CHƯƠNG 2 CƠ SỞ VÀ QUY TRèNH LỰA CHỌN VẬT LIỆU NỔ
2.5 Quy trỡnh lựa chọn chất nổ và phương tiện nổ
Tại chương 1, tỏc giả đó tổng hợp và phõn tớch đặc tớnh của cỏc loại thuốc nổ khỏc nhau, nhưng cú thể phõn biệt thuốc nổ dựng trong xõy dựng cụng trỡnh ngầm và mỏ gồm cú:
- Thuốc nổ phỏ than và thuốc nổ phỏ đỏ;
- Thuốc nổ chịu nước dựng trong cỏc đường lũ ẩm ướt, cú nhiều nước và thuốc nổ khụng chịu nước dựng trong cỏc đường lũ khụ rỏo;
- Thuốc nổ an toàn được sử dụng tại những khu vực nguy hiểm về khớ và bụi nổ; thuốc nổ khụng an toàn được sử dụng tại những khu vực khụng nguy hiểm về khớ và bụi nổ.
Thuốc nổ để thi cụng cỏc cụng trỡnh ngầm và mỏ thường được đúng thành thỏi cú vỏ chống nước, cú đường kớnh từ 28 45 mm, chiều dài từ 0,2 0,4 m, trọng lượng từ 0,2 0,4 kg. Ngoài ra, ở những nước cú nền cụng nghiệp mỏ phỏt triển người ta cũn sử dụng thuốc nổ dạng hạt để cơ giới húa cụng tỏc nạp nổ mỡn.
Việc lựa chọn thuốc nổ căn cứ vào mức độ nguy hiểm về nổ khớ, nổ bụi của đường lũ; lượng nước chảy vào trong lũ; tớnh chất cơ lý của đất đỏ; đường kớnh thỏi thuốc và khả năng cung ứng thuốc nổ. Cụ thể nếu đường lũ cú khớ nổ, bụi nổ thỡ chọn thuốc nổ an toàn; đường lũ cú nước thỡ chọn thuốc nổ chịu nước; đường kớnh thỏi thuốc được chọn theo đường kớnh lỗ khoan đang sử dụng
(đường kớnh thỏi thuốc nhỏ hơn đường kớnh lỗ khoan từ 4 6 mm); khụng sử dụng thuốc chuyờn dựng phỏ than để phỏ đỏ và ngược lại; ưu tiờn sử dụng chất nổ nhũ tương vỡ cú sức cụng phỏ lớn, phỏ thải ra mụi trường khụng lớn, an toàn và giỏ thành khụng cao.
Để kớch nổ lượng thuốc nổ trong cỏc lỗ mỡn, cú thể sử dụng kớp nổ điện tức thời và vi sai; kớp nổ vi sai điện tử; kớp nổ vi sai phi điện. Hiện nay, cỏc mỏ hầm lũ Việt Nam sử dụng chủ yếu loại kớp nổ điện vi sai. Tại cỏc mỏ nguy hiểm về khớ và bụi nổ, người ta sử dụng rộng rói kớp nổ vi sai an tồn (kớp vi sai phi điện).
Kớp nổ vi sai cú ưu điểm:
- Cú khả năng sử dụng tốt tại cỏc nguy hiểm về khớ và bụi nổ (nơi kớp nổ tức thời khụng sử dụng được);
- Giảm được chỉ tiờu khoan và thuốc nổ xuống từ 10% - 20% do cú khả năng sử dụng tốt hơn năng lượng nổ;
- Tăng mức độ đập vỡ đỏ do tăng được thời gian tỏc dụng của nổ mỡn; - Giảm tỏc dung địa chấn và tạo ra đường biờn lũ tốt hơn;
- Tăng hệ số sửdụng lỗ mỡn;
- Giảm sự hỡnh thành cỏc tảng đỏ treo trong gương, giảm lượng đỏ văng xa.
Nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu cho thấy, thời gian vi sai giữa hai loạt nổ nờn nằm trong khoảng 525s. Khi đường lũđào qua khối đỏ cú hệ số kiờn cố f lớn nờn giảm thời gian chậm nổ xuống. Đặc biệt ở cỏc lỗ đột phỏ nờn sử dụng kớp tức thời để trỏnh lóng phớ.
Bảng 2-2. Cỏc nhận định kinh nghiệm đỏnh giỏ về sử dụng thuốc nổ
Dạng thuốc nổ
Điều kiện yêu cầu Dẻo,
thỏi Dạng bột Nhũ tương, thỏi Nhũ tương, rời ANFO/A NC rời Dây nổ Đá rắn cứng + - 0 + 0 +* Đá mềm 0 + 0 0 + 0* Đá nứt nẻ + + + - - -* Đá dẻo - + - - + 0*
Yêu cầu đặc biệt về khí nổ 0 0 + + 0 0
Chống nước ngầm + + + 0 - +
Nổ mìn tạo biên 0 0* 0* - - +*
Lỗ mìn ướt + - + + - +
Yêu cầu bảo quản đặc biệt x x
Yêu cầu dụng cụ nạp x x
Yêu cầu dạng cung ứng x x
Ghi chỳ: + rất tốt; 0 tốt; - khụng tốt; x cần thiết; * ỏp dụng đặc biệt (nổ tạo biờn chớnh xỏc)
Trờn cơ sở phõn tớch cỏc nguyờn lý, cơ sở lý luận về cụng tỏc lựa chọn vật liệu nổ cũng như cỏc quy phạm an toàn trong cụng tỏc sử dụng vật liệu nổ, tỏc giả đề xuất quy trỡnh lựa chọn vật liệu nổ (bao gồm chất nổ và phương tiện nổ) như sau (hỡnh2-1):
Hỡnh2-1. Quy trỡnh lựa chọnvật liệu nổ
Thu thập; tổng hợp số liệu Phõn tớch; lựa chọn vật liệu nổ Nổ thử tại hiện trường Áp dụng Đạt Chưađạt
Thu thập và tổng hợp số liệu: Cú thể núi trong cụng tỏc lựa chọn vật liệu nổ,
giaiđoạn thu thập, tổng hợp và phõn tớch số liệuđúng một vai trũ rất quan trọng đến kết quả lựa chọn; Số liệu cú thể tổng hợp bằng nhiều phương phỏp, nhiều nguồn khỏc nhau, càng tổng hợp được nhiều số liệu thỡ cỏc kết quả phõn tớch, lựa chọn càng chớnh xỏc. Trong đú, cỏc số liệu cơ bản và thiết yếu nhất phục vụ giaiđoạn phõn tớch, lựa chọn vật liệu nổ cần phảicung cấp được bao gồm:
- Quy mụ,đặc điểm và tớnh chất của hạng mục, cụng trỡnh núi chung và của đường lũ kiến thiết cơ bản, chuẩn bị núi riờng;
- Mục tiờu của cụng tỏc khoan nổ mỡn;
- Kết quả khảo sỏt, thớ nghiệm về điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn, đặc biệt cỏc tớnh chất cơ học của đỏ và khối đỏ;
- Tổng hợp nguồn cung cấp và chủng loại vật liệu nổ.
Phõn tớch, lựa chọn vật liệu nổ: Trờn cơ sở tổng hợp số liệu, tiến hành phõn
tớch và xử lý cỏc số liệu để lựa chọn được chủng loại vật liệu nổ sao cho đảm bảo được tớnh kinh tế và cỏc yờu cầu kỹ thuật. Trong giai đoạn này, cần tiến hành phõn tớch và so sỏnh về đặc tớnh kỹ thuật của cỏc loại vật liệu nổtrờn cơ sở điều kiện địa kỹ thuật, khả năng của trang thiết bị; mặt khỏc cần xột tới khả năng cung ứng cỏc loại vật liệu nổ để đảm bảo quỏ trỡnh thi cụng khụng bị giỏnđoạn. Bờn cạnh đú, trong lĩnh vực đào và khai thỏc mỏ, yếu tố quan trọng nhất trong việc phõn tớch lựa chọn vật liệu nổ đú chớnh là mức độ nguy hiểm về khớ nổ (trong một số tài liệu ngành mỏ gọi là hạng mỏ), đối với những mỏ cú hàm lượng khớ dễ nổ lớn (đặc biệt là khớ CH4) cần cú những phõn tớch và lựa chọn thật chi tiết, cụ thể tuyệt đối đảm bảo theo cỏc quy định quy phạm trong quỏ trỡnh sử dụng vật liệu nổ cụng nghiệp. Thụng thường, để thuận lợi cho quỏ trỡnh lựa chọn, trờn cơ sở tổng hợp và phõn tớch dữ liệu đầu vào ta cú thể tham khảo cỏc giả thuyết hoặc kinh nghiệm tươngứng với dữ liệu.
Nổ thử tại hiện trường: Sau khi tiến hành phõn tớch để lựa chọn ra loại vật liệu nổ phự hợp với những dữ liệu vàđiều kiện thực tế, tiến hành nổ thử tại hiện trường để cú những đỏnh giỏ một cỏch chớnh xỏc và sự phự hợp của loại thuốc
nổ lựa chọn với điều kiện tổ chức thi cụng; Nếu quỏ trỡnh thử nghiệm vật liệu nổ được chọn sơ bộ chưa mang lại hiệu quả hay thực tế thi cụng phỏt sinh những điều kiện khú khăn khỏc ảnh hưởng đến khả năng sử dụng vật liệu nổ thỡ cần thiết phải tiến hành phõn tớch và lựa chọn lại thuốc nổ.
Vớ dụ: ứng với một hạng mỏ, tớnh chất cơ lý của đỏ và khối đỏ, mức độ kiờn cố của đỏ, lưu nước ngầm… sơ bộ ta sẽ chọn được loại vật liệu nổ nhất định tươngứng; tuy nhiờn khi cú sự thayđổi về điều kiện địa cơ học, cụ thể như hệ số kiờn cố của đất đỏ; nếu đất đỏ thực tếcú hệ số kiờn cố lớn hơn mà khụng điều chỉnh lựa chọn lại sẽ gõy khú khăn cho quỏ trỡnh tỏch phỏ đất đỏ; hoặc ngược lại nếu đất đỏ cú hệ số kiờn cố thấp hơn thỡ gõy lóng phớ năng lượng nổ cũng như làm tăng khả năng mất ổn định của khối đỏ xung quanh đườnglũ dưới tỏcđộng của quỏ trỡnh nổ mỡn.
Nhận xột
Việc lựa chọn vật liệu nổ đúng vai trũ rất quan trọng đến hiệu quả sử dụng. Quỏ trỡnh lựa chọn phụ thuộc vào rất nhiều cỏc yếu tố khỏc nhau tuõn theo những nguyờn tắc phự hợp với cỏc quy định, quy phạm mang tớnh chất bắt buộc.
Bờn cạnh đú, việc sử dụng thuốc nổ cụng nghiệp (TNCN) cú hiệu quả sẽ cú ý nghĩa to lớn trong việc bảo đảm sản xuất được an toàn, giảm giỏ thành thi cụng hoặc khai thỏc. Cỏc mỏ than lộ thiờn hàng năm sử dụng TNCN nhiều hơn cả và chi phớ vật liệu nổ, tuỳ theo điều kiện cụ thể của từng mỏ, chiếm từ 1525% tổng chi phớ để búc 1m3
đất đỏ. Tại cỏc cụng trỡnh ngầm, cỏc mỏ hầm lũ tuy nhu cầu TNCN ớt hơn nhưng đũi hỏi phải cú vật liệu nổ an toàn, đặc biệt khi nổ trong mỏ hầm lũ cú khớ và bụi nổ. Mặc dự vậy, thực tế hiện nay trong quỏ trỡnh đào lũ kiến thiết cơ bản, lũ chuẩn bị hay núi rộng hơn là cụng tỏc sử dụng vật liệu nổ đặc biệt là việc lựa chọn vật liệu nổ ở một số vựng mỏ Quảng Ninh chưa thực sự hiệu quả. Điều này bắt nguồn từ nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau, trong đú cú thể kể đến như: khú khăn hay khụng chủ động được trong cụng tỏc lựa chọn vật liệu nổphự hợp với điều kiện thi cụng; khụng xỏc định được chớnh xỏc điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn làm cơ sở tớnh toỏn lựa chọn vật liệu
nổ; sử dụng vật liệu nổ khụngđỳng với cụng năng, như sử dụng thuốc nổ cú sức cụng phỏ yếu để phỏđỏ cú hệ số kiờn cố lớn, trong trường hợp nàyđể phỏ vỡ đất đỏ thỡ chỉ tiờu thuốc phải lớn hơn hoặc số lượng lỗ khoan phải tăng lờn để đảm bảo sức phỏ đỏ; điều này đồng nghĩa với việc chi phớ cụng khoan sẽ tăng lờn, hiệu quả kinh tế khụng cao. Ngược lại, nếu sử dụng thuốc nổ cú sức cụng phỏ lớn để phỏ đỏ mềm yếu thỡ chỉ tiờu thuốc nổ giảm, số lượng lỗ mỡn giảm; tuy nhiờn nguy cơ phỏđỏ quỏ cỡ rất dễ sảy ra; biờn nổ mỡn khụng trơn.