Xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho một số mỏ vật liệu xây dựng khu vực nghệ an hà tĩnh

Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Lê đức ánh xác định tiêu thc nỉ hỵp lý cho mét sè má VËt liƯu x©y dùng khu vùc nghƯ an - hμ tÜnh ln văn thạc sĩ kỹ thuật H Nội, 2008 Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Lê đức ánh xác định tiêu thuốc nổ hợp lý cho số mỏ Vật liệu xây dựng khu vực nghệ an - h tĩnh Chuyên ngành: Khai thác Mỏ Mà số: 60.53.05 luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngời hớng dẫn khoa học: gs -TS nhữ văn bách H Nội, 2008 ii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày 08 tháng năm 2008 Tác giả luận văn Lê §øc ¸nh iii Mơc lơc Néi dung Trang Trang phơ bìa i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị mở đầu Chơng 1: trạng công tác khai thác v khoan nổ mìn mỏ VLXD viƯt nam 1.1 TÝnh chÊt c¬ lý mét sè loại đá VLXD Việt Nam 1.2 Tình hình phân bố sản lợng khai thác mỏ khai thác đá Việt Nam 1.3 Công nghệ khai thác đồng thiết bị 1.4 Dự báo nhu cầu sử dụng chất nổ khai thác đá VLXD cđa ViƯt Nam 10 Ch−¬ng 2: c¬ së khoa học v quan điểm xác định tiêu thuốc nổ 12 2.1 Vai trò ý nghĩa tiêu thuốc nổ nổ mìn 12 2.2 Một số khái niƯm vỊ chØ tiªu thc nỉ 16 2.2.1 ChØ tiªu thuốc nổ tính toán 16 2.2.2 Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế 17 2.2.3 Chỉ tiêu thuốc nổ tơng ứng víi phƠu nỉ chn 18 2.2.4 ChØ tiªu thc nỉ chuẩn 18 2.2.5 Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý 19 2.3 Phân tích đánh giá công trình nghiên cøu chØ tiªu thc nỉ 19 iv 2.3.1 2.3.2 2.4 2.4.1 2.4.2 2.5 Đánh giá công trình nghiên cứu tác giả nớc Đánh giá công trình nghiên cứu tác giả Việt Nam Một số nhận xét đánh giá công trình nghiên cứu tiêu thuốc nổ Một số nhận xét đánh giá công trình nghiên cứu tiêu thuốc nổ đà đợc công bố Những vấn đề tồn công trình nghiên cøu vỊ chØ tiªu thc nỉ Néi dung nghiªn cøu đề tài luận văn 19 28 30 30 32 33 Chơng 3: Nghiên cứu lựa chọn phơng pháp 34 xác định tiêu thuốc nổ hợp lý 3.1 Bản chất vật lý trình phá vỡ đất đá nổ mìn 34 3.1.1 Quá trình phá vỡ đất đá mềm yếu 34 3.1.2 Quá trình phá vỡ đất đá cứng đồng 36 3.1.3 Cơ cấu phá vỡ đất đá cứng nứt nẻ: 39 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Nghiên cứu xác lập mức độ quan hệ tiêu thuốc nổ với yếu tố ảnh hởng Nghiên cứu lựa chọn chất nổ lấy làm tiêu chuẩn, phơng pháp tính đổi thay đổi chất nổ sử dụng Nghiên cứu xác lập mối quan hệ tiêu thuốc nổ với tính chất lý đất đá Nghiên cứu xác lập mối quan hệ tiêu thuốc nổ với thông số nổ mìn 42 47 52 55 v 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.3 3.3.1 3.3.2 Nghiªn cứu xác lập mối quan hệ tiêu thuốc nổ với phơng pháp điều khiển nổ Nghiên cứu xác lập mức độ quan hệ tiêu thuốc nổ với mức độ đập vỡ Nghiên cứu xác lập mèi quan hƯ cđa chØ tiªu thc nỉ víi viƯc bảo vệ môi trờng sinh thái Nghiên cứu, lựa chọn phơng pháp xác định tiêu thuốc nổ hợp lý Phân tích, đánh giá phân loại yếu tố ảnh hởng đến tiêu thuốc nổ hợp lý Nghiên cứu xây dựng phơng pháp xác định tiêu thuốc nổ hợp lý 61 65 72 77 77 78 Chơng 4: Xác định tiêu thuốc nổ v thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá vôi Hong Mai b, 83 tỉnh Nghệ An 4.1 Khái quát chung công tác khai thác đá VLXD tỉnh Nghệ An 83 4.1.1 Công tác khai thác đá vật liệu xây dựng 83 4.1.2 Hiện trạng công tác khoan nổ mìn 84 Nghiên cứu mỏ đá vôi Hoàng Mai B 84 4.2 4.2.1 Đặc điểm tự nhiên 4.2.2 Đặc điểm khoáng sàng 85 4.2.3 Tính chất lý 86 4.2.4 Đặc điểm kỹ thuật khai thác 86 4.2.5 Thông số Hệ thống khai thác 86 vi 4.3 Hiện trạng đánh giá công tác khoan nổ mìn mỏ đá vôi Hoàng Mai B 87 4.3.1 Hiện trạng công tác khoan nổ mìn 87 4.3.2 Phân loại đá mỏ Hoàng Mai B theo độ khó khoan khó nổ 89 4.3.3 Lựa chọn chất nổ phơng pháp xác định tiêu thuốc nổ 90 4.4 Xác định thông số khoan nổ mìn cho mỏ đá vôi Hoàng Mai 92 4.4.1 Đờng kháng chân tầng 92 4.4.2 Khoảng cách lỗ khoan 93 4.4.3 Khoảng cách hàng lỗ khoan 94 4.4.4 Chiều sâu khoan thêm 94 4.4.5 Chiều cao cột bua 94 4.4.6 Mật độ nạp thuốc 95 4.4.7 Suất phá đá 95 4.4.8 Số hàng khoan 95 4.4.9 Số lỗ khoan hàng 95 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 Xác định tiêu thuốc nổ hợp lý cho số mỏ khác địa bàn tỉnh Nghệ An Hà tĩnh Công ty Cổ phần Đờng Nghệ An mỏ đá Ryolit Rú Mợu Hng Nguyên - Nghệ An Xí nghiệp đá Hoàng Mai Mỏ đá vôi - Đôlômit, Hoàng Mai, Quỳnh Lu, Nghệ An Công ty TNHH Xuân Quỳnh Mỏ đá vôi xây dựng Lèn Chùa, Quỳnh Lu Công ty TNHH Thanh Xuân Mỏ đá vôi Lèn Chùa, Quúnh L−u: 96 97 97 98 98 vii 4.5.5 4.5.6 4.5.7 4.5.8 C«ng ty TNHH Kim Long Vang – Má đá vôi Lèn Hội Sơn, Anh Sơn: Xí nghiệp sản xuất VLXD Hồng Lam - Đá Granit Hồng Lĩnh, thị xà Hồng Lĩnh, tỉnh Hà Tĩnh Công ty CP Phát triển Công nghiệp XLTM H Tĩnh - Đá Granit Hồng Lĩnh, thị xà Hồng Lĩnh, tỉnh Hà Tĩnh Công ty Khai thác đá vôi Yabashi Việt Nhật - Đá vôi trắng Châu Cờng, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ 99 99 100 100 Công ty Khai thác đá vôi Hong Mai A Nhà máy ximăng 4.5.9 Nghi Sơn, thị trÊn Hoµng Mai, hun Qnh L−u, tØnh NghƯ 101 An Kết luận - kiến nghị 102 Ti liệu tham khảo 104 viii danh mục bảng TT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Bảng đặc tính lý số loại đá làm VLXD Bảng sản lợng khai thác số mỏ VLXD Việt Nam (không tính mỏ đá cung cấp cho ximăng) Thông số hệ thống khai thác mỏ đá vôi Hoàng Thạch Thông số hệ thống khai thác mỏ đá vôi Hồng sơn - Đồng Giao Thông số hệ thống khai thác mỏ đá vôi Hồng sơn - Đồng Giao Bảng hệ số qui chuyển thuốc nổ Bảng tiêu thuốc nổ áp dụng mỏ Nghệ An Hà Tĩnh Đặc tính kỹ thuật số chất nổ sản xuất Việt Nam Đặc tính kỹ thuật số chất nổ nớc nhập vào Việt Nam Bảng so sánh tính kỹ thuật chất nổ lấy làm tiêu chuẩn Việt Nam nớc Đặc tính lợng hai loại chất nổ Trôtyl Amônít Bảng hệ số chuyển đổi sử dụng chất nổ Chỉ tiêu thuốc nổ q, kg/m3 phụ thuộc vào khoảng cách tơng đối lợng thuốc: m = a/W Thành phần cỡ hạt đống đá nổ phụ thuộc vào tiêu thuốc nổ cấu tạo lợng thuốc Bảng thành phần sản phẩm khí nổ phụ thuộc vào xung khởi nổ Bảng sản phẩm khí độc phụ thuộc vào môi trờng nổ Bảng liệt kê thiết bị khai thác mỏ Hoàng Mai B Bảng thông số khoan nổ mìn mỏ Hoàng Mai B Bảng 1.2 Bảng 1.3 B¶ng 1.4 B¶ng 1.5 B¶ng 2.1 B¶ng 2.2 B¶ng 3.1 B¶ng 3.2 B¶ng 3.3 B¶ng 3.4 B¶ng 3.5 B¶ng 3.6 B¶ng 3.7 B¶ng 3.8 B¶ng 3.9 B¶ng 4.1 B¶ng 4.2 Bảng 4.3, 4.4, 4.5 Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho mỏ Hoàng Mai B Bảng 4.6 Bảng thông số nổ mìn mỏ Hoàng Mai sau nghiên cứu, điều chỉnh Bảng 4.7 đến 4.14 tiêu thuốc nổ hợp lý cho số mỏ khác địa bµn tØnh NghƯ An vµ Hµ tÜnh 8 20 29 44 45 48 49 50 59 68 74 74 87 88 91 -92 96 97 - 101 ix danh mục hình vẽ, đồ thị TT Hình 2.1 Tên hình vẽ, đồ thị Tỉ lệ cục đá lớn (quá cỡ) phụ thuộc vào tiêu thuốc nổ đờng kính lợng thuốc khác đất đá đồng Trang 12 Hình 2.2 Tỉ lệ đá cỡ phụ thuộc vào tiêu thuốc nổ loại đất đá có độ nổ khác I, II, III, IV - Cấp đất đá theo độ nổ 12 Hình 2.3 Chỉ tiêu thuốc nổ lần hai phụ thuộc vào tiêu thuốc nổ lần 14 Hình 2.4 Sự thay đổi chi phí sản xuất phụ thuộc vào tiêu thuốc nổ 15 Hình 2.5 Sự thay đổi giá thành sản xuất theo tiêu thuốc nổ 16 Hình 2.6 Biểu đồ V = f(q) xác định tiêu thuốc nổ q 21 Hình 2.7 Sự phụ thuộc số đập vỡ vào độ bền nén đất đá khoảng cách trung bình khe nứt 23 Hình 2.8 Quy luật phân bố cỡ hạt 25 Hình 3.1 Trình tự phá vỡ đất đá mềm nổ mìn 35 Hình 3.2 Sơ ®å ph¸ ®Êt ®¸ cøng ®ång nhÊt xung quanh lợng thuốc 37 Hình 3.3 Sơ đồ tạo thành nứt nẻ hớng tâm nứt nẻ vòng xung quanh lợng thuốc 38 Hình 3.4 Sơ đồ tạo thành sóng phản xạ bề mặt tự 39 Hình 3.5 Sơ đồ giảm trị số ứng suất nổ lợng thuốc đất đá nứt nẻ 40 Hình 3.6 Sơ đồ phản xạ sóng chấn động từ bề mặt tự 41 Hình 3.7 Quan hệ đờng cản đờng kính lợng thuốc 56 Hình 3.8 Sự phụ thuộc tiêu thuốc nổ vào khoảng cách lợng thuốc 60 Hình 3.9 Sự phụ thuộc tiêu thuốc nổ vào khoảng cách tơng đối lợng thuốc 60 H×nh 3.10 Sù giao thoa cđa sãng øng st nổ mìn vi sai 63 94 4.4.3 Khoảng cách hàng lỗ khoan (b) Khoảng cách hàng lỗ khoan đợc xác định nh sau: - Khi nổ theo mạng tam giác đều: b = 0,86a - Khi nổ theo mạng ô vuông: b = a 4.4.4 Chiều sâu khoan thêm (Lkt) Chiều sâu khoan thêm đợc xác định nh sau: Lkt = Kkt.dt, m Trong đó: Kkt- hệ số khoan thêm - Với đất đá cứng trung bình hệ số Kkt = 8ữ10 - Với đất đá cứng hệ số Kkt = 10ữ15 4.4.5 Chiều cao cột bua (Lb) Chiều cao cột bua đợc xác định theo điều kiện an toàn, đảm bảo không bua Lb = 0,75 W (trờng hợp nạp liên tục) Hoặc Lb = (20 ữ 30) dlk 4.4.6 Mật độ nạp thuốc (g) Mật độ nạp thuốc đợc xác định nh sau: g = 7,85.d2 Δ , kg/m Trong ®ã: d - đờng kính lỗ khoan, dm; - tỷ trọng thuốc kg/dm3 95 4.4.7 Suất phá đá (P) Hàng ngoài: P= a.h.[w + (n − 1)b ] , m3/m nLk Trong đó: n - số lợng hàng lỗ khoan Chiều réng d·i khÊu: A = W+( n-1)b Ln = ChiÒu dài bÃi nổ: Q ìT Aì h Trong đó: Q - Năng suất ngày đêm máy xúc m3/ngđ T- số ngày cần thiết xúc hết đống đá nổ (5 ữ ngày với máy xúc thuỷ lực 10 -15 ngày với máy xúc điện) 4.4.8 Số hàng khoan n= A W +1 b 4.4.9 Số lỗ khoan hàng Nh = Lk +1 a 4.4.10 Số lỗ khoan bÃi Nh = n.Nh Thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá vôi Hoàng Mai B sau có nghiên cứu điều chỉnh thể hịên bảng 4.6 96 Bảng 4.6 Bảng thông số nổ mìn mỏ Hoàng Mai sau nghiên cứu, điều chỉnh TT Thông số Đơn vị Giá trị mm 105 Đờng kính lỗ khoan Chiều cao tầng m 10 Chiều cao lỗ khoan m 11,5 Đờng kháng chân tầng m 3.8 Khoảng cách lỗ m 3.8 Khoảng cách hàng m 3.8 Chiều sâu khoan thêm m 1,5 Chiều sâu lỗ khoan m 11,5 Số hàng lỗ khoan 10 Chiều rộng bloc nổ 11 ChØ tiªu thc nỉ 12 m 11 kg/m3 0,42 Khối luợng thuốc lỗ khoan kg 60,6 13 ChiÒu cao cét thuèc m 6,6 14 ChiÒu cao cét bua m 4,9 15 Khoảng cách an toàn R m + Cho ng−êi + Cho thiÕt bÞ 300 150 Theo kinh nghiệm nổ mìn Liên Xô (cũ) mỏ lộ thiên, đất đá có khối nứt lớn, việc tăng chất lợng nổ thể độ đồng tỷ lệ cỡ hạt trung bình có kích thớc nhỏ quan trọng Chính đề án lựa chọn mạng nổ mìn dạng bố trí lỗ khoan theo hình ô vuông thích hợp Chỉ tiêu thuốc so với tiêu thuốc mỏ sử dụng giảm 4% Tỷ lệ đá cỡ dự báo giảm