Nghiên cứu lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá cho một số mỏ đá xây dựng ở khu vực miền bắc việt nam

.m Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học mỏ - Địa chất *** Vũ đạt Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc Việt Nam Chuyên ngành : Khai thác mỏ Mà số : 60.53.05 luận văn thạc sỹ kỹ thuật Cán hớng dẫn khoa học TS Nguyễn Đăng Tế hµ néi : 2010 Mơc lơc NéI DUNG Trang Trang phơ b×a I Lêi cam ®oan II Môc lôc III Danh mơc c¸c b¶ng biĨu IV Danh mục hình vẽ, đồ thị V PHầN mở đầu Tính cấp thiết đề tài Mục đích, đối tợng phạm vi nghiên cứu Néi dung nghiªn cøu Phơng pháp nghiên cứu ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Những đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn Chơng 1: Tổng quan công tác nổ mìn khai thác đá xây dựng khu vực Miền B¾c ViƯt Nam Đặt vấn đề 1.1 Tình hình chung công tác nổ mìn mỏ lộ thiên 1.1.1 Lịch sử phát triển công tác nổ mìn 1.1.2 Công tác nổ mìn mỏ lộ thiên 1.2 Phân loại phơng pháp nổ mìn mỏ lộ thiên 1.2.1 Phơng pháp nổ mìn lỗ khoan lớn 1.2.2 Phơng pháp nổ mìn lỗ khoan nhỏ 1.2.3 Theo phơng pháp điều chỉnh mức độ ®Ëp ®Êt ®¸ 1.2.4 Theo đối tợng cần phá vỡ mỏ 15 1.3 Sơ lợc tình hình khai thác thông số khoan nổ mìn số mỏ khai thác vật liệu xây dựng khu vực Miền Bắc Việt Nam.18 1.3.1 Đánh giá sơ công tác nổ mìn khai thác đá làm vật liệu xây dựng khu vực Miền Bắc ViÖt Nam 18 1.3.2 Các loại vật liệu nổ đợc sử dụng công tác nổ mìn mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng khu vực miền bắc Việt Nam 19 1.3.3 Sơ lợc trạng thông số nổ mìn khai thác mỏ đá Hồng Sơn - Bút Sơn (Hà Nam), Phơng Nam Uông Bí (Quảng Ninh) 21 1.3.4 Sơ lợc trạng thông số nổ mìn khai thác mỏ đá Ao Ngơm- Hữu lũng- Lạng Sơn 23 1.3.5 Sơ lợc thông số nổ mìn khai thác mỏ đá xây dựng Minh Quang - Bảo Quân - Tam đảo - Vĩnh Phóc 24 Ch−¬ng :Những yếu tố tự nhiên kỹ thuật có ảnh hởng đến việc lựa chọn thông số khoan nổ mìn cho số mỏ đá xây dựng khu vùc MiỊn B¾c ViƯt Nam 28 Đặt vấn đề 28 2.1 Những yếu tố tự nhiên kỹ thuật có ảnh hởng đến việc lựa chọn thông số khoan nổ mìn 2.1.1 nh hởng yu t tự nhiên việc lựa chọn thông sè khoan nỉ m×n 28 2.1.2 ảnh hởng yếu tố kỹ thuật công nghệ việc lựa chọn thông số khoan nổ m×n 44 2.2 ảnh hởng yếu tố tổ chức kinh tế đến hiệu công tác nổ mìn 63 Ch−¬ng Tính toán xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng MiỊn B¾c ViƯt Nam 64 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Tổng kết số phơng pháp xác định thông số nổ mìn 65 3.2.1 Xác định thông số nổ mìn theo kich thớc cỡ hạt yêu cầu 65 3.2.2 Xác định theo lợng chất nổ 67 3.2.3 Xác định theo tiêu thuốc næ chuÈn 68 3.2.4 Xác định thông số nổ mìn hợp lý theo mức độ đập vỡ yêu cầu độ nứt nẻ đất đá 69 3.3 Xác định thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu nổ mìn theo phơng pháp tác giả 74 3.3.1: §Êt ®¸ cøng dång nhÊt 74 3.3.2 Đất đá cứng khe, hang nøt nỴ 87 Chơng 4: ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tÕ 91 4.1 øng dông kÕt nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu nổ mìn cho mỏ đá Ao Ngơm - Lạng Sơn 92 4.1.1 Sơ lợc tình hình địa chất trạng khai thác mỏ 92 4.1.2 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá Ao Ngơm - Hữu lũng - Lạng Sơn 92 4.2 ứng dụng kết nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu nổ mìn cho mỏ đá Minh Quang Tam đảo Vĩnh Phúc 98 4.2.1 Sơ lợc tình hình địa chất trạng khai thác mỏ 98 4.2.2 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá Minh Quang - Tam đảo - Vinh Phúc 100 4.3 ứng dụng kết nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu nổ mìn cho mỏ đá Phơng Nam - Uông Bí Quảng Ninh 105 4.3.1 Sơ lợc tình hình địa chất trạng khai thác mỏ 105 4.3.2 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá Phơng Nam 106 * KÕt luËn 112 * Tµi liƯu tham kh¶o 113 danh mục biểu bảng Trang Bảng 1.1 Các thông số hệ thống khai thác số mỏ đá 22 Bảng 1.2 Các thông số hệ thống khai thác mỏ đá Ao ngơm 24 Bảng 1.3 Các thông số hệ thống khai thác mỏ ®¸ Minh Quang 25 B¶ng 1.4 Các thông số hệ thống khai thác mỏ đá Bảo Quân 25 Bảng 2.1 Phân loại đất đá theo mức độ nứt nẻ 36 Bảng 2.2 Phân loại đất đá Prôtôđiacônốp 40 Bảng 2.3 Phân loại đất đá theo độ khoan 41 Bảng 2.4 Phân loại đất đá theo ®é nỉ 43 Bảng 3.1 Khả công nổ tơng đối chất nổ .66 Bảng 4.1 Các thông số khoan nổ mìn mỏ đá Ao ngơm- Hữu lũng- Lạng Sơn 92 Bảng 4.2 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá cứng đồng để áp dụng mỏ đá Ao Ngơm 95 Bảng 4.3 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá khe hang, nứt nẻ để áp dụng mỏ đá Ao Ngơm 98 Bảng 4.4 Các thông số khoan nổ mìn mỏ đá xây dựng Minh Quang - Tam đảo - Vĩnh Phúc 99 B¶ng 4.5 B¶ng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá cứng đồng để áp dụng mỏ đá Minh Quang 103 Bảng 4.6 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá khe hang, nứt nẻ để áp dụng mỏ đá Minh Quang 105 Bảng 4.7 Các thông số khoan nổ mìn mỏ đá Phơng Nam - Uông Bí - Quang Ninh 106 Bảng 4.8 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá cứng đồng để áp dụng mỏ đá Phơng Nam 109 B¶ng 4.9 B¶ng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá khe hang, nứt nẻ để áp dụng mỏ đá Phơng Nam 111 danh mục hình vẽ đồ thị Trang Hình 1.1: Sơ đồ thông số phân bố lỗ khoan lớn tầng nổ mìn Hình 1.2: Sơ đồ thông số phân bố lỗ khoan tầng mỏ lộ thiên Hình 1.3: Vùng đập vỡ điều chỉnh nổ phân đoạn lợng thuốc 10 Hình 1.4: Sơ đồ næ vi sai 11 Hình 1.5: Sơ đồ nổ vi sai lỗ khoan 12 Hình 1.6: Sơ đồ chuẩn bị nổ mìn tầng cao 13 Hình 1.7: Sơ đồ nổ mìn môi trờng nén 14 Hình 1.8: Sơ đồ khoan lỗ khoan gần 15 Hình 1.9: Sơ đồ nổ mìn tạo biên tầng mỏ 17 Hình 1.10: Sơ đồ phá đá cỡ nổ mìn không cần khoan 17 Hình 1.11: Sơ đồ nổ phá đá cỡ lỗ khoan 18 Hình 2.1: Hớng phá đá so với mặt sờn tầng 35 Hình 2.2: Các phơng tiện nổ mìn đốt 50 Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo kíp điện 49 H×nh 2.4: a : Sơ đồ cấu tạo dây nổ 51 b :S¬ ®å ®Êu ghÐp m¹ng nỉ vi sai nỉ dây nổ 52 Hình 2.5: a: Sơ đồ đấu nối ngòi nổ PRIMADET LLHD xuống lỗ khoan vào dây truyền nổ mặt đất 53 b : Sơ đồ mạng nổ phi điện tầng mỏ 53 Hình 2.6: Sơ đồ thông số phân bố lỗ khoan tầng mỏ lộ thiên 54 Hình 2.7: Sự thay đổi áp lùc næ theo thêi gian 59 Hình 2.8: Những lợng thuốc lỗ khoan đợc phân đoạn cột không khí 60 Hình 2.9: Sự thay đổi áp lực khÝ næ theo thêi gian 62 Hình 3.1: Sự phụ thuộc tỷ lệ đá cỡ vào tiêu thuốc nổ đường kính nổ khác 64 Hình 3.2: Biểu đồ xác định tiêu thuốc nổ q 67 Hình 3.3: Sự phụ thuộc số đập vỡ vào độ bền nén đất đá khoảng cách trung bình khe nứt 68 Hình 3.4: Quy luật phân bố cì h¹t 69 Hình 3.5: Sơ đồ tính toán thông số tầng mỏ lộ thiên 74 Hình 3.6: Sơ đồ mạng nổ mìn vi sai qua hàng 86 Hình 3.7: Sơ đồ thông số lồ khoan có nhiều khe hang nứt nẻ tầng mỏ lộ thiên 87 Hình 3.8: Sơ đồ cấu trúc nạp lợng thuốc nổ ống nhựa qua khe, nứt nẻ tầng mỏ lộ thiên 89 Hình 4.1: Sơ đồ áp dụng cấu trúc nạp lợng thuốc nổ ống nhựa qua khe, nứt nẻ tầng mỏ lộ thiên 96 Hình 4.2: Đá cỡ xuất mỏ đá Minh Quang - Tam Đảo - Vĩnh Phúc theo thông sè nỉ m×n cị 100 Hình 4.3: Kết nổ mìn theo bảng thông số nổ mìn hợp lý mỏ đá Minh Quang - Tam Đảo - Vĩnh Phúc 104 LờI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Hà nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn vũ đạt 99 Mỏ đá Minh Quang thuộc mỏ lộ thiên sờn đồi núi dốc thoải, có qui mô khai thác nhỏ trung bình, Mỏ Minh Quang thuộc Công ty cổ phần Tân Phát Đất đá mỏ thuộc loại Riôlit, nứt nẻ có f = - 12 Hệ thống khai thác khấu theo lớp dốc nghiêng cắt tầng nhỏ hệ thống khai thác lớp vận tải trực tiếp, cung cấp cho nhà máy, cho công trình giao thông xây dựng Về công tác nổ mìn: Mỏ sử dụng phơng pháp nổ mìn vi sai qua hàng, phơng tiện phơng pháp khởi nổ lợng thuốc dây nổ điện nổ lần ( Xử lý đá cỡ, mô chân tầng ) Bảng 4.4: Các thông số khoan nổ mìn mỏ đá xây dựng Minh Quang - Tam đảo - Vĩnh Phúc Loại thuốc d a b w H Lk α lb (mm) (m) (m) (m) (m) (m) (độ) (m) f C nổ tỷ q1 (m) träng kg/m3 ∆(kg/m3) 105 3,0 3,0 3,0 10 11,0 80 2,5 - A§ - 0,4 095, ữ1,05 Trong đó: d - Đờng kính lỗ khoan ( mm) - Đờng kháng chân tầng: W (m) a - Khoảng cách lỗ ( m) - Chiều sâu lỗ khoan: Lk ( m) b - Khoảng cách hàng ( m) - Chiều cao bua : lb( m) H- Chiều cao tầng công tác( m) - Góc nghiêng sờn tầng: () f - Hệ số độ cứng đất đá - Khoảng cách an toàn mép tầng: C (m) Kết nổ để lại nhiều đá cỡ (12 ữ15%), gây chấn động sóng va đập không khí mạnh, xuất nhiều đá bay xa thờng làmb rung chuyển số nhà xởng, trạm đập nghiền Nguyên nhân thông số nổ mìn tính toán cha hợp lý 100 Hình 4.2 Đá cỡ xuất mỏ đá Minh Quang - Tam Đảo Vĩnh Phúc theo thông số nổ mìn cũ 4.2.2 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá Minh Quang Tam đảo - Vĩnh Phúc Căn vào trạng khai thác mỏ, tác giả đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý vào mỏ nh sau: a ứng dụng toán đất đá cứng đồng Chỉ tiêu thuốc nổ q (kg/m3) q=(0,77.10-8σn+0,345)(0,6+3,3.10-3dodc)γd/2.6(do/dk)2/5e; kg/m3 Trong ®ã: do- KÝch th−íc trung bình khối nứt, = 0,9 m; dc- §−êng kÝnh l−ỵng thc, dc = 90 mm; dk- KÝch thớc cỡ hạt hợp qui cách, dk = 0.305, m n- Giới hạn bền nén đất đá, n = 1,4 N/m2; d - Mật độ đất đá, d = 2,68 T/m3; e- Khả công nổ chất nổ ( Bảng 3.1) Loại thuốc nổ sử dụng Amônít- AD1; e = 0,99 Công thức đảm bảo xác định đợc tiêu thuốc nổ đảm bảo kích thớc cỡ hạt yêu cầu loại đất đá, kích thớc làm việc thiết bị xúc bốc - vận tải cụ thể, loại chất nổ sử dụng đảm bảo giữ đợc tổng chi phí khai thác vïng nhá nhÊt Thay sè vµo (4.1) ta cã: 101 q = (0,77.10-81,4+0,345)(0,6+3,3.10- 0,9.0,09)2,65/2.6(0,9/0,305)2/5.0,99 q = 0,42 , kg/m3 Đờng cản chân tầng WCT (m) Đờng kháng chân tầng đợc tính toán theo công thức sau: WCT = 53k T d T ∆ (1,6 − 0,5m ) , m d e đây: kT Hệ số kể tới độ nứt nẻ đất đá, kT = ữ 1,25 (trị số nhỏ ứng với đất đá nhóm IV, V trị số lớn ứng với đất ®¸ nhãm I, II); kT = 1,2 ∆ - MËt độ nạp thuốc lỗ khoan (T/m3); = 1,1 §èi víi thc nỉ AD1 dT - §−êng kÝnh l−ỵng thuèc,mm; dT = 0,09, m ρd - MËt ®é ®Êt đá; T/m3; d = 2,65 T/m3 e Khả công nổ tơng đối chất nổ (so với Amônit phá đá số 1AD1, e =0,99); m - Hệ số làm gần lỗ khoan hàng, tuỳ chọn theo nhóm đất đá: Nhóm I: m = 1,2 ữ 1,25; Nhãm II: m = 1,1 ÷ 1,15; Nhãm III: m = 1; Nhãm IV, V: m = 0,9 ÷ Ta chän m = 1,2- nỉ m×n vi sai Thay sè vµo (4.2) ta cã: Wct = 3,4 ; m Khoảng cách lỗ khoan (a) hàng lỗ khoan (b) a = mWCT = 1,2.3,4 = 4,0 ; m ta bố trí mạng lỗ khoan tam giác tăng đợc thể tích vùng đập vỡ so với mạng ô vuông 30%, lợng nổ phân bố khối đá đợc nổ Vì chọn sử dụng mạng lỗ khoan tam giác đều, khoảng cách hàng lỗ khoan là: b = a sin 60 = 0,87 a = 0,87 mWCT = 0,87.4,0 = 3,5 m; Nh− ta ®· biÕt : m = a/w = 1,2 102 Thùc tÕ lỗ khoan đứng lấy m = 0,8ữ1,1 Còn lỗ khoan nghiêng m = 0,9ữ1,3 Khi nổ vi sai theo sơ đồ đờng chéo giá trị thực tế m tăng lên đến Chiều sâu khoan thêm lKT (m) Chiều sâu khoan thêm đợc tính toán theo công thức sau: lkt = 10d = 10 0,105 = 1,0 m ; ChiÒu cao cét bua lb (m) Theo N.V Kutuzôv V.I Gusin, chiều cao cột bua xác định theo công thức: lb = kb.d = 25,0.0,105 = 2,7 m; Trong ®ã: kB – Hệ số chiều cao cột bua ứng với loại đất đá (kB= 25 ữ 40), với loại đất đá xây dựng thì: Đất đá nhóm II: Ta chọn kB = 25; d - Đờng kính lỗ khoan, d = 105 mm ChiÒu cao cét thuèc lt (m) lt = Q = 59,0 / 7,0 = 8,4 ;m P Trong đó: Q - Lợng thuốc nạp cho lỗ khoan, kg Với lỗ khoan hàng QN = q.a.WCT.H = 0,42.4,0.3,4.10 = 57,0; kg Với lỗ khoan hàng QT = q.a.b.H = 0,42.4,0.3,5.10 = 59,0; kg Trong ®ã: H - Chiều cao tầng khai thác (m); H = 10; m P- Sức chứa thuốc nổ m lỗ khoan, kg/m; Mµ: P = 7,85.d2t.∆.kn = 7,85.(0,09)2.1,1.1,0 = 7,0 kg/m kn - Hệ số tính đến điều kiện nạp thuèc ( N¹p thuèc bao gãi kn = d2t/d2 , không bao gói- kn = 1); dt- Đờng kính thái thuèc, mm; dt = 90mm d - §−êng kÝnh lỗ khoan, d = 105 mm 103 Chiều dài lỗ khoan LK (m) LK = H + lKT = 10 + 1,0 = 11,0 m Việc xác định thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất ®¸ cøng ®ång nhÊt ®Ĩ ¸p dơng cho má ®¸ Minh Quang thể bảng 4.5 Bảng 4.5 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá cứng đồng để áp dụng mỏ đá Minh Quang Loại thuốc d a b w H (mm) (m) (m) (m) (m) Lk Q lb (m) (kg) (m) f C nỉ vµ tû q (m) träng kg/m3 ∆(kg/m3) 105 4,0 3,5 3,4 10 11,0 59,0 2,7 7-9 AĐ-1 0,42 1,1 Trong đó: d - Đờng kính lỗ khoan ( mm) - Đờng kháng chân tầng: W (m) a - Khoảng cách lỗ ( m) - Chiều sâu lỗ khoan: Lk ( m) b - Khoảng cách hàng ( m) - ChiÒu cao bua : lb( m) H- ChiÒu cao tầng công tác( m) - Góc nghiêng sờn tầng: () f - Hệ số độ cứng đất đá - Khoảng cách an toàn mép tầng: C (m) q - ChØ tiªu thc nỉ thùc tÕ ( kg/ m3) Hình 4.3 Kết nổ mìn theo bảng thông số nổ mìn hợp lý mỏ đá Minh Quang - Tam Đảo - Vĩnh Phúc b ứng dụng vào toán đất đá nứt nẻ, khe hang Tính toán tơng tự nh phần b- Mục 4.1.2 ta có: 104 Với điều kiện thông số nêu trên, ta có lợng thuốc nổ tính theo phơng án ban đầu nh sau: gọi Q khối lợng thuốc nổ dài liên tục lỗ khoan, kg; V thể tích lợng thuốc nổ nạp lỗ khoan, m3; mật độ nạp thuốc lỗ khoan, kg/m3, ta có: Q = V., kg Mặt khác ta lại có: πd2c V = (lt – lkh) , m3; Trong đó: dc- Đờng kính lợng thuốc , m; dc = 0,09 - Mật độ nạp thuốc lỗ khoan, kg/m3 ; = 1,1 lt- Chiều dài lợng thuốc nổ tÝnh theo (4.8) ta cã: lt = 8,4 ; m Trong ®ã: kB – HƯ sè chiỊu cao cét bua ứng với loại đất đá (kB= 25 ữ 40), với loại đất đá xây dựng thì: Đất đá nhóm II: Ta chän kB = 25; dc - §−êng kÝnh èng nhùa, dc = 90 mm lkh- ChiỊu dµi khe, nứt nẻ lỗ khoan, m; lkh = 1,5; m Thay giá trị vào biểu thức (4.11) (4,12) ta cã : πd2c Q = (lt – lkh) .∆ = (8,4 – 1,5).3,14.(0,09)2.1,1/4 = 48,0 ; kg Nh vậy, muốn nâng cao đợc hiệu nổ phải tính chọn loại thuốc nổ, giảm đợc giá thành, giảm đợc chấn động nổ mà đảm bảo đợc hiệu phá vỡ đất đá theo mong muốn Việc xác định thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá nứt khe, nứt nẻ để áp dụng cho mỏ đá Minh Quang thể bảng 4.6 Bảng 4.6 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá khe hang, nứt nẻ để áp dụng mỏ đá Minh Quang 105 Lo¹i thuèc d a b w H (mm) (m) (m) (m) (m) Lk Q α lb lt lkh næ tỷ q (m) (kg) (độ) (m) (m) (m) trọng kg/m3 ∆(kg/m3) 105 4,0 3,5 3,4 10 11,0 48,0 85 2,6 8,4 1,5 A§ - 0,42 1,1 4.3 øng dụng kết nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu nổ mìn cho mỏ đá Phơng Nam -Uông Bí - Quang Ninh 4.3.1 Sơ lợc trạng thông số nổ mìn khai thác mỏ đá Phơng Nam Uông Bí (Quảng Ninh) Sau tiến hành nghiên cứu nổ mìn thực nghiệm mỏ đá, tác gi¶ cã mét sè nhËn xÐt chung nh− sau: - Về điều kiện địa hình, địa chất: Là mỏ đá xây dựng kiểu đồi núi thấp, có quy mô khai thác nhỏ Về tình hình địa chất thuỷ văn khu mỏ không ảnh hởng nhiều đến công nghệ khai thác, mỏ địa hình tơng đối cao thoát nớc phơng pháp tự chảy Nớc mặt chủ yếu nớc ma Nớc ma đợc chảy tập trung vào suối chảy xung quanh mỏ - Hiện mỏ Phơng Nam - Uông Bí (Quảng Ninh) áp dụng thông số hệ thống khai thác theo lớp - Về công nghệ khai thác: Thiết bị mỏ sử dụng: Máy xóc Kobelco SK 310, dung tÝch 1,6 m3; Sollar 210 , dung tÝch 1,2 m3 ; Komazsu PC 300, dung tich 1,6 m3 M¸y khoan:M¸y khoan ROC- 442 PC; M¸y khoan БMK- 5; M¸y khoan CБY- 100L; Bóa khoan (P - 17) - Về công tác nổ mìn: Mỏ sử dụng phơng pháp nổ mìn vi sai qua hàng, phơng tiện, phơng pháp khởi nổ lợng thuốc dây nổ điện 106 Bảng 4.7 Các thông số khoan nổ mìn mỏ đá Phơng Nam - Uông Bí - Quang Ninh Lo¹i thuèc d a b w H (mm) (m) (m) (m) (m) Lk Q (m) (kg) f lb C nỉ vµ tû q (m) (m) träng kg/m3 ∆(kg/m3) 89 3,5 3,5 3,5 10 11,5 48,0 - 3,5 2,5 AĐ - 0,35 1,0 Trong đó: d - Đờng kính lỗ khoan ( mm) - Đờng kháng chân tầng: W (m) a - Khoảng cách lỗ ( m) - Chiều sâu lỗ khoan: Lk ( m) b - Khoảng cách hàng ( m) - ChiỊu cao bua : lb( m) H- ChiỊu cao tÇng công tác( m) - Góc nghiêng sờn tầng: () f - Hệ số độ cứng đất đá - Khoảng cách an toàn mép tầng: C (m) q - Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế ( kg/ m3) 4.3.2 Xác định thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá Phơng Nam Uông Bí - Quang Ninh Căn vào trạng khai thác mỏ, tác giả đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý vào mỏ nh sau: a ứng dụng toán đất đá cứng đồng nhÊt ChØ tiªu thc nỉ q (kg/m3) q=(0,77.10-8σn+0,345)(0,6+3,3.10-3dodc)γd/2.6(do/dk)2/5e; kg/m3 Trong đó: do- Kích thớc trung bình khối nứt, = 0,8 m; dc- Đờng kính lợng thuốc, dc = 85 mm; dk- Kích thớc cỡ hạt hợp qui cách, dk = 0.30, m n- Giới hạn bền nén đất đá, n = 1,3 N/m2; d - Mật ®é cđa ®Êt ®¸, γd = 2,65 T/m3; 107 e- Khả công nổ chất nổ ( Bảng 3.1) Loại thuốc nổ sử dụng Amônít- AD1; e = 0,99 Công thức đảm bảo xác định đợc tiêu thuốc nổ đảm bảo kích thớc cỡ hạt yêu cầu loại đất đá, kích thớc làm việc thiết bị xúc bốc - vận tải cụ thể, loại chất nổ sử dụng đảm bảo giữ đợc tổng chi phí khai thác vùng nhỏ Thay sè vµo (4.1) ta cã: q = (0,77.10-81,3+0,345)(0,6+3,3.10-3.0,8.0,085)2,65/2.6(0,8/0,30)2/5.0,99 q = 0.4 , kg/m3 Đờng cản chân tầng WCT (m) Đờng kháng chân tầng đợc tính toán theo công thøc sau: WCT = 53k T d T ∆ (1,6 0,5m ) , m d e đây: kT Hệ số kể tới độ nứt nẻ đất đá, kT = ữ 1,25 (trị số nhỏ ứng với đất đá nhóm IV, V trị số lớn ứng với đất đá nhóm I, II); kT = 1,0 - Mật độ nạp thuốc lỗ khoan (T/m3); ∆ = 1,1 §èi víi thc nỉ AD1 dT - §−êng kÝnh l−ỵng thc,mm; dT = 0,85, m ρd - Mật độ đất đá; T/m3; d = 2,65 T/m3 e Khả công nổ tơng đối chất nổ (so với Amônit phá đá số 1AD1, e =0,99); m - Hệ số làm gần lỗ khoan hàng, tuỳ chọn theo nhóm đất đá: Nhóm I: m = 1,2 ÷ 1,25; Nhãm II: m = 1,1 ÷ 1,15; Nhãm III: m = 1; Nhãm IV, V: m = 0,9 ữ Ta chọn m = 1,2- nổ mìn vi sai Thay sè vµo (4.2) ta cã: Wct = 3,0 ; m Khoảng cách lỗ khoan (a) hàng lỗ khoan (b) a = mWCT = 1,2.3,0 = 3,6 ; m 108 ta bố trí mạng lỗ khoan tam giác tăng đợc thể tích vùng đập vỡ so với mạng ô vuông 30%, lợng nổ phân bố khối đá đợc nổ Vì chọn sử dụng mạng lỗ khoan tam giác đều, khoảng cách hàng lỗ khoan là: b = a sin 60 = 0,87 a = 0,87 mWCT = 0,87.3,6 = 3,2 m; Nh− ta ®· biÕt : m = a/w = 1,2 Thực tế lỗ khoan đứng lấy m = 0,8ữ1,1 Còn lỗ khoan nghiêng m = 0,9ữ1,3 Khi nổ vi sai theo sơ đồ đờng chéo giá trị thực tế m tăng lên đến Chiều sâu khoan thêm lKT (m) Chiều sâu khoan thêm đợc tính toán theo công thức sau: lkt = 10d = 10 0,89 = 0,9 m ; Chiều cao cột bua lb (m) Theo N.V Kutuzôv V.I Gusin, chiều cao cột bua xác định theo công thøc: lb = kb.d = 35,0.0,89 = 3,2 m; Trong ®ã: kB – HƯ sè chiỊu cao cét bua øng với loại đất đá (kB= 25 ữ 40), với loại đất đá xây dựng thì: Đất đá nhóm II: Ta chọn kB = 35; d - Đờng kính lỗ khoan, d = 89 mm ChiÒu cao cét thuèc lt (m) lt = Q = 45,0 / 6,0 = 7,6 ;m P Trong đó: Q - Lợng thuốc nạp cho lỗ khoan, kg Với lỗ khoan hàng QN = q.a.WCT.H = 0,38.3,6.3,0.10 = 43,0; kg Với lỗ khoan hµng QT = q.a.b.H = 0,38.3,6.3,2.10 = 45,0; kg Trong đó: H - Chiều cao tầng khai thác (m); H = 10; m 109 P- Søc chøa thuèc næ m lỗ khoan, kg/m; Mà: P = 7,85.d2t..kn = 7,85.(0,085)2.1,1.1,0 = 6,0 kg/m kn - HÖ sè tÝnh ®Õn ®iỊu kiƯn n¹p thc ( N¹p thc bao gãi kn = d2t/d2 , không bao gói- kn = 1); dt- §−êng kÝnh thái thuèc, mm; dt = 85mm d - Đờng kính lỗ khoan, d = 89 mm Chiều dài lỗ khoan LK (m) LK = H + lKT = 10 + 0,9 = 10,9 m ViƯc x¸c định thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá cứng đồng để áp dụng cho mỏ đá Phơng Nam thể bảng 4.8 Bảng 4.8 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá cứng đồng để áp dụng mỏ đá Phơng Nam Lo¹i thuèc d a b w H (mm) (m) (m) (m) (m) Lk Q lb (m) (kg) (m) f C nỉ vµ tû q (m) träng kg/m3 ∆(kg/m3) 89 3,6 3,2 3,0 10 11,0 45,0 3,2 6-8 A§-1 0,40 1,1 Trong đó: d - Đờng kính lỗ khoan ( mm) - Đờng kháng chân tầng: W (m) a - Khoảng cách lỗ ( m) - Chiều sâu lỗ khoan: Lk ( m) b - Khoảng cách hàng ( m) - Chiều cao bua : lb( m) H- Chiều cao tầng công tác( m) - Góc nghiêng sờn tầng: () f - Hệ số độ cứng đất đá - Khoảng cách an toàn mép tầng: C (m) q - ChØ tiªu thc nỉ thùc tÕ ( kg/ m3) b ứng dụng vào toán đất đá nứt nẻ, khe hang 110 Tính tơng tự nh mục b- Phần 4.1.2 với điều kiện nêu trên, ta có l- ợng thuốc nổ tính theo phơng án ban đầu nh sau: gọi Q khối lợng thuốc nổ dài liên tục lỗ khoan, kg; V thể tích lợng thuốc nổ nạp lỗ khoan, m3; mật độ nạp thuốc lỗ khoan, kg/m3, ta có: Q = V., kg Mặt khác ta l¹i cã: V = (lt – lkh) πd2c , m3; Trong đó: dc- Đờng kính lợng thuốc , m; dc = 0,85 - Mật độ nạp thuốc lỗ khoan, kg/m3 ; = 1,1 lt- Chiều dài lợng thuốc nổ tính theo (4.8) ta có: lt = 7,6 ; m Trong ®ã: kB – HƯ sè chiều cao cột bua ứng với loại đất đá (kB= 25 ữ 40), với loại đất đá xây dựng thì: Đất đá nhóm II: Ta chọn kB = 35; dc - §−êng kÝnh èng nhùa, dc = 85 mm lkh- Chiều dài khe, nứt nẻ lỗ khoan, m; lkh = 0,7; m Thay giá trị vào biểu thøc (4.11) vµ (4,12) ta cã : πd2c Q = (lt – lkh) .∆ = (7,6 – 1,0).3,14.(0,085)2.1,1/4 = 37,0 ; kg Việc xác định thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá nứt khe, nứt nẻ để áp dụng cho mỏ đá Ao ngơm thể bảng 4.9 111 Bảng 4.9 Bảng xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho toán đất đá khe hang, nứt nẻ để áp dụng mỏ đá Phơng Nam Lo¹i thuèc d a (mm) (m) 89 3,6 b w H Lk Q α lb lt lkh nỉ vµ tû q (m (m (m (m) (kg) (®é (m) (m) (m träng kg/m3 ) ) ) ) ∆(kg/m3) 3,2 3,0 10 1,0 A§ - ) 11,0 37,0 85 3,3 7,6 0,40 1,1 Trên kết ứng dụng thông số nổ mìn hợp lý vào số mỏ đá xây dựng đặc biệt mỏ Ao ngơm- Hữu lũng- ( Lạng sơn), mỏ Minh Quang- Tam đảo- Vĩnh Phúc mỏ Phơng Nam- Uông Bí- Quảng Ninh mỏ đá xây dựng thuộc khu vùc MiỊn B¾c ViƯt Nam 112 KÕt ln Trong công tác khai thác đá làm vật liệu xây dựng nói riêng, đà có nhiều công trình nhiều tác giả nớc nghiên cứu Nhng việc nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc Việt Nam cha có đề tài đề cập đến Luận văn với đề tài Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc Việt Nam Là công trình nghiên cứu diện hẹp nhng có ý nghĩa lớn công tác nổ mìn nói riêng công tác khai thác mỏ nói chung Với kết nghiên cứu đa ra, luận văn đà giải đợc vấn đề sau: 1- Tổng kết, phân loại, hệ thống hoá công tác khai thác đá số mỏ khu vực Miền Bắc nớc ta 2- Nghiên cứu, phân tích xác định yếu tố ảnh hởng đến chất lợng hiệu công tác nổ mìn khai thác đá làm vật liệu xây dựng 3- Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý đảm bảo phù hợp với điều kiện địa chất, tính chất lý loại đá, hệ thống khai thác, môi trờng mỏ để nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc nớc ta 4- Hoàn thiện ứng dụng thông số nổ mìn hợp lý vào số mỏ đá xây dựng đặc biệt mỏ Ao ngơm- Hữu lũng- ( Lạng sơn), mỏ Minh Quang- Tam đảo- Vĩnh Phúc mỏ Phơng Nam- Uông Bí- Quảng Ninh mỏ đá xây dựng thuộc khu vực Miền Bắc Việt Nam 5- Trên sở nghiên cứu lý thuyết thực tế sản suất, tác giả đà tính toán, xác định lựa chọn thông số nổ mìn chung cho loại đá đà đợc khai thác làm vật liệu xây dựng số mỏ khu vực Miền Bắc Việt Nam Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể mỏ mà lựa chọn thông số nổ mìn cho phù hợp Kết nghiên cứu luận văn góp phần hoàn thiện công tác nổ mìn khai thác đá làm vật liệu xây dựng khu vực Miền Bắc nói riêng nớc nói chung 113 Tài liệu tham khảo Nhữ Văn Bách (1990), Phá vỡ đất đá phơng pháp khoan nổ mìn, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà nội Nhữ Văn Bách (1994), Nâng cao hiệu phá vỡ đất đá nổ mìn điều kiện khác nhau, Bài giảng cho cao học khai thác mỏ, Đại học Mỏ Địa chất, hất Mỏ (1996) Công Ty Hoá Chất Mỏ (1996), Thuốc nổ công nghiêp phụ kiện nổ, Tập phụ trơng Tạp chí than Việt Nam Công Ty Hoá Chất Than ViƯt Nam, Hµ Néi Hå SÜ Giao (1999), ThiÕt kế mỏ lộ thiên, NXB Giáo dục, Hà Nội 6.Trần Xuân Hà (1999), Bảo vệ môi trờng khai thác mỏ, Bài giảng cho cao học khai thác mỏ, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Hoàng Bá Năng (1999), Hoá học vô cơ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Lê Ngọc Ninh (2009),Nghiên cứu thông số cấu trúc lợng thuốc lỗ mìn nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá bảo vệ môi trờng số mỏ lộ thiên Việt Nam Luận án Tiến sỹ, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Ngọc Ninh (2002), Nghiên cứu tác dụng bua mìn nhằm nâng cao hiệu phá vỡ đất đá bảo vệ môi trờng khai thác mỏ lộ thiên, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 10 Lê Văn Quyển (2000), Nghiên cứu hoàn thiện thông số nổ mìn mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ- Địa chất- Hà Nội 11 Trần Mạnh Xuân (2000), Hệ thống khai thác mở vỉa khoáng sàng, Bài giảng dùng cho lớp cao học ngành khai th¸c má ... Nghiên cứu đánh giá thông số nổ mìn số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc - Nghiên cứu xác định lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao đợc hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc. .. thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao đợc hiệu phá vỡ đất đá mỏ nói 2.2 Đối tợng đề tài - Đối tợng đề tài thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc. .. đạt mở đầu Tính cấp thiết đề tài Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu phá vỡ đất đá cho số mỏ đá xây dựng khu vực Miền Bắc Việt Nam Một số nhà khoa học đà nghiên cứu để