Bóc tách đá khối bằng bột nở

b) Bóc tách đá khối bằng nêm thủy lực

16.2.7. Bóc tách đá khối bằng bột nở

Trong những năm gần đây, người ta đã nghiên cứu sử dụng bột nở để thay thế nêm. Bản chất của phương pháp này là: nạp dung dịch bột nở vào lỗ khoan, khi đơng cứng thể tích dung dịch tăng lên, tác dụng lực vào lỗ khoan, và tách đá theo đường nối các lỗ khoan.

Bột nở được sản xuất gồm 3 loại chính và căn cứ theo điều kiện nhiệt độ của môi trường tại khu vực mà sử dụng cho phù hợp, loại 1 thích hợp dùng trong phạm vi nhiệt độ khơng khí 2638oC, loại 2 thích hợp sử dụng ở nhiệt độ trung bình 25oC, và loại 3 là từ -5oC đến 14oC, ở điều kiện Việt Nam thường sử dụng loại 2 là phù hợp.

Loại nêm thủy lực

Đường kính lỗ khoan, mm

Chiều sâu lỗ

khoan, mm Lực tác dụng, N Khối lượng, kg

I 2124 215 14.105 9 II 2933 270 31.105 17,5 III 3236 400 43.105 21,5 IV 3943 670 51.105 27 V 4050 670 64.105 31 VI 4247 800 74.105 35

Bột nở là một loại bột màu trắng với thành phần chính là oxyt Ca, phối hợp với một số chất phụ gia hữu cơ và vô cơ khác, khi gặp nước sẽ tạo thành phản ứng hóa học như sau:

CaO + H2O = Ca(OH)2 + 6,5 x 104J, (16.2)

Khi calcium chuyển biến thành calcium hydroxide thì tinh thể biến thành dạng tam giác lệch 3 hướng, thể tích khối tăng 34 lần và tỏa nhiệt, tạo nên áp lực lên thành lỗ khoan rất lớn ( có thể đến 3050MPa); trong khi đó, đá thường có cường độ kháng nén khoảng 418Mpa, nên dưới tác dụng áp lực sinh ra từ trương nở, khối đá sẽ bị nứt tách ra dọc theo tuyến phân bố lỗ khoan.

Muốn sử dụng bột nở để tách thì khối đá phải được tạo ra tối thiểu 3 mặt tự do; thông thường sử dụng cho tách các đá tảng lăn có 4,5 mặt tự do.

Khi khoan lỗ để đổ bột nở, chiều sâu khoan cần bằng 8590% chiều dày (chiều cao tầng) hoặc chiều rộng khối đá. Khoảng cách lỗ khoan phụ thuộc vào đường kính lỗ. Đối với đường kính lỗ 30mm là 1520cm, với đường kính lỗ 40mm thì là 2530cm, với lỗ 50m là 3540cm, nếu có khoan ngang thì khoảng cách lỗ thu hẹp lại một chút.

Chỉ tiêu nạp bột nở khi tách đá khối đối với loại đường kính lỗ khoan 40mm là từ 1,51,8 kg/m. Thời gian tác dụng trương nở tách đá đạt hiệu quả tốt nhất thông thường là từ 46 giờ.

Lưu ý, cần cẩn trọng khi sử dụng vì loại bột này khi gặp nước thì độ pH có thể đạt đến 13, có thể làm tổn thương người sử dụng, do đó nên mang trang bị bảo hộ lao động đầy đủ và đúng quy định.

Sử dụng phương pháp này có khó khăn là: nạp dung dịch bột nở phức tạp, đặc biệt là đối với lỗ khoan nằm ngang, giá thành cao, hiệu qủa thấp. Hiện tại, sử dụng tương đối phổ biến và hiệu quả ở nhiều mỏ trong công tác tách lần 2 ra các block, hoặc tách các đá tảng lăn.