất đá máy cày xới khơng có hiệu kinh tế mà cịn giảm thiểu nhiễm mơi trường mỏ lộ thiên Từ năm 1993 hãng máy mỏ Uran (Nga) chế tạo đưa vào thử nghiệm thành cơng loại máy xúc có gầu tích cực Đây cơng trình nghiên cứu nhà nghiên cứu máy mỏ Nga Trên cở sở máy xúc EKG – 5A (đang sử dụng rộng rãi Việt Nam), người ta thay xen kẽ gầu cố định gầu tích cực (hoạt động nguyên lý búa chèn) vào gầu xúc, làm tăng thêm lực xúc cho máy với lượng lần đập gầu vào đất đá tới 2kJ Những năm gần Nga, CHLB Đức, Australia Mỹ cho đời loại thiết bị máy xúc bốc đất đá liên hợp phay cắt đất đá theo lớp, có cơng suất động từ 300  1200kw, chiều rộng luồng cắt từ 2,0  4,2m, chiều sâu cắt từ 150  600mm, cắt đất đá có độ bền 100Mpa với suất từ 230  2200T/h Theo kết hoạt động số mỏ Châu Âu cho thấy ưu điểm sử dụng loại máy khơng cần khoan nổ mìn nên nâng cao độ ổn định bờ mỏ giảm ô nhiễm môi trường Theo tờ Ugol 10/1995 (Nga) người ta nghiên cứu thành công chất phá đá NPV – 7B bao gồm vôi sống  chất phụ gia khác trộn với 89 - Tăng nhanh phá vỡ đất đá vùng lượng thuốc lượng lượng thuốc lan truyền vào - Có giao thoa dao động lan truyền từ lượng thuốc khác nổ vi sai - Để giảm đáng kể tác dụng chấn động sử dụng có hiệu lượng nổ, cần đảm bảo: + Nổ lượng thuốc vào thời điểm khối đá nổ lượng thuốc chưa bị phá vỡ hoàn toàn, trường hợp lượng sóng ứng suất nổ lượng thuốc có khả phá vỡ nhanh tốt khối đá gần lượng thuốc + Nổ với thời gian dãn cách cho giao thoa sóng lan truyền từ lượng thuốc khác tạo giảm mức độ dao động chấn động Trong trường hợp thời gian dãn cách nửa chu kỳ dao động lý tưởng + Sự thay đổi tốc độ chuyển dịch nổ vi sai đánh giá hệ số thay đổi chấn động c Trong trường hợp phân bố lượng thuốc nhóm thay đổi tốc độ dao động xác định khối lượng thuốc nhóm (Qnh = Q/N) giao thoa chấn động từ nhóm lượng thuốc khác Tốc độ dao động giảm mạnh (5 lần) tăng số lượng nhóm từ đến 12, tiếp tục tăng số nhóm tốc độ giảm chậm lại, tăng số nhóm từ 12 đến 30 tốc độ dao động giảm lần Thực nghiệm khẳng định: tốc độ dao động đất giảm mạnh thời gian dãn cách (ms)  = 105/Cp phù hợp với nó, khối lượng chung lượng thuốc là: Q = Qnh Nt 90 Trong đó: t = 0,3  1,0 Cơng thức sử dụng số nhóm  Nổ vi sai nhiều hàng khởi nổ liên tiếp lượng thuốc hàng sử dụng có hiệu trường hợp sau đây: - Đảm bảo nổ nhóm lượng thuốc với thời gian dãn cách khơng đổi Điều kiện cần thiết thời gian kích nổ lượng thuốc hàng nhỏ nhiều so với độ chậm hàng - Nổ liên tục nhóm lượng thuốc chi phí thuốc nổ khơng đổi đơn vị thời gian Trong trường hợp thời gian kích nổ lượng thuốc cuối nhóm trùng với lượng thuốc đầu nhóm - Nổ liên tục nhóm lượng thuốc với chi phí thuốc nổ thay đổi đơn vị thời gian, có khả thời gian kích nổ lượng thuốc hàng vượt thời gian hàng 3.3.3.3.3 Định vị tác dụng nổ Định vị tác dụng nổ nhằm mục đích giới hạn ảnh hưởng nổ trực tiếp khu vực chịu phá vỡ Khi nghiên cứu hạn chế tác dụng sóng ứng suất khối liền kề, hạn chế sóng đập khơng khí với mục đích giảm thơng số sóng khắc phục đá văng khỏi giới hạn theo tính tốn Định vị tác dụng nổ nổ mìn tạo biên: Nổ mìn tạo biên đảm bảo tính nguyên vẹn bề mặt tách khối đá ngồi biên Nổ mìn tạo biên khơng nhằm mục đích nhận mặt tách đặn mà khắc phục nứt nẻ khối đá Có phương pháp nổ tạo biên: nổ tạo biên thông thường nổ tạo khe sơ Mục tiêu chúng nhau, lĩnh vực sử dụng chúng khác nhau, khoảng cách lỗ mìn nổ tạo biên nhỏ nhiều so với 91 phương pháp nổ bình thường Điều kiện định hiệu nổ mìn tạo biên tạo lượng thuốc có tính chất đặc biệt Tạo khe sơ với mục đích đạt kết nổ tạo biên Những lỗ mìn biên nổ tạo khe sơ nối lượng thuốc Trong số trường hợp để nhận kết qủa tốt lỗ mìn nạp thuốc xen vào lỗ mìn khơng nạp thuốc Áp dụng phương pháp giảm nhiều tác dụng chấn động nổ (hình 4.5) Khe sơ giới han kích thước tâm chấn động giảm tác dụng chấnđộng nổ lượng thuốc Hình 3.12 Sơ đồ tạo thành tâm chấn động nổ tạo khe sơ Khi nổ tạo khe sơ mỏ lộ thiên, sử dụng lỗ khoan đường kính 80  160 mm mật độ nạp thường 0,5 kg/m Trong đất đá có f = 14 cứng hơn, để có chất lượng tốt sử dụng kết cấu lượng thuốc phân đoạn xuất phát từ tính tốn đảm bảo mật độ nạp thuốc 1,5  1,7 kg/m2 (theo bề mặt khe) Hạn chế tác dụng nguy hại cách phát triển hợp lý cơng tác mỏ Tính nguy hại tác dụng nổ biện pháp bảo vệ bên cạnh vị trí nổ cơng trình cần bảo vệ Sự phát triển hợp lý công tác mỏ điều kiện quan trọng làm giảm nguy hại nổ mìn đến mức nhỏ có cơng trình cần bảo vệ gần vị trí nổ 92 Ở mỏ lộ thiên có diện tích lớn phần trung tâm xa bờ mỏ, phân tán hướng phát triển nổ không ảnh hưởng nhiều đến cơng trình xung quanh Tuy nhiên nhiều trường hợp, vấn đề quan trọng thiết kế hướng phát triển công tác mỏ hợp lý lựa chọn hướng khởi nổ cho tác dụng nguy hại nổ mìn nhỏ ảnh hưởng định hướng nổ khối đá thể phạm vi bán kính nhỏ lần chiều dài khối Điều có khả xảy đối tượng cần bảo vệ cơng trình phân bố trực tiếp bờ mỏ 3.3.3.3.4 Sử dụng chắn sóng để bảo vệ cơng trình Màn chắn sóng chấn động lớp đất đá, vật liệu khác khơng khí có độ cứng truyền âm khác với đất đá nổ mìn, tạo vùng tác dụng nổ cơng trình cần bảo vệ Khi có chắn sóng, cường độ chấn động giảm sóng phản xạ từ bề mặt chắn tắt chắn Tốc độ dao động sau chắn thường giảm  lần Điều cho phép tăng khối lượng thuốc đảm bảo an toàn chấn động lên  lần Điều kiện thuận lợi bảo vệ cơng trình khỏi chấn động tạo khe hồn tồn có chiều rộng đảm bảo Có thể tạo khe cách nổ tạo khe hàng loạt lượng thuốc gần Chiều rộng cần thiết khe xác định dịch chuyển phần tử đất đá nổ luượng thuốc phá vỡ đất đá Phân tích hiệu bảo vệ chấn động cơng trình tạo chắn khe sơ cho thấy: Tác dụng chắn độ cao thể khoảng cách 10  115m Với khoảng cách 45 m, phương pháp nổ với chắn cho tiêu giống phương pháp nổ tạo khe sơ 93 Để nâng cao hiệu chắn, theo bình đồ cần vượt q kích thước cơng trình, cịn theo phương thẳng đứng cơng trình phải nằm vùng tối sóng chấn động (hình 3.13) 2 Hình 3.13 Sơ đồ chuyển động đất tạo chắn (1) gần cơng trình bảo vệ (2) 3.3.3.4 Những giải pháp cụ thể để tăng hiệu giảm tác dụng chấn động nổ mìn khu Nam Lộ Trí - mỏ than Đèo Nai Căn vào điều kiện ĐCTV - ĐCCT, tính chất lý đất đá, vào trạng khai thác trạng công tác nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí - mỏ than Đèo Nai tác giả nhận thấy áp dụng giải pháp sau để tăng hiệu giảm thiểu tác dụng chấn động nổ mìn : Áp dụng triệt để phương pháp nổ chậm nổ vi sai Nâng cao hiệu sử dụng lượng nổ để đập vỡ đất đá Sử dụng sơ đồ nổ hướng khởi nổ hợp lý Tạo chắn sóng chấn động nổ mìn Nếu áp dụng đồng giải pháp tăng quy mô đợt nổ giảm đáng kể tác dụng chấn động tới môi trường xung quanh 94 3.3.3.4.1 Áp dụng phương pháp nổ chậm nổ vi sai Phương pháp chủ yếu để giảm tác dụng chấn động sử dụng phương pháp nổ chậm nổ vi sai Theo kết nghiên cứu Nga, nổ chậm (với thời gian dãn cách >1s) tác dụng chấn động coi độc lập nhóm lượng thuốc Khi nổ vi sai với thời gian dãn cách  20ms, lượng thuốc tổng không hạn chế, khối lượng thuốc nhóm khơng vượt 2/3 khối lượng thuốc nổ an toàn chấn động nổ tức thời Để tính bán kính an toàn vùng nguy hiểm chấn động nổ vi sai với thời gian dãn cách  20ms, công ty nổ mìn cơng nghiệp Nga giới thiệu công thức: - Trong trường hợp nổ lần: R c 10 Q ;m N - Trong trường hợp nổ lặp lại nhiều lần: R c  29 Q ;m N Trong đó: N- Số lượng nhóm nổ vi sai Q- Lượng thuốc nổ tổng cộng (kg) N  Trên sở kết nghiên cứu, mỏ Núi Béo đề nghị sử dụng thời gian dãn cách nhóm nổ vi sai 100ms, tăng số lượng nhóm N, tối thiểu N = 95 3.3.3.4.2 Nâng cao hiệu sử dụng lượng nổ đập vỡ đất đá vùng đập vỡ Mục đích cơng tác nổ mìn khai thác mỏ lộ thiên phá vỡ đất đá với độ cục u cầu Vì sử dụng tồn lượng nổ để đập vỡ đất đá hiệu cơng tác nổ mìn cao Khi khơng cịn lượng hao phí để gây dạng cơng vơ ích, có sóng chấn động Muốn nâng cao hiệu sử dụng lượng nổ cần áp dụng tất giải pháp như: sử dụng loại chất nổ hợp lý,sử dụng thơng số nổ mìn hợp lý, sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai với sơ đồ nổ, thời gian dãn cách hướng khởi nổ hợp lý, khoanh vùng tác dụng nổ triệt để 3.3.3.4.3 Sử dụng sơ đồ nổ hướng truyền nổ hợp lý Vị trí tương đối bãi nổ so với cơng trình cần bảo vệ ảnh hưởng đến tác dụng chấn động lượng thuốc cơng trình Ví dụ cơng trình phía sườn bãi nổ lượng thuốc tăng lên lần (khi hướng truyền nổ phía cơng trình) tăng lên  lần (khi hướng truyền nổ ngược lại) Cịn cơng trình đầu bãi nổ hướng truyền nổ dọc theo khối nổ từ phía cơng trình lượng thuốc tăng lên lần Vì nổ bãi mìn gần cơng trình bảo vệ phải xem xét kỹ, giới hạn quy mô mà cần lựa chọn sơ đồ nổ, điểm khởi nổ hướng lan truyền nổ hợp lý Khi lập hộc chiếu khoan nổ cần xem xét cụ thể để công trình năm bên sườn bãi mìn, tách bãi mìn thành nhiều nhóm với tổng lượng thuốc nhóm Khởi nổ bãi mìn vị trí phía cơng trình, hướng truyền nổ phía xa cơng trình Những sơ đồ nổ tham khảo phụ lục 96 3.3.3.4.4 Tạo chắn sóng nổ Để giảm tác dụng chấn động, sử dụng phương pháp nổ mìn có chắn đất đá bị phá vỡ Để bảo vệ cơng trình gần bãi mìn cần tạo khe bảo vệ, định biên bãi mìn Khe có chiều sâu lớn chiều sâu móng cơng trình 1,2  1,5 lần Sử dụng phương pháp giảm tác dụng chấn động nổ  lần Đối với mỏ Núi Béo sử dụng phương pháp nổ mìn tạo biên với tạo khe ban đầu (hình 3.14) Phương pháp tạo khe ban đầu có hàng lỗ khoan biên nổ trước Do khoảng cách lỗ khoan biên nhỏ nên nứt nẻ tạo thành đường phân bố lượng thuốc Để nâng cao chất lượng tạo biên, lỗ khoan chứa thuốc phân bố lỗ khoan không nạp thuốc W b b a Hình 3.14 Nổ mìn tạo biên Lỗ khoan biên (tạo khe ban đầu) Lỗ khoan khấu (phá vỡ đất đá) Với phương pháp này, tốt nổ lỗ khoan biên trước khoan lỗ khoan khấu Nếu khơng thực điều lỗ 97 khoan biên cho nổ trước so với lỗ khoan lại, với thời gian dãn cách 75  100ms 3.3.4 Các kết đo chấn động nổ mìn thực nghiệm khu vực Nam Lộ Trí – mỏ than Đèo Nai Trên sở giải pháp đề xuất nhằm tăng hiệu giảm chấn động nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí, tác giả tham gia theo dõi giám sát cán kĩ thuật Cục Kỹ thuật an tồn mơi trường cơng nghiệp, cán kỹ thuật công ty CN HCM Cẩm Phả tiến hành nổ thực nghiệm vụ nổ với tổng số thuốc nổ : 64411kg Sử dụng máy đo chấn động Blastmate III Instantel – Canada sản xuất có thông số : - Dải đặc tần số : từ ÷ 200 Hz ; - Thang đo vận tốc phần tử tối thiểu : từ 0,1 ÷254 mm/s ; - Thang đo mức âm : từ 100 ÷ 148 dB Quá trình giám sát ảnh hưởng nổ mìn khai trường lộ thiên mỏ than Đèo Nai sử dụng máy đo Các đầu Geo cố định cách đào hố chôn chặt, Mcrophone cắm hướng thẳng đến vị trí nổ mìn Khoảng cách từ vị trí bãi mìn đến máy đo xác định máy GPS Trong điều kiện thời tiết thuận lợi, trình đo đạc thực ba điểm đo với cao độ trung bình +70 vị trí đặt máy : - vị trí : nhà bảo vệ trạm cân băng - Vị trí : cổng nhà ơng Phạm Văn đồn - Vị trí : khu vực trạm cân Qua kết nổ mìn thu ta rút nhận xét sau : 98 Ảnh hưởng địa hình : Cao điểm vị trí nổ mìncao so với cao điểm đặt máy đo chấn động vị trí nhà dân từ 50 tới 150 mét Do sóng chấn động máy đo ghi lại chủ yếu sóng đứng (Vert) sóng dọc (Long) cịn sóng ngang (Tran)giảm mạnh Kết đo tốc độ dao động phần tử thấp nhiều so với ngưỡng chấn động cho phép Tần số dao động phần tử truyền từ bãi nổ tới cơng trình tương đối thấp, thường 2,5 đến Hz nằm dải tần số thấp việc chọn tốc độ dao động phần tử cần phải thấp nhiều so với tiêu chuẩn cho phép Điều 25 QCVN 02 :2008/BCT Theo đó, sóng chấn động truyền đất đá có tần số thấp nên khả ảnh hưởng tới công trình, nhà dân lớn, lựa chọn lượng thuốc nổtưc thời phù hợp làm giảm sóng chấn động đến khu dân cư cần thiết Cao độ vị trí nổ cao nhiều cao độ nhà khu vực dân cư Do vị trí nổ mìn hạ xuống mức thấp cao độ cần thiết phải điều chỉnh lại lượng nổ tưc thời theo hướng giảm xuống nhằm giảm sóng chấn động đến cơng trình khu dân cư Ảnh hưởng thiêt kế nổ mìn: Tần số trội dao động phương thẳng đứng (V) phương nằm ngang (T) có xu hướng cao tần số dao động phương lại Ở bãi nổ hộ chiếu : 1134/ +175.NLT ĐN/HCNM-KNM 1138/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM có lượng nổ tức thời tương đối lớn (gần 2500 kg/cấp) nằm phía vị trí bãi nổ hộ chiếu số 1127/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM nổ nên đất đá khu vực bị nứt vỡ làm cắt đường truyền sóng dẫn đến hệ tốc độ dao động phần tử thu từ bãi nổ giảm rõ rệt Như 99 trường hợp bãi nổ bị cắt đứt đường truyền (như bị cách hào khu vực đất đá làm tơi) chắn sóng chấn động truyền đến cơng trình qua khu vực từ bãi nổ giảm Khi so sánh bãi nổ sóng chấn động truyền xa tần số dao động giảm rõ rệt (mức độ nguy hiểm tăng lên) càn ý đến địa chất bãi mìn cho nổ vi sai (độ cứng đất đá cao số dao động cao) Bảng 3.9 Bảng liệt kê bãi mìn đo giám sát ảnh hưởng nổ mìn TT Hộ chiếu nổ 1127/+175.NLT Thời gian nổ Quy mơ bái mìn Q, kg Lượng thuốc nổ Phương pháp tức thời nổ mìn lớn 20/7/2011 9312 1188 Vi sai phi điện 21/7/2011 9755 2497 Vi sai phi điện 22/7/2011 20426 2489 Vi sai phi điện 23/7/2011 10660 666 Vi sai phi điện 27/7/2011 14258 1298 Vi sai phi điện ĐN/HCNM-KNM 1134/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM 1138/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM 1146/+145.NLT ĐN/HCNM-KNM 1173/+160.NLT ĐN/HCNM-KNM Sau kết đo bãi nổ thí nghiệm 100 Bảng 3.10 Bảng kết đo tốc độ tần số dao động cơng trường Nam Lộ Trí Quy mơ bãi Kết đo tậi vị trí máy mìn/ STT Số hộ chiếu M áy K.Lượng thuốc nổ M áy PVS PSPL (mm/s) (dB) 19.64 8.83 666 13.32 20426/2489 654 10660/666 14258/1298 D(m) Ds 9312/1188 677 9755/2497 cấp vi sai M áy PVS PSPL (mm/s) (dB) 20.75 6.09 705 14.11 106(3.3) 699 12.6 122(2.9) 10.8 110(2.8) D(m) Ds 119(5.3) 715 3.1 111(3.8) 13.12 2.85 481 18.64 577 16.03 PVS PSPL (mm/s) (dB) 14.36 6.1 120(3.8) 497 9.94 3.12 114(2.0) 127(5.9) 501 10.06 14.7 124(2.9) 9.67 123(2.9) 338 13.11 15.5 123(2.2) 6.47 114(2.0) 434 12.05 7.52 119(2.2) D(m) Ds 122(4.8) 495 0 14.01 9.25 523 20.28 622 17.27 (kg) 1127/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM 1134/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM 1138/+175.NLT ĐN/HCNM-KNM 1146/+145.NLT ĐN/HCNM-KNM 1173/+160.NLT ĐN/HCNM-KNM Chú thích: Cột PVS giá trị 8.83 có nghĩ tốc độ dao động phần tử đất đá 8.83mm/s; Cột PSPL có giá trị 119(5.3) có nghĩ là: Mức áp âm 119 dB, giá trị ngoặc (5.3) tần số dao động tương ứng tính Hz 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Khoan nổ mìn khâu dây truyền cơng nghệkhai thác mỏ lộ thiên, đóng góp phần lớn nhiệm vụ hoàn thành sản lượng hàng năm mỏ Tuy nhiên khoan nổ mìn gây yếu tố có hại tác động xấu tới mơi trường sống mà ngành khai thác mỏ nói chung cần đặc biệt quan tâm Để nâng cao hiệu giảm thiểu tác dụng chấn động nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí – mỏ than Đèo Nai cần tiến hành: Cần đánh giá cụ thể tác động tới mơi trường nổ mìn Cần tiến hành lựa chọn loại chất nổ phương tiện nổ hợp lý cho loại đất đá, lựa chọn phương pháp nổ mìn thơng số nổ mìn hợp lý cho khu vực ứng với loại đất đá, loại chất nổ sử dụng đường kính lỗ khoan Cần thiết phải áp dụng biện pháp giảm tác dụng chấn động nổ mìn để bảo vệ cơng trình xung quanh Những biện pháp là: - Nâng cao hiệu sử dụng lượng nổ để đập vỡ đất đá - Áp dụng triệt để phương pháp nổ mìn vi sai - Sử dụng sơ đồ nổ hướng khởi nổ hợp lý - Tạo chắn sóng chấn động nổ Kiến nghị: Để áp dụng có hiệu giải pháp nêu địi hỏi phải có thống phối hợp chặt chẽ Công ty cp than Đèo Nai Công ty CNHCM Cẩm Phả từ lập hộ chiếu khoan lập hộ chiếu nổ Đặc biệt q trình thi cơng địi hỏi phải có kiểm tra, giám sát chặt chẽ cán kỹ thuật coi nhiệm vụ bắt buộc hai đơn vị 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình ấu – Nhữ Văn Bách (1996).Phá vỡ đất đá khoan nổ mìn, nhà xuất giáo dục Nguyễn Đình ấu, Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyển, Nguyễn Đình An, Nổ mìn kỹ thuật an tồn sử dụng vật liệu nổ cơng nghiệp, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội Nhữ Văn Bách (2003), Nâng cao hiệu phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn khai thác mỏ, Nhà xuất Giao thông vận tải Nhữ Văn Bách (2006), Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả, giảm thiểu chấn động nổ mìn mỏ Núi Béo, Trung tâm NCTN khai thác mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Công ty hóa chất mỏ (1994, 1996, 2002), Thuốc nổ cơng nghiệp phụ kiện nổ, Hà Nội Hồ Sĩ Giao (1999), Thiết kế mỏ lộ thiên, NXB Giáo dục Nguyễn Sỹ Hội (2003), Nghiên cứu giải pháp cơng nghệ khoan nổ mìn nhằm giảm ảnh hưởng xấu đến môi trường, Luận văn tiến sỹ kỹ thuật, Hà Nội Liên hiệp hội khoa học kỹ thuật Việt Nam (2006), Cẩm nang công nghệ thiết bị mỏ, Quyển I, Khai thác mỏ lộ thiên, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Lê Văn Quyển (2009), Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, 10 Lê Văn Quyển (2007), Nghiên cứu xây dựng thơng số kỹ thuật khoan nổ mìn hợp lý, phù hợp với điều kiện địa chất, trang thiết bị khai thác đơn vị khai thác lộ thiên khu vực Quảng Ninh, Hà nội 11 Lê Văn Quyển (2003), Giáo trình phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn, 103 12 Trần Mạnh Xuân (1993), Giáo trình trình sản xuất mỏ lộ thiên, Hà Nội 13 Trần Mạnh Xuân (2000), Bài giảng công nghệ khai thác mỏ lộ thiên, Hà Nội 14 Andrew Scott (1996), Open Pit Blast Design Analysis and Optimisation, National Library of Australia Cataloguing ... NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TĂNG HIỆU QUẢ NỔ, GIẢM TÁC DỤNG CHẤN ĐỘNG KHI NỔ MÌN Ở KHU VỰC NAM LỘ TRÍ – MỎ THAN ĐÈO NAI 3.1 Đặc điểm địa chất – Tự nhiên khu mỏ Khu vực Nam Lộ Trí - Mỏ than Đèo Nai. .. cao hiệu nổ mìn giảm chấn động khu vực Nam Lộ Trí – công ty cổ phần than Đèo Nai - Vinacomin Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu: khảo sát thực địa, tham khảo kết nổ mìn cơng ty cổ. .. nâng cao hiệu nổ mìn mỏ Đèo Nai 46 3.3.3 Những biện pháp giảm thiểu chấn động nổ mìn khu vực Nam Lộ Trí – mỏ Đèo Nai 76 3.3.4 Các kết đo chấn động nổ mìn thực nghiệm khu vực Nam Lộ