Kết Quả Thực Hiện Đề Tài Khoa Học Thiết Lập Bán Kính Nguy Hiểm Do Chấn Động Rung Khi Nổ Mìn Tại Các Mỏ Khai Thác Đá Xây Dựng Trên Địa Bàn Tỉnh Đồng Nai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG NAI SỞ CÔNG NGHIỆP TỈNH ĐỒNG NAI BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC THIẾT LẬP BÁN KÍNH NGUY HIỂM DO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN TẠI CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ XÂY

Trang 1

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG NAI

SỞ CÔNG NGHIỆP TỈNH ĐỒNG NAI

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC THIẾT LẬP BÁN KÍNH NGUY HIỂM DO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI

NỔ MÌN TẠI CÁC MỎ KHAI THÁC

ĐÁ XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN

TỈNH ĐỒNG NAI

Trang 2

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG NAI

SỞ CÔNG NGHIỆP TỈNH ĐỒNG NAI

Tác giả: KS Nguyễn Văn Chính, KS Nguyễn

Thành Dân, KS Nguyễn Tiến Dũng, KS Nguyễn Đăng Sơn, KS.Lê Ngọc Tích, KS Nguyễn Kim Trọng, KS Nguyễn Tiến Hóa, Th.S Võ Thị Thu Quyên, TS Nguyễn Ngọc Thu, KS Vũ Trọng Tấn,

Chủ nhiệm: KS Nguyễn Đăng Sơn,

KS Nguyễn Tiến Dũng

KS Lê Ngọc Tích

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC

THIẾT LẬP BÁN KÍNH NGUY HIỂM DO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN ĐỐI VỚI CÁC MỎ ĐÁ XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN

TỈNH ĐỒNG NAI

CƠ QUAN CHỦ TRÌ CƠ QUAN THỰC HIỆN CƠ QUAN PHỐI HỢP

ỦY BAN NHÂN DÂN SỞ CÔNG NGHIỆP LIÊN ĐOÀN BẢN ĐỒ TỈNH ĐỒNG NAI TỈNH ĐỒNG NAI ĐỊA CHẤT MIỀN NAM

Trang 3

Năm 2006

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG 7

I CÁC LOẠI VẬT LIỆU NỔ HIỆN ĐANG SỬ DỤNG 7

II CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN 10

III KHÁI QUÁT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG VẬT LIỆU NỔ CÔNG NGHIỆP TRONG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG 12

CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN 14

I MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ 14

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 14

III KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN 18

CHƯƠNG III: CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CÁC MỎ THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 19

I CỤM MỎ ĐÁ BÌNH HÓA – TÂN HẠNH 19

I.3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA ĐẤT, ĐÁ 19

II CỤM MỎ ĐÁ XÂY DỰNG HÓA AN 20

III CỤM MỎ TÂN BẢN – TÂN VẠN 22

IV CỤM MỎ THIỆN TÂN 24

V CỤM MỎ PHƯỚC TÂN 27

VI CỤM HANG NAI 29

VII MỎ VĨNH TÂN 31

VIII.CỤM SÔNG TRẦU 32

IX CỤM SOKLU 33

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG 35

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DAO ĐỘNG ĐÀN HỒI 35

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHOAN NỔ MÌN THEO TCVN 5178-90 40

IV KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI BẮN MÌN 43

V KẾT QUẢ ĐO SÓNG ĐẬP KHÔNG KHÍ KHI BẮN MÌN 75

VI KHOẢNG CÁCH ĐÁ VĂNG, LƯỢNG ĐÁ PHÁ VÀ HIỆU QUẢ KHI NỔ MÌN 89

VIII NHẬN XÉT 91

CHƯƠNG V: ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN VÀ THIẾT LẬP BÁN KÍNH ẢNH HƯỞNG CHO TỪNG CỤM MỎ 92

I ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN VÀ TÁC ĐỘNG TIÊU CỰC ĐẾN MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH 92

II THIẾT LẬP BÁN KÍNH ẢNH HƯỞNG CHO TỪNG CỤM MỎ 92

Trang 5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96

I KẾT LUẬN 96

II KIẾN NGHỊ 96

PHỤ LỤC KÈM THEO 99

Trang 6

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành vật liệu nổ công nghiệp đã phát triển khámạnh, đưa ra thị trường nhiều chủng loại vật liệu nổ công nghiệp an toàn, dễ sử dụngnhằm cung cấp cho thị trường trong nước Các loại thuốc nổ Nhũ tương, Anfo đangdần thay thế cho AD1 và các loại vật liệu nổ kém an toàn Phương pháp nổ mìn bằngdây nổ, kích nổ bằng kíp vi sai và nổ mìn phi điện đang thay thế dần phương pháp nổ

cũ kém an toàn Trên địa bàn tỉnh Đồng Nai và nhất là các mỏ xung quanh thành phốBiên Hòa đã tiến hành nghiên cứu thực tế các phương pháp nổ mìn bằng các loại thuốc

nổ an toàn, nổ vi sai hoặc phi điện so sánh với các loại thuốc nổ cũ cũng như cách kích

nổ bằng dây nổ thay cho việc tra kíp vào lỗ khoan khi nổ mìn đã có những kết quả nhấtđịnh Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, các phương pháp bắn mìn và chủng loại vật liệu

nổ an toàn đã được áp dụng trong khai thác vật liệu xây dựng, góp phần đảm bảo antoàn trong khai thác tại các mỏ đang hoạt động

Đối với nổ mìn phá đá quá cỡ bằng phương pháp nổ ốp hoặc nổ chiết đang dầndần được hạn chế, vì bán kính đá văng xa, nguy hiểm cho cộng đồng dân cư quanh mỏ.Phương pháp này đang dần được thay thế bằng phương pháp sử dụng búa thủy lực phá

đá quá cỡ Ở Đồng Nai, phương pháp phá đá quá cỡ bằng búa thủy lực đã thay thế chophương pháp bắn ốp, bắn chiết

Đối với thuốc nổ, các loại thuốc nổ an toàn như Anfo được thay thế cho AD1khi nổ mìn ở địa hình cao, không ngập nước Thuốc Nhũ tương thay thế cho AD1,Amonit ở những nơi ngập nước (khai thác âm)

Trước thực tế sản xuất trên, theo đề nghị của Sở Công nghiệp và Sở Khoa họcCông nghệ tỉnh Đồng Nai, UBND tỉnh đã phê duyệt đề tài “Thiết lập bán kính nguyhiểm do chấn động rung khi nổ mìn tại các mỏ (cụm mỏ) đá xây dựng trên địa bàn tỉnhĐồng Nai” Trên cơ sở thực hiện đề tài sẽ đề xuất một số biện pháp quản lý và sử dụngvật liệu nổ công nghiệp cũng như phương pháp nổ mìn mới bắt buộc áp dụng trongkhai thác đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Đề tài đã được UBND tỉnh Đồng Nai phêduyệt theo công văn số 330/UBND-CN ngày 16/01/2006 và số 2292/UBND-CN ngày11/04/2006 của UBND tỉnh Đồng Nai

Trên cơ sở nội dung của đề tài và nguồn kinh phí đã được duyệt, Sở Côngnghiệp đã ký hợp đồng nghiên cứu khoa học số 460/SCN-HĐ ngày 19/6/2006 với Liênđoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam thực hiện đề tài “Thiết lập bán kính nguy hiểm dochấn động rung khi nổ mìn tại các mỏ (cụm mỏ) đá xây dựng trên địa bàn tỉnh ĐồngNai” theo nội dung của đề cương đề tài được phê duyệt

Căn cứ vào nội dung của đề tài, Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam đã phốihợp với các đơn vị liên quan triển khai công tác khảo sát, thi công thực địa, đo chấnđộng rung và sóng va đập trong không khí tại các mỏ (cụm mỏ) thử nghiệm

Tham gia thực hiện đề tài gồm có KS Nguyễn Tiến Dũng, KS Nguyễn ĐăngSơn, KS Lưu Thế Long, KS Nguyễn Văn Chính, KS Nguyễn Kim Trọng, KS.Nguyễn Tiến Hóa, TS Nguyễn Ngọc Thu, KS Vũ Trọng Tấn; Ths Võ Thị Thu Quyên

Trang 7

(Liên đoàn BĐĐC Miền Nam), KS Nguyễn Thành Dân, KS Ngô Văn Giang, KS LêNgọc Tích (Sở Công Nghiệp tỉnh Đồng Nai), KS Nguyễn Văn Sáng, KS Nguyễn VănThành (Xí nghiệp VLNCN Bà Rịa – Vũng Tàu), dưới sự chủ trì của KS Nguyễn ĐăngSơn và KS Lê Ngọc Tích

Để hoàn thành đề tài, tập thể tác giả đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Banlãnh đạo Sở Công nghiệp tỉnh Đồng Nai, Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Đồng Nai, Xínghiệp VLNCN Bà Rịa - Vũng Tàu, Ban lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất MiềnNam và Ban giám đốc các Công ty khai thác đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai.Nhân đây, tập thể tác giả xin chân thành cám ơn

Trang 8

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG

KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG

I CÁC LOẠI VẬT LIỆU NỔ HIỆN ĐANG SỬ DỤNG

1 Thuốc nổ

Đồng Nai là một tỉnh có ưu thế về đá xây dựng tập trung chủ yếu thành các cụm

mỏ ở khu vực Bình Hóa- Hóa An (thành phố Biên Hòa), Phước Tân (Long Thành),Thiện Tân (Vĩnh Cửu), Sông Trầu (Trảng Bom), Soklu (Thống Nhất) và các mỏ ởHang Nai (Nhơn Trạch) và Vĩnh Tân (Vĩnh Cửu) Hàng năm các mỏ trên địa bàn tỉnh

đã khai thác khoảng 10 triệu m3 cung cấp cho nhu cầu sử dụng trên địa bàn tỉnh, thànhphố Hồ Chí Minh và các tỉnh ở khu vực miền Đông, miền Tây Nam Bộ Sản lượng đáxây dựng trong những năm qua không ngừng tăng lên, đặc biệt là ở các mỏ đá trongkhu vực Hóa An- Bình Hóa, Thiện Tân

Hiện tại, các đơn vị khai thác đá xây dựng trong khu vực đang sử dụng các loạithuốc nổ ANFO và nhũ tương để khai thác đá xây dựng Các loại thuốc nổ này có cácđặc tính kỹ thuật sau:

Bảng 1: Các đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ ANFO, nhũ tương.

Bao gói (thuốc dạng rời

Nhiều quycách

Căn cứ vào các loại thuốc nổ đang sử dụng trên, về mức độ an toàn theo đặc tính

kỹ thuật của chúng có thể đánh giá như sau:

1.1 ANFO:

ANFO có thành phần chính là Amonitrat (AN) và dầu nhiên liệu (FO) theo một

tỷ lệ hợp thức, đảm bảo vừa đủ lượng ôxy để ôxy hóa hoàn toàn các nguyên tố cháy có

Trang 9

trong thành phần của nó, nên năng lượng nổ sinh ra khá cao và ít tạo khí độc trong sảnphẩm nổ.

Tác nhân AN trong thuốc nổ ANFO được tạo ra từ Amonitrat tinh khiết (> 98%) trong thiết bị tạo hạt đặc biệt, để có được các hạt AN tròn, xốp, có kích thước1-2,5mm Với cấu trúc hạt như vậy AN có khả năng giữ được dầu và phân bố đều trongcác mao mạch của hạt AN, tạo dễ kích nổ cho ANFO và nổ tốt trong các lỗ khoan khô,

kể cả trong các lỗ khoan có đường kính nhỏ đến vài chục milimet (mm)

1.2 Nhũ tương:

Cũng như ANFO, Nhũ tương là loại thuốc nổ không có TNT trong thành phần.Theo đánh giá chung thì đây là loại thuốc nổ ít độc hại, an toàn trong vận chuyển, bảoquản và sử dụng Khi nổ mìn lượng khí độc sinh ra thấp Đặc biệt đây là loại thuốc nổchịu nước tốt nên thường được sử dụng khi khai thác ở những nơi ngập nước (khai thácâm)

2 Phụ kiện nổ

2.1 Kíp nổ điện vi sai

Đây là loại phụ kiện nổ hiện nay đang được sử dụng khá rộng rãi trong khai thác

mỏ lộ thiên, chủ yếu là kíp nổ điện vi sai 10 số do Công ty Hoá chất 21 sản xuất theoquyết định số 1260/QĐ-CNCL ngày 16/8/1997 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Cácthông số cơ bản của kíp nổ điện vi sai như sau:

- Chiều dài dây dẫn điện (m): 2; 4,5; 6; 10

Số vi sai và độ vi sai (tính bằng ms) được trình bày trong bảng 2

2.2 Kíp nổ vi sai phi điện

a Kíp nổ vi sai phi điện

Kíp nổ vi sai phi điện đang sử dụng trong khai thác than và khai thác đá vôi chocác nhà máy xi măng Trên địa bàn tỉnh đang được áp dụng trong khai thác đá xâydựng ở những khu vực nhạy cảm về môi trường như gần các khu dân cư, các công trìnhkiên cố Đối với nước ngoài, kíp nổ vi sai phi điện đã được sử dụng từ lâu vì nó có tính

an toàn cao, dễ sử dụng, không bị khởi nổ tĩnh điện, dòng điện bên ngoài và sóng điện

từ Các thông số kỹ thuật của kíp nổ vi sai phi điện như sau:

- Đường kính ngoài của kíp (mm):7,3

Trang 10

- Chiều dài kíp (tùy từng số): 49-65mm.

Thời gian cháy chậm danh định (ms)

nổ, sóng truyền nổ truyền dọc theo lòng ống với vận tốc khoảng 2.000m/s tới kích nổcho kíp phi điện gắn ở cuối dây tín hiệu Dây truyền nổ gồm 2 loại dây

- Dây trên mặt (KVP-8M-TM):

+ Chiều dài dây dẫn nổ 3; 6; 9; 12m

+ Thời gian chậm danh định (thời gian trễ nổ): 17; 25; 42; 100 ms

- Dây xuống lỗ (KVP-8N-XL): được chế tạo với chiều dài khác nhau từ 3,0 đến24,0m để phù hợp với chiều sâu lỗ khoan khác nhau nhằm đáp ứng cho công tác thiết

kế nổ đạt được các mục đích khác nhau Tính năng kỹ thuật của dây xuống lỗ như sau:

+ Chiều dài dây dẫn nổ 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24m

+ Thời gian chậm danh định (thời gian trễ nổ): 200; 400; 600 ms

Trang 11

2.3 Dây nổ

Dây nổ là một phương tiện dùng để truyền sóng kích nổ từ kíp nổ đến một hoặcnhiều các khối chất nổ, hoặc từ khối chất nổ này đến khối chất nổ khác ở một khoảngcách nhất định Dây nổ có ruột là PETN phân bố đều trên toàn bộ chiều dài dây Bênngoài có lớp vỏ bọc bằng sợi bông, sợi lanh và các loại vật liệu chống ẩm, bảo đảm chodây có sức chịu kéo, tính đàn hồi, tính mềm dẻo và khả năng chống nước Hiện nay có

2 loại dây nổ được đưa vào sử dụng trong khai thác khoáng sản, bao gồm:

- Khả năng chịu nước (ngâm sâu 0,5m): 12 giờ

- Khả năng chịu nhiệt (từ -28oC đến +50oC): 2 đến 6 giờ

b Dây nổ chịu nước

Dây nổ chịu nước Việt Nam do Công ty Hoá chất 21 sản xuất Dây có vỏ bọcbằng nhiều lớp sợi bông, ngoài cùng là một lớp vỏ bằng nhựa PVC nên có khả năngchịu nước tốt Dây có các đặc tính kỹ thuật sau:

- Đường kính ngoài của dây: 5,8-6,2mm

- Khả năng chịu nước min: 24 giờ

II CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN

Hiện nay, các đơn vị khai thác đá trên địa bàn tỉnh Đồng Nai đang áp dụng cácphương pháp nổ mìn trong khai thác đá như sau:

1 Phương pháp nổ vi sai với kíp xuống lỗ

Đây là phương pháp đang được áp dụng trên địa bàn tỉnh Nội dung của phươngpháp này là kíp vi sai được cho xuống lỗ khoan trong quá trình nạp thuốc Tùy theo sơ

đồ bãi mìn để bố trí vi sai cho phù hợp, đảm bảo khi nổ sẽ tạo ra nhiều mặt thoáng tự

do để làm tơi đất đá, tránh hậu xung, tăng hiệu quả phá đá khi nổ mìn Cấu trúc lỗkhoan nổ mìn trong phương pháp nổ vi sai với kíp xuống lỗ được trình bày trong Hình1a

2 Phương pháp nổ vi sai dây nổ, kíp vi sai rải mặt

Phương pháp này đã được áp dụng tại các mỏ trên địa bàn tỉnh tập trung chủ yếu

ở các cụm mỏ Thiện Tân, Phước Tân, SoKlu Về bản chất, phương pháp nổ vi sai bằngdây nổ với kíp vi sai rải mặt không khác phương pháp nổ vi sai với kíp xuống lỗ, đều

nổ bằng kíp vi sai Tuy nhiên, về mức độ an toàn trong thi công lại cao hơn nhiều, đặc

Trang 12

biệt là khi thời tiết khó khăn (có sấm sét) hoặc trong xử lý mìn câm Cấu trúc lỗ khoan

nổ mìn bằng phương pháp nổ vi sai dây nổ, kíp rải mặt được trình bày trong Hình 1b

3 Phương pháp nổ vi sai phi điện

Đây là phương pháp nổ mìn không dùng điện, là phương pháp nổ mìn tiên tiếntrên thế giới Hiện nay phương pháp này đã được áp dụng tại các mỏ ở khu vực venthành phố Biên Hòa nơi tập trung đông dân cư và các công trình công cộng, xínghiệp…… Về bản chất, đây vẫn là phương pháp nổ vi sai, tuy nhiên phương pháp nàycho phép điều khiển nổ trong một bãi mìn không có hoặc có rất ít lỗ khoan trùng nhau.Đồng thời cho phép tạo ra được nhiều mặt thoáng phụ làm tăng suất phá đá, giảmlượng đá quá cỡ và giảm hậu xung sau khi nổ mìn Cấu trúc lỗ khoan nổ mìn bằngphương pháp nổ vi sai phi điện được trình bày trong Hình 1c

Trang 13

III KHÁI QUÁT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG VẬT LIỆU NỔ CÔNG NGHIỆP TRONG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG

Lịch sử quá trình sử dụng vật liệu nổ công nghiệp để khai thác đá xây dựng gắnkết chặt chẽ với lịch sử phát triển ngành vật liệu nổ và khả năng cung ứng của các đơn

vị cung ứng vật liệu nổ công nghiệp trong nước Có thể khái lược lịch sử quá trình sửdụng vật liệu nổ công nghiệp trong khai thác đá xây dựng như sau:

4.1 Nổ mìn lỗ khoan nhỏ, sử dụng kíp thường, kích nổ bằng dây cháy chậm

Phương pháp này được áp dụng từ những năm đầu giải phóng đến khoảng giữathập kỷ 80 của thế kỷ trước Vật liệu nổ sử dụng bao gồm thuốc nổ, kíp thường và dâycháy chậm Kích nổ bằng phương pháp đốt mìn Đây là phương pháp nổ rất nguy hiểmcho người làm công tác bắn mìn, đồng thời hạn chế sản lượng khai thác rất nhiều

4.2 Nổ mìn lỗ khoan nhỏ, sử dụng kíp điện thường

Phương pháp này được áp dụng vào giữa thập niên 80 đến đầu thập niên 90 củathế kỷ trước So với phương pháp trên, phương pháp này đã tiến thêm một bậc, an toànhơn cho người làm công tác bắn mìn Tuy nhiên, do kíp điện thường có chế độ nổ tứcthời nên toàn bộ lỗ khoan trong một bãi nổ nổ cùng một lúc, gây chấn động và đá văng

xa, ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường xung quanh Đồng thời phương pháp này cũnghạn chế đến sản lượng khai thác đá

4.3 Nổ mìn lỗ khoan lớn, sử dụng kíp vi sai điện trong lỗ khoan

Sự ra đời của kíp vi sai đã tác động rất lớn đến năng suất và mức độ an toàntrong khai thác đá xây dựng Ý thức được vấn đề này, các doanh nghiệp hoạt động khaithác đá xây dựng đã nhanh chóng triển khai áp dụng trong khai thác đá xây dựng.Phương pháp này cho phép khai thác với sản lượng lớn, tăng mức độ an toàn trong khaithác đá so với các phương pháp cũ Tuy nhiên, phương pháp này vẫn có những mức độnguy hiểm nhất định cho người sử dụng, nhất là trong quá trình cho kíp xuống lỗ và khi

thời tiết xấu, hoặc xử lý mìn câm

4.4 Nổ mìn lỗ khoan lớn, kích nổ bằng dây nổ kết hợp kíp vi sai rải mặt

Dây nổ ra đời cho phép các doanh nghiệp giải quyết được các nguy hiểm chongười tham gia công tác nổ mìn khi bắn mìn bằng phương pháp vi sai, cho kíp xuống

lỗ Phương pháp này hiện đang được áp dụng ở các mỏ đá trên địa bàn tỉnh từ đầunhững năm 2000 đến nay

4.5 Nổ mìn phi điện

Đây là công nghệ mới ra đời, hiện đang được triển khai áp dụng trong khai thác

đá vôi, than Công nghệ này cho phép vi sai toàn bộ lỗ khoan trong một bãi nổ, gia tăngmức độ an toàn trong khai thác đá xây dựng, tránh được rủi ro vì những yếu tố thời tiết,

an toàn hơn cho người tham gia công tác bắn mìn Sự ra đời của công nghệ nổ mìn phiđiện cho phép nâng sản lượng mỏ lên đến mức cao nhất, giảm chi phí phá đá quá cỡcũng như hậu xung sau khi nổ mìn

Như vậy, cùng với các tiến bộ khoa học kỹ thuật, các phương pháp nổ mìn cũng

Trang 14

như chủng loại vật liệu nổ, thiết bị nổ ngày một tiên tiến, an toàn hơn cho phép côngtác khoan bắn mìn trong khai thác khoáng sản gia tăng mức độ an toàn cho người sửdụng, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường trong khai thác.

Trang 15

CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN

I MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ

Nổ mìn là khâu quan trọng nhất trong khai thác chế biến đá xây dựng, nó quyếtđịnh đến năng suất mỏ và giá thành sản phẩm khai thác chế biến Mặt khác, đây làkhâu có nhiều nguy hiểm nhất đến tính mạng người làm công tác nổ mìn cũng như cómức độ ảnh hưởng lớn đến môi trường xung quanh như chấn động rung, đá văng….Các tác động tiêu cực này đều ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính mạng và tài sản conngười Thực tế trong khai thác chế biến đá xây dựng đã xảy ra nhiều tai nạn thươngtâm trong công đoạn nổ mìn như ở An Giang, Khánh Hòa và gần đây nhất là tai nạnkhi nổ mìn ở mỏ đá Bình Sơn (Quảng Ngãi)

Trước thực tế sản xuất trên, Sở Công nghiệp tỉnh Đồng Nai đã đăng ký đề tài

“Thiết lập bán kính nguy hiểm do chấn động rung khi nổ mìn tại các mỏ (cụm mỏ trênđịa bàn tỉnh Đồng Nai”.Nhiệm vụ cụ thể của đề tài như sau:

1- Khảo sát hiện trạng mỏ đặc biệt là các nhà dân, công trình công cộng, xí nghiệp trong bán kính 500m.

2- Chọn loại vật liệu nổ, khối lượng VLN cho từng bãi nổ và phương pháp điều

khiển nổ làm cơ sở sử dụng trong khai thác mỏ.

3- Thiết kế đo địa chấn xác định các thông số chấn động môi trường (đặc biệt là chấn động rung và sóng đập không khí khi nổ mìn với các quy mô nổ khác nhau để xác

định bán kính rung nguy hiểm cho từng mỏ (cụm mỏ) khai thác trên địa bàn tỉnh.

4- Thiết lập bán kính nguy hiểm do chấn động rung khi nổ mìn, so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam và đưa ra kết luận cho từng cụm mỏ để trình UBND tỉnh ban hành quyết định thống nhất áp dụng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai.

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

Để đáp ứng nhiệm vụ đề ra, các bên liên quan đã sử dụng tổ hợp các phươngpháp sau:

1 Khảo sát hiện trạng các mỏ tham gia thực hiện đề tài và thu thập các tài liệu liên quan

Đây là công việc không thể thiếu được khi tiến hành bắn mìn thực nghiệm, vìcấu trúc địa chất mỏ là yếu tố quan trọng liên quan đến quá trình truyền sóng địa chấncũng như ảnh hưởng của đá văng khi nổ mìn Công tác khảo sát hiện trạng các mỏnhằm làm sáng tỏ các vấn đề sau:

- Xác định chiều dày đất phủ, thành phần và tính chất cơ lý của đá gốc, hiệntrạng khai thác

- Thu thập các tài liệu liên quan (báo cáo kết quả thăm dò, kết quả giám sát môitrường, báo cáo đánh giá tác động môi trường của các mỏ đang hoạt động)

- Chọn vị trí tuyến đo địa chấn để số đo đảm bảo yêu cầu đề ra

Trang 16

Dựa trên kết quả khảo sát hiện trạng mỏ, sẽ luận giải phân tích mức độ ảnhhưởng của sóng địa chấn, mức độ phá vỡ đất đá, mức độ đá văng cũng như các tácđộng tiêu cực khác đến môi trường khi bắn mìn.

Công tác này do Sở Công nghiệp phối hợp với Liên đoàn Bản đồ Địa chất MiềnNam và các đơn vị khai thác đá xây dựng của 9 cụm mỏ (19mỏ) trên địa bàn tỉnh thamgia bắn mìn thực nghiệm tiến hành

2 Thiết kế và lập hộ chiếu các bãi mìn

Để đảm bảo hiệu quả của công tác bắn mìn thực nghiệm, vị trí các bãi mìn đượcchọn phải hợp lý nhằm tránh các ảnh hưởng của các yếu tố khai thác, các yếu tố bất lợi

về địa hình để bố trí tuyến đo chấn động Công tác này do các doanh nghiệp đang khaithác đá xây dựng phối hợp với Sở Công nghiệp, Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam,

Xí nghiệp VLNCN Bà Rịa - Vũng Tàu thực hiện Phụ kiện và vật liệu nổ công nghiệp

do Xí nghiệp VLNCN Bà Rịa - Vũng Tàu cung cấp cho các doanh nghiệp trên cơ sởhợp đồng kinh tế cung ứng VLN

3 Quan sát hiện trường khi nổ mìn nhằm xác định bán kính ảnh hưởng đá văng khi bắn mìn và hậu xung sau khi bắn mìn

Để đánh giá mức độ an toàn khi bắn mìn bằng các phương pháp khác nhau, đã

áp dụng các phương pháp sau:

- Xác định bán kính đá văng bằng cách quan sát trực tiếp, ghi nhận khoảng cách

đá văng xa nhất khi bắn mìn bằng các phương pháp và chủng loại vật liệu nổ khác nhautrong quá trình khai thác Công tác này được Sở Công nghiệp phối hợp với Liên đoànBản đồ Địa chất Miền Nam thực hiện tại hiện trường

- Quan trắc hậu xung khi bắn mìn, tỷ lệ đá quá cỡ và chất lượng dập vỡ đất đásau các đợt nổ thí nghiệm do các mỏ đang khai thác thực hiện và tổng hợp, cung cấpcho Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam để làm số liệu thống kê, so sánh

4 Đo địa chấn để xác định chấn động rung khi nổ mìn

Được thực hiện để xác định chấn động rung khi bắn mìn thực nghiệm bằng cácphương pháp nổ khác nhau Trên cơ sở kết quả đo khi bắn mìn thực nghiệm, xây dựng

đồ thị biến đổi mức độ chấn động rung theo khoảng cách

bắn mìn để xác định bán kính an toàn về chấn động khi áp

dụng các phương pháp bắn mìn mới

4.1 Thiết bị đo

Máy ghi địa chấn: Máy được sử dụng trong đo đạc

tại hiện trường là máy địa chấn RAS-24 do hãng

Seistronix Hoa Kỳ sản xuất với các tính năng sau đây:

Máy địa chấn RAS-24 là một hệ thống linh hoạt độ

phân giải cao được sử dụng trong việc ghi nhận các dao

động sóng đàn hồi, máy được chế tạo thích hợp cho việc

nghiên cứu địa chấn khúc xạ, địa chấn phản xạ và đo rung

động

Máy gồm có 2 phần chính:

Trang 17

Hệ thống điều khiển và ghi nhận dữ liệu: một máy tính xách tay với phần mềm

điều khiển, thông qua máy tính có thể điều khiển các chức năng của hệ thống ghi tínhiệu bằng các lệnh hiển thị trên màn hình máy tính và lưu trữ dữ liệu

Hệ thống ghi tín hiệu: được thiết kế bằng các mạch tích hợp với công nghệ kỹ

thuật cao, bao gồm bộ biến đổi A/D 24 bit, bộ tiền khuếch đại với nhiễu thấp có thểđược lựa chọn ở 4 mức Hệ thống ghi nhận dữ liệu được kết nối với 2 cáp đo địa chấntiêu chuẩn 12 kênh để hình thành một hệ thống 24 kênh

Các tính năng cơ bản của hệ thống ghi tín hiệu được xử dụng trong việc kiểm trarung động như sau:

a Máy địa chấn RAS-24 do hãng Seistronix Hoa Kỳ sản xuất.

- Số kênh : 24

- Các bước lấy mẫu: 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2 và 4 miligiây

- Chiều dài ghi: 16000 mẫu

- Dạng thức file dữ liệu: SEG-2, SEG-D

- Độ khuếch đại: 12; 24; 36 và 84 dB

- Đáp ứng tần số:

+ Ơ bước lấy mẫu: 0,125 ms (là từ 2 đến 3300 Hz)+ Ơ bước lấy mẫu: 0,25ms (là từ 2 đến 1650Hz)+ Ơ bước lấy mẫu: 0,5ms (là từ 2 đến 825Hz)+ Ơ bước lấy mẫu: 1ms (là từ 2 đến 412 Hz)+ Ơ bước lấy mẫu: 2ms (là từ 2 đến 206Hz)+ Ơ bước lấy mẫu: 4ms (là từ 2 đến 103Hz

- Hệ số suy giảm khi hở mạch: 0,27

- Hệ số suy giảm khi có shunt: 0,6 +/- 2,5%

- Độ nhạy 0,28 V/cm/s +/- 2,5%

- Hệ số biến dạng <0,1 %

- Điện trở cuộn dây: 375 ohms +/- 2,5%.

- Khối lượng quả lắc: 11,4gram

Trang 18

Geophone Cáp nối sử dụng trong phép đo

Với các tính năng của hệ thống quan sát như vậy, có thể cho phép ghi nhận được

các dao động rung của môi trường trong một giới hạn khá rộng: tần số thấp từ khoảng

một vài Hz cho đến hàng nghìn Hz có biên độ từ rất thấp đến các rung động có cường

độ mạnh, bảo đảm được các yêu cầu của nhiệm vụ đã đặt ra

4.2 Phương pháp đo tại hiện trường

Các vị trí quan trắc trên các mỏ được bố trí trên 1 đoạn có phương thẳng góc vớitâm nổ mìn của mỏ Các geophone (máy thu) được đặt ở khoảng cách đều nhau vàbằng 5,5-6,0 m Tại vị trí đầu và cuối đặt các geophone 3 chiều, mỗi vị trí gồm 2geophone ngang và 1 geophone đứng; các vị trí khác sử dụng geophone đứng

Phông nền của các rung động khi chưa nổ mìn được ghi để so sánh cường độgiữa rung động do nổ mìn và phông do các nguyên nhân khác Rung động do nổ mìnđược ghi liên tục trong thời điểm nổ, theo dõi được thời gian rung động Rung động

trên đoạn quan trắc tại các mỏ sau mỗi lần nổ được ghi nhận bằng biểu đồ sóng

5 Đo chấn động sóng đập không khí

Sóng đập không khí khi nổ mìn được đo bằng máy phát hiện nhanh tín hiệuMETROSOICS INC Sóng đập không khí thông qua tiếng ồn được máy ghi nhận vàthể hiện dưới dạng dB Trong quá trình thực hiện, mỗi lần bắn mìn được bố trí 2 trạm

đo ở các khoảng cách khác nhau Dựa trên kết quả đo sóng đập không khí khi nổ mìn ở

2 khoảng cách khác nhau để xây dựng đồ thị suy giảm chấn động rung khi nổ mìn bằngcác phương pháp điều khiển nổ khác nhau Công tác này được Liên đoàn Bản đồ Địachất Miền Nam phối hợp với Trung tâm Công nghệ Sắc Ký thực hiện

6 Tổng kết viết báo cáo

Trên cơ sở kết quả bắn mìn thực nghiệm, tổng hợp các số liệu thu thập được, lậpbáo cáo tổng kết đánh giá kết quả bắn mìn thực nghiệm, đánh giá mức độ ảnh hưởngđến môi trường của các phương pháp nổ mìn Thiết lập bán kính nguy hiểm khi bắnmìn cho từng mỏ Từ đó kiến nghị về sử dụng các phương pháp nổ mìn cũng như cácchủng loại vật liệu nổ để áp dụng cho từng cụm mỏ, nhất là các mỏ quanh khu vựcthành phố Biên Hòa

III KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN

Khối lượng thực hiện đề tài được tổng hợp và trình bày trong bảng 3

Bảng 3: Bảng tổng hợp khối lượng thực hiện của đề tài

Khối lượng

Chênhlệch

Đềtài

Thựchiện

I Thi công hiện trường

Trang 19

Khảo sát hiện trạng các mỏ, thu thập tài liệu

địa chất, bản đồ địa chất, địa hình hiện trạng,

vành đai an toàn nổ mìn làm cơ sở nghiên

cứu, phân tích đánh giá mức đọ ảnh hưởng

khi nổ mìn

Cụm

II Tổng kết viết báo cáo kết quả thực hiện đề tài

Xăng xe đi lại khi bắn mìn thực nghiệm, hội

thảo nghiệm thu (26 lần bắn mìn + 4 lần

nghiệm thu, hội thảo, mỗi lẫn 150km)

Về cơ bản, đề tài đã thực hiện hoàn tất khối lượng đã đăng ký Tuy nhiên, doviệc bố trí các bãi nổ khó khăn nên khối lượng vận chuyển thiết bị đo mỗi lần nổ nhiềuhơn dự kiến Đồng thời, khi đo sóng đập không khí, do hạn chế về thiết bị (bắt buộc đođồng thời) nên mỗi lần nổ chỉ đo được 02 điểm Tuy nhiên, các thay đổi này không ảnhhưởng đến chất lượng đề tài

Trang 20

CHƯƠNG III: CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI

THÁC CÁC MỎ THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Đề tài thực hiện trên 9 cụm mỏ với 19 mỏ trên địa bàn tỉnh Đồng Nai Trên cơ

sở nguồn tài liệu thu thập các tài liệu thăm dò, khai thác, kết quả khảo sát hiện trạng

mỏ … cho thấy cấu trúc địa chất các cụm mỏ đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Đồng Naitham gia bắn mìn thực nghiệm như sau:

I CỤM MỎ ĐÁ BÌNH HÓA – TÂN HẠNH

I.1 ĐỊA TẦNG

Bao gồm 4 mỏ: mỏ Bình Hóa (Công ty TNHH một thành viên Xây dựng và SXVLXD Biên Hòa); mỏ Bình Hóa 1A (Công ty TNHH An Phú); mỏ Tân Hạnh ( Công tyĐồng Tân) và mỏ Tân Hạnh 1A (Công ty TNHH Hiệp Phong)

Theo kết quả thu thập các tài liệu thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng.Cụm mỏ có cấu trúc địa chất như sau:

a Hệ tầng Bửu Long (T 2 abl):

Các thành tạo hệ tầng Bửu Long lộ ra trên tòan bộ diện tích moong khai thác.Ven rìa mỏ chúng bị các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ phủ Thành phần thạch học chủ yếu

là cát sạn kết tuf, đá có màu xám sáng, xám xanh Cấu tạo khối đặc sít, kiến trúc hạtvụn Chiều dày >300m

b Hệ Đệ tứ Thống Holocen hạ – trung (aQ 2 2-3 )

Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ phân bố ở phần thấp ven rìa mỏ Thành phần thạchhọc chủ yếu là sét bột đến bột cát Chiều dày thay đổi từ 28m Trong phạm vi mỏchúng phủ lên các đá của hệ tầng Bửu Long

I.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ

Theo kết quả thăm dò cụm mỏ Bình Hóa – Tân Hạnh các đá trong cụm mỏ cócác hệ thống khe nứt sau:

- 5030-80; 6070; 3030; 21070 Các hệ thống khe nứt này có mật độ từ 5k/m với độ mở rất nhỏ từ 1 đến vài mm cho tới 1cm

3-Ngoài ra trong cụm mỏ còn có một số hệ thống khe nứt: 20 70; 14060;24080; 19060 phát triển yếu hơn

I.3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA ĐẤT, ĐÁ.

Căn cứ vào thành phần thạch học và tính chất cơ lý, có thể phân ra làm các lớpđất đá sau:

Trang 21

trọng khô (c): 1,57 g/cm3; góc ma sát trong () :17o51’; lực dính kết (C): 0,34kG/cm2;chỉ số dẻo (I): 19,8 %; hệ số mềm yếu (a0,5): 0,039cm2/kG; Mô dun tổng biến dạng:41,88 kG/cm2.

b- Lớp đá cứng:

Là lớp cát sạn kết tuf của hệ tầng Bửu Long, chiếm phần lớn diện tích của mỏ.Lớp này có các tính chất cơ lý cơ bản như sau: dung trọng tự nhiên: 2,63g/cm3; thểtrọng khô (k): 2,70g/cm3; tỷ trọng: 2,82g/cm3; độ lỗ rỗng: 2%; góc ma sát trong ():42,29; lực dính kết (C) 309kG/cm2; cường độ kháng nén khô: 1370 kG/cm2; cường độkháng nén bão hòa nước: 1315kG/cm2

Tóm lại, khu mỏ có đặc điểm địa chất, địa chất công trình khá đơn giản Các quá

trình và các hiện tượng địa chất động lực công trình ít xảy ra Hiện tượng trượt chủ yếuchỉ gặp trượt nhỏ trong các vách moong khai thác trong các lớp phủ bở rời Đất và đáđều có tính chất cơ lý tốt Đá có cấu tạo khối đặc sít, cường độ chịu tải lớn

I.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ

Cụm mỏ đá xây dựng Bình Hóa – Tân Hạnh đã được các cơ quan chức năng cấpgiấy phép khai thác đến cote -60m Tổng công suất thiết kế cho 4 mỏ vào khoảng 2triệu m3/năm Sản lượng khai thác hàng năm của mỏ đã đạt sản lượng thiết kế với côngsuất 2.000.000m3/năm

Hiện trạng khai thác mỏ: hiện các mỏ đã hình thành 4-5 tầng khai thác nơi sâunhất là ở mỏ Bình Hóa đã đến cote -65m; các mỏ còn lại đều đã khai thác đến cote -40

 -50m

Trong phạm vi moong khai thác, phần lớn đá phun trào cát sạn kết tuf đã lộ ra

và chúng là đối tượng khai thác mỏ

Cụm mỏ là nơi tập trung đông dân cư Khoảng cách gần nhất từ ranh mỏ đếnnhà dân khoảng 150m (mỏ Bình Hóa 1A)

II CỤM MỎ ĐÁ XÂY DỰNG HÓA AN.

Cụm mỏ đá xây dựng Hóa An gồm 2 mỏ: mỏ Hóa An (thuộc Công ty Cổ phần

đá Hóa An và mỏ Hóa An 1A (Công ty TNHH một thành viên Xây dựng và SX VLXDBiên Hòa)

Kết quả thăm dò trước đây và quá trình khảo sát hiện trạng mỏ khi thực hiện đềtài cho thấy đặc điểm địa chất cụm mỏ đá xây dựng Hóa An như sau:

Trang 22

- Đá tuf andesit nằm ở phần thấp của hệ tầng Chiều dày >200m.

- Các đá andesit, andesit porphyr phần bố ở phần trên chiều dày dự đoán >100m

b Hệ Đệ tứ Thống Holocen hạ – trung (Q 2 1-2 ).

Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ phân bố diện hẹp ở phía Tây Nam và Nam của

mỏ, chúng phủ trực tiếp lên các đá của hệ tầng Long Bình

II.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ

Theo báo cáo kết quả thăm dò mỏ đá Hóa An và kết quả khảo sát hiện trạng mỏ,các đá trong mỏ phát triển các hệ thống khe nứt sau:

- Hệ thống khe nứt theo phương á vĩ tuyến cắm về Bắc với góc cắm từ 5100

- Hệ thống khe nứt phát triển theo phương ĐB – TN, cắm về Đông Nam với góccắm 80850

- Hệ thống khe nứt phát triển theo phương 210 30, cắm đứng

- Hệ thống khe nứt phát triển theo phương Tây TB- Đông ĐN, cắm về Tây TNvới góc cắm 80850

Các hệ thống khe nứt có mật độ 35khe/m và thuộc dạng khe nứt cắt, có độ mở

<1cm Dọc theo khe nứt thường có carbonat, chlorit, sét lấp đầy

II.3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT ĐÁ.

Theo kết quả thăm dò, khai thác cũng như kết quả khảo sát hiện trạng trong cụmcác lớp đất đá sau:

a Các lớp đất mềm

- Lớp 1: Cát lẫn sạn sỏi laterit

Lớp này phân bố khá rộng ở rìa phía Bắc, phía Đông và phía Nam cụm mỏ.Nhưng trong phạm vi mỏ chỉ gặp lớp đất này ở góc Đông Nam mỏ Hóa An, và TâyBắc mỏ Hóa An 1A Theo tài liệu địa chất chúng thuộc trầm tích Holocen hạ trung

Đây là lớp đất có điều kiện địa chất công trình kém ổn định nên rất dễ xảy rahiện tượng sạt lở trong khai thác mỏ sau này

- Lớp 3: Andesit, andesit porphyr.

Phân bố ở phần cao trong mặt cắt của hệ tầng Chúng phân bố ở phần trung tâmmoong khai thác và kéo dài về phía Tây của cụm mỏ Đây là lớp có điều kiện địa chất

Trang 23

công trình khá ổn định, thuận lợi cho công tác khai thác mỏ sau này.

- Lớp 4: Lớp tuf andesit

Các đá tuf andesit phân bố ở phần thấp Trong ranh giới cụm mỏ các đá này lộ

ra ở trung tâm và phát triển về phía Đông Đây là lớp có điều kiện địa chất công trìnhkhá ổn định, thuận lợi cho công tác khai thác mỏ sau này

I.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ.

Cụm mỏ đang khai thác đến biên giới kết thúc về tổng thể khai trường đượchình thành bởi 4 tầng khai thác, chiều cao mỗi tầng khai thác trung bình từ 10-15m.Chiều cao tầng kết thúc một số nơi vượt quá 30m Cụ thể như sau:

Khu vực điểm góc số 2 (mỏ Hóa An): chiều cao tầng từ 3547m

Khu vực điểm góc số 6, 7 (mỏ Hóa An): chiều cao tầng khai thác từ 68 đến78m

Khu vực điểm góc số 2 (mỏ Hóa An 1A): Chiều cao tầng khai thác đã kết thúcđến cote -80m

Nhìn chung mỏ đá Hóa An 1A chỉ còn diện nhỏ ở phía Tây Bắc Còn mỏ Hóa

An mới khai thác đến -44m Phần trữ lượng từ cote -44 đến -60m chưa khai thác

Các đá khai thác chủ yếu là các đá phun trào hệ tầng Long Bình (xem bản đồhiện trạng cụm mỏ Hóa An)

Cụm mỏ là nơi tập trung đông dân cư Khoảng cách gần nhất từ ranh mỏ đếnnhà dân khoảng 200m (mỏ Hóa An)

III CỤM MỎ TÂN BẢN – TÂN VẠN

Gồm mỏ đá Tân Bản, Tân Vạn Riêng mỏ Tân Vạn chưa có giấy phép khai thácnên không nổ thử nghiệm

Qua tài liệu thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng cho thấy cấu trúc địa chất

mỏ Tân Bản chỉ phát triển các đá trầm tích phun trào thuộc hệ tầng Bửu Long (T2abl 2)

và trầm tích lục nguyên hệ tầng Đray Linh (J1dl 2) Cấu trúc địa chất mỏ có những đặcđiểm chính như sau:

III.1 ĐỊA TẦNG

a Hệ Trias, thống trung Hệ tầng Bửu Long-tập 2 (T 2 abl 2 )

Các đá của hệ tầng Bửu Long - Tập 2 (T2abl 2) chiếm phần lớn diện tích ở phíaTây, phía Bắc Thành phần chủ yếu là cát sạn kết tuf Đá có màu xám, cứng chắc, cấutạo khối Kiến trúc cát, sạn nổi ban trên nền hạt mịn Bề dày dự đoán >100m

b Hệ tầng Đray Linh (J 1 dl 2 )

Đá hệ tầng Đray Linh (J1dl 2) phân bố ở phía Đông, Đông Nam của mỏ với diệntích khoảng 2 ha Phần còn lại chúng bị phủ bởi trầm tích Đệ tứ Thành phần trầm tíchgồm cát kết chứa vôi, cát bột kết chứa vôi, sét bột kết Đá có màu xám sậm, hạt nhỏ,cấu tạo khối, sủi bọt với acit HCl Kiến trúc cát, xi măng kiểu lấp đầy

Trang 24

Trong phạm vi thăm dò chúng nằm bất chỉnh hợp lên các đá của hệ tầng BửuLong.

c Hệ Đệ tứ, thống Holocen hạ-trung Trầm tích sông (aQ 2 1-2 )

Các trầm tích này chỉ phát triển ở rìa Đông Nam và Nam Khu II mỏ Tân Bản Thành phần gồm sét, sét pha lẫn sạn sỏi Thành phần trung bình của chúng nhưsau: Sạn, sỏi 4%; cát 15,2%; bột 13,0 % và sét 40% Chiều dày thay đổi từ 58m,trung bình 6,5m

Trong phạm vi mỏ, chúng phủ bất chỉnh hợp lên bề mặt các đá trầm tích lụcnguyên hệ tầng Đray Linh (phía Đông) và các đá trầm tích phun trào của hệ tầng BửuLong

III.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ

Thực tế khảo sát cho thấy các hệ thống khe nứt phát triển khá phong phú, có đủ

4 hướng là khe nứt kinh tuyến (á kinh tuyến), vĩ tuyến (á vĩ tuyến), Đông Bắc, TâyNam và đặc biệt là hệ thống khe nứt nằm ngang phát triển mạnh, mật độ không đều

Độ mở của các khe nứt 0,2  0,7mm, được lấp đầy chủ yếu bởi các mạch thạch anh vàcalcit, góc dốc chủ yếu là cắm đứng Hệ thống KN chủ yếu theo: 18085-90; 25065-70; 9085-90; 9030-35; 12030-35; 18055-80

Kết quả đo khe nứt cho thấy khe nứt tại mỏ chủ yếu phát triển theo phương0÷30o; 91÷120o và 121÷150o là phổ biến Góc dốc khe nứt khá lớn, thay đổi từ 70÷90o.Các khe nứt đều có độ mở nhỏ, được lấp đầy bởi thạch anh và calcit Sự phát triển củakhe nứt ít nhiều có ảnh hưởng đến điều kiện khai thác sau này nhất là trong khi nổ mìnkhai thác đá

III.3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT ĐÁ

Trong diện tích mỏ thăm dò có mặt các lớp đất đá sau:

a Lớp đất mềm.

Lớp 1: Sét, sét pha

Lớp này phân bố phía Đông Nam với chiều dày 5÷8m, trung bình 6,5m Thànhphần chủ yếu là sét, sét pha màu xám vàng, nâu đỏ, đôi chỗ có lẫn sạn sỏi, trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản trung bình của lớp đất này như sau:Thể trọng tự nhiên (W):1,94g/cm3; thể trọng khô (c): 1,60 g/cm3; góc ma sát trong() : 17,65o; lực dính kết (C): 0,36kG/cm2; chỉ số dẻo (I): 17,24 %; hệ số nén lún (a0,5):0,01cm2/kG; mô đun tổng biến dạng: 51,82 kG/cm2

Đây là lớp đất khá chặt, trạng thái dẻo cứng, có điều kiện địa chất công trìnhtương đối ổn định, khá thuận lợi đối với công tác khai thác mỏ sau này

Trang 25

285kG/cm2 ; cường độ kháng nén khô: 901 999kG/cm2 ; cường độ kháng nén bãohòa: 806908 kG/cm2 .

Đây là lớp đá có cường độ chịu lực cao, điều kiện địa chất công trình ổn định đốivới công tác khai thác mỏ, nhưng sẽ gây chấn động mạnh khi nổ mìn

Lớp 3: Cát kết chứa vôi, cát bột kết.

Lớp này phân bố phía Đông và phía Đông Nam Chúng bị các trầm tích Đệ tứphủ Thành phần chủ yếu là đá cát kết chứa vôi, cát bột kết, sét bột kết Tính chất cơ lý

cơ bản của đá như sau: Thể trọng khô (k): 2,66g/cm3 ; tỷ trọng (): 2,79 g/cm3 ; góc

ma sát trong (): 39o; lực dính kết (C): 183kG/cm2; cường độ kháng nén khô:867kG/cm2; cường độ kháng nén bão hòa: 770 kG/cm2

I.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ.

Mỏ đá Tân Bản thuộc quyền khai thác của Công ty TNHH một thành viên Xâydựng và SXVLXD Biên Hòa (BBCC), hiện đã hình thành bởi 4 tầng khai thác, chiềucao mỗi tầng khai thác trung bình từ 1015m Cụ thể như sau:

Tầng 1: ở cao độ 35m đang tiến hành bóc tầng phủ ở phía Đông Bắc; diện tíchtầng này khoảng 0,4ha

Tầng 2: ở cao độ cote -10  -15m, phân bố ở phía Bắc, diện tích bề mặt moong

khoảng 1ha

Tầng 3: ở cao độ cote -36-44m, phân bố ở trung tâm mỏ, diện tích khoảng0,8ha

Tầng 4: ở cao độ -50m, ở phía Nam mỏ hiện đang là hố tích nước

Cụm mỏ là nơi tập trung đông dân cư Khoảng cách gần nhất từ ranh mỏ đếnnhà dân khoảng 130m

IV CỤM MỎ THIỆN TÂN

Gồm các mỏ Thiện Tân 1 (Xí nghiệp khai thác VLXD Vĩnh Hải) và Thiện Tân

2 của (Công ty TNHH một thành viên Xây dựng và Sản xuất VLXD Biên Hòa)

IV.1 ĐỊA TẦNG

Kết quả thăm dò, khai thác cho thấy cụm mỏ Thiện Tân có cấu trúc địa chấttương đối đơn giản Đá gốc là các trầm tích của hệ tầng Đray Linh nằm xen kẹp nhauvới thế nằm đơn nghiêng, cắm về phía Đông Nam (110120o) với góc dốc 35÷40o.Phần trên chúng bị phong hóa mềm bở thành lớp sét có chiều dày trung bình từ 23m.Phần dưới đá bị bán phong hóa nứt nẻ có chiều dày từ 4÷18m Một số nơi, chúng bị

phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích của phức hệ Đệ tứ

a Hệ Jura, thống thượng Hệ tầng Đray Linh (J 1 đl)

Đất đá của hệ tầng Đraylinh lộ ra trong các moong khai thác Những nơi chưakhai thác chúng bị phủ bởi cát bột sét là sản phẩm phong hóa của đá gốc với chiều dày

thay đổi từ 2m đến 13m Phía Nam cụm mỏ, chúng bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm

tích hệ tầng Thủ Đức với chiều dày lớp phủ từ 813m Ở phần địa hình thấp phía Bắc

mỏ, chúng bị các trầm tích Holocen hạ-trung hệ Đệ tứ phủ bất chỉnh hợp lên bề mặt với

Trang 26

chiều dày phủ trung bình 3,5m Thành phần thạch học chủ yếu là các trầm tích bột kếtvôi, sét bột kết có ngấm vôi, phiến sét cericit, cát bột kết dạng arkoz có ngấm vôi, cátkết dạng arkoz ngấm vôi nằm xen kẽ nhau, thế nằm 11012035-40 Phần trên mặt đá

bị nứt nẻ không đều, chiều dày đới phong hóa nứt nẻ từ 4m đến 18m, xuống dưới sâu

đá cứng chắc

b Hệ Đệ tứ, thống Pleistcen trung-thượng Hệ tầng Thủ Đức (aQ 1 2-3 tđ)

Các trầm tích này phân bố trên một diện tích hẹp ở phía Nam diện tích thăm dò Cấu tạo hệ tầng này là các thành tạo cát thạch anh hạt nhỏ đến trung lẫn bột, sét Chiều dày hệ tầng trên dưới 20m Trong khu vực, chúng phủ bất chỉnh hợp lên vỏ phong hóa của các trầm tích hệ tầng Đraylinh

c Hệ Đệ tứ, thống Holocen Hạ - Trung Trầm tích sông (aQ 2 1-2 )

Trầm tích Holocen hạ - trung phân bố ở phần địa hình thấp phía Bắc mỏ, nằmtrong dạng địa hình đồng bằng ven sông thuộc hệ thống sông Đồng Nai, trên bề mặt địahình cao trên dưới 12m Cấu tạo nên đơn vị hệ tầng này là các trầm tích sét, sét lẫn ítdăm sạn laterit, bề dày khoảng 3  3,5m Trong phạm vi cụm mỏ chúng phủ bất chỉnh

hợp lên các trầm tích lục nguyên của hệ tầng Đraylinh

IV.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ.

Cụm mỏ đá xây dựng Thiện Tân chủ yếu phân bố đá trầm tích lục nguyên hệtầng Đray Linh, nên đá bị nứt nẻ mạnh, dễ vỡ vụn Mặt khác chúng có tính phân lớpmỏng nên mức độ lỗ hổng rất lớn vì thế ít gây chấn động khi nổ mìn, nhưng khi nổ mìnkhai thác đá sẽ văng ra xa

IV.3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT ĐÁ

Cấu trúc địa chất nền tự nhiên và đặc tính ĐCCT của các lớp đất trong khu vực

khai thác cụm mỏ đá Thiện Tân như sau :

a Các lớp đất mềm.

Lớp 1: Sét bột

Lớp này phân bố ở phần địa hình thấp phía Nam và rìa phía Tây cụm mỏ Thànhphần chủ yếu là sét màu nâu đỏ, dày 3,5m Chúng phủ trực tiếp lên bề mặt của trầmtích lục nguyên hệ tầng Đraylinh Theo tài liệu địa chất, chúng thuộc trầm tích Holocenhạ-trung (aQ21-2) Do bề dày mỏng, diện phân bố hẹp nên các trầm tích này có mức độảnh hưởng không lớn đến điều kiện khai thác mỏ

Lớp 2: Sét pha

Lớp này phân bố ở phía Tây Nam cụm mỏ, có dạng thấu kính với chiều dày là3m Theo tài liệu địa chất, chúng thuộc trầm tích hệ tầng Thủ Đức Thành phần trầmtích chủ yếu là sét pha màu xám vàng, loang lổ nâu đỏ lẫn ít sạn sỏi laterit, thạch anh.Đất ở trạng thái nửa cứng, khá chặt

Lớp 3: Cát pha

Trang 27

Phân bố tập trung ở phía Nam cụm mỏ, chiều dày thay đổi từ 5,0m đến 12,0m,trung bình 8,47m Thành phần chủ yếu là cát pha hạt trung đến nhỏ Đất ở trạng tháichảy nhão, khi khoan có hiện tượng cát chảy Theo tài liệu địa chất, chúng thuộc trầmtích của hệ tầng Thủ Đức (aQ12-3tđ)

Trong quá trình thi công đã gặp hiện tượng cát chảy trong lớp này Đây là mộtyếu tố bất lợi đối với công tác khai thác mỏ sau này

Lớp 6: Cát kết dạng arkoz ngấm vôi, cát bột kết dạng arkoz ngấm vôi

Chúng thuộc các trầm tích lục nguyên hệ tầng Đray Linh Thành phần thạch họcchủ yếu là cát kết arkoz ngấm vôi, cát bột kết dạng arkoz ngấm vôi Các đá đều bị biếnchất yếu Thế nằm cắm về phía đông nam với góc dốc từ 30-40o Trong phạm vi mỏ,chúng nằm xen kẹp với các lớp đá sét kết vôi, bột kết vôi, sét bột kết vôi Đá có mức

độ nứt nẻ ít Đây là lớp đá có điều kiện ĐCCT khá ổn định

Lớp 7: Bột kết vôi, sét bột kết vôi, phiến sét

Đây là một trong những tập trầm tích của hệ tầng Đray Linh Đá có màu xámđen, cấu tạo phân lớp xen kẹp với các lớp cát kết ngấm vôi, bột kết vôi, sét bột kết vôi.Thế nằm cắm về phía Đông Nam với góc dốc từ 3040o Đá có mức độ nứt nẻ khôngđều Đây là một lớp có điều kiện ĐCCT khá ổn định Tuy nhiên, so với lớp 6 thì lớp này cótính chất cơ lý thấp hơn

IV.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ

Cụm mỏ đá xây dựng Thiện Tân hiện đã khai thác ở tầng số 3 độ sâu -30m ở mỏ đá Thiện Tân 2 (BBCC) và cote-27m ở mỏ đá Thiện Tân 1 Tầng khai thác có độ cao trung

Tầng khai thác thứ 4: Có diện tích khoảng 0,2 ha (Thiện Tân 1) và 0,7ha (Thiện

Tân 2) Chiều cao tầng khai thác 5m Cao độ mặt tầng ở cote -27m Hiện đang là hố thu

nước

Trong phạm vi moong khai thác, phần lớn đá trầm tích cát kết, cát bột kết, sét

Trang 28

kết đã lộ ra Hiện nay, các đá trên đang là đối tượng khai thác mỏ.

Dân cư tập trung chủ yếu theo tỉnh lộ 768 Khoảng cách gần nhất từ ranh mỏđến nhà dân khoảng 250m

V CỤM MỎ PHƯỚC TÂN

Gồm 2 mỏ: Ấp Miễu thuộc Công ty Cổ phần Xây dựng Công trình Giao thông

610 và mỏ Phước Tân của Công ty TNHH một thành viên Xây dựng và Sản xuấtVLXD Biên Hòa (BBCC)

b Hệ Creta, thống hạ; Hệ tầng Long Bình (K1lb)

Chiếm phần lứon diện tích của cụm mỏ Là đối tượng khai thác chính của cụm

mỏ Hiện chỉ lộ ra ở các moong khai thác Phần lớn chúng bị phủ bởi các thành tạotrầm tích hệ tầng Bà Miêu, bazan hệ tầng Phước Tân và trầm tích bở rời Đệ Tứ

Thành phần thạch học của hệ tầng trong khu mỏ bao gồm chủ yếu là các đáphun trào andesit porphyrit, tuf andesit, tuf andesitodacit

c Hệ Neogen, thống Pliocen; Hệ tầng Bà Miêu (N2 2bm)

Các trầm tích hệ tầng Bà Miêu lộ ra ở ven rìa các mỏ ở cụm mỏ Phước Tân,nhiều nhất là ở mỏ Tân Cang (BBCC) Thành phần thạch học chủ yếu là cát bột màuxám vàng, chuyển xuống là sạn sỏi laterit

d Holocen hạ-trung; trầm tích sông-biển (amQ 2 1-2 )

Trầm tích này phân bố trên phần lớn diện tích phía Đông mỏ Phước Tân (Cty610) Thành phần trầm tích thường gặp là bột sét chứa cát hoặc xen cát bột, phần đáy

có cát lẫn sạn, đôi chổ lẫn mùn thực vật Trầm tích có màu xám vàng, xám tối, xám nâunhạt Chúng phủ trực tiếp lên các thành tạo hệ tầng Bà Miêu và hệ tầng Long Bình.Chiều dày 35m

V.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ

Đá móng bị phân cắt bởi hệ thống đứt gãy phương Đông Đông Bắc – Tây TâyNam Do đó, trong diện tích thăm dò ít nhiều chịu ảnh hưởng bởi chế độ kiến tạo nêutrên làm cho đá bị nứt nẻ dập vỡ theo nhiều phương khác nhau Các hệ thống khe nứtchủ yếu đo được trong quá trình khảo sát và được xử lý trên biểu đồ khe nứt là các hệthống 25045; 14050; 200 50; 80 40; 220-40 Mật độ các khe nứt tương đối dày,

Trang 29

khoảng cách giữa các khe nứt thay đổi từ 2030cm Các khe nứt thường bị lấp đầy bởi

các mạch calcit, thạch anh nhiệt dịch.

xám nâu, bở rời Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản trung bình của lớp đất này như sau: Thể

trọng tự nhiên (W):1,83g/cm3 ; thể trọng khô (c): 1,38 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ):16,82; lực dính kết (C): 0,38kG/cm2 ; chỉ số dẻo (I): 23,73% ; hệ số nén lún a0,5:0,07cm2/kG ; mô đun tổng biến dạng : 0,02kG/cm2

Đây là lớp có điều kiện địa chất công trình kém ổn định đối với công tác khai

thác mỏ sau này do dễ xảy ra hiện tượng sạt lở bờ moong.

Lớp 2: Sét bột lẫn sỏi sạn laterit

Phân bố trên hầu hết diện tích cụm mỏ phủ trên các thân quặng đá xây dựng.Chiều dày thay đổi từ 1,4m đến 8,3m Thành phần chủ yếu là sét bột lẫn sạn sỏi laterit.Theo tài liệu địa chất, chúng thuộc trầm tích hệ tầng Neogen, hệ tầng Bà Miêu Các chỉtiêu cơ lý cơ bản trung bình của lớp đất này như sau: Thể trọng tự nhiên (W):1,89g/cm3 ; thể trọng khô (c): 1,49 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ) :18,04 ; lực dính kết(C): 0,52kG/cm2 ; chỉ số dẻo (I): 25,5% ; hệ số nén lún (a0,5): 0,05cm2/kG ; mô đun tổngbiến dạng : 0,03kG/cm2

Đây là lớp đất khá chặt, trạng thái dẻo dính, có điều kiện địa chất công trìnhkém ổn định, không thuận lợi đối với công tác khai thác mỏ sau này

Lớp 3: Lớp sét bột phong hoá từ các đá trầm tích hệ tầng Đray Linh

Lớp này phân bố diện hẹp dọc theo rìa phía Tây của mỏ đá Ấp Miễu Theo tài

liệu địa chất, chúng thuộc tầng phong hoá dang dở của trầm tích hệ tầng Đray Linh.Thành phần trầm tích chủ yếu là sét màu xám vàng, loang lổ nâu đỏ lẫn dăm sạn, mảnhvụn đá trầm tích Chiều dày thay đổi từ 1,89,1m; trung bình 4,6m Đất ở trạng tháimềm dính đến nửa cứng Sự có mặt của lớp sét này là một trong những điều kiện thuậnlợi, hạn chế nước mặt thấm xuyên qua các lớp trên cấp nước cho tầng chứa nước bêndưới, làm giảm lượng nước chảy vào mỏ khi khai thác dưới mực nước ngầm Các chỉtiêu cơ lý cơ bản của lớp đất này như sau:

Thể trọng tự nhiên (W) :2,04g/cm3 ; thể trọng khô (c): 1,67 g/cm3 ; góc ma sáttrong (độ):18,72 ; lực dính kết (C): 0,55kG/cm2 ; chỉ số dẻo (I): 23,81% ; hệ số nén lún(a0,5): 0,03cm2/kG ; mô đun tổng biến dạng: 0,06kG/cm2

Đây là lớp đất có điều kiện địa chất công trình tương đối ổn định, khá thuận lợicho công tác khai thác mỏ

Lớp 4: Lớp sét bột phong hoá từ đá phun trào andesit, tuf andesit.

Trang 30

Chiếm phần lớn diện tích cụm mỏ Chiều dày thay đổi từ 1,06,5m; trung bình3,83m Đất ở trạng thái mềm dính, mất nước dạng nửa cứng, khá chặt Các tính chất cơ

lý cơ bản của lớp này như sau: Thể trọng tự nhiên (W):1,91g/cm3 ; thể trọng khô(c): 1,50 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ):18,47 ; lực dính kết (C): 0,47kG/cm2 ; chỉ sốdẻo (I): 26,09% ; hệ số nén lún (a0,5): 0,05cm2/kG; mô đun tổng biến dạng:0,05kG/cm2

Đây là lớp đất có điều kiện địa chất công trình tương đối ổn định, khá thuận lợi

cho công tác khai thác mỏ

Lớp 5: Andesit porphyrit, andesit pyroxen, tuf andesit

Phân bố trên toàn bộ diện tích cụm mỏ Tuy nhiên chúng bị phủ dưới các lớpphủ bở rời Neogen và Đệ Tứ Chỉ lộ ra trong các moong khai thác đá Thành phần chủyếu là andesit porphyrit, andesit pyroxen và tuf andesit Đá có màu xám, xám lục, xám

tím; cấu tạo khối cứng chắc Tính chất cơ lý cơ bản trung bình như sau: thể trọng tự

nhiên (w): 2,74g/cm3 ; tỷ trọng (): 2,82 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ): 42,42 ; lực dínhkết (C): 293kG/cm2 ; cường độ kháng nén khô:1349kG/cm2 ; cường độ kháng nén bãohòa: 1237 kG/cm2

Với các chỉ tiêu cơ lý trên, đây là một lớp có điều kiện địa chất công trình khá

ổn định, thuận lợi cho công tác khai thác mỏ sau này

Với các chỉ tiêu cơ lý trên, đá này có điều kiện địa chất công trình khá ổn định

V.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ

Cụm mỏ đá xây dựng Phước Tân hiện đang chủ yếu bóc tầng phủ Cả 2 mỏ đều mới

mở moong khai thác ở tầng 1 với cao độ khai thác đến cote -15  -20m

Trong quá trình nổ mìn thử nghiệm chỉ tiến hành nổ trong các đá phun trào andesitcủa hệ tầng Long Bình

Khoảng cách gần nhất từ bờ moong khai thác đến nhà dân hiện hữu khoảng 250m(mỏ đá Ấp Miễu) riêng mỏ đá Phước Tân (Cty BBCC) thì không có nhà dân ở quanh khuvực khai thác

VI CỤM HANG NAI

Mỏ đá Hang Nai thuộc quyền khai thác của Công ty Xây dựng và SXVLXDĐỗng Nai (BMCC)

VI.1- ĐỊA TẦNG

Kết quả thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng cho thấy mỏ đá Hang Nai cócấu trúc địa chất khá phức tạp, bao gồm các phan vị địa tầng sau :

Trang 31

a Hệ tầng Bửu Long (T2bl) : Chiếm phần lớn diện tích cụm mỏ Thành phần

chủ yếu là cuội aglomerat, màu xám Cấu tạo khối, kiến trúc cuội sạn

b Hệ tầng Long Bình (K1lb): phân bố ở phía Đông mỏ chiếm diện tích khoảng

2ha Thành phần chủ yếu là andesit và tuf andesit Đá màu xám , cấu tạo khối

c Hệ tầng Nha Trang (K2nt): phân bố diện hẹp ở phía Bắc mỏ Thành phần chủ

yếu là felsit màu xám sáng Chiều dày khoảng 20m

d Phức hệ Cù Mông (Ecm) : phía Bắc mỏ phát hiện đai mạch gabrodiabaz sãm

màu kéo dài theo phương 1102900, cắm về Đông Bắc với góc dốc thoải (300) ; xuyêncắt qua đá felsit

e Hệ tầng Thủ Đức (Q11-2tđ) : gồm cát bột lẫn sạn sỏi laterit phân bố khắp trên

diện tích mỏ Chiều dày trung bình :12,58m

V.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ

Mỏ đá xây dựng Hang Nai nằm ở rìa tiếp xúc giữa đới nâng Đà Lạt với đới sụtvõng Cửu Long, có chế độ kiến tạo mang tính hoạt hóa mạnh mẽ Đá móng bị phân cắtbởi hệ thống đứt gãy á kinh tuyến Do đó đá bị nứt nẻ theo nhiều phương khác nhau

V.2 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT ĐÁ.

Theo kết quả thăm dò, khai thác trong mỏ có các lớp đất đá sau:

a Các lớp đất mềm

- Lớp 1: Cát pha bột sét

Phân bố ở rìa phía Bắc và Tây Bắc mỏ, chiều dày thay đổi từ 0,4 11,0m.Đây

là lớp có điều kiện địa chất công trình kém ổn định đối với công tác khai thác mỏ

- Lớp 2: Sét lẫn sạn sỏi laterit

Phân bố dạng thấu kính là lớp đất khá chặt có trạng thái dẻo cứng, nên lớp này

có điều khiện địa chất công trình ổn định đối với công tác khai thác mỏ

- Lớp 3: Sét

Phân bố khá phổ biến trên diện tích mỏ, trạng thái nửa cứng, khá chặt Lớp này

có điều kiện địa chất công trình tương đối ổn định khá thuận lợi trong khai thác

b Các lớp đá cứng

- Lớp 4: Felsit porphyr

Phân bố tập dạng thấu kính, gặp ở phía Bắc mỏ với bề dày 6,4 đến 10m Đây là

lớp có cường độ chịu lực cao, điều kiện địa chất công trình ổn định

- Lớp 5: Andesit, tuf andesit

Phân bố ở phía Đông Đây là lớp có điều kiện địa chất công trình ổn định là đốitượng khai thác chính của mỏ Bãi nổ 1 được bố trí trong lớp này

- Lớp 6: Cuội aglomerat

Gặp phần lớn trong diện tích của moong khai thác Đây là lớp có điều kiện địachất công trình ổn định, là đối tượng khai thác chính Bãi nổ 2 được bố trí trong lớpnày

Trang 32

VII MỎ VĨNH TÂN

VII.1 ĐỊA TẦNG

Theo kết quả thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng cho thấy mỏ puzơlan VĩnhTân có đặc điểm địa chất như sau:

a Pleistocen hạ Hệ tầng Cây Gáo (BQ1 3cg)

Các đá của hệ tầng phân bố trên toàn cụm mỏ Thành phần thạch học chủ yếugồm bazal olivine kiềm màu xám, đặc sít xen với bazal bọt lỗ hổng Kiến trúc nổi bantinh trên nền gian phiến Mức độ kết tinh của đá thay đổi từ thuỷ tinh đến toàn tinh.Phần bề mặt bị laterit hóa khá mạnh Chiều dày khoảng 50m

b Holocen thượng Trầm tích sông (aQ 2 )

Phân bố dọc khe suối tạo thành các dải hẹp Thành phần chủ yếu là cát, bột, sétlẫn sạn sỏi, mùn hữu cơ màu xám kết cấu bở rời, chiều dày trung bình 0,5-1m

VII.2 ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ

Các đá của hệ tầng Cây Gáo bị nứt nẻ mạnh theo nhiều phương vị khác nhau.Trong các moong khai thác gặp các thấu kính nứt nẻ, vỡ vụn lấp đầy sét Vì thế rất ảnhhưởng đến công tác nổ mìn khai thác, cũng như chấn động rung khi nổ mìn

VII 3 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT ĐÁ

Căn cứ vào đặc điểm phân bố thạch học, các đặc trưng cơ lý có thể chia vùng mỏlàm hai khu có đặc điểm địa chất công trình khác nhau

a Lớp đất dính:

Là lớp sét bột, sét lẫn sạn sỏi laterit Chiều dày từ 0,53,0m Nhóm đất nàyphân bố trên diện rộng khu vực phía Tây mỏ, chiếm khoảng 90% diện tích vùng mỏ.Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đất như sau : Hàm lượng sét: 2030%, bụi từ 10

17% ; cát lẫn các dăm sạn từ 13 47% ; dung trọng tự nhiên: 1,441,50 g/cm3 ; tỷtrọng: 2,752,83 g/cm3 ; độ ẩm tự nhiên: 2127% ; góc ma sát trong: 19230 ; lựcdính: 0,24 0,37 kg/cm3

b Lớp đá cứng

Khu này lộ ra trên bề mặt địa hình với diện tích nhỏ, và theo moong khai thác

Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đá như sau : Thể trọng tự nhiên (w) :2,66g/cm3 ; tỷ trọng (): 2,78 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ): 36,50 ; lực dính kết (C):269,6kG/cm2 ; cường độ kháng nén khô :1130kG/cm2 ; cường độ kháng nén bão hòa:

921 kG/cm2

VII.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ

Cụm mỏ đá Vĩnh Tân hiện mới khai thác đến tầng thứ ở cao độ 3032m Diệntích khai trường của mỏ khoảng 8ha Chiều cao bờ moong từ 510m

Dân cư tập trung chủ yếu theo trục đường nhựa Hố Nai- Trị An, cách ranh mỏkhoảng 400500m

Trang 33

VIII.CỤM SÔNG TRẦU

Gồm 2 mỏ Sông Trầu 1 (XN khai thác đá Trảng Bom) và Sông Trầu 2 (XN khaithác đá Thống Nhất)

VII.1 ĐỊA TẦNG

Theo kết quả thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng cho thấy cụm mỏ đá xâydựng Sông Trầu có đặc điểm địa chất như sau:

b Holocen thượng Trầm tích sông (aQ 2 3 )

Phân bố dọc khe suối tạo thành các dải hẹp Thành phần chủ yếu là cát, bột, sétlẫn sạn sỏi, mùn hữu cơ màu xám kết cấu bở rời, chiều dày trung bình 0,51m

a Lớp đất dính

Là lớp sét bột, sét lẫn sạn sỏi laterit Chiều dày từ 0,53,0m Nhóm đất nàyphân bố trên diện rộng khu vực phía Tây mỏ, chiếm khoảng 90% diện tích vùng mỏ.Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đất như sau: hàm lượng sét: 20 30%, bụi từ 10

 17% ; cát lẫn các dăm sạn từ 13  47% ; dung trọng tự nhiên: 1,44 1,50 g/cm3 ; tỷtrọng: 2,75  2,83 g/cm3 ; độ ẩm tự nhiên: 21  27% ; góc ma sát trong: 19  230 ; lựcdính: 0,24  0,37 kg/cm3

Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đá như sau: thể trọng tự nhiên (w): 2,66g/cm3 ;

tỷ trọng (): 2,78 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ): 36,50 ; lực dính kết (C): 269,6kG/cm2 ;cường độ kháng nén khô :1130kG/cm2 ; cường độ kháng nén bão hòa: 921 kG/cm2

Cụm mỏ đá Sông Trầu hiện mới khai thác đến tầng thứ 2 ( mỏ Sông Trầu 2 –

XN Đá Trảng Bom) ở cao độ 4050m Diện tích khai trường của cả 2 mỏ khoảng 3ha.Chiều cao bờ moong từ 1015m

Trang 34

IX CỤM SOKLU

Gồm 4 mỏ Soklu 1 (CP Cao Su); Soklu 6 (Cty ĐT XD số 5) và Soklu 2 ; Soklu

5 ( Công ty TNHH một thành viên XD và SXVLXD Biên Hòa)

IX.1 ĐỊA TẦNG

Theo kết quả thăm dò, khai thác và khảo sát hiện trạng thì các mỏ trong cụm mỏSoklu như sau :

b Holocen thượng Trầm tích sông (aQ 2 3 )

Phân bố dọc khe suối tạo thành các dải hẹp Thành phần chủ yếu là cát, bột, sétlẫn sạn sỏi, mùn hữu cơ màu xám kết cấu bở rời, chiều dày trung bình 0,5-1m

a Lớp đất dính: là lớp sét bột, sét lẫn sạn sỏi laterit Chiều dày từ 0,53,0m.Nhóm đất này phân bố trên diện rộng khu vực phía Tây mỏ, chiếm khoảng 90% diệntích vùng mỏ Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đất như sau : hàm lượng sét: 20

30%, bụi từ 10  17%; cát lẫn các dăm sạn từ 13 47% ; dung trọng tự nhiên: 1,44

1,50g/cm3 ; tỷ trọng: 2,75  2,83 g/cm3 ; độ ẩm tự nhiên: 21 27% ; góc ma sáttrong: 19 230 ; lực dính kết: 0,24  0,37kg/cm3

Các tính chất cơ lý cơ bản của các lớp đá như sau : Thể trọng tự nhiên (w) :2,66g/cm3 ; tỷ trọng (): 2,78 g/cm3 ; góc ma sát trong (độ): 36,50 ; lực dính kết (C):269,6kG/cm2 ; cường độ kháng nén khô:1130kG/cm2 ; cường độ kháng nén bão hòa:

921 kG/cm2

Các mỏ đá trong cụm mỏ Soklu đều mới đang khai thác ở tầng thứ 1 với chiềucao moong khai thác 1015m

Việc khái quát cấu trúc địa chất mỏ cũng như hiện trạng khai thác, đặc điểm phân bố dân cư tại mỏ sẽ góp phần luận giải chấn động rung khi nổ mìn, cũng như các

Trang 35

tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh khi tiến hành khai thác mỏ nhằm đáp ứng yêu cầu đặt ra của đề tài

Trang 36

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO CHẤN ĐỘNG RUNG KHI NỔ MÌN

TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DAO ĐỘNG ĐÀN HỒI

1 Dao động đàn hồi trong môi trường địa chất

Chấn động rung do nổ mìn trong các mỏ đá xây dựng được nghiên cứu khá đầy

đủ trong phương pháp nghiên cứu địa chấn và chúng được gọi là các dao động đàn hồi.Gia tốc rung động của đất đá do nổ mìn là đạo hàm của vận tốc của dao động theo thờigian, nó phản ánh tốc độ dịch chuyển đất đá trên đơn vị thời gian a=dv/dt (m/s2)

Khi nổ mìn hoặc dùng các nguồn rung khác, ta đã tác động vào môi trường địachất một xung lực Kích thích lực làm xuất hiện các dao động đàn hồi, sự hình thànhchúng liên hệ chặt chẽ với biến dạng và ứng suất

Biến dạng: khi không có lực tác động các phần tử vật chất của vật thể được xắp

xếp theo những quy luật nhất định Dưới tác dụng của lực, chúng bị chuyển dịch rakhỏi vị trí cân bằng ban đầu Sự dịch chuyển này làm vật thể thay đổi cả thể tích lẫnhình dạng- sự thay đổi này gọi là biến dạng

Ứng suất: như ta đã biết khi bị biến dạng trong vật thể xuất hiện một nội lực

nhằm kéo các phần tử vật chất trở về trạng thái ban đầu gọi là ứng lực; ứng suất là nộilực tác động lên một đơn vị diện tích để cân bằng với tác động của môi trường vâyquanh lên nó

Biến dạng và ứng suất của môi trường liên hệ với nhau theo theo những quy luậtnhất định Nếu sự liên hệ này là tuyến tính thì môi trường này gọi là môi trường đànhồi Trong đó; sự liên hệ giữa ứng suất và biến dạng được mô tả bởi định luật Huc Môitrường đàn hồi được đặc trưng bởi biến dạng đàn hồi; đặc điểm của nó là sau khi ngừnglực tác dụng, các hạt vật chất của môi trường có thể lập tức trở về vị trí cân bằng ban

đầu.

Môi trường địa chất có thể xem là môi trường đàn hồi, khi lực tác động nhỏ vàthời gian tác động ngắn

Sóng đàn hồi: khi miền Q của môi trường bị kích thích xung lực F, tác dụng lực

làm môi trường biến dạng Trước tiên lớp I nằm sát vùng Q bị biến dạng: các hạt của

nó bị dịch chuyển Sự dịch chuyển này làm xuất hiện ứng lực nhằm kéo các hạt vậtchất trở về vị trí cân bằng ban đầu; nhưng do đặc điểm chuyển động quán tính nênchúng không có khả năng quay về vị trí ban đầu mà bị dao động xung quanh vị trí này

Sự dao động của lớp I làm xuất hiện ứng lực trong lớp II sát nó Kết quả là tiếp theolớp I, lớp II rồi lớp III và các lớp xa hơn lần lượt bị lôi cuốn vào quá trình dao động.Quá trình dao động như trên gọi là sóng đàn hồi

Trường sóng đàn hồi là trường dao động của các hạt vật chất và là trường vectơ,

được biểu diễn theo theo dạng u = u(x,y,z,t) Qua lý thuyết đã chứng minh và mô tả

Trang 37

trường dao động của sóng đàn hồi bằng các phương trình toán học

Theo Puason và Oxtrogratxki đã khẳng định: trong trường hợp khi lực F phứctạp tác động thì trong môi trường đồng nhất sẽ đồng thời tồn tại 2 loại sóng khác nhau.Loại sóng thứ nhất được hình thành do tác dụng của lực Fp và lan truyền trong môi

Ở đây: là bước sóng,  - hằng số Lame,  - mật độ đất đá môi trường

Tính chất tuyến tính của trường sóng đàn hồi:

+ Độ lớn của vecto dịch chuyển U tỷ lệ thuận với lực kích thích

+ Nguyên lý chồng chất: Khi môi trường bị kích thích bởi đồng thời của nhiềulực thì dao động quan sát được sẽ bằng tổng đại số (vô hướng hoặc vectơ) của các daođộng thành phần do các kích động thành phần gây ra

2 Tốc độ truyền sóng đàn hồi của đất đá.

Đất đá cấu tạo nên vỏ quả đất có tốc độ truyền sóng rất khác nhau; trong các lớp

đất bở rời vận tốc truyền sóng dọc Vp chỉ khoảng 300-400m/s; trong khi đó tốc độ của

đá magma có thể đạt tới 6000-7000m/s; các đá nằm ở dưới chiều sâu vài chục cây số,theo số liệu đo sâu địa chấn tốc độ truyền sóng có thể vượt quá 8000m/s Sự khác biệt

về tốc độ truyền sóng của một số đất đá và môi trường như sau: bảng 4

Bảng 4: Tốc độ truyền sóng dọc của một số đất đá và môi trường

Thành phần thạch học là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tốc độ truyền sóngcủa đất đá Đá magma và đá biến chất có tốc độ truyền sóng lớn (4000÷6500m/s), các

Trang 38

đá trầm tích thường nhỏ hơn, các đá trầm tích lục nguyên thường <4000m/s Tốc độtruyền sóng trong một loại đất đá có thành phần thạch học nhất định có thể thay đổitrong giới hạn khá lớn Sự thay đổi này phụ thuộc và áp suất, độ hổng, độ ngậmnước ; áp suất tăng làm tăng tốc độ truyền sóng; độ hổng tăng tốc độ giảm; độ ngậmnước càng cao tốc độ càng cao.

Thực nghiệm đã cho thấy, trong môi trường địa chất biên độ sóng giảm theokhoảng cách nhanh hơn lý thuyết và hình dạng sóng cũng bị thay đổi theo khoảng cách,đặc biệt ở những khoảng cách gần nguồn phát Hiện tượng trên chứng tỏ giống như cácmôi trường khác, môi trường địa chất là môi trường hấp thụ sóng đàn hồi Các tínhtoán lý thuyết cho rằng nếu sóng do nguồn phát ra có phổ bằng S(jw) thì phổ dao độngquan sát tại điểm M bất kỳ, nằm cách nguồn một khoảng R được xác định theo côngthức:





- Đặc trưng tần số phức của môi trường đàn hồi tuyến

tính; R- khoảng cách tâm nổ đến điểm quan sát;

a(w)- hệ số hấp thụ, Vp(w)-vận tốc sóng dọc tần số w

+ Hình dạng và phổ tần số của sóng phụ thuộc vào tính chất cơ lý của môi

trường vùng nổ và trọng lượng thuốc nổ fo =

3 1

g- hệ số tần số nguồn , phụ thuộc tính chất cơ lý của môi trường; đối với đá

cứng : cát kết, bột kết, đá vôi, granit g đạt tới 50-100Hzkg1/3 còn đối với đđá mềm

như sét, sét pha cát, cát g nhỏ hơ, khoảng 30-40Hzkg1/3

a- bán kính nguồn, a=kQ1/3

Q là trọng lượng thuốc nổ tíng bằng kg; k- hệ số tỷ lệ phụ thuộc tham số cơ lýcủa đất đá vùng nổ, (đối với đá cứng k= 1-1,5, đối với đá mềm thì k tăng 2-2,5)

Ghi chú: Các công thức trên trích dẫn trong “Địa Vật lý thăm dò” tập 3:

“Thăm dò địa chấn” chủ biên GS.TS Phạm Năng Vũ.

Kết quả nhiều công trình nghiên cứu chỉ ra rằng, khi môi trường đất đá vùng nổmìn tương đối đồng nhất, thỏi mìn đẳng thước và đặt ở chiều sâu tương đối lớn thìnguồn nổ thực tế có thể mô tả như nguồn cầu dọc, sóng đàn hồi của nguồn cầu dọc

3 Quá trình hình thành sóng dao động khi nổ mìn

Sau khi kíp nổ làm nổ thuốc mìn quanh nó thì trong khoảng thời gian rất ngắn(một vài s) toàn bộ thuốc mìn phân hủy tạo ra ở vùng nổ khối khí nóng bỏng có ápsuất rất lớn (khoảng 105kG/cm2), khối khí này chuyển động với vận tốc vô cùng lớn

Trang 39

đập mạnh vào môi trường vây quanh làm xuất hiện sóng đập Sóng đập được đặc trưngbởi các dịch chuyển lớn, vượt hẳn sức kháng cự của đất đá vây quanh nên nó làm phầnmôi trường sát quả mìn bị đẩy giãn ra tạo thành lỗ hổng khí Tiếp theo sóng phá vỡ đất

đá tạo ra ở vùng nổ đới phá hủy Xa dần do đặc điểm khuếch tán năng lượng trên mặtsóng cũng như do tổn hao năng lượng do đốt nóng và phá hủy đất đá, sóng đập yếu dầnnên không còn khả năng tiếp tục phá hủy đất đá Mặc dù vậy sự biến dạng của môitrường vẫn lớn hơn giới hạn của định luật Huc nên nó bị biến dạng dư Bên ngoài đớibiến dạng dư áp suất của sóng đập đã yếu hẳn, không vượt quá giới hạn đàn hồi của đất

đá Lúc này đới biến dạng dư được chuyển dần sang vùng môi trường biến dạng đànhồi, còn sóng đập thì biến thành sóng đàn hồi Đới phá hủy và đới biến dạng dư thườngđược gộp lại gọi là đới biến dạng dẻo Đới biến dạng dẻo tạo thành nguồn phát sóngđàn hồi (Hình 2)

Hình 2: Nguồn phát sóng đàn hồi

1 lỗ hổng khí 2 đới biến dạng dẻo 3 vùng biến dạng đàn hồi

Các dao động đàn hồi do nguồn nổ kích thích được đặc trưng bởi các tham sốđược xác định bởi các điều kiện nguồn gồm: thành phần và trọng lượng thuốc nổ; tínhchất cơ lý của đất đá vùng nổ Qua phân tích lý thuyết, nổ mìn trong lỗ khoan nổ mìntrong khai thác đá tương tự như phát sóng của nguồn cầu dọc vì vậy đặc điểm phátsóng của nguồn nổ mìn trong lỗ khoan như sau:

+ Biên độ sóng tỷ lệ thuận với bán kính nguồn a và biên độ áp suất kích cũng

như phụ thuộc vào đặc trưng tần số nguồn, còn thời gian xuất hiện sóng ở điểm quansát phụ thuộc tốc độ truyền sóng trong môi trường

+ Sự phân bố không gian của sóng chỉ phụ thuộc vào khoảng cách R đến nguồn,

Trang 40

nó không phụ thuộc vào phương tới nguồn Điều này cho thấy, các điểm quan sát nằmtrên cùng một mặt cầu có tâm trùng với tâm điểm nổ đều có các dao động như nhau vàhướng theo phương bán kính.

Đặc điểm phân bố dao động tại một thời điểm dọc theo bán kính R (Tuyến sóng):

+ Dao động quan sát tại một điểm nhất định có dạng hình sin tắt dần; độ tắt dầncủa dao động phụ thuộc vào tỷ số tốc độ (Vs/Vp) của môi trường vùng đặt nguồn và tỷ

lệ thuận với đại lượng này (H.2); vì vậy gia tốc của chúng cũng sẽ tắt dần

+ Biên độ sóng quan sát được ở một điểm nhất định phụ thuộc vào các điều kiệnnguồn phát, bao gồm: bán kính a của lỗ hổng, biên độ áp suất kích Po, tỷ số tốc độn(Vs/Vp) và mật độ  của môi trường

+ Tần số dao động phụ thuộc vào vào bán kính lỗ hổng, tỷ số tốc độ và tốc độ

Vs

+ Các dao động quan sát được ở các điểm khác nhau có hình dạng như nhaunhưng biên độ của chúng tỷ lệ nghịch với khoảng cách R Sự giảm biên độ được giảithích bằng sự khuếch tán mặt sóng: khi khoảng cách R tăng thì diện tích mặt sóng tăng

tỷ lệ với R2 Vì năng lượng nguồn cung cấp cho mặt sóng không đổi nên mật độ nănglượng giảm tỷ lệ với R2, kết quả làm biên độ sóng giảm theo khoảng cách tỷ lệ với 1/R

3 0 3 0 5 3 1

T h ô øi g ia n ( m s )

- 5 0 0

Hình 3: Dao động quan sát được tại một điểm cố định

+ Hình dạng và phổ tần số của sóng phụ thuộc vào tính chất cơ lý của môitrường vùng nổ và trọng lượng thuốc nổ

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	4,2 MB