2. Tính toán các khâu công nghệ
2.4.2. Lựa chọn công nghệ khai thác
Như đã trình bày ở trên, hiện nay ở Việt Nam cũng như trên thế giới đã và đang áp dụng rất nhiều công nghệ khai thác đá khối trong đó có thể liệt kê ra các công nghệ khai thác sau:
- Phương pháp tách đá thủ công;
- Phương pháp tách đá bằng máy cưa cắt, bao gồm các loại: Cưa đĩa, cưa dây và cưa xích;
- Phương pháp tách đá bằng nhiệt;
- Phương pháp tách đá bằng khoan;
- Phương pháp tách đá bằng khoan – nêm (nêm thủ công, nêm thủy lực hoặc bột nở thay nêm);
- Phương pháp tách đá bằng khoan nổ mìn;
- Phương pháp thác đá bằng dòng nước cao áp;
- Phương pháp tách đá bằng máy đánh rạch;
- Phương pháp tách đá hỗn hợp.
Qua phân tích các phương pháp tách đá khối nêu trên, có thể đưa ra được một số kết luận sau:
Phương pháp nêm thủ công có năng suất rất thấp, nó chỉ có hiệu quả khi tách đá mồ côi, khó tách được đá ra khỏi nguyên khối.Phương pháp này chỉ có thể sử dụng phụ trợ cho mỏ khai thác đá khối.
Phương pháp khoan nêm chỉ tỏ ra có hiệu quả trong việc gia công đá khối thương phẩm, và có thể dùng phụ trợ để tách đá khối nguyên khai khi mặt tách trùng với mặt phân lớp của khối đá hoặc mặt nứt nẻ. Trong đó, nêm thủy lực là một hướng phát triển tốt để tăng năng suất lao động và sản lượng mỏ.
Phương pháp khoan – bột nở có giá thành tương đối cao, và chỉ thích hợp sử dụng để tách đá tảng lăn, hay gia công tách lần 2 ra block, cùng với phương pháp khoan nêm.
Tách đá bằng phương pháp khoan yêu cầu có thiết bị khoan năng suất cao, khối lượng và chi phí khoan rất lớn, giá thành khai thác cao, nên thực tế rất ít khi sử dụng phương pháp này.
Phương pháp tách bằng máy cưa cắt đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn, diện công tác rộng, địa hình mỏ thích hợp, tiêu tốn vật tư kỹ thuật nhiều, đa số có giá thành tương đối cao, yêu cầu nguồn cung cấp năng lượng cũng như nguồn cung cấp nước thuận lợi, và bị hạn chế hiệu quả khi bóc tách những khối đá lớn. Tuy nhiên, do ưu điểm là có khả năng cơ giới hóa công tác tách đá khối nguyên khai, nếu kết hợp với cơ giới cẩu lật và chuyển đá, thì ở các mỏ có điều kiện thích hợp, sẽ ứng dụng rất có hiệu quả để khai thác đá khối với block đá có kích thước không lớn.
Phương pháp cưa bằng cáp kim cương làm tăng được suất thu hồi đá khối nguyên khai và thương phẩm, nhưng năng suất thấp và giá thành cao.
Phương pháp tách bằng nhiệt yêu cầu có nguồn nhiên liệu ổn định, giá thành cao và không phải loại đá nào cũng cắt được.Tuy nhiên, với đá loại granite và một số đá khác, có thể dùng phương pháp này để tạo ra những bề mặt tự do khi tiến hành tách khối đá đầu tiên của tuyến khai thác.
Phương pháp tách đá bằng tia nước cao áp có giá thành khai thác cao, vốn đầu tư lớn, thiết bị cồng kềnh, hiện tại chưa thể áp dụng vào quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, vì có thể tự động hóa khai thác bóc tách, tách được các khối đá với hình dạng yêu cầu, nên đây là một hướng rất tốt cần nghiên cứu phát triển trong tương lai để có thể áp dụng đại trà vào ngành khai thác đá khối.
Phương pháp khoan nổ mìn là phương pháp cho năng suất làm việc cao nhất, giá thành sản phẩm thấp nhất.Đường kính lỗ mìn 27 – 45mm, dùng các loại thuốc nổ yếu, thuốc đen, nạp phân đoạn, hoặc dây nổ để nổ. Một số thí nghiệm đã cho thấy, khi nổ mìn thủy lực thì các mặt tách có độ nhẵn phẳng hơn khi nạp bua bằng vật liệu cứng ( cát, sét, mùn đá…). Tùy theo chất lượng và tính chất cơ lý mà khoảng cách trung bình giữa các lỗ khoan là 18 – 40cm.
Khi gia công định hình đá khối thương phẩm, thì mật độ lỗ khoan dày hơn, nhưng nạp ít thuốc hơn, và nên dùng bua nước, dây nổ đơn để tách đá.
Ngoài khoan nổ mìn, các phương pháp trên tuy đảm bảo chất lượng đá, nhưng hầu như đều có những đặc điểm không phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. Các mỏ đá ở Việt Nam đa số là mỏ nhỏ, phân tán, và ở xa nguồn năng lượng, điều kiện cấp nước khó khăn, hơn nữa phần lớn có dạng địa hình núi cao, khó khai thác, vốn đầu tư thường nhỏ và thiết bị có sẵn thường là búa khoan cầm tay. Trong hoàn cảnh vật tư kỹ thuật, điều kiện địa hình, và khả năng đầu tư của Việt Nam, nên dùng phương pháp khoan nổ mìn kết hợp với phương pháp khoan nêm chẻ để khai thác và chế biến đá khối thương phẩm.
Hầu như tất cả các mỏ đá khối của Việt Nam hiện nay đều có điều kiện để áp dụng phương pháp khoan nổ mìn.
CHƯƠNG 3