3.4. Công nghệ bóc đất đá bờ trụ Nam
3.4.4. Khâu khoan nổ mìn
3.4.4.1. Tính toán các thông số khoan nổ mìn 1. Chỉ tiêu thuốc nổ (q)
Chỉ tiêu thuốc nổ được xác định theo công thức của GS.TSKH Kuznecov V. А – Liên Bang Nga [14]:
tb tn e
d K
d f q d
. . .
1 ,
0 0,5 0,33
, kg/m3 (3.14)
Trong đó: - dung trọng của đất đá, tấn/m3; de – kích thước khối nứt nẻ, m; f – hệ số kiên cố của đất đá; d – đường kính lỗ khoan, m; dtb – đường kính cỡ hạt trung bình, m; Ktn- hệ số qui chuyển của thuốc nổ;
tc tt
tn Q
K Q , với Qtc, Qtt – là nhiệt lượng của thuốc nổ tiêu chuẩn của thuốc sử dụng thực tế, kj.
C
Lkt
Lt
Lb
Ht
Hn
h
101
Đường kính cỡ hạt trung bình phụ thuộc vào dung tích gầu của máy xúc và tải trọng ô tô phục vụ. Khi máy xúc có dung tích gầu E = 4÷8 m3 phối hợp với ô tô có tải trọng 27÷58 tấn, đường kính cỡ hạt trung bình được tính theo công thức:
dtb 0,150,23 E, m (3.15) Khi sử dụng máy xúc TLGN PC 1250 có dung tích gầu E = 5,2÷6,7 m3, đường kính cỡ hạt trung bình dtb = 0,34÷0,37 m.
2. Đường kháng chân tầng (W)
Đường cản chân tầng được xác định theo quan hệ với đường kính khối thuốc, chiều cao tầng, chỉ tiêu thuốc nổ và mật độ nạp thuốc:
m q h
P W Lt
. .
. , m (3.16)
Trong đó: P - mật độ nạp thuốc trên 1 mét lỗ mìn, kg/m; Lt – chiều dài cột thuốc, m; m – hệ số làm gần các lỗ mìn, đối với đất đá bờ trụ Nam, chọn m = 0,95÷1,0; q – chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3; h – chiều cao tầng, m.
3. Mật độ nạp thuốc trên 1 mét lỗ mìn
Mật độ nạp thuốc trên 1 mét lỗ mìn được xác định theo công thức:
. 2
. 785 ,
0 d
P , kg/m (3.17) Trong đó: - mật độ thuốc nổ kg/m3, với Anfo = 950 kg/m3; d - chiều sâu lỗ khoan, m; d – đường kính lỗ khoan, m.
4. Chiều cao cột thuốc (Lt)
Chiều cao cột thuốc được xác định theo công thức sau:
b kt
t h L L
L , m (3.18) Trong đó: Lkt - chiều sâu khoan thêm, m; Lb - chiều cao cột bua, m.
5. Chiều sâu khoan thêm (Lkt)
Chiều sâu khoan thêm phụ thuộc vào đường kính lỗ khoan và tính chất cơ lý đất đá.
102
d K
Lkt kt. , m (3.19) Trong đó: Kkt - hệ số khoan thêm, Kkt = 810d.
6. Chiều cao cột bua (Lb)
Chiều cao cột bua được xác định theo điều kiện đảm bảo mức độ đập vỡ tối ưu:
d
Lb 1530 , m (3.20)
7. Chiều dài lỗ khoan
sin
kt K
L L h
, m (3.21) Trong đó: – góc nghiêng lỗ khoan, độ.
8. Khoảng cách giữa các lỗ khoan trong một hàng (a)
W m
a . , m (3.22)
9. Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan (b)
b = 2
3
a (với mạng tam giác đều) (3.23) 10. Suất phá đá (S)
k
tb nL
h a b n S W
.
. 1
, m3/m (3.24)
Trong đó: n - Số lượng hàng lỗ khoan.
Lượng thuốc nổ trong một lỗ khoan được xác định theo công thức sau:
t
tn PL
Q . , m (3.25) Các thông số khoan nổ mìn xem bảng 3.17.
103
Bảng 3.17. Các thông số khoan nổ mìn thi công bờ trụ Nam khi β<300
TT Chỉ tiêu Ký
hiệu Đơn vị
Giá trị Khu vực tiếp giáp trụ vỉa than
Khu vực tiếp giáp bờ trụ
Khu vực giữa trụ vỉa than và bờ trụ
1 Chiều cao tầng h m 5 3÷10 10
2 Độ cứng đất đá f 11÷12 11÷12 11÷12
2 Đường kính lỗ khoan dk mm 230 89 230
3 Mật độ nạp thuốc P kg/m 39,5 5,9 39,5
4 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,53 0,39 0,53
5 Chiều sâu khoan thêm Lkt m 2,0 1,0 2,0
6 Chiều sâu lỗ khoan hàng
ngoài Lkn " 8,1 12,7 12,0
7 Chiều sâu lỗ khoan hàng Lkt 7,0 4,0÷11,0 12,0
8 Đường kháng chân tầng W " 7,8 3,9 7,7
9 Khoảng cách giữa các lỗ
khoan trong hàng a " 7,8 3,9 7,7
10 Khoảng cách giữa các hàng
lỗ khoan b " 6,7 3,6 7,7
11 Khối lượng thuốc nổ trong
lỗ khoan hàng ngoài Qn kg 161 57 316
12 Khối lượng thuốc nổ trong
lỗ khoan hàng trong Qt " 118 5,3÷47 316 13 Góc nghiêng lỗ khoan hàng
ngoài kn độ 60 60 90
14 Góc nghiêng lỗ khoan hàng
trong kt " 90 90 90
15 Chiều dài nạp thuốc hàng
ngoài Ltn m 4,1 10 8,0
16 Chiều dài nạp thuốc hàng
trong Ltt " 3,0 2,7÷8,3 8,0
17 Chiều dài nạp bua hàng
ngoài Lbn " 4,0 1,3÷2,7 4,0
18 Chiều dài nạp bua hàng
trong Lbt " 4,0 1,3÷2,7 4,0
19 Suất phá đá S m3/m 37 12 49
20 Số hàng lỗ khoan n hàng 3 5-6 3
21 Chiều rộng dải khấu A m 21 18÷22 23
22 Chiều dài block nổ Lx " 150 150 150
23 Số lỗ trong hàng n lỗ 19 39 20
104
Bảng 3.18. Các thông số khoan nổ mìn thi công bờ trụ Nam khi β≥300
TT Chỉ tiêu Ký
hiệu
Đơn vị
Giá trị Khu vực tiếp giáp trụ vỉa than
Khu vực tiếp giáp bờ trụ
Khu vực giữa trụ vỉa than và bờ trụ
1 Chiều cao tầng h m 7,5 3÷15 15
2 Độ cứng đất đá f 11÷12 11÷12 11÷12
2 Đường kính lỗ khoan dk mm 0,23 89÷230 0,23
3 Mật độ nạp thuốc P kg/m 39,5 5,9÷39,5 39,5
4 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,53 0,39÷0,53 0,53 5 Chiều sâu khoan thêm Lkt m 2,0 1,0÷2,0 2,0 6 Chiều sâu lỗ khoan hàng
ngoài Lkn " 11,0 17,0 17,0
7 Chiều sâu lỗ khoan hàng Lkt 9,5 4,0÷10,0 17,0
8 Đường kháng chân tầng W " 7,3 7,5 8,0
9 Khoảng cách giữa các lỗ
khoan trong hàng a " 7,3 3,9 8,0
10 Khoảng cách giữa các
hàng lỗ khoan b " 6,3 3,6 8,0
11 Khối lượng thuốc nổ trong
lỗ khoan hàng ngoài Qn kg 216 454 513
12 Khối lượng thuốc nổ trong
lỗ khoan hàng trong Qt " 158 5,3÷47 513 13 Góc nghiêng lỗ khoan
hàng ngoài kn độ 60 60 90
14 Góc nghiêng lỗ khoan
hàng trong kt " 90 90 90
15 Chiều dài nạp thuốc hàng
ngoài Ltn m 5,5 11,5 13,0
16 Chiều dài nạp thuốc hàng
trong Ltt " 4,0 2,7÷8,3 13,0
17 Chiều dài nạp bua hàng
ngoài Lbn " 5,5 1,3÷2,7 4,0
18 Chiều dài nạp bua hàng Lbt " 5,5 1,3÷2,7 4,0
19 Suất phá đá S m3/m 37 17,8 57
20 Số hàng lỗ khoan n hàng 3 5-6 3
21 Chiều rộng dải khấu A m 20 18÷22 24
22 Chiều dài block nổ Lx " 150 150 150
23 Số lỗ trong hàng n lỗ 20 39 19
105
3.4.4.2. Sơ đồ bố trí mạng nổ và thời gian vi sai
Sơ đồ đấu nối mạng lỗ khoan hình tam giác đều hoặc tam giác cân. Để nâng cao hiệu quả công tác an toàn nổ mìn, hạn chế tối đá đất đá lăn xuống moong khai thác và tăng hiệu quả đập vỡ sử dụng sơ đồ điều khiển vi sai mạng lỗ mìn theo đường chéo đối với khu vực tiếp giáp trụ vỉa than và khu vực giữa trụ vỉa than và bờ trụ đá khi kết thúc. Đối với khu vực tiếp giáp bờ trụ sử dụng sơ đồ điều khiển vi sai mạng lỗ mìn theo đường hình nêm (hình 3.16).
Thời gian vi sai t được xác định theo công thức sau:
tkd.Wct, ms (3.26)
Trong đó: kd - hệ số phụ thuộc vào đặc tính của đất đá, kd = 35 đối với đất đá cứng.
Với W= 3,87,7 m, thì thời gian vi sai t = 1742 ms, chọn t = 25 ms.
3.4.4.3. Sơ đồ cấu trúc cột thuốc
Sử dụng biện pháp nạp thuốc tập trung hoặc phân đoạn bằng bua cát hoặc lưu cột không khí. Để tăng chất lượng nổ nên sử dụng phương pháp nạp lưu cột không khí phân bố thuốc nổ phần dưới từ 6575%. Phụ thuộc vào chiều cao cột thuốc (Lt) mà chiều dài cột không khí có thể dao động từ (0,150,4)Lt.
3.4.4.4. Sơ đồ cấu trúc cột thuốc
Sử dụng loại thuốc nổ trong nước sản xuất như Anfo (thường) cho lỗ khoan khô và AD1, nhũ tương NT13, Anfo (chịu nước) đóng bao trong nước sản xuất. Sử dụng bơm tháo nước lỗ khoan trước khi nạp để giảm chi phí thuốc nổ chịu nước.
Nổ mìn phá đá quá cỡ sử dụng thuốc nổ nhũ tương thỏi nhỏ đường kính D = 30 mm x 200 g, kíp nổ phi điện kết hợp dây nổ.
3.4.4.5. Phương pháp nổ lượng thuốc
Để đảm bảo chất lượng nổ sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai với các phương tiện nổ phi điện gồm:
Kíp nổ vi sai KPV-8N có độ chậm 17; 25; 42 ms, mìn mồi sử dụng loại MN
106
31, dây nổ chính sử dụng loại DNT-90, để kích nổ sử dụng kíp điện kết hợp máy nổ mìn.
a b
Hình 3.16: Sơ đồ đấu ghép mạng nổ vi sai theo đường chéo tại khu vực tiếp giáp trụ vỉa than (a) và theo dang hình nêm tại khu vực tiếp giáp bờ trụ (b) 3.4.4.6. Công tác nổ mìn lần 2
Để phá đá quá cỡ, phá mô chân tầng sử dụng máy khoan tay có đường kính d
= 32÷45 mm. Các thông số khoan nổ mìn như sau:
- Chiều sâu lỗ khoan được xác định theo công thức:
0,5)D (0,25
k
l , m (3.27)
- Khoảng cách giữa các lỗ khoan:
a = (0,50,9)lk, m (3.28) Trong đó: D - kích thước của cục đá quá cỡ, m.
Tiêu hao thuốc nổ theo chiều sâu lỗ khoan tính cho 1m3 đất đá cần phá vỡ bằng (0,2÷1) m/m3 (suất phá đá 0,5÷1,0 m3/m). Chỉ tiêu chất nổ thường là (0,1÷0,3) kg/m3. Phía trên chất nổ cần lấp bua bằng cát hoặc phoi khoan.
3.4.4.7. Năng suất máy khoan
Nhu cầu máy khoan phụ thuộc khối lượng bóc xử lý bờ trụ Nam hàng
25 ms 50 ms 75 ms 100 ms 125 ms 150 ms
0 ms
175 ms
Khu vực trụ vỉa than
Khu vùc bê trô
Hướng đ
á văng
0 ms 25 ms
50 ms 75 ms 100 ms 125 ms 150 ms 175 ms 200 ms
Khu vùc bê trô
Hướng đá văng
107
năm và năng suất máy khoan. Năng suất của các máy khoan DML có đường kính d = 230 mm, và máy khoan TAMROCK d = 89 mm được tính toán theo Định mức năng suất lao động theo quyết định số 2084/QĐ-HĐQT ngày 22/9/2006 của Hội đồng Quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam:
Năng suất ca của máy khoan được xác định theo biểu thức sau:
Nca =
p c
gd ck ca
T T
T T T
, m/ca (3.29)
Trong đó: Tca - thời gian một ca sản xuất, Tca = 480 phút; Tck - thời gian giao nhận ca, làm quy trình kỹ thuật, Tck = 40 phút; Tgd - thời gian gián đoạn, Tgđ = 90 phút; Tc, Tp- tương ứng là thời gian thao tác chính và phụ tính bình quân cho 1 mét khoan sâu, phút.
Năng suất năm được xác định theo biểu thức sau:
Nn = Nca n T x Ksd S, m3/năm (3.30) Trong đó: Nca - năng suất ca của máy khoan; n - Số ca làm việc của máy khoan trong 1 ngày, n = 3; T - số ngày làm việc trong năm của máy khoan, T = 150 ngày;
Ksd - hệ số sử dụng lỗ khoan, Ksd = 0,9; S - suất phá đá, m3/m, S = 37÷49 m3/m, trung bình 43 m3/m đối với máy khoan DML d = 230 mm, S = 12 m3/m đối với máy khoan TAMROCK d = 89 mm.
- Số lượng máy khoan
Số lượng máy khoan tính toán theo công thức:
n
k N
N V (3.31)
Trong đó: V - sản lượng khoan nổ mìn, m3/năm.
Năng suất và số lượng các máy khoan thi công bờ trụ Nam xem bảng 3.14.