CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC ĐÁ KHỐI BẰNG KHOAN NỔ MÌN
3.1. VẬT LIỆU NỔ CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG TRONG KHAI THÁC ĐÁ KHỐI
3.1.1. Ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến độ ổn định kích nổ lƣợng thuốc
Do khi khoan nổ mìn tách đá khối chỉ sử dụng các lượng thuốc có đường kính nhỏ, vì thế, cần chú ý đến độ ổn định kích nổ của lƣợng thuốc.
3.1.1.1. Đường kính và vỏ bao thuốc:
Đối với mỗi loại thuốc nổ có thể xác định 02 loại đường kính đặc trưng của lƣợng thuốc:
- Đường kính tới hạn (dth): là trị số nhỏ nhất của đường kính lượng thuốc mà nếu giảm nó nhỏ hơn thì sự kích nổ không ổn định hoặc không kích nổ đƣợc.
- Đường kính giới hạn (dgh): là trị số đường kính lớn nhất của lượng thuốc mà nếu tăng nó tiếp tục thì tốc độ kích nổ không tăng.
Như vậy, trong nổ tách đá khối, ta cần lưu ý đến dth. Muốn kích nổ ổn định thì đường kính lượng thuốc phải bằng hoặc lớn hơn dth. Khi lượng thuốc có vỏ bọc, sản phẩm nổ khó thoát ra nên dth giảm. Ví dụ: nitrat amon bột = 1 g/cm3, khi không có vỏ bọc thì dth = 100mm, khi nổ trong ống thủy tinh thì dth = 7mm.
Sự ảnh hưởng của vỏ bọc là đáng kể khi mật độ thuốc nổ nhỏ và trung bình, và khi đường kính lượng thuốc nhỏ.
Bảng 3-1. Đường kính tới hạn của một số loại chất nổ Chất nổ Đường kính tới hạn (mm)
Ten Ghecxôghen
Têtryl Trotyl
3,2 4,4 7,0 11,0
Chất nổ Đường kính tới hạn (mm) Detonit 10A
Amônit No6 (21% trôtyl) Amônit No2 (12% trôtyl) Amônit No10 (8% trôtyl) Amônit No9 (5% trôtyl)
ANFO Sofanit (AFST-15) Zecnogranulit 79/21 Zecnogranulit 79/21 chịu nước
NT-13 EE-31 Watergel TNP-1 Watergel TFD-15 ANFO chịu nước Energan 2600, 2620 Energan 2640, 2660 TNT-13 và TNT-31
TNT-15 TNT hạt Powergel 2520 Powergel 2540 Powergel 2560
6 - 8 12,0 15,0 20,0 25,0 50 70 40 50 32 32 36 36 80 100 150 32 36 60 75 100 150 3.1.1.2. Mật độ chất nổ:
Một sự thay đổi mật độ của chất nổ nhỏ có thể có một sự ảnh hưởng lớn đến các tính chất nổ, độ nhạy, và do đó ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chất nổ. Đối với các loại thuốc nổ dạng hợp chất hóa học, mật độ chất nổ tăng lên, năng lƣợng riêng và tốc độ nổ tăng lên. Tuy nhiên, đối với các loại thuốc nổ là hỗn hợp cơ học thì nếu
mật độ tăng lên vƣợt quá mật độ tới hạn th, quá trình nổ ổn định sẽ không thể xảy ra. Hiện tƣợng này đƣợc gọi là hiện tƣợng “nén tắt”, và nó xảy ra khi thể tích của các bóng khí, các vi cầu không khí, hoặc khoảng trống có trong chất nổ không đủ để cung cấp các “điểm nóng” để phản ứng nổ xảy ra.Với mỗi loại thuốc nổ, muốn tăng mật độ tới hạn cần tăng đường kính lượng thuốc. Mật độ tới hạn là một yếu tố cần đƣợc xem xét đến trong quá trình thi công nạp thuốc.
3.1.1.3. Loại, thành phần, và độ hạt của chất nổ:
Khi tăng nhiệt lượng nổ, tốc độ kích nổ tăng lên còn đường kính tới hạn giảm.
Ví dụ: trotyl có Q = 4.232 KJ/kg, Vd = 7 km/s, dth = 9mm; Ghecxôghen có Q = 5.698 KJ/kg, Vd = 8,4 km/s, và dth = 1,5mm. Thuốc nổ có nhiệt lƣợng nổ lớn thì khả năng kích nổ tốt hơn, quá trình kích nổ ổn định hơn, thuốc nổ có khả năng kích nổ cao thì có dth thấp. Cho nên cần phải lựa chọn loại thuốc nổ sử dụng phù hợp khi nổ tách đá khối bằng các lỗ khoan nhỏ.
Độ hạt của chất nổ cũng có ảnh hưởng đến đường kính tới hạn của lượng thuốc.
Ví dụ: với trotyl khi cỡ hạt 0,01mm thì dth = 9mm; còn khi cỡ hạt 0,5mm thì dth = 28mm. Ở tất cả các loại thuốc nổ thì dạng bột có dth nhỏ hơn khi ở dạng hạt.
Đối với chất nổ hỗn hợp cơ học, đường kính tới hạn phụ thuộc vào tỷ lệ % các thành phần. Ví dụ: giảm lƣợng chứa trotyl trong amonit từ 21 xuống 5% thì dth tăng từ 12 đến 25mm.
3.1.1.4. Ảnh hưởng của công suất xung lượng ban đầu:
Ở đây chỉ đề cập đến xung kích nổ:
- Khi công suất xung lƣợng ban đầu không đủ, quá trình kích nổ sẽ không ổn định và tắt dần. Tuy nhiên, khi gặp điều kiện thuận lợi (mật độ, đường kính lượng thuốc), quá trình kích nổ tự tăng tốc và đạt tốc độ kích nổ ổn định.
- Khi công suất xung lƣợng ban đầu đủ hoặc vƣợt yêu cầu thì quá trình kích nổ sẽ ổn định ( hoặc tăng đến trị số tối đa sau đó sẽ ổn định).
Đối với mỗi loại thuốc nổ có một trị số tốc độ kích nổ ổn định, nghĩa là có một khả năng kích nổ nhất định. Cần phải có công suất xung lƣợng ban đầu đủ lớn phù
hợp với từng loại thuốc nổ thì mới tạo ra quá trình kích nổ ổn định. Điều này có ý nghĩa quan trọng khi lựa chọn phương tiện khởi nổ cho lượng thuốc.