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
7.2.3. Sử dụng nổ hạt nhân khi khai thác hầm lò
Sử dụng nổ hạt nhân tác dụng bên trong mở ra khả năng lớn để tạo ra công nghệ mới hiệu quả cao khai khác khoáng sản bằng phương pháp hầm lị.
Cơng nghệ mới thể hiện trình tự khai thác nối tiếp khống sàng lớn, cơng việc được tiến hành theo hướng dọc hoặc ngang, thể hiện vị trí khoảng khơng và kích thước thân quặng. Cơng nghệ khai thác hầm lò sử dụng nổ hạt nhân dựa trên cơ sở của hệ thống khai thác phá hủy khối cưỡng bức.
Bản chất của hệ thống này là sử dụng hiệu quả tạo thành ống phá hủy chứa đầy quặng đập vỡ. Theo mức độ tháo quặng ra khỏi ống phá hủy xảy ra sự bổ sung dần dần trữ lượng của nó nhờ hiện tượng tự phá hủy của vùng nứt nẻ mạnh.
Những yếu tố kết cấu và những thông số của hệ thống khai thác lựa chọn trên cơ sở điều kiện địa chất mỏ cụ thể và những thông số tác dụng cơ học của nổ hạt nhân.
Có những phương án sau đây về sơ đồ cơng nghệ nổ hạt nhân: phân bố những lượng thuốc trong thân quặng cách nhau một khoảng cách nhất định rồi cho nổ liên tiếp, hoặc phân chia quặng thành từng khối và trong mỗi khối xác định nhóm lượng thuốc cho nổ đồng thời hoặc vi sai. Đặt và nổ các lượng thuốc theo các khối được tiến hành theo trình tự nhất định. Quyết định lựa chọn phương án dựa vào điều kiện an toàn chấn động trong vùng cụ thể.
Trên hình 7.3 thể hiện kết cấu hệ thống phá hủy cưỡng bức, sử dụng nhóm lượng thuốc phân bố trên cùng một mức và nổ đồng thời hay vi sai. Khi đó đảm bảo hiệu quả đập vỡ cao do có sự gặp nhau của sóng đập các lượng thuốc cạnh nhau.
Hình 7.3. Sơ đồ khai thác phá hủy cưỡng bức, sử dụng các nhóm lượng thuốc hạt nhân
1- Sự phá hủy bề mặt; 2- Tháo quặng từ ống phá hủy; 3- Lò Thượng tháo quặng 4- Lò cào quặng; 5- Lò vận chuyển; 6- Dự trữ quặng sẵn sàng
Nổ thí nghiệm các lượng thuốc hạt nhân trong đất đá cứng (granôđiôrit, granit) cho thấy: ở khoảng cách 1015 m dưới đáy ống phá hủy, khối đá thực tế khơng bị phá vỡ, điều đó cho phép chuẩn bị tầng bình thường. Việc tháo vật liệu đập vỡ ra khỏi ống phá hủy cho thấy độ cục của nó đáp ứng nhu cầu đặt ra.
Hệ thống phá hủy cưỡng bức có kết cấu và quy mơ khác với hệ thống phá hủy theo tầng bình thường, kích thức của khoảnh khai thác đạt đến 1000 m theo phương nằm ngang và 300 m theo phương đứng, lớn hơn nhiều so với hệ thống khai thác tầng thông thường (tương ứng là 6090 m và 75120 m).
Sử dụng hệ thống phá hủy cưỡng bức bằng nổ hạt nhân yêu cầu thay đổi cơ bản hệ thống mở vỉa và chuẩn bị tầng để phá vỡ khối có trữ lượng lớn. Ngồi ra có thể sử dụng phương pháp này khi có trụ bảo vệ, nó cản trở sản phẩm phóng xạ văng vào khí quyển. Từ quan điểm hiệu quả chấn động cần lựa chọn khoảng cách an tồn tính từ tâm chấn.
Trong q trình khai thác cần tuân thủ những biện pháp an tồn, khơng cho phép tiến hành cơng việc ở những khu vục có mật độ chất đồng vị phóng xạ cao.
Nguy hiển nghiêm trọng là tính phóng xạ của quặng phát sinh sau khi nổ, quặng này được tháo ra từ vùng phá hủy. Trên bề mặt cục quặng có thể có những chất đồng vị phóng xạ, nó có khả năng gây nhiễm phóng xạ đến sản phẩm cuối cùng.
Nổ hạt nhân có thể được sử dụng rộng rãi trong luyện kim mầu với mục đích đập vỡ sơ bộ quặng đồng và các loại quặng khác tại thân quặng, sau đó làm nóng chảy ngầm kim loại. Sử dụng phương pháp này để tăng cường khai thác dầu và khí khó lấy, khí hóa than và đá phiến cháy…