.8 Tổng hợp cỏc chỉ tiờu cơ lý đỏ sạn kết

Giỏ trị Khối lƣợng thể tớch g (g/cm3) Khối lƣợng riờng  (g/cm3) Cƣờng độ khỏng nộn n (kG/cm2) Cƣờng độ khỏng kộo K (kG/cm2) Gúc nội ma sỏt  (độ.phỳt) Lực dớnh kết C (kG/cm2) Nhỏ nhất 2,50 2,66 167,4 145,0 27003 255,0 Lớn nhất 2,70 2,82 1461,0 153,0 32003 380,0 Trung bỡnh 2,62 2,72 814,0 149,0 30033 318,0 - Sạn kết chiếm tỷ lệ rất ớt trong địa tầng 1,33 % và thƣờng phõn bố ở trụ vỉa than thành những lớp mỏng khụng duy trỡ, kớch thƣớc hạt khụng đồng đều, thành phần cuội chủ yếu là thạch anh, silớc rất rắn chắc. Kết quả phõn tớch 7 mẫu, cỏc chỉ tiờu cơ lý đỏ nhƣ Bảng 1.8.

Bảng 1.8 Tổng hợp cỏc chỉ tiờu cơ lý đỏ sạn kết Giỏ Giỏ trị Khối lƣợng thể tớch g (g/cm3) Khối lƣợng riờng  (g/cm3) Cƣờng độ khỏng nộn n (kG/cm2) Cƣờng độ khỏng kộo K (kG/cm2) Gúc nội ma sỏt  (độ.phỳt) Lực dớnh kết C (kG/cm2) Nhỏ nhất 2,63 2,70 590,0 44,0 310 179,0 Lớn nhất 2,70 2,75 1729,0 142,0 360 420,0 Trung bỡnh 2,67 2,73 1184,7 95,7 33025’ 337,0

- Sột than chiếm tỷ lệ (1,43 %) rất ớt trong địa tầng. Cỏc lớp sột than thƣờng là những lớp mỏng, nằm trờn vỏch, trụ hoặc xen kẹp trong cỏc vỉa than và khụng duy trỡ liờn tục. Sột than thƣờng mềm dẻo, bị ngậm nƣớc và khú lấy mẫu cơ lý để phõn tớch.

1.4. THỰC TRẠNG CễNG TÁC NỔ MèN TẠI CễNG TY THAN KHÁNH HềA HềA

Mỏ than Khỏnh Hũa là một trong những mỏ than lộ thiờn lớn của Tổng Cụng ty cụng nghiệp mỏ Việt Bắc. Sản lƣợng than khai thỏc hàng năm từ 700 000 – 800 000 tấn/năm, sản lƣợng búc đất từ: 7 8 triệu m3/năm.

Với sản lƣợng lớn và khai thỏc với quy mụ lớn nhƣ vậy, trong những năm gần đõy với cụng tỏc nổ mỡn mỏ ỏp dụng rộng rói trong việc sử dụng rộng rói trong việc sử dụng cỏc loại thuốc nổ của nƣớc ngồi nhƣ : Hóng ICI ( Australia), hóng IDL (Ấn Độ), của Trung Quốc và của trong nƣớc sản xuất. Phụ kiện nổ cũng đƣợc sử dụng đa dạng của cỏc nƣớc trờn với mục đớch đạt đƣợc yờu cầu khối lƣợng đất đỏ phỏ ra sau nổ mỡn đạt chất lƣợng cao.

Đồng thời với việc sử dụng vật liệu nổ cụng nghiệp , mỏ đó ỏp dụng cỏc bói mỡn cú quy mụ lớn với cỏc phƣơng phỏp nạp thuốc nổ , điều kiện nổ mỡn.

Tổng kết cụng tỏc khoan nổ của mỏ đƣợc thực hiện trong năm 2009 đƣợc cho dƣới Bảng 1.9.

Bảng 1.9 Tổng kết khối lượng khoan nổ hàng năm

Tờn chỉ tiờu Đơn vị Giỏ trị

Tổng khối lƣợng đất đỏ búc m3 7 500 000

Độ cứng trung bỡnh 8,5

Tổng số một khoan m 259 085

Khối lƣợng đất đỏ nổ mỡn vi sai m3 5 742 732 Tổng lƣợng thuốc quy chuẩn Tấn 1857730

1.4.1 Đặc điểm mụi trƣờng tiến hành cụng tỏc nổ

Đất đỏ ở mỏ Khỏnh Hũa thuộc loại khú nổ mỡn, hệ số độ kiờn cố đất đỏ từ 8 đến 10. Qua đú ta thấy đất đỏ ở mỏ than Khỏnh Hũa cú độ kiờn cố lớn do đú cú ảnh hƣởng lớn đến cụng tỏc nổ mỡn ở mỏ. Tớnh chất cơ lý của đất đỏ của mỏ Khỏnh Hũa đƣợc thể hiện qua Bảng 1.10.

Bảng1.10 Tớnh chất cơ lý của đất đỏ mỏ Khỏnh Hũa

Khu vực vỉa Dung trọng (g/cm3) Tỉ trọng (g/cm3) Lực khỏng nộn g/cm2) Ma sỏt trong (độ) Lực khỏng kộo (Kg/cm2) Lực dớnh kết (Kg/cm2) Đất đỏ vụn 2,64 2,68 642 35o21’ 67 288 Envrolit 2,71 2,78 1 038,8 34o38’ 98,3 375 Alevrolit 2,69 2,75 190,1 33o2’ 93,7 291,6 Gravirit 2,62 2,72 1184,7 30’ 149 317,5 1.4.2 Nhiệm vụ của cụng tỏc nổ

Từ cỏc đặc điểm nờu trờn, nhiệm vụ đƣợc đặt ra cho cụng tỏc nổ mỡn phải đảm bảo đƣợc yờu cầu đập vỡ đất đỏ sao cho cú kớch thƣớc của đỏ nổ ra là đồng đều và đảm bảo kớch thƣớc đập vỡ phự hợp với thiết bị xỳc. Ngoài ra cũn phải đảm bảo đƣợc hiệu quả kinh tế.

Cụng tỏc nổ mỡn bao gồm: Nổ mỡn trờn tầng, nổ mỡn đào hào, nổ mỡn phỏ đỏ quỏ cỡ. Trong đú cụng tỏc nổ mỡn trờn tầng đúng vai trũ quan trọng nhất bởi ngoài phải đảm bảo kớch cỡ cục đỏ theo yờu cầu và tạo điều kiện cho cỏc khõu cụng nghệ liờn quan nhƣ xỳc bốc, vận tải, gạt chuyển hoạt động hiệu quả và cú năng suất cao.

1.4.3 Vật liệu nổ và cỏc thụng số nổ mỡn

Hiện tại mỏ than Khỏnh Hũa đang sử dụng chủ yếu cỏc chất nổ nhƣ: Anfo ,Anfo-15WR, Nhũ tƣơng EE31, Nhũ tƣơng lũ đỏ, AD1.

+ Dõy nổ, kớp nổ số 8

+ Kớp vi sai phi điện xuống lỗ LHD đƣợc chế tạo với thời gian vi sai 200ms, 400ms, 600ms.

+ Kớp vi sai phi điện trờn mặt TLD đƣợc chế tạo với thời gian vi sai 17ms, 25ms, 42ms.

+ Khối mồi nổ MN-31 loại 250g/quả và 175g/quả.

Bảng 1.11 Thụng số nổ mỡn cơ bản tại mỏ mỏ đỏ Khỏnh Hũa

STT Thụng số Ký hiệu Đơn vị tớnh Giỏ trị 1 Đƣờng kớnh lỗ khoan dk mm 152 2 Đƣờng cản chõn tầng W m 6-7,5 3 Độ kiờn cố của đất đỏ f 8 – 12

4 Khoảng cỏch giữa 2 lỗ khoan a m 4,56

5 Khoảng cỏch giữa 2 hàng lỗ khoan

b m 56

6 Chiều sõu khoan thờm Lkt m 23

7 Chiều sõu lỗ khoan Llk m 4,525

8 Khối lƣợng thuốc nạp thuốc trung bỡnh trong 1m

P kg/m 4248

9 Chiều cao cột thuốc trung bỡnh Lt m 8,6 10 Chiều cao cột bua trung bỡnh Lb m 8,9 11 Chỉ tiờu thuốc nổ (quy đổi) q Kg/m3 0,35

12 Suất phỏ đỏ k m3/m 47,14

13 Quy đổi bói nổ m3/đợt nổ 22.300

1.4.4 Phƣơng phỏp nổ

Trong quỏ trỡnh tiến hành nổ mỡn mỏ đó ỏp dụng cỏc phƣơng phỏp nổ mỡn nhƣ sau:

+ Phương phỏp nổ đồng thời

Phƣơng phỏp này ỏp dụng phổ biến từ năm 1990 trở về trƣớc, phƣơng phỏp này sử dụng phƣơng tiện bằng dõy nổ, kớp nổ tức thời, dõy chỏy chậm của Liờn Xụ (cũ), thƣờng ỏp dụng nạp thuốc tập trung, nổ đồng thời (tức thời) cỏc lƣợng thuốc nổ trong bói mỡn.

Sơ đồ đấu ghộp, điều khiển mạng nổ mỡn đƣợc thể hiện trờn hỡnh 1.1.

Hỡnh 1.1.Sơ đồ điều khiển nổ đồng thời

-Ký hiệu : 1:Dõy chỏy chậm 2:Kớp số 8 5:Lỗ mỡn

3:Dõy nổ chớnh 4:Dõy nổ nhỏnh

+ Phương phỏp nổ vi sai với sơ đồ vi sai qua hàng

Phƣơng phỏp này sử dụng phƣơng tiện bằng dõy nổ, kớp điện vi sai, lỗ mỡn đƣợc đấu nối tiếp với nhau theo từng hàng. Đầu mỗi hàng đấu ghộp vào kớp vi sai cú thời gian gión cỏch từ 25; 50; 75; 100%0s (miligiõy)

2 5 3 1 4

Sơ đồ đấu gộp đƣợc thể hiện trờn hỡnh 1.2.

Hỡnh 1.2. Sơ đồ điều khiển nổ vi sai qua hàng

Ký hiệu: 1:Mỏy nổ mỡn 2:Dõy điện chớnh 3:Dõy điện nhỏnh

4:Kớp vi sai 5: Dõy nổ chớnh 6:Dõy nổ nhỏnh 7:Lỗ mỡn 8:Ranh giới bói nổ trƣớc

+ Phương phỏp nổ vi sai với sơ đồ vi sai qua lỗ qua hàng (Dựng dõy nổ và kớp vi sai)

Phƣơng phỏp này sử dụng bằng cỏch đấu ghộp dõy nổ từ cỏc lỗ, cỏc hàng lờn cỏc đƣờng dõy nổ chớnh. Kớp điện vi sai đƣợc đấu ghộp tại đầu mỗi hàng dõy nổ chớnh cú thời gian gión cỏch từ 0;25; 50; 75; 100%0s (miligiõy). Sơ đồ đấu ghộp đƣợc thể hiện trờn hỡnh vẽ sau:

4 3 2 7 6 5 1 8

TLD 25 ms TLD 17 ms 127ms 110ms 93ms 76ms 59ms 42ms 25ms 102ms 85ms 68ms 51ms 34ms 17ms ms 0

Hỡnh 1.3. Sơ đồ điều khiển nổ vi sai qua lỗ qua hàng

Chỳ thớch:

1: Dõy truyền tớn hiệu trờn mặt 4: Dõy truyền tớn hiệu dƣới lỗ

2: Hộp đấu chựm 5: Mồi nổ

3: Bua mỡn 6: Khối thuốc nổ

Trong khoảng thời gian từ 1995 đến nay mỏ than ỏp dụng theo phƣơng phỏp điều khiển nổ vi sai khụng điện (phi điện) do phƣơng tiện điều khiển nổ của nƣớc ngoài chế tạo cú độ tin cậy cao, an toàn và cho hiệu quả cao.

1.5. NHẬN XẫT ĐÁNH GIÁ CễNG TÁC NỔ MèN TẠI MỎ THAN KHÁNH HềA KHÁNH HềA

Mỏ than Khỏnh Hũa là một mỏ khai thỏc lộ thiờn với nhiều đặc điểm địa chất tƣơng đối phức tạp, vỡ thế cụng tỏc nổ mỡn rất phức tạp và đũi hỏi yờu cầu cao. Từ năm 1995 trở về trƣớc do cụng tỏc tổ chức, sử dụng vật liệu nổ cụng nghiệp, ỏp dụng phƣơng phỏp nổ cũn hạn chế dẫn đến nhiều bói mỡn cú chất lƣợng nổ mỡn kộm. Từ năm 1995 đến nay mỏ đó tổ chức chặt chẽ và khoa học cụng tỏc này, cụng tỏc nổ mỡn bao gồm cỏc vấn đề sau:

1.Áp dụng thụng số và mạng lƣới lỗ khoan và chiều sõu lỗ khoan phự hợp với điều kiện địa chất, độ cứng, tớnh chất cơ lý của đất đỏ mỏ, tiết kiệm đƣợc chi phớ cho khõu khoan khi thi cụng khoan lỗ khoan.

2.Sử dụng kết hợp cỏc loại thuốc nổ trong cựng bói mỡn theo điều kiện cụ thể để giảm chi phớ nổ mỡn và nõng cao chất lƣợng nổ mỡn.

3.Sử dụng nổ mỡn với chỉ tiờu thuốc nổ hợp lý cho từng khu vực và độ kiờn cố từng loại đất đỏ nờn đó giảm đƣợc một phần chi phớ nổ mỡn.

4.Mỏ đó ỏp dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật – cụng nghệ vào cụng tỏc nổ mỡn nhƣ sử dụng phƣơng tiện nổ phi điện để tổ chức nổ mỡn vi sai từ đú nõng cao đƣợc chất lƣợng nổ mỡn.

Với những cố gắng trong cụng tỏc nổ mỡn, so với trƣớc năm 1995, chất lƣợng nổ mỡn đó đƣợc nõng cao hơn, đất đỏ nổ mỡn đƣợc phỏ vỡ tốt hơn và giảm đƣợc tỷ lệ đất đỏ quỏ cỡ. Ngoài kết quả đạt đƣợc trong cụng tỏc nổ mỡn, mỏ cũn một số hạn chế nhƣ sau:

+Áp dụng thụng số và mạng lƣới lỗ khoan và chiều sõu lỗ khoan chƣa phự hợp với điều kiện cụ thể của từng loại đất đỏ mỏ theo từng tầng, tuy tiết kiệm đƣợc chi phớ cho cụng tỏc khoan nhƣng vẫn cũn lóng phớ một khoan.

+Thi cụng khoan, mạng lƣới khoan và chiều sõu cũn sai lệch về yờu cầu kỹ thuật.

+Một số bói mỡn sử dụng chỉ tiờu thuốc nổ chƣa hợp lý dẫn đến mức độ đập vỡ đất đỏ chƣa hợp lý, đất đỏ sau nổ mỡn quỏ vụn hoặc quỏ cỡ nờn gõy khú khăn cho khõu xỳc bốc, vận tải.

+Cụng tỏc tổ chức, chỉ đạo thi cụng chƣa triệt để.

+Việc ỏp dụng phƣơng phỏp nổ vi sai với sơ đồ chƣa phự hợp, điều khiển thời gian nổ chậm vi sai giữa cỏc lƣợng thuốc nổ trong bói mỡn cũn nặng về cảm tớnh và một phần dựa vào kinh nghiệm, do vậy chất lƣợng nổ mỡn chƣa cao, mức độ đập vỡ đất đỏ chƣa hợp lý, cũn để lại nhiều mụ đất đỏ và đất đỏ phỏ ra sau nổ cũn rất nhiếu đất đỏ quỏ cỡ .

Trong giai đoạn hiện nay, yờu cầu sản xuất ngày càng tăng về khối lƣợng cả về chất lƣợng nờn vấn đề cần thiết đặt ra là phải nghiờn cứu, hoàn thiện cụng tỏc nổ mỡn, cụ thể là hoàn thiện phƣơng phỏp nổ mỡn, sử dụng vật liệu nổ phự hợp, cỏc thụng số nổ mỡn phự hợp, cỏc sơ đồ vi sai phự hợp với điều kiện thực tế nhằm nõng cao hiệu quả đập vỡ đồng thời giảm chấn động do nổ gõy ra ở mỏ than Khỏnh Hũa.

CHƢƠNG 2

NGHIấN CỨU CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN ẢNH HƢỞNG TỚI HIỆU QUẢ NỔ MèN

Hiệu quả nổ mỡn là một hàm phụ thuộc vào rất nhiều biến số, mức độ ảnh hƣởng của cỏc biến số đến hiệu quả nổ cú khỏc nhau. Để thuận tiện cho việc đỏnh giỏ chỳng ta cú thể phõn loại cỏc yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu quả nổ mỡn làm 3 nhúm theo đặc trƣng riờng:

Nhúm I : là nhúm cỏc yếu tố tự nhiờn, bao gồm: tớnh chất cơ lý, điều kiện địa chất và địa chất thủy văn, ngoài ra cũn bao gồm điều kiện thời tiết, khớ hậu.

Nhúm II: là nhúm cỏc yếu tố thuộc lĩnh vực kỹ thuật và cụng nghệ nhƣ:

tớnh chất của thuốc nổ sử dụng, tớnh năng của cỏc phƣơng tiện nổ, phƣơng phỏp, cỏc thụng số của lƣợng thuốc nổ và việc bố trớ chỳng, cỏc thụng số của hệ thống khai thỏc, yờu cầu về mức độ đập vỡ, đồng bộ kỹ thuật mỏ…

Nhúm III: là nhúm cỏc yếu tố kinh tế tổ chức: đơn giỏ cỏc loại vật liệu

nổ, giỏ thành khoan, xỳc, vận tải ... và đặc biệt là việc tổ chức cụng tỏc nạp nổ vỡ đõy là việc hoàn tất mọi cụng việc dẫn tới hiệu quả cuối cựng.

2.1. CÁC YẾU TỐ TỰ NHIấN

2.1.1 Tớnh chất của đất đỏ

Tớnh chất của đất đỏ đƣợc thể hiện ở 3 đặc trƣng chớnh, đú là:

- Tớnh chất của đất đỏ, trƣớc hết thể hiện ở độ bền về nộn, kộo, cắt. Đất đỏ cú độ bền nộn, kộo càng lớn thỡ càng khú phỏ hủy. Trong đất đỏ mỏ, giới hạn bền kộo thƣờng nhỏ hơn giới hạn bền nộn vài lần (thậm chớ hàng chục lần), vỡ vậy nú sẽ dễ bị phỏ hủy nếu phỏt sinh ứng suất kộo khi nổ. Nhƣ vậy, để phỏ vỡ đất đỏ cú hiệu quả cần phải tạo điều kiện làm phỏt sinh ứng suất kộo tối đa trong đất đỏ khi nổ.

- Tớnh chất hấp thụ năng lƣợng súng của đất đỏ. Đõy là tớnh chất mang tớnh tổng hợp cỏc yếu tố tự nhiờn nhƣ: tớnh đồng nhất, tớnh phõn lớp, tớnh nứt nẻ, độ rỗng, độ bền, độ dẻo ... đồng thời nú cũng phụ thuộc vào đặc trƣng đặt lực nổ. Quỏ trỡnh súng ứng suất phỏt sinh và phỏt triển trong đất đỏ là yếu tố rất quan trọng ảnh tới chất lƣợng đập vỡ đất đỏ.

- Tớnh chất nứt nẻ và phõn lớp của đất đỏ. Theo nhiều tỏc giả thỡ ảnh hƣởng của cỏc yếu tố này tới quỏ trỡnh phỏ hủy cú khỏc nhau, nhƣng trờn quan điểm phỏ hủy đất đỏ bằng năng lƣợng súng nổ thỡ nứt nẻ hoặc phõn lớp là mụi trƣờng làm tăng hệ số hấp thụ năng lƣợng súng ứng suất và làm giảm tỏc dụng đập vỡ do súng ứng suất. vỡ vậy đối với đất đỏ nứt nẻ để tăng hiệu quả đập vỡ phải tạo ra xung nổ cú tỏc dụng kộo dài bằng cỏch tăng đƣờng kớnh lƣợng thuốc, dựng thuốc nổ cú thời gian phản ứng húa học kộo dài ( thuốc nổ dạng hạt ), thời gian vi sai lớn.

- Hƣớng cắm của phõn lớp so với mặt sƣờn tầng là nguyờn nhõn tạo ra mụ chõn tầng khi nổ. Cú hai trƣờng hợp đặc trƣng là hƣớng cắm thuận và hƣớng cắm nghịch. Trƣờng hợp hƣớng cắm thuận (a) thỡ dƣới tỏc dụng của lực nổ và súng ứng suất nộn ( kộo) sẽ tạo ra hƣớng phỏ đỏ cú hiệu quả. Cũn trƣờng hợp hƣớng cắm nghịch (b) thỡ hƣớng của lực nổ, ứng suất nộn (kộo) đều khụng thuận lợi dễ để lại mụ chõn tầng.

Vùng đất đá bị dịch chuyển do tính chất phân lớp của đá Lỗ mìn đằng sau bị cắt do sự ảnh huởng của phân lớp Hỡnh 2.2 Sự ảnh hưởng của nổ mỡn do đất đỏ phõn lớp 2.1.2 Ảnh hƣởng của hang hốc

Do quỏ trỡnh tồn tại tự nhiờn trong lũng khối đất đỏ bị súi mũn rửa trụi tạo thành cỏc hang động cỏc tơ. Khi khoan vào vị trớ đú khụng thể thực hiện đƣợc choũng khoan hay bị kẹt hoặc lệch hƣớng nờn phải bố trớ lỗ khoan lệch sang bờn cạnh. Vị trớ lỗ khoan tạo ra khụng đỳngvị trớ thiết kế, phải khoan lại lỗ khỏc làm ảnh hƣởng đến năng suất lao động và phỏt sinh đỏ quỏ cỡ và mụ chõn tầng.

Hang cáctơ

Hỡnh 2.3 ảnh hưởng lỗ mỡn do gặp hang cactơ

2.1.3 Ảnh hƣởng của điều kiện địa chất thủy văn

Trƣớc hết là tỏc dụng của nƣớc ngầm và sau đú là nƣớc mặt ảnh hƣởng đến hiệu quả nổ vỡ nú là nguồn tạo nƣớc cho lỗ khoan. Nƣớc ngầm vận động mạnh sẽ làm rửa trụi thành phần dễ hũa tan của thuốc nổ (NH4 NO3) làm giảm hiệu quả nổ. Cả trƣờng hợp nƣớc tĩnh trong lỗ khoan cũng làm giảm hiệu quả nổ do thành phần dễ hũa tan bị hũa tan làm thay đổi thành phần và tớnh chất của thuốc nổ. Biết đƣợc điều kiện địa chất thủy văn giỳp ta cú biện phỏp xử lý để đạt đƣợc hiệu quả nổ cao nhƣ: sử dụng thuốc nổ chịu nƣớc, chứa nƣớc,