Nghiên cứu hoàn thiện các thông số nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá và đảm bảo an toàn cho các công trình bảo vệ nằm gần phía bắc khai trường vỉa 15, 16 mỏ than khánh hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÙI NGỌC HÙNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ VÀ ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO CÁC CÔNG TRÌNH B

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÙI NGỌC HÙNG

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÁC THÔNG SỐ

NỔ MÌN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ VÀ ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ NẰM GẦN PHÍA BẮC KHAI TRƯỜNG VỈA 15, 16 MỎ THAN KHÁNH HÒA

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu hoàn thiện các thông

số nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá và đảm bảo an toàn cho các công trình bảo vệ nằm gần phía Bắc khai trường vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hoà” là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi

Các số liệu trong Luận văn thạc sỹ và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Tác giả luận văn

Bùi Ngọc Hùng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC KHAI THÁC VÀ KHOAN - NỔ MÌN TẠI MỎ KHÁNH HÕA 4

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC KHAI THÁC 4

1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.2 Đặc điểm địa hình, khí hậu, sông suối 6

1.1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội 7

1.1.4 Đặc điểm địa chất mỏ than Khánh Hòa 7

1.1.4.1 Địa tầng 7

1.1.4.2 Kiến tạo 10

1.1.5 Đặc điểm địa chất thuỷ văn (ĐCTV) 11

1.1.5.1 Đặc điểm nước mặt 11

1.1.5.2 Đặc điểm nước dưới đất 13

1.1.6 Đặc điểm địa chất công trình 15

1.1.6.1 Đặc điểm lớp phủ Đệ tứ (Q) 15

1.1.6.2 Đặc điểm phân bố, thành phần và tính chất cơ lý của các loại đá gốc trong tầng chứa than 16

1.2 HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC KHAI THÁC VÀ KHOAN -NỔ MÌN TẠI MỎ KHÁNH HÕA 19

1.2.1 Hiện trạng khai thác ở mỏ Khánh Hòa 19

1.2.1.1 Hệ thống khai thác 19

1.2.1.2 Hiện trạng công tác nổ mìn ở mỏ than Khánh Hòa 22

1.3 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1 28

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN VÀ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU SÓNG CHẤN ĐỘNG NỔ MÌN 31

2.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN 31

2.1.1 Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên 31

2.1.1.1 Tính chất của đá 31

2.1.1.2 Ảnh hưởng của điều kiện địa chất thủy văn 35

2.1.2 Các yếu tố kỹ thuật và công nghệ 36

2.1.2.1 Về việc điều khiển năng lượng nổ 36

2.1.2.2 Ảnh hưởng của các thông số hệ thống khai thác (HTKT) 37

2.1.2.3 Ảnh hưởng của các loại thuốc nổ sử dụng 38

2.1.2.5 Ảnh hưởng của phương pháp nổ mìn 47

2.1.3 Ảnh hưởng của các yếu tố tổ chức, kinh tế 50

2.1.3.1 Yếu tố tổ chức 50

2.1.3.2 Yếu tố kinh tế 51

2.2 CÁC GIẢI PHÁP NỔ MÌN GIẢM THIỂU SÓNG CHẤN ĐỘNG 52

2.2.1 Lựa chọn phương pháp nổ mìn hợp lý 52

2.2.2 Phương tiện nổ 55

2.2.3 Thời gian vi sai 57

2.2.3.1 Xác định thời gian vi sai 57

2.2.3 2 Chọn các sơ đồ vi sai hợp lý 58

2.2.3.3 Chọn vị trí điểm khởi nổ và trình tự khởi nổ hợp lý 62

2.3 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 2 64

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ VÀ GIẢM THIỂU SÓNG CHẤN ĐỘNG NỔ MÌN ĐẾN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ NẰM GẦN PHÍA BẮC KHAI TRƯỜNG VỈA 15, 16 MỎ THAN KHÁNH HOÀ 66

3.1 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÔNG TÁC NỔ MÌN Ở MỎ THAN KHÁNH HÕA 66

3.2 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HIỆU QUẢ NỔ MÌN VÀ GIẢM SÓNG CHẤN ĐỘNG ĐẾN CÁC CÔNG TRÌNH CẦN BẢO VỆ KHU VỰC PHÍA BẮC KHAI TRƯỜNG VỈA 15, 16 MỎ THAN KHÁNH HÒA 67 3.2.1 Lựa chọn loại thuốc nổ phù hợp 67

3.2.2 Lựa chọn kết cấu LTN, phối hợp các loại thuốc nổ trong lỗ khoan 68

3.2.2.1 Lựa chọn kết cấu LTN cho mỏ Khánh Hòa 68

3.2.2.2 Phối hợp 2 loại thuốc nổ trong một lỗ khoan 73

3.2.3 Lựa chọn các thông số nổ mìn 76

3.2.3.1 Xác định kích thước cỡ hạt nổ mìn hợp lý 76

3.2.3.2 Xác định chỉ tiêu thuốc nổ 78

3.2.3.3 Đường kháng chân tầng W 81

3.2.3.4 Khoảng cách giữa các lỗ khoan (a) 82

3.2.3.5 Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan (b) 82

3.2.3.6 Chiều sâu khoan thêm (L kt ) 83

3.2.3.7 Chiều cao cột bua (L b ) 83

3.2.3.8 Mật độ nạp thuốc (g) 83

3.2.3.9 Suất phá đá (P) 83

3.2.3.10 Số hàng khoan 84

3.2.3.11 Số lỗ khoan trong một hàng 84

3.2.3.12 Số lỗ khoan trong bãi 84

3.2.3.13 Các phương pháp xác định mạng lỗ khoan 85

3.2.4 Tính chọn thời gian vi sai và sơ đồ vi sai phù hợp với thực tế mỏ than Khánh Hòa 89

3.2.5 Kết quả nổ mìn thử nghiệm xác định các thông số nổ mìn hợp lý trên mỏ than Khánh Hòa 92

3.2.5.1 Phương pháp thực nghiệm 92

3.2.5.2 Trình tự nổ thử nghiệm 93

3.2.6 Xác định quy mô bãi nổ hợp lý đảm bảo an toàn về sóng chấn động nổ mìn cho các công trình cần bảo vệ nằm gần khu vực phía Bắc khai trường vỉa 15, vỉa 16 mỏ than Khánh Hòa 94

3.3 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 3 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 1.1 Toạ độ mỏ Khánh Hoà theo QĐ số 1988/QĐ-HĐQT 4

Bảng 1.2 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá vôi sét 17

Bảng 1.3 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá sét kết 17

Bảng 1.4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá bột kết vôi 18

Bảng 1.5 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá bột kết sừng hoá 18

Bảng 1.6 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá cát kết 18

Bảng 1.7 Các thông số HTKT đang áp dụng trên mỏ 21

Bảng 1.8 Các thông số nổ mìn mỏ đang áp dụng 22

Bảng 1.9 Các loại thuốc nổ mỏ than Khánh Hòa đang sử dụng 23

Bảng 1.10 Các loại phụ kiện nổ thông dụng dùng cho mỏ 25

Bảng 1.11 Thống kê vật liệu nổ mìn tại mỏ than Khánh Hòa 26

Bảng 2.1 Dao động địa chấn của các loại đất đá 33

Bảng 3.1 Quan hệ giữa đường kính cỡ hạt hợp lý và chỉ tiêu

Bảng 3.4 Hệ số phụ thuộc vào độ nổ của đất đá, K 81

Bảng 3.5 Kết quả tính chọn thời gian vi sai cho mỏ Khánh

Hòa

92

Bảng 3.6 Các thông số nổ mìn cho mỏ Khánh Hòa

(Với Thuốc nổ ANFO thường (P = 16,0 kg/m)

96

Bảng 3.7 Các thông số nổ mìn cho mỏ Khánh Hòa (Với thuốc

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang

Hình 1.1 Vị trí địa lý mỏ than Khánh Hòa chụp từ vệ tinh 5

Hình 1.3 Đất đá khu vực vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hòa 16

Hình 1.8 Thuốc nổ AĐ1Φ90, Φ60, Φ32 sử dụng trên mỏ 24

Hình 1.9 Kíp vi sai phi điện trải mặt và kíp phi điện xuống lỗ 26

Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và độ cứng đất

đá tính toán sử dụng trên các mỏ than lộ thiên

Hình 2.5 Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và đường kính

Hình 2.6

Sự thay đổi tiết diện vùng đập vỡ khi thay đổi tỷ số

Hình 2.7

Kết cấu các phần chức năng cơ bản của lượng

Hình 2.8 Sơ đồ xác định vùng đập vỡ đất đá nổ mìn 47 Hình 2.9 Sự thay đổi áp lực khí nổ theo thời gian 50 Hình 2.10 Sơ đồ mô tả tác dụng nổ vi sai trên cơ sở 53 Hình 2.11

Sơ đồ đấu ghép mạng nổ mìn vi sai phi điện

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thái Nguyên là một tỉnh thuộc vùng trung du miền núi phía Bắc của Việt Nam, nơi có nguồi tài nguyên khoáng sản rất phong phú và đa dạng, như than, quặng sắt, đá vật liệu xây dựng (VLXD) Các nguồn tài nguyên khoáng sản này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã hội, cơ sở hạ tầng trên địa bàn tỉnh

Trong những năm qua, mỏ than Khánh Hòa thuộc Tổng Công ty Công Nghiệp mỏ Việt Bắc - TKV đã tiến hành khai thác theo dự án đầu tư được phê duyệt với các thông số cơ bản: Đất bóc tối đa: 9,6 triệu m3/năm, than nguyên khai: 800.000 tấn/năm, chiều sâu khai thác đến mức -400m và dự kết thúc khai thác vào năm 2037 Do vậy, để đáp ứng được nhu cầu đó đòi hỏi công ty phải liên tục đầu tư nghiên cứu, cải tiến các công nghệ khai thác nhằm tăng năng suất lao động, giảm các chi phí sản xuất, đảm bảo an toàn và bảo vệ môi trường trong khai thác mỏ

Công tác khoan - nổ mìn để phá vỡ đất đá mỏ là một trong những khâu đầu tiên trong quy trình công nghệ khai thác than, nó đóng vai trò hết sức quan trọng và chiếm một phần chi phí không nhỏ trong giá thành sản phẩm Nâng cao hiệu quả mỗi vụ nổ mìn là một trong các yếu tố chính ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của các thiết bị xúc bốc, vận tải, san gạt v.v…trên mỏ than Khánh Hòa Hiện tại, mỏ Khánh Hòa đang khai thác tập trung khai thác

về phía Bắc đến mức -210m gồm các vỉa 13, 14, 15, 15A, 16 Một trong những khó khăn khi tiến hành công tác khoan - nổ mìn là điều kiện địa chất thủy văn (ĐCTV), địa chất công trình (ĐCCT) tương đối phức tạp, điển hình

nhất là đất đá khu vực phía Bắc khai trường vỉa 15 vỉa 16 là các loại đá trầm

tích bao gồm: Cát kết, bột kết, sét kết, sét than, đá vôi sét , đất đá bị nhàu nát, vỡ vụn, có nhiều mạch thạch anh xuyên cắt và nhiều mặt trượt nhỏ, cấu

trúc địa chất phân bố trên các tầng không đồng nhất dẫn đến chất lượng phá

vỡ đất đá bằng nổ mìn bị ảnh hưởng

Mặt khác, nằm gần khai trường mỏ than Khánh Hòa có nhiều các công trình cần bảo vệ (các hộ dân cư, phân xưởng vận tải, cơ điện, phân xưởng sàng tuyển v.v ) nằm trong vùng ảnh hưởng của sóng chấn động nổ mìn, đá văng và khoảng cách từ bãi mìn gần nhất đến các hộ nhà dân là 100 m nằm

ở phía Bắc khai trường vỉa 15, 16 Do đó, ngoài việc chú trọng đến chất lượng

nổ mìn để nâng cao hiệu quả khai thác than của Công ty thì vấn đề đảm bảo

an toàn cho các công trình này là rất cần thiết và cấp bách

Chính vì vậy đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện các thông số nổ mìn

nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá và đảm bảo các công trình bảo vệ nằm gần phía Bắc khai trường vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hoà” mà tác giả

lựa chọn để nghiên cứu là vấn đề có tính cấp thiết, đáp ứng yêu cầu thực tế của mỏ hiện nay

2 Mục tiêu của đề tài

Xác định được các thông số nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả phá

vỡ đất đá, đồng thời đảm bảo an toàn về sóng chấn động nổ mìn cho các công trình bảo vệ nằm gần phía Bắc khai trường vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hòa

3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu cho khai trường phía Bắc vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hòa

4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập tài liệu, số liệu, khảo sát thực địa;

- Phương pháp thống kê; thu thập, xử lý số liệu về nổ mìn tại khai trường mỏ than Khánh Hòa;

- Phương pháp tổng hợp, so sánh;

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết so sánh với số liệu thực tế

5 Nội dung nghiên cứu

Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, hiện trạng công tác khai thác và khoan -

6 Ýnghĩa khoa học và thực tiễn

6.1.Ý nghĩa khoa học

Góp phần hoàn thiện lý thuyết tính toán các thông số nổ mìn hợp lý trong điều kiện địa chất phức tạp và đề xuất các giải pháp nổ mìn giảm thiểu cường độ sóng chấn động cho mỏ than Khánh Hòa nói riêng và các mỏ than

lộ thiên lớn có điều kiện khai thác tương tự ở Việt Nam nói chung

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của luận văn là cơ sở khoa học để Công ty than Khánh Hòa nói riêng và các mỏ than lộ thiên lớn ở Việt Nam nói chung vận dụng, tham khảo sử dụng các thông số khoan nổ mìn phù hợp với điều kiện địa chất mỏ, đảm bảo nâng cao năng suất của thiết bị xúc bốc – vận tải và hiệu quả kinh tế chung cho mỏ

6 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn gồm 3 chương được trình bày trong 99 trang với 29 hình và 20 bảng biểu

CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC KHAI THÁC

VÀ KHOAN - NỔ MÌN TẠI MỎ KHÁNH HÕA

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC KHAI THÁC

1.1.1 Vị trí địa lý

Mỏ than Khánh Hoà thuộc địa phận các xã gồm xã Phúc Hà - Thành phố Thái Nguyên, xã An Khánh - huyện Đại Từ, xã Sơn Cẩm - Thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Mỏ cách trung tâm thành phố Thái Nguyên 4 km

về phía Tây (hình 1.1)

Toạ độ mỏ Khánh Hoà được lấy theo quyết số: 1988/QĐ-HĐQT ngày 22/08 /2008 của Hội đồng Quản trị Tập đoàn TKV V/v giao thầu quản lý, bảo

vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khai thác than cho Công

ty TNHH MTV Công nghiệp mỏ Việt Bắc-TKV (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Toạ độ mỏ Khánh Hoà theo QĐ số 1988/QĐ-HĐQT

Ký hiệu

mốc mỏ

Toạ độ mốc mỏ (m)

Hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 105

Hệ toạ độ VN-2000, kinh tuyến trục 106030’, múi chiếu 30

Ký hiệu

mốc mỏ

Toạ độ mốc mỏ (m)

Hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 105

Hệ toạ độ VN-2000, kinh tuyến trục 106030’, múi chiếu 30

1.1.2 Đặc điểm địa hình, khí hậu, sông suối

a Địa hình

Khai trường lộ thiên mỏ Khánh Hoà nằm ở phía Đông khu mỏ (Từ tuyến

XX về phía Đông), qua quá trình khai thác nhiều năm từ trước đến nay địa hình khu vực mỏ đã thay đổi nhiều Địa hình cao nhất hiện tại là +45m phía Tây khai trường, địa hình thấp nhất hiện tại là -220m (hình 1.2)

Hình 1.2 Toàn cảnh mỏ than Khánh Hòa

b Sông suối

Khu vực mỏ Khánh Hòa có hai hệ thống suối chính: Hệ thống suối chảy theo phương và hệ thống suối chảy vuông góc với đường phương các vỉa than:

- Hệ thống suối chảy theo phương các vỉa than, đáng kể nhất là suối Huyền Đây là con suối lớn chạy gần như dọc theo trung tâm khu mỏ theo hướng Tây Bắc - Đông Nam

- Hệ thống suối chảy vuông góc với đường phương các vỉa than, có suối Làng Ngò, đây là hợp lưu của các suối: Suối Nước và suối Trầm Hồng Suối Làng Ngò hợp với suối Huyền tạo nên sông Nam Tiền ở phía Đông Bắc khu

mỏ Đây chính là một nhánh của sông Cầu Các suối ở đây thường có lòng hẹp, độ dốc thoải, lưu lượng nước lớn vào mùa mưa (5.226l/s) và nhỏ vào mùa khô (128 l/s)

c Khí hậu

Khu mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa: mùa mưa và mùa khô

Mùa mưa vào tháng 5 đến tháng 10 Lưu lượng mưa trong mùa thay đổi

từ 1.800  2.200mm, chủ yếu tập trung vào các tháng 7, 8, 9, hướng gió Nam

và Đông Nam, nhiệt độ không khí cao nhất trong năm từ 37  380C (vào tháng 7 và tháng 8)

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, không khí khô ráo, lượng mưa nhỏ, hướng gió bắc, đông bắc Nhiệt độ mùa này thấp, trung bình từ

10150C, có những ngày lạnh nhất giảm xuống đến 340C

1.1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội

Khu mỏ có điều kiện giao thông rất thuận lợi Từ mỏ có đường ô tô dài 2

km nối với quốc lộ 3 Mỏ ở gần đường sắt Hà Nội - Quán Triều và các đường quốc lộ nối với các Tỉnh và thành phố Hà Nội, Lạng Sơn, Bắc Kạn, Cao Bằng

Khu mỏ Khánh Hoà nằm trong vùng kinh tế khá phát triển, nằm gần thành phố Thái Nguyên một trong những trung tâm kinh tế lớn vùng Đông Bắc, gần khu gang thép Thái Nguyên Trong vùng còn nhiều nhà máy xi măng, nhà máy giấy, nhà máy cơ khí và nhiều cơ sở kinh tế, công nghiệp khác Đặc biệt nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn, nhiệt điện An Khánh, nhà máy

xi măng Quán Triều là các hộ tiêu thụ than chủ yếu của mỏ Khánh Hoà

1.1.4 Đặc điểm địa chất mỏ than Khánh Hòa

1.1.4.1 Địa tầng1

Địa tầng mỏ than Khánh Hoà bao gồm chủ yếu là các trầm tích Mezozoi (MZ) và đệ tứ (Q) Địa tầng Mezozoi trong khu thăm dò có mặt các trầm tích

hệ Trias thống Trung và Thượng, bao gồm các hệ tầng Nà Khuất (T2 nk) và

hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl) Ngoài ra còn có các trầm tích Jura hệ tầng Hà Cối (J1-2hc) nhưng phân bố cách xa mỏ về phía Đông Bắc

a Giới Mezozoi

- Hệ Triat - thống Trung - hệ tầng Nà Khuất (T2 nk): Hệ tầng Nà Khuất phân bố ở phía Đông Nam và Nam khu mỏ Khánh Hoà Hệ tầng Nà Khuất được chia làm hai phân hệ tầng:

- Phân hệ tầng dưới (T2 nk1): Phân hệ tầng dưới bao gồm các đá phiến sét, sét vôi, cát kết, bột kết, chuyển lên trên lượng cát kết tăng dần Đá thường

có dạng phân lớp mỏng đến trung bình, mầu xám lục nhạt hoặc nâu đỏ do phong hoá Trong đá chứa các hóa thạch Costatoria Proharpa, Cassianella ecki, Velopecten albertii, Entolium discites có tuổi Anisi Chiều dày phân hệ tầng thay đổi từ 440560m

- Phân hệ tầng trên (T2 nk2): Phân hệ tầng trên bao gồm các đá phiến sét, cát kết, bột kết màu đỏ nhạt, phớt hồng, tím gan gà ở ven rìa khai trường mỏ Khánh Hoà gần phần trụ các vỉa 13, 16 còn có các lớp sạn kết, cuội kết mầu nâu đỏ, đỏ gụ Các đá có dạng phân lớp mỏng đến trung bình Trong các lớp

đá chứa các hoá thạch Trigonodus tonkinensis, T.trapezoidalis, Costatoria goldfussi, Entolium cf discites tuổi Ladini

b Hệ Trias-thống thượng-bậc Nori-Ret-hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl)

Hệ tầng Văn Lãng phân bố trên diện rộng ở trung tâm vùng mỏ Chúng kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, từ thành phố Thái Nguyên qua Cao Ngạn đến Quán Triều và kéo dài đến Bá Sơn Các đá bao gồm bột kết, cát kết, cuội kết, sét kết và đá vôi sét

Dựa vào thành phần trầm tích, có thể chia hệ tầng Văn Lãng thành hai phân hệ tầng

- Phân hệ tầng dưới (T3n-r vl1): Phân hệ tầng dưới nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Nà Khuất và là địa tầng chứa than chủ yếu Có thể chia chúng thành hai phần:

*/ Phần dưới: Bao gồm các lớp cuội kết, sạn kết, cát kết Nằm xen kẽ

giữa các lớp đá hạt thô là các lớp bột kết, sét kết, đá vôi sét Trong phạm vi

khu thăm dò, phần dưới không phát hiện thấy các vỉa than mà chỉ gặp các đá hạt mịn chứa vật chất than Chiều dày địa tầng khoảng từ 450  550m

+ Cuội, sạn kết có mầu sẫm, thành phần hạt là thạch anh, silic, đá vôi, xi măng gắn kết là sét, bột kết hoặc sét vôi Đá có dạng phân lớp mỏng đến trung bình

+ Đá vôi sét là loại đá tương đối phổ biến, chúng có mầu xám, xám đen,

là các lớp mỏng nằm xen kẹp trong các lớp bột kết hoặc cát kết hạt mịn Đôi nơi các lớp đá vôi sét còn nằm trên các lớp “đá màu đỏ” thuộc hệ tầng Nà Khuất

*/ Phần trên: Phân bố khá phổ biến trong vùng mỏ Đây là địa tầng

chứa các vỉa than chủ yếu, từ vỉa 11 đến vỉa 16 Các đá trầm tích bao gồm: Cát kết, bột kết, sét kết, sét than, đá vôi sét và các vỉa than Chiều dày địa tầng

từ 300  350m

+ Cát kết mầu xám, xám đen, độ hạt từ nhỏ đến trung bình, thành phần là thạch anh, silic Đá ở dạng phân lớp dày, khá rắn chắc

+ Bột kết mầu xám, xám đen, phân lớp dày, cứng ròn

+ Sét kết màu xám, xám đen, phân lớp mỏng, đôi khi có dạng phân phiến, kém rắn chắc, trong thành phần của đá có chứa vật chất than và Cacbonatcanxi Trong các lớp sét kết đôi khi chứa các lớp mỏng đá vôi sét và

có các mạch canxit xuyên cắt

+ Đá vôi sét mầu xám, xám đen, đen, phân lớp mỏng và tương đối ổn định Trong thành phần của đá, ngoài Cacbonatcanxi và sét còn có các vật

chất hữu cơ, đôi nơi còn chứa các ổ than Đá thường bị nứt nẻ và có nhiều mạch can xít xuyên cắt

- Phân hệ tầng trên (T3n-r vl2):

Phân hệ tầng trên có ranh giới dưới là vách vỉa 16, chúng phân bố khá phổ biến ở trung tâm vùng mỏ kéo dài từ Bá sơn đến Quán Triều Thành phần trầm tích chủ yếu là các lớp đá vôi sét mầu đen, xám đen Phần dưới, đá có phân lớp mỏng, đôi khi có dạng phân phiến có thể tách ra được Đây cũng chính là điểm khác biệt so với các lớp đá vôi sét ở các tầng dưới chúng Càng lên trên, đá vôi sét có dạng phân lớp trung bình, đôi chỗ phân lớp dày, cấu tạo đặc xít, khá rắn chắc Rải rác trong địa tầng cũng có các lớp mỏng sét kết mầu xám, xám nâu, xám đen, gắn kết yếu đến trung bình

c Giới Kainozoi - hệ Đệ tứ (Q)

Các trầm tích Đệ tứ phân bố trên các sườn đồi thấp, dọc các thung lũng

và ven các dòng suối trong khu mỏ Thành phần trầm tích gồm các đá vụn: Cát, cuội, sỏi, sét không gắn kết hoặc gắn kết yếu Chiều dày trầm tích Đệ tứ thay đổi từ 0,4  7m

1.1.4.2 Kiến tạo

a Uốn nếp

Mỏ than Khánh Hoà nằm trọn trong một nếp lõm hoàn chỉnh, có trục kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam khoảng 4 - 5km, chiều rộng của nếp lõm khoảng 400  600m, khá hẹp ở phía Đông Nam và mở rộng dần về phía Tây Bắc Có thể gọi đây là nếp lõm trung tâm bởi ở hai cánh của nó có nhiều nếp uốn nhỏ (nếp uốn thứ cấp) làm phức tạp thêm cấu trúc địa chất mỏ

Sự xuất hiện các nếp uốn thứ cấp và thế nằm dốc, đảo, tạo nên cấu trúc địa chất mỏ rất phức tạp, làm cho các vỉa than thay đổi nhiều về thế nằm, độ dốc và hình thái vỉa

- Nếp lõm Đông Bắc: Phân bố từ tuyến XXVIA đến tuyến XXIX Chiều dài nếp uốn khoảng 120m, rộng 30 - 60m, độ dốc hai cánh thay đổi từ 300

b Đứt gãy

Trong phạm vi mỏ chưa phát hiện được một đứt gãy nào rõ ràng, có quy

mô đáng kể và liên tục, mặc dù các nhà địa chất Đoàn 12 đã quan sát và mô tả một đới phá hủy kiến tạo theo phương gần Bắc - Nam, từ các lỗ khoan LK224, LK545, K11 Các đá ở đây bị nhàu nát, vỡ vụn, có nhiều mạch thạch anh xuyên cắt và nhiều mặt trượt nhỏ Chiều rộng của đới cà nát khoảng 10 đến 15m Đới phá hủy có xu thế cắm về hướng Đông Đây là phá hủy kiến tạo đáng kể nhất và có phương gần như vuông góc với phương cấu tạo chính Tuy nhiên với quy mô nhỏ, những phá hủy kiến tạo này không gây chuyển dịch địa tầng đáng kể, có chăng nó chỉ làm biến đổi chút ít tính chất vật lý và hoá học của than và đá, làm phức tạp thêm cấu trúc địa chất khu mỏ

1.1.5 Đặc điểm địa chất thuỷ văn (ĐCTV)

1.1.5.1 Đặc điểm nước mặt

Nước mặt phân bố trong các dòng suối, đầm, hồ vốn khá phong phú trong khu mỏ Khánh Hoà Các hệ thống suối chảy qua khu mỏ, hợp thành sông Nam Tiền ở phía Đông Bắc

*/Suối Huyền: còn gọi là suối Mỏ (trong báo cáo 1977 gọi là suối

Khánh Hòa) hướng chảy Tây Bắc xuống Đông Nam dọc theo trục của nếp lõm chứa khoáng sàng than Dòng chảy quanh co, độ dốc lòng suối nghiêng

từ 100, ven bờ lộ đá vôi sét, bột kết, sét kết Chiều dài dòng chảy gần 4.500m Suối đã đặt trạm quan trắc số 2 đo lưu lượng và trạm 3 đo mực nước

*/ Suối Làng Ngò: (Trong báo cáo 1977 gọi là suối Nam Tiền), hướng

chảy Tây Đông, dòng chảy khá bằng có chiều dài gần 2500m Suối đặt trạm

số 4 quan trắc lưu lượng từ 1/1966 đến 3/1967, quan trắc mực nước từ 1/1972 đến 10/1973

Lưu lượng lớn nhất 244.49l/s(7/1966) nhỏ nhất 0.024l/s(2/1966);

Biến đổi lưu lượng trong năm thủy văn là 244.466l/s;

Độ cao mực nước lớn nhất 27.0m(9/1972) nhỏ nhất 25.3m(5/1972); Biến đổi mực nước trong năm thủy văn là 1.70m;

Mô đun dòng ngầm là: 0.0096 l/s Lưu lượng tương đối thấp

Hai suối Huyền và suối Làng Ngò hợp nhất ở gần lỗ khoan K28 thành suối Nam Tiền (trong báo cáo 1977 là suối Tân Long)

*/ Suối Nam Tiền: chảy theo hướng Tây Đông chiều dài dòng chảy tới

2500m , lòng suối rộng từ 10-20m Tại trạm quan trắc số 5

Thời gian quan trắc đo lưu lượng 2-8-1972 đến 27-8-1973 tổng cộng 12 tháng, thời gian đo mực nước từ 3-1-1972 đến 6-10-1973 tổng cộng 21 tháng

Độ cao mực nước lớn nhất 29.23m (7/1973) nhỏ nhất 24.48m (4/1972);

Biến đổi mực nước trong năm thủy văn là 4.75m;

Lưu lượng đo lưu tốc kế lớn nhất 1996.68l/s nhỏ nhất 93.9l/s;

Mô đun dòng ngầm là: 37.56 l/s

*/ Suối Sơn Cẩm: Dẫn nước từ phía Bắc khu mỏ chảy xuống và nhập

vào suối Huyền (suối Khánh Hòa) ở nơi đặt trạm quan trắc số 3 (về phía thượng nguồn) Suối đã đặt trạm quan trắc số 6

Thời gian quan trắc đo lưu lượng từ 1-3-1966 đến 13-6-1967 tổng cộng

15 tháng

Lưu lượng lớn nhất 247.01l/s (6-1966) nhỏ nhất 0.079l/s (5-1966);

Biến đổi lưu lượng trong năm thủy văn là 246.931l/s

Các suối thường chảy quanh co, ven bờ lộ đá vôi sét, bột kết, sét kết Lưu lượng nước phụ thuộc theo mùa, mùa mưa lưu lượng và độ cao mực nước đều tăng, mùa khô lưu lượng và độ cao mực nước đều gảm Nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước mưa

Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích đệ tứ nằm trực tiếp phía trên với tầng chứa nước khe nứt của đá tuổi T3n-r và T2l

Ngoài hệ thống suối, tại vùng mỏ Khánh Hoà còn có một đầm lầy diện tích khoảng 90 000m2, trên mặt phủ đầy cỏ dại, quanh năm có nước Cách mỏ khoảng 3 km về phía Tây, có hồ chứa nước 19-5 (hồ Phượng Hoàng), là công trình thuỷ lợi chứa khoảng 2 600 000 m3

nước phục vụ tưới tiêu

Nhìn chung, nước mặt khu mỏ Khánh Hoà khá phong phú Dựa vào kết quả phân tích thành phần hoá học và đặc tính kỹ thuật cho thấy nước ở đây thuộc loại Bicacbonat Canxi, có thể sử dụng trong sản xuất, để phục vụ sinh hoạt cần sử lý vì hàm lượng sắt cao

1.1.5.2 Đặc điểm nước dưới đất

a Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ (Q)

Trầm tích Đệ tứ có chiều dày thay đổi từ 2 - 7m Diện phân bố hầu khắp khu mỏ thành phần chủ yếu là sét pha cát sỏi và mùn thực vật Mực nước trong tầng chứa nước Q phụ thuộc theo mùa, mùa mưa mực nước tĩnh giao động từ 0,40 - 1m Miền cung cấp nước cho tầng chứa nước này tại chỗ Nguồn cấp là nước mưa và nước trong các dòng suối Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ nằm trên tầng chứa nước khe nứt trong đá trầm tích chứa than T3n-r và tầng chứa nước trong trầm tích T2l theo diện phân bố

nó trở thành đới tiếp nhận nước mưa bổ sung cho nước dưới đất

b Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích Trias thống Thượng bậc Nori-Reti

T 3 n-r

Nước trong trầm tích chứa than có quan hệ mật thiết và phụ thuộc rất nhiều vào nước mặt Nguồn cung cấp chính vẫn là nước mưa và nước trong các dòng suối chảy quanh mỏ Theo tài liệu các lỗ khoan bơm nước thí nghiệm, khi hạ mực nước đến 3,78m, lúc trời nắng, lưu lượng nước là 2,57l/s;

ở mực nước tương đương (3,88m), khi trời mưa lưu lượng nước tăng lên 5,81l/s chứng tỏ miền cung cấp gần và đường dòng của tầng chứa chảy đến lỗ khoan rất ngắn Sự biến đổi động thái của tầng chứa đồng cùng với điều kiện khí tượng thủy văn

Trong hệ tầng này nước tồn tại chủ yếu là nước không áp, đôi chỗ có áp lực cục bộ như ở lỗ khoan bơm nước thí nghiệm số 268 tuyến XVIII

Qua tài liệu bơm chùm LK.299 và LK.298 cho thấy nước dưới đất và nước mặt có quan hệ mật thiết với nhau Theo cách bố trí hai lỗ khoan ở hai bên suối khi bơm ở LK.299 cả hai tầng, mặc dù mực hạ thấp ở lỗ khoan bơm

hạ xuống đến 55,22m mà lỗ khoan quan sát 298 có mực nước không thay đổi chứng tỏ nước mặt đã cung cấp đủ cho lỗ khoan quan sát Qua tài liệu quan trắc lâu dài ở LK272 mực nước tầng ngầm thay đổi theo mùa, mùa mưa mực nước dâng cao hơn miệng lỗ khoan ở mức +29,04m (6-1968 và 7-1969), vào

mùa khô mực nước hạ xuống mức thấp nhất +27.82m , biên độ dao động mực nước trong năm thủy văn là 1,22m

c Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích Trias thống Trung bậc ladini T 2 l

Địa tầng trầm tích Trias thống Trung bậc ladini phân bố ở phía Bắc, và một phần phía Tây Nam và nằm dưới trầm tích T3n-r chứa than, về phân chia địa tầng thủy văn có thể gọi là tầng chứa nước dưới than Địa tầng của tầng chứa nằm sát tầng chứa than từ Bờ Đậu đến Ba Sơn qua cầu số 5 đến Cao Ngạn tạo nên dãy núi Bục, Trầm tích bao gồm các đá:

+ Bột kết màu đỏ, đổ gụ màu tím gan, thành phần chủ yếu là thạch anh,

ít fenpát xi măng là sét, đá phân lớp rõ ràng có chỗ phân lớp mỏng, đôi chỗ bị

vò nhàu

+ Cát kết màu đỏ, đỏ gụ tím gan, đôi chỗ có xen kẽ cát kết màu trắng phớt vàng,Thành phần thạch anh có ít mica, phân lớp rõ ràng đôi chỗ phân lớp mỏng

+ Cuội kết, sạn kết màu đỏ nâu đỏ, đỏ gụ thành phần, đá vôi màu hồng Tầng chứa có các loaị đá, Cuội kết, Sạn kết, cát kết, bột kết, đá phiến sét

và sét vôi Tỷ lệ đá hạt thô chiếm nhiều hơn Nước trong tầng này tồn tại ở dạng không áp Khai trường lộ thiên sẽ cắt qua các lớp đá của tầng và đồng nghĩa nước của tầng sẽ vào moong lượng chảy nhiều nhất là phía Bắc khu mỏ Tầng chứa nước T2l có quan hệ thuỷ lực với nước mặt, với tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ và tầng nước trong trầm tích chứa than

Trầm tích Đệ tứ phủ rộng khắp khu mỏ nằm trực tiếp phía trên tầng đá gốc tuổi Trias

Kết quả phân tích mẫu cơ lý lớp đất phủ như sau:

- Hệ số nén lún thay đổi từ 0,0048 - 0,033 kG/cm2;

- Lực dính kết thay đổi từ 0,05 - 0,55 kG/cm2;

- Góc ma sát trong thay đổi từ 20 - 310;

- Khối lượng thể tích thay đổi từ 1,37 - 2,03 g/cm3;

- Khối lượng riêng thay đổi từ 1,95 - 2,59 g/cm3

Hình 1.3 Đất đá khu vực vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hòa

1.1.6.2 Đặc điểm phân bố, thành phần và tính chất cơ lý của các loại đá gốc trong tầng chứa than

Đá của tầng chứa than gồm: Đá vôi sét, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết

và các vỉa than Căn cứ vào kết quả phân tích cơ lý đá của giai đoạn TDTM năm 1964 - 1973, các giai đoạn TDBS các năm 2005, 2010, 2014 và kết quả

đo vẽ bản đồ nham thạch năm 2017 có thể mô tả đặc điểm cơ lý các loại đất

đá trong trầm tích chứa than của mỏ Khánh Hoà như sau:

- Đá vôi sét là đá chủ yếu của địa tầng, thường phân bố trên vách vỉa than, đặc biệt là trên vách vỉa 16 (Phân hệ tầng Văn Lãng trên T3n-rvl2) Đá

có phân lớp mỏng đến trung bình, khá rắn chắc, nứt nẻ nhiều,càng xuống sâu nứt nẻ càng tăng, phần trên phát triển cáctơ Loại đá này chiếm tỷ lệ 59,64% địa tầng Kết quả phân tích 93 mẫu, các chỉ tiêu cơ lý đá như sau:

Bảng 1.2 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá vôi sét

Giá

trị

Khối lượng thể tích, g (g/cm3)

Khối lượng riêng,

(g/cm3)

Cường độ kháng nénn

(kG/cm2)

Cường độ kháng kéoK

C (kG/cm2)

Bảng 1.3 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá sét kết

Giá

trị

Khối lượng thể tích,

g (g/cm3)

Khối lượng riêng,

(g/cm3)

Cường độ kháng nénn

(kG/cm2

)

Cường độ kháng kéo



(độ.phút)

Lực dính kết

C (kG/cm2)

lý đá như sau:

Bảng 1.4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá bột kết vôi

Giá Trị

Khối lượng thể

tích, g (g/cm3)

Khối lượng riêng,

(g/cm3)

Cường độ kháng nénn

(kG/cm2)

Cường độ kháng kéo

Bảng 1.5 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá bột kết sừng hoá

Giá

Trị

Khối lượng thể

tích, g (g/cm3)

Khối lượng riêng,

(g/cm3)

Cường độ kháng nénn

(kG/cm2

)

Cường độ kháng kéo K

Bảng 1.6 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá cát kết

Giá

Trị

Khối lượng thể

tích, g (g/cm3)

Khối lượng riêng,

(g/cm3)

Cường độ kháng nénn

(kG/cm2

)

Cường độ kháng kéo K

LK-524 31.99

1.

17

LK-239 27.88

13.20( )10.30 2.90 6

1.

LK-234 27.77

11.

)10 1.05 1

LK-241 29.75

21 .93 ( )18 3.06 3

53 66 ( )47 .37 6.29 7

3 42(

)2.61

0. 81 1

LK-228 27.46

28 80

)24 4.

6.

20 .53 ( )16

4 4

1.18

LK-QT1 28.18

25.60( )21.78 3.82 2

11.46

19.73( )15.06 4.67 5

LK-220 27.64

20 05 ( )13 88 6.17 10

4. 69 8 12.28( )6.49 5.79 5

LK-229 27.46

20 44

)16 3.

4.65( )3.15 1.50 1

21.

)16 5 4.19

1.35

LK-238 29.11

LK-524 31.99

1.

17

LK-239 27.88

13.20( )10.30 2.90 6

1.

LK-234 27.77

11.

)10 1.05 1

LK-241 29.75

21 .93 ( )18 3.06 3

53 66 ( )47 .37 6.29 7

3 42(

)2.61

0. 81 1

LK-228 27.46

28 80

)24 4.

6.

20 .53 ( )16

4 4

1.18

LK-QT1 28.18

25.60( )21.78 3.82 2

11.46

19.73( )15.06 4.67 5

LK-220 27.64

20 05 ( )13 88 6.17 10

4. 69 8 12.28( )6.49 5.79 5

LK-229 27.46

20 44

)16 3.

4.65( )3.15 1.50 1

21.

)16 5 4.19

1.35

T16N V16N

LKKT4 -158

V16 V15

V15 V15

V14

V13

tuyÕn xvii

Hình 1.4 Mặt cắt địa chất đặc trưng vỉa 15, 16 mỏ than Khánh Hòa

1.2 HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC KHAI THÁC VÀ KHOAN -NỔ MÌN TẠI MỎ KHÁNH HÒA

1.2.1 Hiện trạng khai thác ở mỏ Khánh Hòa

1.2.1.1 Hệ thống khai thác

Mỏ than Khánh Hòa đang khai thác lộ thiên tập hợp vỉa, từ vỉa 13  vỉa

16, có cấu tạo là một nếp lõm lớn Trụ nếp lõm lộ ra ở phía Đông Bắc và cắm dần về phía Tây Nam từ 400  500 Hai cánh nếp lõm mở rộng ra và dốc từ

500800 Đất đá trong khai trường gồm lớp đất phủ đệ tứ chiếm 5%  6%, còn

lại là bột kết, sạn kết, cuội kết, bột kết - vôi và sét - vôi Đất đá có dung trọng trung bình d = 2,67 T/m3, độ cứng trung bình f = 8, lớn nhất f = 12,1

Mỏ than Khánh Hòa đã áp dụng hệ thống khai thác xuống sâu hai bờ công tác, đất đá đổ ra bãi thải ngoài Trong những năm gần đây mỏ đã đầu tư thay thế dần các thiết bị khai thác vận tải già cỗi đã hết khấu hao bằng các thiết bị tiên tiến như máy khoan thủy lực, máy xúc thủy lực gầu ngược, ô tô trọng tải lên đến 55÷60 tấn

HTKT áp dụng cho mỏ than Khánh Hòa là HTKT xuống sâu, dọc, một (hai) bờ công tác, đất đá đổ bãi thải ngoài với việc áp dụng công nghệ khấu theo lớp đứng, và đào sâu đáy mỏ bằng MXTLGN

Đồng bộ thiết bị (ĐBTB) chủ yếu hiện đang sử dụng như sau:

Công tác xúc bốc đất đá và khai thác than: Toàn bộ công tác xúc bốc đất

đá hiện nay của mỏ được cơ giới hoá bằng các loại máy xúc có dung tích gàu

E = 3,56,7 m3 và xúc than bằng MXTLGN có E = 3,5 m3

Công tác khoan nổ: Khoan lỗ mìn bằng máy khoan máy thuỷ lực có đường kính 152 mm

Vận chuyển đất đá: Bằng ôtô tự đổ trọng tải 5560 tấn

Vận chuyển than: Bằng ôtô tự đổ trọng tải 35÷40 tấn

Hình 1.5 Thiết bị và Hệ thống khai thác tại mỏ than Khánh Hòa

Bảng 1.7 Các thông số HTKT đang áp dụng trên mỏ

11 Lượng thuốc nổ trong 1 lỗ khoan Qlk Kg/LK 145,2

17 Lượng thuốc nổ lớn nhất của bãi nổ Qđn kg

20 K/C an toàn theo sóng đập không khí rkk m 500

1.2.1.2 Hiện trạng công tác nổ mìn ở mỏ than Khánh Hòa

Công tác khoan lỗ mìn được thực hiện bằng máy khoan TITON-500 có đường kính 152 mm Hiện nay, công tác nổ mìn của tại các mỏ do Công ty công nghiệp Hoá chất Mỏ Việt Bắc - MiCCO đảm nhiệm theo cơ chế giao khoán, nghiệm thu sản phẩm

b (m)

Ta thấy, hiện tại mỏ chỉ sử dụng một loại máy khoan có đường kính 152

mm, các thông số nổ mìn hiện dang áp dụng trên mỏ là khá phù hợp Tuy nhiên, tại mộ số khu vực bãi nổ nằm trong cấu trúc địa chất phức tạp tại khu vực phái Bắc vỉa 15, 16 thì cần phải xác định các thông số nổ mìn và phương pháp điều khiển nổ phù hợp để giảm thiểu tỷ lệ đá quá cỡ, sóng chấn động nổ mìn và đá văng v.v

Hình 1.6 Công tác nổ mìn tại mỏ than Khánh Hòa

a Các loại thuốc nổ

Các loại thuốc nổ đang được sử dụng tại mỏ thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.9 Các loại thuốc nổ mỏ than Khánh Hòa đang sử dụng

TT Tên thuốc nổ

Những thông số kỹ thuật cơ bản

Tỷ trọng (g/cm3)

Sức công phá (mm)

Khả năng công nổ (cm3)

Tốc độ

nổ (km/s)

Khả năng chịu nước

Thời hạn bảo quản (tháng)

1 ANFO thường 0,8 - 0,9 15 - 20 300 -330 3,5 - 4,0 Không 3

- Thuốc nổ anfo được dùng cho các lỗ khoan khô, hoặc dùng kết hợp thuốc nổ chịu nước với các lỗ khoan ít nước Trường hợp lỗ khoan có chiều cao cột nước lớn thì dùng 100% thuốc nổ chịu nước

- Công tác nổ mìn xử lý đá quá cỡ được thực hiện bằng máy khoan có đường kính lỗ khoan ϕ 42, sử dụng thuốc nổ nhũ tương, hoặc thuốc nổ AD1 ϕ

32

Hình 1.7 Thuốc nổ NT-13 và ANFO sử dụng trên mỏ

Hình 1.8 Thuốc nổ AĐ1Φ90, Φ60, Φ32 sử dụng trên mỏ

b Phương tiện và phương pháp nổ mìn

- Phương tiện nổ chính bao gồm: Dây nổ, hệ thống truyền tín hiệu nổ, kíp điện tức thời và dây điện Chủ yếu kíp điện tức thời chỉ dùng để khởi nổ thay hệ thống sơ cấp của mạng truyền tín hiệu nổ Điều khiển bãi nổ chủ yếu dùng hệ thống truyền tín hiệu nổ Hệ thống truyền tín hiệu nổ chủ yếu do

Quốc phòng sản xuất và cung ứng, ngoài ra còn một phần nhỏ của hãng ICI cung ứng

Loại kíp phi điện trên mặt sử dụng có độ chậm vi sai 17÷100ms và kíp phi điện dưới lỗ có độ chậm 400ms

Thuốc nổ mồi bao gồm các loại MN-31-400g; MN-31-175g; 250g, NTLĐ-2-500g,

NTLĐ-2 Gần 100% khối lượng đất đá được nổ bằng phương pháp vi sai phi điện (99,80%), nổ tức thời chủ yếu dùng khi xử lý Qui mô nổ thay đổi rất khác nhau tùy theo vị trí

- Kết cấu lượng thuốc nổ: Đa phần sử dụng kết cấu cột thuốc nổ liên tục, tuy nhiên tại một số khu vực bãi nổ có điều kiện địa chất phức tạp áp dụng cột thuốc phân đoạn bằng bua cát hoặc bua nước

Bảng 1.10 Các loại phụ kiện nổ thông dụng dùng cho mỏ

2 Kíp vi sai phi điện trên mặt Từ (17-100) ms Nhà máy Z121

3 Kíp vi sai phi điện xuống lỗ Loại 400ms Nhà máy Z121

Hình 1.9 Kíp vi sai phi điện trải mặt và kíp phi điện xuống lỗ

d Thống kê vật liệu nổ mìn tại mỏ than Khánh Hòa trong những năm gần đây

Bảng 1.11 Thống kê vật liệu nổ mìn tại mỏ than Khánh Hòa

5 Tổng số thuốc nổ theo tiêu chuẩn kg 1 095 119 960 942

II Thuốc nổ sử dụng kg 1 144 423 1 004 148 II-1 Thuốc nổ do MICCO sản xuất kg 393 547 401 173

Kíp các loại 40 076 34 238

4 Kíp vi sai phi điện KVP-8N-TM " 12 579 9 545

5 Kíp vi sai phi điện KVP-8N-XL " 23 675 20 681

e Đánh giá mức độ đập vỡ đất đá tại mỏ

Đá quá cỡ ở đây cần phải xác định theo các thông số làm việc của thiết

bị xúc bốc và vận tải Do đó, cần phân loại thiết bị để từ đó xác định kích cỡ

đá cho phép đối với từng nhóm thiết bị, có như vậy mới nâng cao hiệu quả chung

+ Nhóm 1: Gồm các máy xúc TLGN có dung tích gầu từ 3,3- 3,5 m3 + Nhóm 2: Gồm máy xúc TLGN có dung tích gầu từ 4,6- 6,5 m3

Từ đó xác định được kích thước cục lớn nhất cho phép:

- Nhóm 1: dcp =1,13 m;

- Nhóm 2: dcp = 1,25  1,33 m

Những cục có kích thước sau khi nổ lần 1 lớn hơn cho phép được coi là đá quá cỡ Để mỏ hoạt động bình thường thì tỷ lệ đá quá cỡ không được quá 3%

mìn;

2- Thuốc nổ sử dụng đã được nội địa hóa hoàn toàn với chủng loại khá đa dạng Việc sử dụng thuốc Anfo trong điều kiện đất đá không chứa nước hoặc ở phần khô của lỗ khoan có nước là hoàn toàn phù hợp đối với mỏ Khánh Hòa Tuy nhiên nếu dùng Anfo trong lỗ khoan nhỏ và đất đá khó nổ không phát huy được hiệu quả vì công suất của thuốc nổ bị hạn chế trong lỗ khoan có đường kính nhỏ Việc sử dụng thuốc nổ chịu nước với tỷ lệ lớn sẽ làm tăng chi phí

nổ mìn, đặc biệt nếu không có giải pháp nâng cao mật độ nạp thì hiệu quả khoan nổ sẽ giảm mạnh Việc nạp thuốc chịu nước dạng bao gói bằng phương

pháp thủ công là một hạn chế lớn, nó vừa kéo dài thời gian thi công (làm tăng thời gian chết của thiết bị mỏ) vừa làm giảm mật độ nạp mìn;

3- Việc sử dụng thuốc nổ chịu nước với tỷ lệ lớn sẽ làm tăng chi phí nổ mìn, đặc biệt nếu không có giải pháp nâng cao mật độ nạp thì hiệu quả khoan

nổ sẽ giảm mạnh Việc nạp thuốc chịu nước dạng bao gói bằng phương pháp thủ công là một hạn chế lớn, nó vừa kéo dài thời gian thi công (làm tăng thời gian chết của thiết bị mỏ) vừa làm giảm mật độ nạp mìn

4- Việc sử dụng hệ thống truyền tín hiệu nổ để nổ mìn vi sai là hoàn toàn phù hợp Tuy nhiên việc sử dụng các phương tiện nội địa cần quan tâm tới chất lượng, độ chính xác của phương tiện Thời gian vi sai chủ yếu dùng loại 17 và 42ms cho tất cả các loại mạng lỗ khoan và đất đá khác nhau là thiếu cơ sở 5- Các thông số nổ mìn áp dụng nhìn chung đều có tính toán tương đối phù hợp Tuy nhiên, còn thiếu cơ sở khi quy định chỉ tiêu thuốc nổ Chỉ tiêu thuốc nổ ở những khu vực khác nhau thì khác nhau là điều cần xem lại Mặt khác các thiết bị xúc bốc cũng rất đa dạng về đặc tính kỹ thuật, yêu cầu đập

vỡ phải khác nhau nhưng chỉ tiêu thuốc nổ lại vẫn như nhau cũng cần xem xét Các thông số nổ cũng cần phải tính toán chính xác, cụ thể hơn

6- Việc sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai với phương tiện truyền tín hiệu nổ là phù hợp, tuy nhiên cần quan tâm tới các sơ đồ vi sai, vị trí điểm khởi nổ và hướng khởi nổ Cũng cần quan tâm tới kết cấu lượng thuốc, phối hợp giữa các loại thuốc nổ để vừa nâng cao hiệu quả đập vỡ, giảm tác dụng có hại và giảm chi phí khoan nổ

7- Quy mô 1 đợt nổ nhìn chung là nhỏ vì bị khống chế bởi điều kiện an toàn cho các khu vực mặt bằng sân công nghiệp, quy mô quá nhỏ làm cho công tác tổ chức sản xuất quá phức tạp, giảm hiệu quả khoan nổ nói riêng và hiệu quả sản xuất nói chung

8- Mặt khác, nằm gần khai trường mỏ than Khánh Hòa có nhiều các công trình bảo vệ (các hộ dân cư, phân xưởng vận tải, cơ điện, phân xưởng

sàng tuyển v.v ) nằm trong vùng ảnh hưởng của sóng chấn động nổ mìn, đá văng và khoảng cách từ bãi mìn gần nhất đến các hộ nhà dân là 100 m nằm

ở phía Bắc khai trường vỉa 15, 16 Do đó, ngoài việc chú trọng đến chất lượng

nổ mìn của Công ty thì vấn đề đảm bảo an toàn cho các công trình này là rất cần thiết