Thiết kế sơ bộ khai thác khu Đông mỏ đồng Sin Quyền: Nghiên cứu xác định thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn

Khái quát về nước mặt vùng mỏ, nước mưa và địa hình

Ngành Khai thác lộ thiên Granitbiôtit bị Migmatit hoá bị phá huỷ nhiều hơn so với đá Granitôgơnai và càng giàu nươc hơn đới cấu tạo của đá có dạng dải, nhiều thân quặng kẹp lẫn trong đá, rìa thân quặng luôn luôn bị phá vỡ, theo đường phương thân quặng tầng chứa nước giảm từ Bắc xuống Nam. Đá granitognai phân bố phần rìa thân quặng hoặc giữa thân quặng, ở phần Đông Nam đá vỡ vụn, phần Tây Bắc đá đặc xít, rắn chắc, chiều dày đới đá biến chất trao đổi chứa quặng khá lớn, nói chung là từ 0,5-100m, đá gốc ổn định, đá horblendit chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ, đá đặc xít, khá rắn chắc.

Tài liệu địa chất

Chế độ làm việc trên mỏ

Ncn: Số ngày nghỉ chủ nhật trong năm là 25 ngày Nlt: Số ngày nghỉ lễ, tết trong năm là 10 ngày.

Loại thiết bị sử dụng trên mỏ 1. Thiết bị khoan và vật liệu nổ

Xác định hệ số bóc giới hạn K gh

• Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc K gh ≥ K bg

Khai trường mỏ khu Đông mỏ đồng Sin Quyền là khai trường hở nên góc nghiêng bờ mỏ chỉ bao gồm ba phía: Bờ mỏ phía trụ và bờ mỏ mở đầu khai trường phía Tây Bắc có góc nghiêng γt= 550, bờ mỏ phía vách có góc nghiêng γv= 430. + Sau khi xác định được chiều sâu cuối cùng của mỏ trên các lát cắt ngang, nếu chiều sâu này thay đổi thì ta phải đưa các kết quả này vào mặt cắt dọc và tiến hành điều chỉnh đáy mỏ sao cho đảm bảo chiều dài và các khu vực công.

Trữ lượng khoáng sản có ích và đất đá bóc trong biên giới 1.Các chỉ tiêu tính trữ lượng

Do chiều sâu kết thúc khai thác không thay đổi theo đường phương của khai trường nên ta không cần phải điều chỉnh đáy mỏ. Trữ lượng trong biên giới khai trường được tính toán theo từng tầng dựa trên hình chiếu dọc tính trữ lượng đối với các thân quặng, dựa trên thông số của các khối tính trữ lượng (chiều dầy trung bình khối và hàm lượng trung bình khối).

THIẾT KẾ MỞ VỈA

• Lựa chọn hình thức, phương pháp mở vỉa khoáng sàng 1. Lựa chọn hình thức hào mở vỉa
• Các thông số của hào chuẩn bị
• Các thông số của hào dốc 1.Độ dốc đáy hào dốc

Ưu điểm của phương pháp này là khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ, nhanh chóng đưa mỏ vào sản xuất, tốc độ khai thác nhanh và có thể khai thác chọn lọc vỉa quặng.Để đảm bảo góp phần giảm thiểu tỷ lệ tổn thất và làm nghèo quặng trong quá trình khai thác cần thiết phải đào hào phía vách thân quặng và xúc theo gương xúc dọc tầng, tức là máy xúc đứng vuông góc với đường phương của thân quặng và xúc từ vách sang trụ thân quặng. Hào chuẩn bị được đào dưới dạng hào hoàn chỉnh,bám vách vỉa,khi mở vỉa bám vách có ưu điểm là dự trữ sản xuất lớn, làm giảm hệ số bóc trong thời kỳ sản xuất bình thường, đặc biệt khi mở vỉa phía vách thì chất lượng quặng khai thác tốt hơn do đới tổn thất và làm nghèo quặng nhỏ hơn so với mở vỉa phía trụ.

Chọn phương pháp chuẩn bị để xúc bốc 1. Lựa chọn phương pháp chuẩn bị để xúc bốc

Công tác khoan

• Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ : 1. Lựa chọn thuốc nổ
• Xác định các thông số trong hộ chiếu nổ mìn lần 1

Đối với mỏ đồng Sin Quyền ta sử dụng phương tiện nổ mìn phi điện do loại phương tiện này có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp khác như rất linh hoạt, an toàn, chắc chắn, khống chế trình tự nổ theo ý muốn và có thể phát huy tối đa hiệu quả của công tác nổ mìn vi sai, đảm bảo an toàn vệ sinh môi trường. Để làm nổ lượng thuốc nổ có nhiều phương pháp khác nhau, đồ án lựa chọn phương pháp nổ mìn vi sai vì phương pháp này có nhiều ưu điểm như mức độ đập vỡ đống đá đồng đều,giảm được chiều rộng đống đá sau khi nổ,giảm được chỉ tiêu thuốc nổ do việc mở rộng mạng lưới lỗ khoan,nâng cao suất phá đá,giảm được công tác khoan và giảm tác dụng địa chấn.

Tình hình khí tượng và địa chất thủy văn vùng mỏ

Tình hình chung công tác thoát nước mỏ

Ngành Khai thác lộ thiên Để hạn chế tối đa lượng nước chảy vào khai trường trong mùa mưa, hạn chế sạt lở tầng cũng như đất đá trôi lẫn bẩn vào quặng, trong quá trình thi công các tầng từ mức thoát nước tự chảy trở lên ở 2 khu Đông và Tây đều phải tạo rãnh thoát nước hướng dòng chảy về suối Ngòi Phát. Đối với các đường liên lạc, vận tải cần tạo rãnh thoát nước dọc đường, rãnh có kích thước hình thang hoặc tam giác.

Tính toán lượng nước chảy vào khu đông mỏ đồng sin quyền 1. Lượng nước mặt chảy vào mỏ

Để phục vụ công thoát nước cưỡng bức của khai trường khu Đông sử dụng 02 máy bơm với lưu lượng là 100 m3/h. Hiện tại 02 máy bơm vẫn hoạt động bình thường với hệ thống đường ống bằng cao su có Dv = 200mm.

Các yếu tố tự nhiên

• Tính chất cơ lý của đất đá

PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HIỆU QUẢ. + Theo A.N.Khanukaep nếu khe nứt chứa đầy không khí sẽ làm giảm cường độ sóng ứng suất đi 25 lần so với khi truyền trong đất đá liền khối. Còn khi các khe nứt chứa đầy nước thì cường độ ứng suất xấp xỉ bằng đá liền khối. Khi nổ mìn mà chỉ làm cho đất đá thay đổi hình dạng mà không bị phá huỷ do tác động của ngoại lực. Độ dẻo của đất đá lớn sẽ gây khó khăn cho công tác đập vỡ đất đá, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả nổ mìn. Độ nở rời:. Tính chất của đất đá khi ở trạng thái phá vỡ có thể tích lớn hơn so với thể tích nguyên khối. Tính chất này ảnh hưởng tới thể tích đất đá sau khi nổ mìn và ảnh hưởng tới công tác xúc bốc). Tác dụng phá vỡ đất đá do ứng suất tỷ lệ nghịch với hệ số hấp thụ nghĩa là hệ số hấp thụ càng lớn thì khoảng cách truyền sóng ứng suất càng nhỏ (năng lượng sóng nổ mất mát càng nhanh) và tác dụng phá vỡ đất đá do sóng ứng suất càng nhỏ.

Các yếu tố kỹ thuật, công nghệ

• Loại thuốc nổ và phương tiện nổ sử dụng
• Hệ thống khai thác
• Các thông số nổ mìn
• Phương pháp nổ mìn

+ Theo A.N.Khanukaep nếu khe nứt chứa đầy không khí sẽ làm giảm cường độ sóng ứng suất đi 25 lần so với khi truyền trong đất đá liền khối. Còn khi các khe nứt chứa đầy nước thì cường độ ứng suất xấp xỉ bằng đá liền khối. Khi nổ mìn mà chỉ làm cho đất đá thay đổi hình dạng mà không bị phá huỷ do tác động của ngoại lực. Độ dẻo của đất đá lớn sẽ gây khó khăn cho công tác đập vỡ đất đá, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả nổ mìn. Độ nở rời:. Tính chất của đất đá khi ở trạng thái phá vỡ có thể tích lớn hơn so với thể tích nguyên khối. Tính chất này ảnh hưởng tới thể tích đất đá sau khi nổ mìn và ảnh hưởng tới công tác xúc bốc). + Khi ta chọn đường cản chân tường quá lớn thì lăng trụ đá cần phá vỡ quá lớn, khi nổ sóng ứng suất không đủ để xé rách đất đá tạo thành khe nứt do đó năng lượng nổ không đủ để thoát ra ngoài mặt thoáng tự do của sườn tầng đồng thời áp lực khí nổ sinh ra trong lỗ nổ rất lớn, dãn nổ đột ngột làm cho toàn bộ năng lượng bùng lên về phía miệng lỗ khoan, lỗ khoan trở thành hố nổ, năng lượng lớn tổn hao vào trong không khí một cách vô ích làm tăng sóng va đập không khí, làm giảm sức công phá của năng lượng.

Các yếu tố tổ chức, kinh tế

Với những lý do trên mà phương pháp nổ vi sai có các ưu điểm là: mức độ đập vỡ đất đá đồng đều, giảm được chỉ tiêu thuốc nổ do việc mở rộng mạng lưới lỗ khoan, nâng cao suất phá đá, giảm được khối lượng công tác khoan và giảm tác dụng địa chấn. Sau đó là việc tổ chức công tác nạp nổ, việc làm tốt các công tác chuẩn bị như điều chỉnh chiều sâu lỗ mìn, chuẩn bị bua, phân công người thực hiện nạp nổ, lấp bua, đấu nối mạng nổ, cảnh giới bãi mìn sẽ giảm thời gian ngừng công nghệ, bên cạnh đó phát huy tính hiệu quả của các loại thuốc nổ chịu nước.

Xác định loại thuốc nổ

• Cơ sở lý thuyết về thuốc nổ

Khi phân hủy nổ hoàn toàn thì toàn bộ năng lượng nổ chất nổ thoát ra dưới dạng nhiệt lượng nổ.Nhiệt lượng nổ là số khối lượng nhiệt sinh ra khi phân hủy một đơn vị trọng lượng( 1mol, 1kg) hay một đơn vị thể tích( lít, m3) chất nổ.Chính nhiệt lượng nổ thoát ra khi nổ sẽ sinh công làm nén ép và phá vỡ, dịch chuyển môi trường. Ngoài ra khi nghiên cứu về thuốc nổ cũng cần phải chú ý đến công hữu ích khi nổ, nhiệt độ nổ, thể tích khí nổ, áp lực khí nổ và mật độ chất nổ để chọn loại thuốc nổ phù hợp với điều kiện đất đá khu mỏ sao cho hiệu quả của công tác khoan nổ mìn cao nhất với chi phí nổ thấp nhất.

Xác định phương tiện nổ

• Cơ sở lý thuyết về phương tiện nổ

Cân bằng ôxy là tỷ số phần trăm giữa lượng ôxy thừa hoặc thiếu (tính bằng nguyên tử gam) để ôxy hóa hoàn toàn các nguyên tố cháy với trọng lượng phân tử chất nổ (tính bằng phân tử gam). Trên cơ sở lý thuyết về phương tiện nổ và phân tích ưu nhược điểm của các phương tiện nổ hiện nay, đồng thời căn cứ vào điều kiện đất đá, địa hình, thời tiết khu mỏ….Mỏ sử dụng phương tiện và phương pháp nổ mìn phi điện là hợp lý.

Xác định phương pháp nổ

• Phương pháp nổ mìn vi sai
• Phương pháp đấu ghép phương tiện nổ mìn

+ Điều khiển nổ mìn vi sai theo thời gian giãn cắch khác nhau của từng loại thuốc nổ sẽ làm nổ thứ tự từng lượng thuốc, với thời gian giãn cắch ∆T được xác định hợp lý sẽ tận dụng được sự giao thoa của sóng nổ giữa các lượng thuốc, tắch đất đá ra khỏi nguyên khối sẽ hình thành nên mặt tự do phụ và tạo nhiều mặt thoáng tự do nhất so với các phương pháp điều khiển nổ mìn khác. + Khi đã có nhiều mặt thoáng tự do cho các lỗ mìn nổ tiếp theo trong bãi mìn và năng lượng của thuốc nổ khi nổ đã được tận dụng thì sẽ xảy ra sự va chạm của các cục đá trong bãi mìn bay ra khi nổ lớn nhất, số lần va chạm của các cục đá là nhiều nhất, vì thế không những mức độ đập vỡ đất đá tốt với các khối, lớp đá mà còn đem lại cỡ hạt đồng đều, hợp lý về hình dạng, kích thước.

Xác định các thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn tại khu Đông mỏ đồng Sin Quyền Lào Cai

Như vậy nếu sử dụng các thông số mới thì chi phí sản xuất nói chung giảm đi so với trước đây, nếu kể đến khó khăn hơn cho các khâu phá đá quã cỡ và giảm năng suất khâu vận tải khi tăng thành phần cỡ hạt thì trị số giá thành chung. +Để nâng cao hiệu quả nổ mìn ngoài việc xác định các thông số nổ mìn hợp lý cần tổ chức chặt chẽ từ khõu thiết kế đến khõu theo dừi thực tế để xỏc định chính xác chủng loại đất đá theo mức độ khó nổ, sự phân bố trong không gian của các lớp đất đá giúp cho việc xác định chính xác các thông số nổ mìn và sơ đồ điều khiển cũng như thời gian vi sai hợp lý nhằm phát huy tối đa hiệu quả nổ.