1.2. Sóng chấn động do nổ mìn
1.2.3. Điều khiển mức độ chấn động
Thiết lập thời gian vi sai
Đó là giải pháp chia tổng lượng thuốc sẽ nổ thành những nhóm nhỏ hơn, sau đó tạo ra những khoảng thời gian trễ phù hợp giữa các lần nổ (thời gian vi sai) cho từng nhóm thay vì nổ tất cả đồng thời. Khi tổng lượng thuốc nổ tính trên một thời điểm nổ vi sai giảm, mức độ chấn động sẽ giảm. Và khi số nhóm lượng thuốc nổ trên tổng lượng thuốc nổ càng nhiều, số khoảng thời gian vi sai sẽ nhiều tương ứng, thì mức độ chấn động sẽ càng giảm.
Đất đá trong tự nhiên là môi trường tồn tại nhiều yếu tố ngẫu nhiên, không theo quy luật. Vì vậy, các cơng thức lý thuyết khó phù hợp với thực tiễn. Hơn nữa, thơng số thời gian vi sai tìm ra từ các quan điểm chưa thống nhất làm cho người sử dụng khó áp dụng. Hiện nay, thời gian vi sai được tính theo cơng thức thực nghiệm (công thức (1-2)) hoặc sử dụng các dạng bảng tra được xây dựng từ thực nghiệm trước đó. Tuy nhiên, vì là thực nghiệm nên tại mỗi khu vực, các giá trị lại được hiệu chỉnh thông qua các hệ số điều chỉnh phù hợp với các điều kiện nổ tương ứng.
Công thức thực nghiệm để xác định thời gian vi sai đơn giản nhất như sau [2]: .
tk R (ms) (1-7)
Trong đó: k là hệ số phụ thuộc tính chất của đất đá (ms/m), đối với đá rất cứng k = 3, đá cứng k = 4, đá cứng vừa k = 5, đá nứt nẻ mềm yếu k = 6. Gọi tắt là hệ số nền. R là đường kháng chân tầng (m).
Bảng 1-1 Thời gian dãn cách khi nổ vi sai nhiều hàng (theo M.F.Drukovanui) [2]
Loại đất đá Độ cứng f
Thời gian vi sai (ms) theo kích thước đường kháng chân tầng R(m) 1,5-3 m 3-4,5 m 4,5-6 m 6-8 m 8-10 m Cứng và rất cứng 12-20 12-15 19-21 25-31 31-37 37-44 Cứng trung bình 8-14 19-21 25-31 31-37 37-40 43-50 Dính kết và mềm 4-8 25-31 31-37 37-40 43-50 50-65 Điều chỉnh hệ số tỷ lệ khoảng cách phù hợp
Lựa chọn hệ số tỷ lệ khoảng cách phù hợp là phương pháp thứ hai để giảm mức độ chấn động. Gọi Ds là hệ số tỉ lệ khoảng cách theo khối lượng thuốc của một lần
nổ với Ds d W
. Với d là khoảng cách từ điểm nổ đến điểm đo và W là khối lượng
thuốc nổ tối đa trên một thời điểm nổ vi sai.
Theo văn phòng mỏ Hoa Kỳ khuyến cáo và yêu cầu rằng, Ds= 50 là giới hạn an toàn cho các vụ nổ; Khi Ds lớn (Ds>50) tức mức độ chấn động ở mức an toàn; Khi Ds nhỏ (Ds<25) tức mức độ chấn động ở mức rất nguy hiểm. [66]. Còn theo Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 01:2019/BCT) các vụ nổ phải đáp ứng tiêu chuẩn giới hạn an tồn được mơ tả trong Bảng 1-2. [19].
Bảng 1-2. Quy chuẩn hệ số tỷ lệ khoảng cách Ds [19]. Khoảng cách từ vị trí nổ mìn đến cơng trình gần nhất Hệ số tỷ lệ
Từ 0 đến dưới 92 m Ds ≥ 22,6
Từ 92 m đến 1524 m Ds ≥ 24,9
1524 m trở lên Ds ≥ 29,4
Việc điều chỉnh Ds đơi khi có thể dẫn tới một vụ nổ khơng thể thực hiện được (hoặc hiệu quả nổ gần như khơng có) do sự giới hạn về khoảng cách. Khi đó, việc lựa
chọn Ds phải được tiến hành cùng với việc phân tích dữ liệu chấn động do các vụ nổ trước đó ở cùng khu vực.
Những dữ liệu đo chấn động sẽ chỉ ra mức độ an tồn phù hợp với khu vực nổ, theo đó, sẽ xác định được giá trị Ds trung bình của khu vực. Trong nhiều trường hợp, Ds của một khu vực có thể nhỏ hơn nhiều so với giá trị được qui định.
Thực tế cho thấy mức độ chấn động thu được tại cùng một điểm đo là khác nhau khi thực hiện hai vụ nổ có thơng số như nhau trên cùng một khu vực. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mức độ chấn động và hiệu quả các vụ nổ. Do đó việc thiết kế các bãi nổ mìn cần những thơng tin, tham số chính xác; các thơng số thiết kế, lựa chọn phù hợp và vụ nổ xảy ra đúng như thiết kế sẽ vừa đem lại hiệu quả cao, vừa giảm được mức độ chấn động.
1.3. Một số nghiên cứu thử nghiệm về quan hệ giữa thời gian vi sai với sóng ứng suất - sóng chấn động và hiệu quả đập vỡ.