Thuốc nổ ANFO thường ANFO chịu nước Nhũ tương NT- 13 Nhũ tương EE- 31 Zecnụ 79/21 Đơn giỏ (đ/kg) 24000 32 000 32 500 32 500 32 500
3.3. CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƢƠNG TIỆN NỔ MèN
3.3.1 Điều kiện kỹ thuật
Hệ thống phƣơng tiện nổ đƣợc lựa chọn sau khi đó xem xột cỏc mối nguy hiểm tại vị trớ nổ, loại chất nổ lựa chọn, cỏc yờu cầu an toàn, súng đập khụng khớ và chấn động. Hệ thống lựa chọn phải an toàn nhất cú thể và thớch hợp với loại thuốc nổ đƣợc sử dụng.
Phƣơng phỏp nổ mỡn vi sai và hệ thống phƣơng tiện nổ vi sai đƣợc lựa chọn sử dụng ở mỏ do cú cỏc ƣu điểm sau:
- Tăng mức độ đập vỡ.
- Điều khiển đƣợc sự di chuyển của khối đỏ đƣợc nổ. - Giảm mức độ chấn động khi nổ mỡn.
Hiện nay cỏc hệ thống phƣơng tiện nổ vi sai đƣợc sử dụng để điều khiển nổ vi sai là:
- Kớp điện vi sai.
- Dõy nổ + rơ le vi sai (hoặc kớp vi sai). - Kớp nổ vi sai phi điện.
Cỏc hệ thống này cú thể đƣợc kết hợp để điều khiển trỡnh tự khởi nổ trờn mặt hoặc dƣới lỗ mỡn để tạo thành những sơ đồ điều khiển nổ vi sai đa dạng (Xem bảng 3.5.).
Bảng 3.5. Sự kết hợp phương tiện nổ trờn mặt và dưới lỗ.
Phương tiện trờn mặt Dõy nổ xuống lỗ Kớp nổ vi sai
Dõy điện X X
Dõy nổ X X
Kớp nổ vi sai phi điện X X
Ta lần lƣợt xem xột cỏc yếu tố kỹ thuật khi sử dụng cỏc hệ thống này:
a. Phương tiện nổ mỡn điện
Phƣơng tiện nổ điện đƣợc lựa chọn sử dụng khi đó kiểm tra loại trừ tất cả cỏc nguy hiểm về điện. Sử dụng phƣơng tiện nổ điện hiệu quả phụ thuộc
vào cỏc yếu tố nhƣ: lựa chọn và bố trớ mạng nổ thớch hợp, sử dụng nguồn điện cú điện ỏp thớch hợp với mạng nổ, đấu ghộp và kiểm tra mạng nổ cẩn thận.
Ƣu điểm chớnh của khởi nổ điện là cú khả năng kiểm tra mạng nổ điện trƣớc khi nổ, loại trừ hoàn toàn khả năng mỡn cõm, chi phớ phƣơng tiện nổ rẻ hơn dõy nổ và kớp mổ vi sai phi điện
Nhƣợc điểm chớnh là nhạy với tia sột, tia chớp, phải kiểm tra từng kớp trƣớc khi sử dụng và đỏnh giỏ sự cú mặt của dũng điện lạc tại khu vực bói nổ.
b. Phương tiện nổ mỡn bằng dõy nổ
Vấn đề quan tõm khi sử dụng loại phƣơng tiện này là khi dõy nổ đƣợc sử dụng là dõy truyền nổ xuống lỗ mỡn:
- Nếu dõy nổ này cú đủ cụng suất, cột thuốc nổ trong lỗ mỡn sẽ đƣợc kớch nổ.
- Nếu dõy nổ khụng đủ cụng suất để khởi nổ nổ cột thuốc nhƣng đủ để khởi nổ mồi nổ, khi đú vị trớ điểm khởi nổ sẽ bắt đầu với mồi nổ đầu tiờn mà dõy nổ gặp.
- Nếu dõy nổ khụng đủ cụng suất để khởi nổ mồi nổ, vị trớ cuối của dõy nổ cần nắp thờm một kớp nổ (hoặc đấu ghộp với mồi nổ “trƣợt” bờn trong đó cú sẵn kớp nổ vi sai).
Nhƣ vậy, sử dụng dõy nổ cụng suất thấp kết hợp với mồi nổ “trƣợt” sẽ kớch nổ chớnh xỏc tại vị trớ cần kớch nổ mà khụng gõy tổn thất năng lƣợng của cột thuốc nổ.
c. Phương tiện nổ phi điện
Phƣơng tiện này khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của cỏc phƣơng tiện nờu trờn khi rất an toàn với dũng điện lạc và tần số súng radio nguy hiểm, khụng nhạy với va đập, khụng gõy khởi nổ hoặc gõy phỏ huỷ cột thuốc trong khi lan truyền súng kớch nổ. Việc đấu ghộp mạng nổ với loại phƣơng tiện này nhanh chúng, thuận tiện, đấu ghộp với sơ đồ điều khiển nổ vi sai bất kỳ. Nhƣợc điểm
chớnh của loại phƣơng tiện này là giỏ thành cao và khụng kiểm tra đƣợc tỡnh trạng của mạng nổ bằng dụng cụ đo.
Nhƣ vậy, cú thể túm tắt điều kiện kỹ thuật cần chỳ ý khi sử dụng cỏc loại phƣơng tiện nổ cho cỏc mỏ lộ thiờn trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Điều kiện kỹ thuật khi sử dụng cỏc loại phương tiện nổ.
TT Phương tiện nổ Nơi ỏp dụng
1 Kớp điện vi sai Khu vực đó loại trừ tất cả cỏc nguy hiểm về điện, dũng điện lạc, tần số súng radio, thời tiết thuận lợi.
2 Dõy nổ
Sử dụng dõy nổ cụng suất thấp (3,6g/m) + mồi nổ “trƣợt” trong lỗ mỡn đƣờng kớnh dK < 102 mm.
Khụng sử dụng dõy nổ cụng suất trung bỡnh (6-12g/m) trong cỏc lỗ mỡn cú đƣờng kớnh < 102 mm
3 Kớp vi sai phi điện Khởi nổ thớch hợp cho tất cả cỏc lỗ mỡn mà khụng gõy sự tổn thất năng lƣợng thuốc nổ nào.
3.3.2 Điều kiện kinh tế
Về mặt giỏ thành, phƣơng ỏn lựa chọn sẽ là kớp điện vi sai vỡ giỏ thành thấp nhất so với dõy nổ và kớp nổ vi sai phi điện. Tuy nhiờn, việc lựa chọn kớp điện vi sai lại phụ thuộc vào điều kiện an tồn tại vị trớ bói nổ.
Chi phớ khi nổ bằng hệ thống phƣơng tiện nổ dõy nổ và chi phớ khi nổ bằng hệ thống phƣơng tiện nổ vi sai phi điện cú sự thay đổi theo quy mụ bói nổ.
Bảng 3.7. Kết quả tớnh toỏn chi phớ dõy rải mặt và dõy xuống lỗ cho lỗ mỡn.
Trường hợp
Phương tiện sử
dụng
Chi phớ dõy xuống lỗ Chi phớ dõy trờn mặt
Chi phớ phương tiện nổ, đ/m3 Lỗ mỡn 160 mm Dõy nổ (15m+10).5135đ/m=128375đ 8m.3420đ/m=27360đ 185 Kớp phi điện 63250+36400=99650đ (loại 15m và 10m) 32000đ/kớp (loại 8m) 157
Nhƣ vậy cú thể thấy rằng:
- Sử dụng phƣơng tiện nổ phi điện khi nổ mỡn lỗ khoan lớn cú chi phớ phƣơng tiện nổ thấp hơn, giảm chấn động do sử dụng mạng lỗ mỡn vi sai qua từng lỗ.
- Sử dụng phƣơng tiện nổ dõy nổ khi nổ mỡn trong lỗ khoan đƣờng kớnh trung bỡnh, quy mụ bói nổ trung bỡnh.
3.4 LỰA CHỌN MỒI NỔ
Mồi nổ đƣợc lựa chọn phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau:
- Áp lực của mồi nổ tốt nhất phải lớn hơn ỏp lực nổ của lƣợng thuốc đƣợc khởi nổ.
- Đƣờng kớnh của mồi nổ càng gần với đƣờng kớnh lỗ mỡn càng tốt. - Chiều dài của mồi nổ càng gần với đƣờng kớnh lỗ mỡn càng tốt.
Bảng 3.8. Cỏc loại mồi nổ Tờn mồi nổ Mật độ g/cm3 Tốc độ nổ Vd km/s Nhiệt lượng nổ Q kcal/kg Khả năng cụng nổ A cm3 Sức cụng phỏ S mm Khả năng chịu nước Kớch thước mm Trọng lượng g/quả Đơn giỏ đ/quả Đường kớnh mm Chiều dài mm MN-31 1,7 7,8 1100 22 Tốt 54 120 175 400 850 23300 45000 88900 VE-05 1,61 7,4 350 24 Tốt 58 95 200 400 850 26800 39900 83200 3.4. PHƢƠNG PHÁP NỔ MèN
3.4.1 Cấu trỳc của khối thuốc nổ trong lỗ mỡn
Căn cứ theo điều kiện, tớnh chất cơ lý của đất đỏ, sự phõn lớp, độ cứng của từng khu vực cụ thể để tiến hành nạp thuốc nổ trong lỗ mỡn cho phự hợp nhằm nõng cao hiệu quả cho cụng tỏc nổ mỡn.
Áp dụng 2 phƣơng phỏp nạp thuốc, cú cấu trỳc thuốc nổ trong lỗ khoan nhƣ sau:
a. Nạp thuốc liờn tục
Là lƣợng thuốc nổ đƣợc nạp liờn tục, khụng giỏn đoạn.
6. Mồi nổ D - 400 TLD 5. Khối thuốc nổ 4. Bua
3. Dây truyền tín hiệu nổ xuống lỗ 2. Hộp đấu chùm
1. Dây truyền tín hiệu nổ trên mặt
1 2 3 4 5 6 Lb Lt
Hỡnh 3.1 Sơ đồ nạp thuốc liờn tục b. Nạp thuốc phõn đoạn b. Nạp thuốc phõn đoạn
Là lƣợng thuốc nổ đƣợc nạp khụng liờn tục (giỏn đoạn) từ đỏy nổ khoan trở lờn. Đƣợc phõn đoạn bằng bua cỏt, khụng khớ hoặc nƣớc.
7. Mồi nổ D - 400 TLD
1. Dây truyền tín hiệu nổ trên mặt 2. Hộp đấu chùm 3. Bua 4. L-ợng thuốc nổ phụ 5. L-u cột khơng khí 6. L-ợng thuốc nổ chính 5 Lt Lb 4 6 3 2 1 7
3.4.2 Cỏch khởi nổ
a. Khởi nổ từ đỏy lỗ mỡn
Mồi nổ từ đỏy lỗ mỡn mang lại năng lƣợng thuốc nổ sử dụng lớn nhất, tăng mức độ đập vỡ và dịch chuyển đất đỏ với sự văng xa của đỏ bay là nhỏ nhất. Điều này là do quỏ trỡnh nổ theo hƣớng về phớa miệng lỗ mỡn trong khi khớ nổ giữ kớn hoàn toàn trong khối đỏ cho đến khi vật liệu bua bị phụt ra làm cho khớ nổ thoỏt ra. Khoảng thời gian bắt đầu nổ và khi ỏp lực khớ nổ bắt đầu giảm xuống tại miệng lỗ mỡn và khi bua bắt đầu phụt ra, trong khoảng 3-4 ms, phụ thuộc vào tốc độ nổ và chiều dài cột thuốc nổ. Với cỏc lỗ mỡn khởi nổ từ đỏy lỗ, ỏp lực nổ tiếp tục giảm xuống và đƣợc giữ lõu hơn để tới chõn tầng dài hơn so với khi khởi nổ phớa trờn cột thuốc. Ngoài ra xung lực của súng đập cú xu hƣớng nõng đƣờng cản lờn, do đú chấn động giảm xuống và độ nở rời tăng lờn.
b. Khởi nổ từ phớa trờn lỗ mỡn
Khi sử dụng mồi nổ phớa trờn lỗ mỡn, súng ứng suất truyền theo hƣớng về phớa khu vực khoan thờm, khớ nổ thoỏt ra nhanh chúng về phớa cột bua, ảnh hƣởng của bua ở trƣờng hợp này rất thấp vỡ cỏc vật liệu bua mỡn cũng nhƣ đất đỏ ở phần miệng lỗ mỡn bắt đầu dịch chuyển một vài miligiõy trƣớc khi nổ phần thuốc ở phớa dƣới, Khi quỏ trỡnh nổ tới mức nền tầng, ỏp lực khớ nổ giảm nhanh từ giỏ trị cao nhất của nú, do đú nú thoỏt ra hƣớng về vựng ỏp lực thấp hơn. Hiện tƣợng này mang lại mức độ đập vỡ kộm ở đỏy lỗ mỡn và đặc biệt là giảm sự dịch chuyển của đất đỏ ở phần thấp hơn của lỗ mỡn.
c. Khởi nổ từ nhiều vị trớ trong lỗ mỡn
Cỏc điều kiện đất đỏ thƣờng ngăn cản việc sử dụng một mồi nổ ở đỏy lỗ để khởi nổ cho lƣợng thuốc trong lỗ mỡn. Cỏc khe nứt liờn quan tới nƣớc cú thể làm cho việc khởi nổ bằng nhiều mồi nổ đƣợc yờu cầu cho cỏc loại thuốc nổ khụng chịu nƣớc để đạt đƣợc kết quả nổ tốt nhất. Việc khởi nổ bằng nhiều mồi nổ cũng đƣợc yờu cầu khi chiều dài lƣợng thuốc nổ lớn hơn 10 m và ở cỏc lỗ mỡn cú thể bị “cắt lỗ” do sự ảnh hƣởng của lỗ mỡn trƣớc đú. Nếu sử
dụng nhiều mồi nổ trong một lỗ mỡn, chỳng nờn đƣợc xỏc định vị trớ để tạo ra sự xung đột của súng nổ đồng thời ứng với vựng đỏ cứng hoặc nền tầng.
3.4.3 Cỏc phƣơng phỏp nổ mỡn
Phõn tớch cụ thể hiệu quả nổ của từng phƣơng phỏp nhƣ sau:
a. Phương phỏp nổ đồng thời cỏc lượng thuốc nổ
Phƣơng phỏp này đó đƣợc ỏp dụng tại mỏ trƣớc năm 1990. Phƣơng phỏp này chỉ tiện lợi trong thi cụng đấu ghộp dõy nổ, khụng phải tớnh toỏn nhiều nhƣng hiệu qủa nổ mỡn kộm, thể hiện trờn thực tế nhƣ sau:
+Mức độ đập vỡ đất đỏ khụng đồng đều, để lại hậu quả là tỷ lệ đỏ quỏ cỡ lớn gõy khú khăn trong cụng tỏc xỳc bốc và xử lý khối lƣợng lớn đỏ quỏ cỡ rất phức tạp và chi phớ lớn.
+Để lại nhiều mụ chõn tầng, gõy khú khăn trong cụng tỏc xỳc bốc, khụng đảm bảo độ cao thiết kế từ đú dẫn đến thay đổi hệ thống khai thỏc.
+Xảy ra nhiều sự cố nhƣ nổ mỡn cõm, bói mỡn cõm do khả năng chịu kộo, va đập của dõy nổ kộm trong điều kiện phức tạp của mỏ. Phải xử lý mỡn cõm phức tạp, tăng chi phớ khoan nổ, xỳc, gạt, ảnh hƣởng đến cụng tỏc khai thỏc mỏ.
+Khi nổ mỡn gõy chấn động lớn khụng đảm bảo an toàn cho ngƣời, thiết bị và cỏc cụng trỡnh xung quanh.
+Với đất đỏ cú độ kiờn cố lớn phải tăng chi phớ thuốc nổ trong khi đú khụng mở rộng đƣợc mạng lƣới lỗ khoan nờn hiệu quả kinh tế thấp.
Nhƣ vập với phƣơng phỏp nổ mỡn đồng thời kộm hiệu quả và lạc hậu nờn khụng ỏp dụng để điều khiển nổ mỡn cho mỏ.
b. Phương phỏp nổ mỡn vi sai
Phƣơng phỏp này đó đƣợc nghiờn cứu và sử dụng rộng rói ở nhiều nƣớc trờn thế giới từ những năm 19451951. ở Việt Nam mới đƣa phƣơng phỏp vào sử dụng cho cỏc mỏ từ năm 1960 trở lại đõy.
Cơ sơ lý thuyết của phƣơng phỏp này nhƣ sau:
1 2 3 5 4
I V IV III II
Hỡnh 3.3 Sơ đồ tỏc dụng của nhúm cỏc lượng thuốc trong mụi trường khi nổ mỡn vi sai
I; II; III; IV; V- Thứ tự nổ cỏc LTN với khoảng chậm vi sai là 0,25; 0,50; 0,75, 100‰S.
1- Lƣợng thuốc nổ; 2- Súng nộn; 3- Súng phản xạ; 4- Khe nứt đƣợc tạo ra; 5- Mặt tự do mới.
Khi nổ lƣợng thuốc thứ nhất tỏc dụng nổ trong khối đỏ I diễn ra nhƣ phƣơng phỏp nổ tức thời. Sau khoảng thời gian vi sai (t) ứng suất tạo ra do nổ lƣợng thuốc 1 vẫn cũn tồn tại trong khối đỏ II tiếp tục kớch nổ lƣợng thuốc 2. Nhƣ vậy, trong khối đỏ II sẽ đồng thời chịu tỏc dụng của 2 trƣờng ứng suất do hai lƣợng thuốc 1 và 2 tạo ra. Do đú trong khối đỏ II thời gian tỏc dụng nổ kộo dài hơn, đồng thời cũn cú sự giao thoa của súng ứng suất, ở cỏc khối đỏ III, IV và V quỏ trỡnh diễn ra cũng tƣơng tự.
Mặt khỏc, khi nổ lƣợng thuốc trƣớc sẽ tạo ra mặt tự do mới, tạo điều kiện thuận lợi cho nổ lƣợng thuốc sau. Mặt tự do cú tỏc dụng tạo ra súng phản xạ làm cho khối đỏ bị vỡ mạnh hơn. Lý thuyết và thực nghiệm đó chứng minh rằng thể tớch đất đỏ bị phỏ vỡ tăng tỉ lệ với số lƣợng mặt tự do.
Hỡnh 3.4 Ảnh hưởng số mặt tự do tới thể tớch đất đỏ được đập vỡ
Ngoài ra, do khống chế thứ tự nổ cỏc lƣợng thuốc khỏc nhau nờn tốc độ và hƣớng chuyển động của cỏc khối đỏ khỏc nhau, điều đú tạo ra quỏ trỡnh đập vỡ phụ khi đất đỏ bay va đập với nhau.
Nhƣ vậy, bằng phƣơng phỏp nổ vi sai cú thể điều khiển đƣợc cơ chế phỏ huỷ đất đỏ. Đất đỏ ở trạng thỏi ứng suất lõu hơn, chịu tỏc dụng của nhiều trƣờng ứng suất hơn. Việc tạo ra bề mặt tự do mới cho cỏc lƣợng thuốc sau đó khắc phục đƣợc hạn chế của phƣơng phỏp nổ tức thời. Do đú cú thể giảm chỉ tiờu thuốc nổ, mở rộng mạng lƣới lỗ khoan mà vẫn đảm bảo chất lƣợng đập vỡ tốt. Tỏc dụng đập vỡ phụ sẽ phỏt huy hiệu quả khi lựa chọn sơ đồ vi sai thớch hợp. Ngoài ra cỏc phƣơng phỏp này cũn cú tỏc dụng giảm chấn động, giảm khoảng cỏch đỏ bay, nú cú ý nghĩa quan trọng khi tiến hành nổ mỡn gần cỏc đối tƣợng bảo vệ.
Để phỏt huy tốt những ƣu điểm của phƣơng phỏp nổ vi sai cần thiết phải xỏc định chớnh xỏc thời gian gión cỏch vi sai lựa chọn sơ đồ nổ phự hợp.
Thời gian gión cỏch vi sai đƣợc xỏc định tuỳ thuộc vào tớnh chất cơ lý của đất đỏ, cỏc thụng số bố trớ lƣợng thuốc và mục đớch nổ mỡn.
Cú thể xỏc định thời gian gión cỏch vi sai theo 3 quan điểm:
- Theo quan điểm giao thoa của súng ứng suất thỡ thời gian gión cỏch vi sai là nhỏ nhất.
G.I.Pakrụpski nờu ra điều kiện phỏt huy hiệu quả giao thoa của súng ứng suất là: sự kớch nổ lƣợng thuốc sau cần diễn ra tại thời điểm súng phản xạ tạo ra do nổ lƣợng thuốc trƣớc khi đi qua nú (hỡnh 3.5), theo quan điểm này thỡ:
; , 4 2 2 s v W a t y ( 3.3)
trong đú: a- khoảng cỏch giữa cỏc lƣợng thuốc, m; w- đƣờng khỏng chõn tầng, m;
Vy- tốc độ lan truyền súng dọc trong đất đỏ, m/s.
- Theo quan điểm tạo mặt tự do mới thỡ thời gian gión cỏch vi sai đƣợc xỏc định:
Để tạo mặt tự do mới (hỡnh 3.6), A.N Khanukaep giới thiệu cụng thức xỏc định t nhƣ sau: 2 ,ms; V V w V w