Nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ khai thác vật liệu xây dựng của..

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ khai thác vật liệu xây dựng của..

1. Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o C«ng tr×nh hoµn thµnh t¹i: Bé m«n Khai th¸c lé thiªn, Tr−êng ®¹i häc Má - §Þa chÊt Khoa Má, Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: 1. GS.TS. Nh÷ V¨n B¸ch, Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt 2. TS. Nguyyễn Đăng Tế, VINACONEX nguyÔn §×nh An Ph¶n biÖn 1: TSKH Nguyễn Thanh Tuân Hội khoa học công nghệ mỏ Việt Nam NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU THUỐC NỔ NHẰM ĐẢM BẢO MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ CHO MỘT Ph¶n biÖn 2: TS Nguyễn Phụ Vụ SỐ MỎ KHAI THÁC VẬT LIỆU XÂY DỰNG CỦA VIỆT NAM . Hội khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Ngành: Khai thác mỏ Ph¶n biÖn 3: TS Nguyễn Sỹ Hội Mã số: 62520603 Hội khoa học công nghệ mỏ Việt Nam tãm t¾t LuËn ¸n tiÕn sÜ kü thuËt LuËn ¸n sÏ ®−îc b¶o vÖ tr−íc Héi ®ồng đánh giá luËn ¸n cÊp Tr−êng, häp t¹i: Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt, Phường Đức Thắng, Quận Bắc Từ Liêm, Hµ Néi. Vµo håi giê ngµy th¸ng n¨m 2014. Cã thÓ t×m hiÓu luËn ¸n t¹i Th− viÖn Quèc gia Hµ Néi, hµ néi - 2014 hoÆc Th− viÖn tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt
2. 1 2 thực nghiệm về mối quan hệ của các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI thuốc nổ, tác giả đề xuất phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp Khai thác mỏ nói chung và khai thác lộ thiên nói riêng, công tác lý nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá tối ưu cho một số mỏ khai nổ mìn là một khâu rất quan trọng nó có ảnh hưởng trực tiếp tới các thác đá VLXD của Việt Nam để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khâu công nghệ xúc bốc, vận tải, nghiền sàng. cho công tác nổ mìn. Ngày nay chúng ta đã đạt được nhiều thành tựu trong việc nghiên 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU cứu lý thuyết nổ mìn và vật liệu nổ cho ngành khai thác mỏ. Đã và - Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xác định chỉ tiêu tiêu thuốc đang có rất nhiều công trình nghiên cứu để hoàn thiện các thông số nổ hợp lý nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá tối ưu ở một số mỏ nổ mìn nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá. khai thác đá VLXD, chủ yếu là ở một số mỏ đá khai thác VLXD của Chỉ tiêu thuốc nổ là một thông số nổ mìn rất quan trọng. Chi phí Việt Nam. thuốc nổ để phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá theo yêu cầu và nhiệm - Phạm vi nghiên cứu là công tác nổ mìn ở các mỏ khai thác đá vụ của công tác nổ gọi là chỉ tiêu thuốc nổ. Chỉ tiêu thuốc nổ là một VLXD của Việt Nam. thông số nổ mìn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của môi trường tiến 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU hành công tác nổ, yêu cầu cỡ hạt đống đá sau khi nổ, loại chất nổ, - Nghiên cứu về công nghệ nổ mìn trong khai thác mỏ, chỉ tiêu công nghệ và các thông số nổ mìn khác.v.v thuốc nổ và các thông số nổ mìn. Một số công thức tính toán chỉ tiêu thuốc nổ ở nước ngoài đã - Nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ. được áp dụng cho một số mỏ Việt Nam, song chưa sát với điều kiện thực - Nghiên cứu mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với độ nổ và tế của các mỏ bởi các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ chưa xác mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn. định được chính xác. - Nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ nhằm đảm bảo mức độ đập Từ những kinh nghiệm khai thác ở nước ngoài và những hạn chế vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam. còn tồn tại trong công tác nổ mìn tại các mỏ khai thác lộ thiên nói 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU chung và đặc biệt tại các mỏ khai thác đá vật liệu xây dựng (VLXD) Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng để thực hiện luận án là: ở nước ta, ta thấy việc nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ nhằm - Phương pháp tổng hợp; phân tích so sánh; kế thừa; thống kê và đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ khai thác đá 3 phương pháp đồ thị. VLXD của Việt Nam là rất cấp thiết. Với hàng chục triệu m đất đá - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. cần phá vỡ bằng chất nổ, nếu việc tính toán hợp lý giảm được 1 ÷ 2% 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN chỉ tiêu thuốc nổ thì sẽ làm giảm đáng kể khối lượng thuốc nổ được Chỉ tiêu thuốc nổ là một thông số nổ mìn quan trọng, có ảnh sử dụng. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp cho các đơn vị sản xuất chủ hưởng và quan hệ mật thiết đến các thông số nổ mìn khác. Xác định động hơn trong công tác nổ mìn và nâng cao hiệu quả sản xuất kinh các thông số nổ mìn hợp lý sẽ quyết định chất lượng và hiệu quả doanh, đảm bảo hiệu quả đầu tư công nghệ mới, an toàn hơn với con công tác nổ mìn của mỏ. người và môi trường xung quanh. Kết quả nghiên cứu là: xây dựng được phương pháp xác định chỉ Vì vậy đề tài luận án: “Nghiªn cøu x¸c ®Þnh chØ tiªu thuèc næ tiêu thuốc nổ có cơ sở khoa học, căn cứ vào mối quan hệ giữa chỉ tiêu nh»m ®¶m b¶o møc ®é ®Ëp vì ®Êt ®¸ hîp lý cho mét sè má khai thuốc nổ với những yếu tố ảnh hưởng, đảm bảo sử dụng thuận lợi khi th¸c vËt liÖu x©y dùng cña ViÖt Nam”, mang tính cấp thiết, đáp ứng nổ mìn khai thác đá vật liệu xây dựng. yêu cầu thực tế hiện nay trong công nghiệp mỏ ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho những mỏ khai thác đá 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI VLXD của Việt Nam, đảm bảo hiệu quả và giảm thiểu tác động môi Trên cơ sở vật liệu nổ do Việt Nam sản xuất, kết hợp với lý trường khai thác. thuyết, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước và kết quả
3. 3 4 7. NHỮNG LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÁC 1. Chỉ tiêu thuốc nổ là thông số cơ bản đóng vai trò quan trọng ĐỊNH CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VÀ CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN khi nổ mìn khai thác đá VLXD. Các yếu tố ảnh hưởng đến nó được 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG NGÀNH chia thành hai nhóm: Nhóm biến số và nhóm hệ số. KHAI THÁC MỎ 2. Chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ (qcn) được xác định theo MĐĐV Khi khai thác những khoáng sản có ích bằng phương pháp lộ đất đá yêu cầu (dtb) và mức độ nứt nẻ (dmax) là cơ sở xác định chỉ tiêu thiên hay hầm lò, hầu hết đều gặp đất đá có độ cứng f = 6 ÷ 14, và thuốc nổ với điều kiện nổ bất kỳ. Quan hệ giữa qcn và dtb là quan hệ 70% khoáng sản cần phá vỡ. tuyến tính. Phương pháp phá vỡ hiện nay chủ yếu là phương pháp khoan nổ 3. Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý khi khai thác đá VLXD cần được xác mìn với công nghệ nổ mìn lỗ khoan lớn và lỗ khoan con. định bằng cách kết hợp lý thuyết với thực nghiệm trên cơ sở mối 1.2. VAI TRÒ Ý NGHĨA CỦA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ TRONG CÔNG quan hệ định lượng giữa chỉ tiêu thuốc nổ với hai nhóm các yếu tố TÁC NỔ MÌN ảnh hưởng và xuất phát từ chỉ tiêu thuốc nỏ công nghệ, qcn. Một trong những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá hiệu quả phá vỡ đất 8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN đá bằng nổ mìn là độ cục của đống đá nổ hay MĐĐV đất đá. Phụ - Đã xác định chỉ tiêu thuốc nổ cho các mỏ khai thác đá VLXD thuộc vào đồng bộ thiết bị khai thác (dung tích gầu xúc, phương thức trên cơ sở sử dụng chất nổ do Việt Nam sản xuất, phương pháp nổ vận tải, nghiền sàng) mà xác định thành phần cỡ hạt của đống đá nổ mìn vi sai phi điện và MĐĐV yêu cầu khi khai thác đá VLXD. sao cho đạt hiệu quả cao nhất. Thông số nổ mìn quyết định MĐĐV là - Căn cứ vào mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với các yếu tố chỉ tiêu thuốc nổ. ảnh hưởng, đã tiến hành phân loại các yếu tố thành hai nhóm thuận 1.3. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ CHỈ TIÊU THUỐC NỔ lợi cho việc tính toán chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý. 1.3.1. Chỉ tiêu thuốc nổ tính toán, ký hiệu q - Đã xây dựng được công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ trên cơ Đây là giá trị của chỉ tiêu thuốc nổ để tính toán, thiết kế ban đầu sở phân nhóm những yếu tố ảnh hưởng một cách toàn diện. hay tiến hành những vụ nổ đầu tiên trong điều kiện cụ thể theo yêu - Đã xây dựng được phần mềm thiết kế hộ chiếu nổ mìn xuất phát cầu mục đích của công tác nổ mìn. Một số tác giả khác, thường coi đây từ chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý. là chỉ tiêu thuốc nổ. 9. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN 1.3.2. Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, qth Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận án gồm hơn Khái niệm này giúp cho các xí nghiệp quản lý sản xuất tốt hơn, 145 trang đánh máy, nhiều bảng biểu và hình vẽ minh họa, tham đồng thời là giá trị thực tiễn để áp dụng cho công tác nổ mìn trong khảo nhiều tài liệu trong và ngoài nước, được bố trí theo trình tự sau: những điều kiện tương tự. Bởi vì giá trị chỉ tiêu thuốc nổ thực tế chỉ Chương 1- Tổng quan tình hình nghiên cứu xác định chỉ tiêu tính được sau khi đã hoàn tất công tác nổ mìn và xúc bốc. thuốc nổ và các thông số nổ mìn. 1.3.3. Chỉ tiêu thuốc nổ tạo phễu nổ chuẩn, qc Chương 2- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ. Chỉ tiêu thuốc nổ tạo phễu nổ tiêu chuẩn là chi phí thuốc nổ để Chương 3- Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với độ nổ và mức phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá nguyên khối tạo nên phễu nổ tiêu độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn chuẩn. Chương 4- Nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ nhằm đảm bảo 1.3.4. Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn , q0 mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ khai thác đá vật liệu xây Chất lượng công tác nổ mìn được đánh giá bằng thành phần cỡ dựng của Việt Nam hạt của đống đá nổ, vậy chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn là chi phí thuốc nổ 10. CÁC ẤN PHẨM CÔNG BỐ cần thiết để phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá nguyên khối nhằm tạo Theo hướng nghiên cứu của luận án đã công bố 15 công trình nên cỡ hạt theo yêu cầu (trong điều kiện nổ chuẩn). đăng trong tạp chí ngành mỏ, hội thảo khoa học trong và ngoài nước.
4. 5 6 1.3.5. Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, qhl thường được các tác giả thừa nhận về mặt định tính, còn về giá trị Với quan điểm này thì chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý (qhl) là chi phí định lượng chỉ thay đổi bằng cách nhân với hệ số tỉ lệ nào đó tuỳ theo thuốc nổ cần thiết để đập vỡ một đơn vị thể tích đất đá dẫn đến tổng điều kiện nổ cụ thể hoặc lấy theo giá trị kinh nghiệm. chi phí các khâu công nghệ là nhỏ nhất. Nhóm 4: Các phương pháp điều khiển nổ như nổ vi sai, phân 1.4. TỔNG QUAN VỀ CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN KHI KHAI THÁC đoạn, nổ tầng cao, nổ trong môi trường nén thường được các tác giả LỘ THIÊN đánh giá bằng một hệ số thực nghiệm. Khi nổ mìn ở mỏ lộ thiên có 2 loại thông số nổ mìn: 3- Phương pháp nghiên cứu và thành lập công thức của các tác Các thông số mạng lỗ khoan và các thông số của lượng thuốc nổ. giả trên thường qua 3 bước. 1.5. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHỈ TIÊU Bước 1: Nghiên cứu về mặt lý thuyết các mối quan hệ của chỉ THUỐC NỔ tiêu thuốc nổ với các yếu tố ảnh hưởng đến nó. Các công trình nghiên cứu chủ yếu được tổng hợp như sau: Bước 2: Tiến hành thực nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc thí - Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ theo kích thước cỡ hạt nghiệm công nghiệp để xác định một số giá trị định lượng. yêu cầu (Kuznetsov, B.N Kutuzov). Bước 3: Thiết lập mối quan hệ cụ thể của chỉ tiêu thuốc nổ với - Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ theo năng lượng chất các yếu liên quan, một số yếu tố ảnh hưởng ít hay không xác định nổ (I.P.Oxanhit và P.X. Mirônov). được có thể chuyển thành hệ số kinh nghiệm. - Phương pháp xác định theo chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn (V.V. 1.6.2. Những vấn đề tồn tại trong các công trình nghiên cứu về Rjevxki). chỉ tiêu thuốc nổ - Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ theo quy luật phân bố a- Lựa chọn loại chất nổ lấy làm tiêu chuẩn để tính toán, các tác giả cỡ hạt đống đá nổ mìn. chưa đề cập đầy đủ đến các yếu tố đặc trưng cho đặc tính năng lượng của 1.6. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CHỈ chất nổ. TIÊU THUỐC NỔ b- Với sự ra đời của phương pháp nổ mìn vi sai (1934 ÷ 1935), 1.6.1. Một số nhận xét các công trình nghiên cứu về chỉ tiêu thuốc phương tiện nổ phi điện (1970 ÷ 1973) và việc áp dụng nó đã mang nổ đã được công bố lại hiệu quả lớn cho các mỏ khai thác lộ thiên. Nổ mìn vi sai phi điện 1- Các công trình nghiên cứu đều thừa nhận chỉ tiêu thuốc nổ là (vi sai toàn phần) có phương tiện nổ hiện đại, nó hơn hẳn phương một thông số cơ bản có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đập vỡ pháp nổ mìn vi sai với những phương tiện nổ khác bởi những ưu đất đá và giá thành sản phẩm. điểm sau: 2- Hầu hết các công trình đã đánh giá đúng đắn về mặt định tính - Có khả năng điều chỉnh được MĐĐVđất đá do tăng thời gian các yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định giá trị của chỉ tiêu thuốc nổ. tác dụng nổ trong khối đá, tăng vùng đập vỡ điều chỉnh. Các yếu tố ảnh hưởng có thể phân chia thành các nhóm sau: - Có khả năng mở rộng mạng lưới lỗ khoan (do tạo ra bề mặt tự Nhóm 1: Các yếu tố đặc trưng môi trường tiến hành công tác nổ do mới) mà vẫn đảm bảo chất lượng đập vỡ, điều đó góp phần làm như tính chất cơ lý của đất đá : độ cứng f, độ nứt nẻ, độ cứng truyền giảm chi phí khoan do tăng suất phá đá. âm, mật độ đất đá v.v - Sơ đồ đấu ghép mạng nổ bằng phương tiện nổ phi điện là sơ đồ Nhóm 2. Các yếu tố về loại chất nổ được sử dụng làm chuẩn. Tuỳ linh hoạt, uyển chuyển nhất, dễ dàng thay đổi được hướng truyền nổ theo từng nước có ngành công nghiệp chất nổ phát triển, tuỳ theo và hướng truyền sóng chấn động, đảm bảo an toàn cho những công điều kiện nổ và tính chất đất đá mà các tác giả chọn chất nổ làm tiêu trình xung quanh. chuẩn có thể là AmônítN06 hoặc ANFO. - Giảm được chỉ tiêu thuốc nổ mà vẫn cải thiện được chất lượng đập vỡ. Nhóm 3: Các thông số của mạng nổ mìn cũng được các tác giả - Quy mô nổ mìn có thể tăng lên và điều khiển được tác dụng quan tâm, đặc biệt đường kính lượng thuốc d. Các thông số khác chấn động.
5. 7 8 Nổ mìn vi sai phi điện cải thiện được chất lượng đập vỡ, và giảm 2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHỈ TIÊU THUỐC NỔ thiểu những tác dụng có hại đến môi trường (nhất là tác dụng chấn - Các yếu tố đặc trưng cho môi trường tiến hành công tác nổ. động), nhưng cơ sở khoa học về hiệu quả đập vỡ đất đá của nó vẫn chưa - Các yếu tố về công nghệ kỹ thuật: được nghiên cứu một cách toàn diện trong điều kiện nước ta. Ảnh hưởng của các thông số nổ mìn; Ảnh hưởng của loại thuốc c- Đất đá là đối tượng để phá vỡ bằng nổ mìn là môi trường phức sử dụng; Ảnh hưởng của phương pháp điều khiển nổ. tạp không đồng nhất đẳng hướng. Quá trình nổ xảy ra một cách cực 2.3. MỘT SỐ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ VỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ kỳ nhanh chóng nên việc xác định trạng thái ứng xuất của từng chất TIÊU THUỐC NỔ VỚI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG điểm ở từng điểm là vô cùng khó khăn. Việc sử dụng vật liệu tương Các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ có thể được phân làm đương để mô hình hoá mẫu nổ, sau đó lấy hệ số kinh nghiệm để 2 nhóm: chuyển đổi sang môi trường thực trong công tác nổ mìn cụ thể, nên - Nhóm biến số: Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp, có tính thay đổi liên tục thường dẫn đến các trị số sai số lớn. đến chỉ tiêu thuốc nổ là: d- Các công thức thiết lập thường phức tạp hoặc quá nhiều các hệ + Tính chất cơ lý của đất đá, được đặc trưng bởi hệ số độ kiên cố số kinh nghiệm làm giảm khả năng ứng dụng trong thực tế. f và độ nứt nẻ của đất đá. e- Thông qua việc phân tích tổng quan ở trên, nhận thấy các công trình + MĐĐV yêu cầu, tức là thành phần cỡ hạt của đống đá nổ, được nghiên cứu trong và ngoài nước đều khẳng định rằng MĐĐV (thể hiện đặc trưng bằng kích thước trung bình của cục đá. qua đường kính trung bình cỡ hạt) có ảnh hưởng quan trọng tới chỉ tiêu ệ ố ế ố ả ưở đế ỉ ố ổ ở ứ độ thuốc nổ. Hiện nay chưa có công trình nào đi sâu nghiên cứu giải quyết về - Nhóm h s : Các y u t có nh h ng n ch tiêu thu c n m c vấn đề này đầy đủ, phù hợp với điều kiện thực tế ở các mỏ khai thác đá nhất định, tùy thuộc vào điều kiện nổ, cụ thể là: VLXD ở nước ta. Vì vậy có thể rút ra một số vấn đề cần thiết nghiên cứu + Loại chất nổ sử dụng; tiếp theo như sau: + Phương pháp điều khiển nổ. Xây dựng phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho các + Công nghệ - kỹ thuật khi tiến hành công tác nổ. mỏ khai thác đá VLXD ở nước ta trên cơ sở: Áp dụng phương pháp CHƯƠNG 3: MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VỚI ĐỘ nổ mìn vi sai sử dụng phương tiện nổ phi điện với loại chất nổ do NỔ CỦA ĐẤT ĐÁ VÀ MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG NỔ MÌN Việt Nam sản xuất (ANFO); MĐĐV đất đá yêu cầu ở các mỏ khai thác đá VLXD. 3.1. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VỚI ĐỘ NỔ CỦA ĐẤT ĐÁ CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU NHỮNG YẾU TỐ Đất đá là đối tượng tác động trực tiếp của công tác khoan nổ mìn. ẢNH HƯỞNG TỚI CHỈ TIÊU THUỐC NỔ Độ nổ đặc trưng cho mức độ khó nổ mìn của đất đá và được xác định 2.1. YÊU CẦU CỦA CÔNG TÁC NỔ MÌN Ở CÁC MỎ KHAI THÁC bằng chỉ tiêu thuốc nổ trong điều kiện chuẩn cụ thể. Chỉ tiêu thuốc nổ ĐÁ VLXD càng lớn thì mức độ khó nổ mìn của đất đá càng cao và ngược lại. - Kích thước cỡ hạt của đống đá nổ mìn phải đồng đều, ít đá quá cỡ. 3.2. PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ MỎ - Kích thước đống đá (chiều cao, chiều rộng) phải phù hợp với Việc Phân loại đất đá mỏ có ý nghĩa thực tế lớn khi tiến hành công tác thiết bị xúc bốc, vận tải, đảm bảo năng suất và an toàn cho thiết bị, mỏ trên quan điểm lựa chọn máy khoan, phương pháp nổ, xây dựng định phù hợp với thông số của HTKT. mức khai thác và chi phí nguyên vật liệu cho công tác khoan nổ mìn. - Đảm bảo mặt tầng bằng phẳng, ít hậu xung, nâng cao hệ số sử 3.2.1. Cơ sở phân loại đất đá theo độ nổ dụng mét khoan hữu ích. Cơ sở để phân loại đất đá theo độ nổ là chỉ tiêu thuốc nổ, đối với - Xuất phát từ đặc điểm của công tác nổ mìn, phải đảm bảo tuyệt loại chất nổ nhất định, trong điều kiện nhất định và đất đá được phá đối an toàn cho người, nhà cửa và các công trình khác do tác dụng vỡ thành những cục có độ lớn xác định. của sóng chấn động, sóng đập không khí và đá văng.
6. 9 10 3.2.2. Phân loại đất đá theo độ nổ cho một số mỏ khai thác đá 3.2.3. Xây dựng chương trình phần mềm phân loại đất đá theo độ VLXD ở Việt Nam nổ cho các mỏ khai thác đá VLXD Việt Nam 3.2.2.1. Nội dung phương pháp phân loại Phân loại đất đá theo độ nổ dựa vào chỉ tiêu thuốc nổ qo. Với chỉ tiêu thuốc nổ qo, cỡ hạt của đống đá nổ mìn phân bố chuẩn theo đường thẳng. Phương pháp xác định qo như sau: Đối với mỗi loại đất đá nổ 2 đợt thí nghiệm với chỉ tiêu thuốc nổ khác nhau q1 và q2 , xác định đặc tính phân bố cỡ hạt với kích thước x ≤ x0 ( P1 và P2) tương ứng với 2 đợt nổ, xác định q0 như sau: P lgqq 1 21 3 P2 , kg/m (3.1) q 0 = X 0 ()q 2 − 1 lgq L max Hình 3.1- Sơ đồ khối xác định chỉ Hình 3.2- Giao diện phần mềm xác định Trong đó: P1, P2- Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 tiêu thuốc nổ chuẩn mức độ khó nổ cho các mỏ đá tương ứng với 2 đợt nổ q1 và q2. 3.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VÀ MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ 3.2.2.2. Kết quả phân loại đất đá theo độ nổ cho một số mỏ khai Để đánh giá hiệu quả phá vỡ bằng nổ mìn thì một trong những thác đá VLXD của Việt Nam chỉ tiêu cơ bản là độ cục của đống đá nổ (Dtb). MĐĐV đất đá với Phương pháp này đã được tiến hành thử nghiệm tại một số mỏ đá cùng điều kiện nổ, chỉ tiêu thuốc nổ lớn thì Dtb nhỏ. Phụ thuộc vào vôi: Mỏ đá vôi Ninh Dân – Thanh Ba – Phú Thọ thuộc Công ty xi đồng bộ thiết bị khai thác (dung tích gầu xúc, phương thức vận tải) măng Sông Thao, Mỏ đá vôi Văn Xá – Thừa Thiên Huế thuộc Công mà yêu cầu thành phần cỡ hạt của đống đá nổ sao cho đạt hiệu quả ă ệ ỏ đ ườ ty xi m ng LUKS Vi t Nam, m khai thác á VLXD Th ng Tân IV cao nhất. – Bình Dương, với điều kiện thực tế là sử dụng đường kính lỗ khoan 3.3.1. Mức độ đập vỡ đất đá hợp lý bằng nổ mìn từ 76 đến 105mm, chiều cao tầng 7 ÷ 15 m, dung tích gầu xúc 3.3.1.1. Khái niệm chung về mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn E = 2 ÷ 5 m3, sử dụng phương pháp nổ mìn visai (phương tiện nổ phi điện), thuốc nổ AD-1, tỷ lệ các cục lớn (quá cỡ) trong đống đá sau Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm của nước ngoài thì kích khi nổ 0,56 Đặc biệt khó nổ 0 đống đá nổ mìn:
7. 11 12 γ D Dcp ∑ ii D = (3.7) D tb = (3.4) tb 3 100  V   qc  14 −  Trong đó: Di - kích thước trung bình của cỡ hạt thứ i; γi - tỷ lệ cỡ  Vo  hạt thứ i, %. Trong đó: Vqc - tỷ lệ đá quá cỡ khi nổ,%; Vo - tỷ lệ khối nứt tự 3.3.1.2. Xác định M ĐĐ V đất đá bằng nổ mìn nhiên trong nguyên khối có kích thước lớn hơn kích thước cục đá cho Có thể xác định MĐĐVđất đá bằng nổ mìn theo các phương pháp sau: phép, %. - Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ bằng Qua kết quả thống kê và phân tích số liệu nhận thấy đối với các phương pháp năng lượng xác suất. mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam, xác định MĐĐV yêu cầu - Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ theo theo điều kiện kỹ thuật sử dụng công thức (3.7) là phù hợp. Ở đây phương pháp bán thực nghiệm của V.M. Kuzơnhetxôv. kích thước cục đá cho phép Dcp xác định theo điều kiện nghiền sàng. - Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ theo Kích thước cục đá vào lớn nhất phụ thuộc vào loại máy nghiền và phương pháp của B.N. Kutuzôv. năng suất của máy. - Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU THUỐC NỔ bằng phương pháp bình quân từ tỷ lệ cỡ hạt đo được trong thực tế. NHẰM ĐẢM BẢO MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ CHO MỘT 3.3.1.3. Đánh giá MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn SỐ MỎ KHAI THÁC ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG CỦA VIỆT NAM MĐĐV đất đá bằng nổ mìn được coi là hợp lý (MĐĐV hợp lý) 4.1. NGHIÊN CỨU XÁC LẬP MỨC ĐỘ QUAN HỆ CỦA CHỈ TIÊU khi nó đảm bảo tổng chi phí cho một đơn vị sản phẩm khai thác là tối THUỐC NỔ VỚI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG thiểu. Để xác định được chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý đối với điều kiện thực n n tế của các mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam, chúng ta sẽ lần lượt ∑ C i + E∑ K i → min ; (3.5) =1i =1i nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với các yếu tố Trong đó: Ci - chi phí sản xuất tính cho một mét khối đất đá ảnh hưởng khi tiến hành công tác nổ mìn. tương ứng của các khâu: khoan nổ lần 1, xúc, vận tải, phá đá quá cỡ, 4.1.1. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và 3 đ/m ; Ki - chi phí cơ bản tính cho một mét khối đất đá tương ứng của loại chất nổ các khâu: khoan, xúc, vận tải, nghiền sàng, đ/m3; E - Hệ số hiệu quả Để lựa chọn loại chất nổ hợp lý cẩn căn cứ vào: vốn đầu tư. - Thứ nhất là tính năng kỹ thuật và những đặc tính năng lượng 3.3.1.4. MĐĐV vỡ hợp lý ở các mỏ khai thác đá VLXD của chất nổ, cụ thể là nhiệt lượng nổ, mật độ, khả năng công nổ và Để xác định mức độ đập vỡ hợp lý theo điều kiện kỹ thuật cho sức công phá, khả năng kích nổ ổn định và tốc độ kích nổ, độ bền các mỏ khai thác đá VLXD có thể sử dụng các phương pháp sau: nước, độ bền hoá - lý - Theo dung tích gầu xúc: - Thứ hai là giá thành thuốc nổ, nghĩa là phải tính toán xem thuốc nổ sử dụng có lợi về kinh tế hay không sau khi đã cân nhắc về kỹ d = 15,0( ÷ )2,0 3 E (3.6) tb thuật. 3 Trong đó: E- dung tích gầu xúc, m Khi xác định chỉ tiêu thuốc nổ với loại chất nổ sử dụng khác với - Xác định kích thước cục trung bình Dtb theo phương pháp của chất nổ chuẩn cần phải kể đến hệ số quy đổi thuốc nổ vì đặc tính B.N. Kutuzôv. năng lượng của chất nổ là khác nhau.
8. 13 14 4.1.2. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với 4.1.5. Nghiên cứu xác lập mối q, kg/m3 q = adtb + b tính chất cơ lý của đất đá quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với 3 Từ thực tế công tác nổ mìn, từ kết quả thực nghiệm của nhiều MĐĐV Đây là một yêu tố quan trọng công trình nghiên cứu và từ cơ sở lý thuyết ta có thể khẳng định đây trong việc xác định chỉ tiêu M0 q0 là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp và lớn nhất đối với việc thuốc nổ hợp lý. Qua các kết quả tính toán chỉ tiêu thuốc nổ. nghiên cứu ta có thể khẳng định tiªuthuèc ChØ næ q, kg/m d Trong số các tính chất cơ lý đặc trưng cho môi trường đất đá có rằng mối quan hệ của chỉ tiêu 0 0 dtb , m KÝch th−íc trung b×nh cña côc ®¸ dtb , m ảnh hưởng đến việc phá vỡ bằng năng lượng nổ như: độ kiên cố, độ thuốc nổ với đường kính trung Hình 4.1- Chỉ tiêu thuốc nổ phụ nứt nẻ, mật độ, độ giòn, độ dính, độ dẻo, độ rai, độ hạt, độ nở rời, bình cỡ hạt là hàm tuyến tính thuộc vào kích thước trung bình tính phân lớp Nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả đã đi (Hình 4.1) nghĩa là: của cục đá đến kết luận mức độ ảnh hưởng của độ kiên cố, độ nứt nẻ, mật độ đến q = ϕ (dtb) = adtb + b (4.1) chỉ tiêu thuốc nổ là mạnh nhất. 4.1.6. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với 4.1.3. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với việc bảo vệ môi trường sinh thái Để bảo vệ môi trường, cần thiết phải: các thông số nổ mìn - Lựa chọn loại chất nổ và phương tiện nổ phù hợp với tính chất 4.1.3.1. Mối quan hệ chỉ tiêu thuốc nổ với đường kính lượng thuốc cơ lý của đất đá để đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng tối đa và Việc lựa chọn đường kính lượng thuốc hợp lý có ảnh hưởng trực lượng khí độc sinh ra tối thiểu. tiếp đến mức độ đập vỡ và gía thành sản phẩm. Tuy nhiên với yêu - Tính toán giá trị hợp lý của chỉ tiêu thuốc nổ. cầu cụ thể về mức độ đập vỡ thì xu hướng nên tăng tối đa đường kính - Sử dụng kỹ thuật-công nghệ nổ mìn thích hợp. lượng thuốc bởi vì đường kính lớn thì khả năng khắc phục đường cản 4.2. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU THUỐC NỔ HỢP LÝ KHI NỔ MÌN KHAI THÁC ĐÁ VLXD lớn, do đó mở rộng được mạng lưới lỗ khoan, giảm được chi phí 4.2.1. Phân tích, đánh giá và phân loại các yếu tố ảnh hưởng đến khoan và tăng chỉ tiêu suất phá đá. chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý 4.1.3.2. Mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với khoảng cách Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu thuốc nổ, chủ yếu giữa các lượng thuốc nhất là: Qua kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ quan hệ của chỉ tiêu - Đặc tính năng lượng chất nổ; Tính chất cơ lý của đất đá; Mức độ đập vỡ; Các thông số nổ mìn; Bảo vệ môi trường sinh thái. thuốc nổ với các thông số nổ mìn như đường kính lượng thuốc, Mức độ quan hệ của từng yếu tố đến chỉ tiêu thuốc nổ có khác đường cản chân tầng, khoảng cách giữa các lượng thuốc, khoảng nhau. Căn cứ vào tính chất đó ta có thể phân chia thành hai nhóm. cách tương đối giữa các lượng thuốc có thay đổi nhưng không lớn - Nhóm 1: Các yếu tố ảnh hưởng có sự thay đổi liên tục, có còn tuỳ thuộc vào yêu cầu mục đích của công tác nổ mìn. nghĩa là khi thay đổi giá trị của yếu tố ảnh hưởng thì giá trị của chỉ 4.1.4. Nghiên cứu xác lập mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ tiêu thuốc nổ cũng thay đổi. Các yếu tố đó ta coi như biến số của hàm số chỉ tiêu thuốc nổ, gồm: với các phương pháp điều khiển nổ + Các yếu tố đặc trưng cho môi trường đất đá nổ như độ cứng f, Khi tính toán chỉ tiêu thuốc nổ người ta không tính phương pháp độ nứt nẻ và mật độ đất đá. nổ là một biến số của hàm số chỉ tiêu thuốc nổ mà chỉ là một hệ số + Mức độ đập vỡ, được đặc trưng bằng kích thước trung bình (đường thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện tiến hành công tác nổ. kính trung bình) của cục đá trong đống đá sau nổ mìn. - Nhóm 2: Các yếu tố ảnh hưởng có sự thay đổi ít, có nghĩa là thay đổi giá trị điều kiện của yếu tố thì giá trị của chỉ tiêu thuốc nổ
9. 15 16 chịu ảnh hưởng trong một khoảng nhất định. Các yếu tố này được tính Bảng 4.1: Kết quả đo thành đến như một hệ số ảnh hưởng, bao gồm: phần cỡ hạt Loại chất nổ sử dụng khác với chất nổ lấy làm tiêu chuẩn; Các phương pháp điều khiển nổ; Các thông số nổ mìn; Mức độ tác động môi trường. Nếu như chỉ tiêu thuốc nổ là một hàm số Y thì các yếu tố ảnh hưởng là những biến số x1, x2, Có thể Hình 4.3- Giao diện phần mềm để biểu diễn hàm số đó dưới xác định thành phần cỡ hạt dạng: - Từ kết quả thực nghiệm tại một số mỏ đá vôi tác giả đã xây Y = f(x , x , .) (4.2) 1 2 dựng mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ được thể 4.2.2. Lựa chọn loại chất Hình 4.2- Sơ đồ minh họa hàm số chỉ tiêu hiện trên (Hình 4.5, 4.6, 4.7). nổ lấy làm tiêu chuẩn thuốc nổ q và các yếu tố ảnh hưởng Căn cứ vào yêu cầu và x x - là các biến số; k , k Là các hệ số đặc điểm của các mỏ khai 1, 2 1 2 ảnh hưởng thác VLXD, tác giả chọn loại chất nổ ANFO do Việt Nam sản xuất Đồ ị ễ ễ ự làm thuốc nổ tiêu chuẩn để tính toán. Hình 4.4- th bi u di n s 4.2.3. Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ phân bố thành phần cỡ hạt 4.2.3.1. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào yêu cầu nhiệm vụ của công tác nổ mìn (MĐĐV) Qua quá trình thực nghiệm, cũng như theo lý thuyết phá vỡ đất đá bằng nổ mìn, quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với kích thước cỡ hạt là Hình 4.5- Đồ thị biểu diễn một hàm số tuyến tính, có thể biểu diễn dưới dạng sau đây: mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc qcn = adtb + b (4.2) nổ và mức độ đập vỡ tại mỏ đá vôi Trong đó: a, b- Là hai hệ số tìm bằng thực nghiệm; dtb - Kích Ninh Dân thước cục đá yêu cầu ứng với chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ qcn. Để xác định mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và kích thước cỡ hạt tác giả đã tiến hành nổ thực nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân thuộc Công ty xi măng Sông Thao, mỏ đá Thường Tân IV- Bình Dương và Hình 4.6- Đồ thị biểu diễn thu thập số liệu tại mỏ đá Yên Duyên thuộc Công ty xi măng Bỉm mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc Sơn và một số mỏ khác, phương pháp tiến hành như sau: nổ và mức độ đập vỡ tại mỏ đá - Các mỏ tiến hành thu thập số liệu có độ cứng đất đá thay đổi từ Thường Tân IV f = 6 ÷ 12 và nứt nẻ thuộc cấp II. III và IV. - Sau mỗi đợt nổ tiến hành chụp ảnh đống đá sau khi nổ và theo dõi quá trình xúc, sử dụng phần mềm Autocad và Spit - Desktop để Hình 4.7- Đồ thị biểu diễn xác định thành phần cỡ hạt của đống đá nổ mìn (Hình 4.3), kết quả mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc đo cỡ hạt thể hiện ở bảng 4.1 và đồ thị biểu diễn sự phân bố thành ổ ứ độ đậ ỡ ạ ỏ đ phần cỡ hạt được trình bày ở hình 4.4. n và m c p v t i m á vôi - Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất để biểu diễn mối Yên Duyên. quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ.
10. 17 18 Qua kết quả thực nghiệm ta nhận thấy: nếu các yếu tố ảnh hưởng Từ số liệu bảng 4.2 ta xác định được mối quan hệ giữa tỉ số khác được cố định như độ cứng, trọng lượng riêng, độ nứt nẻ, lọai q1/qcn với độ kiên cố của đất đá như sau: 0,262 chất nổ, mà chỉ có sự thay đổi về cỡ hạt (mức độ đập vỡ), ta nhận q1/qcn = 0,635.f (4.6) thấy: Ở đây tỉ số q1/qcn chính là hệ số k1 cần tìm. Từ công thức (4.6) ta 0,262 - Khi dtb ≈ 0 thì qcn = qmax = b nhận thấy f tương đương với căn bậc 4 của f, như vậy từ công - Khi qcn = 0 → 0 = admax + b thức (4.6) ta có: b b k = 635,0 ×4 f (4.7) → d max −= → a −= 1 a d max Công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ có dạng: Trong đó: dmax – Đường kính khe nứt cực đại trong nguyên khối. 4 Do đó công thức (4.2) sẽ là: q1 =k1 ×qcn = 635,0 × f ×qcn (4.8) d tb 4.2.3.3. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào khối lượng riêng của đất đá q cn −= b + b (4.3) d max Kể đến ảnh hưởng của khối lượng riêng của đất đá γđ ta nhân với - Theo kết quả thống kê từ các vụ nổ ở các mỏ khai thác đá hệ số k2, như vậy công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ như sau: 3 VLXD thì chỉ tiêu thuốc nổ lớn nhất qmax là 0,8 kg/m . Khi đó q2 = k2.q1 (4.9) 3 Đối với các mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam, khối lượng qcn = qmax = 0,8kg/m → b = 0,8, như vậy công thức (4.3) có dạng 3 như sau: riêng của đất đá trung bình là 2,6 t/m . Qua kết quả nghiên cứu lý thuyết và kết quả nổ thực nghiệm hệ số k2 được xác định như sau: d tb (4.4) q cn −= 8,0 + 8,0 γ d max k = đ 2 (4.10) Công thức (4.4) xác định chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ qcn được 6,2 thiết lập từ kết quả nổ thực nghiệm tại một số mỏ khai thác VLXD Thay (4.10) vào (4.9) ta được: của Việt Nam, vì vậy phạm vi ứng dụng của công thức (4.4) là γ q = đ × 635,0 × 4 f × q các mỏ khai thác VLXD có độ kiên cố f = 6 ÷ 12, độ nứt nẻ cấp II, 2 6,2 cn (4.11) III và IV. 4.2.3.4. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào loại thuốc nổ sử dụng 4.2.3.2. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào độ cứng f Kể đến ảnh hưởng của loại chất nổ sử dụng ta nhân với hệ số k3 Tính chất cơ lý của đất đá được đặc trưng bằng hệ số độ kiên cố k3 = Qtc/Q (4.12) f. Hệ số độ kiên cố tăng thì giá trị chỉ tiêu thuốc nổ tăng. Kể đến hệ Trong đó: Q- Nhiệt lượng nổ của chất nổ sử dụng, Kcal/kg; số ảnh hưởng của độ kiên cố sử dụng hệ số k , ta có: 1 Qtc- Nhiệt lượng nổ của chất nổ lấy làm tiêu chuẩn ANFO. q1 = k1.qcn (4.5) Công thức tính chỉ tiêu thuốc nổ có dạng: Trên cơ sở phân tích số liệu từ các đợt nổ thực nghiệm và thống γ đ 4 (4.13) kê ta xác định định được mối quan hệ giữa độ kiên cố đất đất đá với q 3 = k 3 × × 635,0 × f × q cn 6,2 chỉ tiêu thuốc nổ q và q (Bảng 4.2). cn 1 4.2.3.5. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào phương pháp điều khiển nổ Bảng 4.2: Mối quan hệ của độ kiên cố f với chỉ tiêu thuốc nổ qcn và q1 §é cøng (f) 6 7 8 9 10 11 12 và cấu trúc lượng thuốc ChØ tiªu thuèc næ công Qua kết quả thực nghiệm và thống kê số liệu tại một số mỏ khác 3 0,25 0,28 0,32 0,35 0,40 0,45 0,48 nghệ qcn, (kg/m ) nhận thấy các phương pháp điều khiển nổ áp dụng đều giảm được chỉ ChØ tiªu thuèc næ q , 1 0,25 0,304 0,354 0,397 0,465 0,535 0,582 tiêu thuốc nổ so với phương pháp nổ tức thời với lượng thuốc tập (kg/m3) trung, do đó hệ số kể đến phương pháp điều khiển nổ k4 <1, cụ thể TØ sè q1/qcn 1 1,07 1,10 1,13 1,16 1,18 1,21
11. 19 20 như sau: k4 = 0,85 ÷ 0,9 khi nổ mìn vi sai phi điện; k4 = 0,8 ÷ 0,85 và sơ đồ đấu ghép mạng nổ. Chương trình được viết bằng ngôn ngữ khi nổ mìn vi sai phi điện với kết cấu lượng thuốc phân đoạn. Hệ số lập trình VBA/Excel giúp cho người kỹ sư dễ dàng sử dụng để tính kể đến phương pháp điều khiển nổ thay đổi từ 0,8 ÷ 0,9 tùy thuộc toán các thông số nổ mìn và lập hộ chiếu nổ mìn một cách nhanh vào phương tiện nổ sử dụng và kết cấu của lượng thuốc. chóng, chính xác và tin cậy. Như vậy công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ sẽ là: 4.3.1. Cấu trúc phần mềm γ Phần mềm thiết kế hộ chiếu nổ mìn gồm 4 phần: q = k × k × đ × 635,0 × 4 f × q (4.14) 3 4 3 6,2 cn - Phần 1: Thông tin chung 4.2.3.6. Ảnh hưởng của các thông số nổ mìn - Phần 2: Xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý Ảnh hưởng của các thông số nổ mìn đến chỉ tiêu thuốc nổ cũng - Phần 3: Xác định các thông số nổ mìn như ảnh hưởng chỉ tiêu thuốc nổ đến môi trường sinh thái không có - Phần 4: Vẽ sơ đồ đấu ghép mạng nổ quan hệ trực tiếp, chỉ xác định thông qua các biện pháp kỹ thuật - 4.3.2. Giới thiệu một số giao diện và kết quả tính toán bằng phần công nghệ, và do đó khi lựa chọn giá trị chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, các mềm đã được lập yếu tố trên không thể hiện trong tính toán. Từ các công thức (4.4 ÷ 4.14) ta lập được công thức cuối cùng xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý như sau: d γγγ 3 q === 653,0 ××× 4 −−− 8,0(f tb +++ )8,0 ××× đ ××× k ××× k ,kg/m (4.15) hl d 6,2 3 4 max Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ kết hợp giữa lý thuyết và Hình 4.9- Giao diện khai báo thực nghiệm nêu trên đã thể hiện được tính ưu việt như: thông tinh chung của mỏ - Phương pháp xây dựng có căn cứ khoa học phù hợp với lý thuyết về phá vỡ đất đá bằng nổ mìn và phù hợp với kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nước. - Bản chất của phương pháp đã thể hiện một cách cụ thể ảnh hưởng của các yếu tố lấy làm biến số, các yếu tố ảnh hưởng không liên tục đã đưa vào hệ số, giá trị các hệ số được xác định bằng thực Hình 4.10- Giao diện tính chỉ nghiệm. tiêu thuốc hợp Công thức tính chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý đáp ứng được các yêu cầu, mục đích khác nhau của công tác nổ mìn như khi thay đổi cỡ hạt của đống đá nổ, thay đổi tính chất cơ lý đất đá, điều kiện nổ .v.v. Công thức cũng được thiết lập từ điều kiện thực tế của Việt Nam như loại chất nổ sử dụng, kết quả nhiều vụ nổ của một số mỏ khai thác đá VLXD. 4.3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU THUỐC Hình 4.8- Sơ đồ khối của chương NỔ, THÔNG SỐ NỔ MÌN VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU GHÉP MẠNG NỔ trình phần mềm thiết kế Trên cơ sở nghiên cứu tác giả đã xây dựng chương trình phần lý hộ chiếu nổ mìn ệ ơ đồ mềm tính toán chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, tính toán các thông số nổ mìn Hình 4.11- Giao di n s đấu ghép mạng nổ
12. 21 22 nhóm: nhóm biến số và nhóm hệ số. Với điều kiện cụ thể, chỉ tiêu thuốc nổ được xác định trên cơ sở mối quan hệ định lượng của nó với 400 400 400 400 400 2 nhóm yếu tố đã nêu trên. 42 42 42 42 42 17 17 17 17 3. Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đến chỉ tiêu thuốc nổ là độ nổ ÐKN 400 400 400 400 400 của đất đá và MĐĐV đất đá yêu cầu. Hình 4.13- Sơ đồ đấu ghép Hình 4.12- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ - Độ nổ được đặc trưng bằng chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 (khi đó mạng nổ khi sử dụng phương khi sử dụng phương tiện nổ phi điện cỡ hạt đống đá nổ mìn phân bố theo đường thẳng). Khi phân loại đất tiện nổ điện đá theo độ nổ ở các mỏ khai thác đá VLXD có thể sử dụng chương trình phần mềm do tác giả xây dựng. - MĐĐV đất đá yêu cầu ở các mỏ đá VLXD có thể xác định theo điều kiện kỹ thuật (sử dụng công thức của GS. Kutuzov, với Dcp tính theo điều kiện nghiền sàng). 4. Đối với điều kiện nổ mìn ở các mỏ đá VLXD của Việt Nam, hợp lý là lựa chọn chất nổ ANFO do Việt Nam sản xuất làm thuốc nổ chuẩn. Hệ số chuyển đổi được tính theo chỉ tiêu năng lượng của chất nổ sử dụng so với năng lượng nổ của ANFO. 5. Chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ (qcn) được xác định theo MĐĐV đất đá yêu cầu (dtb) và mức độ nứt nẻ (dmax) là cơ sở để xác định chỉ tiêu thuốc nổ với điều kiện bất kỳ. Quan hệ giữa qcn và dtb là quan hệ tuyến tính (qcn = adtb + b). 6. Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý khi khai thác đá VLXD được xác định bằng con đường lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, xuất phát từ chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ qcn. Các yếu tố độ kiên cố, độ nứt nẻ, mật độ đất đá, MĐĐV đất đá được đưa vào công thức xác định chỉ tiêu thuốc . nổ như những biến số, còn những yếu tố khác đưa vào dưới dạng các Hình 4.14. Giao diện hộ chiếu nổ mìn hệ số. 7. Trên cơ sở công thức tính chỉ tiêu thuốc nổ đã đề xuất, có thể KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ tiến hành tính toán thông số nổ mìn, lập hộ chiếu nổ mìn theo chương trình phần mềm đã được tác giả xây dựng trong luận án. KẾT LUẬN 1. Phá vỡ đất đá bằng nổ mìn là khâu đầu tiên trong quy trình KIẾN NGHỊ công nghệ khai thác mỏ, đặc biệt là khai thác đá VLXD. Thông số nổ Để ứng dụng có hiệu quả những kết quả nghiên cứu vào thực tế mìn cơ bản nhất ảnh hưởng đến hiệu quả nổ mìn là chỉ tiêu thuốc nổ, cần tổ chức triển khai công tác nổ mìn thực nghiệm cho nhiều mỏ nó quyết định đến chất lượng đống đá sau nổ mìn và mức độ ảnh khai thác đá VLXD để bổ sung dữ liệu cho việc tính toán chỉ tiêu hưởng đến môi trường xung quanh. thuốc nổ hợp lý. 2. Có rất nhiều yếu tố về tự nhiên và kỹ thuật – công nghệ ảnh Các sản phẩm khoa học của luận án cần được sự quan tâm, phối hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ. Các yếu tố này được phân thành hai hợp của các mỏ khai thác đá VLXD để ứng dụng trong công tác nổ
13. 23 24 mìn phục vụ sản xuất nâng cao hiệu quả công tác nổ mìn và giảm 9. Nguyễn Đình An (2011). Một số phương pháp phân loại theo độ. thiểu ảnh hưởng tới môi trường. Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 6. Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam. Hà Nội. Tr. 45-47. DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 10. Nguyen Dinh An, Tran Khac Hung (2011). Reduce of ground 1. Nguyễn Đình An (2004). Nghiên cứu lựa chọn chỉ tiêu thuốc nổ vibration in blasting at Nui Beo surface coal mine. Proceedings of hợp lý cho mỏ lộ thiên Việt Nam. Tuyển tập báo cáo HNKH lần thứ The International Symposium on Earth Science and Technology 16 Trường ĐH Mỏ - Địa chất. Tr.37-41 2011, 6-7 December 2011, Kyushu University, Fukuoka, Japan 2. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Nhữ Văn Phúc (2006). Nổ mìn 11. Nguyen Dinh An , Nhu Van Bach, Nguyen Van Sang, Tran đảm bảo kích thước cỡ quặng II ở mỏ Apatit Lào Cai. Tạp chí KHKT Khac Hung, Tran Dinh Bao (2012). Determination of reasonable Mỏ - Địa chất, số chuyên đề ngành KTLT. Trường ĐH Mỏ - Địa powder factor for Vietnam limestone quarries. The 2nd International chất, Hà Nội. Tr. 11-14 Conference on Advances in Mining and Tunneling. Hanoi, August 3. Nguyễn Đình An, Bùi Xuân Nam (2006). Mô phỏng trình tự nổ 23-25, 2012. Publishing House for Science and Technology. P. 350- mìn visai trên máy vi tính. Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số chuyên 352 (ISBN 978-604-913-081-6). đề ngành KTLT. Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Tr. 74-75 12. Nhu Van Bach, Nguyen Dinh An, Le Qui Thao (2012). 4. Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyển, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Đình Analyzing the factors affecting to the vibration when blasting with An, Nhữ Văn Phúc (2006). Những biện pháp giảm thiểu tác dụng non-electric detonators. The 2nd International Conference on chấn động khi nổ mìn ở mỏ than Núi Béo. Tạp chí KHKT Mỏ - Địa Advances in Mining and Tunneling. Hanoi, August 23-25, 2012. chất, số 14 Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Tr. 58-62 Publishing House for Science and Technology. P. 338-340 (ISBN 5. Nguyễn Đình An, Trần Khắc Hùng (2010). Nghiên cứu phương 978-604-913-081-6). pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho các mỏ khai thác vật liệu 13. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Lê Quí Thảo, Trần Đình Bão xây dựng. Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 5. Hội Khoa học Công nghệ (2012). Hoàn thiện công nghệ khoan lỗ khoan đường kính lớn áp mỏ Việt Nam. Hà Nội. Tr. 36-38. dụng cho các mỏ khai thác đá lộ thiên ở Việt Nam. Báo cáo Hội nghị 6. Nguyễn Đình An, Nhữ Văn Bách, Trần Quang Hiếu, Nhữ Văn khoa học lần thứ 20, Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội - Việt Nam. Phúc (2010). Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả và giảm Tr. 141. những tác động có hại đến môi trường khi nổ mìn ở mỏ đá vôi Văn 14. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Bùi Xuân Nam, Trần Khắc Xá thuộc Công ty HH xi măng LUKS (Việt Nam). Báo cáo Hội nghị Hùng (2012). Phương pháp xác định tốc độ dao động của nền đất khi Khoa học kỹ thuật mỏ lần thứ 19, Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Tr. 3-9. nổ mìn vi sai phi điện. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 7. Nguyễn Đình An, Trần Quang Hiếu, Trần Khắc Hùng (2011). 38. Trường ĐH Mỏ - Địa chất. Hà Nội. Tr. 25-28. Một số phương pháp xác định vận tốc dao động cực đại gây ra bởi 15. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Trần Khắc Hùng (2012) – chấn động nổ mìn trong khai thác mỏ lộ thiên. Tuyển tập báo cáo Hội “Nghiên cứu lựa chọn điểm khởi nổ và trình tự nổ nhằm giảm tác nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ 22. Hội Khoa học và công nghệ dụng chấn động khi nổ vi sai phi điện”. Tạp chí công nghiệp mỏ, số 8. Nguyễn Duy Thành, Nguyễn Đình An, Tôn Thất Hàm, Đinh 2. Tr. 19 – 23. Ngọc Hùng, (2011). Thực trạng công tác khai thác đá làm vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ 22. Hội Khoa học và công nghệ mỏ Việt Nam. Nha Trang - Việt Nam. Tr. 229-232.