II. 7.2. 3Xác định tiết diện đường lò cần phải đào
II.7.4. Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò
Với tiết diện 28,9 m2, điều kiện đất đá ổn định như vậy, ta chọn phương pháp thi công trên toàn tiết diện gương, phá vỡ đất đá bằng phương pháp khoan nổ mìn.
Trong xây dựng CTN, yêu cầu đường lò sau khi đào phải gần đúng với thiết kế nhất, đảm bảo nóc và hông lò ít lồi lõm, giảm hệ số phá thừa tiết diện đến mức tối đa. Đặc biệt cần hạn chế chấn động đối với đất đá xung quanh đường lò, cũng như đối với các thiết bị làm việc trong đường lò.
⇒ Từ những yêu cầu trên, ta lựa chọn phương pháp nổ mìn tạo biên, vì phương pháp nổ mìn tạo biên, kết hợp với nổ vi sai đáp ứng được các yêu cầu trên.
Hình 2.4 : Hộ chiếu chống lò
6100
mặt cắt a - a
1400 850
900 1400 1350
200 360
200
R = 3050
5280
1825
581 1800
5110
700
1960
60
6440
Hông chè n bê tông mắt cáo ( không thể hiện )
A
600 600 600 600 600
5280
5110
A Nóc chè n kín bê tông kiểu gối đầu
II.7.4. 2. Lựa chọn máy khoan
Với tiết diện lò cần đào là Sđ = 28,9 m2 để cho công việc khoan được dễ dàng, thuận lợi và mang lại hiệu quả thì ta sử dụng xe khoan tự hành SBU-2M (chạy bằng bánh xích) có trang bị máy khoan xoay-đập hoạt động bằng khí nén
Thông số của xe khoan tự hành SBU-2M được thể hiện trên bảng 2.14 Bảng 2.14 Đặc tính của xe khoan tự hành SBU-2M T
T Các thông số Đơn vị Chỉ tiêu kỹ
thuật
1 Loại máy khoan Mã
hiệu SBU-2M
2 Số lượng máy khoan Cái 2
3 Chi phí khí nén m3/phút 2024
4 Chiều sâu lỗ khoan m 2,75
5 Đường kính lỗ khoan mm 3652
6 Chiều dài-rộng-cao mm 7100x1810x175
0 7 Chiều rộng gương lớn nhất từ một vị trí đứng khoan m 5,5 8 Chiều cao lớn nhất khi khoan các lỗ khoan nằm ngang m 5,5
9 Hiện số kiên cố của đá f 616
10 Trọng lượng thiết bị Tấn 6,7
II.7.4. 3. Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ
Trong quá trình thi công không thể tránh khỏi có nước chảy vào mỏ, nên đất đá trong lò có độ ẩm cao và lượng khí CH4 xuất hiện trong mỏ. Do vậy để đảm bảo thi công trong đường lò, ta lựa chọn loại thuốc nổ an toàn AH1 có các thông số như bảng 2.15
Bảng 2.15 : Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ AH- 1
STT Các thông số Đơn vị Chỉ tiêu kỹ thuật
1 Mật độ thuốc nổ g/cm3 0,95 ÷1,1
2 Khả năng công nổ cm3 250 ÷ 260
3 Sức công phá mm 10
4 Khoảng cách truyền nổ mm 0,5
5 Đường kính thỏi thuốc mm 30÷36
6 Chiều dài thỏi thuốc mm 200
7 Trọng lượng g 200
8 Thời gian sử dụng và bảo quản Tháng 3
Phương tiên nổ
- Máy nổ mìn:BMK1/100 hoặc tương đương
- Kíp nổ :Kíp nổ sử dụng loại kíp vi sai MS – Trung Quốc Đặc tính kỹ thuật như sau:
Vật liệu làm vỏ kíp: Đồng;
Điện trở của kíp: 3-:-6 Ω;
Dòng điện an toàn: 0,18A;
Dòng điện đảm bảo nổ: 1,2A;
Cường độ nổ: Số 8;
Dây dẫn điện: 2 m.
Kíp có 6 số vi sai, với thứ tự nổ chậm như sau:
Bảng 2.16. Thứ tự nổ chậm của kíp vi sai an toàn MS
Số và ký hiệu ví sai MS-1 MS-2 MS-3 MS-4 MS-5 MS-6
Độ vi sai, ms 0 25 50 75 100 125
II.7.4. 4. Các thông số nổ mìn
Các thông số nổ mìn có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đập vỡ đất đá, chất lượng của đường lò theo đúng thiết kế
a. Tính toán lượng thuốc nổ đơn vị
Chi phí thuốc nổ cho 1m3 đất đá nguyên khối được tính theo công thức của G.S.Poerovski:
q = q1.f1 .v1 .e1 .kđ , kg/m3 Trong đó:
q1:Lượng thuốc nổ dơn vị tiêu chuẩn , kg/m3 (q1= 0,1.f) f: Hệ số kiên cố của đất đá , f = 6
f1: Hệ số liên quan tới cấu tạo, cấu trúc của đất đá đối với công tác nổ mìn (lấy f1=1,1).
v1: Hệ số sức cản của đá
Sd 1,21m 9
, 28
5 , 6 5
, 6
V1 = = =
e : Hệ số xét tới sức công nổ
46 , 260 1 380
e = =
kđ : Hệ số ảnh hưởng của đường kính thỏi thuốc (Khi thỏi thuốc có đường kính từ 30 ÷ 36 mm, thì hệ số kđ = 1,0)
⇒Vậy chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị:
q = 0,1.6. 1,21. 1,46. 1,1. 1 = 1,17 kg/m3 b. Chiều sâu lỗ khoan
Trong thực tế không thể tiến hành phá vỡ đất đá với chiều sâu lỗ khoan bất kỳ, vì vào sâu quá thì đất đá khó phá huỷ hơn, còn nếu nạp nhiều thuốc nổ sẽ dẫn tới phá huỷ khối đá xung quanh, làm cho hệ số phá thừa tiết diện lớn.
Chiều sâu lỗ khoan ta chọn sao cho sau một chu kỳ lắp được vì chống là số nguyên các khung chống.
Chiều sâu lỗ khoan được xác định dựa theo chu kỳ tiến độ đào lò:
ηck
k
= l l
,m
Trong đó: Lck- Chiều sâu tiến độ đào lò, m: Lck = 1,2 m η
- Hệ số sử dụng lỗ khoan.
Hệ số sử dụng lỗ khoan là tỉ số giữa chiều sâu tiến độ trong một chu kỳ nổ mìn và chiều dài trung bình của lỗ khoan. Hệ số sử dụng lỗ khoan là một chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng lỗ khoan. Hệ số sử dụng lỗ khoan phụ thuộc vào loại lỗ và độ cứng của đất đá: η = η1 x η2
η
1 - Hệ số phụ thuộc độ cứng của đất đá: Đất đá cứng trung bình η1=0,9 η
2 - Hệ số phụ thuộc loại lò: Lòbằngη2 = 0,9
⇒ lck m
48 , 9 1 , 0 . 9 , 0
2 , 1 9
. 0 . 9 ,
l k = 0 = =
+ Với nhóm lỗ tạo rạch:
Các lỗ tạo rạch khoan nghiêng 85o so với mặt phẳng gương lò và khoan sâu thêm các lỗ khoan khác 0,2 m.
lr =
0 0, 2
sin 85
l +
=
m 69 , 1 2 , 85 0 sin
48 , 1
0 + =
+ Với nhóm lỗ phá:
lf = l = 1,48 m
+Các lỗ biên: các lỗ biên khoan nghiêng 850 so với mặt phẳng gương lò:
ltb m
49 , 85 1 sin
48 , 1 85
l b = sin 0 = 0 = c. Đường kính lỗ khoan
Có rất nhiều phương pháp để xác định đường kính lỗ khoan, song phương pháp đơn giản nhất là dựa trên đường kính thỏi thuốc và khoảng hở cho phép, vậy đường kính lỗ khoan được xác định theo công thức:
dk = db + 10% db
Trong đó:
db - là đường kính thỏi thuốc, với thuốc nổ AH1 , db = 36 mm.
dk = 36+0,1.36=39,6 mm. Ta lấy dk =40 mm d. Số lỗ mìn trong một chu kỳ
Số lượng lỗ mìn trong một chu kỳ phụ thuộc vào các yếu tố:Tính chất cơ lý của đất đá, tiết diện đào của gương lò, chủng loại thuốc nổ sử dụng
+ Số lượng lỗ mìn biên, Nb
55 1 , Nb = P0−Bđ +
lỗ mìn P: Chu vi vùng bố trí lỗ mìn biên
P = 3,14 . Rb + 2.(ht - 200) + Bng - 2. 200 ( mm ) Rb: Bán kính của vòm bố trí lỗ mìn biên
Rb = Rđ - 200 = 3220 - 200 =3020 mm 200 : là khoảng cách từ biên đường lò tới lỗ mìn biên
→ P = 3,14 . 3020 + 2 . (1960 - 200) + 6440 - 400 = 19043 mm = 19,043 m b:Khoảng cách giữa các lỗ mìn biên là 56cm, với đất đá có độ cứng f = 6 B: chiều rộng đường lò cần đào.
35 9 , 34 56 1
, 0
043 ,
Nb =19 + = ≈
=>35 lỗ mìn + Số lỗ mìn rạch, phá , Nr,f
γ
γ b d
f r
N S
N q. 0.
,
= −
, lỗ mìn Trong đó :
: Lượng thuốc nổ trung bình trên 1 mét chiều dài lỗ mìn phá và đột phá
∆: Mật độ thuốc nổ trong thỏi ∆ = 1000 kg/m3
a :Hệ số nạp thuốc a = (0,30,8) với đá có f = 6 ta lấy a = 0,54 kn: Hệ số nhồi chặt thuốc trong lỗ mìn , kn = 0,95
dt: Đường kính thỏi thuốc, db = 36 mm
γ = 0,785.1000.0,54.0,95.0,0362 = 0,52 kg/m
γ0 :Lượng thuốc nổ nạp trung bình trên 1 mét chiều dài lỗ mìn biên
1 2
0 = 0,785.dt .∆.ab.k γ
, kg/m ab : Hệ số nạp thuốc cho các lỗ mìn tạo biên , ab= 0,5 k1 :Hệ số phân bố ứng suất (e >1→ k1= 0,625)
m kg/ 32 , 0 625 , 0 . 5 , 0 . 1000 . 036 , 0 . 785 ,
0 2
0 = =
γ
⇒Vậy số lỗ mìn rạch, phá:
5 , 52 43
, 0
35 . 32 , 0 9 , 28 . 17 , 1
Nrf = − =
Nr,f = 44 lỗ.
Tổng số lỗ mìn trên gương là : N = Nr,f + Nb = 35 + 44 = 79 lỗ mìn
* Ngoài ra do đào lò trong đất đá có f = 6 nên công tác đào rãnh nước phải được thực hiện bằng nổ mìn do vậy cần bố trí thêm 1 lỗ mìn phá để tạo rãnh nước.
⇒Tổng số lỗ mìn trên gương gồm cả lỗ mìn đào rãnh nước là Ng = Nr,f + Nb + Nrn = 35 + 44 + 1 = 80 lỗ mìn e. Lượng thuốc nổ cho một chu kỳ.
Q = q . Lk . . Sđ , kg Trong đó:
q: Lượng thuốc nổ đơn vị; q = 1,17 kg/m3 Lk: Chiều sâu lỗ khoan; Lk = 1,5 m
: Hệ số sử dụng lỗ mìn; = 0,85 Sđ: Tiết diện đào; Sđ = 28,9 m2
Q = 1,17 . 1,5 . 0,85 . 28,9 = 43,1 kg f.Lượng thuốc nổ trung bình trong mỗi lỗ mìn
lô N kg
Q 0,54 /
80 1 . 43
q = = =
g. Lượng thuốc nổ trong 1 lỗ của từng nhóm + Đối với nhóm tạo rạch:
qr = 1,25.q = 1,25 . 0,54 = 0,675 kg/lỗ + Đối với nhóm phá:
qf = q = 0,54 kg/lỗ + Đối với nhóm tạo biên:
qb = 0,9 . q = 0,9 . 0,54 = 0,468 kg/lỗ Đối với tiết diện đường lò như vậy, ta chọn số lượng lỗ mìn tạo rạch (Nr) là 6
→Số lỗ mìn phá là: Nf = 44 - 6 = 38 ,lỗ mìn
h. Số thỏi thuốc dùng trong mỗi lỗ mìn ở mỗi nhóm:
+ Số thỏi trong 1 lỗ của nhóm mìn tạo rạch:
thoi 5 , 3 375 , 2 3 , 0
675 , 0
nr = = ≈
Với m là trọng lượng của 1 thỏi thuốc, m = 0,2 kg + Số thỏi trong 1 lỗ của nhóm mìn phá:
3 7 , 2 2 , 0
54 , 0
nf = = ≈
nf = 3 thỏi + Số thỏi trong 1 lỗ của nhóm mìn biên:
5 , 2 34 , 2 2 , 0
468 , 0
nb = = ≈
nb = 2,5 thỏi i. Khối lượng thuốc nổ thực tế trong một chu kỳ:
+ Khối lượng thuốc nổ trong nhóm đào rãnh nước là Qrn = 0,2 . 1.3 = 0,6 kg + Khối lượng thuốc nổ trong 1 chu kỳ là:
Qthực tế = m . (Nr . nr + Nf . nf + Nb . nb ) + Qrn
= 0,2 . (6 . 3,5 + 38 . 3 + 44 . 2,5) + 0,6 = 49,6 kg II.7.4.5. Hộ chiếu khoan nổ mìn
+ Nhóm lỗ khoan tạo rạch gồm 6 lỗ được bố trí dạng hình nêm đứng, được khoan nghiêng một góc 850, hướng vào tâm đường lò và khoan sâu thêm hơn lỗ khoan khác một khoảng 0,2m.
+ Nhóm lỗ khoan biên gồm 35 lỗ được khoan nghiêng, hướng ra ngoài biên lò một góc 850 và cách biên thiết kế 0,2 m, khoảng cách giữa các lỗ biên là 0,56m
+ Nhóm lỗ khoan phá gồm 38 lỗ được bố trí vào giữa nhóm lỗ biên và nhóm lỗ tạo rạch,chúng được bố trì làm 2 vòng và được khoan vuông góc với gương lò.
Sơ đồ bố trí lỗ mìn được thể hiện trên hình 2.5
Hình 2.5: Sơ đồ bô trí lỗ mìn
1 2
3 4
5 6
500 500
1 ; 2 ; 3
4 ; 5 ; 6
200 200
1 ; 6 2 ; 5 3 ; 4 85°
80°
200200
80 80
85° 85°
85° 67
66 65
64 63
62
29 30 17
61 60 59
28 27 58 57 56 55
54
26 25 53
52 51
24
50
23 49
22
48 47 21
46 45 20
44 43
42 41
40 39
38
19
18 8 7 37 36
10 33 32 35 34
7
10;35;57 25;53 26,27 45 ; 46,47,48
1314;81
66 ; 6 7;58;69
45; 69 44;14;13,12,10,9;8;7;26;25
30;40 19,20 35 57
200 200
560 911121314
15 16
18
31
68
69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79
490
540
605
500
540 640 640540540540440850750580
5280
43;44
6440
503 503 503
503 503
503 503 503 503 503
8;21;55
12;18;59
503
1690 1490 1480
Bảng 2.17. Bảng đặc tính lỗ mìn
Các lỗ mìn
Số thứ tự các lỗ mìn
Chiều dài lỗ
mìn (m)
Lượng thuốc nổ
Chiều dài nạp bua (m)
Góc nghiêng
(độ) Loại
kíp
Cách đấu
kíp
Thuốc 1 lỗ Toàn nổ
bộ
Chiếu bằng
Chiếu đứng Đột
phá 1 6 1,69 0,675 4,725 0,99 85 90 MS-1 Nối
tiếp
AH1
Phá 7 25 1,48 0,54 10,26 0,88 90 90 MS-2
Nền 2644 1,48 0,54 10,26 0,88 90 90 MS-3
Biên 4479 1,49 0,468 17,316 0,99 85 90 MS-4
Rãnh
nước 80 1,48 0,54 0,54 0,88 80 90 MS-5
* Sơ đồ đấu kíp
Vì số lượng lỗ mìn trên gương lớn, để tạo điều kiện rút ngắn thời gian đấu kíp ta sử dụng sơ đồ đấu kíp nối tiếp. Sơ đồ đấu kíp được thể hiện trên hình 2.6
1 2 3 61 62 63
Hình 2.6: Sơ đồ đấu kíp nối tiếp
*cấu trúc lỗ mìn
200 200 200
100
990 1690
Kíp điện MS Thỏi thuốcAH1
Bua đất sét
200 200 200
880 1480
Bua đất sét Thỏi thuốc AH1 Kíp điệnMS
200 1490 200
990
Bua đất sét Thỏi thuốc AH1 Kíp điện MS
100 -
+
-
+
-
+
Nhóm lỗ mìn đột phá
Nhóm lỗ mìn phá
Nhóm lỗ mìn biên
Hình 2.7: cấu trúc lỗ mìn