CHƯƠNG 5 TĂNG CƯỜNG CHẤT LƯỢNG NỔ MÌN PHÁ ĐÁ DƯỚI NƯỚC
7.2. TRIỂN VỌNG SỬ DỤNG NỔ HẠT NHÂN KHI KHAI THÁC KHOÁNG SẢN
7.2.4. Điều kiện an tồn nổ hạt nhân cơng nghiệp
Nhiễm phóng xạ của khí quyển, nước mặt và nước dưới đất, sóng đập khơng khí, chấn động, nhiệt độ cao… là những vấn đề cơ bản phát sinh khi sử dụng nổ hạt nhân.
Nổ hạt nhân trong công nghiệp mỏ, nguy hiểm nhất là sinh ra mưa phóng xạ. Độ phóng xạ tạo ra là do phản ứng tách hạt nhân nặng và tổng hợp hạt nhân nhẹ. Ngoài ra do sự tác dụng tương hỗ của các nơtron tạo thành khí nổ với các vật liệu của thiết bị hạt nhân, với đất đá xung quanh thiết bị.
Để giảm mức độ phóng xạ có thể sử dụng những thiết bị hạt nhân “sạch”, trong đó 9599% sử dụng phản ứng tổng hợp (phản ứng nhiệt hạch), chỉ 15% là phản ứng tách hạt nhân. Vỏ của những thiết bị như vậy được chế tạo từ những vật liệu chứa Bo để hấp thụ nơtron sinh ra khi nổ hạt nhân.
Có ý nghĩa lớn là sử dụng yếu tố thời gian, cho phép giảm mức độ phóng xạ một cách tự nhiên. Để giảm vùng nhiễm xạ, chỉ nên nổ hạt nhân khi điều kiện thời tiết thuận lợi. Lượng thuốc cần đặt sâu đến mức đảm bảo khả năng chôn vùi cực đại sản phẩm phóng xạ dưới đất khi cơng nổ hữu ích lớn.
Tác dụng chấn động khi nổ hạt nhân là yếu tố quan trọng, nó quyết định khả năng tiến hành và hiệu quả sử dụng nổ hạt nhân ngầm trong vùng công nghiệp mới khai phá. Cường độ tác dụng chấn động khi nổ hạt nhân phụ thuộc vào công suất lượng thuốc, điều kiện mỏ địa chất của vùng và khoảng cách tính từ chấn tâm. Thực nghiệm cũng khẳng định rằng: chỉ một phần nhỏ năng lượng nổ thể hiện dưới dạng sóng chấn động.
Tóm lại, nổ hạt nhân trong cơng nghiệp mỏ gây ra khả năng ô nhiễm môi trường, sẽ được sử dụng trong tương lai chỉ trong những trường hợp đặc biệt với việc sử dụng những cơng nghệ an tồn mới. Mỗi lần nổ hạt nhân cần phải có bản thiết kế riêng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nhữ Văn Bách - Giáo trình: Phá vỡ đất đá bằng phương pháp khoan nổ mìn. Hà nội, 1990.
2. Nhữ Văn Bách - Giáo trình: Nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá bằng nổ mìn trong khai thác mỏ. Trường đại học Mỏ-Địa chất, Hà nội.
3. Nhữ Văn Bách - Áp dụng phương pháp nổ mìn văng định hướng để khai thác đá ở Việt Nam. Tuyển tập các cơng trình khoa học Đại học Mỏ - Địa chất, tập XXI.
4. Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyển - Nâng cao hiệu quả công tác khoan nổ mìn ở mỏ than Đèo Nai. Tạp chí cơng nghiệp mỏ, N0
3, 1991.
5. Nhữ Văn Bách - Phương pháp mới phân loại đất đá theo độ nổ. Thông báo khoa học của các trường đại học, N0
3, 1992.
6. Nhữ Văn Bách – Nghiên cứu hồn thiện phương pháp và cơng nghệ tách đá khối bằng khoan nổ mìn phục vụ sản xuất đá ốp lát. Báo cáo đề tài cấp Bộ B91 - 18 - 10, Hà nội, 1993.
7. Nguyễn Đình Ấu, Nhữ Văn Bách – Phá vỡ đất đá bằng phương pháp khoan nổ mìn. Nhà xuất bản giáo dục, 1998.
8. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đăng Tế - Xác định các thơng số nổ mìn buồng hợp lý khi xây dựng đường trên sườn dốc. Tuyển tập báo cáo – Hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ 13, 2001.
9. Nhữ Văn Bách – Đặc điểm quá trình phá vỡ đất đá dưới nước bằng nổ mìn. Tạp chí cơng nghiệp mỏ, N0
3, 2003.
10. Hồ Sĩ Giao, Đàm Trọng Thắng, Lê Văn Quyển, Hoàng Tuấn Chung – Nổ hóa học lý thuyết và thực tiễn, NXB KH-KT, 2010.
11. Agoskov M.I - Tương lai của khoa học mỏ. Moskva, Nauka, 1989 (Bản tiếng Nga).
12. Baron V. L – Kỹ thuật và cơng nghệ nổ mìn ở Mỹ, Moskva, Nhedra 1989 (Bản tiếng Nga).
13. Bogaski V. P, Phoritman A. G – Bảo vệ môi trường xung quanh khi nổ công nghiệp. Moskva, Nhedra, 1982 (Bản tiếng Nga).
14. Kutuzov B. N – Phá vỡ đất đá bằng nổ mìn. Moskva, Nhedra, 1992 (Bản tiếng Nga).
15. Tkatruk K. I, Phedorenko P.I – Cơng tác nổ mìn trong cơng nghiệp mỏ. Kiep, Vusa Skola, 1990 (Bản tiếng Nga).
16. Volol A. C – Cơ sở điều khiển tác dụng nổ nhờ màn chắn, Moskva, Nhedra, 1989 (Bản tiếng Nga).
17. Gour C. Sen-Blaasting Technology for Mining and Civil Engineers. UVSW PRESS Sydney, 1995
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ TÁC DỤNG PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG NỔ MÌNVÀ
NGUN TẮC TÍNH TỐN LƯỢNG THUỐC NỔ ............................................................................................... 3
1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN .................................................................................. 3
1.1.1. Phân loại lượng thuốc nổ ............................................................................... 3
1.1.2. Hình dạng và những yếu tố của phễu nổ ........................................................ 4
1.1.3. Các vùng tác dụng nổ ..................................................................................... 5
1.2. TÁC DỤNG PHÁ VỠ KHI NỔ LƯỢNG THUỐC ĐƠN ĐỘC ................................ 5
1.2.1. Cơ cấu phá vỡ đất đá mềm yếu bằng nổ mìn ................................................. 5
1.2.2. Cơ cấu phá vỡ đất đá cứng đồng nhất bằng nổ mìn ....................................... 6
1.2.3. Cơ cấu phá vỡ đất đá nứt nẻ bằng nổ mìn .................................................... 11
1.3. PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ KHI NỔ ĐỒNG THỜI VÀI LƯỢNG THUỐC ....................... 13
1.4. PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ KHI NỔ VI SAI ........................................................................... 15
1.4.1. Sự giao thoa của sóng ứng suất .................................................................... 15
1.4.2. Tạo thành mặt tự do phụ .............................................................................. 16
1.4.3. Sự va đập của các cục đá bay ....................................................................... 18
1.5. NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TỐN TÁC DỤNG PHÁ VỠ KHI NỔ MÌN ............... 18
1.5.1. Khái niệm chung .......................................................................................... 18
1.5.2. Tính tốn đối với lượng thuốc tập trung làm tơi đất đá ............................... 19
1.5.3. Tính tốn đối với lượng thuốc tập trung văng xa đất đá .............................. 20
1.5.4. Tính tốn đối với lượng thuốc dài đập vỡ đất đá ......................................... 21
CHƯƠNG 2. ĐIỀU KHIỂN MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG NỔ MÌN ................................................ 24
2.1. MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ BẰNG NỔ MÌN ......................................... 24
2.1.1. Mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn và phương pháp xác định .................... 24
2.1.2. Mức độ đập vỡ đất đá hợp lý khi nổ mìn ..................................................... 25
2.2. PHÂN LOẠI NHỮNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TÁC DỤNG NỔ ĐỂ ĐẢM BẢO MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ HỢP LÝ ......................................................................... 26
2.3. ĐIỀU KHIỂN TÁC DỤNG NỔ NHỜ MÀN CHẮN ................................................ 27
2.3.1. Những nguyên tắc và phương pháp cơ bản điều khiển tác dụng nổ nhờ màn chắn ........ 27
2.3.2. Xác định hiệu quả phá vỡ và mức độ chắn sóng của màn chắn tổng hợp ... 30
2.3.3. Xác định những thông số chủ yếu khi nổ tạo màn chắn .............................. 31
2.3.4. Đánh giá độ chính xác các thơng số tạo màn chắn ...................................... 33
2.3.5. Hợp lý hóa vị trí màn chắn khi điểu khiển nổ .............................................. 34
2.3.6. Phương pháp nâng cao hiệu quả nổ mìn khi sử dụng màn chắn và vật liệu mới làm bua ............................................................................................................ 35
2.4. XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN HỢP LÝ ................................................... 39
2.4.1. Phương pháp xác định theo kích thước cỡ hạt yêu cầu................................ 39
2.4.2. Phương pháp xác định theo năng lượng chất nổ .......................................... 41
2.4.3. Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn ........................................... 42
2.4.4. Xác định các thơng số nổ mìn hợp lý theo mức độ đập vỡ yêu cầu và độ nứt nẻ của đất đá ........................................................................................................... 43
CHƯƠNG 3. TĂNG CƯỜNG CHẤT LƯỢNG ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG NỔ MÌN KHI KHAI
THÁC XUỐNG SÂU ............................................................................................................................................................... 47
3.1. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC KHOAN NỔ MÌN KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU . 47 3.2. CƠNG TÁC NỔ MÌN TRONG ĐẤT ĐÁ NGẬM NƯỚC ...................................... 47
3.2.1. Đặc điểm phá vỡ đất đá ngậm nước khi khoan nổ mìn ............................... 47
3.2.2. Những thông số địa chất thủy văn quyết định hiệu quả cơng tác nổ mìn .... 49
3.2.3. Ảnh hưởng của độ ngậm nước đến hiệu quả cơng tác nổ mìn .................... 50
3.2.4. Cơng nghệ và kỹ thuật nổ mìn trong đất đá ngậm nước .............................. 55
3.2.5. Phương pháp nạp lỗ khoan ngậm nước ....................................................... 57
3.3. NỔ MÌN TẠO BIÊN ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH BỜ MỎ KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ..... 60
3.3.1. Yêu cầu về thiết bị khoan ............................................................................ 60
3.3.2. Kỹ thuật và công nghệ nổ mìn tạo biên ....................................................... 60
CHƯƠNG 4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN KHAI THÁC VLXD ....... 64
4.1. TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN VĂNG ĐỊNH HƯỚNG KHI KHAI THÁC ĐÁ VÔI ................................................................................................................... 64
4.1.1. Khái niệm về phương pháp nổ mìn văng định hướng ................................. 64
4.1.2. Đặc điểm nổ lượng thuốc phẳng khi chỉ tiêu thuốc nổ khác nhau ............... 65
4.1.3. Xác định những yếu tố của hệ thống khai thác và các thơng số khoan nổ mìn .. 66
4.2. XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN KHI KHAI THÁC ĐÁ KHỐI ............... 74
4.2.1. Đặc điểm của cơng tác khoan nổ mìn khi khai thác đá khối ....................... 74
4.2.2. Xác định các thông số cơ bản khi khoan nổ mìn tách đá khối .................... 74
4.3. XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN BUỒNG KHI ĐÀO HÀO MỞ VỈA KHAI THÁC ĐÁ VÔI ....................................................................................................... 80
CHƯƠNG 5. TĂNG CƯỜNG CHẤT LƯỢNG NỔ MÌN PHÁ ĐÁ DƯỚI NƯỚC……………85
5.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH NỔ MÌN PHÁ ĐÁ DƯỚI NƯỚC ....................... 85
5.1.1. Nổ lượng thuốc trong lỗ khoan .................................................................... 86
5.1.2. Nổ lượng thuốc đắp ngoài ............................................................................ 86
5.1.3. Tác dụng nổ dưới nước đến môi trường xung quanh .................................. 87
5.2. NHỮNG YẾU TỐ CƠ BẢN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY LUẬT PHÂN BỐ XUNG LƯỢNG TRUYỀN VÀO ĐẤT ĐÁ KHI NỔ MÌN PHÁ ĐÁ DƯỚI NƯỚC ................. 88
5.3. NGUN TẮC TÍNH TỐN LƯỢNG THUỐC NỔ VÀ CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN PHÁ ĐÁ DƯỚI NƯỚC ............................................................................................ 90
5.3.1. Tính tốn lượng thuốc nổ đắp ngồi ............................................................ 90
5.3.2. Tính tốn lượng thuốc nổ trong lỗ khoan .................................................... 91
5.4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN AN TỒN KHI NỔ MÌN PHÁ ĐÁ DƯỚI NƯỚC .... 93
5.4.1. Đặc điểm về tính an tồn khi nổ mìn dưới nước ......................................... 93
5.4.2. Phương pháp tính tốn khi nổ mìn dưới nước ............................................. 93
CHƯƠNG 6 .ẢNH HƯỞNG CỦA CƠNG TÁC NỔ MÌN KHI KHAI THÁC MỎ ĐẾN MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH .................................................................................................................................................. 96
6.1. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CƠNG TÁC NỔ MÌN ĐẾN MƠI TRƯỜNG XUNG QUANH ............................................................................................... 96
6.1.2. Tác dụng của sóng đập khơng khí đến mơi trường xung quanh khi nổ mìn
.............................................................................................................................. 100
6.1.3. Tác dụng nguy hại của đá văng khi nổ mìn ............................................... 106
6.1.4. Ảnh hưởng của khí độc và bụi phát sinh khi nổ mìn ................................. 107
6.2. NHỮNG PHƯƠNG PHÁP GIẢM TÁC DỤNG NGUY HẠI KHI NỔ MÌN KHAI THÁC MỎ ĐỐI VỚI MƠI TRƯỜNG XUNG QUANH ............................................... 110
6.2.1. Những phương pháp điều khiển tác dụng nổ nhằm giảm tác dụng nguy hại khi nổ mìn ............................................................................................................ 111
6.2.2. Sử dụng hợp lý năng lượng nổ ................................................................... 112
CHƯƠNG 7.CÔNG TÁC PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ TRONG TƯƠNG LAI KHI KHAI THÁC MỎ….120 7.1. TÌNH HÌNH VÀ TƯƠNG LAI PHÁT TRIỂN CƠNG TÁC NỔ MÌN TRONG CÔNG NGHIỆP MỎ ....................................................................................................... 120
7.2. TRIỂN VỌNG SỬ DỤNG NỔ HẠT NHÂN KHI KHAI THÁC KHOÁNG SẢN ..... 125
7.2.1. Những vấn đề chung .................................................................................. 125
7.2.2. Hiện tượng vật lý khi nổ hạt nhân và dự đốn các thơng số tác dụng cơ học của nó ................................................................................................................... 127
7.2.3. Sử dụng nổ hạt nhân khi khai thác hầm lò ................................................. 128
7.2.4. Điều kiện an tồn nổ hạt nhân cơng nghiệp ............................................... 130