Giáo trình Kỹ thuật an toàn mỏ lộ thiên: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 của giáo trình "Kỹ thuật an toàn mỏ lộ thiên" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: kỹ thuật an toàn trong quá trình khai thác lộ thiên; an toàn khi sử dụng các dạng năng lượng trong mỏ lộ thiên; phòng chống sét và phòng chống cháy trên mỏ lộ thiên;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Kỹ thuật an toàn mỏ lộ thiên: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

CHƯƠNG 4 KỸ THUẬT AN TOÀN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC LỘ THIÊN 4.1. Tính toán các yếu tố khai thác đảm bảo an toàn cho người và thiết bị 4.1.1. Đối với mỏ khai thác lộ thiên bằng phương pháp cơ giới và bán cơ giới 4.1.1.1. Chiều cao tầng H (m) Chiều cao tầng là một trong những thông số kỹ thuật chủ yếu của hệ thống khai thác Mỏ lộ thiên. Chiều cao của tầng khai thác phụ thuộc vào thiết bị xúc bốc, phương tiện vận tải tính chất cơ lý của đất đá, kỹ thuật khoan nổ mìn. Chiều cao hợp lý của tầng đảm bảo cho cả về chi phí sản xuất kinh doanh là nhỏ nhất và quá trình làm việc của tầng đối với thiết bị xúc bốc, phương thức vận tải, thiết bị vật tư khác và hơn nữa là đối với công nhân lao động trên tầng phải là an toàn nhất. Khi chiều cao tầng không hợp lý, chắc chắn xẩy ra một trong hai hậu quả sau: - Chiều cao tầng cao hơn “so với mức hợp lý” thì dễ sập đổ, trượt lở tầng tự nhiên (Hoặc do mưa lũ, chấn động do nổ mìn ...), tỷ lệ đá quá cỡ sau một đợt nổ mìn tăng lên, gây trở ngại cho công tác xúc bốc và làm tăng chi phí khoan nổ mìn lần 2, nghiêm trọng hơn là làm tăng khả năng mất an toàn lao động, nguy hiểm cho người và thiết bị làm việc ở tầng. - Chiều cao tầng thấp hơn “so với mức hợp lý” cũng không hoàn toàn tránh hết được những hậu quả nói trên, mà làm giảm năng suất của thiết bị xúc bốc, kéo theo giảm năng suất của phương tiện vận tải. Điều này cần hạn chế trong thiết kế và thi công. - Để đảm bảo kỹ thuật an toàn và năng suất của thiết bị xúc bốc, vận tải, chiều cao tầng được chọn như sau: + Trong đất đá mềm, không phải khoan nổ mìn (hoặc tầng than, quặng, tầng khai thác lộ thiên bằng sức nước). H  Hxmax ; (m). + Trong đất đá rắn, phải khoan nổ mìn: H  1,5Hxmax : (m). Ở đây: H- chiều cao tầng (m). Hxmax - Là chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc (m). Quan nghiên cứu và kiểm nghiệm thực tế, khi khai thác vỉa dốc nghiêng và dốc đứng, người ta thường chọn chiều cao kỹ thuật và an toàn của tầng: + H = 12  15 m (Đối với máy xúc ЭKГ-4,6) + H = 17  20 m (Đối với máy xúc ЭKГ-8И) là hợp lý. Kết hợp với điều kiện kỹ thuật khai thác và an toàn lao động, chiều cao tầng khai thác khi làm việc với các loại máy xúc tay gàu kiểu bình thường, có thể tham khảo bảng 4-1. 101
Bảng 4-1. Chiều cao kỹ thuật an toàn khai thác bằng máy xúc tay gàu kiểu bình thường. Loại máy xúc Chiều cao xúc; (m) Chiều cao tầng trong đất đá; (m) Phải nổ mìn Không phải nổ mìn ЭKГ- 4 10 15 10 ЭKГ - 5 10,5 16 10,5 ЭKГ - 8 13 20 13 ЭKГ - 12 16,5 25 16,5 Ở một số nước tiên tiến, khi sử dụng loại máy xúc cần dài, chất tải lên thiết bị vận chuyển đặt ở tầng trên thì công tác kỹ thuật an toàn lao động đối với yếu tố chiều cao tầng có khác, trong giáo trình này không đề cập cụ thể. 4.1.1.2. Góc dốc sườn tầng  (độ) Gốc dốc sườn tầng thường là một yếu tố tự nhiên của tầng công tác, chủ yếu phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá (Độ ẩm, độ cứng, tỷ trọng của nó, điều kiện phay phá, đứt gãy của đới vò nát trong vỏ quả đất chỗ tầng đi qua ...) và mức độ hậu xung của đợt nổ mìn trước đó. Nhằm đảm bảo điều kiện kỹ thuật an toàn trong khai thác Mỏ lộ thiên, khi tính chọn góc dốc sườn tầng lấy trị số theo bảng 4-2. Bảng 4-2. Trị số góc dốc sườn tầng phụ thuộc vào loại đất đá mỏ theo điều kiện kỹ thuật an toàn. Thang độ cứng I  II III IV  VII  IX  XI  XIV  đất đá (Loại) VI VIII X XIII XVI Góc ổn định của 34 39  45 45 51 60 70 70 đất đá trong tầng; độ Góc dốc sườn 60 60 60 65 70 80 80 tầng; độ Góc dốc sườn tầng thường lớn hơn góc ổn định tự nhiên (Góc nghỉ) của đất đá trong tầng. Bởi vậy, nhằm đảm bảo điều kiện kỹ thuật an toàn cho công tác mỏ tiếp theo thì sau mỗi đợt nổ mìn và xúc xong đống đá, phải kiểm tra lại sườn tầng để phát hiện trường hợp sườn tầng có dạng “hàm ếch”, nếu có phải xử lý ngay. Góc dốc sườn tầng ở bờ tĩnh (các tầng không công tác) thường được gia cố chu đáo hơn, nhằm đảm bảo công tác an toàn cho thiết bị vận tải và người qua lại. Ở đây trị số góc dốc suờn tầng có thể nhỏ hơn một vài độ so với bảng 4-2. Góc dốc sườn tầng ở bờ tĩnh nhằm đảm bảo an toàn cho công tác mỏ, được trình bày ở bài tiếp theo. 4.1.1.3. Chiều rộng mặt tầng B (m) * Đối với bờ công tác (Bờ động) của Mỏ lộ thiên: 102
Chiều rộng mặt tầng công tác là một thông số của hệ thống khai thác. Ở mỏ lộ thiên lớn kích thước này được tính toán cẩn thận ngay từ thiết kế kỹ thuật và lập kế hoạch dài hạn, ngắn hạn của mỏ, vì nó có ý nghĩa hết sức thiết thực làm hạn chế chi phí khai thác, nó tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động khoan nổ, vận tải và xúc bốc, đảm bảo công tác an toàn lao động tốt nhất. Tuy nhiên, trong quá trình thi công chiều rộng mặt tầng công tác ở một số vị trí, ở một số mỏ vẫn còn tình trạng vi phạm. Chiều rộng mặt tầng nhỏ hơn thiết kế, gây cản trở cho việc thực hiện sản lượng mỏ, khối lượng của kỳ kế hoạch tiếp theo và có thể xẩy ra một số hậu quả khôn lường khác. Ở một số Mỏ lộ thiên vùng Quảng ninh - đó là hiện tượng thường xẩy ra trong quý IV của năm kế hoạch, mà người ta quen gọi là “bóc ngắn, cắn dài”. Tồn tại này khiến cho công tác kỹ thuật an toàn phải thường xuyên quan tâm, kiểm tra, giám sát và có biện pháp giải quyết hoặc đề xuất cụ thể. Muốn vậy, phải căn cứ vào các điều kiện sau đây để so sánh. Chiều rộng mặt tầng công tác bị ràng buộc chặt chẽ bởi các điều kiện sau: - Tính chất cơ lý của đất đá nguyên khối ở tầng đó (Cứng hay mềm, đồng nhất hay nứt nẻ ...). - Phương thức vận tải và quy mô của nó (Vận tải bằng ô tô có tải trọng lớn, vừa, vận tải bằng đường sắt ... số tuyến, số làn xe chạy). - Khả năng của công tác khoan và quy mô nổ mìn mỗi đợt (Đối với các thiết bị khoan СБЩ-250 МН; БС-110/25; БВС-2 ... thì chiều rộng mặt tầng có khác khi mỏ dùng loại máy khoan đập cáp, khoan động). - Loại thiết bị xúc bốc: + Nhằm đảm bảo công tác kỹ thuật khai thác, kỹ thuật an toàn cho người và thiết bị trong quá trình khai thác, chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu khi vận tải bằng ô tô được xác định theo sơ đồ sau. 2 1 2 1 1 1 C2 H A Z C1 C2 A Z C1 T T  H   2R  C3 X A 0 0 Bmin Bđ Bmin a- Xúc trong đất đá mền. b- Xúc trong đất đá cứng. Hình 4-1. Sơ đồ xác định chiều rộng mặt tầng công tác khi vận tải bằng ô tô. Trong đó: Bmin - Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu khi khai thác ở bờ động; (m). 1-Trục di chuyển của máy xúc 2- Trục đường vận tải. H- Chiều cao tầng; (m). A- Chiều rộng khoảnh khai thác; (m). C1- Khoảng cách an toàn ở mép tầng, thường lấy C1 = 1  2 ; (m). 103
C2- Khoảng cách an toàn cho thiết bị phụ ở mép trong của tầng (Kể từ chân đống đá nổ mìn của tầng trên đến biên giới hoạt động cho phép của người và thiết bị, sau khi vừa nổ mìn xong); (m).  - Góc nghiêng sườn tầng; (độ).  - Góc ổn định của đất đá trong tầng; (độ). R- Bán kính vòng quay của ô tô; (m). X- Chiều rộng phần chân đống đá nổ mìn; (m). Z- Chiều rộng đáy lăng trụ trượt lở, (m). T- Chiều rộng lòng đường vận tải, m. Bmin  Z + C1 + T + C2 + X + A ; (m). Thông thường chiều rộng mặt tầng công tác để cho ô tô vào nhận tải ở máy xúc theo sơ đồ lượn vòng là 20  28 m (khi đất đá mỏ ở tầng đó mềm); Trường hợp đất đá mỏ ở tầng đó cứng, thì chọn chiều rộng mặt tầng công tác ở bờ động theo điều kiện an toàn của Mỏ lộ thiên tham khảo bảng 4-3. Bảng 4-3. Chiều rộng cho phép của mặt tầng công tác ở bờ động của Mỏ lộ thiên theo yêu cầu sản xuất và an toàn lao động (Khi vận tải bằng ô tô). Chiều Bán Khoảng Chiều Chiều Chiều rộng kính cách an rộng rộng Máy xúc Ô tô cao đống đá quay toàn (m) mặt khoảnh tầng nổ mìn của ô C1 C2 tầng tối khai thác (H) (m) A+X (m) tô (R) thiểu (A) (m) (m) (m) ЭKГ - 4 KpAЗ - 222 10 25 39,0 12 14,5 26 10,5 3,0 2,5 39,5 15 29 41,0 БЕЛАЗ-540 10 25 34,6 12 14,5 26 8,3 3,0 2,5 35,1 15 29 36,6 БЕЛАЗ- 10 25 34,6 540B 12 14,5 26 8,3 3,0 2,5 35,1 15 29 45,0 БЕЛАЗ-548 10 25 40,5 12 14,5 26 11,0 3,5 2,5 41,0 ЭKГ - 8 БЕЛАЗ-548 10 34 45,0 12 20,0 37 11,0 3,5 2,5 46,5 15 40 48,0 БЕЛАЗ- 10 34 34,1 540B 104
+ Trong trường hợp Mỏ lộ thiên vận tải bằng đường sắt thì chiều rộng mặt tầng công tác nhằm đảm bảo cho thiết bị vận tải hoạt động an toàn và an toàn cho công tác mỏ (khai thác) thường lớn hơn, bởi lẽ “Kích thước an toàn theo tính đặc thù riêng biệt” của phương tiện, tham khảo hình sau khi lựa chọn. L 1 1 A Z C1 T C2 H  0 X A Bđ Bmin Hình 4-2. Sơ đồ xác định chiều rộng mặt tầng công tác ở bờ công tác khi vận chuyển bằng đường sắt theo điều kiện kỹ thuật an toàn mỏ. Trong đó:L- Tâm đường sắt. H- Chiều cao tầng; (m). T- Chiều rộng tuyến vận chuyển, khi một đường tầu (Tuyến công tác ngắn, chỉ 1 máy xúc hoạt động) thì lấy T = 3 m; khi 3 đường tầu: T = 7,515 m (Tuỳ theo khoảng cách giữa hai đường tàu). A- Chiều rộng khoảnh khai thác (Thường lấy 1520 m khi xúc một luồng trong đất đá cứng). X- Chiều rộng chân đống đá nổ mìn, nó phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá, công tác nổ mìn; (m). C2- Khoảng cách từ chân đống đá vừa nổ mìn chưa xúc của tầng trên (Kế tiếp) thì lấy 23 m. C1- Khoảng cách an toàn ở mép ngoài của tầng, lấy bằng chiều rộng đáy lăng trụ trượt lở. Z = C1 = H.(cotg - cotg); (m).  - Góc nghiêng sườn tầng; (độ).  - Góc ổn định của đất đá trong tầng; (độ). Bảng 4-4. Kích thước an toàn cho phép của chiều cao và chiều rộng đống đá nổ mìn theo chiều cao tầng H. Chiều rộng khoảnh khai thác Số Chiều cao đống đá nổ mìn Chiều rộng tính theo chiều cao tầng H (m). hàng (m) đống đá nổ mìn Trung bình Tối đa mìn (m) 0,4H 1 0,52H 0,52H 2,90H 0,6H 1 0,65H 0,65H 2,16H 0,8H 12 0,73H 0,74H 2,44H 105
1,0H 12 0,78H 0,85H 2,73H 1,2H 2 0,80H 0,97H 3,02H 1,4H 2 0,82H 1,05H 3,31H 1,6H 23 0,84H 1,11H 3,60H 1,8H 23 0,86H 1,14H 3,90H 2,0H 3 0,88H 1,15H 4,19H 2,4H 4 0,92H 1,18H 4,75H 2,6H 45 0,94H 1,20H 4,99H 2,8H 45 0,96H 1,21H 5,20H 3,0H 45 0,98 1,23H 5,40H 2,2H 3 0,90H 1,17H 4,48H Trong mọi trường hợp, chiều rộng mặt tầng công tác ở bờ động phải tuân theo kích thước nói trên, đặc biệt là khi Mỏ lộ thiên khai thác xuống sâu. Có như vậy mới đảm bảo được yêu cầu tối thiểu của công tác kỹ thuật an toàn trong quá trình khai thác. * Đối với bờ tĩnh (Bờ dừng hoặc tạm dừng) của mỏ lộ thiên: Nhằm đảm bảo an toàn, chiều rộng mặt tầng không công tác ở mỏ lộ thiên cũng phải được quan tâm, tính toán một cách khoa học. Không cho phép bờ dừng, chiều rộng mặt tầng cũng như một số yếu tố khác của bờ dừng sử dụng kích thước tuỳ tiện. Các tầng trên bờ tĩnh được chia thành các tầng vận tải, tầng làm sạch, tầng an toàn, tầng bảo vệ và còn được gọi là các đai (đai vận tải, đai dọn sạch, đai an toàn, đai bảo vệ). Đai vận tải được nối liền với các tầng công tác, đường, hào ra vào mỏ. Chiều rộng của đai vận tải phụ thuộc vào chiều rộng rãnh thoát nước, khoảng cách an toàn mép tầng, chiều rộng lòng đường vận tải. Sơ đồ xác định chiều rộng đai vận tải theo điều kiện an toàn như hình 4-3. Bbv BVT Hình 4-3. Sơ đồ xác định chiều rộng đai Z T K vận tải theo điều kiện an toàn. H  0 BVT- Chiều rộng đai vận chuyển; (m). Bbv- Chiều rộng đai bảo vệ; (m). Z- Khoảng cách an toàn ở mép tầng; (m). T- Chiều rộng lòng đường vận tải; (m). K- Chiều rộng rãnh thoát nước; (m). 106
Các đai dọn sạch được tạo thành bằng cách bạt thêm bờ mỏ nhằm ngăn ngừa hiện tượng vùi lấp và tụt lở của những tảng đá từ tầng trên lăn xuống. Chiều rộng b sao cho đủ để các thiết bị như máy gạt, máy xúc cỡ nhỏ hoạt động theo chu kỳ. Đai an toàn (bảo vệ) nhằm tăng cường độ ổn định bờ mỏ, đồng thời bảo vệ bờ mỏ không bị trượt lở. Kích thước của đai phụ thuộc vào tính chất cơ lý vủa đất đá trong bờ, chiều cao của bờ, của tầng thuộc bờ, phương pháp và trình tự tổ chức công tác khoan nổ mìn trong mỏ, thời gian tồn tại và độ dốc của bờ. Tuy nhiên về phương diện kỹ thuật an toàn thì chiều rộng của đai bảo vệ không được nhỏ hơn 0,2H (H- Chiều cao của mặt tầng ấy, m); thông thường từ 812 m. Trong trường hợp đã xử lý một số công nghệ đặc biệt cho bờ dừng (Khoan nổ vi sai, khoan nổ mìn chắn, cậy bẩy thủ công ...) thì chiều rộng của đai có thể lấy giảm xuống (từ 46 m) mà vẫn đảm bảo an toàn, ổn định cho bờ và tầng, nhưng cứ cách 3 tầng liên tiếp phải có một tầng rộng từ 610 mét. Kích thước cụ thể về chiều rộng mặt tầng dùng làm đai vận chuyển ở hình 4-3 theo điều kiện kỹ thuật an toàn là: K=0,50,7 m; chiều rộng nền đường ô tô chạy còn phụ thuộc vào loại ô tô mỏ có, thông thường từ 6,57,5 m (Cho xe chạy một chiều). Nếu phương tiện vận tải chạy ở đai là đường sắt thì chiều rộng T ở hình 4-3 không được nhỏ hơn 6,5 m, khoảng cách C trong trường hợp tầng ở bờ tĩnh (Bờ dừng hoặc tạm dừng) thường không lấy nhỏ hơn 46 m. 4.1.2. Đối với mỏ khai thác vật liệu xây dựng hoàn toàn hoặc chủ yếu bằng phương pháp thủ công Công tác kỹ thuật an toàn khi tính toán các yếu tố khai thác cho Mỏ lộ thiên nhỏ, khai thác vật liệu xây dựng bằng phương pháp thủ công (Hoặc có khoan nổ mìn bằng lỗ khoan nhỏ) đơn giản hơn nhiều. Qua nghiên cứu và kiểm nghiệm thực tế, các mỏ (Công trường lộ thiên) khai thác vật liệu xây dựng (Chủ yếu là đá vôi) thường rất khó thực hiện hoặc không tạo được tầng khai thác rõ rệt (Kể cả trong trường hợp có sử dụng khoan nổ mìn bằng lỗ khoan nhỏ), do việc rất khó dọn sạch được mặt tầng của đợt nổ mìn trước, búa khoan tay sử dụng khí ép để thực hiện việc khoan vào đất đá mỏ rõ ràng yếu hơn khi sử dụng các máy khoan lớn (Vì ở máy khoan lớn khí ép hay hơi ép chỉ đơn thuần làm 1 hoặc 2 nhiệm vụ thứ yếu, khiến cho việc khoan lần sau ở mặt tầng nói trên, dễ bị giắt kẹt choòng kéo theo ty khoan). Người ta đưa trường hợp thường xẩy ra này vào giá thành sản phẩm, khiến cho mất một phần việc cân đối giữa “đầu vào” và “đầu ra”. Đây là một nguyên nhân then chốt dẫn đến các mỏ nhỏ (Khai thác vật liệu xây dựng bằng phương pháp lộ thiên) không mấy nơi thành tầng, thành bờ mỏ, mà đa số là tìm đường đi lê (kể cả búa khoan tay nếu có) ở một độ cao nhất định rồi khoan nổ hoặc chèn nổ, ốp nổ, sau đó cậy bẩy thủ công. Do vậy, các yếu tố cấu thành hình học mỏ ở đây không rõ rệt hoặc một số yếu tố không có (Như chiều cao tầng, góc dốc sườn tầng, bề rộng mặt tầng, bờ tĩnh, bờ động ...). Công tác an toàn ở Mỏ lộ thiên trong trường hợp này, chủ yếu là: 107
1- Kiểm tra việc thực hiện công tác bạt ngọn, trình tự khấu, diện làm việc của công nhân khoan nổ có thoả mãn điều kiện an toàn (bề rộng mặt tầng ≥1,5m; góc dốc mặt tầng ≤150; khoảng cách giữa 2 vị trí làm việc theo phương ngang ≥6m; ngoài ra thực hiện theo TCVN 5178:2004). 2- Thường xuyên chú ý kiểm tra đường dốc “tam cấp” đi lên (người đi hoặc người đi mang theo búa khoan tay) ở độ cao khai thác dự định, thắt chặt dây an toàn cho người (và cả búa khoan tay nếu có) khi khoan nổ, khi cậy bẩy đá trên tầng cao. Con đường này, đôi khi người ta đi phía sau quả núi mà phía trước quả núi đó là toàn bộ gương khai thác, dưới của gương khai thác là bãi pha đập đá và tập kết sản phẩm. 3- Trong khi pha đập đá, người đập đá nọ phải cách người đập đá kia khoảng cách không nhỏ hơn 10 m, để tránh mảnh đá văng vào người. Trường hợp các hòn đá to, gần nhau, thì chỉ một người đập, nếu mệt thì tìm chỗ khác nghỉ để người khác vào đập thay, không được hai hay nhiều người cùng đồng thời đập (phá) đá gần nhau trong khoảng cách tối thiểu giữa người nọ và người liên tiếp không nhỏ hơn 10 m. Đây là một trong những kiến thức phải nắm (biết) khi làm việc ở Mỏ lộ thiên nhỏ, khai thác vật liệu xây dựng bằng phương pháp thủ công, đồng thời rõ ràng là một yêu cầu chính của kỹ thuật khai thác bằng phương pháp lộ thiên ở các công trường lộ thiên (Mỏ lộ thiên nhỏ), nói cách khác là điều kiện kỹ thuật an toàn chính mà phải thực hiện ở các công trường khai thác đá vôi, đá xây dựng, nếu làm ngược lại thì trước, sau (về thời gian) công nhân và lao động vẫn phải chịu hậu quả phản tác dụng. Điều này, công tác an toàn và bảo hộ lao động ở Mỏ lộ thiên không cho phép. 4- Không được sử dụng công nhân nữ và lao động nữ vào công việc (pha đập đá), (đá to thành đá hộc 100*300 mm) và nổ mìn trên cao. 5- Trước khi đập đá to thành đá hộc (100*300 mm) phải kiểm tra các cán búa (búa >7 kg) đủ chặt và xem xét người đứng bên cạnh (không cho người khác đứng đối diện hoặc đứmg bên cạnh người đập (phá đá). 6- Khi bốc đá hộc (100x300 mm) lên ô tô, lên toa goòng phải hết sức cẩn thận. Thông thường, thùng xe ở vị trí cao hơn người bốc đá cách 0,50,7 m (tính ngang vai người bốc đá) cho nên, tốt nhất là chuyển tiếp đá bằng 02 người kể từ khi bốc đá ở nền ôtô đứng lên thùng xe (ôtô). 7- Trong khi đi lên độ cao khai thác (có thể leo trèo, len lỏi trong núi đá, hang đá để tìm chổ khoan nổ hoặc chèn nổ phải hết sức cẩn thận nhằm bảo đảm an toàn trước hết cho người (và cả búa khoan tay, nếu có). 8- Chú ý không những nổ mìn cho tốt (phá ra được nhiều đá kể cả nó tự rơi và cậy bẩy sau khi nổ mìn phải được nhiều đá) mà còn phải kiểm tra, chuẩn bị chỗ ẩn nấp cho khi vừa châm mìn xong và đường rút lui trong khi chạy mìn. Khi nổ mìn ở núi cao, nếu dùng dây cháy chậm với kíp số 8 thì điều kiện kỹ thuật an toàn không cho phép lấy chiều dài dây cháy
vừa đảm bảo tiếp tục sản xuất và an toàn lao động trong qui định của QCVN 02:2008 Nhà nước đã ban hành. 9- Trường hợp khai thác thủ công thường xuyên có búa khoan tay, trước khi khoan, phải nâng lưỡi (choòng khoan) cách vị trí dự định khoan không ít hơn 01dm, mở khoá khoan khí ép của búa, cho khí ép vào ti và vào choòng khoan (thường dùng ti 0.6 m) thổi mạnh khí ép vào chỗ dự định khoan nói trên để kiểm tra tình trạng đất đá(nứt nẻ tự nhiên, nứt nẻ hậu xung và hơn nữa là có thể phát hiện ra mìn câm, mìn sót của đợt nổ mìn trước đó để lại, do chưa được tìm thấy để xử lý ngay sau khi nổ mìn). Khi thổi mạnh khí ép mà thấy ở chỗ dự đình khoan là đá nguyên khối (Maccub) thì cho hạ choòng và tiến hành khoan, nếu thấy không nguyên khối (tơi vụn nứt nẻ vẫn còn), tìm chỗ khác (cạnh đó) để khoan. 4.1.3. Đối với mỏ lộ thiên khai thác than bùn, khoáng sàng sa khoáng và khai thác lộ thiên bằng sức nước Việc tính chọn các yếu tố khai thác đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong các mỏ lộ thiên khai thác than bùn, khoáng sàng sa khoáng và khai thác lộ thiên bằng sức nước, nguyên tắc chung là kết hợp chặt chẽ quy định của nhà nước trong các quy phạm về công tác kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên, tuy nhiên cần thiết phải cụ thể hoá đối với mỏ than bùn, khoáng sàng sa khoáng, khai thác lộ thiên bằng sức nước. 4.1.3.1. Kỹ thuật an toàn trong mỏ lộ thiên khai thác than bùn Ở đây, cũng có một số vấn đề cần ngăn ngừa nhằm đảm bảo an toàn lao động khi khai thác lộ thiên các mỏ than bùn, đề cập chủ yếu đối với người lao động khi làm việc ở mỏ than bùn phải phòng chống vi khuẩn, gây độc hại cho sức khoẻ con người, thường là ở chân tay (tiếp xúc khi khai thác thủ công), vì than bùn là kết quả bồi tích, vùi lấp đã lâu năm của thảm thực vật yếu (như cỏ cây), nhưng phân huỷ chưa hoàn toàn nên trong bản thân nó kết hợp với nước dễ sinh ra vi khuẩn. 4.1.3.2. Đối với khai thác lộ thiên các khoáng sàng sa khoáng Biện pháp kỹ thuật an toàn khi khai thác lộ thiên các khoáng sàng sa khoáng: - Khoáng sàng sa khoáng thường được bồi đắp, tích tụ ở các lòng khe suối (có nước) hoặc trong các hang, động cũng như trong lòng đất (thường là đồi núi), tại đó đất đá mỏ yếu hoặc đã bị phong hoá, tại đó là đới vò nát, phay phá, đứt gẫy của vỏ quả đất. Cho đến nay, người ta chưa tìm thấy một mỏ lộ thiên nào chứa khoáng sàng sa khoáng nguyên sinh ở dạng trầm tích mà chỉ bồi tích và hết sức rải rác; không tập trung hẳn ở một phạm vi khá lớn. Tuy nhiên đây là khoáng sản quí hiếm lên vẫn được khai thác. Loại khoáng sàng này, hiện nay đa phần là khai thác tư nhân, cai thầu, “chủ mỏ” cá thể. Việc khai thác thường là đào bới bằng các dụng cụ thủ công, đào các giếng đứng, lò bằng, có sử dụng khoan nổ bằng đục lỗ, nổ chèn, nổ ốp vào đất đá mỏ kém ổn định. Do vậy phải thường xuyên phòng chống sập hầm, hố, kể cả giếng, lò và hang động dạng “ hàm ếch” dạng tự nhiên hoặc quá trình khai thác tạo thành. - Trong quá trình khai thác các chất độc, bụi có thể vào cơ thể người khai thác bằng nhiều con đường ví dụ như nguồn nước ăn uống hàng ngày, vào đường hô hấp khi đào hầm 109
hố, giếng có nổ mìn nhỏ, đặc biệt thuỷ ngân nếu vào cơ thể người dễ gây nhiều căn bệnh nguy hại (nhất là đối với phụ nữ). - Trong quá trình làm việc người lao động còn phải chịu ảnh hưởng thường xuyên của ký sinh trùng sốt rét (nơi có khoáng sàng sa khoáng) và người đó bị bệnh sốt rét thực sự trong thời gian không lâu, nhiều trường hợp sốt rét cấp tính và chết tại chỗ. Đây là một hiểm hoạ trong công tác an toàn và bảo hộ lao động ở các mỏ lộ thiên nhỏ, khai thác khoáng sàng sa khoáng (ví dụ như vàng). Việc khai thác khoáng sàng sa khoáng hiện nay ở nước ta là một trong những việc làm ăn, làm giàu của dân sinh. Đi đôi với làm việc khi khai thác và tuyển, rửa, ăn, ở… phải tham khảo một số ý kiến trên đây nhằm hạn chế đến mức tối thiểu các trường hợp tai nạn, sự cố xảy ra. Chỉ thực hiện việc khai thác ở một số mỏ, một số nơi nhà nước không có chủ trương cấm. 4.1.3.3. Đối với mỏ lộ thiên khai thác bằng sức nước Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong khai thác lộ thiên bằng sức nước, cần lưu ý: - Các yếu tố hình học của mỏ lộ thiên ở đây được thể hiện cụ thể và phải tôn trọng trong quá trình khai thác như (chiều cao tầng, chiều rộng mặt tầng, bờ công tác, bờ dừng…), các yếu tố này khi tính chọn, thường lấy trong khoảng: + Chiều cao tầng từ 57 m, không lớn hơn 10 m. + Bề rộng mặt tầng từ 710 m, không lớn hơn 15 m. + Góc dốc bờ công tác: 25300, không lớn hơn 350. + Góc dốc sườn tầng: 40550 , không lớn hơn 600. Đất đá mỏ ở đây thường là loại cứng vừa, tương đối mềm và mềm (độ cứng không quá: f = 35 theo thang phân loại của Giáo sư prôtôđiacônốp). Các yếu tố hình học mỏ kể trên phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá mỏ, kiểu và số lượng súng bắn nước … khi tính, chọn phải cân nhắc đến ảnh hưởng thực tế của mỏ, của khai trường. Tuy nhiên, không được lấy trị số vượt quá quy định về kỹ thuật an toàn. - Ở phân xưởng cơ khí, thuỷ lực và chuyển tải thuỷ lực: Chủ yếu là công việc cơ khí vừa và nhỏ, gia công sửa chữa các thiết bị thuỷ lực, các súng bắn nước và hệ thống đường cao áp nước từ bể cao áp đến súng bắn nước ở gương tầng. Công tác kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động ở đây phải thực hiện thường xuyên theo quy định của nhà nước và của doanh nghiệp mỏ. Trong trường hợp ngược lại rất dễ dẫn đến tai nạn và sự cố nhất là việc vận hành súng bắn nước ở gương tầng khai thác. - Khi vận hành súng bắn nước ở gương tầng khai thác, bao giờ cũng phải tuân theo nguyên tắc “trên xuống”, nghĩa là sau khi kiểm tra van an toàn của súng, điều khiển cho đầu xả của súng được nâng lên cách mép tầng trên 1-2 m (theo phương thẳng đứng), lúc đó mới mở khoá bắn nước. Tuyệt đối không được bắn nước trước vào chân tầng rồi nâng dần lên, khi vận hành súng phải sử dụng đầy đủ các trang bị phòng hộ theo quy định (ủng, găng tay, áo quần, mặt lạ…). 110
- Ở phân xưởng tuyển quặng và bãi thải phải thường xuyên quan tâm đến công tác an toàn vì ở đây quặng cũng như đất đá thải ở dạng phù sa dễ trôi lở và gây ra cho công nhân lao động một số tác hại khác về cơ học, thuỷ động học hoặc vi khuẩn “vi sinh”. Bao giờ người lao động cũng phải sử dụng đủ các trang thiết bị, dụng cụ phòng hộ đã được trang cấp kể cả khi khai thác và đi lại trên mỏ. 4.1.4. Đề phòng hiện tượng sập lở tầng và bờ mỏ 4.1.4.1. Độ ổn định của tầng 1. Đối với tầng, các đai trên bờ dừng Khi mỏ tiến tới bờ dừng thì các tầng tại đó là tầng “nghỉ”, chỉ có đai vận chuyển làm việc. Do vậy trước khi cho tầng ở bờ dừng “nghỉ” thì nhiệm vụ của kỹ thuật an toàn mỏ là phải kiểm tra và giải quyết các trường hợp: - Xử lý các chỗ gương tầng có dạng “hàm ếch”, các cục đá to nằm gần mép tầng do có trị số khoan nổ mìn đợt trước để lại. - Tạo góc dốc của sườn tầng bằng (hoặc gần bằng) trị số góc ổn định của đất đá trong tầng. Phải làm việc này ở những chỗ tầng nằm vào đới đứt gãy, phay phá, vò nát (nếu có) hoặc ở những chỗ đất đá mền, bị phong hoá mạnh. Trong mọi trường hợp, theo điều kiện kỹ thuật an toàn, góc dốc của sườn tầng, của các đai ở bờ dừng không được tính, chọn vượt quá trị số cho phép tối đa ở bảng 4-5. Bảng 4-5. Góc dốc của sườn tầng ở bờ dừng theo điều kiện kỹ thuật an toàn cho phép : Độ cứng f Góc nghiêng sườn tầng, độ Loại đất đá Rất cứng, đồng nhất, đẳng hướng 20 80  85 Cứng và rất cứng 15  20 65  70 Cứng và cứng vừa 8  14 62  66 Cứng vừa 37 50  60 Tương đối mềm và mềm 12 35  40 Mền và đất thực vật (đất rễ cây) 0,6  0,8 25  30 - Trong quá trình khai thác không để cho hiện tượng “chập tầng” xẩy ra. Nếu xảy ra hiện tượng chập tầng phải dùng thiết bị như máy xúc nhỏ, máy gạt, khoan nổ lần 2 và ô tô tạo lại mặt tầng, dọn sạch đất đá. - Đào hệ thống rãnh thoát nước ngăn, dẫn nước mặt (nước ngầm) ra ngoài biên giới của mỏ, hoặc tập trung tại một khu vực để bơm, không cho chảy tự nhiên xuống moong. - Trồng cây gây rừng, phủ sanh thảm thực vật ở bờ dừng và tạm dừng. 2. Đối với tầng ở bờ công tác Độ ổn định của tầng ở bờ công tác ảnh hưởng trực tiếp đến việc khai thác thường xuyên của mỏ lộ thiên, đến năng xuất của thiết bị, đến công nghệ nổ mìn và con người. Kỹ thuật an toàn đảm bảo độ ổn định của tầng ở bờ công tác yếu: 111
- Trước hết phải thường xuyên giữ đúng quy định kỹ thuật về kích thước chiều rộng mặt tầng, chiều cao tầng, góc nghiêng sườn tầng. Đặc biệt, chiều rộng mặt tầng càng bị thu hẹp thì độ ổn định của tầng càng kém, kéo theo một loạt hậu quả bất lợi cho công tác mỏ. Chiều cao tầng càng lớn thì độ ổn định của tầng càng kém và càng mất an toàn cho hoạt động khai thác. Các kích thước của tầng khai thác ở bờ công tác phải tuân theo trị số đã quy định ở bảng 3.3. - Xử lý ngay gương tầng có dạng “hàm ếch” và mô chân tầng, đá quá cỡ bằng khoan nổ mìn lần 2, nhằm làm tăng khả năng an toàn lao động và độ ổn định của tầng. - Kiểm tra điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn của tầng, đặc biệt chỗ tầng đi qua đới đứt gãy, vò nát, phay phá, có biện pháp giải quyết hợp lý. - Người và thiết bị không được đi lại hoạt động ở mặt tầng trong khoảng cách ít nhất 34 m kể từ mép tầng. - Khi có hộ chiếu nổ mìn buồng, phải tập kết thiết bị, đường dây ra xa, cách chân tầng không nhỏ hơn 15  20 m (hoặc theo hộ chiếu quy định) để đề phòng trượt lở do chấn động lớn của nổ mìn buồng mà có thể hộ chiếu chưa lường hết được. Trong mỏ khai thác lộ thiên bằng sức nước, độ ổn định của tầng bên bờ công tác càng được quan tâm thích đáng vì ở đây đất đá mỏ thường thuộc loại tương đối mềm và mềm, gương tầng thường xuyên tiếp xúc với dòng nước ở tốc độ cực mạnh. Sau ca sản xuất, nước thẩm thấu, ngấm vào đất đá mềm, càng dễ gây nên mất ổn định cho tầng. Do vậy, công tác kỹ thuật an toàn mỏ phải kiểm tra cụ thể và có biện pháp giải quyết hợp lý cho mỗi trường hợp. 4.1.4.2. Độ ổn định của bờ mỏ 1. Bờ công tác Bờ công tác thường tồn tại trong thời gian ngắn do hoạt động khai thác, cho nên nó tương đối ổn định. Trường hợp bờ có phay phá, mặt trượt yếu thì sẽ gây ra trượt lở. Góc nghiêng bờ công tác () chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp khai thác của mỏ. Theo điều kiện kỹ thuật an toàn, góc nghiêng bờ công tác phải đảm bảo sao cho các tầng trên bờ có đủ chiều rộng để thiết bị khai thác (máy khoan, máy xúc, ô tô vận tải hoặc đường sắt) hoạt động được dễ dàng, lúc đó trị số góc nghiêng bờ công tác () được tính chọn theo biểu thức: n H tg  k  n i 1 n ; độ. (4-1) B i 1 min   H  cot g i 1 Trong đó: - Góc ổn định của bờ công tác tính theo điều kiện kỹ thuật an toàn trong khai thác Mỏ lộ thiên; độ. k- Hệ số ổn định theo điều kiện an toàn, thường lấy trong khoảng 0,850,9 (không được lấy k > 0,9). H- Chiều cao tầng khai thác; m. Bmin- Chiều rộng tối thiểu của mặt tầng công tác; m. 112
- Góc nghiêng sườn tầng khai thác; độ. n- Tổng số tầng công tác; tầng. Theo điều kiện nói trên, góc ổn định của bờ công tác trong các Mỏ lộ thiên khai thác sâu thay đổi trong khoảng 15240, trong từng trường hợp cụ thể của một bờ công tác, góc ổn định () có thể không cùng chung một trị số cho mọi khu vực của bờ nhằm khắc phục trượt lở cục bộ, góp phần làm tăng khả năng ổn định của toàn bờ. 2. Bờ không công tác (bờ dừng) Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng sập lở bờ không phải do toàn bộ bờ không ổn định, mà do trong bờ có một hoặc một số khu vực yếu và cấu trúc bờ tại chỗ đó không hợp lý. Chưa tôn trọng triệt để góc nghiêng của bờ theo thiết kế. Bờ dừng tồn tại hàng mấy chục năm (có khi hàng trăm năm), quá trình đó đất đá mỏ ở bờ chịu tác động của phong hoá, mưa lũ, chấn động của nổ mìn lỗ khoan lớn được tích luỹ dần và chấn động của nổ mìn buồng (nếu có). Để cho bờ được ổn định, điều trước hết là trong quá trình khai thác phải thực hiện đúng các thông số kỹ thuật. Một trong những thông số đó là góc nghiêng theo điều kiện ổn định của bờ. 113
Hình 4-4. Hình ảnh trượt lở một phần trên bờ dừng của mỏ. Góc ổn định của bờ dừng theo điều kiện kỹ thuật an toàn không được lớn hơn trị số trong bảng 4-6. Bảng 4-6. Góc ổn định của bờ dừng Mỏ lộ thiên theo điều kiện kỹ thuật an toàn. Tính chất của đất Độ cứng Chiều sâu khai thác giới hạn; Hgh (m) đá (f) 90 180 240 300 Cứng và rất cứng 15  20 60  68 57  65 53  60 48  54 Cứng và cứng vừa 8  14 50  60 48  57 45  53 42  42 Tương đối cứng 37 43  50 41  48 39  45 36  43 Cứng vừa và mềm 12 30  43 28  41 26  32 24  36 Mềm và đất mặt 0,6  0,8 21  30 20  28 - - Đối với bờ dừng tạm thời, góc ổn định phụ thuộc vào kết cấu của bờ và cách bố trí thiết bị, đồng thời phải đảm bảo điều kiện kỹ thuật an toàn cho công tác khai thác trở lại. Ở một một số Mỏ lộ thiên của Liên Xô, khi chiều sâu mỏ (theo phương thẳng 114
đứng) đạt đến 50120 m, chiều cao của bờ dừng tạm thời từ (2030) đến (6090) mét, người ta chọn góc nghiêng của bờ dừng tạm thời từ 250 đến 37400. 4.2. Kỹ thuật an toàn trong khoan - nổ mìn 4.2.1. An toàn khi sử dụng máy khoan 4.2.1.1. Quy định chung về sử dụng thiết bị Mỗi một thiết bị khai thác đều phải có “nội quy kỹ thuật an toàn” về việc sử dụng thiết bị ấy, nội quy do phòng cơ điện mỏ chủ trì thành lập, phòng kỹ thuật an toàn tham gia, trình Phó giám đốc kỹ thuật duyệt, ban hành để thực hiện, trong đó điều đầu tiên là quy định rõ trách nhiệm của công nhân khi sử dụng (vận hành, sửa chữa) thiết bị, của công nhân đối với người khác khi tham gia vận hành và sửa chữa thiết bị. Kiểm tra việc thực hiện nội quy nói trên bằng sổ giao, nhận ca sản xuất. Mỗi máy đều phải có “sổ giao nhận ca” trong đó ghi rõ: - Họ tên người vận hành hoặc sửa chữa, thợ chính và thợ phụ (thông thường có 02 công nhân hoặc lao động cho một ca sản xuất của thiết bị). - Nội dung nhận lệnh đầu ca của công trường đối với thiết bị ấy (nội dung sửa chữa hoặc sản lượng ca, giờ và vị trí di chuyển, nơi tập kết thiết bị sau khi di chuyển ...) kèm theo biện pháp an toàn khi thực hiện nhận lệnh. - Kết quả sản xuất trong ca (khối lượng công việc đã làm, khối lượng công việc còn lại hoặc đang dở dang chuyển sang ca sau hoặc sản lượng thực hiện trong ca, sự cố đang xử lý dở dang chuyển sang ca sau, một số lỗi lầm hoặc vi phạm kỷ luật lao động, nội quy trong ca ...). - Đề xuất nhiệm vụ của ca sản xuất tiếp theo cho riêng mỗi máy nhằm giúp cho công trường (hoặc mỏ) tập hợp được sơ bộ về nhiệm vụ và công tác kỹ thuật an toàn, sản lượng và công việc dự kiến đối với tất cả các thiết bị thuộc công trường trong ca sản xuất tiếp theo. - Việc vệ sinh sạch sẽ máy trước khi giao ca. - Ký giao và nhận ca cụ thể. - Thực hiện đúng quy trình vận hành thiết bị. Trong nội dung nêu trên, người ta có quy định việc thưởng, phạt cụ thể đối với công nhân trong việc sử dụng và bảo vệ thiết bị. Thông thường hiện nay, các mỏ thực hiện việc thưởng phạt bằng tiền, trong khuôn khổ chế độ kỷ luật lao động, pháp lệnh về bảo hộ lao động hoặc truy cứu trách nhiệm theo một số luật pháp hiện hành của nhà nước. Có như vậy mới làm tăng sự ràng buộc chặt chẽ giữa công nhân đối với thiết, đối với công trường, đối với mỏ trong điều kịên thiết bị mỏ đang phải nhập ngoại, cũng như mọi hoạt động của mỏ Lộ thiên đã và đang tuân theo cơ chế thị trường chung của nhà nước. 4.2.1.2. An toàn khi sử dụng máy khoan 1. Kỹ thuật an toàn khi sử dụng máy khoan nhỏ ở Mỏ lộ thiên - Thực hiện theo quy định chung về sử dụng thiết bị. 115
- Khi vận hành máy khoan lỗ nhỏ, vị trí lỗ khoan phải tuân theo hộ chiếu khoan, khi bắt đầu khoan phải thực hiện đúng quy định chung về sử dụng thiết bị. - Không khoan các hòn đá quá cỡ nằm cách mép tầng nhỏ hơn hoặc bằng 3 m. - Khi khoan lỗ khoan nhỏ ở một số hào mở vỉa, ở các rãnh thoát nước trên mặt tầng, cần phải quan sát kỹ càng khả năng an toàn của tầng trên, đề phòng đất đá tầng trên có thể lăn hoặc trượt xuống. - Sử dụng hợp lý giữa lưu tốc khí nén với tốc độ quay của choòng, đặc biệt cho giai đoạn kết thúc lỗ khoan. - Sau khi hoàn thành một lỗ khoan theo hộ chiếu phải nút lỗ miệng lỗ khoan bằng một số vật liệu đủ chặt và kín nhằm khắc phục hiện tượng lỗ khoan khi khoan xong bị vùi lấp bằng đá nhỏ, đất cát hoặc nước mặt ... rơi hoặc chảy vào lỗ khoan trong thời gian đợi nổ mìn. - Trong khi điều khiển thiết bị khoan người công nhân phải sử dụng trang thiết bị bảo hộ cá nhân, nhằm đảm bảo an toàn và phòng tránh bụi. 2. Kỹ thuật an toàn khi sử dụng máy khoan lớn ở Mỏ lộ thiên - Khi vận hành máy khoan phải thực hiện theo quy trình về sử dụng và vận hành thiết bị khoan. Hình 4-5. Vị trí làm việc an toàn khi khoan hàng ngoài. - Khi khoan lỗ khoan lớn phải thực hiện theo hộ chiếu khoan, máy đứng theo hướng vuông góc với mép tầng, đảm bảo trọng tâm máy khoan nằm trong phần đất đá ổn định của tầng. - Trong trường hợp khoan lỗ khoan nghiêng (đối với máy khoan lớn loại СБЩ- 250MH; СБЩ- 250, СБУ-125, СБР-160, ROC ...) càng phải hết sức thận trọng, trong việc thực hiện kỹ thuật và an toàn lao động cho người và thiết bị khi khoan, đảm bảo cho máy làm việc trong trạng thái cân bằng. 116
- Sau khi hoàn thành lỗ khoan theo hộ chiếu, di chuyển máy sang lỗ khác, phải “be bờ” đắp xung quanh miệng lỗ khoan vừa khoan xong, khắc phục nước mặt chảy vào hoặc đá rơi xuống lỗ khoan, làm vùi lấp đáy lỗ khoan hoặc lở miệng lỗ. - Khi di chuyển máy với quãng đường từ 100m trở lên, kể cả trên tầng, trên các hào, đường dốc lên, xuống, phải hạ cần khoan nằm ngang trên thân máy. - Trong khi đang khoan, lưỡi hoặc ty khoan bị kẹt ở lỗ phải lập tức ngắt điện, tắt máy, khi có ý kiến xử lý của tài xế chính tìm ra biện pháp cứu kẹt mới khởi động lại máy để xử lý cứu kẹt, lúc đó chú ý tăng áp lực khí ép một cách hợp lý (thường là gần tối đa) kết hợp với vòng quay ty khoan, điều khiển áp lực dọc trục (thường là áp lực nâng, rút lên) phù hợp với mức độ bị kẹt phải giải quyết. Hạn chế việc dùng nổ mìn ốp để cứu kẹt. Phải thường xuyên có ý thức phòng ngừa kẹt ty khoan trong quá trình khoan, muốn vậy đồng thời với việc điều kiển hợp lý các thông số kỹ thuật của chế độ khoan (áp lực khí ép và hỗn hợp của nó với nước, tốc độ quay choòng khoan, áp lực dọc trục ...), phải quan sát đồng hồ, không để cho áp lực khí nén tụt dưới mức 2022 m3/phút. Trong khi máy làm việc, người vận hành không được sao nhãng sang việc khác hoặc bỏ máy đi xa. 4.2.2. Ảnh hưởng của công tác nổ mìn đến an toàn lao động 4.2.2.1. Ảnh hưởng chung Trong thực tế, công nghệ khoan nổ mìn để phá vỡ đất đá và quặng cứng được sử dụng rộng rãi trong khai thác mỏ nói chung và trong khai thác mỏ lộ thiên nói riêng. Mục đích chính của công tác nổ mìn khi khai thác mỏ lộ thiên là năng lượng nổ của chất nổ dùng để phá vỡ đất đá thành những cục có kích thước đồng đều phù hợp với các thiết bị mỏ như máy xúc, thiết bị vận tải, thiết bị phụ trợ, tuy nhiên năng lượng nổ sẽ bị tổn thất bởi nhiều nguyên nhân mà trong đó đa số biến thành những dạng công vô ích có tác động xấu đến môi trường xung quanh. Đặc tính quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả của chất nổ khi phá vỡ đất đá là số năng lượng thoát ra khi nổ một đơn vị trọng lượng chất nổ còn gọi là năng lượng nổ của chất nổ. Tuy nhiên trong công tác nổ thực tế, năng lượng nổ bị tổn thất bởi nhiều nguyên nhân mà trong đó đa số biến thành những dạng công vô ích có tác động xấu đến môi trường xung quanh. Những công vô ích đó chính là sóng chấn động, sóng đập không khí, đá văng, khí và bụi nổ gây nguy hại có thể đến mức nghiêm trọng tới con người, thiết bị và công trình xây dựng, môi trường tự nhiên. Trong thực tế khi phần năng lượng đã sinh thành công, cũng không sử dụng toàn bộ công sinh ra bởi vì nó tổn thất dưới nhiều dạng khác nhau. 4.2.2.2. Ảnh hưởng của khí độc Ta biết rằng nổ chất nổ là quá trình xảy ra phản ứng ôxy hoá các chất cháy (H, C) mà ôxy có ngay trong thành phần của bản thân chất nổ. Muốn cho sản phẩm khí sau khi nổ là những chất không độc đối với cơ thể con người và môi trường thì số lượng ôxy phải vừa đủ để ôxy hoá hoàn toàn các chất cháy, nghĩa là H bị ôxy hoá thành H2O 117
và C bị ôxy hoá thành CO2. Trong trường hợp này chất nổ có phản ứng ôxy hoá bằng 0. Nếu thành phần chất nổ thiếu ôxy để ôxy hoá hoàn toàn ta gọi là cân bằng âm. Lúc đó C chuyển thành CO. Nếu trong thành phần chất nổ thừa ôxy để ôxy hoá người ta gọi là cân bằng dương và ôxy thừa, nitơ tạo thành NO hoặc NO 2. Trong những sản phẩm khí nổ độc hại nhất là CO và NO. Khi trong đất đá có lưu huỳnh hoặc hợp chất của lưu huỳnh thì trong sản phẩm nổ sẽ có SO2 và H2S. Tỷ lệ các loại khí độc phụ thuộc vào thành phần chất nổ. Khi cân bằng ôxy âm lớn thì tạo thành CO nhiều hơn NO. Tính chất tạo khí của chất nổ có thể được đánh giá bằng hệ số Kk: C Kk = (4-2) C0 Trong đó: Kk- Hệ số thể hiện tính chất tạo khí của chất nổ, đvtp; C, Co- Thể tích khí độc tạo ra khi nổ 1kg chất nổ sử dụng và chất nổ có cân bằng ôxy bằng 0, lít/kg. Khi nổ quy mô lớn ở các mỏ quặng, khối lượng khí độc phụ thuộc vào điều kiện nổ và có thể vượt 100 lít/kg. 4.2.2.3. Ảnh hưởng của bụi Bụi tạo ra khi nổ mìn, lan truyền phát tán trong khoảng cách lớn và có tác dụng đến sức khoẻ con người, ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Bụi là một tập hợp nhiều phần tử có kích thước nhỏ bé và tồn tại lâu trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, mù, được hình thành từ sự vỡ vụn của chất rắn do lực đập, cắt vào bề mặt đất đá ở gương khoan, quá trình lấp khoi khoan khô và hở, cũng như sự đập nghiền đá, khoáng chất, mài hoặc do sự thiêu cháy không hoàn toàn hay do các vụ nổ trên mỏ lộ thiên. Quá trình hình thành và phát tán bụi trên mỏ rất nhanh và trên quy mô rộng gây ảnh hưởng lớn tới chất lượng môi trường khu mỏ nói chung và sức khỏe cán bộ nhân viên trong quá trình sản xuất nói riêng. Ảnh hưởng trực tiếp và thường xuyên là những công nhân trực tiếp sản xuất và các vùng dân cư quanh khu mỏ, họ bị thiếu hụt dưỡng khí và dư thừa khí độc, trước mắt cũng như lâu dài sức khoẻ bị giảm sút và sinh ra các loại bệnh nghề nghiệp rất khác nhau. Trong đám mây khí - bụi, mật độ bụi chiếm gần 2000 mg/m3. Phần chủ yếu của bụi sinh ra làm nhiễm bẩn khoảng không xung quanh, phần còn lại tồn tại trong đống đá nổ mìn và làm ô nhiễm bầu khí quyển khi tiến hành xúc bốc và vận tải đất đá. Đặc biệt nguy hại cho sức khoẻ con người là loại bụi có chứa khí độc. Bụi có khả năng chứa và giữ CO, NO lâu hơn một tháng. Những loại bụi như vậy sẽ làm phát triển nhanh chóng bệnh nghề nghiệp của thợ mỏ là bệnh bụi phổi. Theo số liệu thống kê thực tế, lượng bụi sinh ra hàng năm khi tiến hành công tác nổ mìn ở một số vùng mỏ ở Quảng Ninh được nêu trong bảng 4-7. 118
Bảng 4-7. Lượng bụi hàng năm do nổ mìn ở các mỏ than Quảng Ninh Khối lượng đất đá Khối lượng thuốc nổ Lượng bụi phát Số Xí nghiệp cần nổ trong một cần sử dụng trong sinh do nổ mìn TT mỏ năm; 10 m 6 3 một năm;10 tấn 3 trong năm; tấn 1 Cọc Sáu 6,0 3,0 1020 2 Đèo Nai 5,0 2,5 850 3 Cao Sơn 4,0 2,0 680 4 Núi Béo 3,5 1,7 595 5 Hà Tu 3,0 1,5 510 Nguồn: Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường tỉnh Quảng Ninh. Bụi khoáng có kích thước hạt < 5 m dễ dàng xâm nhập vào phổi và bị giữ lại ở phế nang phổi nhiều nhất và làm xơ hóa phổi. Loại bụi có kích thước lớn hơn 510 m vào phổi và bị giữ lại ở phế quản, ở mũi, họng và bị đẩy ra ngoài. Bụi khoáng khi xâm nhập vào phổi chủ yếu gây xơ hoá phổi. Tác dụng gây xơ hoá của các hạt bụi khác nhau tuỳ thuộc vào lượng SiO2 tự do có trong hạt bụi, bụi có hàm lượng SiO2 càng cao thì khả năng gây xơ hoá phổi càng mạnh. Một số bụi khoáng khác có nguy cơ gây ung thư như bụi Asen, amiăng... Nguy cơ mắc bệnh bụi phổi phụ thuộc vào ba yếu tố chính: là thời gian tiếp xúc, nồng độ bụi trong không khí, môi trường lao động và hàm lượng silic tự do trong bụi. Thời gian tiếp xúc càng kéo dài, khả năng mắc bệnh càng lớn. Nồng độ bụi càng cao, nguy hiểm càng nhiều, đặc biệt là khi có nhiều hạt “bụi hô hấp” có kích thước nhỏ dưới 5 m. Hàm lượng silic càng cao nguy cơ mắc bệnh càng nặng. 4.2.2.4. Ảnh hưởng của rung và chấn động khi nổ mìn Sóng chấn động phát sinh do công tác nổ mìn thường ảnh hưởng xấu đến kết cấu thiết bị công nghiệp đang hoạt động, các công trình công nghiệp và dân dụng, hệ thống thông tin liên lạc, bờ mỏ... Khi nổ mìn có sự truyền sóng năng lượng từ thuốc nổ vào đất đá xung quanh, vì vậy bề mặt đất đá tiếp thu tác dụng nổ đồng thời trên toàn bộ diện tích tiếp xúc lượng thuốc với đất đá. Trên bề mặt ranh giới giữa lượng thuốc và đất đá, sóng kích nổ chuyển thành sóng đập với biên độ rất lớn, ứng suất trên mặt sóng vượt quá giới hạn bền nén của đất đá. Sóng đập phá vỡ đất đá thành những phần tử có kích thước nhỏ. Tại thời điểm mà tốc độ lan truyền của sóng đập bằng tốc độ của sóng dọc với giá trị C1 được xác định như sau: Cl = E(1  ) (4-3) p(1  )(1  2) Trong đó: E - Mô đun đàn hồi của đất đá, N/m2; p - Mật độ đất đá, kg/m3;  - Hệ số Poat xông. Khi đó sóng đập chuyển thành sóng đàn hồi và bắt đầu giai đoạn tiếp theo của tác dụng động lực sóng đàn hồi khi nổ lượng thuốc, ứng suất trên mặt sóng đàn hồi lớn 119
hơn giới hạn bền nén của đất đá, vì vậy mặt trước sóng đàn hồi đồng thời là mặt phá vỡ của đất đá. Ngoài ra trong đất đá còn lan truyền sóng ngang gây cho các phần tử môi trường chuyển động theo hướng vuông góc với hướng lan truyền sóng nổ. Những sóng này gây ra sự biến dạng trượt trong đất đá. Với sóng ngang, những phần tử môi trường dao động theo quỹ đạo dạng elíp trong mặt phẳng tiếp xúc với mặt sóng. Tốc độ lan truyền sóng ngang C2 phụ thuộc vào độ cứng, độ dính, độ phá huỷ của đất đá và được xác định theo biểu thức: C2 = Eg (4-4) 20p(1  ) Trong đó: g - Gia tốc rơi tự do, m/s2 ; p - Mật độ đất đá, kg/m3. Thực tế C2 thay đổi trong giới hạn: (0,20,7)Cl Về mặt tác dụng thì tính chất chấn động do nổ mìn và chấn động do động đất gần giống nhau. Trong thực tế biên độ chấn động khi nổ mìn và tốc độ dịch chuyển có sự lặp lại ít hơn, nghĩa là thời hạn dao động nền đất đá nhỏ hơn. Tiêu chuẩn tổng quát nhất đánh giá tác dụng chấn động khi nổ mìn là tốc độ dao động riêng của các toà nhà, các công trình dân dụng và công nghiệp, nó là thông số chủ yếu quyết định tác dụng chấn động của các loại sóng khác nhau đối với công trình. Để xác định tốc độ chuyển dịch của nền đất có thể sử dụng công thức của Xađôvski: m 3 Q  Vk  (4-5)  R    Trong đó: m = 13 - phụ thuộc vào khoảng cách đến vị trí nổ; k = 50600 - phụ thuộc vào tính chất của môi trường, các thông số đặc tính chất nổ và công nghệ nổ mìn; Q - Khối lượng thuốc nổ đồng thời, kg; R - Khoảng cách từ lượng thuốc đến điểm đo, m; Trên cơ sở những số liệu thực nghiệm, Xađôvski đã giới thiệu công thức tính tốc độ dao động của nền đất ở vùng trung bình và xa vị trí nổ như sau: * Đối với lượng thuốc tập trung: V 3 200 f .(n)  3 Q/R  1, 5 (4-6) Trong đó: f(n) - hàm số chỉ số tác dụng nổ. * Đối với lượng thuốc dài phân đoạn: V  250 150 3 Q / R  1,5 (4-7) Khi nổ vi sai, hiệu quả chấn động phụ thuộc vào thời gian chậm t và số lượng nhóm thuốc N. Nếu khối lượng thuốc nổ trong các nhóm như nhau thì có thể sử dụng công thức sau để xác định tốc độ dao động: 120