Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào" được hoàn thành với mục tiêu nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý nhà nước về an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Phonepaserth SOUKHANOUVONG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN TRONG CÔNG TÁC NỔ MÌN CHO CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VÔI CỦA NƯỚC CHDCND LÀO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Phonepaserth SOUKHANOUVONG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN TRONG CÔNG TÁC NỔ MÌN CHO CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VÔI CỦA NƯỚC CHDCND LÀO Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 9520603 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TS. NGƯT. BÙI XUÂN NAM 2. PGS.TS. TRẦN QUANG HIẾU Hà Nội - 2023
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào của các tác giả khác. Tác giả luận án Phonepaserth SOUKHANOUVONG
ii LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ kỹ thuật ngành Khai thác mỏ với đề tài “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào” là kết quả của quá trình nghiên cứu, cố gắng không ngừng của tác giả trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh, cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Mỏ- Địa chất, các nhà khoa học trong ngành mỏ, bạn bè, đồng nghiệp trong nước, quốc tế và sự ủng hộ từ gia đình. Với tình cảm chân thành, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Đảng ủy, Hội đồng trường, Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Mỏ, Ban chủ nhiệm và tập thể các thầy, cô giáo Bộ môn Khai thác lộ thiên cùng các thầy, cô giáo trong Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, công tác và nghiên cứu. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới NGƯT.GS.TS. Bùi Xuân Nam và PGS.TS. Trần Quang Hiếu là hai người thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học đã luôn dành thời gian, công sức để hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tác giả trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận án đúng hạn. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới các anh các chị trên bộ trên sở đang quản lý nhà Nước CHDCND Lào, Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin, trung tâm Bồi dưỡng và Tư vấn nổ mìn - Hội Kỹ thuật nổ mìn Việt Nam, Trung tâm Nghiên cứu Cơ Điện Mỏ thuộc Trường Đại học Mỏ - Địa chất, mỏ đá vôi Phayu-CHDCND Lào và các đơn vị cá nhân đã tạo điều kiện và cung cấp tài liệu, số liệu trong quá trình nghiên cứu sinh (NCS) nghiên cứu và hoàn thành luận án. Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp trong nước và quốc tế đã giúp đỡ và hỗ trợ NCS trong quá trình nghiên cứu luận án. Tác giả luận án Phonepaserth SOUKHANOUVONG
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vi DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ x MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. THỰC TRẠNG CÔNG TÁC NỔ MÌN VÀ KHAI THÁC TẠI CÁC MỎ ĐÁ VÔI CỦA NƯỚC CHDCND LÀO .............................................................. 5 1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA CÁC MỎ ĐÁ VÔI NƯỚC CHDCND LÀO ...................................................................................... 5 1.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................................. 5 1.1.2. Đặc điểm tự nhiên các mỏ đá vôi ............................................................... 6 1.1.3. Phân loại các mỏ đá vôi theo đặc điểm tự nhiên ........................................ 7 1.1.4. Chất lượng và trữ lượng đá vôi ở nước CHDCND Lào ........................... 12 1.2. TỔNG QUAN HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ VÔI TẠI CHDCND LÀO ... 16 1.2.1. Thực trạng công tác khai thác đá vôi tại nước CHDCND Lào ................ 16 1.2.2. Phân loại các mỏ đá vôi của CHDCND Lào ............................................ 18 1.2.3. Công nghệ và thiết bị khai thác ................................................................ 21 1.3. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA VIỆC PHÂN LOẠI CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VÔI TẠI CHDCND LÀO ......................................................................................... 23 1.4. THỰC TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ VÀ HOẠT ĐỘNG NỔ MÌN KHAI THÁC MỎ ĐÁ VÔI TẠI CHDCND LÀO ............................................................... 25 1.4.1. Thực trạng công tác quản lý an toàn nổ mìn tại các mỏ đá vôi nước CHDCND Lào ........................................................................................................... 25 1.4.2. Thực trạng công tác nổ mìn tại mỏ đá vôi nước CHDCND Lào.............. 26
iv 1.5. THỰC TRẠNG CÔNG TÁC MẤT AN TOÀN, TAI NẠN LAO ĐỘNG TRONG HOẠT ĐỘNG NỔ MÌN Ở CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VÔI TẠI CHDCND LÀO ......................................................................................................... 30 1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1................................................................................... 38 CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ AN TOÀN TRONG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ VÔI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CHDCND LÀO......................................................... 39 2.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ AN TOÀN NỔ MÌN TẠI CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VÔI ............................................................. 39 2.1.1. Ở ngoài nước ............................................................................................ 39 2.1.2. Ở nước CHDCND Lào ............................................................................ 47 2.2 PHÂN TÍCH NHỮNG ƯU, NHƯỢC ĐIỂM TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ CÔNG TÁC AN TOÀN NỔ MÌN TRÊN CÁC MỎ ĐÁ VÔI TẠI NƯỚC CHDCND LÀO ............................................................................................ 53 2.2.1. Những ưu, nhược điểm trong hệ thống quản lý nhà nước về công tác an toàn nổ mìn trên các mỏ đá vôi tại nước CHDCND Lào .......................................... 53 2.2.2. Những tồn tại trong hệ thống quản lý nhà nước về công tác an toàn nổ mìn trên các mỏ đá vôi .............................................................................................. 54 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2................................................................................... 60 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ QUẢN LÝ ĐẢM BẢO AN TOÀN NỔ MÌN CHO CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VÔI CỦA NƯỚC CHDCND LÀO ......................................................................................................... 62 3.1. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NỔ VÀ CÔNG TÁC AN TOÀN NỔ MÌN ..................................................................................................................... 62 3.1.1. Cơ cấu phá hủy đất đá cứng bằng nổ mìn ................................................ 62 3.1.2. An toàn về sóng chấn động và sóng đập không khí ................................. 64 3.1.3. An toàn về đá văng ................................................................................... 73 3.2. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐẢM BẢO AN TOÀN NỔ MÌN CHO CÁC MỎ ĐÁ VÔI NƯỚC CHDCND LÀO .................................................................................... 75
v 3.2.1. Tính toán, lựa chọn phương pháp và các thông số nổ mìn hợp lý ........... 76 3.2.2. Các giải pháp kỹ thuật nổ mìn đảm bảo an toàn ...................................... 80 3.2.3. Ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác nổ mìn ............................. 84 3.3. GIẢI PHÁP QUẢN LÝ ĐẢM BẢO AN TOÀN NỔ MÌN CHO CÁC MỎ ĐÁ VÔI NƯỚC CHDCND LÀO .................................................................................... 87 3.3.1. Phương pháp đánh giá rủi ro trong hoạt động nổ mìn tại các mỏ đá vôi . 87 3.3.2. Áp dụng phương pháp đánh giá rủi ro khi tiến hành nổ mìn các mỏ khai thác đá vôi tại CHDCND Lào ................................................................................... 89 3.3.3. Giải pháp tăng cường công tác quản lý và tuân thủ thực hiện các quy phạm an toàn nổ mìn trong khai thác các mỏ đá vôi tại CHDCND Lào .................. 91 3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3................................................................................... 93 CHƯƠNG 4. ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT ĐẢM BẢO AN TOÀN NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ VÔI PHAYU CỦA NƯỚC CHDCND LÀO ......................................................................................................... 95 4.1. GIỚI THIỆU MỎ ĐÁ VÔI PHAYU CỦA NƯỚC CHDCND LÀO ................ 95 4.1.1. Đặc điểm tự nhiên, kỹ thuật của mỏ đá vôi Phayu ................................... 95 4.1.2. Hiện trạng công tác khai thác ................................................................... 98 4.1.3. Hiện trạng công tác nổ mìn ...................................................................... 99 4.1.4. Tính toán, xác định các thông số nổ mìn hợp lý đảm bảo an toàn cho mỏ103 4.1.5. Các thông số nổ mìn lần 2 ...................................................................... 107 4.1.6. Phương pháp nạp mìn và lấp bua ........................................................... 108 4.2. XÂY DỰNG MA TRẬN ĐÁNH GIÁ RỦI RO, MẤT AN TOÀN TRONG HOẠT ĐỘNG KHOAN - NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ VÔI PHAYU ........................... 110 4.3. CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ AN TOÀN NỔ MÌN CHO MỎ ĐÁ VÔI PHAYU ................................................................................................................... 115 4.3.1. Xây dựng quy trình khoan nổ mìn và lập hộ chiếu khoan, nổ mìn phù hợp cho mỏ đá vôi Phayu ............................................................................................... 115 4.3.2. Các giải pháp quản lý an toàn nổ mìn .................................................... 124 4.3.3. Thực hiện giám sát ảnh hưởng khi nổ mìn ............................................. 126
vi 4.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4................................................................................. 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 129 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN CỦA NGHIÊN CỨU SINH .................................................................................... 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 133
vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATLĐ An toàn lao động ATVSLĐ An toàn, vệ sinh lao dông BVMT Bảo vệ môi trường BHLĐ Bảo hộ lao động BNN Bệnh nghề nghiệp CPM Cải tạo phục hồi môi trường CSDL Cơ sở dữ liệu DNKTĐ Doanh nghiệp khai thác đá ĐCTV Địa chất thủy văn ĐGRR Đánh giá rủi ro ĐTM Đánh giá tác đông môi trường HTKT Hệ thống khai thác ILO Tổ chức Lao động Quốc tế KVN Khoáng vật nặng KT-XH Kinh tế - Xã hội LĐTBXH Lao động - Thương binh và Xã hội LK Lỗ khoan MXTLGN Máy xúc thủy lực gầu ngược NCS Nghiên cứu sinh QCVN Quy chuẩn Việt Nam QLNN Quản lý nhà nước SEM Scanning Electron Microscopy SXSH Sản xuất sạch hơn TNHH Trách nhiệm hữu hạn TNLĐ Tai nạn lao động UBND Ủy ban nhân dân VLNCN Vận liệu nổ công nghiệp
vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ nước CHDCND Lào .......................................................................5 Hình 1.2. Đá vôi được khai thác tại các mỏ ở CHDCND Lào....................................7 Hình 1.3. Thống kê tiêu thụ đá vôi tại nước CHDCND Lào ....................................17 Hình 1.4. Các thiết bị khai thác sử dụng trên mỏ đá vôi của CHDCND Lào ..........22 Hình 1.5. Sơ đồ mối quan hệ giữa các yếu tố với việc phân loại mỏ .......................24 Hình 1.6. Các máy khoan và dụng cụ khoan sử dụng trên các mỏ đá vôi tại CHDCND Lào ...........................................................................................................27 Hình 1.7. Kíp nổ điện sử dụng trên các mỏ đá vôi tại CHDCND Lào .....................28 Hiện tại các loại chất nổ được sử dụng chủ yếu ở các mỏ đá vôi là ANFO chịu nước và ANFO thường, sử dụng thuốc nổ nhũ tương để nổ mìn và phá đá quá cỡ. ....................28 Hình 1.8. Thuốc nổ sử dụng trên các mỏ đá vôi tại CHDCND Lào .........................29 Hình 1.9. Các máy nổ mìn điện sử dụng trên các mỏ đá vôi tại CHDCND Lào ......29 Hình 1.10. Sơ đồ đấu ghép mạng nổ tức thời với phương tiện nổ là kíp nổ điện .....30 Hình 1.11. Vụ tai nạn chết người tại mỏ đá vôi Luangphang do tiêu hủy thuốc nổ sai quy phạm kỹ thuật .....................................................................................................32 Hình 1.12. Nhà máy và nhà cửa bị ảnh hưởng do sóng chấn động và sóng đập không khí, đá văng do tiểu hủy thuốc nổ sai quy phạm ...........................................32 Hình 1.13. Máy móc, thiết bị bị hư hỏng do công tác nổ mìn sai qui phạm kỹ thuật gây nên ......................................................................................................................33 Hình 1.14. Biểu đồ Tỷ lệ TNLĐ chung về hoạt động khai thác khoáng sản cả nước CHDCND Lào giai đoạn 2015-2021 ........................................................................34 Hình 1.15. Phân loại tai nạn theo các khâu công nghệ .............................................35 Hình 1.16. Phân loại theo nguyên nhân gây TNLĐ ..................................................36 Hình 1.17. Phân loại TNLĐ theo vị trí làm việc .......................................................36 Hình 1.18. Cơ cấu tuổi lao động và tuổi nghề của NLĐ ...........................................37 trên các mỏ đá VLXD ở CHDCND Lào ...................................................................37 Hình 2.1. Hệ thống quản lý ATVSLĐ theo ILO-OSH 2001 ....................................40 Hình 2.2. Các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia ban hành ở Việt Nam .........................41
viii Hình 2.3. Mô hình quản lý an toàn và sức khỏe trong các doanh nghiệp khai thác đá của các tác giả Trường Đại học mỏ J. Bennett..........................................................44 Hình 2.4. Hệ thống quản lý ATVSLĐ theo tiêu chuẩn OHSAS 18001:2007 [43] ...45 Hình 2.5. Sơ đồ quản lý sử dụng VLNCN tại nước CHDCND Lào .........................47 Hình 2.6. Hệ thống văn bản pháp luật về Chiến lược kinh tế -xã hội Quốc gia đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2025 được Thủ tướng Chính phủ Lào phê duyệt tại Quyết định ngày 16 tháng 3 năm 2016 .....................................................................48 Hình 2.7. Luật Khoáng sản của nước CHDCND Lào...............................................49 Hình 2.8. Về Luật bảo vệ môi trường CHDCND Lào ngày 17/01/2013 ..................50 Hình 2.9. Luật lao động và thương bình xã hội của nước CHDCND Lào ngày 24/12/2013.................................................................................................................50 Hình 2.10. Giấy phép khai thác khoáng sản .............................................................50 Hình 2.11. Giấy phép quản lý chất nổ tại CHDCND Lào ........................................51 Hình 3.1. Sơ đồ tác dụng nổ trong môi trường rắn theo G.I Pakrốpski ....................63 Hình 3.2. Sự thay đổi áp lực không khí sau mặt sóng đập........................................71 Hình 3.3. Sơ đồ thể hiện quỹ đạo của các mảnh đá văng .........................................73 Hình 3.4. Sơ đồ và những thông số phân bố lỗ khoan lớn khi nổ mìn trên tầng .....77 Hình 3.5. Sơ đồ và các thông số phân bố lỗ khoan con khi nổ mìn trên tầng...........77 Hình 3.6. Sơ đồ xác định vùng đập vỡ với mạng ô vuông và tam giác đều .............79 Hình 3.7. Sơ đồ hai nhánh lệch pha về thời gian vi sai .............................................81 Hình 3.8. Sơ đồ quan hệ giữa hướng khởi nổ với tác dụng chấn động .....................82 Hình 3.9. Sơ đồ xác định khoảng cách an toàn đá bay .............................................83 Hình 3.10. Các vùng đập vỡ đất đá khi nổ lượng thuốc có đường kính d ................84 Hình 3.11. Đề xuất đưa vào quy định giám sát ảnh hưởng nổ mìn tại các mỏ đá vôi ở CHDCND Lào ........................................................................................................86 Hình 3.12. Tiến trình đánh giá rủi ro tai nạn lao động ..............................................87 Hình 3.13. Sơ đồ quản lý rủi ro khi tiến hành nổ mìn...............................................89 Hình 4.1. Bản đồ vị trí địa lý, địa hình mỏ đá vôi Phayu..........................................95 Hình 4.2. Tổng thể địa hình mỏ đá vôi Phayu ..........................................................96
ix Hình 4.3. Đặc điểm địa chất thân đá vôi tại mỏ Phayu .............................................97 Hình 4.4. Hiện trạng khai thác mỏ đá vôi Phayu ......................................................98 Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ đá vôi Phayu ............................................99 Hình 4.6. Máy khoan được sử dụng trên mỏ đá vôi Phayu ......................................99 Hình 4.7. Các lỗ khoan thực hiện trên mỏ đá vôi Phayu ........................................100 Hình 4.8. Các loại thuốc nổ sử dụng trên mỏ Phayu ..............................................101 Hình 4.9. Các phương tiện nổ mìn tại mỏ ...............................................................101 Hình 4.10. Sơ đồ nổ vi sai theo hàng, sử dụng kíp điện nổ vi sai ...........................102 Hình 4.11. Sơ đồ nổ vi sai điện đang áp dụng trên mỏ đá vôi Phayu .....................102 Hình 4.12. Sơ đồ nổ vi sai phi điện đề xuất áp dụng cho mỏ đá vôi Phayu ...........102 Hình 4.13. Sơ đồ mạng nổ lần 2 để phá đá quá cỡ..................................................108 Hình 4.14. Vụ nổ mìn thực hiện trên mỏ đá vôi Phayu ..........................................109 Hình 4.15. Xây dựng bảng nội quy an toàn, vệ sinh lao động (a) và quy trình khoan nổ mìn và lập hộ chiếu khoan, nổ mìn (b) cho mỏ đá vôi Phayu............................115 Hình 4.16. Kho mìn tại mỏ đá vôi Phayu ................................................................125 Hình 4.17. Thợ mìn người Việt Nam tham gia công tác nổ mìn ở mỏ đá vôi Phayu ......126
x DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Các mỏ có dạng núi đá vôi kết thành từng dãy ..........................................7 Bảng 1.2. Các mỏ có dạng núi đá vôi kết thành cụm độc lập .....................................8 Bảng 1.3. Các mỏ có dạng núi đá vôi đứng đơn độc ..................................................9 Bảng 1.4. Các mỏ khai thác đá phục vụ cho sản xuất xi măng .................................10 Bảng 1.5. Các mỏ khai thác đá sản xuất VLXD thông thường .................................10 Bảng 1.6. Trữ lượng và dự báo các mỏ đá vôi của nước CHDCND Lào .................13 Bảng 1.7. Các mỏ có sản lượng khai thác lớn (> 1.000.000 m3/năm) ......................14 Bảng 1.8. Các mỏ có sản lượng khai thác trung bình (100.000÷1.000.000 m3/năm) ...................................................................................................................................14 Bảng 1.9. Các mỏ có sản lượng khai thác nhỏ (< 100.000 m3/năm) ........................15 Bảng 1.10. Các mỏ đá vôi áp dụng công nghệ khai thác khấu theo lớp bằng (hoặc lớp xiên) vận tải trực tiếp ..........................................................................................18 Bảng 1.11. Các mỏ áp dụng công nghệ khai thác khấu theo lớp xiên chuyển tải bằng cơ giới ...............................................................................................................20 Bảng 1.12. Các mỏ áp dụng công nghệ khai thác khấu theo lớp đứng cắt tầng nhỏ ...................................................................................................................................20 Bảng 1.13. Đồng bộ thiết bị khai thác sử dụng trên các mỏ đá vôi ..........................22 Bảng 1.14. Bảng tổng hợp các thông số khoan - nổ mìn áp dụng tại các mỏ đá vôi tại CHDCND Lào ......................................................................................................30 Bảng 1.15. Tỷ lệ TNLĐ chung trong cả nước CHDCND Lào .................................33 Bảng 1.16. Phân loại TNLĐ theo công đoạn sản xuất ..............................................34 Bảng 1.17. Phân loại TNLĐ theo nguyên nhân gây TNLĐ ......................................35 Bảng 2.1. Một số quy định, quy chuẩn, tiêu chuẩn của nhà nước, của ngành về công tác an toàn sử dụng VLNCN ở Việt Nam .................................................................42 Bảng 2.2. Bảng so sánh các quy định về an toàn trong công tác nổ mìn trong các văn bản, quy phạm pháp luật của Việt Nam so với CHDCND Lào .........................52 Bảng 3.1. Hệ số k phụ thuộc vào vùng tác dụng nổ ..................................................64
xi Bảng 3.2. Phân loại tính chất đất đá theo độ cứng âm học .......................................65 Bảng 3.3. Độ cứng âm học của một số loại đất đá mỏ..............................................65 Bảng 3.4. Mức độ tăng chấn động trong các loại đất đá mỏ .....................................66 Bảng 3.5. Giá trị vận tốc rung giới hạn đối với công trình khi chịu tác động rung gián đoạn ...................................................................................................................67 Bảng 3.6. Bảng xếp loại các công trình xây dựng theo khả năng chịu tác động ......67 rung và chấn động .....................................................................................................67 Bảng 3.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chấn động khi nổ mìn ....................................68 Bảng 3.8. Các thông số điều khiển được...................................................................72 Bảng 3.9. Các thông số không điều khiển được .......................................................72 Bảng 3.10. Bán kính vùng nguy hiểm do mảnh đất đá văng ra khi nổ mìn định hướng và nổ mìn văng xa ..........................................................................................74 Bảng 3.11. Bán kính vùng nguy hiểm do đá văng khi nổ mìn các lỗ khoan lớn để làm tơi đất đá .............................................................................................................74 Bảng 3.12. Lựa chọn đường kính lỗ khoan hợp lý phụ thuộc vào dung tích gàu xúc........78 Bảng 3.13. Đánh giá hậu quả của các mối nguy hiểm trong công tác nổ mìn .........88 Bảng 3.14. Các cấp độ của các mối nguy hiểm trong công tác nổ mìn ....................88 Bảng 3.15. Xác định khả năng xuất hiện của tai nạn, sự cố từ mối nguy hiểm ........89 trong công tác nổ mìn ................................................................................................89 Bảng 3.16. Ma trận xác định mức rủi ro 3x3 ............................................................90 Bảng 3.17. Ma trận xác định mức rủi ro 5x5 ............................................................90 Bảng 4.1. Tính chất cơ lý của đá vôi và đá đolômit tại mỏ Phayu ...........................97 Bảng 4.2. Tổng hợp các thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ đá vôi Phayu .................108 Bảng 4.3. Ma trận đánh giá rủi ro trong công tác khoan - nổ mìn trên mỏ đá vôi Phayu .......................................................................................................................111
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nước CHDCND Lào là một quốc gia thành viên trong ASEAN, nằm ở bán đảo Đông Dương, phía Đông giáp Việt Nam, phía Bắc giáp với Trung Quốc, phía Tây Bắc giáp với Myanmar, phía Tây giáp với Thái Lan và phía Nam giáp với Campuchia. Quốc gia này có tài nguồn nguyên, khoáng sản khá đa dạng như vàng, sắt, bauxite, đá làm vật liệu xây dựng (VLXD),... Trong số đó, đá vôi làm VLXD là có tiềm năng nhất, với trữ lượng lớn. Đây là một trong những loại khoáng sản quan trọng cho sự phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia Lào. Vì vậy, cần thiết phải tổ chức, quản lý khai thác sử dụng hợp lý, an toàn, có hiệu quả và bền vững loại khoáng sản này nằm phục vụ yêu cầu công nghệ hóa, hiện đại hóa đất nước. Hiện nay, trên đất nước Lào, công tác quản lý khai thác và hoạt động khai thác tại các mỏ đá vôi còn thiếu và chưa hợp lý. Trong số các mỏ khai thác đá vôi làm VLXD của Lào thì chỉ có một số mỏ đá áp dụng công nghệ khai thác cơ giới theo lớp bằng hoặc lớp xiên, vận tải trực tiếp đảm bảo an toàn, các mỏ còn lại hầu như áp dụng công nghệ khai thác bán cơ giới theo lớp xiên gạt chuyển, xúc chuyển hoặc lớp xiên khấu tự do. Các mỏ thuộc nhóm này có một số tồn tại như: hệ thống khai thác không theo thiết kế, đá còn tồn đọng nhiều trên mặt tầng công tác khi nổ mìn chưa xử lý được triệt để, không đảm bảo an toàn cho người, thiết bị và các công trình cần bảo vệ xung quanh. Đặc biệt, công tác nổ mìn tại các mỏ đá vôi thường xuyên tiềm ẩn các nguy cơ mất an toàn, tai nạn lao động, nguyên nhân do công tác quản lý an toàn còn thiếu và yếu, trình độ đội ngũ thợ mìn còn hạn chế. Cụ thể, việc lập hộ chiếu nổ mìn còn thiếu hoặc chưa đúng, mang tính chất hình thức hoặc có nhiều mỏ không lập hộ chiếu nổ mìn; thi công nổ mìn, tính toán các thông số nổ mìn, lựa chọn vật liệu nổ công nghiệp (VLNCN) chưa hợp lý, tính toán an toàn nổ mìn, các giải pháp giảm thiểu tác động có hại của nổ mìn,... chưa được tính toán, lựa chọn và triển khai một cách đồng bộ. Mặt khác, hiện nay tại nước CHDCND Lào nói chung, vẫn chưa có văn bản quy định quy trình công nghệ nổ mìn an toàn, hiệu quả nhằm phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về các hoạt động sử dụng vật
2 liệu nổ công nghiệp (VLNCN) trong các mỏ đá VLXD nói chung và các mỏ đá vôi nói riêng. Để đảm bảo an toàn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào, cần thiết phải nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật và quản lý phù hợp trong công tác nổ mìn tại các mỏ này. Chính vì vậy, đề tài luận án “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào” mà NCS lựa chọn để nghiên cứu là một vấn đề khoa học có tính thực tiễn và cấp thiết rõ rệt hiện nay trong hoạt động khai thác mỏ của nước CHDCND Lào. 2. Mục tiêu của luận án 2.1. Mục tiêu tổng quát Nâng cao hiệu quả công tác quản lý nhà nước về an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Đề xuất giải pháp quản lý nổ mìn an toàn, hiệu quả, phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về các hoạt động sử dụng vật liệu nổ công nghiệp tại các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào; - Đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. 3. Nội dung nghiên cứu - Phân tích, đánh giá thực trạng công tác nổ mìn và khai thác tại các mỏ đá vôi của nước CHDCND Lào; - Nghiên cứu, đánh giá hệ thống, công cụ quản lý nhà nước đối với công tác an toàn nổ mìn tại các mỏ đá vôi của nước CHDCND Lào và các nước trên thế giới; - Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nằm đảm bảo an toàn nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của CHDCND Lào; - Nghiên cứu các giải pháp quản lý nằm đảm bảo an toàn nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi nước CHDCND Lào; - Áp dụng thử nghiệm các giải pháp đảm bảo an toàn nổ mìn tại mỏ đá vôi Phayu của nước CHDCND Lào.
3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là các mỏ khai thác đá vôi tại nước CHDCND Lào. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận án là nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật và quản lý đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. 5. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp chính được thực hiện trong luận án nhằm đạt được các mục tiêu bao gồm: phương pháp thu thập dữ liệu, phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết, phương pháp nghiên cứu thực địa, phương pháp toán học và phương pháp ứng dụng tin học. 6. Những điểm mới của luận án - Đã phân tích, đánh giá thực trạng công tác nổ mìn và tổng quan về công tác quản lý an toàn tại các mỏ đá vôi của nước CHDCND Lào; - Đã đề xuất giải pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn khi khai thác các mỏ đá vôi của nước CHDCND Lào; - Đã đề xuất giải pháp quản lý nổ mìn đảm bảo an toàn, phục vụ cho công tác quản lý nhà nước tại các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. 7. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Việc xác định các nguy cơ rủi ro, mất an toàn trong công tác nổ mìn cho phép đề xuất được các giải pháp giảm thiểu các mối nguy hiểm, mất an toàn cho người và thiết bị khi tiến hành nổ mìn tại các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. Luận điểm 2: Thực hiện đồng bộ các giải pháp quản lý về kỹ thuật an toàn trong công tác nổ mìn tại các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào cho phép nâng cao hiệu quả nổ mìn và giảm thiểu các tác động tiêu cực tới con người và môi trường xung quanh.
4 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 8.1. Ý nghĩa khoa học - Luận án góp phần bổ sung cơ sở khoa học trong việc đề xuất các giải pháp quản lý toàn diện trong công tác sử dụng vật liệu nổ công nghiệp cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. - Luận án góp phần bổ sung cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật trong công tác khoan - nổ mìn nhằm đảm bảo an toàn, hiệu quả cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. 8.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần đưa vào trong thực tiễn sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả khai thác, đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. 9. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phục lục cấu trúc luận án có bao gồm 4 chương, cụ thể như sau: Mở đầu Chương 1: Thực trạng công tác nổ mìn và khai thác tại các mỏ đá vôi của nước CHDCND Lào. Chương 2: Nghiên cứu đánh giá thực trạng công tác quản lý nhà nước về an toàn nổ mìn tại các mỏ khai thác đá vôi ở trong về ngoài nước CHDCND Lào. Chương 3: Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật và quản lý nằm đảm bảo an toàn nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của CHDCND Lào. Chương 4: Thử nghiệm áp dụng các giải pháp kỹ thuật và quản lý đảm bảo an toàn nổ mìn tại mỏ đá vôi Phayu của nước CHDCND Lào. Kết luận và kiến nghị Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án của NCS Tài liệu tham khảo
5 CHƯƠNG 1 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC NỔ MÌN VÀ KHAI THÁC TẠI CÁC MỎ ĐÁ VÔI CỦA NƯỚC CHDCND LÀO 1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA CÁC MỎ ĐÁ VÔI NƯỚC CHDCND LÀO 1.1.1. Vị trí địa lý Nước CHDCND Lào là một quốc gia thành viên trong ASEAN, nằm ở bán đảo Đông Dương; phía Bắc giáp Trung Quốc 416 km đường biên, phía Tây Bắc giáp Mienma 230 km, phía Tây Nam giáp Thái Lan 1.730 km, phía Nam giáp Campuchia 492 km và phía Đông giáp Việt Nam 2.067 km; đường biên có diện tích 236.800 km2; có dân số 7.012.995 người [47], [48], [49]. Hình 1.1. Bản đồ nước CHDCND Lào [47]
6 CHDCND Lào có 49 dân tộc, có những dân tộc gồm nhiều nhánh tộc và được chia thành 04 nhóm ngôn ngữ: nhóm ngôn ngữ Lào-Thái, nhóm ngôn ngữ Mon- Khơ Me, nhóm ngôn ngữ Mông-Dao, nhóm ngôn ngữ Hán-Tây Tạng Lào có 17 tỉnh, một thành phố (Thủ đô Viêng-chăn). Về khí hậu, nước CHDCND Lào có khí hậu lục địa, chia làm hai mùa là mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 6 năm sau) và mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng 11). Quốc gia này có tài nguồn nguyên, khoáng sản khá đa dạng như vàng, sắt, bauxite, đá làm vật liệu xây dựng (VLXD),... Trong số đó, các khoáng sàng đá vôi làm VLXD có tiềm năng nhất, với trữ lượng lớn. Đây là một trong những loại khoáng sản quan trọng cho sự phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia Lào. Vì vậy, cần thiết phải tổ chức, quản lý, bảo vệ, khai thác sử dụng hợp lý, tiết kiệm, an toàn, có hiệu quả và bền vững loại khoáng sản này nằm phục vụ yêu cầu công nghệ hóa, hiện đại hóa đất nước [50], [54], [55], [56]. 1.1.2. Đặc điểm tự nhiên các mỏ đá vôi Vùng núi đá vôi nước CHDCND Lào, nơi các quá trình phát triển mạnh mẽ, hình thành các thung lũng trên địa bàn có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm cấu trúc - kiến tạo và xây dựng mô hình cấu trúc chứa nước, thấy rằng các tầng cấu trúc đá vôi bị tạo ra các tầng chứa nước và các tầng chắn nước, chủ yếu là các tập đá phiến sét-silic, silic-vôi, vôi-silic. Đá vôi ở CHDCND Lào là một loại đá trầm tích, về thành phần hóa học chủ yếu là khoáng vật canxit và aragonit (các dạng kết tinh khác nhau của cacbonat canxi CaCO3). Đá vôi ít khi ở dạng tinh khiết, mà thường bị lẫn các tạp chất như đá phiến silic, silica và đá mácma cũng như đất sét, bùn, cát, bitum,... ở CHDCND Lào có màu sắc từ trắng đến màu tro, xanh nhạt, vàng và cả màu hồng sẫm, màu đen. Đá vôi có khối lượng riêng 2.600÷2.800 kg/m3, cường độ chịu nén 1700÷2600 kG/cm2, độ hút nước 0,2÷0,5%. Hiện tượng đá vôi ở CHDCND Lào có thể thấy qua quá trình tạo thành các thạch nhũ trong các hang động. Đá vôi nhiều silic có cường độ cao hơn, nhưng giòn và cứng. Đá vôi đôlômit có tính năng cơ học tốt hơn đá vôi thường. Đá vôi chứa nhiều sét (lớn