Phần chuyên đề
nghiên cứu lựa chọn các thông số nổ
mìn hợp lý nâng cao hiệu quả nổ mìn mỏ
than cao sơn
1
Lời Nói đầu
Trong quá trình khai thác trên mỏ lộ thiên thì công tác nổ mìn là một khâu trong
quy trình công nghệ và nó chiếm giữ một vị trí quan trọng bởi vì:
+ Công tác nổ mìn là khâu đầu tiên trong quy trình sản xuất mỏ lộ thiên, có tác
dụng phá vỡ đất đấ nguyên khối để tạo thành sản phẩm là đất đá, than có cỡ hạt hợp lý để
phục vụ cho các thiết bị xúc bốc và vận tải làm việc an toàn và đạt hiệu quả cao.
+ Công tác nổ mìn chiếm tỷ lệ chi phí lớn trong tổng giá thành khai thác than.
Nh vậy chất lợng của công tác nổ mìn sẽ ảnh hởng rất lớn và trực tiếp đến các khâu
tiếp theo: Xúc bốc, vận tải, gạt đất đá thải và khâu khoan cho bãi khoan tiếp giáp, nền
tầng kế tiếp và bặc biệt là ảnh hởng các thông số của hệ thống khai thác, công nghệ khai
thác mỏvà cuối cùng là ảnh hởng tới chi phí và nền kinh tế.
Với vai trò quan trọng của công tác nổ mìn, nên chuyên đề:
Nghiên cứu, lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý nâng cao hiệu quả nổ mìn
mỏ than Đông Cao Sơn - Công ty than Cao Sơn là rất cần thiết.
Đồ án lựa chọn chuyên đề với mục đích nâng cao hiệu quả nổ mìn cả về kỹ thuật
và mặt kinh tế để đem lại hiệu quả cao trong sản xuất kinh doanh cho mỏ.
2
Ch ơng 1
Tổng kết công tác nổ mìn ở công ty than cao sơn
Mỏ than Cao Sơn là một trong những mỏ than lộ thiên lớn của vùng than Quảng
Ninh nói riêng và Việt Nam nói chung có sản lợng than khai thác từ 3
ữ
3,5 triệu tấn/năm
và sản lợng đất đá bóc từ 20
ữ
25 triệu m
Tỷ lệ
(%)
Khối
lợng
(m)
Tỷ lệ
(%)
Khối lợng
(m)
Tỷ lệ
(%)
2006 151373,6 50,39 90271,4 30,05 58759 19,56 300404 11,08
2007 159055,6 44,83 116302 32,78 79438,9 22,39 354796,5 11,33
2008 128199,5 37,92 89673,5 26,53 120198,5 35,55 338071,5 11,62
2009 198329 49,1 117241 29,1 87949 21,8 403519 11,23
Bảng 1.2 Bảng tổng hợp tính chất cơ lý đá.
Giai
đoạn
lấy
mẫu
Tên đá
Các chỉ tiêu phân tích thí nghiệm
(giá trị trung bình)
Tỷ
lệ(%)
Hệ số độ
cứng(f)
n tb
,
Bộtkết
1117
1388
705
103.3
128.3
64.93
2.54
2.63
2.62
2.66
2.70
2.60
3408
3406
3406
320.4
412.2
213.7
34.92
55.95
9.13
9.83
11.43
7.20
11.17
13.88
7.05
Giá
trị sử
6.99
Trung bình
toàn mỏ
2.61 10.46 12.26
Từ số liệu (bảng 1.1) cho thấy những năm gần đây khối lợng đất đá bóc chủ yếu có
hệ số độ kiên cố f = 9ữ10; Sau đó là f = 11ữ12, chiếm tỷ trọng nhỏ là đất đá f = 13ữ14 và
rất ít đất đá có f = 6ữ7. Hệ số độ kiên cố bình quân toàn mỏ từ 11,08 ữ 11,62.
1.2. Tình hình sử dụng vật liệu nổ của mỏ.
1.2.1. Thuốc nổ.
4
Trong những thập niên cuối của thế kỷ XX mỏ sử dụng phần lớn các loại thuốc nổ
của nớc ngoài sản xuất nh: Amônit M11, N
0
-6JV, TNT, Zecno 79/21 của Liên Xô;
Powergel( Nhũ tơng), Energal, ANFO của úc; WJ của Trung Quốc; Superdye của ấn độ.
Ngoài ra mỏ còn sử dụng một phần nhỏ các loại thuốc nổ sản xuất trong nớc nh: TNT,
Zecno 79/21, ANFO.
Từ đầu thế kỷ XXI cho đến nay do trong nớc đã bắt đầu sản xuất đợc một số loại
thuốc nổ chịu nớc nh EE-31, NT-13(nhũ tơng), ANFO và các loại thuốc nổ không chịu n-
ớc nh ANFO thờng, AD-1, Zecno 79/21 và một số loại thuốc khác nên mỏ có xu hớng sử
dụng chủ yếu các loại thuốc nổ trong nớc sản xuất.
Tuy nhiên việc sử dụng các loại thuốc trong nớc đặt ra cho chúng ta hai vấn đề đáng
quan tâm:
+ Một là: Tìm hiểu tính năng kỹ thuật và đặc tính năng lợng của chất nổ cụ thể là về
nhiệt lợng nổ, mật độ, khả năng công nổ và sức công phá, khả năng kích nổ ổn định và
tốc độ kích nổ, khả năng chịu nớc
+ Hai là: Phải xem xét về kỹ thuật sử dụng, giá bán thuốc nổ và tính toán hiệu quả
kinh tế.
Việc lựa chọn loại thuốc nổ của mỏ trong thời gian qua hầu nh cha có sự so sánh
tính toán cẩn thận các vấn đề nêu trên nh: Tỷ lệ sử dụng thuốc nổ chịu nớc vẫn chiếm
vòng dây nổ có sức nổ 2,5g PTENT/m. Thuốc nổ có dạng thỏi trọng lợng 400g/thỏi và có
u điểm là chịu nớc tốt, kích nổ cho mọi chất nổ trong lỗ khoan.
+ Mồi nổ VE-05 do Bộ Quốc Phòng sản xuất có dạng thỏi trọng lợng 400g/thỏi. Tốc độ
nổ 6800
ữ
7100m/s. Mồi nổ có khả năng kích nổ tốt cho các loại thuốc nổ thông thờng.
Máy khởi nổ (máy đập hạt nổ) trớc đây đợc dùng phổ biến nhng hiện nay đã đợc
thay thế bằng kíp nổ và dây cháy chậm. Đối với mỏ Cao Sơn thì chi phí phơng tiện nổ này
tơng đơng với đây nổ, đắt hơn phơng tiện nổ điện nhng u việt hơn nhiều. Khi chiều cao
tầng lớn thì có thể giảm chi phí phơng tiện nổ từ 2
ữ
3 lần so với chiều cao tầng thấp.
6
B¼ng 1.3 T×nh h×nh sö dông thuèc næ má than Cao S¬n
Lo¹i thuèc næ sö dông
N¨m 2007 N¨m 2008 N¨m 2009
®¬n vÞ
tÝnh
Khèi lîng % Khèi lîng % Khèi lîng %
Thuèc næ kh«ng chÞu níc
ANFO thêng Kg 8773271 81,91564 8284445 77,55028 5438800 44,32311
AH 1 Kg 0 3072 0,028757 0
AD1 Kg 962 0,008982 4451 0,041666 1752 0,014278
Thuèc næ chÞu níc
ANFO chÞu níc Kg 142212 1,327827 84868 0,794445 4154042 33,85307
TFD 15 Kg 333768 3,116377 543840 5,090859 704748 5,743293
NT 13 Kg 851040 7,946123 1031448 9,655334 858800 6,998729
EE 31 Kg 608876 5,685048 666452 6,238624 918082 7,481843
P 113 Kg 0 64100 0,600037 194576 1,585683
Tû lÖ thuèc næ chÞu níc % 18,08 22,38 55,66
Điều kiện sử dụng Khô Khô Khô Nớc chảy N/ chảy N/ chảy
1.3. Các thông số lỗ mìn, chất lợng nổ và quy mô nổ.
Các thông số nổ mìn bao gồm : Chỉ tiêu thuốc nổ, đờng kính lỗ khoan, đờng kháng
chân tầng, khoảng cách giữa các lỗ, khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan, chiều sâu khoan
thêm, chiều cao cột bua, chiều cao cột thuốc, sơ đồ mạng lỗ khoang
Hiện nay mỏ Cao Sơn đang sử dụng loại máy khoan xoay cầu C - 250MH với đ-
ờng kính choòng khoan là 243mm nên đờng kính lỗ khoan trung bình là 250mm.
Tuy nhiên việc lựa chọn các thông số nổ mìn của mỏ còn cha thực sự phù hợp nên
suất phá đá đạt rất thấp ( từ 38
ữ
40 m
3
/m) và chất lợng đập vỡ đất đá cha cao, tỷ lệ đá quá
cỡ lớn, chất lợng tạo nền tầng cha tốt, tầng bị nâng cốt cao khá lớn (bình quân mức nền bị
nâng cao từ 0,8
ữ
1,5m chiếm tỷ lệ tới 30%). Từ đó làm tăng chi phí cho công tác khoan
nổ mìn lần 2 phá đá quá cỡ và các mô chân tầng dẫn đến tăng giá thành khai thác một tấn
than của mỏ. Bảng các thông số nổ mìn của mỏ than Cao Sơn.
8
Bảng 1.5 Các thông số nổ mìn của mỏ than Cao Sơn
TT Các thông số
Ký
hiệu
Đơn
vị
Năm 2007 Năm 2008 Năm 2009
f=9
ữ
10 f=11
9 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m
3
0,5 0,60 0,5 0,60 0,5 0,60
10 Lợng thuốc nổ trong 1 lỗ khoan Q
t
kg 480 441 480 441 480 441
11 Mật độ nạp thuốc
t
kg/m 45 45 45 45 45 45
12 Chiều dài cột thuốc L
tc
m 10,67 9,5 10,67 9,5 10,67 9,5
13 Chiều dài bua L
b
m 4,5 5,5 4,5 5,5 4,5 5,5
14 Hệ số sử dụng mét khoan K
sd
0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88
9
Quy mô bãi nổ của mỏ lớn thờng đạt từ 20 000
ữ
60 000m
3
/1 bãi nổ. Quy mô nổ hào
nhỏ hơn quy mô nổ tầng, suất phá đá khi nổ hào nhỏ hơn khi nổ tầng.
1.4. Các phơng pháp nổ mìn của mỏ
Hiện tại mỏ Cao Sơn đang áp dụng hai phơng pháp là phơng pháp nổ mìn tức thời và
phơng pháp nổ mìn vi sai. Xem bảng (1.6).
Bảng 1.6 Các phơng pháp và quy mô nổ mìn lần 1
Năm
Khối lợng đất đá
nổ mìn (m
3
)
Mét khoan
nổ mìn (m)
Thuốc nổ sử
dụng đã quy
đổi (kg)
Suất phá đá
(m
3
/mk)
Chỉ tiêu
thuốc nổ
(kg/m
3
)
2006 11081272 300404 5529267,5 48,62 0,60
2007 13087683 354796,5 6533580 48,82 0,59
2008 12470766 338071,5 6222578 47,5 0,59
2009 15425928 403519 7582580,8 48,2 0,61
1.4.1. Phơng pháp nổ mìn đồng thời.
Phơng pháp này áp dụng phổ biến từ năm 1990 trở về trớc, phơng pháp này sử dụng
phơng tiện bằng dây nổ , kíp nổ tức thời, dây cháy chậm của Liên Xô (cũ), thờng áp dụng
nạp thuốc tập trung, nổ đồng thời (tức thời) các lợng thuốc nổ trong bãi mìn.
1.4.2. Phơng pháp nổ mìn vi sai.
Đây là phơng pháp nổ thứ tự từng lợng thuốc hoặc từng nhóm lợng thuốc với thời
gian giãn cách rất nhỏ tính bằng phần ngàn giây.
- Nếu có 3 mặt thoáng thì sử dụng sơ đồ nổ vi sai dạng đờng chéo với điểm kích
nổ ở hàng đầu tiên, lỗ đầu tiên của tầng (nơi có 3 mặt tự do) (hình 1.2-a).
- Nếu có 2 mặt thoáng thì ding sơ đồ vi sai dạng nêm tam giác đối xứng hoặc
không đối xứng với điểm kích nổ ở giữa bãi nổ (hình 1.2-b).
ở mỏ Cao Sơn thờng ding thời gian vi sai giữa các lỗ là 42 ms, giữa các hàng là 65
hoặc 100 ms, thời gian vi sai của hệ thống xuống lỗ thờng là 400 hoặc 450 ms.
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
a, Dạng chéo.
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
b, Dạng nêm.
Hình 1.2 Sơ đồ nổ vi sai trên tầng.
12
1.5. Nhận xét và đánh giá.
Sau khi nghiên cứu khảo sát công tác nổ mìn của mỏ than Cao Sơn, tôi rút ra những
nhận xét nh sau:
Đất đá mỏ Cao Sơn thuộc loại phân lớp trung bình và dầy, có độ kiên cố lớn f
tb
= 11
12ữ
thuộc loại khó nổ.
Việc sử dụng thuốc nổ của mỏ Cao Sơn rất đa dạng và phức tạp, tỷ lệ thuốc nổ chịu
nớc khá lớn (chiếm trên 50% tổng khối lợng thuốc nổ mỏ sử dụng) trong khi khối lợng
đất đá nổ mìn chủ yếu vào mùa khô là bất hợp lý. Mỏ cha có sự tính toán kết hợp các loại
thuốc nổ có công suất khác nhau, độ chịu nớc khác nhau trong một lỗ khoan để giảm chi
phí.
Việc tính toán tỷ lệ thuốc nổ mồi với thuốc nổ chính là cha hợp lý.
4 Phơng pháp điều khiển nổ mìn
5 5 Công tác tổ chức quản lý sản xuất
2.1. Các yếu tố tự nhiên
Là các yếu tố tự nhiên sẵn có tồn tại trong môi trờng đất đá cần phải nổ mìn. Các
yếu tố này ảnh hởng lớn đến hiệu quả nổ mìn. Theo phần 1.1 chúng ta đã biết về đặc điểm
cấu tạo và tính chất cơ lý của đất đá của mỏ than Cao Sơn. Sau đây chúng ta sẽ nghiên
cứu các yếu tố ảnh hởng đến hiệu quả nổ mìn nh sau:
2.1.1. Độ kiên cố của đất đá:
Độ kiên cố của đất đá có ảnh hởng lớn đến hiệu quả nổ mìn đặc biệt là công tác
tính chọn chỉ tiêu thuốc nổ (q). Đất đá có độ kiên cố càng lớn thì càng khó phá huỷ và ng-
ợc lại.
Đất đá ở mỏ than Cao Sơn thuộc loại cứng trung bình f= 8ữ14, trong đó:
f = 10ữ12 là cuội kết, f = 9ữ10 là sạt kết, f = 10ữ11 là cát kết, f = 8ữ14 là bột kết.
Độ kiên cố trung bình toàn khu từ 11 ữ 12.
Do vậy đất đá ở mỏ than Cao Sơn thuộc loại khó nổ, nó ảnh hởng đến mức độ đập
vỡ và kích thớc cục đá nổ mìn.
2.1.2. Độ nứt nẻ và phân lớp của đất đá.
Trong quá trình thành tạo, phong hoá hình thành các đứt gãy làm cho đất đá bị nứt
nẻ tự nhiên. Độ nứt nẻ đợc thể hiện qua bề rộng của các vết nứt, khoảng cách trung bình
của những vết nứt. Độ nứt nẻ trong đất đá ảnh hởng rất lớn đến mật độ nạp thuốc nổ trong
lỗ khoan, thất thoát năng lợng nổ khi nổ mìn.
14
Theo quan điểm phá huỷ đất đá mỏ bằng lợng sóng nổ thì nứt nẻ là môi trờng làm
tăng hệ số hấp thụ, năng lợng sóng ứng suất và làm giảm tác dụng đập vỡ do tác dụng
của sóng ứng suất. Vậy đối với đất đá nứt nẻ thì để tăng hiệu quả đập vỡ xung nổ phải tạo
điều kiện phát huy thành phần tinh của sóng ứng suất bằng cách sử dụng lợng thuốc nổ có
đờng kính lớn. Căn cứ vào mức độ nứt nẻ và mức độ đập vỡ yêu cầu để chọn đờng kính l-
ợng thuốc phù hợp.
Hớng phân lớp của đất đá có ảnh hởng lớn tới tốc độ sóng ứng suất trong đất đá
mỏ. Do đó tuỳ theo vị trí tơng đối của lợng thuốc nổ so với hớng cắm mà năng lợng sóng
thuốc nổ chứa nớc, làm bão hòa thành phần dễ hòa tan, sử dụng bao cách nớc khi dùng
thuốc nổ không chịu nớc, tháo khô lỗ khoan trớc khi nạp thuốc hoặc kết hợp thuốc nổ
chịu nớc và không chịu nớc trong 1 lỗ khoan.
2.2. Các yếu tố nhân tạo
Là các yếu tố do con ngời tạo ra các yếu tố này ảnh hởng lớn và quyết định đến
hiệu quả của công tác nổ mìn.
2.2.1. ảnh hởng của các thông số hệ thống khai thác.
2.2.1.1. Chiều cao tầng, H.
Chiều cao tầng là thông số quan trọng của hệ thống khai thác. Xác định chiều cao
tầng hợp lý phụ thuộc vào điều kiện an toàn và các thông số của máy xúc, vào phơng
pháp công tác nổ, kích thớc của đống đá nổ, phơng pháp khai thác. Chiều cao tầng ảnh h-
ởng rất lớn đến hiệu quả công tác nổ mìn khi tăng chiều cao tầng đến mức độ hợp lý
không những cải thiện đợc chế độ công tác mỏ nói chung mà còn làm tăng năng suất phá
đá của 1m dài lỗ khoan. Tăng bán kính vùng đật vỡ của lợng thuốc. Giảm chiều sâu
khoan thêm, giảm công tác phụ trợ khi khoan, giảm chi phí thuốc nổ và phơng tiện nổ.
Ngoài những u điểm khi tăng chiều cao tầng còn có những hạn chế sau: Làm tăng xác
suất trợt lở và phá hoại phần trên của tầng, làm tỷ lệ đá quá cỡ tăng.
16
Trong trờng hợp nổ mìn tầng cao, chiều cao tầng xác định căn cứ vào số lớp xúc.
Nổ mìn tầng cao thì giảm đợc chi phí khoan, tăng hiệu quả nổ mìn lần một nhng khó điều
chỉnh đợc kích thớc cục đá nên tăng chi phí xử lý đá quá cỡ.
2.2.1.2. Góc nghiêng sờn tầng,
.
Là một thông số để kiểm tra chọn W
ct
theo điều kiện an toàn cho máy khoan:
W
ct
H.cotg+C. Khi tăng thì W
càng
lớn thì sự phân bố năng lợng càng không đều. Những vùng gần sát lợng thuốc nổ sẽ bị
nghiền nát mạnh mẽ, còn vùng ở xa thì chất lợng đập vỡ kém.
ảnh hởng của đờng kính lợng thuốc nổ tới chất lợng đập vỡ còn tuỳ thuộc vào tính
chất của đất đá mỏ. Đờng kính lợng thuốc nổ còn có liên quan tới suất phá đá của 1 mét
dài lỗ khoan, tới giá thành khoan, khi tăng d
k
suất phá đá tăng và giá thành 1m khoan
giảm. Ngoài ra d
k
còn liên quan chặt chẽ với đồng bộ thiết bị mỏ, các thông số hệ thống
khai thác và công suất mỏ.
Nh vậy để nâng cao hiệu quả khoan nổ cần phải lựa chọn đợc đờng kính lợng
thuốc nổ hợp lý trên cơ sở tính toán năng suất máy khoan, tính chất cơ lý, điều kiện địa
chất, các thông số của hệ thống khai thác.
Giữa d
k
và W
ct
có mối quan hệ chặt chẽ, khi nổ mìn trên mỏ lộ thiên thờng sử dụng
đờng kháng chân tầng, với trị số đờng kính nhất định của lợng thuốc nổ nếu tăng dần đ-
ờng kháng thì tiết diện phễu phá huỷ tăng lên, đạt trị số cực đại sau đó giảm đến bán kính
hình trụ nếu cứ tiếp tục tăng đờng kháng. Khi tăng đờng kháng thì bán kính vùng phá huỷ
ở bề mặt tự do tăng lên và đạt tối đa chỉ số tác dụng nổ n = 1, nếu cứ tiếp tục tăng lên thì
bán kính vùng phá huỷ giảm.
Nh vậy giữa đờng kháng và đờng kính lợng thuốc có mối quan hệ chặt chẽ thể
hiện qua công thức:
17
W
ct
.
)1.(
02
0
20
+
=
+
=
Trong đó:
V
n
V
0
V
2
n
: Tỷ lệ đá quá cỡ tơng ứng với n hàng mìn, %.
: Tỷ lệ đá quá cỡ ở hàng đầu tiên, %.
: Tỷ lệ đá quá cỡ phát sinh ở hàng thứ 2 hoặc các hàng tiếp theo,%.
: Số hàng mìn.
2.2.2.4. Mạng lới lỗ khoan, a, b.
Nếu bố trí hợp lý theo điều kiện, tính chất đất đá sẽ không gây lãng phí mét khoan,
thuốc nổ sử dụng, hiệu quả nổ mìn đợc nâng cao do mức độ đập vỡ đất đá đồng đều.
a=m.W
ct
; b=0,86.a (nổ đồng thời mạng tam giác); b=a (nổ vi sai mạng ô vuông).
2.2.2.5. Chiều sâu khoan thêm, L
kt
.
Vấn đề đặt ra là phải tính chọn đợc chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, sát với thực tế dựa
trên cơ sở mối quan hệ với hiều đại lợng khác nhau cả về tự nhiên, kỹ thuật, kinh tế.
2.2.2.8. Chiều dài bua (L
b
) và vật liệu bua:
Phần trên cùng của lỗ khoan chứa vật liệu bua nhằm ngăn cản sự thất thoát năng l-
ợng nổ, làm quá trình kích nổ xảy ra hoàn toàn, tăng thời gian tác dụng nổ (tăng xung lực
nổ) giảm khí độc, giảm sóng đập không khí và đá văng.
Chiều cao cột bua phụ thuộc vào loại đất đá, áp lực nổ, chiều cao cột thuốc, các
thông số mạng lỗ khoan và vật liệu làm bua. Chiều dài bua phải tăng lên khi tăng chiều cao
cột thuốc, tăng áp lực trung bình trong lỗ khoan, tăng đờng kính lỗ khoan. Chiều dài bua có
19
thể giảm nếu giảm áp lực trung bình, tăng kích thớc cục làm vật liệu bua, tăng mật độ nạp
bua, tăng hệ số ma sát trong của vật liệu làm bua. Vì vậy phải chọn chiều dai bua hợp lý ở
mức độ quan trọng đợc xacd định bởi tính chất cơ lý của đất đá và độ nứt nở.
2.2.2.9. Chiều cao cột thuốc, L
t
:
Chiều cao cột thuốc là thông số kết cấu rất quan trọng của lợng thuốc nổ. Khi nổ
mìn lỗ khoan lớn thì L
t
thể hiện mức độ phân bố đồng đều năng lợng nổ trong khối đá.
Khi tăng L
t
thể hiện mức độ phân bố đồng đều năng lợng nổ trong khối đá. Khi tăng L
t
thì
bán kính vùng đập vỡ tăng lên, giảm đợc chỉ tiêu thuốc nổ. Để đảm bảo hiệu quả nổ thì:
L
t
A
B
C
D
a
b
a: Mạng ô vuông, b: Mạng tam giác đều.
Hình 2.3 Sơ đồ xác định vùng đập vỡ tơng ứng với
2.2.2.12. ảnh hởng của vị trí điểm khởi nổ:
Vị trí điểm khởi nổ cũng có ảnh hởng đáng kể đến chất lợng đập vỡ bởi các lý do
sau:
- Khi điểm kích nổ ở phía trên (kích nổ từ trên xuống): Mặt của trờng sóng ứng
suất nén phát triển từ mép của lợng thuốc nổ đến mặt tự do và dọc theo lợng thuốc. Mặt
sóng phản xạ kéo sẽ xuất hiện ở phần tầng phía trên sớm hơn, vì vậy đất đá sẽ bị phá huỷ
từ trên xuống. điều này tác động không tốt tới chất lợng đập vỡ vì thời gian tác dụng nổ
ngắn hậu xung về phía sau lợng thuốc nổ tăng gây khó khăn cho khoan nổ lần sau.
- Kích nổ từ dới lên (điểm kích nổ ở phía dới): Mặt của trờng sóng ứng suất nén
phát triển từ mép dới lợng thuốc nổ ra phía chân tầng và dọc theo lợng thuốc nổ lên phía
miệng lỗ khoan. với chiều cao tầng bình thờng mặt sóng ứng suất nén đặt tới chân tầng
sớm hơn so với mép tầng trên, vì vậy mặt sóng ứng suất kéo cũng đều đặn hơn. Hơn nữa
thời gian tác dụng nổ kéo dài hơn, phần chân tàng phá huỷ tốt hơn vì ứng suất phát sinh
mạnh và có hớng phá thuận lợi.
2.2.3. ảnh hởng của loại thuốc nổ sử dụng:
Mỗi loại thuốc nổ có đặc tính năng lợng nổ khác nhau, khi nổ chúng tạo ra xung
nổ có dạng khác nhau, chính xung nổ sẽ làm hình thành một trờng ứng suất trong đất đá.
Với mỗi loại đất đá sẽ cần một xung lực nổ tơng ứng với mỗi loại thuốc nổ nào đó để hiệu
quả đập vỡ cao nhất. Ví dụ trong đất đá kiên cố, dòn thì cần xung lực nổ dạng nhỏ hơn.
Nhng thời gian kéo dài. Để tạo ra xung nổ dạng thứ nhất cần dùng thuốc nổ có sức công
phá, tốc độ kích nổ lớn, mật độ dầy. Còn để tạo ra xung nổ dạng thứ hai cần dùng thuốc
nổ dạng hạt, tốc độ kích nổ trung bình, nhiệt lợng nổ trung bình và thấp.
Đây là phơng pháp nổ mìn có hiệu quả cao với thời gian tác dụng nổ kéo dài, tăng
số lần đặt tải nổ, tạo ra mặt t do mới và tạo ra sự đập vỡ phụ khi đất đá dịch chuyển.
Cơ sở lý thuyết của phơng pháp nổ mìn vi sai nh sau:
Khi nổ lợng thuốc I trờng ứng suất mà nó sinh ra trong khối đá mà lợng thuốc nổ
thứ II đảm nhiệm còn đang tồn tại thì lợng thuốc nổ thứ II nổ, vì vậy tạo ra sự giao thoa
cộng hởng ứng suất giữa hai lợng thuốc nổ I và II, làm kéo dài thời gian tác dụng nổ. Mặt
22
khác tác dụng mang đặc trng xung lực, đất đá ở trong chế độ chịu tải trọng xung nhiều sẽ
đợc đập vỡ dễ dang hơn. Tuy nhiên để có sự giao thoa sóng ứng suất thì thời gian vi sai
rất nhỏ ( vài
0
/
00
giây).
Tác dụng nổ vi sai phát huy hiệu quả theo quan điểm tạo ra mặt tự do phụ của lợng
thuốc nổ trớc cho lợng thuốc nổ sau. Mặt tự do mới làm phát sinh sóng phản xạ kéo ở
khối đá do lợng thuốc nổ sau đảm nhiệm tạo điều kiện phá huỷ thuận lợi và cờng độ phá
huỷ tăng lên.
Lý thuyết và thực nghiệm: khi nổ khối đá có càng nhiều mặt tự do thì thể tích phá
huỷ của lợng thuốc nổ càng tăng lên. Nổ mìn vi sai tạo ra nhiều mặt tự do phụ mà có thể
tăng mạng thông số nổ, giảm chỉ tiêu thuốc nổ mà chất lợng đập vỡ vẫn đảm bảo. Theo
quan điểm tạo ra mặt tự do phụ thì thời gian vi sai lớn hơn (khoảng vài chục
0
/
00
giây).
Ngoài ra khi nổ mìn vi sai còn tạo ra sự va đập phụ giữa các khối đá dịch chuyển
với hớng và tốc độ khác nhau. Tác dụng va đập phụ làm tăng đáng kể mức độ đập vỡ khi
dùng các sơ đồ vi sai phù hợp.
Với những lý do trên mà phơng pháp nổ mìn vi sai u việt hơn hẳn so với phơng
nâng cao hiệu quả công tác nổ mìn cho mỏ và giảm chi phí bóc đất đá trong khâu nổ mìn.
3.1. lựa chọn phơng pháp nổ mìn.
3.1.1 Lựa chọn phơng pháp nổ mìn.
Nh đã nghiên cứu phân tích trong chơng 2, phơng pháp nổ mìn hiệu quả nhất hiện
nay là phơng pháp nổ mìn vi sai. Đây là phơng pháp nổ mìn tiên tiến nhất đã đợc áp dụng
phổ biến ở các mỏ lộ thiên lớn, nó có nhiều u điểm vợt trội hơn so với các phơng pháp nổ
mìn khác bởi những u điểm sau:
- Có khả năng điều khiển đợc mức độ đập vỡ, nâng cao hệ số sử dụng hữu ích năng
lợng nổ, do tăng thời gian tác dụng nổ trong đất đá, mở rộng vùng đập vỡ có điều kiện.
- Có thể mở rộng mạng lới thông số mà vẫn đảm bảo chất lợng đập vỡ do tạo đợc bề
mặt tự do mới, các hàng trong không cần tăng chỉ tiêu thuốc nổ vì vậy giảm đợc chi phí
nổ mìn.
- Có khả năng điều khiển đợc hớng phá đá sao cho có lợi nhất nhờ sơ đồ vi sai và
thời gian vi sai thích hợp. Điều này góp phần nâng cao chất lợng đập vỡ do loại trừ vùng
ứng suất thấp, giảm mô chân tầng, tăng cờng đập vỡ phụ giữa các khối đá khi dịch chuyển
nhờ có sơ đồ vi sai thích hợp.
- Quy mô nổ mìn tăng lên, giảm chi phí phụ, giảm chấn động, giảm hậu xung, đá
văng và sóng đập không khí.
Nhờ những u điểm đó mà bản thiết kế lựa chọn phơng pháp nổ mìn vi sai.
3.1.2. Lựa chọn mạng lỗ khoan.
Qua phân tích và tìm hiểu 2 loại mạng lỗ khoan hình vuông và hình tam giác đều
trong chơng 2 ta thấy: Mạng lỗ khoan tam giác đều có u điểm hơn mạng lỗ khoan hình
vuông, giảm chi tiêu thuốc nổ và nâng cao thông số mạng lỗ khoan vì vậy bản đồ án chọn
mạng lỗ khoan tam giác đều.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©