1.3. Công tác khoan nổ mìn tại mỏ đồng PhaThem
1.3.1. Công tác khoan
Hiện nay, mỏ đang sử dụng 2 loại máy khoan, máy khoan FURUKAWA DRILL ROCK HCR 1200 Serigs có đƣờng kính là 127mm và máy khoan FURUKAWA DRILL ROCK HCR 900 có đƣờng kính lỗ khoan 157mm. Với 2 loại máy khoan này có khá năng khoan đƣợc độ sâu từ 29 † 36 m, năng suất thực tế tại mỏ là khoảng 35† 40 m/giờ tùy vào độ cứng của đất đá.
Loại máy khoan đƣờng kính nhỏ là sử dụng chủ yếu khoan các lỗ khoan nổ đào hào (Ramp shot), khoan các lỗ mìn nổ tạo sƣờn tầng (trim shot), khoan lỗ nổ mìn tạo biên trƣớc (Pre-split), khoan nổ phá mô chân tầng và phá quá cỡ (Second blasting), có loại máy khoan lớn thì dùng chủ yếu khoan cho nổ các lỗ mìn khơng giáp sƣờn tầng, mạng nổ lớn (Production shot). Sơ đồ di chuyển máy khoan phụ thuộc vào từng điều kiện khoan cụ thể có thể sử dụng sơ đồ di chuyển máy khoan theo đƣờng chéo, theo đƣờng zíc zắc và theo đƣờng thẳng, sử dụng phổ biến nhất là di chuyển theo đƣờng chéo.
Do mạng lỗ khoan đƣợc thiết kế bằng phần mềm Surpac nên đuôi file. Str (string) sau đó upload vào GPS (trimble) để bắt đánh dấu vị trí các lỗ khoan trƣớc khi thực hiện khoan. Sau khi khoan xong thì các lỗ khoan sẽ đƣợc thu lại bằng máy GPS để đƣa về đánh giá độ khoan chính xác so với thiết kế.
Hình 1.8. Máy khoan HCR1200 đang sử dụng tại mỏ Bảng 1.5. Đặc tính của máy khoan HCR 1200 Bảng 1.5. Đặc tính của máy khoan HCR 1200 Các thơng số kỹ thuật của máy khoan HCR 1200
Thông số Giá trị Đƣờng kính lỗ khoan 152 mm Công suất 402kw(539 h) Lực kéo 1516 bar Trọng lƣợng mũi khoan 2411 Kg Khoan sâu nhất 29 ÷ 36 m Trọng lƣợng máy khoan 43091 kg Khả năng di chuyển 3,1 km/h
Bảng 1.6. Đặc tính của máy khoan HCR 900 Các thơng số kỹ thuật của máy khoan HCR 900 Các thông số kỹ thuật của máy khoan HCR 900
Thông số Giá trị
Đƣờng kính lỗ khoan 127 mm
Áp suất làm việc 12bar(174psi)
Lực tác dụng tối đa 40 Kw (54hp) Trọng lƣợng mũi khoan 2030 Kg Khoan sâu nhất 36 m Trọng lƣợng máy khoan 21,500 kg Khả năng di chuyển 3,5 km/h 1.3.2. Loại thuốc nổ sử dụng
Hiện nay tại mỏ đồng PhaThem sử dụng thuốc nổ nhũ tƣơng để phá vỡ đất đá tại mỏ 70% Bulk Emulsion +30%ANE, thuốc nổ đƣợc cung cấp bởi công ty Thái Lan với loại thuốc nổ sau khi phá có tỷ trọng 1,15 g/cm3, áp lực nổ là 36.628 bar, năng lƣợng nổ 3,87 MJ/Kg và tốc độ nổ 4.200 m/sec. Trong mỗi lần chuẩn bị nạp các bãi nổ, thuốc nổ đƣợc sản xuất bởi các thành phần hóa chất trên xe chở MMU, xe có hệ điều khiển tự động cùng với hệ thống pha trộn thuốc nổ vá có khả năng chứa 15,4 Tấn thuốc nổ.
1.3.3. Phƣơng pháp nạp thuốc nổ
Phƣơng pháp nạp thuốc nổ tại mỏ đồng PhaThem đang sử dụng là phƣơng pháp cơ giới hóa trực tiếp bằng xe MMU, xe MMU có hệ điều khiển để tự động pha trộn thuốc nổ và bơm nạp thuốc nổ theo các thơng số thiết kế của phịng kỹ thuật mỏ. Trƣớc khi thực hiện nạp thuốc nổ, đội QAQC sẽ thực hiện kiểm tra các lỗ khoan để theo các thông số thiết kế, nếu các lỗ khoan sâu quá thì sẽ đƣợc vùi lại và các lỗ khoan mà chƣa đạt đƣợc yêu cầu thì đƣợc khoan thêm cho đạt yêu cầu thiết kế.
Hiện nay mỏ đồng PhaThem đang sử dụng phƣơng pháp nổ mìn vi sai phi điện. Sử dụng máy PED ST Và Nonel để kích nổ từ xa 1 km đến 1,6 km (tùy thuộc vào điều kiện thời tiết).
Hình 1.11. Xe MMU để nạp thuốc nổ trên mỏ
1.3.4. Phƣơng tiện nổ
Hiện nay, mỏ đồng PhaThem đang sử dụng các phƣơng tiện nổ sau đây: - Kíp nổ phi điện trên mặt: Kíp nổ 17ms, Kíp nổ 25 ms, Kíp nổ 42 ms.
- Kíp nổ phi điện xuống lỗ: Kíp nổ độ chậm vi sai 65 ms, Kíp nổ 109 ms (Sử dụng phố biến nhất tại mỏ đồng PhaThem) dài 9 m và 12 m.
- Sử dụng loại mồi nổ 400 g.
- Dây nổ 11 g/m, 7000 m/s.
- Thuốc nổ nhũ tƣơng bao gói (Package Emulsion) để phá đá quá cỡ.
- Máy điều khiển nổ PED TS.
Hình 1.13. Hình ảnh các phƣơng tiện nổ tại mỏ 1.3.5. Các thơng số khoan nổ mìn sử dụng tại mỏ 1.3.5. Các thơng số khoan nổ mìn sử dụng tại mỏ
Các thông số khoan nổ mìn là những yếu tố rất quan trọng chúng ta cần phải tính tốn cho chính xác nhất để nâng cao đƣợc hiệu quả cao nhất. Tại mỏ đã tính tốn và xác định các thơng số nhƣ sau:
Chỉ tiêu thuốc nổ q, kg/m3
Qua thử nghiệm nổ mìn lúc ban đầu trên khai trƣờng thực tế mỏ đã xác định chỉ tiêu thuốc nổ sử dụng trên mỏ nhƣ sau:
- Đất đá yếu chỉ tiêu thuốc nổ là 0,25 † 0,35 kg/m3
- Đất đá cứng trung bình chỉ tiêu thuốc nổ là 0,4 † 0,5 kg/m3
- Đất đá cứng chỉ tiêu thuốc nổ là 0,7 † 0,8 kg/m3
Trong quá trình theo dõi các vụ nổ trong thiết kế và thực tế trong giai đoạn hiện nay thì chỉ tiêu thuốc nổ có lần nổ lên tới 1,1 kg/m3.
Chiều cao tầng H, m
Mỏ đƣợc xác định theo các điều kiện sau:
- Điều kiện đất đá cứng phải sử dụng khoan nổ mìn: H = 3/2Hxmax, trong đó
Hxmax là chiều cao xúc lớn nhất.
- Điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ lý của đất đá:
H= 0,7.a.√
( ) ( ) , m (1.1)
Trong đó: a = 0.8( Rx+ Rd)- chiều rộng của đống đá sau nổ mìn, m; Rx+ Rd – bán kính xúc và dỡ của máy xúc, m ;
Kr- hệ số nở rời của đất đá sau nổ, η' = = 0,55 † 0,70; η''= =0,75 ÷ 0,85 ; W- đƣờng kháng chân tầng, m ;
b- khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan, m ;
- Theo điều kiện dỡ tải lên tầng bằng máy xúc một gầu:
H= 1,05. Rx √
, m (1.2)
Trong đó:
Đồng thời phải thỏa mãn H Hd hơ– e, m;
Trong đó: Hd- là chiều cao dỡ hàng của máy xúc, hô – chiều cao từ mắt đất
đến tới mép thùng xe đến đáy gầu xúc khi dỡ tải, m.
- Theo điều kiện năng suất: H 2/3Ht (Ht- chiều cao trục tựa tay gầu xúc, m).
Mỏ đã tính tốn xác đinh đƣợc chiều cao H = 9,5 m.
Đƣờng kháng chân tầng cũng là một thông số có ảnh hƣởng đến hiệu quả cơng tác nổ mìn nhƣng trên thực tế trên mỏ thơng số này khơng đƣợc tính tốn, xác định theo các cơng thức khoa học và không đƣợc để ý lắm. Sử dụng đƣờng kháng chân tầng khi sử đƣờng kính lỗ khoan 127 mm là W = 4,1 m và sử dụng đƣờng kính 152 mm là W = 4,6 m.
Đƣờng kính lỗ khoan dk, mm.
Tại mỏ đồng PhaThem thì sử dụng 2 loại máy khoan với đƣờng kính là 127 mm và 152 mm.
Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan b, m
Tại mỏ thì thơng số này đƣợc tính theo cơng thức b= 25dk ÷ 40dk và chi tiết nhƣ sau :
Bảng 1.7. Bảng thể hiện giá trị khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan Đƣờng kính Đƣờng kính
dk, mm
Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan b, m
bmin btb bmax
25 × dk 32.5 × dk 40 × dk
dk= 127 3.1 4.1 5
dk= 152 3.8 4.5 6
Khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng a, m
Khoảng cách giữa các lỗ khoan đƣợc tính tốn vào khoảng cách các hàng lỗ khoan b và có mối quan hệ liên quan với đƣờng kính lỗ khoan đƣợc sử dụng khoan và kết quả tính tốn nhƣ sau:
Bảng 1.8. Bảng thể hiện giá trị khoảng cách giữa các lỗ khoan
dk (mm) khoảng cách các hàng lỗ khoan b, m Khoảng cách giữa các lỗ khoan a, m 25 × dk 32.5 × dk 40 × dk 1.15×bmin 1.15× btb 1.15×bmax
bmin btb bmax amin atb amax
127 3.1 4.1 5 3.5 3.5 5.7
Chiều sâu khoan thêm Lkt, m
Tại mỏ thì thơng số này đƣợc sử dụng nhiều nhất là 1†1,2 m.
Chiều dài bua Lb, m
Thông số này đƣợc xác định theo đƣờng kính lỗ khoan, thể hiện nhƣ sau:
Bảng 1.9. Giá trị chiều dài bua Đƣờng kính Đƣờng kính
dk, mm
Chiều dài bua Lb, m
Lmin Ltb Lmax
20 × dk 25 × dk 30 × dk
dk= 127 2.5 3.1 3.8
dk= 152 3 3.8 4.5
Bảng 1.10. Bảng tổng hợp các thơng số khoan nổ mìn sử dụng trên mỏ
Các thông số hiệu Ký Đơn vị Giá trị
d= 127 d= 152 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,7 0,9 Chiều cao tầng H m 9,5÷10 9,5÷10 Đƣờng kháng chân tầng W m 4,1 4,7 Góc dốc sƣờn tầng α độ 45÷70 45÷70 Khoảng cách an tồn từ mếp tầng đến hàng lỗ khoan ngoài C m 2 2
Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan b m 3,6 4
Khoảng cách giữa các lỗ khoan a m 4,1 4,7
Chiều sâu lỗ khoan L m 11 11
Chiều sâu khoan thêm Lt m 1 1
Góc nghiêng của lỗ khoan β độ 90 90
Chiều dài bua Lb m 2,5 3
Khối lƣợng thuốc nổ trong 1 lỗ khoan Qlỗ kg/lỗ 119.2 165.6
1.3.6. Vật liệu bua
Hiện nay, mỏ sử dụng vật liệu bua đƣợc làm từ đá VLXD, nổ ra và giao cho các công ty hợp đồng sử dụng máy nghiền, nghiền với cỡ hạt yêu cầu là phải đạt 10% của đƣờng kính lỗ khoan, có nghĩa là đối với bua sử dụng trong bãi nổ đƣờng kính lỗ khoan 127 mm thì cỡ hạt bua là 12,7 mm và đối với bãi nổ đƣờng kính 152 mm thì cỡ hạt bua là 15,2 mm.
1.3.7. Các sơ đồ điều khiển nổ mìn
Trong nổ mìn thì việc đấu ghép mạng nổ là một yếu tố ảnh hƣởng đến mức độ đập vỡ của đất đá, nhất là nổ mìn vi sai thì việc đấu ghép sơ đồ mạng nổ với thời gian giãn cách hợp lý sẽ làm tăng hiệu quả đập vỡ đất đá, không chỉ do năng lƣợng nổ phá mà cịn có sự đập vỡ do sự va chạm với nhau của các cục đá.
Việc điều khiển tốt mạng nổ trong một bãi nổ sẽ làm giảm các tác động có hại do khâu nổ gây ra đến mơi trƣờng xung quanh đó là giảm đƣợc sóng chấn động, sóng đập khơng khí, đá bay,... Tại mỏ đồng PhaThem sử dụng nhiều sơ đồ điều khiển khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện thực tế và dƣới đây là một số các sơ đồ đấu ghép.
Hình 1.14. Sơ đồ điều khiển mạng nổ khi nổ đào hào
Hình 1.15. Sơ đồ điều khiển mạng nổ khi nổ chân tầng
1.3.8. Cơng tác nổ mìn đá q cỡ và mơ chân tầng
Mặc dù hàng năm mỏ đã có nhiều điều chỉnh và điều khiển các mạng nổ mìn nhƣng các đợt nổ vẫn xảy ra nhiều đá quá cỡ và để lại mô chân tầng do vậy cần phải nổ phá vỡ lần hai để tạo thuận lợi cho các vụ nổ tiếp theo. Các lỗ khoan dùng để phá đá q cỡ và mơ chân tầng có đƣờng kính từ 32 † 38 mm, sử dụng thuốc nổ nhũ
tƣơng bao gói (Package Emulsion) với chỉ tiêu thuốc nổ 0,1†0,3 kg/m3
.
Hình 1.16. Cơng tác nổ mìn đá quá cỡ
1- Thuốc nổ 2- Ngòi nổ 3- Bua
1.3.9. Cơng tác nổ mìn tạo biên
Việc tiến hành nổ mìn tạo biên trƣớc rồi mới tiến hành nổ bãi nổ. Đối với các sƣờn tầng, bờ cơng tác nơi có đất đá yếu, có đứt gãy hoặc sƣờn tầng cần giữ ổn định tạm thời thì trên mỏ tiến hành khoan 1 hàng lỗ khoan sát với hàng mìn cuối cùng của bãi nổ, hàng lỗ khoan này có thể khơng nạp thuốc nổ hoặc nạp ít so với hàng lỗ khoan chính trong bãi nổ hoặc có thể nạp mìn xen kẽ (lỗ cách lỗ).
Hình 1.18. Cơng tác nổ mìn tạo biên
1- Lỗ khoan tạo biên (tạo khe ban đầu) 2- Lỗ khoan khấu (phá vỡ đất đá)
Các thông số dùng cho nổ mìn tạo biên tại mỏ:
B= dk× 14 , m (1.3)
Q= L× B/2 , kg (1.4)
Trong đó: B – khoảng cách giữa các lỗ khoan, m; dk – đƣờng kính lỗ khoan, mm; Q
– khối lƣợng thuốc cần nạp vào một lỗ khoan, kg; L – chiều sâu lỗ khoan, m;
1.4. Những tác động có hại đến mơi trƣờng do khoan nổ mìn gây ra
Những tác động có hại tại mỏ
đá hiệu quả và sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên trong q trình nổ mìn khơng phải toàn bộ năng lƣợng của chất nổ sẽ dùng để phá đất đá mà thực tế chỉ có một phần năng lƣợng rất nhỏ đƣợc dùng để phá làm tơi đất đá, phần năng lƣợng còn lại đã sinh ra những cơng vơ ích nhƣ sóng chấn động lan tuyền trong mơi trƣờng đất đá, sóng va đập lan tuyền trong khơng khí, hiện tƣợng đá bay, sinh bụi-khí độc, tiếng ồn... Những tác hại trên luôn tồn tại trong các đợt nổ, gây ảnh hƣởng không nhỏ đến sự an tồn của các cơng trình bảo vệ, mơi trƣờng sinh thái xuang quanh. Độ ảnh hƣởng của những tác động có hại này phụ thuộc nhiều vào nhiều yếu tố tự nhiên – kỹ thuật khác nhau trong công tác nổ mìn. Trong đó những tác hại của khoan nổ mìn nói trên thì ảnh hƣởng của sóng chấn động là nguy hiểm nhất.
1.5. Đánh giá cơng tác nổ mìn tại mỏ Đồng PhaThem
1.5.1. Đánh giá về cấu trúc địa chất
Yếu tố cấu trúc địa chất mỏ là yếu tố chúng ta không thể điều khiển đƣợc nhƣ: thế nằm của lớp đất đá, các khe nứt, lỗ hỗng, đứt gãy,... trên một số tầng bờ mỏ đã xuất hiện đất đá có tính chất nứt nẻ, điều kiện khó khăn trong quá trình khoan, nạp mìn, gây ảnh hƣởng làm giảm thành phần năng lƣợng có ích của thuốc nổ.
1.5.2. Đánh giá các thơng số khoan nổ mìn và chất lượng nổ
- Tính tốn chỉ tiêu thuốc nổ chƣa phù hợp với điều kiện địa chất cụ thể của các vụ nổ mìn trên mỏ, điều này dẫn đến xảy ra sản phẩm nổ không đảm bảo theo yêu cầu nhƣ đá và quặng quá cỡ, quặng bị nghiền quá vụn, đá văng.
- Các thơng số mạng nổ mìn mỏ đang áp dụng nhìn chung chƣa phù hợp và chƣa đƣợc tính tốn một cách khoa học và có hệ thống theo mối quan hệ mật thiết với yêu cầu của các khâu công nghệ tiếp theo nhƣ xúc bốc,vận tải, nghiền đập tại mỏ. Điều đó dẫn đến chất lƣợng nổ mìn chƣa tốt và chi phí khoan nổ cịn cao.
- Kích thƣớc cỡ hạt của vật liệu bua quá lớn và chiều dài bua chƣa phù hợp, nguyên nhân xảy ra hiện tƣợng phụt bua rất sớm.
Hình 1.20. Mơ chân tầng trên mỏ
- Trong các vụ nổ mìn vẫn xảy ra nhiều bụi và đá văng.
- Vẫn làm nghèo quặng do thành phần quặng đƣợc chia ra phức tạp nên điều khiển vẫn không tránh khỏi vấn đề này.
- Các biện pháp giảm phát sinh bụi và khí độc vẫn chƣa đảm bảo.
Do vậy, việc đề xuất đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu xác định các thông số nổ mìn phù hợp cho mỏ quặng đồng PhaThem tỉnh Viêng Chăn, CHDCND Lào” là một đề tài hết sức cần thiết.
CHƢƠNG 2
NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VIỆC TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN HỢP LÝ CHO MỎ
QUẶNG ĐỒNG PHA THEM
2.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CƠNG TÁC NỔ MÌN
Việc thiết kế một bãi nổ nào đó cũng nhiều phụ thuộc vào 2 nhóm yếu tố chính: Các yếu tố khơng thể điều khiển đƣợc và các yếu tố có thể điều khiển đƣợc. Trong các yếu tố không thể điều khiển đƣợc bao gồm: yếu tố cấu trúc địa chất, đặc tính của đất đá, những quy định và những đặc điểm kỹ thuật cũng nhƣ khoảng cách