d (mm)
a (m)
b (m)
w (m)
H (m)
Lk (m)
α (độ)
lb (m)
f C
(m)
Loại thuốc nổ và tỷ
trọng
∆(kg/m3)
q1 kg/m3
105 4,0 3,5 4,0 10 11,5 75 3,5 6 - 8 2,5 A§ - 1 095, ÷1,1
0,35
Về kết quả nổ mìn: Mỗi vụ nổ thường để lại nhiều đá quá cỡ (15 ữ 25%).
Kích thước của các cục đá khoảng 0.8 ữ 3.0 m, gây chấn động và sóng va đập không khí rất mạnh, xuất hiện nhiều đá bay, bụi. Nguyên nhân chính là các thông số nổ mìn ch−a hợp lý .
4.1.2. Xác định các thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá Ao Ng−ơm - Hữu lũng - Lạng Sơn.
Căn cứ vào hiện trạng khai thác của mỏ, tác giả đề suất ứng dụng kết quả
nghiên cứu lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý vào mỏ nh− sau:
a. ứng dụng bài toán đất đá cứng đồng nhất.
Chỉ tiêu thuốc nổ q (kg/m3)
q=(0,77.10-8σn+0,345)(0,6+3,3.10-3dodc)γd/2.6(do/dk)2/5e, kg/m3 ; (4.1) Trong đó:
do- Kích th−ớc trung bình của các khối nứt, do = 1.0 m;
dc- Đ−ờng kính l−ợng thuốc, dc = 90 mm;
dk- Kích th−ớc cỡ hạt hợp qui cách, dk = 0.31, m σn- Giới hạn bền nén của đất đá, σn = 1,4 N/m2; γd - Mật độ của đất đá, γd = 2,7 T/m3;
e- Khả năng công nổ của chất nổ ( Bảng 3.1). Loại thuốc nổ sử dụng là Amônít- AD1; e = 0,99.
Công thức này đảm bảo xác định đ−ợc chỉ tiêu thuốc nổ đảm bảo kích thước cỡ hạt yêu cầu đối với các loại đất đá, kích thước làm việc của thiết bị xúc bốc - vận tải cụ thể, loại chất nổ sử dụng và đảm bảo giữ đ−ợc tổng chi phí khai thác trong vùng nhỏ nhất.
Thay các giá trị vào (4.1) ta có:
q = (0,77.10-81,4+0,345)(0,6+3,3.10-3.1,0.0,09)2,7/2.6(1,0/0,31)2/5.0,99 q = 0,40 ; ( kg/m3 ).
Đ−ờng cản chân tầng WCT (m)
Đ−ờng kháng chân tầng đ−ợc tính toán theo công thức sau:
( m)
d e k W
d T T
CT 53 1,6 0,5
. ∆. −
= ρ , m (4.2)
ở đây:
kT – Hệ số kể tới độ nứt nẻ của đất đá, kT = 1 ữ 1,25 (trị số nhỏ ứng với đất đá
nhóm IV, V trị số lớn ứng với đất đá nhóm I, II); kT = 1,05.
∆ - Mật độ nạp thuốc trong lỗ khoan (T/m3); ∆ = 1,1. Đối với thuốc nổ AD1. dT - Đ−ờng kính l−ợng thuốc,mm; dT = 0,09, m.
ρd - Mật độ đất đá; T/m3; ρd = 2,7 T/m3.
e – Khả năng công nổ tương đối của chất nổ (so với Amônit phá đá số 1- AD1, e =0,99);
m – Hệ số làm gần các lỗ khoan trong hàng, tuỳ chọn theo nhóm đất đá:
Nhãm I: m = 1,2 ÷ 1,25;
Nhãm II: m = 1,1 ÷ 1,15;
Nhóm III: m = 1; Nhóm IV, V: m = 0,9 ữ 1. Ta chọn m = 1,2- nổ mìn vi sai.
Thay các giá trị vào (4.2) ta có:
Wct = 3,5 ; (m)
Khoảng cách giữa các lỗ khoan (a) và giữa các hàng lỗ khoan (b) a =mWCT= 1,2.3,5 = 4,2; m. (4.3) ở đây ta bố trí mạng lỗ khoan tam giác đều vì nó tăng đ−ợc thể tích vùng
đập vỡ so với mạng ô vuông 30%, năng l−ợng nổ phân bố đều trong khối đá
đ−ợc nổ. Vì vậy chọn sử dụng mạng lỗ khoan tam giác đều, khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan là:
b=a.sin600 =0,87a=0,87mWCT= 0,87.4,2 = 3,6 m; (4.4) Nh− ta đã biết : m = a/w = 1,2. (4.5) Thực tế đối với lỗ khoan đứng lấy m = 0,8ữ1,1. Còn đối với lỗ khoan nghiêng thì m = 0,9ữ1,3. Khi nổ vi sai theo sơ đồ đường chéo giá trị thực tế của m tăng lên đến 2 hoặc 3.
Chiều sâu khoan thêm lKT (m)
Chiều sâu khoan thêm đ−ợc tính toán theo công thức sau:
lkt = 15d = 15. 0,105 = 1,5 m ; (4.6) ChiÒu cao cét bua lb (m)
Theo N.V. Kutuzôv và V.I. Gusin, chiều cao cột bua xác định theo công thức:
lb = kb.d = 28,0.0,105 = 3,0 m; (4.7) Trong đó:
kB – Hệ số chiều cao cột bua ứng với loại đất đá (kB= 25 ữ 40), với các loại đất
đá xây dựng thì:
Đất đá nhóm II: Ta chọn kB = 28;
d - Đ−ờng kính lỗ khoan, d = 105 mm.
ChiÒu cao cét thuèc lt (m)
lt = Q
P = 60 / 7,0 = 8,5 ;m (4.8) Trong đó: Q - L−ợng thuốc nạp cho một lỗ khoan, kg
Với lỗ khoan hàng ngoài QN = q.a.WCT.H = 0,40.4,2.3,5.10 = 58,0; kg. (4.9)
Với lỗ khoan hàng trong QT = q.a.b.H = 0,40.4,2.3,6.10 = 60,0; kg.
(4.10) Trong đó:
H - Chiều cao tầng khai thác (m); H = 10; m P- Sức chứa thuốc nổ trên 1 m lỗ khoan, kg/m;
Mà: P = 7,85.d2t.∆.kn = 7,85.(0,09)2.1,1.1,0 = 7,0 kg/m. (4.11) kn - Hệ số tính đến điều kiện nạp thuốc ( Nạp thuốc bao gói kn = d2t/d2 , hoặc không bao gói- kn = 1);
dt- §−êng kÝnh thái thuèc, mm; dt = 90mm.
d - Đ−ờng kính lỗ khoan, d = 105 mm.
Chiều dài lỗ khoan LK (m)
LK = H + lKT = 10 + 1,5 = 11,5 m. (4.12) Việc xác định các thông số nổ mìn hợp lý cho bài toán đất đá cứng đồng nhất để áp dụng cho mỏ đá Ao Ngươm thể hiện trên bảng 4.2.
Bảng 4.2. Bảng xác định lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý cho bài toán đất
đá cứng đồng nhất để áp dụng tại mỏ đá Ao Ngươm.
d (mm)
a (m)
b (m)
w (m)
H (m)
Lk (m)
Q (kg)
lb (m)
f C
(m)
Loại thuốc nổ và tỷ
trọng
∆(kg/m3)
q kg/m3
105 4,2 3,6 3,5 10 11,5 60,0 3,0 6 - 8 3 A§-1 1,1
0,40
Trong đó:
d - Đ−ờng kính lỗ khoan ( mm) - Đ−ờng kháng chân tầng: W (m) a - Khoảng cách giữa các lỗ ( m) - Chiều sâu lỗ khoan: Lk ( m) b - Khoảng cách giữa các hàng ( m) - Chiều cao bua : lb( m) H- Chiều cao tầng công tác( m) - Góc nghiêng s−ờn tầng: (α)
f - Hệ số độ cứng của đất đá - Khoảng cách an toàn mép tầng: C (m).
q - Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế ( kg/ m3).
b. ứng dụng vào bài toán khi đất đá nứt nẻ, khe hang.
Như ta đã phân tích ở chương 3. Để đảm bảo hiệu quả, tiết kiệm, tránh lãng phí chất nổ trong khi nạp bị rơi, chảy thuốc nổ vào khe hang thì tác giả đã
đi tham khảo, nghiên cứu thực địa trên một số mỏ đá xây dựng và mỏ đá vôi
để tính toán các thông số nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá, tránh lãng phí chất nổ trong khi nạp mìn trên tầng mỏ có nhiều khe, hang và nứt nẻ là dùng ống nhựa có đường kính ∅ = d1- (5 ữ 10) mm; trong đó d1: đường kính lỗ khoan. Đ−a ống nhựa xuống lỗ khoan, để đảm bảo cho ống nhựa xuống lỗ và đi qua các lớp đất đá nứt nẻ, khe hang một cách dễ dàng và hiệu quả hay ph−ơng pháp này gần giống với nạp l−ợng thuốc phân đoạn trong lỗ khoan chỉ có điều là đoạn để phân đoạn nằm ở đúng vị trí của khe hang hay
đọan nứt nẻ trong lỗ khoan. Đây là nội dung nghiên cứu thứ hai của tác giả
trong luận văn này.
Tính toán các thông số trong tr−ờng hợp này, nh− lập luận phần 3.3.2 : Tính toán các thông số trong tr−ờng hợp này: T−ơng tự nh− tính toán các thông số trong phần 3.3.1. Chỉ có khác khi tính l−ợng thuốc nổ (Q) thì l−ợng thuốc nổ chính thức đ−ợc nạp trong lỗ khoan đ−ợc giảm 1 l−ợng t−ơng ứng với chiều dài đoạn có khe nứt, hang castơ đi qua, thay vào đó là phân đoạn bằng bua hoặc không khí... (Đoạn này đ−ợc đo và xác định trong quá trình làm hộ chiếu khoan nổ mìn).. Điều đó sẽ đ−ợc làm sáng tỏ bằng lập luận sau, dựa trên bình đồ ( Hình 4.1).
Hình 4.1. Sơ đồ áp dụng cấu trúc nạp l−ợng thuốc nổ trong ống nhựa đi qua khe, nứt nẻ trên tầng mỏ lộ thiên.
Với điều kiện nêu trên, ta có l−ợng thuốc nổ tính theo ph−ơng án ban đầu nh− sau: Gọi Q là khối l−ợng thuốc nổ dài liên tục trong lỗ khoan, kg; V là thể tích của l−ợng thuốc nổ nạp trong lỗ khoan, m3; ∆ là mật độ nạp thuốc trong lỗ khoan, kg/m3, ta cã:
Q = V.∆, kg. (4.13) Mặt khác ta lại có: .
V = (lt – lkh). πd2c
4 , m3; (4.14) Trong đó:
dc- Đ−ờng kính l−ợng thuốc , m; dc = 0,09
∆- Mật độ nạp thuốc trong lỗ khoan, kg/m3; ∆ = 1,1.
lt- Chiều dài l−ợng thuốc nổ tính theo (4.8) ta có:
lt = 8,5 ; m Trong đó:
kB – Hệ số chiều cao cột bua ứng với loại đất đá (kB= 25 ữ 40), với các loại đất
đá xây dựng thì:
lt
lt
Lk
H lb
Khe, nứt nẻ
èng nhùa Dây nổ
Mồi nổ
Đất đá nhóm II: Ta chọn kB = 28;
dc - §−êng kÝnh èng nhùa, dc = 90 mm.
lkh- Chiều dài khe, nứt nẻ trong lỗ khoan, m; lkh = 1,0; m
Thay các giá trị vào biểu thức (4.13) và (4.14) ta có : Q = (lt – lkh). πd2c
4 .∆ = (8,5 – 1,0).3,14.(0,09)2.1,1/4 = 52,0; kg . Nh− vậy, muốn nâng cao đ−ợc hiệu quả nổ thì chúng ta phải tính chọn loại thuốc nổ, làm sao đó giảm đ−ợc giá thành, giảm đ−ợc chấn động khi nổ mà vẫn đảm bảo đ−ợc hiệu quả phá vỡ đất đá theo mong muốn.
Ta biết rằng, trong trường hợp đất đá phần trên bị nứt nẻ mạnh, những vết nứt có chiều rộng lớn sẽ làm ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của vụ nổ. Để giải bài toán này, ta dùng ống nhựa có đường kính ∅ = d1- (5 ữ 10) mm; trong đó d1: Đường kính lỗ khoan, đồng thời phải chọn loại thuốc nổ có sức công phá
và khả năng công nổ lớn để đảm bảo hiệu quả nổ tốt nhất, cụ thể trong trường hợp này ta chọn thuốc nổ AD1 .
Việc xác định các thông số nổ mìn hợp lý cho bài toán đất đá nứt khe, nứt nẻ...Để áp dụng cho mỏ đá Ao ngươm thể hiện trên bảng 4.3.
Bảng 4.3. Bảng xác định lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý cho bài toán đất đá khe hang, nứt nẻ để áp dụng tại mỏ đá Ao Ngươm.
d (mm)
a (m)
b (m )
w (m )
H (m )
Lk (m)
Q (kg)
α (độ )
lb (m)
lt (m)
lkh (m )
Loại thuốc nổ và tỷ
trọng
∆(kg/m3)
q kg/m3
105 4,2 3,6 3,5 10 11, 5
52,0 85 3,0 8,5 1,0 A§ - 1 1,1
0,4