Nghiên cứu lựa chọn cỡ hạt vật liệu bua hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn khai thác đá sản xuất vật liệu xây dựng tại mỏ đá thường tân iv – công ty cổ phần đá hoa tân an

Từ thực tế trên, tác giả đề xuất đề tài: ‘’Nghiên cứu lựa chọn cỡ hạt vật liệu bua hợp lý khi nổ mìn phá đá sản xuất vật liệu xây dựng tại mỏ đá Thường Tân IV- Công ty CP đá Hoa Tân An

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

- W˜X -

ĐỖ VĂN NĂNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CỠ HẠT VẬT LIỆU BUA HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ NỔ MÌN KHAI THÁC ĐÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV – CÔNG TY CỔ

PHẦN ĐÁ HOA TÂN AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013

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

- W˜X -

ĐỖ VĂN NĂNG

NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ NỔ MÌN KHAI THÁC ĐÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV – CÔNG TY CỔ PHẦN ĐÁ HOA TÂN AN

Ngành: Khai thác mỏ

Mã số: 60520603

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS PHẠM VĂN HÒA

HÀ NỘI - 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2013

Tác giả luận văn

Đỗ Văn Năng

M ỤC LỤC

Mục lục……… III

Mở đầu ……… IV

LỜI CAM ĐOAN 1

1 CHƯƠNG 1: TỔNG KẾT TÌNH HÌNH CÔNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ XÂY DỰNG THƯỜNG TÂN IV, TÂN UYÊN BÌNH DƯƠNG 9

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ KHOÁNG SẢN 9 1.1.1 Vị trí địa lý: 9

1.1.2 Đặc điểm địa hình, sông suối 9

1.1.3 Hệ thống sông suối: 10

1.1.4 Đặc diểm thực vật: 10

1.1.5 Khí hậu: 10

1.1.6 Điều kiện giao thông .11

1.1.7 Đặc điểm kinh tế nhân văn .11

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA MỎ12 1.2.1 Đặc điểm địa chất 12

1.2.2 Đặc điểm, chất lượng và tính chất công nghệ của đá 12

1.3 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CÁC THÔNG SỐ KHOAN NỔ MÌN 17

1.4 HỆ THỐNG KHAI THÁC 24

1.5 NHẬN XÉT CHƯƠNG 1 25

2 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV 26

2.1 YẾU TỐ TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC NỔ MÌN CỦA MỎ 26

2.1.1 Ảnh hưởng của đặc điểm thạch học 26

2.1.2 Ảnh hưởng của cấu trúc địa chất đến hiệu quả phá vỡ môi trường của chất nổ 27

2.1.3 Tính chất cơ lý của đất đá mỏ ảnh hưởng tới khoan nổ mìn 29

2.2 YẾU TỐ KỸ THUẬT ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC NỔ

MÌN 29

2.2.1 Ảnh hưởng của mặt tự do đến hiệu quả nổ mìn .29

2.2.2 Các thông số của mạng nổ mìn 31

2.2.3 Công tác khoan nổ mìn .33

2.2.4 Phương pháp nổ mìn .35

2.2.5 Tổ chức và quy mô sản suất – kinh tế mỏ 36

2.3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN ĐANG ÁP DỤNG THỰC TẾ Ở MỎ VÀ LOẠI BUA MÌN VÀ CHẤT LƯỢNG BUA MÌN TẠI MỎ THƯỜNG TÂN IV 37

2.3.1 Thông số nổ mìn đang áp dụng thực tế tại mỏ 37

2.3.2 Chiều cao cột bua và vật liệu bua 38

2.3.3 Đánh giá chung chất lượng các vụ nổ 42

2.4 NHẬN XÉT CHƯƠNG 2 43

3 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CỠ HẠT BUA HỢP LÝ CHO MỎ ĐÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG THƯỜNG TÂN VI 44

3.1 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ BUA VÀ VẬT LIỆU BUA TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 44

3.1.1 Giới thiệu chung 44

3.1.2 Cấu trúc cột bua 44

3.1.3 Vật liệu và kích cỡ của vật liệu làm bua 49

3.2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU BUA CHO MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV 51 3.2.1 Lựa chọn vật bua và chiều cao cột bua cho mỏ đá Thường Tân IV51 3.2.2 Thiết kế nổ thử nghiệm loại bua mới tại mỏ đá Thường Tân IV.53 3.2.3 Phương pháp đánh giá kết quả nổ thử nghiệm với bua mới 55

3.2.4 Kết quả nổ thử nghiệm với bua mới 55

3.2.5 Đánh giá chung kết quả nổ thử nghiệm với bua mới 56

4 KẾT LUẬN 57

Tài liệu tham khảo……… …………59

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tọa độ ranh giới mỏ 9

nguyên liệu khai thác trong những năm qua tại mỏ tổng hợp (nguồn:

số liệu nội bộ của mỏ)

Bảng 2.1: Thông số khoan nổ mìn thực tế đang áp dụng tại mỏ đá

Bảng 3.1: Thông số khoan nổ mìn nổ thử nghiệm với bua mới cho mỏ đá

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.5: Công tác phối hợp xúc bốc giữa ôtô và máy xúc tại mỏ 20

Hình 2.1: a - Sơ đồ mạng lỗ mìn đề nghị cho bãi nổ có sự tiếp xúc giữa hai loại

đá có đặc điểm thạch học thay đổi; b - Trường hợp thay đổi đặc điểm thạch

học điển hình với sự tiếp xúc của đất đá mềm dẻo

26

Hình 2.3 Ảnh hưởng của đường cản tới quá trình nổ mìn [tài liệu tham khảo:

phương pháp nổ mìn an toàn hiệu quả trên mỏ lộ thiên, mỏ đá và công trình xây

dựng của ICI Explosives Australia]

30

Hình 2.5 Bua mìn từ mạt đá và phoi khoan tại mỏ 40

Hình 2.6 Hiện tượng phụt bua sớm tại bãi nổ ngày 27-8-2013 mỏ đá Thường Tân IV 40

Hình 2.9 Đá quá cỡ từ đợt nổ trước tại mỏ 43

Hình 3.1 Cấu trúc cột bua liên tục 46 Hình 3.2 Cấu trúc cột bua liên tục (a – để lại khoảng trống không khí giữa cột

Hình 3.6 Vật liệu bua bằng đá nghiền vụn 51

Hình 3.10 Hình ảnh đất đá ở phía đường cản dịch chuyển tại bãi nổ thử nghiệm

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bình Dương giai đoạn 2010 -2015, định hướng đến năm 2020 nhằm xây dựng tỉnh Bình Dương thành một tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, toàn diện, đảm bảo mối quan hệ giữa tăng trưởng kinh tế với giải quyết tốt các vấn đề xã hội, xóa đói giảm nghèo, không ngừng nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân Trong đó ngành công nghiệp vật liệu xây dựng là ngành có đóng góp vai trò đáng kể cho việc phát triển ngành xây dựng của tỉnh trong thời gian qua Dự kiến mục tiêu phát triển của ngành công nghiệp vật liệu xây dựng trong giai đoạn 2010-2015 nhằm khai thác có hiệu quả những tiềm năng và thế mạnh sẵn có của tỉnh, đặc biệt là về khoáng sản và lực lượng lao động của tỉnh, đáp ứng nhu cầu xây dựng trong tỉnh và các tỉnh phụ cận Phát triển sản xuất vật liệu xây dựng phải bảo đảm bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường Theo quy hoạch khai thác khoáng sản đến năm 2015, diện tích đưa vào quy hoạch khai thác đá xây dựng chủ yếu tập trung tại 3 huyện là Tân Uyên, Phú Giáo và Dĩ An, trong đó huyện Tân Uyên có 995,424 ha là khu vực chiếm phần lớn diện tích của các mỏ khai thác đá xây dựng trong toàn Tỉnh Theo định hướng các mỏ tại khu vực

Dĩ An sẽ không khai thác lâu dài, do vậy việc tập trung khai thác các mỏ tại khu vực Tân Uyên gia tăng

Hiện nay tình hình kinh thế giới cũng như Việt Nam chúng ta đang ở trong thời kỳ suy thoái kéo dài do vậy ảnh hưởng nhiều đến ngành khai thác khoáng sản làm VLXD, các đơn vị sản xuất VLXD cũng tìm mọi biện pháp

để giảm chi phí tại các khâu sản xuất hạ giá thành đến mức thấp nhất

Trong tất cả các khâu chế biến đá xây dựng thì khâu khoan nổ mìn cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng, khi nổ mìn kết quả nổ mìn phải đảm bảo kích cỡ cục đá đảm bảo phù hợp với hàm nghiền, nếu nổ không

đảm bảo chất lượng, khối lượng đá quá cỡ nhiều, thì dẫn tới tăng chi phí xử

lý đá quá cỡ, làm giá thành khai thác tăng cao

Từ thực tế trên, tác giả đề xuất đề tài: ‘’Nghiên cứu lựa chọn cỡ hạt

vật liệu bua hợp lý khi nổ mìn phá đá sản xuất vật liệu xây dựng tại mỏ

đá Thường Tân IV- Công ty CP đá Hoa Tân An khu vực Thường Tân, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương” mang tính cấp thiết, đáp ứng yêu cầu

thực tế hiện nay

2 Mục đích của đề tài (các kết quả cần đạt được)

Nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá bằng nổ mìn và giảm thiểu tác động tới môi trường trong quá trình khai thác mỏ đá xây xựng Thường Tân

IV của Công ty CP Hoa Tân An và định hướng cho các mỏ có điều kiện tương tự trong khu vực

3 Nội dung nghiên cứu của đề tài v à các vấn đề cần giải quyết

- Tổng kết đánh giá tình hình của mỏ đá xây dựng Thường Tân IV, Tân Uyên, Bình Dương

- Phân tích những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả công tác nổ mìn của

mỏ

- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các loại bua mìn đang sử dụng

- Nghiên cứu lựa chọn vật liệu bua và xác định kích cỡ hạt bua hợp lý khi nổ mìn đường kính 105mm nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn cho mỏ

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp phân tích tổng hợp: Tổng hợp phân tích đánh giá

số liệu trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm về công nghệ khoan nổ mìn tại

mỏ đá xây dựng Thường Tân IV

- Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm: Trên cơ sở thực tế các các bãi khoan nổ mìn đã khai thác tại các mỏ đá xây dựng Thường Tân IV

sẽ đánh giá chất lượng đống đá sau khi nổ mìn được xác định bởi các thông tin như kích thước cục đá, độ đồng đều về kích thước, tỷ lệ đá quá

cỡ và độ tơi của toàn bộ đất đá trong bãi nổ Bằng các phương pháp đánh

giá định lượng sẽ đánh giá sơ bộ về kích cỡ hạt bua ảnh hưởng đến công nổ mìn, từ đó rút ra những kết luận ghi chép cụ thể để có cơ sở điều chỉnh xác kích cỡ hạt bua hợp lý cho các bãi khoan nổ mìn tiếp theo

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các chuyên gia

ở trong và ngoài nước về công nghệ nổ mìn áp dụng máy khoan đường kính 105mm đã và đang áp dụng khai thác tại các mỏ đá xây dựng có điều kiện tương tự mỏ đá xây dựng Thường Tân IV

5 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

- Góp phần bổ sung vào cơ sở khoa học của việc sử dụng vật liệu bua hợp lý cho lỗ mìn đường kính 105mm khi khai thác các mỏ đá xây dựng xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy ở Việt Nam

6 Cấu trúc của luận văn

Toàn bộ đề tài được cấu trúc gồm: phần mở đầu, mục lục, 3 chương chính, phần kết luận, tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1: TỔNG KẾT TÌNH HÌNH CÔNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ XÂY

DỰNG THƯỜNG TÂN IV, TÂN UYÊN BÌNH DƯƠNG

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ KHOÁNG SẢN

1.1.1 Vị trí địa lý:

Mỏ đá xây dựng Thường Tân IV có diện tích 27,559 ha thuộc địa phận xã Thường Tân, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương Khu vực khai thác mỏ được khống chế bởi các điểm khép góc có tọa độ sau:

Bảng 1.1: Tọa độ ranh giới mỏ

Khu vực khai thác nằm ở phía Nam núi Lồ Ô là phần thấp chuyển tiếp giữa Địa hình đồi núi thấp với đồng bằng châu thổ Căn cứ vào hình thái nguồn gốc có thể chia ra 3 dạng địa hình sau:

+ Địa hình gò đồi thấp: Phân bố ở khu vực khai thác, tạo thành một dạng địa hình dương kéo dào theo hướng á kinh tuyến Cấu tạo nên dạng địa hình này là các trầm tích sông Plestocen thượng Địa hình có mức độ phân cắt yếu, độ cao tuyệt đối của dạng địa hình này thay đổi từ 5÷8 m, góc nghiêng bề mặt địa hình nhỏ

phá làm rẫy, trồng màu và cây ăn trái, trồng tràm

+ Địa hình đồng bằng tích tụ: Bao quanh địa hình gò đồi thấp cấu tạo nên chúng là các trầm tích Halocen hạ trung, thành phần chủ yếu là cát, bột, sét Bề mặt địa hình bằng phẳng, độ cao tuyệt đối từ 4÷5 m, đã được nhân dân khai phá làm lúa nước

1.1.3 Hệ thống sông suối:

Trong khu vực thăm dò không có sông, suối chỉ có vài khe, dòng tạm thời có độ phân cắt không đáng kể, độ dốc thoải không lộ đá gốc chỉ có nước vào mùa mưa Sông Đồng Nai là con sông lớn nằm ở phía Nam khu vực khai thác cách khu vực khai thác khoảng 1 km Nước sông chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 270C, cao nhất vào tháng 4 lên tới

77,8%, cao nhất vào tháng 9 lên tới 95% nhỏ nhất vào tháng 4: 62%

Tổng lượng mưa trong năm 1995 là 1.555,5mm Số ngày mưa trong năm là 77 ngày Lượng mưa lớn nhất trong năm là 136,4mm (ngày 16/9/1995) Theo số liệu quan trắc dài hạn, lượng mưa ngày lớn nhất được xác định là 179mm (tháng IX/1942)

Tốc độ gió trung bình trong năm 2-3m/s Hướng gió mùa khô chủ yếu theo hướng Đông Bắc - Tây Nam

1.1.6 Điều kiện giao thông

+ Đường bộ: Mỏ đá Thường Tân IV nằm gần đường giao thông Liên

tỉnh 746, cách thị trấn Uyên Hưng 14km về phía Đông, cách thị xã Thủ Dầu Một 40km, cách thành phố Biên Hòa 35km về phía Đông Bắc, Từ mỏ

có thể đi Đồng Nai, Thủ Dầu Một, TP Hồ Chí Minh bằng đường thủy cũng như đường bộ dễ dàng

+ Đường thủy: Mỏ đá Thường Tân IV cách Sông Đồng Nai khoảng

1000m, có thể vận chuyển đá theo sông Đồng Nai xuôi về thành phố Biên Hòa và các tỉnh miền Tây thuộc Đồng bằng sông Cửu Long bằng phương tiện ghe, xà lan, tàu tải trọng 500÷800 tấn đi lại dễ dàng

1.1.7 Đặc điểm kinh tế nhân văn

a, Đặc điểm Dân cư, văn hóa

Vị trí của mỏ nằm trên địa bàn Xã Thường Tân, huyện Tân Uyên chủ yếu là người Kinh sống tập trung thành ấp, làng ven bờ sông Đồng Nai Nghề sống chính là làm ruộng, buôn bán, trồng rau, đánh cá Đây là căn

cứ địa cách mạng hồi kháng chiến chống Mỹ (chiến khu Đ) nên bị chiến

tranh tàn phá nặng nề, hạ tầng cơ sở còn yếu Ngoài sản xuất nông nghiệp, một lực lượng lao động đáng kể đang tham gia khai thác và chế biến đá xây

dựng Đã có mạng lưới điện quốc gia phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt

b, Đặc điểm kinh tế

Đời sống nhân dân xã Thường Tân còn thấp, văn hóa thương nghiệp chậm phát triển Thị trấn Tân Uyên là trung tâm văn hóa của huyện, có

bệnh viện, trường học, nhà văn hóa, sân vận động

Người dân trong vùng sống chủ yếu bằng nghề nông ngoài ra trồng cây công nghiệp

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA

MỎ

1.2.1 Đặc điểm địa chất

Mỏ đá xây dựng Thường Tân IV nằm trong vùng chuyển tiếp giữa địa hình đồi núi thấp với đồng bằng tích tụ dọc theo sông Đồng Nai Theo báo cáo địa chất- khoáng sản nhóm tờ Đông thành phố Hồ Chí Minh tỷ lệ 1/50.000 do kỹ sư Ma Công Cọ chủ biên (năm 1994) và kết quả thăm dò các mỏ lân cận như mỏ đá Tân Mỹ, Thường Tân cấu trúc địa chất khu vực thăm dò có những đặc điểm chủ yếu sau đây:

- Hệ JURA, thống nhượng:

Trầm tích Halocen hạ-trung phân bố khá rộng rãi trong khu vực thăm dò, tạo thành bề mặt ven sông Đồng Nai Thành phần trầm tích gồm cát bột sét lẫn ít cuội sỏi Bề dày thay đổi từ 0,5÷ 10m; trung bình 2m

- Hệ Đệ Tứ (Q)

Trầm tích Halocen hạ-trung phân bố khá rộng rãi trong khu vực thăm

dò, tạo thành bề mặt ven sông Đồng Nai Thành phần trầm tích gồm cát bột sét lẫn ít cuội sỏi Bề dày thay đổi từ 0,5÷ 13m; trung bình 3,34m

1.2.2 Đặc điểm, chất lượng và tính chất công nghệ của đá

a, Thành phần thạch học

Qua kết quả thăm dò cho thấy trong phạm vi mỏ có 5 loại đá trầm tích có thành phần thạch học khác nhau, xen kẹp với nhau, gồm cát kết, cát bột kết, bột kết, sét kết và sét bột kết nằm xen kẽ nhau Kết quả phân tích thạch học cho thấy hầu hết các đá trầm tích lục nguyên có trong mỏ đều bị

biến chất yếu, có chứa vôi hoặc ngấm vôi Hướng cắm Tây Bắc (hướng

So với TCVN 1771:1998 thì đá trong khu vực khai thác có tính chất

cơ lý đáp ứng được yêu cầu của đá xây dựng

d, Hiện trạng khai thác

Mỏ đá xây dựng Thường Tân IV có trữ lượng đá xây dựng huy

khai thác từng năm thể hiện trong bảng 3, trữ lượng khai thác còn lại

thác trên mặt 15 ha (Hình 1-4)

liệu khai thác trong những năm qua tại mỏ tổng hợp (nguồn: số liệu nội bộ

của mỏ) VLNCN sử dụng

Moong khai thác Thường Tân III

Tà luy đất

Nhà tạm

- Bản đồ được thành lập bằng phương pháp toàn đạc

- Tọa độ VN 2000, Kinh tuyến trục 105 45' múi chiếu 3

- Độ cao Quốc Gia

Mương thoát nước

Đường vận chuyển

Ranh giới khai thác

Nhà cấp gạch

Tà luy đá

Hàng rào dây, lưới kim loại

Cầu cống dưới đường

Đường dây điện cao thế

Đường dây điện hạ thế

Điểm độ cao địa hình

Điểm đường chuyền cấp 1

Đường bình độ

Bãi đá sản phẩm

Bãi đá sản phẩm

Moong khai thác

Moong khai thác

Điểm trạm máy (cọc phụ) Tên điểm Độ cao

Mương bê tông Cây tràm

Trạm biến thế Cột thu lôi

623 623

200 200

400 400

600 600

800 800

000 000

624

624

400 400

600 600

800 800

000 000

200 200

400 400

Bãi đất

Bãi đất Bãi đất

Ngu?i ki?m tra

CƠNG TRÌNH: M? ÐÁ XÂY D? NG THU? NG TÂN IV

Ð?A ÐI? M: X.THU? NG TÂN, H TÂN UYÊN, T BÌNH DUONG

H? & tên

CH? Ð? U TU

Ks Tr?c d?a Ch? c danh

TÊN B? N V? : B? N Ð? Ð?A HÌNH HI? N TR? NG

CƠNG TY C? PH? N ÐÁ HOA TÂN AN

CƠNG TY C? PH? N ÐÁ HOA TÂN AN

Ch? ký

Ks Tr?c d?a Tr?n T? Th?ng Nguy?n Xuân Hồng - Nguy?n S? Hung

TTDV K? THU? T & CƠNG NGH? MICCO - NAM B?

Ð ch

Hình 1.1: Bản đồ hiện trạng khai thác mỏ (tháng 9 năm 2013)

Hình 1.2: Khu vực khai thác tầng 1

Hình 1.3: Khu vực khai thác tầng 2

Hình 1.4: Khu vực khai thác tầng 2&3

1.3 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CÁC THÔNG SỐ KHOAN

NỔ MÌN

Để phù hợp với điều kiện địa chất, điều kiện khai thác và công suất

mỏ, hệ thống khai thác theo lớp bằng, vận tải trực tiếp bằng ô tô tự đổ đã được áp dụng tại mỏ Các thông số hệ thống khai thác mỏ trình bày trong bảng 4 Các khâu công nghệ chính khai thác đá tại mỏ đá xây dựng Thường tân IV bao gồm: Khoan - Nổ mìn - Xúc bốc trực tiếp - Vận chuyển – Nghiền đập

Bảng 1.4: Các thông số của hệ thống khai thác (theo thiết kế kỹ thuật khai

thác của mỏ tháng 01/2007)

5 Góc nghiêng bờ mỏ kết thúc γkt độ 45

1.3.1 Công tác khoan nổ mìn

Đá bột kết, cát kết khai thác tại mỏ có hệ số độ kiên cố trung bình f =

6 ÷ 11 (theo phân loại của Protodiaconov (1911)), cường độ kháng nén trung bình 900 KG/cm2 vì vậy, đá xây dựng phải làm tơi sơ bộ bằng khoan nổ mìn trước khi xúc bốc

Theo hệ thống khai thác đã lựa chọn, đá được nổ mìn làm tơi theo các tầng có chiều cao 10m Khối lượng đá phải khoan nổ mìn hàng năm là 900.000 m3/năm

Để đáp ứng khối lượng đá xây dựng phải khoan nổ mìn hàng năm, mỏ

đã đầu tư máy khoan khí nén BMK-5 có đường kính lỗ khoan 105mm để khoan lỗ mìn

Bảng 1.5: Bảng tổng hợp các thông số khoan nổ mìn thực tế đang được áp

dụng tại mỏ

11 Suất phá đá kỹ thuật TB S m3/mlk 15,5

Ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo được năng suất của máy xúc do giảm được góc quay dỡ tải, sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô trong gương là tốt nhất, do đó rút ngắn được thời gian chu kỳ xúc đồng thời sơ đồ này đảm bảo được sự bằng phẳng của gương xúc là tốt nhất

Máy xúc thủy lực gầu ngược Komatsu PC 450 đứng ngay trên đống

đá đã được làm tơi bằng phương pháp khoan nổ mìn để xúc đá và chất vào ôtô Huyndai HD 270 ở dưới Máy xúc thuỷ lực gầu ngược có thể làm việc với các sơ đồ sau:

- Xúc ở dưới và chất vào ôtô đặt ở mức máy đứng

- Xúc ở trên đống đá và chất vào ôtô đặt ở tầng dưới

1.3.3 Công tác vận tải

Vận tải của mỏ được thực hiện bằng ô tô Huyndai HD270 có dung tích thùng xe 15 tấn

1.3.4 Công nghệ nổ mìn

Hiện tại mỏ đang áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai điện và vi sai phi điện

a Vật liệu nổ công nghiệp sử dụng tại mỏ:

- Thuốc nổ nhũ tương EE 31 có đặc tính chịu nước được sử dụng vào mùa mưa Đây là loại thuốc nổ có khả năng chịu nước rất cao, đồng thời rất

an toàn khi bảo quản, vân chuyển và sử dụng, ít độc hại và không gây ô nhiễm môi trường

Hình 1.5: Công tác phối hợp xúc bốc giữa ôtô và máy xúc tại mỏ

- Thuốc nổ ANFO, thuốc nổ Amônit AD1 sử dụng vào mùa khô hoặc phối hợp các loại thuốc nổ trên theo tỉ lệ phù hợp

- Các loại Vật liệu nổ công nghiệp tương đương nằm trong danh mục VLNCN sản xuất và sử dụng tại Việt Nam được Bộ Công Thương ban hành

-Phụ kiện nổ: Kíp điện vi sai, kíp vi sai phi điện, dây nổ chịu nước Mồi nổ (loại 175g/quả, loại 400g/quả) Khởi nổ bằng máy nổ mìn điện Đặc tính kỹ thuật của một số loại chất nổ sử dụng tại mỏ trình bày trong các bảng 6

Bảng 1.6 Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Nhũ tương EE 31

ST

Bảng 1.7: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ ANFO

Bảng 1.8: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Amonit AĐ1

Bảng 1.9: Đặc tính kỹ thuật của kíp điện vi sai

Bảng 1.10: Số của kíp điện vi sai tính bằng minigiây (ms)

- Dây nổ chịu nước Việt Nam:

Dây nổ là phương tiện truyền nổ, truyền sóng kích nổ, hoặc từ khối

chất nổ này đến khối chất nổ khác ở một khoảng cách nhất định trên mặt

đất hoặc từ mặt đất đến các lỗ khoan sâu ở các công trường nổ mìn lộ thiên

Bảng 1.11: Đặc tính kỹ thuật của dây nổ chịu nước

3 Khả năng chịu nước Giờ 24

Khối mồi nổ năng lượng cao VE 05 (175 - 400) g/quả, khối mồi nổ MN

31 (175 - 400)g/quả do Việt nam sản xuất: sử dụng để kích nổ khối thuốc nổ, các

loại thuốc nổ kém nhạy nổ với kíp có cường độ nổ số 8, dây truyền nổ

Bảng 1.12: Đặc tính kỹ thuật của mồi nổ VE-05

D©y næ

D©y næ

Thuèc næ

Lb

Lbpd

måi næ

Thuèc næ

Lb

måi næ

a) Phân đoạn lượng thuốc trong lỗ

khoan

b) Cột thuốc liên tục trong lỗ khoan a) Nổ mìn kíp vi sai điện + dây nổ xuống lỗ khoan

kÝp næ phi

®iÖn + måi næ

kÝp næ phi

®iÖn + måi næ

a)Phân đoạn lượng thuốc trong lỗ

+ Tín hiệu để báo nổ mìn: Dùng tín hiệu âm thanh

1.4 HỆ THỐNG KHAI THÁC

Hệ thống khai thác là trình tự hoàn thành các công tác mỏ lộ thiên trong giới hạn một khai trường hoặc một khu vực của nó Hệ thống khai thác đó cần phải đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt động được an toàn, kinh tế, đảm bảo sản lượng theo yêu cầu, thu hồi tối đa tài nguyên lòng đất, bảo vệ đất dai và môi trường xung quanh

Hệ thống khai thác có liên quan chặt chẽ với đồng bộ thiết bị khai thác sử dụng trong mỏ Mặt khác hệ thống khai thác được lụa chọn phải phù hợp với điều kiện địa hình của mỏ, phù hợp với công suất thiết kế của mỏ v.v

Xét điều kiện khai thác, kỹ thuật công nghệ, khả năng thiết bị thi công cũng như công suất khai thác được chọn áp dụng cho mỏ đá Thường

Tân IV là: Hệ thống khai thác kiểu rẽ quạt, khai thác theo lớp xiên, vận

tải trực tiếp trên tầng

Áp dụng hệ thống khai thác này có một số ưu điểm sau:

Có khả năng cơ giới hóa cao, cho phép sử dụng các thiết bị có công suất lớn, khi cần thiết có thể khai thác đồng thời trên nhiều tầng, đáp ứng được;

Thông số của gương tầng khai thác được mở rộng, điều kiện làm việc cho người và thiết bị an toàn, tổ chức công tác khai thác trên mỏ đơn giản;

Có thời gian dài cho công việc chuẩn bị tầng mới đảm bảo cho công tác khai thác được liên tục không bị gián đoạn;

1.5 NHẬN XÉT CHƯƠNG 1

- Với quy mô sản lượng hàng năm ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu thị trường, khối lượng chất nổ và phương tiện nổ sử dụng cũng tăng theo tương ứng, việc nâng cao chất lượng khâu khoan nổ mìn sẽ góp phần giảm chi phí khai thác và mang lại hiệu quả tốt hơn cho mỏ

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV

2.1 YẾU TỐ TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC NỔ MÌN

2.1.1 Ảnh hưởng của đặc điểm thạch học

Khi nổ mìn trong các khu vực có sự thay đổi đặc điểm thạch học đột ngột, dẫn đến sự thay đổi độ bền của đất đá trong cùng một bãi nổ, việc thiết kế phải được xem xét lại Một trong hai phương pháp sau có thể sử dụng là:

Hình 2.1: a - Sơ đồ mạng lỗ mìn đề nghị cho bãi nổ có sự tiếp xúc giữa hai loại

đá có đặc điểm thạch học thay đổi; b - Trường hợp thay đổi đặc điểm thạch học

điển hình với sự tiếp xúc của đất đá mềm dẻo

a Giữ nguyên sơ đồ mạng nổ bằng nhau cho cả hai loại đá và thay đổi các lượng thuốc nổ trong mỗi lỗ mìn

b Sơ đồ mạng nổ khác nhau với lượng thuốc nổ bằng nhau ở mỗi lỗ mìn Sự điều chỉnh này thường là giữ nguyên đường cản và thay đổi khoảng cách giữa các lỗ mìn trong hàng

Khi hai loại đất đá khác nhau về độ bền tiếp xúc với nhau, thí dụ đất

đá tiếp xúc với than, nếu các lỗ mìn đi qua các thành hệ này, sẽ xuất hiện

sự tổn thất năng lượng lớn kết hợp với sự giảm áp lực và sự thoát khí nổ, các loại vật liệu mềm dẻo sẽ biến dạng nhanh dẫn đến kết quả đập vỡ kẽm (hình 2.1)

Đối với mỏ đá Thường Tân IV, yếu tố này cũng được chú ý nhằm đảm bảo các thông số nổ phù hợp với đặc điểm thạch học tại từng khu vực

2.1.2 Ảnh hưởng của cấu trúc địa chất đến hiệu quả phá vỡ môi trường của chất nổ

a Tính không đồng nhất

Tính không đồng nhất của đá biểu hiện sự thay đổi các tính chất như nguyên tố cấu tạo, tính kết dính, tinh thể và trạng thái của độ rỗng, kích thước hạt, quy luật phân bố và sắp sếp, … trong không gian của tầng đá Sự thay đổi các tính chất trên càng lớn thì càng khó khăn cho việc tính toán và

dự tính kết quả nổ mìn

b Tính nứt nẻ

Đất đá trong tự nhiên luôn có các dạng nứt nẻ với mức độ và phạm

vi khác nhau Nguyên nhân của các nứt nẻ xuất hiện do các hoạt động địa chất ngoại sinh và nội sinh của vỏ trái đất Độ nứt nẻ của đá được đánh giá bởi các chỉ số mật độ nứt nẻ trên một đơn vị dài, diện tích hoặc thể tích của khối đá và chỉ số kích thước của khe nứt Nứt nẻ bao gồm cả những khe nứt hoặc cả những phay phá Nhìn chung yếu tố nứt nẻ trong đá làm giảm hiệu quả nổ, do sóng ứng suất bị triệt tiêu khi truyền qua khe nứt và trong những trường hợp nhất định nó làm thay đổi cả hướng văng

c Hướng cắm của đá

Cấu trúc địa chất của khối đá được đặc trưng bởi sự phân lớp, góc phương vị và góc dốc của lớp đá, cấu trúc phân lớp của khối đá có thể bắt gặp ở hầu hết các vụ nổ trên các mỏ lộ thiên

Đặc tính cấu trúc của khối đá có thể thuận lợi hoặc không thuận lợi trong việc dự báo các kết quả nổ mìn Những trạng thái thuận lợi xuất hiện khi cấu trúc của đá gần nhau và chặt khít, ở đó năng lượng chất nổ không bị tổn thất hoặc thoát ra ngoài Các trạng thái không thuận lợi xuất hiện khi năng lượng nổ không được giữ lại hoặc sự lan truyền ra ngoài sóng ứng suất trong khối đá bị gián đoạn do sự mở rộng khe nứt giữa các

bề mặt lớp đá Bãi nổ sẽ được thiết kế tùy theo hướng phá vỡ với sự chú

ý đến góc phương vị và góc dốc của vỉa đá (hình 5)

Hình 2.2 Các hướng cắm của vỉa đá so với mặt thoáng

a - Hướng cắm của vỉa đá cùng chiều với mặt thoáng; b - Hướng cắm của vỉa đá ngược chiều với mặt thoáng; c - Hướng cắm của vỉa đá vuông góc

với mặt thoáng Khi hướng cắm của vía đá ‘thuận’ với mặt sườn tầng và hướng cắm phá đá (hình 2.2.a) sẽ khai thác hiệu quả năng lượng của chất nổ do tác dụng của sóng nén, sóng phản xạ tác dụng vào mặt yếu nhất của các lớp đá

từ phía mặt tự do Sự dịch chuyển của đất đá nổ như mong muốn và thường không để lại mô chân tầng sau khi nổ Nhược điểm chính khi hướng cắm ‘thuận’ là hậu xung nhiều, có thể gây hiện tượng cắt lỗ cho các

lỗ mìn hàng sau do sự dịch chuyển của các lớp đá theo mặt yếu của chúng

Khi hướng cắm của vỉa đá ngược so với mặt sườn tầng và hướng phá đá (hình 2.2.b), thuận lợi chủ yếu là giảm tác dụng hậu xung, nhưng nhược điểm là hướng ứng suất nén và sóng phản xạ tác dụng lên khối đá đều không thuận lợi, nhiều nguy cơ xuất hiện mô chân tầng và đá treo có thể xuất hiện ở hàng sau cùng

Khi hướng phá đá dọc theo hướng phân lớp của vỉa đá (hình 2.2.c),