Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: 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 Việt Nam

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc Má - §Þa chÊt

NGUYỄN ĐÌNH AN

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 VIỆT NAM LuËn ¸n tiÕn sÜ kü thuËt

Hµ néi – 2014

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc Má - §Þa chÊt

NGUYỄN ĐÌNH AN

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 VIỆT NAM

Ngµnh: Khai thác mỏ

M· sè:

62520603

LuËn ¸n tiÕn sÜ kü thuËt

Ng−êi h−íng dÉn khoa häc

1. GS.TS. Nh÷ v¨n b¸ch

2. TS. NGUYỄN ĐĂNG TẾ

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số

liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố

trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Nguyễn Đình An

ii

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Mở đầu 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU

THUỐC NỔ VÀ CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN

6

1.1. Tổng quan về công nghệ nổ mìn trong ngành khai thác mỏ 6

1.2. Vai trò ý nghĩa của chỉ tiêu thuốc nổ trong công tác nổ mìn 11

1.3. Một số khái niệm về chỉ tiêu thuốc nổ 16

1.4. Tổng quan về các thông số nổ mìn khi khai thác lộ thiên 19

1.5. Tổng quan các công trình nghiên cứu về chỉ tiêu thuốc nổ 22

1.6. Đánh giá chung về các công trình nghiên cứu chỉ tiêu thuốc nổ 32

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI

CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

37

2.1. Yêu cầu của công tác nổ mìn ở các mỏ khai thác đá VLXD 37

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ 38

2.3. Một số nhận xét đánh giá về mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với các

yếu tố ảnh hưởng 48

CHƯƠNG 3: MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VỚI ĐỘ NỔ

VÀ MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG NỔ MÌN

49

3.1. Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với độ nổ 49

3.2. Phân loại đất đá theo độ nổ cho các mỏ khai thác đá VLXD của

Việt Nam 61

iii

3.3. Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ 68

3.4. Mức độ đập vỡ đất đá hợp lý bằng nổ mìn 69

3.5. Đánh giá mđđv đất đá hợp lý bằng nổ mìn 73

3.6. Mức độ đập vỡ hợp lý ở các mỏ khai thác đá VLXD 75

3.7. Phương pháp xác định mức độ đập vỡ yêu cầu ở một số mỏ khai thác

đá VLXD của Việt Nam 80

CHƯƠNG 4: 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

ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG CỦA VIỆT NAM

81

4.1. Nghiên cứu xác lập mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với các

yếu tố ảnh hưởng 81

4.2. Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý khi

nổ mìn khai thác đá VLXD 113

4.3. Xây dựng chương trình tính toán chỉ tiêu thuốc nổ, thông số nổ mìn

và sơ đồ đấu ghép mạng nổ 130

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

138

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

140

TÀI LIỆU THAM KHẢO

143

PHỤ LỤC LUẬN ÁN

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Mức độ đập vỡ: MĐĐV

Vật liệu xây dựng: VLXD

Vật liệu nổ công nghiệp: VLNCN

v

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: So sánh các yếu tố đầu vào khi xác định đường cản chân tầng của

các tác giả

Bảng 1.2: Khả năng công nổ tương đối của chất nổ Bảng 1.3: Giá trị đại lượng ϕ1 (10-6 m2/J) ứng với các nhóm đất đá

Bảng 1.4: Giá trị đại lượng K7 ứng với các nhóm đất đá và dung tích gầu xúc

Bảng 3.1: Phân loại đất đá của giáo sư M.M Prôtôđiakônốv

Bảng 3.2: Phân loại đất đá theo mức độ nứt nẻ

Bảng 3.3: Phân loại đất đá theo độ khoan

Bảng 3.4: Phân loại đất đá theo độ nổ của Trường Đại học Mỏ Matxcơva

Bảng 3.5: Các thông số đặc trưng để xác định độ nổ

Bảng 3.6: Phân loại độ kiên cố của đất đá theo Moh

Bảng 3.7: Các thông số đặc trưng để xác định độ nổ

Bảng 3.8: Bảng xác định chỉ tiêu thuốc nổ

Bảng 3.9: Phân loại đất đá cho các mỏ lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh

Bảng 3.10: Kết quả thực nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0

Bảng 3.11: Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy nghiền

Bảng 4.1: §Æc tÝnh kü thuËt chÊt næ sö dông trong khai th¸c má lé thiªn

Bảng 4.2: Các loại kíp nổ thường sử dụng tại Việt Nam

Bảng 4.3: Các loại kíp nổ điện vi sai sử dụng tại Việt Nam

Bảng 4.4: Các loại dây nổ sử dụng tại Việt Nam

Bảng 4.5: Các loại kíp nổ vi sai phi điện sử dụng tại Việt Nam

Bảng 4.6: Giá thành khoan 1 m khoan ứng với một số đường kính lỗ khoan

Bảng 4.7 : Lựa chọn loại chất nổ theo chi phí trên một đơn vị năng lượng nổ

nhỏ nhất CE → min (theo thứ tự ưu tiên).

Bảng 4.8: Thứ tự lựa chọn chất nổ ứng với nhóm đất đá theo chi phí khoan nổ

nhỏ nhất (CK + CN → min).

vi

Bảng 4.9: Khả năng khắc phục đường cản chân tầng khi thay đổi khoảng cách

giữa các lượng thuốc (Không thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ) Bảng 4.10: Chỉ tiêu thuốc nổ q, (kg/m3) phụ thuộc vào khoảng cách

tương đối giữa các lượng thuốc

Bảng 4.11: Thành phần cỡ hạt của đống đá nổ phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc

nổ và kết cấu lượng thuốc

Bảng 4.12: Thành phần của sản phẩm khí nổ phụ thuộc vào xung khởi nổ

Bảng 4.13: Sản phẩm khí độc phụ thuộc vào môi trường nổ

Bảng 4.14: Đặc tính năng lượng của hai loại chất nổ

Bảng 4.15: Hệ số chuyển đổi khi sử dụng chất nổ

Bảng 4.16: Kết quả đo thành phần cỡ hạt

Bảng 4.17: Số liệu thực nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân

Bảng 4.18: Số liệu thực nghiệm tại mỏ đá Thường Tân IV

Bảng 4.19: Số liệu thí nghiệm tại mỏ đá vôi Yên Duyên

Bảng 4.20. Kết quả nổ thực nghiệm xác định hệ số k1

Bảng 4.21: Mối quan hệ của độ kiên cố f với chỉ tiêu thuốc nổ qcn và q1

Bảng 4.22: Mức độ thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ khi cấu tạo lượng

thuốc khác nhau

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1a - Nổ định hướng bằng lượng thuốc phẳng

Hình 1.1b - Nổ định hướng bằng buồng mìn về hai phía

Hình 1.1c - Nổ định hướng bằng buồng mìn về một phía

Hình 1.2a - Nổ mìn buồng làm tơi đất đá

Hình 1.2b - Nổ mìn bằng lỗ khoan làm tơi đất đá

Hình 1.3- Nổ mìn khai thác đá khối

Hình 1.4- Phương tiện nổ phi điện được áp dụng tại mỏ đá vôi Ninh Dân

Hình 1.5- Tỉ lệ các cục đá quá cỡ phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ đối với

đường kính lượng thuốc khác nhau trong đất đá nổ đồng nhất

Hình 1.6- Tỉ lệ đá quá cỡ phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ đối với các

loại đất đá có độ nổ khác nhau

Hình 1.7- Chỉ tiêu thuốc nổ lần hai phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ lần 1

Hình 1.8- Sự thay đổi chi phí sản xuất phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ

Hình 1.9- Sự thay đổi giá thành sản xuất vào chỉ tiêu thuốc nổ

Hình 1.10- Biểu đồ V = f(q) xác định chỉ tiêu thuốc nổ q

Hình 1.11- Sự phụ thuộc của hằng số đập vỡ vào độ bền nén của đất đá và

khoảng cách trung bình giữa các khe nứt

Hình 1.12- Quy luật phân bố cỡ hạt

Hình 2.1- Ảnh hưởng của độ kiên cố của đất đá tới chỉ tiêu thuốc nổ

Hình 2.2- Sự phụ thuộc chỉ tiêu thuốc nổ vào cấp nứt nẻ của đất đá từ cấp I÷ V

Hình 2.3- Mối quan hệ giữa năng suất máy xúc và tỉ lệ đá quá cỡ

Hình 2.4- Mức độ phá vỡ nền tầng phụ thuộc vào chiều sâu khoan thêm

Hình 2.5- Sự thay đổi áp lực theo thời gian

Hình 2.6- Một số sơ đồ nổ vi sai phi điện

Hình 3.1- Đồ thị xác định chỉ tiêu thuốc nổ

Hình 3.2- Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ khó khoan

viii

Hình 3.3- Sự phân bố các mỏ đá ở Việt Nam

Hình 3.4- Một số hình ảnh nổ mìn thực nghiệm

Hình 3.5- Sơ đồ khối xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn

Hình 3.6- Giao diện phần mềm xác định mức độ khó nổ cho các mỏ đá

Hình 3.7- Giá thành các khâu sản xuất và tổng chi phí phụ thuộc vào MĐĐV

Hình 3.8- Sơ đồ biểu diễn sự phụ thuộc của chi phí các khâu khoan (Ck), nổ

(Cn), xúc (Cx), vận tải (Cvt), khoan nổ lần 2 (Ckn2) và chi phí tổng của cả dây chuyền tính trên 1m3 đá nổ vào kích thước cục trung bình của đống đá (Dtb)

Hình 3.9- Sơ đồ khối chương trình xác định MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn

Hình 4.1- So sánh giá thành các loại chất nổ công nghiệp (giá bán năm 2011). Hình 4.2- Biểu đồ so sánh chi phí khoan nổ tổng cộng (đồng/m3) ứng với loại chất nổ và đường kính lỗ mìn dK = 115 mm, dung tích gầu xúc E = 2,5- 3,5 m3. Hình 4.3- Biểu đồ so sánh chi phí khoan nổ tổng cộng (đồng/m3) ứng với loại chất nổ và đường kính lỗ mìn dK = 250 mm, dung tích gầu xúc E = 8 m3. Hình 4.4- Biểu đồ so sánh chi phí khoan nổ tổng cộng (đồng/m3) ứng với loại chất nổ và đường kính lỗ mìn dK = 115 mm, dung tích gầu xúc E = 3,5 m3.

Hình 4.5- Quan hệ giữa đường cản và đường kính lượng thuốc, W = k.d

Hình 4.6- Sự phụ thuộc của chỉ tiêu thuốc nổ vào khoảng cách các lượng thuốc

Hình 4.7- Sự phụ thuộc của chỉ tiêu thuốc nổ vào khoảng cách tương đối giữa

các lượng thuốc chỉ tiêu thuốc nổ và cấu tạo lượng thuốc

Hình 4.8- Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào kích thước trung bình của cục đá

Hình 4.9- Sơ đồ minh họa hàm số chỉ tiêu thuốc nổ q và các yếu tố ảnh hưởng

Hình 4.10- Phương pháp xác định hàm qcn = f(dtb)

Hình 4.11- Giao diện phần mềm để xác định thành phần cỡ hạt

Hình 4.12- Đồ thị biễu diễnsự phân bố thành phần cỡ hạt

Hình 4.13- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ

đập vỡ tại mỏ đá vôi Ninh Dân

ix

Hình 4.14- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ

đập vỡ tại mỏ đá Thường Tân IV

Hình 4.15- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ

đập vỡ tại mỏ đá vôi Yên Duyên.

Hình 4.16- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ số q1/qcn và độ kiên cố của đất đá

Hình 4.17- Mối quan hệ chỉ tiêu thuốc nổ giữa lượng thuốc liên tục và phân

đoạn không khí (Mỏ đá vôi Ninh Dân)

Hình 4.18- Sơ đồ khối của chương trình phần mềm thiết kế hộ chiếu nổ mìn

Hình 4.19- Giao diện khai báo thông tin chung của mỏ

Hình 4.20- Giao diện tính chỉ tiêu thuốc hợp lý

Hình 4.21- Giao diện tính toán thông số nổ mìn

Hình 4.22- Giao diện sơ đồ đấu ghép mạng nổ

Hình 4.23- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ khi sử dụng phương tiện nổ phi điện

Hình 4.24- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ khi sử dụng phương tiện nổ điện

Hình 4.25. Giao diện hộ chiếu nổ mìn

1

MỞ ĐẦU

Hiện nay và trong tương lai tới tốc độ của ngành công nghiệp khai

khoáng phát triển mạnh mẽ, dự báo kế hoạch trong những năm tới sản lượng

than đạt 60 triệu tấn/năm, sản lượng ximăng đạt trên 70 triệu tấn/năm. Để đạt được sản lượng này phải phá vỡ hàng trăm triệu m3 đất đá có độ kiên cố

f = 8 ÷ 14. Công tác phá vỡ đất đá cứng hiện nay ở nước ta cũng như các

nước trên thế giới chủ yếu sử dụng phương pháp nổ mìn.

Với chỉ tiêu thuốc nổ trung bình q = 0,35kg/m3 thì chúng ta phải sử

dụng hàng năm một khối lượng thuốc nổ khá lớn từ 120.000 ÷ 150.000 tấn

thuốc nổ để phá vỡ khối lượng nói trên.

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Khai thác mỏ nói chung và khai thác lộ thiên nói riêng, công tác nổ mìn

là một khâu rất quan trọng nó có ảnh hưởng trực tiếp tới các khâu công nghệ

xúc bốc, vận tải, nghiền sàng.

Ngày nay chúng ta đã đạt được nhiều thành tựu trong việc nghiên cứu

lý thuyết nổ mìn và vật liệu nổ cho ngành khai thác mỏ. Đã và đang có rất

nhiều công trình nghiên cứu để hoàn thiện các thông số nổ mìn nâng cao hiệu

quả phá vỡ đất đá.

Để phá vỡ thể tích đất đá nào đó, từ thế kỷ 17 người ta đã đưa ra công

thức tổng quát có dạng:

Q = q.V, kg

Trong đó: Q- Lượng thuốc nổ cần tính, kg; q- Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3;

V- Thể tích đất đá cần phá vỡ, m3.

Chỉ tiêu thuốc nổ là một thông số rất quan trọng. Chi phí thuốc nổ để

phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá theo yêu cầu và nhiệm vụ của công tác nổ

gọi là chỉ tiêu thuốc nổ. Chỉ tiêu thuốc nổ là một thông số nổ mìn phụ thuộc

2

vào tính chất cơ lý của môi trường tiến hành công tác nổ, yêu cầu cỡ hạt đống

đá sau khi nổ, loại chất nổ, công nghệ và các thông số nổ mìn khác.v.v…

Một số công thức tính toán chỉ tiêu thuốc nổ ở nước ngoài đã được áp

dụng cho một số mỏ Việt Nam, song chưa sát với điều kiện thực tế của các mỏ bởi

các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ chưa xác định được chính xác.

Từ những kinh nghiệm khai thác ở nước ngoài và những hạn chế còn

tồn tại trong công tác nổ mìn tại các mỏ khai thác lộ thiên nói chung và đặc

biệt tại các mỏ khai thác đá vật liệu xây dựng (VLXD) ở nước ta, ta thấy việc

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 đá VLXD của Việt Nam là rất cấp thiết. Với hàng chục triệu m3 đất đá cần phá vỡ bằng chất nổ, nếu việc tính toán hợp lý

giảm được 1 ÷ 2% chỉ tiêu thuốc nổ thì sẽ làm giảm đáng kể khối lượng thuốc

nổ được sử dụng. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp cho các đơn vị sản xuất chủ

động hơn trong công tác nổ mìn và nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh,

đảm bảo hiệu quả đầu tư công nghệ mới, an toàn hơn với con người và môi

trường xung quanh.

Vì vậy đề tài luận án: “Nghiªn cøu x¸c ®Þnh chØ tiªu thuèc næ nh»m

®¶m b¶o møc ®é ®Ëp vì ®Êt ®¸ hîp lý cho mét sè má khai th¸c vËt liÖu x©y dùng cña ViÖt Nam”, mang tính cấp thiết, đáp ứng yêu cầu thực tế hiện nay

trong công nghiệp mỏ ở Việt Nam.

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Trên cơ sở vật liệu nổ do Việt Nam sản xuất, kết hợp với lý thuyết, các

công trình nghiên cứu trong và ngoài nước và kết quả thực nghiệm về mối

quan hệ của các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ, tác giả đề xuất

phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ

đất đá tối ưu cho một số mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam để nâng cao

hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho công tác nổ mìn.

3

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xác định chỉ tiêu tiêu thuốc nổ hợp

lý nhằm đảm bảo mức độ đập vỡ đất đá tối ưu ở một số mỏ khai thác đá

VLXD, chủ yếu là ở một số mỏ đá khai thác VLXD của Việt Nam.

- Phạm vi nghiên cứu là công tác nổ mìn ở các mỏ khai thác đá VLXD

của Việt Nam.

4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu về công nghệ nổ mìn trong khai thác mỏ, chỉ tiêu thuốc

nổ và các thông số nổ mìn.

- Nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ.

- Nghiên cứu mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với độ nổ và mức độ

đập vỡ đất đá bằng nổ mìn.

- 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 đá VLXD của Việt Nam.

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng để thực hiện luận án là:

- Phương pháp tổng hợp; phân tích so sánh; kế thừa; thống kê và

phương pháp đồ thị.

- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.

6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Chỉ tiêu thuốc nổ là một thông số nổ mìn quan trọng, có ảnh hưởng và

quan hệ mật thiết đến các thông số nổ mìn khác. Xác định các thông số nổ

mìn hợp lý sẽ quyết định chất lượng và hiệu quả công tác nổ mìn của mỏ.

Kết quả nghiên cứu là: xây dựng được phương pháp xác định chỉ tiêu

thuốc nổ có cơ sở khoa học, căn cứ vào mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ

4

với những yếu tố ảnh hưởng, đảm bảo sử dụng thuận lợi khi nổ mìn khai thác

đá vật liệu xây dựng.

Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho những mỏ khai thác đá VLXD

của Việt Nam, đảm bảo hiệu quả và giảm thiểu tác động môi trường khai thác.

7. NHỮNG LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ

1. Chỉ tiêu thuốc nổ là thông số cơ bản đóng vai trò quan trọng khi nổ

mìn khai thác đá VLXD. Các yếu tố ảnh hưởng đến nó được chia thành hai

nhóm: Nhóm biến số và nhóm hệ số.

2. 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 xác định chỉ tiêu thuốc nổ với

điều kiện nổ bất kỳ. Quan hệ giữa qcn và dtb là quan hệ tuyến tính.

3. Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý khi khai thác đá VLXD cần được xác định

bằng cách kết hợp lý thuyết với thực nghiệm trên cơ sở mối quan hệ định

lượng giữa chỉ tiêu thuốc nổ với hai nhóm các yếu tố ảnh hưởng và xuất phát

từ chỉ tiêu thuốc nỏ công nghệ, qcn.

8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Đã xác định chỉ tiêu thuốc nổ cho các mỏ khai thác đá VLXD trên cơ

sở sử dụng chất nổ do Việt Nam sản xuất, phương pháp nổ mìn vi sai phi điện

và MĐĐV yêu cầu khi khai thác đá VLXD.

- Căn cứ vào mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với các yếu tố ảnh

hưởng, đã tiến hành phân loại các yếu tố thành hai nhóm thuận lợi cho việc

tính toán chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý.

- Đã xây dựng được công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ trên cơ sở

phân nhóm những yếu tố ảnh hưởng một cách toàn diện.

- Đã xây dựng được phần mềm thiết kế hộ chiếu nổ mìn xuất phát từ

chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý.

5

9. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN

Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận án gồm hơn 140

trang đánh máy, nhiều bảng biểu và hình vẽ minh họa, tham khảo nhiều tài

liệu trong và ngoài nước, được bố trí theo trình tự sau:

Chương 1- Tổng quan tình hình nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ

và các thông số nổ mìn.

Chương 2- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ.

Chương 3- Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ với độ nổ và mức độ đập

vỡ đất đá bằng nổ mìn

Chương 4- 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 đá vật liệu xây dựng

của Việt Nam

10. CÁC ẤN PHẨM CÔNG BỐ

Theo hướng nghiên cứu của luận án đã công bố 15 công trình đăng

trong tạp chí ngành mỏ, hội thảo khoa học trong và ngoài nước.

11. LỜI CÁM ƠN

Luận án được thực hiện tại Bộ môn Khai thác Lộ thiên, Trường Đại

học Mỏ - Địa chất dưới dự hướng dẫn của NGƯT.GS.TS. Nhữ Văn Bách và

TS. Nguyễn Đăng Tế. Tác giả trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng SĐH,

Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác lộ thiên Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã giúp

đỡ tận tình cho tác giả hoàn thành nhiệm vụ. Tác giả cũng bày tỏ lòng cảm ơn

chân thành đến Ban lãnh đạo Chi nhánh Công ty Công nghiệp Hóa chất mỏ

Bình Dương, Mỏ đá vôi Ninh Dân – Công ty xi măng Sông Thao, Mỏ đá vôi

Văn Xá – Công ty xi măng LUCK Việt Nam , Mỏ đá Thường Tân IV,… đã

tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình nghiên cứu và tiến hành nổ

mìn thực nghiệm. Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đối với các ý

kiến góp ý bổ ích và sự giúp đỡ của các nhà khoa học và các đồng nghiệp

trong và ngoài Trường.

6

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU

THUỐC NỔ VÀ CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN

1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG NGÀNH KHAI THÁC MỎ

Nổ mìn là một dạng năng lượng dùng để phá vỡ đất đá cứng được sử

dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như giao thông, thuỷ lợi, xây dựng và đặc

biệt là ngành Khai thác mỏ với một khối lượng lớn.

Khi khai thác những khoáng sản có ích bằng phương pháp lộ thiên hay

hầm lò, hầu hết đều gặp đất đá có độ kiên cố f = 6 ÷ 14, và 70% khoáng sản

cần phá vỡ (mà chủ yếu phá vỡ bằng nổ mìn).

Chỉ tính riêng ngành Khai thác mỏ lộ thiên, để lấy được một tấn than

cần phải phá vỡ 8 ÷ 10 m3 đất đá cứng, để sản xuất được 1 tấn ximăng cũng

phải phá vỡ 1 tấn đá vôi. Theo kế hoạch sản xuất từ năm 2015 hàng năm ta

khai thác khoảng 60 triệu tấn than và sản xuất khoảng 70 trệu tấn ximăng. Để đạt sản lượng đó phải phá vỡ hàng trăm triệu m3 đất đá. Trong sản xuất mỏ lộ

thiên phải qua các khâu công nghệ chính khoan nổ mìn, xúc bốc, vận tải, gia

công chế biến.

Tuỳ thuộc vào hệ thống khai thác, phương pháp mở vỉa, đồng bộ thiết

bị, yêu cầu mục đích nổ mìn mà trong công nghệ sản xuất mỏ lộ thiên có các

dạng công nghệ nổ mìn: Nổ mìn định hướng (Hình 1.1), nổ mìn buồng hay lỗ

khoan làm tơi đất đá (Hình 1.2a, 1.2b), nổ mìn trong khai thác đá khối [2],

[3], [10], [12], [13] (Hình 1.3).v.v.v.

Trong các công nghệ nổ mìn nói trên thì nổ mìn bằng lỗ khoan lớn

thẳng đứng hay nghiêng để phá vỡ đất đá trên các tầng là phương pháp chủ

yếu. Lịch sử và quá trình phát triển của công tác khoan nổ mìn có quan hệ

7

chặt chẽ với việc sản xuất chất nổ. Sơ khai khi chế tạo ra thuốc nổ người ta sử

dụng vào mục đích quân sự, sau đó mới được ứng dụng vào sản xuất.

Phải đến giữa thế kỷ XVI người ta mới sử dụng nổ mìn trong ngành khai thác

mỏ [1], [3], [10].

Hình 1.1a - Nổ định hướng bằng lượng thuốc phẳng

Hình 1.1b - Nổ định hướng bằng buồng mìn về hai phía

Hình 1.1c - Nổ định hướng bằng buồng mìn về một phía

Ở Việt Nam, phương pháp phá vỡ đất đá bằng khoan nổ mìn đã được

áp dụng từ lâu trong công nghiệp mỏ. Ở các mỏ lộ thiên và hầm lò không

ngừng sử dụng những phương pháp và kinh nghiệm tiên tiến của các nước

trên thế giới để nâng cao hiệu quả và chất lượng của công tác khoan nổ mìn.

8

Hình 1.2a - Nổ mìn buồng làm Hình 1.2b - Nổ mìn bằng lỗ khoan

tơi đất đá làm tơi đất đá

Hình 1.3- Nổ mìn khai thác đá khối

Việc sử dụng thuốc nổ ở các mỏ khai thác lộ thiên được chia làm 3 giai

đoạn [4], [22], [23]:

- Giai đoạn trước những năm 80: chủ yếu sử dụng thuốc nổ của Liên

Xô cũ như Amônit M11, No 6 JV, TNT và Zernôgranulit79/21, Grammônit.

- Cuối những năm 80 đến đầu những năm 90: do khủng hoảng ở Liên

Xô, Đông Âu và sự xâm nhập của thị trường các nước Úc, Ấn Độ, Thái Lan,

Trung Quốc nên thuốc nổ thời kỳ này chủ yếu là Powergel, Energal, Anfo của

Úc, WJ của Trung Quốc, Superdye của Ấn Độ. Trong nước cũng bắt đầu sản

xuất một số loại thuốc nổ như: TNT, Zernôgranulit 79/21, Amônit phá đá

9

số 1, Sofanit, thuốc nổ chịu nước dạng Watergel (TFD-15 hoặc TNP-1). Các

mỏ lộ thiên lớn chủ yếu dùng Powergel, ANFO, TNT và Zecnôgranulit 79/21.

Từ năm 1997 đến nay, do trong nước đã bắt đầu sản xuất được một số

loại thuốc nhũ tương như EE-31, NT-13, ANFO chịu nước và các loại thuốc

không chịu nước: ANFO thường, AD-1, Zernôgranulit 79/21 và một số loại

thuốc khác nên xu hướng ở các mỏ chủ yếu chuyển sang tiêu thụ các loại

thuốc do Việt Nam sản xuất.

- Việc sử dụng thuốc nổ do Việt Nam ngày càng nhiều đặt ra cho chúng

ta hai vấn đề đáng quan tâm:

+ Thứ nhất là tính năng kỹ thuật và những đặc tính năng lượng của chất

nổ cụ thể về nhiệt lượng nổ, mật độ, khả năng công nổ và sức công phá, khả

năng kích nổ ổn định và tốc độ kích nổ, độ bền nước, độ bền hoá - lý...

+ Thứ hai là giá thành thuốc nổ, nghĩa là phải tính toán xem thuốc nổ

sử dụng có lợi về kinh tế sau khi đã cân nhắc về kỹ thuật.

Việc lựa chọn chất nổ sử dụng ở các mỏ lộ thiên trong thời gian qua

hầu như chưa có sự tìm hiểu so sánh thận trọng các vấn đề nêu trên như: tỷ lệ

sử dụng thuốc nổ chịu nước vẫn chiếm phần lớn (từ 50÷ 80%), việc dùng

thuốc nổ nội địa và nhập ngoại chưa có cơ sở so sánh đầy đủ, chưa chú ý đến

tỷ lệ thuốc nổ, việc tính toán tỷ lệ chi phí phương tiện nổ theo tỷ lệ thuốc nổ

(trước đây vẫn cho tỷ lệ 7 ÷ 10%) chưa được chú ý, vì vậy kết quả không

đúng với thực tế. Ngoài ra việc tính toán quy đổi thuốc nổ trong quá trình sử

dụng cũng là vấn đề chưa được các mỏ quan tâm, chưa dựa trên cơ sở khoa

học, vì vậy kết quả tính toán thông số và chất lượng nổ không theo ý muốn.

Với sự thay đổi vật liệu nổ dùng ở các mỏ lộ thiên đã dẫn đến việc thay

đổi về công nghệ nổ mìn, tính toán thông số và xác định hiệu quả kinh tế kỹ

thuật của công tác nổ mìn.

10

Ở các mỏ, từ việc sử dụng phương tiện nổ điện (với kíp điện tức thời

hay vi sai) thuần túy hoặc kết hợp điện với dây nổ đã chuyển sang dùng hệ

thống dây truyền tín hiệu nổ với kíp nổ tức thời (hay vi sai ). Các phương tiện

mới này đầu tiên được nhập từ Úc sau đó là từ Ấn Độ, hiện nay phương tiện

nổ phi điện Việt Nam đã tự sản xuất được.

Phương pháp nổ vi sai với phương tiện nổ mới đã được áp dụng triệt để

ở các mỏ lộ thiên lớn, (Hình 1.4).

Hình 1.4- Phương tiện nổ phi điện được áp dụng tại mỏ đá vôi Ninh Dân

Phương tiện nổ mới gồm có: Hệ thống dây truyền tín hiệu nổ sơ cấp (từ

máy khởi nổ đến đầu bãi nổ) và thứ cấp (truyền tín hiệu nổ giữa các lỗ khoan,

truyền tín hiệu nổ đến từng mồi nổ đặt trong lỗ khoan) [9].

+ Loại sơ cấp ký hiệu LIL có chiều dài dây tín hiệu nổ 150, 300, 450

mét được gắn với kíp nổ tức thời.

+ Loại truyền tín hiệu nổ thứ cấp gồm hệ thống trên mặt ký hiệu TLD,

nhận tín hiệu nổ từ hệ thống sơ cấp đến từng miệng lỗ khoan. Hệ thống này

quyết định trình tự nổ vi sai giữa các lượng thuốc nổ trong bãi nổ. Chiều dài

dây tiêu chuẩn: 3,6m; 4,9m; 6,1m; 9m; 12m; 15m; 18m, được gắn với kíp nổ

vi sai còn đầu kia được bóp bẹp để chống ẩm và được gắn miếng nhựa ghi

thời gian chậm vi sai. Thời gian vi sai của kíp gồm: 5 ms, 9 ms, 17 ms, 25 ms,

42 ms, 65 ms và 100 ms.

11

Dây truyền tín hiệu nổ bên trong lỗ khoan ký hiệu LLHD, nhận tín hiệu

nổ từ hệ thống trên mặt để làm nổ các lượng thuốc nổ nằm trong lỗ khoan.

Dây có độ dài tiêu chuẩn 8,9m; 10m; 12m; 15m; 18m; 24m; 30m; 36m; 45m và

60m, một đầu gắn với kíp vi sai 200 ms, 400ms, 600ms, đầu kia cũng được bóp

bẹp lại chống ẩm và cũng có miếng nhựa ghi thời gian chậm vi sai của kíp. Kíp

vi sai phi điện với độ chậm lớn đảm bảo chắc nổ, an toàn cho cả bãi mìn.

Đặc điểm nổi bật khi sử dụng phương tiện nổ phi điện là kích nổ bằng

ống truyền sóng nổ là quá trình lan truyền sóng nổ thực hiện trong ống, không

bị khởi nổ bởi tĩnh điện, dòng điện rò và chịu được các tác động bên ngoài

như va đập, cọ sát. Đấu ghép đơn giản, chắc chắn, khống chế được các sơ đồ

vi sai phức tạp nhất, chỉ cần thay đổi thời gian vi sai giữa các lỗ, các hàng ta

sẽ có các sơ đồ vi sai rất đa dạng phát huy tối đa tác dụng của vi sai (vừa tạo

ra sự cộng hưởng ứng suất vừa phát huy được vai trò của mặt tự do). Dùng kíp

dưới lỗ có thời gian vi sai lớn sẽ khắc phục được nhược điểm của nổ mìn vi

sai bằng dây nổ là không gây cắt dây trên mặt do đất đá dịch chuyển. Mặt

khác do tạo ra trình tự nổ hầu như không trùng lặp giữa các LTN gần nhau và

thậm chí cả bãi mìn sẽ làm giảm tác dụng có hại đến môi trường như sóng

chấn động, sóng đập không khí và đá văng.

- Mồi nổ: thường dùng ở mỏ là loại PPP-400, Pentôlit hoặc VE 05.

- Máy khởi nổ phi điện (máy dập hạt nổ) trước đây được dùng phổ biến,

gần đây được thay thế bằng kíp điện hoặc kíp nổ thường với dây cháy chậm.

1.2. VAI TRÒ Ý NGHĨA CỦA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ TRONG CÔNG TÁC NỔ MÌN

Để đánh giá hiệu quả phá vỡ bằng nổ mìn thì một trong những chỉ tiêu

cơ bản là độ cục của đống đá nổ hay MĐĐV đất đá. Phụ thuộc vào đồng bộ

thiết bị khai thác (dung tích gầu xúc, phương thức vận tải) mà yêu cầu thành

phần cỡ hạt của đống đá nổ sao cho đạt hiệu quả cao nhất.

12

Mức độ đập vỡ: Để phá vỡ đất đá đạt được kích thước của các cục đá

sau khi nổ đến một giá trị nào đó, cần phải chi phí một khối lượng năng

lượng phù hợp. Chi phí năng lượng riêng, nghĩa là năng lượng cần thiết để

phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá. Đặc trưng cho chi phí năng lượng riêng

gọi là chỉ tiêu thuốc nổ. Chi phí năng lượng tăng thì MĐĐV tăng, đến một

giá trị nào đó thì MĐĐV không tăng, ta gọi đó là hiện tượng bão hoà năng

lượng. Nếu tiếp tục tăng chi phí năng lượng riêng thì thì năng lượng tiêu

hao vô ích tăng lên cho việc văng xa đất đá, gây tác động mạnh địa chấn,

sóng không khí .v.v.v. Vì vậy để đánh giá chất lượng của một vụ nổ người

ta dùng khái niệm MĐĐV, hay thành phần cỡ hạt của đống đá nổ. Phụ

thuộc vào đồng bộ thiết bị khai thác (dung tích gầu xúc, phương thức vận

tải) mà yêu cầu thành phần cỡ hạt của đống đá nổ sao cho đạt hiệu quả

cao nhất.

MĐĐV phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, một trong những yếu

tố cơ bản đó là chỉ tiêu thuốc nổ. Bản chất vật lý của sự thay đổi MĐĐV

khi thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ đã được nhiều tác giả nghiên cứu (Hình 1.5,

1.6), [3], [4], [17], [18], [26], [30], [31].

Trên hình 1.5 ta nhận thấy rằng khi chỉ tiêu thuốc nổ tăng thì

MĐĐV ở giai đoạn đầu tăng mạnh sau đó giảm dần và bước vào trạng thái

bão hoà năng lượng nổ. Nếu cứ tiếp tục tăng chỉ tiêu thuốc nổ thì năng lượng

sẽ tiêu phí vô ích cho việc văng xa đất đá cường độ đập vỡ thay đổi không

đáng kể và đường cong có dạng gần song song với trục hoành .

Khi đường kính lượng thuốc nhỏ (d <150mm) đường cong đi thấp hơn và

trong một số trường hợp có thể sát với trục hoành. Khi đường kính lượng thuốc

(d >250mm) đường cong ở vị trí cao hơn và thực tế chỉ tiêu thuốc nổ bất kỳ trong

trường hợp này cũng không thể loại trừ tỉ lệ đá quá cỡ.

13

Hình 1.5- Tỉ lệ các cục đá lớn (quá cỡ) phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ đối

1, 2- Tỉ lệ đá quá cỡ trong vùng đập vỡ thực tế không điều khiển với

đường kính lượng thuốc d1, d2 (d1 < d2) [3]

với đường kính lượng thuốc khác nhau trong đất đá nổ đồng nhất

Hình 1.6- Tỉ lệ đá quá cỡ phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ đối với các

loại đất đá có độ nổ khác nhau

( I, II, III, IV, V - Cấp đất đá theo độ nổ) [3]

Đường cong cắt trục tung tại điểm đặc trưng cho tỉ lệ các khối nứt quá

cỡ trong nguyên khối trước khi nổ. Tuỳ thuộc vào mức độ nứt nẻ của đất đá

và kích thước cho phép các cục đá mà trị số này có thể thay đổi từ

100% đến 0%.

14

Khi tiến hành xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý là thay đường cong trên

biểu đồ bằng những đoạn thẳng. Trong trường hợp này sai số hoàn toàn cho

phép. Lựa chọn chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý là nhiệm vụ quan trọng để đạt được

MĐĐV hợp lý.

Theo tác giả Kutuzov và Potnhiakov thì chi phí thuốc nổ để đập vỡ

lần 2 cũng thay đổi khi chỉ tiêu thuốc nổ lần 1 thay đổi (Hình 1.6). Kết quả

nghiên cứu thực nghiệm nhận thấy chỉ tiêu thuốc nổ để phá vỡ quặng thay đổi

từ 0,2 ÷ 0,6 kg/tấn thì chi phí thuốc nổ đập vỡ cho lần 2 giảm 67%, còn khi

tăng chỉ tiêu thuốc nổ lần 1 từ 0,6 ÷ 1 kg/tấn thì chi phí khoan nổ cho đập vỡ

lần 2 giảm còn 41% [31], [32].

Hình 1.7- Chỉ tiêu thuốc nổ lần hai phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ lần 1[31]

Kết quả thực nghiệm này có thể được xác định bằng công thức.

q2 = 0,144/q , kg/t

Trong đó: q2- Chỉ tiêu thuốc nổ cho đập vỡ lần 2; kg/tấn; q- Chỉ tiêu thuốc nổ

cho đập vỡ lần 1, kg/tấn.

Chỉ tiêu thuốc nổ không chỉ ảnh hưởng đến chi phí thuốc nổ cho đập vỡ

lần hai, mà trực tiếp ảnh hưởng đến chi phí cho công tác khoan và giá thành

15

sản phẩm. Trên hình 1.8 giới thiệu sự thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ đối với các

chi phí chung và riêng của tác giả Kutuzov [31].

1- Chi phí khoan, 2- Chi phí lao động, 3- Tổng chi phí sản xuất

Các công trình nghiên cứu của một số tác giả khác cũng khẳng định

Hình 1.8- Sự thay đổi chi phí sản xuất phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ

điều này [25], [26], [27], [28]. Trên hình 1.9 giới thiệu mối quan hệ giữa chỉ

tiêu thuốc nổ và giá thành sản xuất (khoan nổ, xúc bốc, vận tải, nghiền sàng).

Như vậy trên cơ sở lý luận và thực tiễn ta khẳng định rằng vai trò của

chỉ tiêu thuốc nổ có ý nghĩa rất lớn , vì vậy việc xác định giá trị hợp lý của chỉ

tiêu thuốc nổ là rất cần thiết.

Sử dụng chỉ tiêu thuốc nổ không những để đánh giá, phân loại đất đá

theo độ nổ mà còn đáp ứng được nhu cầu của thực tế sản xuất ở mỏ hiện nay.

16

Hình 1.9- Sự thay đổi giá thành sản xuất vào chỉ tiêu thuốc nổ

1.3. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

Để thuận tiện cho việc tính toán thiết kế và xác định các giá trị phù hợp

của chỉ tiêu thuốc nổ với điều kiện tiến hành công tác nổ, tác giả nêu lại một

số khái niệm về chỉ tiêu thuốc nổ sau đây.

1.3.1. Chỉ tiêu thuốc nổ tính toán, ký hiệu q

Đây là giá trị phải tìm để tính toán thiết kế ban đầu hay tiến hành những

vụ nổ đầu tiên trong điều kiện cụ thể theo yêu cầu mục đích của công tác nổ

mìn. Một số tác giả khác, thường coi đây là chỉ tiêu thuốc nổ.

Chỉ tiêu thuốc nổ tính toán là chi phí thuốc nổ cần thiết để phá vỡ một

đơn vị thể tích (hay khối lượng) đất đá (hoặc quặng) theo yêu cầu mục đích

của công tác nổ.

Như vậy tuỳ thuộc vào yêu cầu mục đích của công tác nổ mà đơn vị

cần tính để phá vỡ có thứ nguyên khác nhau là đơn vị đo thể tích, diện tích,

hay chiều dài.

Ví dụ: Khi tiến hành công tác nổ mìn ở mỏ lộ thiên chuẩn bị đất đá cho

máy xúc, ta có định nghĩa: chỉ tiêu thuốc nổ tính toán là chi phí thuốc nổ cần

17

thiết để phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá nguyên khối với MĐĐV yêu cầu, ký hiệu là q, thứ nguyên là kg/m3, hay g/m3.

Tuỳ theo yêu cầu và mục đích của công tác nổ về thành phần cỡ hạt,

tính chất cơ lý của đối tượng cần nổ mà giá trị của chỉ tiêu thuốc nổ tính toán

khác nhau.

Khi khai thác đá khối có kích thước định hình, thì chỉ tiêu thuốc nổ tính

toán là chi phí thuốc nổ cần thiết để phá một đơn vị diện tích, như vậy thứ nguyên là kg/m2, g/m2.

Khi yêu cầu công tác nổ cần phá vỡ sập một khối đá hay như một bức

tường gạch, bêtông.. thì chỉ tiêu thuốc nổ tính theo bề dày của khối đá hay

bức tường, có nghĩa là đơn vị đo chiều dài, lúc đó q có thứ nguyên là kg/m

hay g/m.

1.3.2. Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, qth

Khái niệm này giúp cho các xí nghiệp quản lý sản xuất tốt hơn, đồng

thời là giá trị thực tiễn để áp dụng cho công tác nổ mìn trong những điều kiện

tương tự. Bởi vì giá trị chỉ tiêu thuốc nổ thực tế chỉ tính được sau khi đã hoàn

tất công tác nổ mìn và xúc bốc.

3

m/kg,

q =

th

Q V

Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế được xác định bằng công thức:

Trong đó: Q- Lượng thuốc nổ tiêu thụ thực tế, kg; V- Thể tích đất đá

nguyên khối phá được, m3.

Thông thường giá trị chỉ tiêu thuốc nổ tính toán và chỉ tiêu thuốc nổ

thực tế thường khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý đất đá, kích thước vùng

đập vỡ không điều khiển và công tác tổ chức quản lý sản xuất.

18

1.3.3. Chỉ tiêu thuốc nổ tạo phễu nổ chuẩn, qn

Để đặc trưng cho mức độ nổ mạnh, yếu, thông qua hình dạng và kích

thước của phễu nổ, người ta lấy phễu nổ tiêu chuẩn để làm cơ sở tính toán, do

đó ta định nghĩa như sau:

Chỉ tiêu thuốc nổ tạo phễu nổ tiêu chuẩn là chi phí thuốc nổ để phá vỡ

một đơn vị thể tích đất đá nguyên khối tạo nên phễu nổ tiêu chuẩn.

Do phễu nổ tiêu chuẩn có n = 1, nghĩa là r = w, 2α = 900, khi đó chỉ

n

q

=

≈

n

n 3

Q V

Q W

n

tiêu thuốc nổ tạo phễu nổ tiêu chuẩn được xác định theo công thức;

Trong đó: Qn- Lượng thuốc nổ, kg; Vn- Thể tích phễu nổ tiêu chuẩn, m3; r- Bán kính phễu nổ, m; W- Chiều sâu đặt thuốc nhỏ nhất, m; α: Góc mở

rộng của phễu nổ, độ.

1.3.4. Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn , q0

Chất lượng công tác nổ mìn được đánh giá bằng thành phần cỡ hạt của

đống đá nổ, vậy chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn là chi phí thuốc nổ cần thiết để phá

vỡ một đơn vị thể tích đất đá nguyên khối nhằm tạo nên cỡ hạt theo yêu cầu

(trong điều kiện chuẩn).

Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 là một thông số quan trọng có ảnh hưởng

đến việc tính toán các thông số nổ mìn khác.

1.3.5. Chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, qhl

Ta biết rằng MĐĐV hợp lý của công tác nổ mìn đảm bảo tổng chi phí

cho các khâu công nghệ là nhỏ nhất (ΣC → min). Với quan điểm này thì chỉ

tiêu thuốc nổ hợp lý, qhl là chi phí thuốc nổ cần thiết để đập vỡ một đơn vị thể

tích đất đá dẫn đến tổng chi phí các khâu công nghệ là nhỏ nhất.

19

Trong thực tế khi thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ, dẫn đến việc thay đổi chi

phí cho các khâu công nghệ tiếp theo. Mức độ thay đổi đó có thể tạo ra nhiều

giá trị dẫn đến tổng chi phí nhỏ. Vì vậy tùy điều kiện cụ thể của công tác nổ

mìn mà xác định giá trị hợp lý của chỉ tiêu thuốc nổ.

1.4. TỔNG QUAN VỀ CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN KHI KHAI THÁC LỘ THIÊN

Khi tiến hành nổ mìn ở mỏ lộ thiên thường sử dụng lỗ khoan thẳng

đứng hoặc nghiêng với đường kính lỗ khoan lớn từ 80 ÷ 320mm và sâu hơn

5m hoặc đường kính lỗ khoan nhỏ (32 ÷ 70mm) và chiều sâu đến 5m.

Ở trên tầng có thể bố trí 1, 2 hay nhiều hàng lỗ khoan. Sự phân bố lỗ

khoan trên tầng mỏ lộ thiên được đặc trưng bởi những thông số sau

(Hình 1.2b), [3], [4], [20]:

Đường kính lỗ khoan (lượng thuốc) dk; Đường kháng chân tầng W;

Khoảng cách giữa các lỗ khoan a; Khoảng cách giữa các hàng b; Khoảng cách

an toàn cho máy khoan làm việc c; Chiều dài lượng thuốc Lt; Chiều sâu khoan thêm Lkt; Chiều dài bua Lb; Chiều sâu lỗ khoan Lk.

Như trình bày ở trên ta thấy khi nổ mìn ở mỏ lộ thiên có 2 loại thông số

nổ mìn:

- Các thông số mạng lỗ khoan: Xác định các thông số mạng lỗ khoan

căn cứ vào tính chất cơ lý của đất đá, các yếu tố của hệ thống khai thác,

nhưng chủ yếu xuất phát từ đường kính lỗ khoan.

Từ đường kính lỗ khoan (dk) ta xác định được:

- Đường cản chân tầng (W);

- Khoảng cách giữa các lỗ (a);

- Khoảng cách giữa các hàng (b);

- Chiều sâu khoan thêm (Lkt). Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng [3], [19], [20], [26] đường kháng chân

tầng tỷ lệ thuận với đường kính lượng thuốc nổ thông qua hệ số K, trong mỗi

loại đất đá sẽ tồn tại một trị số K hợp lý đảm bảo chất lượng đập vỡ và bán

20

kính vùng đập vỡ là đối đa. Hệ số K này phụ thuộc vào tính chất cơ lý đất đá

và loại thuốc nổ sử dụng. Khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng tỷ lệ

thuận với đường kháng thông qua hệ số làm gần giữa các lỗ khoan. Chất

lượng đập vỡ đất đá được điều chỉnh thông qua việc thay đổi hệ số làm gần

này.

Vì vậy khi xác định đường kháng chân tầng đã có rất nhiều tác giả

nghiên cứu như Andersen, Langefor, Ash, Konya [25], [26] và một số tác giả

khác. Từ thông số đường cản các tác giả đi tính toán các thông số nổ mìn

khác. Trong bảng 1.1 thể hiện sự so sánh các yếu tố đầu vào khi xác định

đường cản chân tầng của một số tác giả.

Qua bảng 1.1 ta nhận thấy tất cả các tác giả đều xuất phát từ đường

kính lỗ khoan để tính đường cản chân tầng, điều đó cho thấy rằng đây là một

thông số rất quan trọng, nó quyết định tới MĐĐV đất đá và từ thông số này

để tính toán xác định các thông số nổ mìn khác.

- Các thông số của lượng thuốc nổ: Các thông số của lượng thuốc nổ được xác định trên cơ sở chỉ tiêu thuốc nổ q (kg/m3). Chỉ tiêu thuốc nổ phụ

thuộc vào tính chất cơ lý và độ nứt nẻ của đất đá, phương pháp nổ mìn, các

thông số nổ mìn và loại chất nổ sử dụng.

Từ chỉ tiêu thuốc nổ (q) ta xác định:

- Lượng thuốc nổ nạp cho 1 lỗ khoan (Q);

- Chiều cao cột thốc trong lỗ khoan (Lt);

- Chiều dài bua thực tế (Lb). Như vậy thông số nổ mìn là những đại lượng đặt trưng cho sự phân bố

lượng thuốc trong khối đá tiến hành công tác nổ. Như vậy tùy theo mức độ,

yêu cầu của công tác nổ mìn mà số lượng các thông số nổ mìn có khác nhau.

Khi ta thay đổi giá trị của các thông số nổ mìn như đường kính lượng thuốc,

đường cản chân tầng thì MĐĐV và kích thước vùng đập vỡ bị thay đổi.

21

Bảng 1.1: So sánh các yếu tố đầu vào khi xác định đường cản chân tầng của các tác giả [26]

A

A s h

H i n o

U c a r

C a r r

B e r t a

H a n s e n

F o d e s i

P e a r s e

K o n y a

K o n y a

A n d e r s n

P r a i l l e t

O l o f s s o n

l l s a m a n

F r a e n k e l

L a n g e f o r

L . J i m e n o

x x x x x

x x x x x

x x

x x x

x x x x

x x x x

x x x x x

x x x

x x x x x x x x

x x x x x

x x x x x x

x x x x x

x x x x

x x x x

x x x x

x x x

x x x x

x

Tác giá Thông số đầu vào Đường kính lỗ khoan Chiều cao tầng Chiều sâu lỗ khoan Chiều dài bua Chiều sâu khoan thêm Chiêu cao cột thuốc Góc nghiêng lỗ khoan Mật độ đất đá Độ kiên cố của đất đá Hằng số đất đá Tốc độ sóng âm Mật độ thuốc nổ Tốc độ kích nổ Áp lực khí nổ Hệ số phụ thuộc vào chất nổ và loại đất đá Tỉ số đường cản và k/c giữa các lỗ khoan Sức công phá của chất nổ Loại thiết bị xúc bốc

x

x

x

22

1.5. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

Trên thế giới và Việt Nam các nhà khoa học đã dành nhiều công trình

nghiên cứu về chỉ tiêu thuốc nổ trên cả phương diện lý thuyết và thực nghiệm.

Các công trình nghiên cứu chủ yếu được tổng hợp như sau:

1.5.1. Phương pháp xác định theo kích thước cỡ hạt yêu cầu (Kuznetsov)

Mối quan hệ giữa cỡ hạt trung bình của đống đá nổ mìn và năng lượng chất nổ để phá một m3 đất đá (chỉ tiêu thuốc nổ) được phát triển bởi

8,0

Kuznetsov (1973) xác định như sau, [25]:

Q

AX =

6,1 T

V 0 Q

  

  

T

X

, cm (1.1)

Trong đó: - Cỡ hạt đặc trưng, cm; A- Hệ số đất đá nổ mìn A = 7 đất

đá mềm; A =10 đất đá cứng, nứt nẻ mạnh, A = 13 đất đá rất cứng, nứt nẻ ít; V0- Khối lượng đất đá của một lỗ mìn nổ ra (m3); QT- Khối lượng thuốc nổ

nạp cho mỗi lỗ khoan (Thuốc nổ TNT).

Công thức 1.1 được tính toán khi sử dụng thuốc nổ TNT, khi sử dụng

8,0

−

19 30

Q

AX =

6,1 e

V 0 Q

S ANFO 115

  

  

  

  

e

thuốc nổ ANFO được xác định như sau (công thức 1.2).

(1.2)

Trong đó: Qe- Khối lượng thuốc nổ sử dụng, kg; SANFO- Hệ số chuyển

đổi sử dụng thuốc nổ, SANFO = 100.

e

Mặt khác chỉ tiêu thuốc nổ K được xác định như sau:

K =

Q V 0

, kg/m3 (1.3)

−

19 30

8,0

−

KAX

Q

=

Do đó công thức 1.2 được viết lại như sau:

(

)

6,1 e

S ANFO 115

  

  

, cm (1.4)

23

Từ công thức 1.4 ta có thể xác định được chỉ tiêu thuốc nổ khi biết

25,1

19 30

được cỡ hạt trung bình của đống đá nổ mìn theo công thức:

Q

K

=

6/1 e

115 S

A X

  

  

ANFO

    

    

, kg/m3 (1.5)

1.5.2. Phương pháp xác định theo kích thước cỡ hạt yêu cầu (B.N Kutuzov)

a. Chỉ tiêu thuốc nổ cần thiết để đảm bảo tỉ lệ những cục có kích thước nhất

2 5

3

−

4

định được tính theo những công thức, [4], [32]:

q

.13,0

10.3,3

=

γ

+

( 6,0f

)

d

dd o

c

,k B

5,0 d

  

  

k

2 5

8

3

−

−

d

o

kg/m3 (1.6)

q

dd

,e.

=

+σ

+

kg/m3 (1.7)

( 10.77,0

)( 345,0 10.3,36,0

)

n

o

c

d d

γ  6,2 

  

k

Trong đó: do- Kích thước trung bình của các khối nứt nẻ, m;

dc- Đường kính lượng thuốc, mm; dk- Kích thước cỡ hạt hợp quy cách, m;

kB = Qc/Qb (Qc-đặc tính năng lượng của thuốc nổ gramônit 79/21, Qb- Đặc tính năng lượng của chất nổ sử dụng); γd- Mật độ đất đá, t/m3;

e- Khả năng công nổ tương đối của chất nổ (Bảng 1.2); σn- Giới hạn bền nén của đất đá, N/m2.

b. Theo B.N.Kutuzôv [4], [32], chỉ tiêu thuốc nổ đảm bảo tỉ lệ đá quá cỡ gần

bằng 0 được xác định như sau: Trong mỗi loại đất đá đã tiến hành 2 lần nổ với

chỉ tiêu thuốc nổ khác nhau (q1 và q2 ), tỷ lệ đá quá cỡ tương ứng là VH1 và

VH2 . Dựng biểu đồ VH = f(q) (dạng tuyến tính), giao điểm của đường biểu

diễn với trục hoành (q, 0) là điểm ứng với tỉ lệ quá cỡ bằng 0, (q- chỉ tiêu

thuốc nổ cần tìm). Điểm cắt trục tung phù hợp với q = 0 và tỉ lệ đá quá cỡ

bằng tỉ lệ các khối nứt quá cỡ (VHM) trong nguyên khối (Hình 1.10).

24

Bảng 1.2: Khả năng công nổ tương đối của chất nổ

TNT - AD

Loại thuốc nổ e Loại thuốc nổ e

TNT Trung Quốc 1,15 1,0

Nhũ tương WJ, EE 31 1,24 Powergel 2560 1,08

0,98 Energan 2620 1,02

0,99 Energan 2624 1,0

Zécnô 79/21 Amônit AD1 TNT hạt (Quôc phòng) 1,0 AnFo 1,1

TNT cốm (Quốc phòng) 1,0 Watergel TFD-15 1,07

Akavatôn M –15 0,76 Gramônit 50/50 B 1,01

Gramônal A – 45 0,79 Iphơzanit T – 80 1,08

0,80 Gramônal A – 50 1,08

0,80 Akvatol 65/35 1,10

Gramônal A – 8 Amônit scanưi No1 Aliumôtol 0,83 Iphơzanit T – 60 1,10

Granulit AC –8 0,89 Granulit M 1,13

Amônal ổn định nước 0,90 Akvatol AB 1,20

Akvatôn MG 0,93 Granulôtol 1,20

0,95 Iphơzanit T – 20 1,20

1,00 Gramônit 30/70 B 1,26

Akvatôl ABM Amônit No6 Gramônit 79/21 1,00 Karbatol 15 T 1,42

Hình 1.10- Biểu đồ VH = f(q) xác định chỉ tiêu thuốc nổ q

25

Theo quan hệ hình 1.10 ta có:

q

=

=

V

HM V

V

Vq 1 HM V −

Vq 2 −

HM

1H

HM

2H

, kg/m3 (1.8)

1H

2H

, kg/m3

Hoặc

q

=

Vq 2 V

Vq 1 V

− −

1H

2H

(1.9)

1.5.3. Phương pháp xác định theo kích thước cỡ hạt hợp lý

Xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý theo biểu thức, [15], [17]:

1 d.K.W.

ϕ

' TN

0

1

tbh

; kg/m3 (1.10) qhl =

6

Trong đó: ϕ1= Ki. ϕc (m2/j) Hằng số đập vỡ đất đá; với i = 1÷5

3/1   

  

10.8,3 V. ρ d

t

là hệ số hiệu chỉnh về thuốc nổ sử dụng - Khi i =1 thì K1 =

so với thuốc nổ chuẩn (thuốc chuẩn là Amônit N 06); Giá trị ρt và Vđ lấy theo

2/1

,0

các loại thuốc nổ được chọn cho trong bảng 1.3 với đơn vị tương ứng là ρt (kg/m3); Vđ (m/s).

  

  

225 Kd

là hệ số hiệu chỉnh về đường kính lỗ - Khi i = 2 thì K2 =

khoan sử dụng; dk- là đường kính lỗ khoan thực tế sử dụng, m;

- Khi i = 3 thì K3 =1: khi nổ trên tầng có 2 mặt tự do

- Khi i = 4 thì K4= 1: khi khoan các lỗ khoan song song trên tầng

- Khi i = 5 thì K5= 1: khi số hàng lỗ khoan n ≥ 3

ϕc : Hằng số đập vỡ chuẩn, lấy theo các giá trị sau tuỳ theo nhóm đất đá

theo độ nổ.

26

Bảng 1.3: Giá trị đại lượng ϕ1 (10-6 m2/J) ứng với các nhóm đất đá [17]

ϕc (m2/j) 10-6 3,2

2,5

1,7

1,1

Nhóm đất đá theo độ nổ In IIn IIIn IVn Vn 0,7

Wo- Là năng lượng riêng (nhiệt lượng nổ) của thuốc nổ chuẩn,

Wo = 4,19.106 j/kg;

K

=

=

' TN

1 K

W ot W

TN

0

d

3 ;EK 7

tbhl =

đại lượng nghịch đảo của hệ số hiệu chỉnh về thuốc

Trị số K7 ứng với dung tích gầu xúc E (m3) và loại chất nổ

E = 8 m3

Nhóm đất đá theo độ nổ

E = 4 ÷ 5 m3 ANFO chứa nước, NT 13, EE- 31, AD-1

Watergel TFD-15, P113 L, P2560

ANFO chứa nước, NT-13, EE- 31, AD-1

Watergel TFD-15, P113 L, P2560

ANFO thường, SoFanit, Zernô 79/21

ANFO thường, SoFanit, Zernô 79/21

0,165

0,153

0,176

0,14

0,16

0,165

0,182

0,168

0,194

0,154

0,176

0,182

0,200

0,185

0,213

0,169

0,194

0,200

0,22

*

0,234**

*

0,213**

0,22

In IIn IIIn IVn Vn

0,24

*

0,258**

*

0,234**

0,240

nổ theo nhiệt lượng nổ; Wot - Năng lượng riêng của thuốc nổ thực tế dùng j/kg; dtbhl- Kích thước cục trung bình hợp lý, E- Dung tích hình học của gầu máy xúc, m3; K7 - Đại lượng được xác định bằng thực nghiêm hoặc kinh nghiệm. Giá trị K7 phụ thuộc vào dung tích gầu máy xúc, loại chất nổ và loại đất đá (Bảng 1.4). Bảng 1.4: Giá trị đại lượng K7 ứng với các nhóm đất đá và dung tích gầu xúc[17]

Ghi chú : * Không dùng các loại chất nổ này với đất đá nhóm IV, V

** Tương ứng với chất nổ sử dụng là EE-31

27

1.5.4. Phương pháp xác định theo năng lượng chất nổ ( I.P.Oxanhit và

P.X. Mirônov)

3

Chỉ tiêu thuốc nổ tính theo công thức, [4], [32]:

m/kg,

q =

e e

0

(1.11)

Trong đó: e- Chỉ tiêu năng lượng để phá vỡ 1m3 đất đá, J/m3; e0- Năng

1

3

e

J/m,

=

lượng riêng của chất nổ sử dụng, J/kg.

k

d

'ϕ

c

cp

3,2,1

,......, j

(1.12)

Trong đó: k1,2,3,...j - Là hệ số kể đến tính chất của lượng thuốc nổ sử

dụng, đường kính lỗ khoan, số lượng bề mặt tự do, số hàng lỗ khoan;

dcp- Kích thước trung bình của cỡ hạt yêu cầu, m; ϕc- Hằng số đập vỡ chuẩn của đất đá, m2/J; ϕc được xác định bằng con đường thực nghiệm hoặc theo

biểu đồ (Hình 1.11).

Hình 1.11- Sự phụ thuộc của hằng số đập vỡ vào độ bền nén của đất đá và

khoảng cách trung bình giữa các khe nứt [32]

28

1.5.5. Phương pháp xác định theo chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn (V.V. Rjevxki)

Trên cơ sở chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 (dùng để phân loại đất đá theo

mức độ khó nổ mìn), V.V. Rjevxki đã xác định chỉ tiêu thuốc nổ thiết kế theo

công thức, [4], [10], [20], [22], [31]:

(1.13) q = qck1 k2 k3 k4 k5 k6 , g/m3

Trong đó: k1- Hệ số chuyển đổi chất nổ (so với Amônit No6JV); k2- Hệ

số tính đến MĐĐV yêu cầu (k2 = 0,5/dcp); k3- Hệ số tính đến mức độ nứt nẻ

đất đá (k3 = 1 ÷ 1,2); k4- Hệ số tính đến mức độ tập trung của lượng thuốc

(k4 = 0,7 ÷ 1,4); k5- Hệ số tính đến ảnh hưởng của thể tích đất đá nổ mìn

(chiều cao tầng); k6- Hệ số kể đến ảnh hưởng của số lượng bề mặt tự do

(k6 = 1÷10)

1.5.6. Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ theo quy luật phân bố cỡ

hạt đống đá nổ mìn

Như ta đã biết, MĐĐV đất đá được đánh giá đầy đủ nhất bằng thành

phần cỡ hạt của đống đá nổ mìn. Chỉ tiêu này phụ thuộc vào độ cứng, độ nứt

nẻ của đất đá, đặc tính của chất nổ, phương pháp nổ mìn và các thông số nổ

mìn (đặc biệt là chỉ tiêu thuốc nổ).

Quy luật phân bố cỡ hạt của đống đá nổ mìn đã được nhiều người

nghiên cứu. Tuỳ vào loại đất đá và chỉ tiêu thuốc nổ mà đường cong phân

phối có dạng 1, 2 hoặc 3 (Hình 1.12). Đa số các nhà nghiên cứu đã sử

dụng phương trình Rôzin - Ramler để miêu tả sự phân bố độ cục của đống đá

nổ mìn (như L.I.Barôn, C.M.Xirochuc, V.M.Kuznhesôv, I.P.Oxanhit,

nax

P.K.Mironrốp, .v.v), [2], [4], [32]:

−−= e1

x

P (

)

(1.14)

29

Trong đó: P(x) - Tỉ lệ các cỡ hạt có kích thước ≤ x; x- Kích thước cỡ

hạt; a, n- Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào chi phí năng lượng và tính chất

đất đá.

Hình 1.12- Quy luật phân bố cỡ hạt

1. Đối với đất đá dễ nổ, 2. Đối với đất đá có độ nổ trung bình,

3. Đối với đất đá khó nổ.

Sử dụng phương trình trên có 2 nhược điểm:

- Nó chỉ thể hiện sự phân bố theo đường cong 1.

- Nó không phù hợp với thực tế, vì rằng theo phương trình trên thì P(x)=1 khi x = ∞; nhưng trong đống đá nổ mìn thì kích thước cục đá lớn nhất

là có hạn ( x = xmax).

Theo GS.TS. Nhữ Văn Bách để phù hợp với thực tế và phản ánh đầy đủ

quy luật phân bố cỡ hạt của đống đá nổ mìn chúng ta có thể sử dụng phương

m

x

trình Gôđen - Andrep [3]:

P

=

)x(

x

  

  

max

(1.15)

Trong đó: m- Hệ số thực nghiệm

Phương trình này phù hợp với thực tế hơn,vì rằng:

- Khi x = xmax thì P(x) =1.

30

- Khi m < 1 thì đường biểu diễn có dạng 1, m =1 đường biểu diễn có

dạng 2 và m > 1 thì có dạng 3.

Trước hết chúng ta xác định trị số xmax. Ta biết rằng đá quá cỡ thường

phát sinh ở vùng đập vỡ không điều chỉnh, ở vùng này sự phá vỡ xảy ra có tính

ngẫu nhiên và thường theo bề mặt nứ nẻ. Do đó, những cục đá được phá ra chính

là những khối nứt nằm trong nguyên khối và kích thước những cục đá to nhất

trong đống đá nổ mìn (xmax) bằng khoảng cách lớn nhất giữa các vết nứt trong

loại đất đá (Lmax). Vì vậy: Xmax = Lmax .

Hệ số m không những phụ thuộc vào loại đất đá mà còn phụ thuộc

nhiều vào chi phí năng lượng nổ, nghĩa là m = f(q). Cùng một loại đất đá, nếu

nổ với q lớn thì m < 1, q trung bình thì m = 1 và q nhỏ thì m > 1. Như vậy trị

số m tỉ lệ nghịch với chỉ tiêu thuốc nổ q và có thể đặt:

m

q 0= q

(1.16)

Ở đây có thể gọi q0 là chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn (kg/m3): nếu q = q0 thì

m = 1 và cỡ hạt phân bố đều, đường biểu diễn P = f(x) có dạng đường thẳng,

nếu q < q0 thì m > 1 và thể hiện nổ yếu (cỡ hạt lớn chiếm tỉ lệ lớn); nếu q > q0

thì m < 1 là thể hiện nổ mạnh (cỡ hạt nhỏ chiếm tỉ lệ lớn).

Cuối cùng ta có công thức thể hiện quy luật phân bố cỡ hạt của đống đá

q

0 q

nổ mìn như sau:

=

x

P (

)

X L

  

  

max

(1.17)

Từ quy luật trên ta có thể dễ dàng xác định được tỉ lệ các loại cỡ hạt bất kỳ

q

0 q

0

và tỉ lệ đá quá cỡ. Khi đó tỉ lệ các cục đá có kích thước x < x0 là:

=

x

−

P (

)

0

X L

  

  

max

(1.18)

Và tỉ lệ đá quá cỡ là:

31

q

0 q

0

−=

1 −=

x

x

+

−

P (

)

P1 (

)

0

0

x L

  

  

max

(1.19)

q

0 q

0

=

=

−

Thể tích đá quá cỡ được tính:

x

x

+

+

V (

)

PV ( 0

)

0

0

x L

  

  

max

  1V  0 

   

(1.20)

Trong đó: Vo- Thể tích đống đá nổ mìn.

n

X

PX

=

Kích thước trung bình của các cỡ hạt đống đá nổ mìn được tính:

(1.21)

∑

trb

i

i

1i =

Trong đó: n- Số lượng các loại cỡ hạt; xi- Kích thước trung bình của

loại cỡ hạt thứ i; Pi- Tỷ lệ loại cỡ hạt thứ i.

q

q

0 q

Ta có:

X

X

=

−

=

−

P i

xi

i

1xi −

0 q 1i −

P (

)

P (

)

1 q

   

   

L

0 q max

(1.22)

Như vậy, kích thước trung bình của cỡ hạt đống đá nổ mìn bằng trị số

diện tích giới hạn bởi 3 đường: trục tung (x = 0), đường song song với trục

q

L

L

0 q

max

max

X

X

L

dx

L

dx

=

−

=

−

∫

∫

trb

max

x

max

P (

)

hoành (P = 1) và đường phân bố độ cục (P = f(x)). Do đó:

0

0

L

  

  

max

(1.23)

X

=

trb

Lq 0 max q q +

0

, m (1.24)

max

q

q

Từ công thức trên ta xác định được chỉ tiêu thuốc nổ;

=

−

0

L X

  

  1 

trb

, kg/m3 (1.25)

32

Để xác định q cần biết: Lmax (theo mức độ nứt nẻ của đất đá), Xtrb (theo

như sau:

kích thước yêu cầu hợp lý của cỡ hạt ) và q0 (xác định bằng nổ thực nghiệm).

Phương pháp xác định qo

- 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.

q 0 q 1

0

=

X L

  

  

max

- Xác định q0 như sau:

q

0

q

2

0

=

X L

  

  

max

  P  1    P 2  

(1.26)

1

lgqq

1

2

P P

2

Giải hệ phương trình trên ta tìm được:

q

=

0

0

q

lg

−

( q

)

2

1

X L

max

(1.27) , kg/m3

1.6. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CHỈ TIÊU

THUỐC NỔ

Qua các công trình nghiên cứu đặc trưng trên ta thấy mỗi phương pháp

đều tồn tại những nhược điểm nhất định. Phương pháp xác định theo thành

phần cỡ hạt là coi mối quan hệ VH = f(q) có dạng đường thẳng, thực tế mối

quan hệ đó có dạng phi tuyến và khó có thể xác định được q để khi đó tỉ lệ đá

quá cỡ bằng 0, vì nó luôn tồn tại vùng đập vỡ không điều chỉnh liên quan đến

sự phát sinh đá quá cỡ. Đối với phương pháp xác định theo năng lượng chất

nổ thì việc xác định các hệ số k và đặc biệt ϕc rất phức tạp, còn đối với

phương pháp xác định theo chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn thì xác định các hệ số

33

chuyển đổi khó khăn, đặc biệt để tính qo cần phải biết chính xác một loạt

những chỉ tiêu cơ lý của đất đá.

1.6.1. Một số nhận xét các công trình nghiên cứu về chỉ tiêu thuốc nổ đã

được công bố

Như phân tích ở trên ta nhận thấy vai trò của chỉ tiêu thuốc nổ rất quan

trọng trong công tác nổ mìn. Nó là một thông số cơ bản, vì thế được rất nhiều

tác giả quan tâm nghiên cứu thu được kết quả tốt. Qua các tài liệu công bố ta

nhận thấy.

1- Các công trình nghiên cứu đều thừa nhận chỉ tiêu thuốc nổ là một

thông số cơ bản có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đập vỡ đất đá và giá

thành sản phẩm.

2- Hầu hết các công trình đã đánh giá đúng đắn về mặt định tính các

yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định giá trị của chỉ tiêu thuốc nổ. Các yếu tố

ảnh hưởng có thể phân chia thành các nhóm sau:

Nhóm 1: Các yếu tố đặc trưng môi trường tiến hành công tác nổ như

tính chất cơ lý của đất đá : độ kiên cố f, độ nứt nẻ, độ cứng truyền âm, mật độ

đất đá..v.v..

Nhóm 2. Các yếu tố về loại chất nổ được sử dụng làm chuẩn. Tuỳ theo

từng nước có ngành công nghiệp chất nổ phát triển, tuỳ theo điều kiện nổ và

tính chất đất đá mà các tác giả chọn chất nổ làm tiêu chuẩn có thể là AmônítN06 hoặc ANFO. Tuy nhiên cơ sở của việc lựa chọn căn cứ vào yếu tố

nào đặc trưng cho các đặc tính năng lượng cuả chất nổ khi nhiệt lượng nổ, khả

năng công nổ, tốc độ kích nổ, thể tích của sản phẩm khí nổ, cũng chưa được

tác giả đề cập một cách đầy đủ.

Nhóm 3: Các thông số của mạng nổ mìn cũng được các tác giả quan

tâm đặc biệt đường kính lượng thuốc d. Đường kính lượng thuốc d đã được

một số tác giả coi là biến số của hàm chỉ tiêu nổ thuốc nổ. Các thông số khác

34

thường được các tác giả thừa nhận về mặt định tính, còn về giá trị định lượng

chỉ thay đổi bằng cách nhân với hệ số tỉ lệ nào đó tuỳ theo điều kiện nổ cụ thể

hoặc lấy theo giá trị kinh nghiệm.

Nhóm 4: Các phương pháp điều khiển nổ như nổ vi sai, phân đoạn, nổ

tầng cao, nổ trong môi trường nén thường được các tác giả đánh giá bằng một

hệ số thực nghiệm.

3- Phương pháp nghiên cứu và thành lập công thức của các tác giả trên

thường qua 3 bước.

Bước 1: Nghiên cứu về mặt lý thuyết các mối quan hệ của chỉ tiêu

thuốc nổ với các yếu tố ảnh hưởng nó.

Bước 2: Tiến hành thực nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc thí

nghiệm công nghiệp để xác định một số giá trị định lượng.

Bước 3: Thiết lập mối quan hệ cụ thể của chỉ tiêu thuốc nổ với các yếu

liên quan, một số yếu tố liên quan ảnh hưởng ít hay không xác định được có

thể chuyển thành hệ số kinh nghiệm.

1.6.2. Những vấn đề tồn tại trong các công trình nghiên cứu về chỉ tiêu

thuốc nổ

Như nhận xét đánh giá ở trên việc nghiên cứu về chỉ tiêu thuốc nổ đã

có nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả, song theo tôi còn một số

vấn đề cần giải quyết.

a- Lựa chọn loại chất nổ lấy làm tiêu chuẩn để tính toán, các tác giả

chưa đề cập đầy đủ đến các yếu tố đặc trưng cho đặc tính năng lượng, do đó

khi tính đổi chỉ đơn thuần chuyển đổi giá trị nhiệt lượng nổ;

b- Với sự ra đời của phương pháp nổ mìn vi sai (1934 ÷ 1935), phương

tiện nổ phi điện (1970 ÷ 1973) và việc áp dụng nó đã mang lại hiệu quả lớn

cho các mỏ khai thác lộ thiên. Nổ mìn vi sai phi điện (vi sai toàn phần) là

35

phương tiện nổ hiện đại, nó hơn hẳn phương pháp nổ mìn vi sai với những

phương tiện nổ khác bởi những ưu điểm sau:

- Có khả năng điều chỉnh được MĐĐVđất đá do tăng thời gian tác dụng

nổ trong khối đá, tăng vùng đập vỡ điều chỉnh.

- Có khả năng mở rộng mạng lưới lỗ khoan (do tạo ra bề mặt tự do

mới) mà vẫn đảm bảo chất lượng đập vỡ, điều đó góp phần làm giảm chi phí

khoan do tăng suất phá đá.

- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ bằng phương tiện nổ phi điện là sơ đồ linh

hoạt, uyển chuyển nhất, dễ dàng thay đổi được hướng truyền nổ và hướng

truyền sóng chấn động, đảm bảo an toàn cho những công trình xung quanh.

- Giảm được chỉ tiêu thuốc nổ mà vẫn cải thiện được chất lượng đập vỡ.

- Quy mô nổ mìn có thể tăng lên và điều khiển được tác dụng chấn

động.

Nổ mìn vi sai phi điện phá vỡ đất đá được cải thiện rõ rệt, và những tác

dụng có hại đến môi trường (nhất là tác dụng chấn động) giảm đáng kể, đặc

biệt là giảm được chỉ tiêu thuốc nổ, nhưng cơ sở khoa học về hiệu quả đập vỡ

đất đá của nó vẫn chưa được nghiên cứu một cách toàn diện trong điều kiện

nước ta.

c- Đất đá là đối tượng để phá vỡ bằng nổ mìn là môi trường phức tạp

không đồng nhất đẳng hướng. Quá trình nổ xảy ra một cách cực kỳ nhanh

chóng nên việc xác định trạng thái ứng xuất của từng chất điểm ở từng điểm

là vô cùng khó khăn. Việc sử dụng vật liệu tương đương để mô hình hoá mẫu

nổ sau đó lấy hệ số kinh ngiệm để chuyển đổi sang môi trường thực trong

công tác cụ thể, nên thường dẫn đến các trị số sai số lớn.

Ví dụ: Theo kinh nghiệm của tác giả Xukhanov, Kutuzov (Nga) [32] để

nổ làm tơi đất đá bazan, điabaz, gabro có độ kiên cố f = 6 ÷ 8 (theo bảng phân loại đất đá của Protôđiacônốv) thì chỉ tiêu thuốc nổ AnomitN06 tính toán là

36

0,6 ÷ 0,75kg/m3, nhưng thực tế ở Việt Nam với đất đá có độ kiên cố tương tự

thì chỉ tiêu thuốc nổ chỉ còn là q = 0,4 ÷ 0,45 kg/m3.

d- Các công thức thiết lập thường phức tạp hoặc quá nhiều các hệ số

kinh nghiệm làm cho kết quả chung có độ chính xác không cao.

e- Thông qua việc phân tích tổng quan ở trên, nhận thấy các công trình

nghiên cứu trong và ngoài nước đều khẳng định rằng MĐĐV (thể hiện qua

đường kính trung bình cỡ hạt) có ảnh hưởng quan trọng tới chỉ tiêu thuốc nổ.

Hiện nay chưa có công trình nào đi sâu nghiên cứu giải quyết về vấn đề này đầy

đủ, phù hợp với điều kiện thực tế ở các mỏ khai thác đá VLXD ở nước ta.

Qua phân tích kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước có thể rút ra một

số vấn đề cần thiết nghiên cứu là:

Xây dựng phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho các mỏ

khai thác đá VLXD ở nước ta trên cơ sở: Áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai

sử dụng phương tiện nổ phi điện với loại chất nổ do Việt Nam sản xuất và

MĐĐV đất đá yêu cầu ở các mỏ khai thác đá VLXD.

37

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI

CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

2.1. YÊU CẦU CỦA CÔNG TÁC NỔ MÌN Ở CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VLXD

Chất lượng của công tác nổ mìn ở các mỏ khai thác đá VLXD phải đáp

ứng những yêu cầu sau:

- Kích thước cỡ hạt của đống đá nổ mìn phải đồng đều, ít đá quá cỡ.

Yêu cầu này đòi hỏi phải lựa chọn MĐĐV phù hợp, đảm bảo hiệu quả khoan

nổ nói riêng và hiệu quả sản xuất nói chung. Cần phải căn cứ vào chủng loại

thiết bị khoan, xúc, vận tải và nghiền sàng để lựa chọn MĐĐV. Đá quá cỡ ở

đây cần phải xác định theo các thông số làm việc của thiết bị.

Sau khi nổ lần 1 những cục đá có kích thước lớn hơn cho phép được coi

là đá quá cỡ. Tỷ lệ đá quá cỡ của đống đá nổ mìn cần phải giảm thấp nhất, tối

đa không được quá 5%.

- Kích thước đống đá (chiều cao, chiều rộng) phải phù hợp với thiết bị

xúc bốc vận tải, đảm bảo năng suất và an toàn cho thiết bị, phù hợp với thông

số của HTKT. Ngoài ra kích thước bãi nổ phải đảm bảo hợp lý để vừa phù

hợp với các thông số HTKT vừa nâng cao hiệu quả nổ và giảm tác dụng có

hại khi nổ mìn.

- Đảm bảo mặt tầng bằng phẳng, ít hậu xung, nâng cao hệ số sử dụng

mét khoan hữu ích. Để thỏa mãn được yêu cầu này cần phải tính chọn được

các thông số nổ mìn, các giải pháp kỹ thuật công nghệ thích hợp (kết cấu

lượng thuốc nổ hợp lý, sơ đồ mạng lỗ khoan, hướng lỗ khoan, công tác chuẩn

bị bãi khoan, duy trì các thông số đúng với hộ chiếu, sơ đồ vi sai và thời gian

vi sai phải hợp lý).

- Xuất phát từ đặc điểm của công tác nổ mìn, phải đảm bảo tuyệt đối an

toàn cho người, nhà cửa và các công trình khác do tác dụng của sóng chấn

38

động, sóng đập không khí và đá văng. Đặc biệt là tác dụng của sóng chấn

động, bởi vì nhà cửa và các công trình gần mỏ là đối tượng cố định không di

chuyển được, chúng thường bị phá hủy do sóng chấn động. Để đáp ứng được

yêu cầu này công tác nổ mìn phải đảm bảo tác dụng chấn động nhỏ nhất với

qui mô bãi nổ hợp lý. Yêu cầu này cũng đòi hỏi phải chọn thuốc nổ phù hợp

nhằm nâng cao hiệu quả đập vỡ, đồng thời giảm tác dụng có hại, bảo vệ môi

trường. Chọn được loại phương tiện nổ, sơ đồ nổ, các thông số nổ mìn hợp lý

cũng nhằm hai mục đích nêu trên (hiệu quả và an toàn).

2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

Để phá vỡ một thể tích đất đá đến độ cục nhất định cần phải chi phí

một năng lượng nhất định. Muốn tăng MĐĐVcần phải tăng chi phí năng

lượng riêng tức là số năng lượng cần thiết để phá vỡ một đơn vị thể tích đất đá.

Đập vỡ đất đá bằng nổ mìn thì chi phí năng lượng riêng được thể hiện

qua chỉ tiêu thuốc nổ. Vì vậy có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc

nổ như yếu tố về môi trường tiến hành công tác nổ, loại chất nổ sử dụng, các

thông số nổ mìn và hệ thống khai thác,... Đặt biệt là MĐĐV đất đá yêu cầu.

2.2.1. Các yếu tố đặc trưng cho môi trường tiến hành công tác nổ

Yếu tố đặc trưng về môi trường tiến hành công tác nổ là tính chất của

đất đá. Nghiên cứu những tính chất của đất đá để hoàn thành phương pháp

xác định và tính toán chỉ tiêu thuốc nổ có ý nghĩa rất quan trọng. Dưới đây sẽ

trình bày một số tính chất cơ bản của đất đá ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ,

[2], [10], [32]. a. Độ kiên cố

Độ kiên cố là khả năng của đất đá chống lại sự phá vỡ dưới tác dụng

của ngoại lực. Đại lượng đặc trưng cho độ kiên cố là hệ số (f) theo bảng phân

loại của giáo su Prôtôđiakônốv.

39

Theo bảng phân loại này đất đá được chia làm 10 cấp từ (I ÷ X), và hệ

số độ bền f = 20 bền nhất, f = 0,3 mềm nhất.

Hệ số độ kiên cố f ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ có dạng hàm số sau:

(2.1) q = Ψ(f)

Trên hình 2.1 thể hiện ảnh hưởng của độ kiên cố đất đá tới chỉ tiêu thuốc nổ [21].

Hình 2.1- Ảnh hưởng của độ kiên cố của đất đá tới chỉ tiêu thuốc nổ

1,2,3,4,5- Cấp nứt nẻ của đất đá [21]

b. Độ nứt nẻ

Là tính chất của đất đá bị nứt nẻ tự nhiên trong quá trình thành tạo.

Đánh giá độ nứt nẻ của đất đá thông qua bề rộng vết nứt và khoảng cách trung

bình giữa các vết nứt, tất cả được chia thành 5 cấp nứt nẻ.

Trên mỏ lộ thiên nứt nẻ ảnh hưởng đến độ cục của đống đá sau khi nổ

mìn và do đó ảnh hưởng đến tỷ lệ đá quá cỡ. Vì vậy khi lựa chọn phương

pháp tiến hành công tác nổ và khi xác định kích thước cho phép của cục, cần

thiết phải tính đến độ nứt nẻ của đất đá.

Tại các mỏ lộ thiên, để đánh giá độ nứt nẻ người ta sử dụng phương

pháp đo bề mặt và phương pháp truyền âm, để thiết kế sử dụng phương pháp

đo trên mẫu khoan.

40

Trên hình 2.2 thể hiện sự ảnh hưởng nứt nẻ của đất đá tới chỉ tiêu

thuốc nổ [21].

Hình 2.2- Sự phụ thuộc chỉ tiêu thuốc nổ vào cấp nứt nẻ của đất đá từ cấp I÷ V [21]

Ngoài ra các yếu tố trên các yếu tố như mật độ, độ cứng âm thanh, độ chứa nước của đất đá cũng ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ, tuy nhiên ảnh hưởng của những yếu tố đó không lớn.

2.2.2. Các yếu tố về công nghệ kỹ thuật

Trên các mỏ khai thác đá VLXD hiện nay sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau để hoàn thành các khâu công nghệ chính . Các loại thiết bị sử dụng rất đa dạng trên các mỏ, chúng khác nhau về kích thước làm việc, công suất và cơ cấu tác dụng. Để mỏ hoạt động nhịp nhàng, phát huy tối đa công suất của thiết bị trong từng khâu cần phải có sự hợp lý giữa hai khâu công nghệ liền kề nhau và trong toàn bộ dây chuyền. Trong khai thác mỏ lộ thiên máy xúc là thiết bị chủ đạo trong đồng bộ thiết bị sử dụng trên mỏ. Một trong những yếu tố gây ảnh hưởng đến năng suất máy xúc là công tác nổ mìn, cụ thể là [8], [11], [12], [13]: - Kích thước cỡ hạt và sự đồng đều của nó - Độ bằng phẳng của nền tầng sau khi nổ mìn - Kích thước đống đá sau khi nổ Kích thước cục đá sau khi nổ mìn là tiêu chuẩn đánh giá trình độ chuẩn bị đất đá ở gương. Cỡ đá càng nhỏ thì năng suất máy xúc càng cao vì chu kỳ xúc lúc đó giảm xuống và nâng cao được hệ số xúc đầy gầu. Độ lớn của cỡ

41

3

d

15,0(

m,E)2,0

=

÷

đá phù hợp với kích thước làm việc của máy xúc bốc được quy định như sau [20], [33]:

tb

(2.2)

Tỉ lệ đá quá cỡ càng lớn càng làm giảm năng suất của máy xúc. Bằng số liệu thống kê đã xây dựng được biểu đồ năng suất máy xúc với tỉ lệ đá quá cỡ (Hình 2.3) [3], [12], [20].

Hình 2.3- Mối quan hệ giữa năng suất máy xúc và tỉ lệ đá quá cỡ [20]

Từ biểu đồ trên ta nhận thấy tỉ lệ đá quá cỡ càng nhỏ thì năng suất máy

Mô chân tầng để lại sau khi nổ mìn sẽ làm tăng thời gian chu kỳ xúc, gây

Ngoài ra kích thước của đống đá sau khi nổ mìn cũng làm ảnh hưởng

xúc càng cao. khó khăn cho máy xúc khi di chuyển ảnh hưởng xấu tới năng xuất của máy xúc. tới năng suất của máy xúc.

2.2.3. Ảnh hưởng của các thông số nổ mìn

a- Đường kính lỗ khoan

Đây là một thông số cơ bản rất quan trọng, từ thông số này người ta xác định các thông số tiếp theo như đường cản chân tầng W, từ W lại xác định các thông số khác như khoảng cách giữa các lỗ khoan a, các hàng b. Trước đây người ta cho rằng đường kính lỗ khoan nhỏ thì nhận được

MĐĐV đất đá tốt nhất. Kết luận trên chỉ đúng khi nổ 1 lượng thuốc đơn độc.

42

Khi đường kính lỗ khoan tăng thì chi phí công tác khoan giảm và mạng luới

lỗ khoan được mở rộng (do tăng được W, a, b).

Đường kính lỗ khoan (đường kính lượng thuốc) đặc trưng cho mức độ

tập trung năng lượng nổ trong một đơn vị chiều dài lỗ khoan. Khi dk lớn thì

mức độ tập trung năng lượng nổ cao và ngược lại. Xét về sự phân bố đồng

đều năng lượng nổ trong toàn bộ thể tích khối đá thì rõ ràng dk càng lớn thì sự

phân bố năng lượng nổ càng không đồng đều: những vùng gần sát với lượng

thuốc sẽ bị nghiền nát mạnh mẽ, còn ở xa thì đất đá được đập vỡ không tốt.

Điều đó cũng đồng nghĩa với khả năng điều khiển đập vỡ khó khăn hơn khi

dùng đường kính lượng thuốc nổ lớn.

Ảnh hưởng của đường kính lượng thuốc tới chất lượng và hiệu quả đập

vỡ còn tùy thuộc vào tính chất của đất đá mỏ. Trong đất đá ít nứt nẻ, kiên cố,

tốc độ phát triển khe nứt nhỏ thì cần giảm đường kính lỗ khoan để đảm bảo

MĐĐV đồng đều. Trong đất đá nứt nẻ, phân lớp mạnh thì cần tăng dk, vì nếu

tăng dk thời gian tác dụng nổ tăng, tốc độ phát triển khe nứt tăng và do quá

trình đập vỡ sẽ được tăng cường [3], [4]..

b. Đường cản chân tầng, W

Đường cản chân tầng là một thông số cơ bản đã được nhiều tác giả

nghiên cứu. Thực tế nổ mìn đã xác định đường kính lượng thuốc và đường

cản nhỏ nhất có mối quan hệ với nhau, mối quan hệ này được coi là mối quan

hệ tuyến tính [3], [32].

W = k.d (2.3)

Trong đó: k- Hệ số tuyến tính phụ thuộc vào tính chất của đất đá, (đất

đá dễ nổ, độ nổ trung bình, khó nổ và rất khó nổ tương ứng: 40 ÷ 45, 35 ÷ 40,

30 ÷ 35, nhỏ hơn 30).

Đường kính tăng thì đường cản tăng và MĐĐV đất đá sẽ kém vì một

khối lượng đất đá vỡ theo các vết nứt tự nhiên.

43

Đường kính giảm thì đường cản giảm và trong nhiều trường hợp đã thủ

tiêu vùng đập vỡ không bị điều khiển là phương pháp tốt nhất để nâng cao

chất lượng đập vỡ.

Đối với mỗi loại đất đá nhất định, nếu tỉ số W/d cố định thì kết quả đập

vỡ có thể không tốt, bởi vì đường kính bất kỳ khi tăng đường cản nhỏ nhất thì

MĐĐVsẽ giảm và đến một giá trị giới hạn nào đó thì khối đá tam giác sẽ

không bị phá vỡ. Vì vậy nếu tăng tỉ số W/d bằng cách giảm đường kính thì

dẫn đến MĐĐV xấu đi.

c- Khoảng cách giữa các lỗ khoan, a

Xác định khoảng cách giữa các lỗ khoan phụ thuộc vào phương pháp

nổ mìn, khi nổ mìn tập trung, tức thời thì khoảng cách giữa các lỗ khoan có

thể xác định theo công thức.

m = a.W (2.4)

m- Hệ số khoảng cách

Theo công thức tính lượng thuốc thì, khoảng cách a có thể tính:

a

=

=

=

−

] m,)pz(WH [ −

Q HWq

)lL(g − b HWq

g HWq

(2.5)

Trong đó:

l b - Hệ số nhồi bua ≥ 0,75 W

z =

l kt - Hệ số khoan thêm ≥ 0,25 W

p =

d- Chiều sâu khoan thêm, Lkt

Chiều sâu khoan thêm là phần của lỗ khoan được khoan sâu hơn mức

nền tầng, dùng để tập trung năng lượng nổ khắc phục sức kháng lớn của đất

đá ở mức nền tầng, giúp cho việc tạo tầng bằng phẳng ở mức thiết kế. Khi

chiều sâu khoan thêm không đủ lớn thì không tạo mặt tầng bằng phẳng, nếu

chiều sâu khoan thêm quá lớn không những lãng phí công khoan vô ích mà nó

sẽ gây phá hủy mặt tầng tiếp theo, gây khó khăn cho công tác khoan tầng tiếp

44

theo, làm phát sinh nhiều đá quá cỡ ở vùng này và sinh chấn động mạnh. Rõ

ràng sẽ tồn tại một trị số chiều sâu khoan thêm hợp lý nhằm tạo nền tầng bằng

phẳng, không gây phá hủy nền tầng, giảm thiểu tác dụng chấn động. Trên

hình 2.5 biểu thị mức độ phá vỡ nền tầng phụ thuộc vào chiều sâu khoan thêm

gần như nhau đối với lượng thuốc tập trung và lượng thuốc phân đoạn, [3],

[10], [14].

Lựa chọn chiều sâu khoan thêm hợp lý cần phải căn cứ vào loại đất đá,

điều kiện địa chất, đường kính lượng thuốc nổ, đường kháng chân tầng, chiều

dài cột thuốc, chiều dài bua và chất lượng bua, chiều cao tầng, sơ đồ vi sai, sơ

đồ mạng lỗ khoan trên bình đồ.

Hình 2.4- Mức độ phá vỡ nền tầng phụ thuộc vào chiều sâu khoan thêm

1- Lượng thuốc tập trung; 2- Lượng thuốc phân đoạn [3]

e- Chiều cao cột thuốc, Lt

Là thông số rất quan trọng, khi nổ mìn lỗ khoan lớn thì chiều cao cột

thuốc thể hiện mức phân bố đồng đều năng lượng nổ trong khối đá. Khi tăng

chiều cao cột thuốc thể hiện mức phân bố đồng đều năng lượng nổ trong khối

đá khi tăng chiều cao cột thuốc thì bán kính vùng đập vỡ tăng lên.

Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm [3], [10], [14], thì chiều cao cột

thuốc có ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ, suất phá đá, độ nổ tối đa của phễu nổ.

45

f- Chiều dài bua, Lb

Chiều cao cột bua phụ thuộc vào loại đất đá, áp lực nổ, chiều cao cột

thuốc, các thông số mạng lỗ khoan, đặc tính vật liệu làm bua [18].

Thực tế và lý thuyết cho thấy dùng bua có chất lượng tốt sẽ tăng được

hiệu quả nổ từ 10% ÷ 20%.

Khi giảm được chiều dài bua sẽ tăng chiều cao phần nạp thuốc, giảm

vùng đập vỡ kém ở phần tầng phía trên.

2.2.4. Ảnh hưởng của loại thuốc sử dụng

Chúng ta biết rằng ảnh hưởng chủ yếu đến kỹ thuật và công nghệ nổ

mìn là loại chất nổ, khả năng cơ giới hoá khâu sản xuất và khâu nạp nó vào lỗ

khoan. Hiệu quả sử dụng chất nổ là căn cứ vào khối lượng và chất lượng phá

vỡ, do đó khi lựa chọn chất nổ phải phù hợp với tính chất đất đá, nhiệm vụ kỹ

thuật, đảm bảo an toàn khi nổ [4], [14], [17].

Năng lượng chất nổ có ảnh hưởng quan trọng tới MĐĐV đất đá đặc

biệt là với các lỗ khoan có đường kính không lớn.

Ở mỏ lộ thiên phá vỡ đất đá dùng lượng thuốc đường kính lớn nên đặc

tính năng lượng của nó không có ý nghĩa quan trọng như đối với lượng thuốc

có đường kính nhỏ, bởi vì trong nhiều trường hợp sử dụng loại thuốc có năng

lượng lớn thì tăng khối lượng đất đá trực tiếp bao quanh lượng thuốc bị

nghiền vụn và MĐĐV không đồng đều.

Dùng thuốc nổ rời thô có công suất trung bình và thời gian tác dụng nổ

dài thì hiệu quả tốt (Hình 2.5). Trong loại đất đá cứng và dính thì cần dùng

loại loại chất nổ có công suất lớn, nếu sử dụng chất nổ yếu thì không hợp lý vì

chỉ tiêu thuốc nổ tăng.

46

Hình 2.5- Sự thay đổi áp lực theo thời gian [3]

1- Lượng thuốc hạt nhỏ và lèn chặt, 2- Lượng thuốc rời thô

Hiện nay có rất nhiều loại thuốc nổ được sử dụng trong công nghiệp

mỏ. Mỗi loại thuốc nổ đều có tính đặc trưng của nó như nhiệt lượng nổ, nhiệt

độ nổ, thể tích khí nổ, mật độ thuốc, khả năng công nổ, sức công phá. Vì vậy

với mỗi loại thuốc nổ khác nhau, chỉ tiêu thuốc nổ khác nhau, khi sử dụng ta

phải quy đổi về thuốc nổ tiêu chuẩn

2.2.5. Ảnh hưởng của phương pháp điều khiển nổ

Chúng ta biết rằng có nhiều phương pháp nổ mìn như nổ mìn tầng cao,

nổ phân đoạn, nổ vi sai. Việc phân loại các phương pháp điều khiển tác dụng

nổ có ý nghĩa rất quan trọng đến việc tính toán lựa chọn loại thuốc nổ,

phương tiện nổ mìn, chỉ tiêu thuốc nổ, sơ đồ nổ, quy mô nổ. Đối với điều kiện

nổ mìn làm tơi đất đá ở mỏ lộ thiên thì có ý nghĩa nhất là nổ mìn vi sai.

Nổ mìn vi sai là nổ thứ tự từng lượng thuốc hoặc từng nhóm lượng

thuốc với khoảng thời gian giãn cách bằng phần ngàn giây.Những yếu tố

quyết định đến hiệu quả nổ mìn vi sai là thời gian giãn cách ∆t và trình tự phá

vỡ đất đá. Nó thay đổi tuỳ thuộc vào tính chất đất đá, sơ đồ phân bố lượng

thuốc, nhiệm vụ nổ.v.v. Khi nổ xảy ra hiện tượng giao thoa của sóng, sự tạo

thành mặt tự do phụ và sự va đập của cục đá bay. Do đó hiệu quả nổ và chất

lượng đập vỡ đất đá tăng. Tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá mà thời

gian giãn cách giữa các lượng thuốc sẽ khác nhau. Theo tính toán thực

47

nghiệm thì thời gian giãn cách thay đổi từ 25 ÷ 35ms, hoặc tính theo công

thức [4], [16]:

t = kW, ms (2.6)

Với k là hệ số phụ thuộc vào hệ số độ kiên cố đất đá, đá rất cứng k = 3,

đá cứng k = 4, đá cứng vừa k = 5, đá mềm k = 6.

Sơ đồ nổ vi sai trên mỏ lộ thiên rất đa dạng, hai yếu tố cơ bản của nổ

mìn vi sai là thời gian vi sai và sơ đồ nổ. Trên hình 2.6 giới thiệu một số sơ đồ

nổ vi sai phi điện.

Hình 2.6- Một số sơ đồ nổ vi sai phi điện

48

2.3. MỘT SỐ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ VỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU

THUỐC NỔ VỚI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Dựa trên cơ sở lý thuyết, kết quả nổ thực tế của các công trình nghiên

cứu ta đã tổng hợp lại những yếu tố ảnh hưởng tới chỉ tiêu thuốc nổ. Trong

phần này ta mới chỉ xem xét về mặt định tính của mối quan hệ này mà chưa

xác lập mức độ (về mặt định lượng) của các yếu tố, chưa đề cập đến điều kiện

cụ thể đối với các mỏ khai thác đá VLXD ở Việt Nam.

Một cách tổng quát ta có thể nhận xét các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu

thuốc nổ có thể được phân được phân làm 2 nhóm: (cid:1) Các yếu tố có tính thay đổi liên tục và ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu thuốc nổ là:

- Tính chất cơ lý của đất đá, được đặc trưng bởi hệ số độ kiên cố f và

độ nứt nẻ của đất.

- Yêu cầu về MĐĐV, tức là thành phần cỡ hạt của đống đá nổ, được

đặc trưng bằng kích thước trung bình của cục đá. (cid:1) Các yếu tố có ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ ở mức độ nhất định, tùy thuộc

vào điều kiện nổ cụ thể là:

- Loại chất nổ sử dụng.

- Phương pháp điều khiển nổ.

- Công nghệ - kỹ thuật khi tiến hành công tác nổ.

Ở chương tiếp sau, tác giả sẽ đi sâu phân tích xác lập mức độ quan hệ

ảnh hưởng của các yếu tố này. Trong điều kiện đối với các mỏ đá lộ thiên

Việt Nam tiến hành tính toán chỉ tiêu thuốc nổ sao cho đạt hiệu quả tối ưu về

kinh tế kỹ thuật.

49

CHƯƠNG 3

MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VỚI ĐỘ NỔ CỦA

ĐẤT ĐÁ VÀ MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG NỔ MÌN

3.1. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VỚI ĐỘ NỔ CỦA ĐẤT ĐÁ

Trong công tác nổ mìn hiện nay, chỉ tiêu thuốc nổ thường được xác

định qua các đợt nổ thực nghiệm. Đặc trưng cho độ nổ của đất đá là chỉ tiêu

thuốc nổ, độ nổ được đánh giá bằng mức độ khó nổ mìn của đất đá.

Trong công tác khoan nổ mìn, phân loại đất đá rất có ý nghĩa quan

trọng đối với công tác khoan – nổ mìn. Độ nổ được đặc trưng bằng mức độ

khó nổ mìn của đất đá và được xác định từ kết quả nổ mìn, loại thuốc nổ sử

dụng và các điều kiện khác phụ thuộc vào đối tượng nổ mìn. Tóm lại độ nổ

cho chúng ta biết đất đá dễ nổ mìn hay khó nổ mìn trong một điều kiện cụ thể.

3.1.1. Phân loại đất đá mỏ

Việc phân loại đất đá mỏ có ý nghĩa thực tế lớn khi tiến hành công tác

mỏ trên quan điểm lựa chọn máy khoan, phương pháp nổ, xây dựng định mức

khai thác và chi phí nguyên vật liệu.

Trong công tác khoan nổ mìn, chúng ta nhận thấy có loại đá dễ khoan

hay dễ nổ, có loại đá khó khoan hay khó nổ, vì vậy cần phải có sự phân loại

để làm cơ sở lựa chọn các giải pháp có lợi nhất cho thi công.

Việc phân loại đất đá có rất nhiều quan điểm khác nhau, tuy nhiên mỗi

quan điểm đều đưa ra tiêu chuẩn riêng phù hợp với những điều kiện thưc tế áp

dụng [1], [3], [6], [7], [17], [20], [21], [22], [23], [24]. Trong công tác khoan

nổ thường áp dụng các phương pháp phân loại khác nhau:

- Phân loại đất đá của GS M.M.Prôtôđiacônôv [3], [20]: Cơ sở của

bảng phân loại này là hệ số độ kiên cố f , nó đặc trưng cho độ bền của đất đá

50

khi nén 1 trục. Nếu đất đá có độ bền nén là 100 KG/cm2 (9,8.106 N/m2) thì có hệ số độ kiên cố là 1, nếu độ bền nén là 1000 kg/cm2 (9,8.107 N/m2) thì hệ số

' n

độ kiên cố là 10 v.v…, nghĩa là hệ số độ kiên cố được tính theo công thức:

f

=

=

6

σ n 100

σ 10.8,9

(3.1)

n- Giới hạn bền nén

Trong đó: σn- Giới hạn bền nén 1 trục KG/cm2; σ’

N/m2.

Theo bảng phân loại này thì hệ số độ kiên cố đặc trưng cho đất đá trong

tất cả các quá trình sản xuất, nghĩa là loại đất đá này cứng hơn loại đất đá kia

bao nhiêu lần khi khoan thì cũng cứng hơn bấy nhiêu lần khi nổ. Theo bảng

phân loại này (Bảng 3.1) đất đá được chia làm 10 cấp (từ I đến X). Đất đá

cứng nhất thuộc cấp I, đất đá yếu nhất thuộc cấp 10.

- Phân loại đất đá theo độ nứt nẻ của V.K.Rupsov [3], [20]: Phương

pháp này dựa vào tần số xuất hiện khe nứt hay kích thước trung bình của khối

nứt. Theo mức độ nứt nẻ hoặc theo tỷ lệ các khối lớn, toàn bộ đất đá được

phân làm 5 loại (Bảng 3.2). Theo bảng phân loại này đối với mỗi loại đất đá,

theo độ nứt nẻ có thể lựa chọn đường kính lỗ khoan hợp lý, sơ đồ nổ, loại

thuốc nổ và chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý.

- Phân loại đất đá theo độ khó khoan:

+ Để so sánh đất đá theo độ khoan (phương pháp cơ học), chỉ tiêu mức

độ khó khoan tương đối của đất đá Pk (theo V.V. Rjevxki) được tính theo biểu

thức :

(3.2) Pk = 0,07 (σnén + σcắt) + 0 ,7γ

Trong đó: σnén, σcắt – giới hạn độ bền nén và cắt đất đá mỏ, MPa (σnén =

34 ÷ 450 MPa, σcắt = 0,01 ÷ 75 MPa); γ - mật độ đất đá, t/m3.

Đất đá mỏ với phương pháp khoan cơ học, theo giá trị Pk, được phân

chia theo độ khoan thành 5 loại và 5 cấp được đưa vào mỗi cấp đó là:

Loại I - dễ khoan ( Pk = 1 ÷ 5)

51

Loại II - độ khoan trung bình Pk = 5,1 ÷ 10

Loại III - khó khoan Pk = 10,1- 15 ;

Loại IV - rất khó khoan Pk = 15,1 ÷ 20

Loại V - khó khoan đặc biệt Pk = 20,1 ÷ 25

Đất đá có các chỉ tiêu Pk > 25 nằm ngoài bảng phân loại.

+ Độ khoan được xác định bằng tốc độ kỹ thuật khoan, nó phụ thuộc

vào tính chất của đất đá bị phá vỡ dưới tác động của dụng cụ khoan (yếu tố cơ

bản); phụ thuộc vào loại và hình dạng dụng cụ khoan, vào phương pháp tăng

cường lực và tốc độ tác động của nó đến gương khoan, phụ thuộc vào đường

kính khoan và trong nhiều trường hợp phụ thuộc vào chiều sâu của nó; phụ

thuộc vào phương pháp, tốc độ và mức độ lấy phoi khoan ra khỏi gương

khoan.

Phân loại đất đá theo độ khoan dựa vào tốc độ khoan thuần tuý trong

những điều kiện chuẩn như sau [3]: Loại búa khoan Πp-19, áp lực khí nén 4,5 KG/cm2, đặc tính của dụng cụ khoan: đường kính 42mm, hình dạng lưỡi choòng chữ thập, góc sắc 90o, chiều dài choòng 1m, chiều sâu khoan 1m

(Bảng 3.3).

Trong trường hợp điều kiện thí nghiệm khác điều kiện chuẩn thì phải

đưa vào hệ số điều chỉnh tương ứng.

52

Mức độ cứng

Loại đất đá

Cấp đất đá

Hệ số cứng f

Góc nội ma sát

I

20

87008

Đất đá có mức độ cứng rất cao

II

15

Đất đá rất cứng

86011

III

10

Đất đá cứng

84018

IIIa

8

Như trên

82053

Đá badan, quăcdit rất cứng và đặc. Những loại đất đá khác đặc biệt cứng Đá granít rất cứng, pocfia thạch anh, đá phiến silic, cát kết và đá vôi cứng nhất. Granít đặc, cát kết và đá vôi rất cứng. Vỉa quặng thạch anh. Cônglômerat cứng. Quặng sắt rất cứng Đá vôi cứng. Granít không cứng lắm. Cát kết cứng. Đá hoa cứng. Đôlômít.

IV

6

Cát kết thường, quặng sắt

80032

IVa

5

78041

V

4

75058

Đất đá tương đối cứng Như trên Đất đá cứng trung bình

Va

3

Như trên

71034

VI

2

63026

Đất đá tương đối mềm

VIa

1,5

Như trên

56019

VIIa

1,0

Đất đá mềm

45000

VIIb

0,8

Như trên

38040

VIII

0,6

Đất mặt

30058

IX

0,5

Đá xốp

26030

X

O,3

Đất chảy

16042

Đá phiến chất cát. Cát kết phiến Đá phiến sét cứng. Cát kết và đá vôi không cứng lắm. Cônglômerát mềm Đá phiến các loại (không cứng lắm). Macnơ đặc Đá phiến mềm. Đá vôi rất mềm, đá phấn, muối mỏ, thạch cao. Đất đóng băng, antraxít. Mácnơ thường, cát kết bị phá huỷ, cuội được gắn kết, đất đá silíc. Đất đá loại đá dăm. Đá phiến bị phá huỷ, cuội dính kết, than đá cứng. Sét hoá cứng. Sét, than đá mềm. Đất phủ cứng, đất pha sét Sét pha cát nhẹ, sỏi, đất lót Đất trồng trọt, than bùn, á sét nhẹ, cát ẩm Cát, đá lở tích, sỏi nhỏ, đất đắp than khai thác Cát chảy, đất đầm lầy, đất lót chảy và các loại đất chảy khác

Bảng 3.1: Phân loại đất đá của giáo sư M.M Prôtôđiakônốv [3]

53

Tỉ lệ của các khối có kích thước lớn hơn (cm)

Cấp nứt nẻ

Mức độ nứt nẻ (độ khối) của đất đá

30

40

50

Độ nứt riêng λ (m-1)

Chỉ số truyền âm A1

Đường kính trung bình của khối (m)

>10

< 10

0

I

≤ 0,1

≈ 0

≤ 0,1

II

< 30

> 5

2 ÷ 10

0,1 ÷ 0,5

10 ÷ 70

0,1 ÷ 0,25

III

1 ÷ 2

0,5 ÷ 1,0

30 ÷ 80

5 ÷ 40

0,25 ÷ 0,4

70 ÷ 100

IV

100

1 ÷ 0,65

1,0 ÷ 1,5

80 ÷ 90

40 ÷ 80

0,4 ÷ 0,6

V

< 0,65

> 1,5

100

100

100

0,60 ÷ 1,0

Nứt nẻ rất mạnh (khối nhỏ) Nứt nẻ trung bình (khối lớn) Nứt nẻ trung bình (khối lớn) Nứt né ít (khối rất lớn) Thực tế đặc xít (khỗi cực kì lớn)

Bảng 3.2: Phân loại đất đá theo mức độ nứt nẻ [3]

Cấp đất đá theo GS M.M.Prôtôđiakônôv

Tốc độ khoan (mm/ph) khi khoan bằng choòng khoan

Cấp đất đá theo độ khoan

Cấp đất đá - - I - II IIa III IIIa IV IVa V Va VI VIa VII VIIa

Hệ số độ cứng - - 20 18 15 12 10 8-9 6-7 5 4 3 2 1,5 1,0 0,8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13

Thép 12 15 20 26 30 40 50 65 85 110 150 200 250 325 425 550

Hợp kim 31 40 50 60 75 90 110 130 160 200 250 300 350 400 500 600

Bảng 3.3: Phân loại đất đá theo độ khoan [3]

54

3.1.2. Cơ sở và các phương pháp phân loại đất đá theo độ nổ

Cơ sở để phân loại đất đá theo độ nổ là chỉ tiêu thuốc nổ, đối với loại

chất nổ nhất định, trong điều kiện nhất định và đất đá được phá vỡ thành

những cục có độ lớn xác định.

Trường Đại học Mỏ Matxcơva đã đưa ra bảng phân loại theo độ nổ

xuất phát từ điều kiện chuẩn như sau: chiều cao tầng 12 ÷ 15m, góc dốc sườn

tầng 65 ÷ 700; đường kính lỗ khoan 243 ÷ 269mm; loại chất nổ là gramônit

79/21; sơ đồ nổ vi sai nhiều hàng theo đường chéo; chiều sâu khoan thêm

2m, chiều dài bua 6m, khi nổ đảm bảo gần như không có đá quá cỡ lớn hơn

1000mm. Bảng phân loại này đã được sử dụng rộng rãi để đánh giá mức độ

khó nổ ở các công trình khác nhau, (Bảng 3.4) [2], [21].

Bảng 3.4: Phân loại đất đá theo độ nổ của Trường Đại học Mỏ Matxcơva [21]

Chỉ tiêu Khoảng Tỷ lệ % các khối nứt Cấp Độ bền thuốc cách trung có kích thước Mật độ đất đá nổ trung bình giữa theo >500 > 1500 các vết nứt, đất đá g/cm3 độ nổ nén của đất đá, 106 N/m2 mm mm m bình kg/m3

I <0,1 0,15 0-2 10-30 1,4-1,8 0

II 0,225 0,1-0,25 2-16 20-45 1,75-2,35 0

III 0,32 0,2-0,5 10-52 30-65 2,25-2,55 0-1

IV 0,45 0,45-0,75 45-80 50-90 2,5-2,8 0-4

V 0,60 0,70-1,00 75-98 70-120 2,75-2,90 2-157

VI 0,78 0,95-1,25 96-100 110-160 2,85-3,00 10-30

VII 0,99 1,20-1,50 100 145-205 2,95-3,20 25-47

100 VIII 1,235 1,45-1,70 195-259 3,15-3,40 43-63

IX 100 1,525 1,65-1,90 235-300 3,35-3,60 58-78

X 100 1,855 >1,85 75-100 ≥ 285 ≥ 3,55

55

3.1.2.1. Phân loại đất đá theo mức độ khó nổ của V.V.Rjevxki [20]

Năng lượng của chất nổ khi phá vỡ đất đá bị tiêu phí để tạo nên mặt tự

do mới với sự khắc phục giới hạn bền của đất đá về σn, σc,và σk. Tỷ lệ tham

gia của những ứng suất này vào quá trình phá đá nói chung không giống nhau.

Nhưng để đánh giá một cách tương đối mức độ khó nổ của đất đá người ta

,

n

k

chấp nhận sự tham gia của chúng là như nhau, [20].

q

f

=

σ+σ+σ c 3

  

  

, g/m3 (3.3)

Chi phí năng lượng để phá vỡ đất đá tỷ lệ với diện tích các mặt tự do đã

tạo được, trước hết nó tỷ lệ với MĐĐV n, tức là tỷ số giữa kích thước trung

"

"

tb

q

)n(f

f

bình của khối nứt trong khối đá Ltb và kích thước trung bình của cục đá dtb [20].

=

=

L d

  

  

tb

, g/m3 (3.4)

Tăng MĐĐV n sẽ làm tăng chi phí chất nổ. Trong thực tế nổ mìn

thường gặp n = 1÷5. Trong một số trường hợp đặc biệt, thí dụ khi

dtb = 0,1 ÷ 0,25m, các khối nứt tự nhiên không bị đập vỡ mà đất đá bị đập vỡ

do chấn động khi nổ mìn, trị số n có thể nhỏ hơn đơn vị. Năng lượng chất nổ

cũng bị tiêu phí để khắc phục lực trọng lượng và truyền cho các cục đá một

năng lượng động. Tổn thất đó tỷ lệ với trọng lượng thể tích của đất đá

(3.5) q = f’’(γ), g/m3

Chất lượng công tác nổ mìn được đánh giá bằng thành phần cỡ hạt của

đống đá nổ, vậy chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn là chi phí chất nổ cần thiết để phá vỡ

(3.6) một đơn vị thể tích đất đá nguyên khối nhằm tạo nên cỡ hạt theo yêu cầu, [20]: qtc = 0,2 (σn + σc + σk) + 2γđ, g/m3

lượng

Trong đó: qtc – Chỉ tiêu chất nổ tiêu chuẩn, g/m3; γđ – Khối riêng của đất đá, kg/dm3; σn,σc,σk - Ứng suất kháng nén, kháng cắt và kéo của

đất đá, Mpa.

56

Tất cả các loại đất đá theo mức độ khó đập vỡ bằng nổ mìn (mức độ

khó nổ mìn) được chia làm 5 loại và 25 cấp.

- Loại I: Đất đá dễ nổ mìn: qtc ≤ 10 g/m3 – cấp 1, 2, 3, 4, 5; - Loại II: Đất đá khó nổ mìn vừa: qtc = 10,1 ÷ 20 g/m3 – cấp 6, 7, 8, 9, 10; - Loại III: Đất đá khó nổ mìn: qtc = 10,1 ÷ 30 g/m3 – cấp 11, 12, 13, 14, 15; - Loại IV: Đất đá rất khó nổ mìn: qtc = 30,1 ÷ 40 g/m3 – cấp 16, 17, 18, 19, 20; - Loại V: Đất đá đặc biệt khó nổ mìn: qtc = 40,1 ÷ 50 g/m3 – cấp 21, 22,

23, 24, 25;

Chi phí chất nổ tiêu chuẩn một mặt được dùng để phân loại đất đá theo

mức độ khó nổ, mặt khác là cơ sở để tính toán quy trình công nghệ nổ và định

lượng chất nổ thực tế khi nổ mìn.

Chỉ tiêu chất nổ thực tế được xác định thông qua chỉ tiêu chất nổ tiêu

chuẩn có điều chỉnh theo các điều kiện thực tế. Ta biết rằng, MĐĐV hợp lý

của công tác nổ mìn được đánh giá bằng tổng chi phí cho các khâu công nghệ

nhỏ nhất (∑C → min), [20].

(3.7) q = qtc.kn.kđ.kk.kc.kv.ktd , kg/m3

Trong đó: kn – Hệ số tính đổi thuốc nổ Amônit No6 sang loại thuốc nổ sử

dụng khác; kđ – Hệ số yêu cầu về mức độ đập vỡ; kk – Hệ số kể đến độ nứt nẻ

của đất đá; kc – Hệ số kể đến hình dạng của lượng thuốc nạp; kv – Hệ số ảnh

hưởng của khối lượng đá nổ mìn trong khu vực nổ; ktd – Hệ số kể đến phương

pháp nổ và mặt tự do khi nổ.

3.1.2.2. Phân loại độ nổ của Lyly

Lyly đã đưa ra mối liên hệ giữa độ nổ (BI) của đất đá với tính chất của

khối đá như sau [25], [26]:

BI = ½(RMD + JPS + JPO + SGI + H) (3.8)

57

Trong đó: BI- Độ nổ; RMD- Đặc điểm của khối đá; JPS- Khoảng cách

giữa các khe nứt; JPO- Hướng khe nứt; SGI- Ảnh hưởng trọng lượng riêng

của đất đá; H- Độ kiên cố của đất đá.

Các thông số trên được xác định trong (Bảng 3.5), và độ cứng H (theo

thang độ cứng của Moh) được giới thiệu trong (Bảng 3.6). Để tiến hành phân

loại tác giả đã thống kê số liệu từ nhiều vụ nổ thực nghiệm khác nhau. (Loại

thuốc nổ sử dụng để nổ thực nghiệm là ANFO).

Bảng 3.5: Các thông số đặc trưng để xác định độ nổ [25]

TT Thông số Giá trị

1 Đặc điểm khối đá (RMD)

1.1 Bột, giòn bở 10

1.2 Khối 20

1.3 Khối lớn 50

2 Khoảng cách giữa các khe nứt (JPS)

2.1 Nhỏ (<0,1m) 10

2.2 Trung bình (0,1 ÷ 1m) 20

2.3 Lớn (>1m) 50

3 Hướng cắm của khe nứt (JPO)

3.1 Nằm ngang 10

32 Hướng dốc ra ngoài bề mặt 20

3.3 Hướng dốc vuông góc với bề mặt 30

3.4 Hướng dốc vào trong 40

SGI = 25SG – 50 4

Ảnh hưởng của trọng lượng riêng của đất đá (SGI) (SG- Trọng lượng riêng của đất đá T/m3)

58

Bảng 3.6: Phân loại độ cứng của đất đá theo Moh [25]

Độ cứng theo Moh TT Vật liệu

1 Đá tan 1

2 Muối, thạch cao 2

3 Canxit 3

4 Florit 4

5 Apatit 5

6 Fenspat 6

7 Thạch anh 7

8 Topa 8

9 Corindon 9

10 Kim cương 10

Độ nổ BI = 100 đá có khối lớn và rất cứng, có trọng lượng riêng vào khoảng 4 T/m3, đất đá mềm bở rời thì BI vào khoảng 20. Mối quan hệ giữa độ

nổ và chỉ tiêu thuốc nổ được biểu diễn trên hình 3.1.

Hình 3.1- Đồ thị xác định chỉ tiêu thuốc nổ [25]

59

2.1.2.3. Phân loại độ nổ của Ghose

Qua kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm kết hợp với thực

nghiệm Ghose đã đề xuất cách phân loại đất đá cho các mỏ (Bảng 3.7) và đưa

ra được mối liên hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và độ nổ của đất đá cho các mỏ như

sau [25], [26]:

BI = DR + DSR + PLR + JPO + AF1 + AF2 (3.9)

Trong đó: BI- Độ nổ của đất đá; DR- Mật độ của đất đá, t/m3;

DSR- Khoảng cách giữa các vết nứt, m; PLR- Hệ số tải trọng xác định độ bền

của đất đá; JPO- Hướng khe nứt; AF1- Hệ số điều chỉnh 1 phụ thuộc vào

điều kiện nổ mìn; AF2 – Hệ số điều chỉnh 2 phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan

và đường cản.

Các thông số trên được xác định ở (Bảng 3.7) và chỉ tiêu thuốc nổ được xác

định theo bảng 3.8.

Giá trị

<1,6

1,6 ÷ 2,0

2,0÷2,3

2,3÷2,5

>2,5

Thông số Mật độ (T/m3) DR

20

15

12

6

4

<0,2

0,2÷0,4

0,4÷0,6

0,6÷2,0

>2,0

Khoảng cách giữa các vết nứt (m)

DSR

35

25

20

12

8

Hệ số tải trọng (MPa)

<1

1÷2

2÷4

4÷6

>6

PLR

25

20

15

8

5

Hướng khe nứt

Dốc vào trong

Dốc ra ngoài

Nằm ngang

Hướng khe nứt <900 so với mặt phẳng

Hướng vuông góc với mặt phẳng

JPO

20

15

12

10

6

Không có mặt tự do

-5

Hệ số điều chỉnh 1

Có mặt tự do

0

Chiều sâu lỗ khoan/đường cản >2

0

Hệ số điều chỉnh 2

Chiều sâu lỗ khoan/đường cản > 1,5 ÷ 2

-2

Chiều sâu lỗ khoan/đường cản < 1,5

-5

Bảng 3.7: Các thông số đặc trưng để xác định độ nổ [25]

60

Bảng 3.8: Bảng xác định chỉ tiêu thuốc nổ [25]

Thông số Giá trị

Độ nổ 30÷40 50÷60 40÷50 60÷70

70÷85 Chỉ tiêu thuốc nổ (kg/m3) 0,7÷0,8 0,6÷0,7 0,5÷0,6 0,3÷0,5 0,2÷0,3

2.1.2.4. Phân loại độ nổ của Lopez Jimeo [25], [26]

E.L Jemino đưa ra cách phân loại đất đá theo độ nổ dựa vào mức độ

khó khoan của đất đá (Ip drilling index). Độ khó khoan của đất đá được xác

định trên cơ sở tốc độ khoan, đường kính lỗ khoan và một số yếu tố khác,

Ip

drilling

index

=

được xác định như sau:

r

2

VP NE × D

(3.10)

Trong đó: VP- Tốc độ khoan, m/h; E- Năng lượng đập; Nr- Tốc độ

quay, v/ph, D- Đường kính lỗ khoan, mm.

Qua số liệu thống kê, phân tích tại nhiều mỏ khác nhau và sử dụng

phương pháp hồi quy, tác giả đã xây dựng được mối quan hệ giữa chỉ tiêu

4

thuốc nổ và mức độ khó khoan được trình bày trên (Hình 3.2).

ó h k

) p I (

3

ộ đ

2

n a o h k

c ứ M

1

0,4

0,8

0

Chỉ tiêu thuốc nổ (ANFO), kg/t

Hình 3.2- Mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ khó khoan [25]

5727

Ip

124,1

,0e −×

Công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ đối với thuốc nổ ANFO:

(kg/m3) (3.11) qANFO =

Phương pháp trên chỉ đúng với các điều kiện sau:

- Loại mũi khoan sử dụng phù hợp với cấu tạo của đất đá

61

- Lượng khí phải đủ để làm sạch lỗ khoan

- Tốc độ khoan thuần tuý (không kể thời gian thay mũi khoan, di

chuyển…)

3.2. PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ THEO ĐỘ NỔ CHO CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VLXD

CỦA VIỆT NAM

Đối với các mỏ khai thác lộ thiên Việt Nam các công trình phân loại

đất đá theo độ khó khoan hay khó nổ chủ yếu cho các mỏ than vùng Quảng

Ninh, như bảng phân loại đất đá theo độ khó khoan cho các mỏ lộ thiên lớn

vùng Quảng Ninh (2006) của Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - VINACOMIN,

phương pháp phân loại đất đá theo độ nổ của GS.TS. Nhữ Văn Bách (2006)

cho mỏ than Đèo Nai [15], [17].

TS. Lê Văn Quyển (2007) phân loại đất đá theo độ nổ cho các mỏ than

lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh trên cơ sở bảng phân loại đất đá theo độ kiên cố

của M.M.Prôtôđiacônov, đối chiếu với độ kiên cố của L.I.Baron, bảng phân

loại đất đá theo độ nổ của B.N.Kutudov, bảng phân loại đất đá theo độ nứt nẻ

của V.K.Rupsov.

Căn cứ vào điều kiện thực tế của các mỏ Lộ thiên vùng Quảng Ninh là

đường kính lỗ khoan sử dụng từ 127 đến 250mm, chiều cao tầng 15m, góc

nghiêng sườn tầng α = 70 ÷ 750; dung tích gầu xúc E = 2÷12m3, sử dụng

phương pháp nổ mìn visai, tỷ lệ các cục lớn (quá cỡ) trong đống đá sau khi

nổ < 2÷3%, tác giả tiến hành phân loại đất đá cho các mỏ lộ thiên vùng Quảng

Ninh với kết quả cho trong bảng 3.9 [15], [17].

62

Độ nứt nẻ

Bảng 3.9: Phân loại đất đá cho các mỏ lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh [17]

Độ nổ

Loại đất đá

Chỉ tiêu thuốc nổ q (kg/m3)

Hệ số độ kiên cố theo M.M Protôdiakonov

Cấp

Nhóm đất đá theo

Dung trọng của đất đá (T/m3)

Nhóm đất đá theo tác giả

Khoảng cách tb giữa các vết nứt d0, m

Hệ số độ kiên cố theo L.I Baron

I

Dễ nổ

II÷III

5÷7

I÷IIa

0,2÷0,25

2,4÷2,5

Các tầng phong hoá nứt nẻ mạnh, phân lớp mỏng giáp vách ở Công ty Cọc 6, Hà Tu, Núi Béo

25,0 21,0

31,0 27,0

÷ ÷

Sét, bột kết, cuội kết phong hoá

4÷6

II

2,45÷2,55

III÷IV

Trung bình

IIb IIIa

0,3÷0,5 0,5÷0,7

8÷10 4÷7

8÷9 5÷7

32,0 28,0

42,0 36,0

÷ ÷

Bột kết, cát, cuội, sạn kết

III

Khó nổ

IV÷V

2,5÷2,6

Cát, cuội, sạn kết

IIIa IIIb

11÷13 8÷10

10÷11 8÷9

0,5÷0,8 0,7÷1

43,0 37,0

55,0 45,0

÷ ÷

V

IV

2,55÷2,65

Rất khó nổ

Cát, sạn rắn chắc

IIIb IVa

14÷16 11÷13

12÷13 10÷11

0,8÷1,0 1,0÷1,25

56,0 46,0

67,0 54,0

÷ ÷

VI

V

2,6÷2,7

Đặc biệt khó nổ

Cát, sạn rắn chắc

1,1÷1,3 1,25÷1,5

18÷20 14÷16

14÷15 12÷13

68,0 55,0

85,0 64,0

÷ ÷

Tầng phong hoá, các lớp cát, sạn kết nứt mạnh mẽ đến trung bình, phân lớp mỏng đến ở các công ty cọc 6, Hà Tu, Núi Béo, Cao Sơn, Đèo Nai Các tầng cuội, sạn kết phân trung bình dày, rắn chắc, nứt nẻ trung bình tại các công ty cọc 6, Hà Tu, Núi Béo, Cao Sơn, Đèo Nai. Các tầng sạn kết phân lớp dày rất rắn chắc tại công ty Cao Sơn, Đèo Nai Tầng cuội sạn kết phân lớp dày rất rắn chắc tại công ty Cao Sơn, Đèo Nai

IVa IVb V

Ghi chú: * Tử số ứng với đường kính lỗ khoan 250 mm; Mẫu số ứng với đường kính lỗ khoan 127 mm; Thuốc nổ chuẩn Zernogranunit 79/21

- Độ kiên cố theo M.M. Prôtôđiacônôp:

f

=

nσ 100

n

n

f

=

+

- Độ kiên cố theo L.I Baron:

σ 300

σ 30

Khu vực

63

Tóm lại, ở Việt Nam chưa có những công trình nghiên cứu về phân loại

đất đá theo độ nổ cho các mỏ khai thác đá VLXD ở Việt Nam. Các bảng phân

loại của các tác giả trên đều dựa vào chỉ tiêu thuốc nổ trong điêù kiện chuẩn,

việc áp dụng chúng trong điều kiện khai thác đá VLXD rất khó khăn.

3.2.1. Phân loại đất đá theo độ nổ cho một số mỏ khai thác đá VLXD ở

Việt Nam

Các mỏ khai thác đá VLXD phân bố hầu khắp các tỉnh, thành trong

toàn quốc. Do nguồn gốc hình thành của đá và do điều kiện địa hình mà các

dạng mỏ ở miền Bắc, miền Trung và miền Nam khác nhau . Phần lớn các mỏ

đá vôi ở miền Bắc có dạng địa hình núi cao. Đá vôi ở miền Nam có dạng đồi

thấp, độ chênh cao về địa hình so với khu vực xung quanh không lớn. Chính vì

thế các mỏ đá ở miền Nam có dạng xuống sâu (Hình 3.3).

Hình 3.3- Sự phân bố các mỏ đá ở Việt Nam

Sự phân bố đất đá ở các mỏ rất phức tạp với hệ số độ kiên cố khác

nhau, tính phân lớp và độ nứt nẻ cũng khác nhau. Ngay trong cùng một mỏ,

64

các khu vực khác nhau có độ phân lớp và độ nứt nẻ cũng khác nhau, đá có độ

kiên cố khác nhau. Vì vậy để phục vụ cho công tác nổ mìn ở các mỏ đá cần

phải xây dựng bảng phân loại đất đá theo độ nổ làm cơ sở để tính toán các

thông số và định mức công tác nổ mìn. Độ nổ của đất đá được đặc trưng bởi chỉ tiêu thuốc nổ (kg/m3) cần thiết để đạt được mức độ đập vỡ nhất định.

3.2.2. Nội dung phương pháp phân loại

Để tiến hành phân loại đất đá theo độ nổ cho cho các mỏ khai thác

đá VLXD, dựa vào chỉ tiêu thuốc nổ đảm bảo cỡ hạt đống đá nổ mìn phân bố

đều (ta có thể gọi là chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn) [5], tác giả đã tiến hành nổ mìn

thực nghiệm để xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 cho một số mỏ khai thác

đá VLXD cụ thể, đồng thời xây dựng chương trình phần mềm để phân loại

như sau: Đối với mỗi loại đất đá nổ 2 đợt thí

đất đá theo độ nổ của các mỏ khai thác đá VLXD ở Việt Nam.

Phương pháp xác định qo

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

1

lgqq

1

2

P P

2

sau:

q

=

0

0

q

lg

−

( q

)

2

1

X L

max

, kg/m3 (3.12)

Trong đó: P1, P2- Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 tương

ứng với 2 đợt nổ q1 và q2.

3.2.3. Kết quả phân loại đất đá theo độ nổ cho một số mỏ khai thác

đá VLXD của Việt Nam

Phương pháp này đã được tiến hành thử nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh

Dân – Thanh Ba – Phú Thọ thuộc Công ty xi măng Sông Thao, mỏ đá vôi

Văn Xá – Thừa Thiên Huế thuộc Công ty xi măng LUKS Việt Nam, mỏ khai

65

thác đá VLXD Thường Tân IV – Bình Dương, với điều kiện thực tế là sử

dụng đường kính lỗ khoan từ 76 đến 105mm, chiều cao tầng 7 ÷ 15 m, dung

tích gầu xúc 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 khi nổ

< 2÷3% . Trên hình 3.4 giới thiệu một số hình ảnh nổ thực nghiệm tại mỏ đá

vôi Ninh Dân và bảng 3.10 trình bày kết quả thực nghiệm xác định chỉ tiêu

thuốc nổ chuẩn q0.

Hình 3.4- Một số hình ảnh nổ mìn thực nghiệm

Bảng 3.10: Kết quả thực nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0

Tên mỏ

Kích thước cỡ hạt, x0 (m) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 1, q1 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 2, q2 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn, q0 (kg/m3)

0,6

85,9%

0,5

0,34

0,32

77

0,5

69,3

0,48

0,43

0,42

65,2

0,4

97

0,32

0,28

0,21

87,5

Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 2, P2 Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P1

Ninh Dân Văn Xá Thường Tân IV

66

Qua kết quả nổ thử nghiệm và kết hợp với các phương pháp phân loại

đất đá theo độ kiên cố của M.M.Prôtôđiacônov, bảng phân loại đất đá theo độ

nổ của GS.TS. Nhữ Văn Bách, TS.Lê Văn Quyển và các tác giả khác, ta có

thể phân loại đất đá theo độ nổ cho một số mỏ khai thác đá VLXD ở Việt

Nam như sau:

Dễ nổ q0 < 0,3:

q0 = 0,31 ÷ 0,38: Trung bình

q0 = 0,39 ÷ 0.46: Khó nổ

q0 = 0,47 ÷ 0,55: Rất khó nổ

Đặc biệt khó nổ q0 > 0,56:

Như vậy với mỗi loại đất đá có một chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 nhất

định khi đó đảm bảo sự phân bố cỡ hạt đống đá nổ mìn là đồng đều (quan hệ

đường thẳng) và từ đó có thế xác định dễ dàng các thông số nổ mìn hợp lý

đảm bảo cỡ hạt yêu cầu.

3.2.4. Xây dựng chương trình phần mềm phân loại đất đá theo độ nổ cho

các mỏ khai thác đá VLXD Việt Nam

Để phân loại đất đá theo độ nổ, sơ đồ khối của chương trình được lập

như hình 3.5.

Kết quả tính chỉ tiêu thuốc nổ xác định được mức độ khó nổ mìn của

đất đá một cách dễ dàng bằng tính toán bình thường hoặc sử dụng chương

trình được thiết lập trên máy vi tính (Hình 3.6).

67

Hình 3.5- Sơ đồ khối xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn

Hình 3.6- Giao diện phần mềm xác định mức độ khó nổ cho các mỏ đá

68

3.3 . MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VÀ MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ

Đối với một loại đất đá xác định, khi tăng chỉ tiêu thuốc nổ thì MĐĐV

đất đá ở giai đoạn đầu tăng mạnh, sau đó mức độ tăng giảm dần và đất đá

bước vào trạng thái bão hòa năng lượng nổ. Nếu cứ tiếp tục tăng chỉ tiêu

thuốc nổ thì năng lượng sẽ tiêu phí vô ích cho việc văng xa đất đá, cường độ

đập vỡ thay đổi không đáng kể. Như vậy có thể thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ để

có được cỡ cục theo mong muốn trong một phạm vi khá rộng (Hình 1.5).

Chỉ tiêu thuốc nổ là đại lượng rất quan trọng, là thông số cơ bản điều

khiển MĐĐV, quyết định tới giá thành và hiệu quả sản xuất nói chung, trên

hình 3.7 giới thiệu giá thành các khâu và tổng chi phí sản xuất phụ thuộc vào

MĐĐV đất đá khi nổ mìn [30].

Để đánh giá hiệu quả phá vỡ bằng nổ mìn thì một trong những chỉ tiêu

cơ bản là độ cục của đống đá nổ hay MĐĐV đất đá. Phụ thuộc vào đồng bộ

thiết bị khai thác (dung tích gầu xúc, phương thức vận tải) mà yêu cầu thành

phần cỡ hạt của đống đá nổ sao cho đạt hiệu quả cao nhất.

Hình 3.7- Giá thành các khâu sản xuất và tổng chi phí phụ thuộc vào MĐĐV [30]

69

3.4. MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ BẰNG NỔ MÌN

3.4.1. Khái niệm chung về mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn

MĐĐV đất đá là một thông số tổng hợp, đặc trưng cho tỷ lệ thành phần

cỡ hạt sau khi nổ. Mỗi một dải tỷ lệ thành phần cỡ hạt sau nổ phản ánh cường

độ đập vỡ mạnh hay yếu. Cường độ đập vỡ đất đá phụ thuộc vào tổng hợp các

yếu tố tự nhiên và thông số khoan nổ như: tính chất đất đá, điều kiện địa chất,

độ nứt nẻ, chỉ tiêu thuốc nổ, thông số mạng khoan, tính chất của lượng thuốc

nổ, phương pháp nổ, sơ đồ nổ và các thông số lượng thuốc nổ,... Trong thực tế

sản xuất mỏ, đất đá sau nổ mìn là đối tượng tác động của tất cả các khâu công

nghệ như khoan nổ, xúc bốc, vận tải,... Để quá trình sản xuất diễn ra bình

thường thì kích thước cỡ hạt nổ ra lớn nhất phải phù hợp với dung tích hình

học của gầu máy xúc, thùng xe,... Tương ứng với giá trị này gọi là kích thước

cục cho phép. Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm của nước ngoài thì kích

thước cục đá cho phép lớn nhất theo điều kiện xúc được xác định [3], [20]:

D

=

÷

( E8,07,0

) 3

cp

, m (3.13)

Trong đó: Dcp - kích thước cục cho phép lớn nhất, m; E- dung tích gầu

xúc, m3.

Năng suất của các thiết bị xúc bốc phụ thuộc vào mức độ khó xúc của

đất đá và khả năng xúc được khối lượng đất đá lớn nhất trong mỗi lần xúc.

Với mỗi loại đất đá nhất định thì mức độ khó xúc chủ yếu phụ thuộc vào yếu

tố kỹ thuật và công nghệ, đặc biệt phụ thuộc vào tỷ lệ cỡ hạt của đất đá.

Năng suất của thiết bị vận tải cũng phụ thuộc vào cỡ hạt, sự ảnh hưởng

này nhỏ hơn so với thiết bị xúc, bởi vì kích thước của thùng vận tải lớn hơn

khá nhiều kích thước gầu xúc. Vận tải là khâu công nghệ tiếp theo của khâu

xúc vì vậy nó chịu ảnh hưởng trực tiếp của sự phối hợp hợp lý với khâu xúc.

70

Tất nhiên kích thước cục cho phép tính theo công thức (3.13) phải thoả

mãn cho cả khâu vận tải. Trong khai thác đá VLXD luôn tồn tại khâu gia công

chế biến thì kích thước cục cho phép cần phải quan tâm tới khâu nghiền

đập sơ bộ.

Kích thước cục đá cho phép lớn nhất theo điều kiện nghiền đập được xác

định như sau [3], [20]:

Dcp = (0,7 ÷ 0,8)B, m

Trong đó: B- Kích thước nhỏ nhất của cửa tháo Bunke, m.

Như vậy MĐĐV đất đá là một thông số tổng hợp không chỉ phản ánh

cường độ đập vỡ đất đá, mà nó còn liên quan với tất cả các khâu khoan nổ,

xúc bốc, vận tải, MĐĐV đất đá bằng nổ mìn có thể được đánh giá:

- Thông qua tỷ lệ phần trăm đá quá cỡ phát sinh theo thể tích. Đây là

phương pháp được sử dụng phổ biến bởi vì tính đơn giản, thành phần đá quá

cỡ dễ dàng đo đếm. Tuy nhiên không thể biểu diễn ảnh hưởng của nó một

cách đầy đủ đến năng suất các khâu, vì vậy phương pháp này không phản ánh

tổng hợp MĐĐV đất đá;

- Thông qua tỷ lệ thành phần cỡ hạt sau nổ, đây là chỉ tiêu toàn diện

nhất. Quan điểm này cho rằng tỷ lệ thành phần cỡ hạt mà khi đó tổng chi phí

cho tất cả các khâu công nghệ là nhỏ nhất sẽ tương ứng với MĐĐV hợp lý.

3.4.2 Đánh giá MĐĐV đất đá bằng nổ mìn

3.4.2.1. Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ bằng

phương pháp năng lượng xác suất

Kích thước cục trung bình của đống đá nổ là một đại lượng đặc trưng

cho MĐĐV đất đá bằng nổ, được xác định như sau [17]:

chϕ . et .qt ;

(3.14) Dtb = 1/ K1 .K2 .K3. K4. K5. K6

71

3/1

ch

ch

V V

ρ ρ

  

  

t

t

là hệ số hiệu chỉnh về loại thuốc nổ sử dụng; Trong đó: K1 =

ch,ρρ

t

- tương ứng là mật độ của thuốc nổ chuẩn và thuốc nổ thực tế, kg/m3; Vch,

Vt - tương ứng là tốc độ nổ của thuốc nổ chuẩn và thực tế, m/s;

là hệ số hiệu chỉnh về đường kính lượng thuốc nổ, dch là

K2 = (dch /dt)1/2

đường kính chuẩn, dt là đường kính lượng thuốc nổ thực tế;

K3 - là hệ số hiệu chỉnh về số mặt tự do, K3 = 1 khi có 2 mặt tự do,

K3 = 2 khi có 3 mặt tự do, nếu chỉ có 1 mặt tự do bên sườn và không có mặt

tự do qua miệng lỗ khoan thì K3 = h/(h+ 25dk); h - là chiều cao tầng hay lớp

phá huỷ, m; dk - là đường kính lỗ khoan, m;

K4 – là hệ số hiệu chỉnh về hướng lỗ khoan, khi bố trí các lỗ khoan

song song K4 = 1, rẻ quạt K4 = 0,7;

K5 – là hệ số hiệu chỉnh về số hàng mìn, khi số hàng mìn nhỏ hơn 3 thì

K5 = 0,81; lớn hơn 3 thì K5 =1;

K6 – là hệ số hiệu chỉnh khi dùng đường kính lỗ khoan nhỏ hơn đường

kính chuẩn. Điều này được giải thích bởi sự tăng năng lượng để đập vỡ đá

liền khối so với đập vỡ khối theo khe nứt. K6 = 0,061 + 4,35 dk, dk là đường

chϕ - hằng số đập vỡ chuẩn, j/m3

kính lỗ khoan lớn hay lỗ khoan nhỏ, m.

3.4.2.2 Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ theo

phương pháp bán thực nghiệm của V.M. Kuzơnhetxôv:

Theo Kuzơnhetsôv, đường kính trung bình của cỡ hạt đống đá nổ mìn

4

5

1

V

6

Q

được xác định, [25]:

Q

  

  

, m (3.15) Dtb = A

72

Trong đó: A - hệ số đặc trưng cho loại đá; V - thể tích đá được phá vỡ do 1 lượng thuốc đảm nhiệm, m3; Q - khối lượng của một lượng thuốc nổ tính

theo thuốc nổ chuẩn là TNT, kg.

1 6

Từ (3.23) đặt Q/V = q , q - chỉ tiêu thuốc nổ, ta có:

1 4 Q

5

q

, m. (3.16) Dtb = A

3.4.2.3. Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ theo

phương pháp của B.N. Kutuzôv

Giáo sư B.N. Kutudôv đã mô tả kích thước cục trung bình có quan hệ

D

cp

với kích thước cục đá quá cỡ có dạng, [4] [31]:

3

V

qc

−

V

  14 

  

o

, m (3.17) Dtb =

Trong đó: Vqc - tỷ lệ đá quá cỡ khi nổ,%; Vo - tỷ lệ khối nứt tự nhiên

trong nguyên khối có kích thước lớn hơn kích thước cục đá cho phép, %.

Khi tỷ lệ đá quá cỡ Vqc bằng 2 ÷ 3% thì đa số các trường hợp có thể

xem Dtb bằng 0,25 Dcp. Trong trường hợp này người ta cũng coi Vqc bằng 0

khi suất đá quá cỡ 2 ÷ 3%.

3.4.2.4. Xác định kích thước cục trung bình Dtb của đống đá sau nổ bằng

phương pháp bình quân từ tỷ lệ cỡ hạt đo được trong thực tế

Trong thực tế có thể sử dụng các phương pháp tuyến tính, hình học,

định lượng (bằng phân tích ảnh) hay phân tích qua sàng để xác định thành

phần và tỷ lệ cỡ hạt, khi đó kích thước cục trung bình được xác định theo

∑ γ

i

D

=

công thức, [5], [32]:

tb

D i 100

(3.18)

73

iγ - tỷ lệ cỡ hạt

Trong đó: Di - kích thước trung bình của cỡ hạt thứ i;

thứ i, %.

3.5. ĐÁNH GIÁ MĐĐV ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ BẰNG NỔ MÌN

Ở trên đã phân tích và chỉ ra rằng kích thước trung bình của cục đá sau

khi nổ là đại lượng đặc trưng cho MĐĐV đất đá bằng nổ. Với mỗi một dây

chuyền công nghệ độc lập sẽ tồn tại một giá trị Dtb hợp lý mà ở đó chi phí là

thấp nhất, tương tự sẽ tồn tại các giá trị hợp lý khác nhau theo các dây chuyền

công nghệ khác nhau. MĐĐV đất đá bằng nổ mìn được coi là hợp lý (MĐĐV

hợp lý) khi nó đảm bảo tổng chi phí cho một đơn vị sản phẩm khai thác là tối

thiểu, [3], [16], [32]:

C

min

i

i

n ∑ 1i =

n →∑+ KE 1i =

; (3.19)

Trong đó: Ci - chi phí sản xuất tính cho một mét khối đất đá tương ứng của các khâu: khoan nổ lần 1, xúc, vận tải, phá đá quá cỡ, đ/m3; Ki - chi phí

cơ bản tính cho một mét khối đất đá tương ứng của các khâu: khoan, xúc, vận tải, phá đá qúa cỡ, đ/m3; E - Hệ số hiệu quả vốn đầu tư.

Hiện nay trong điều kiện nền kinh tế thị trường các giá trị khấu hao, các

chi phí sản xuất, chi phí sửa chữa,... được điều chỉnh thường xuyên theo sự

biến động của thị trường. Việc điều chỉnh xác định sự thay đổi này được nhà

nước, ngành tính toán cân đối và cũng có thể do chính đơn vị sản xuất hạch

toán độc lập tự xác định một cách linh hoạt theo cơ chế thị trường, vì vậy việc

đánh giá MĐĐV đất đá hợp lý được xác định theo điều kiện sau [3], [16], [32]:

(3.20) C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 → min,

Trong đó: C - tổng chi phí của các khâu công nghệ; C1, C2 ,...C5 - tương

ứng là: chi phí khoan, nổ lần 1 và lần 2, xúc, vận tải, nghiền sàng tính cho 1 m3 đất đá, đ/m3.

74

MĐĐV đất đá tương ứng với chi phí nhỏ nhất được coi là MĐĐV tối

ưu, còn giá trị nằm xung quanh vùng tối ưu gọi là MĐĐV hợp lý.

Các công trình nghiên cứu của hàng loạt các tác giả Nga, Mỹ, Đức,...

đã chứng minh giá trị chi phí của mỗi khâu phụ thuộc vào hàng loạt các thông

số phản ánh điều kiện tự nhiên, kỹ thuật và công nghệ của mỏ như: chi phí

khâu khoan phụ thuộc vào đơn giá khoan, loại máy khoan, loại đất đá, các

thông số khoan nổ, MĐĐV đất đá Dtb,...; chi phí khâu nổ lần một phụ thuộc

loại thuốc nổ sử dụng, đơn giá thuốc nổ và phương tiện nổ, các thông số

khoan nổ, MĐĐV đất đá Dtb, ...; chi phí khâu xúc phụ thuộc vào loại máy xúc,

dung tích gầu, năng suất xúc, đơn giá ca máy xúc, mức độ khó xúc, MĐĐV

đất đá Dtb, ...; chi phí cho khâu vận tải ô tô phụ thuộc vào đơn giá của một ca

xe, loại ô tô, năng xuất, MĐĐV đất đá Dtb,... ; chi phí cho khâu nghiền sàng

phụ thuộc vào MĐĐV đất đá Dtb, đơn giá ca máy nghiền,...; chi phí khoan nổ

lần 2 phụ thuộc vào giá thành một mét khối khoan nổ lần hai và tỷ lệ đá quá

cỡ. Các nghiên cứu cũng chỉ ra năng suất của tất cả khâu phụ thuộc vào MĐĐV

đất đá, tức là phụ thuộc vào Dtb,..., vì vậy chi phí của từng khâu và tổng chi phí

của các khâu có thể xem như một hàm số đa biến có dạng sau [17]:

C1 = f1(x1, x2, x3,..., Dtb);

C2 = f2(x1, x2, x3,...,Dtb);

C3 = f3(x1, x2, x3,...,Dtb);

C4 = f4(x1, x2, x3,...,Dtb);

(3.21) C5 = f5(x1, x2, x3,...,Dtb)

Vì vậy hàm tổng chi phí tính cho một mét khối đất đá nổ cũng có dạng:

(3.22) C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 = F(x1, x2, x3,...,Dtb)

Thay các giá trị ở (3.21) vào (3.22) khi đó điều kiện xác định MĐĐV

đất đá hợp lý nhận được có dạng:

75

C = F(x1, x2, x3,...,Dtb) = f1(x1, x2, x3,..., Dtb) + f2(x1, x2, x3,..., Dtb) + f3(x1, x2,

(3.23) x3,..., Dtb) + + f4(x1, x2, x3,..., Dtb) + f5(x1, x2, x3,..., Dtb) → min

Trong đó: x1, x2, x3 - tương ứng là các biến độc lập đặc trưng cho các

thông số về các điều kiện tự nhiên, kỹ thuật và công nghệ sản xuất mỏ;

Dtb- đặc trưng cho MĐĐV đá sau khi nổ.

3.6. MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ HỢP LÝ Ở CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VLXD

Như đã đề cập ở phần trên, MĐĐV (Dtb, tỷ lệ đá quá cỡ) có ảnh hưởng

tới năng suất, hiệu quả của các khâu trong dây chuyền công nghệ sản xuất,

đặc biệt là khâu xúc bốc, sau đó là khâu vận tải, nghiền sàng. Khi nổ với mức

độ đập vỡ mạnh (DTB, tỷ lệ đá quá cỡ nhỏ) sẽ tăng năng suất và hiệu quả xúc

bốc, vận tải, nghiền sàng,... nhưng đòi hỏi chi phí khoan nổ tăng mạnh. Còn

khi nổ với mức độ đập vỡ yếu (Dtb, tỷ lệ đá quá cỡ lớn) sẽ làm giảm năng suất

và hiệu quả các khâu tiếp sau, tăng chi phí đập vỡ lần hai, chi phí khoan nổ

lần một giảm đi. Như vậy sẽ tồn tại vùng đập vỡ đảm bảo hiệu quả sản xuất

chung của tất cả các khâu là tối đa, vùng đó gọi là vùng mức độ đập vỡ hợp

lý, đó là vùng có tổng chi phí sản xuất chung là tối thiểu.

- Đối với các mỏ khai thác đá VLXD kích thước cỡ hạt của đống đá nổ

mìn phải đồng đều, ít đá quá cỡ. Yêu cầu này đòi hỏi phải lựa chọn MĐĐV

phù hợp, đảm bảo hiệu quả khoan nổ nói riêng và hiệu quả sản xuất nói

chung. Cần phải căn cứ vào chủng loại thiết bị khoan, xúc, vận tải và đặc biệt

là thiết bị nghiền để lựa chọn MĐĐV.

Đá quá cỡ ở đây cần phải xác định theo các thông số làm việc của thiết

bị. Sau khi nổ lần 1 những cục đá có kích thước lớn hơn cho phép được coi là

đá quá cỡ. Tỷ lệ đá quá cỡ của đống đá nổ mìn cần phải giảm thấp nhất, tối đa

không được quá 5%.

Để xác định mức độ đập vỡ hợp lý cho các mỏ khai thác đá VLXD có

thể sử dụng các phương pháp sau:

76

- Theo dung tích gầu xúc:

Theo kinh nghiệm thực tế và nghiên cứu lý thuyết cho thấy rằng dùng

máy xúc tay gầu E = 4 ÷ 8 m3, phối hợp với ô tô tải trọng 27 ÷ 75 tấn đối với

đất đá dễ nổ và khó nổ vừa, kích thước trung bình hợp lý của cục đá xác định

3

d

15,0(

E)2,0

=

÷

như sau [20]:

tb

(3.24)

Trong đó: E- dung tích gầu xúc, m3

- Xác định kích thước cục trung bình Dtb theo phương pháp của B.N.

Kutuzôv.

Phương pháp này kích thước cục trung bình được xác định theo công

thức (3.17)

- Sử dụng phương pháp đồ thị:

Khi tăng kích thước trung bình của cục đá sau nổ thì chi phí xúc, chi

phí vận tải và chi phí khoan nổ lần hai tăng theo. Từ các biểu thức tính chi phí

khoan nổ lần 1, khoan nổ lần 2 và các chi phí xúc, vận tải, chi phí tổng cho cả

dây chuyền sản xuất đã chọn có thể được phản ánh trên hình 3.8 [17].

Trên hình 3.9, sử dụng phương pháp hình học giải tích cho phép nhận

được quy luật thay đổi trị số chi phí tổng thể của cả dây chuyền sản xuất mỏ

phụ thuộc vào Dtb. Đồ thị quy luật chi phí tổng (Ct) trong miền khảo sát có

dạng như một Parabol, có tồn tại điểm cực tiểu, tương ứng với tổng chi phí

cho dây chuyền sản xuất mỏ là nhỏ nhất. Điểm cực tiểu đó tương ứng với một

giá trị Dtb, giá trị này gọi là trị số MĐĐV đất đá tối ưu.

77

Hình 3.8- Sơ đồ biểu diễn sự phụ thuộc của chi phí các khâu khoan (Ck), nổ

(Cn), xúc (Cx), vận tải (Cvt), khoan nổ lần 2 (Ckn2) và chi phí tổng của cả dây chuyền tính trên 1m3 đá nổ vào kích thước cục trung bình của đống đá (Dtb) [17]

- Sử dụng phương pháp giải tích

Ở trên đã trình bày phương pháp đồ thị giải tích để xác định MĐĐV đất

đá tối ưu, thực tế khi cố định các tham số rời rạc thì hàm tổng chi phí là liên

tục, khi đó hàm tổng chi phí có thể tìm được trị số cực tiểu theo phương pháp

giải tích [17].

Khi đó giá trị Dtb là nghiệm của phương trình vi phân sau:

0

=

C ∂ D ∂

tb

,

Vì hàm chi phí tổng là một hàm đa biến, các biến gồm cả biến liên tục

và biến rời rạc, vì vậy phương pháp giải tích có hạn chế chỉ đưa ra được các

giá trị tối ưu cục bộ (tối ưu có điều kiện). Vì vậy phương pháp này chỉ phù

hợp khi tìm giá trị MĐĐV đất đá tối ưu của một đồng bộ thiết bị đã cho, các

phương án thi công đã xác định. Trong trường hợp này để xác định giá trị Dtb

tối ưu (Dtb.tu) toàn phần cần phải tính trị số tối ưu cục bộ cho từng phương án

đồng bộ thiết bị cụ thể, sau đó tiến hành so sánh trị số tối ưu của các trường

hợp khác nhau, đó là hạn chế khi sử dụng phương pháp giải tích đơn thuần.

78

- Xác định MĐĐV đất đá hợp lý bằng phương pháp số:

Việc tính toán MĐĐV tối ưu hoàn toàn có thể thực hiện nhờ việc mô

phỏng toàn bộ kết quả nghiên cứu bằng sơ đồ khối và giải trên máy vi tính.

Khi đó tất cả các thông số, các điều kiện kỹ thuật, điều kiện địa chất,... đều

được mô phỏng bằng số. Phương pháp số có ưu điểm cho phép tìm được trị số

tối ưu toàn phần của tổ hợp tất cả các phương án có thể xảy ra với một cách

nhanh chóng.

Để thực hiện việc lập sơ đồ khối và giải bài toán trên, cần xác định các

đại lượng có liên quan trong hàm tổng quát với điều kiện thực tế của các mỏ

đá lộ thiên (Hình 3.9).

Kết quả tính chọn MĐĐV đất đá hợp lý giúp ta xác định được chỉ tiêu

thuốc nổ hợp lý. Từ chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý có thể xác định được các thông

số nổ mìn khác một cách dễ dàng bằng tính toán bình thường hoặc sử dụng

chương trình được thiết lập trên máy vi tính [17].

79

Hình 3.9- Sơ đồ khối chương trình xác định MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn [17]

80

3.7. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ HỢP LÝ THEO ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT Ở

MỘT SỐ MỎ KHAI THÁC ĐÁ VLXD CỦA VIỆT NAM

Như đã trình bày ở trên việc xác định MĐĐV hợp lý là rất quan trọng

nó quyết định tới giá thành và hiệu quả sản xuất nói chung.

Qua kết quả thống kê và phân tích số liệu nhận thấy đối với các mỏ

khai thác đá VLXD của Việt Nam, MĐĐV hợp lý (theo điều kiện kỹ thuật)

xác định theo công thức (3.17) của GS B.N. Kutuzov là phù hợp. Ở đây kích

thước cục đá cho phép Dcp xác định theo điều kiện nghiền sàng. Kích thước

cục đá vào lớn nhất phụ thuộc vào loại máy nghiền và năng suất của máy.

Trên bảng 3.11 giới thiệu một số loại thiết bị nghiền sàng đang sử dụng tại

các mỏ đá hiện nay của Việt Nam.

Cửa hạt liệu vào

Cửa hạt liệu ra

Năng xuất (t/h)

Mã hiệu máy

(mm)

(mm)

PE400×600

350

40-100

15-60

PE500×750

425

50-100

50-100

PE600×900

480

65-160

60-130

PE750×1060

630

80-140

80-180

PE900×1200

750

95-165

140-260

PE1000×1200

850

195-265

315-550

PE1200×1500

1020

150-350

400-800

Bảng 3.11: Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy nghiền

81

CHƯƠNG 4

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

ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG CỦA VIỆT NAM

4.1. NGHIÊN CỨU XÁC LẬP MỨC ĐỘ QUAN HỆ CỦA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

VỚI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Qua các chương trên đã nghiên cứu, xác định vai trò ý nghĩa của chỉ

tiêu thuốc nổ trong công tác nổ mìn và mối quan hệ của nó với các yếu tố khi

tiến hành công tác nổ. Nhiều công trình của nhiều tác giả đã nghiên cứu về

chỉ tiêu thuốc nổ, hoặc những công trình khác có liên quan đến chỉ tiêu thuốc

nổ, song việc xác định được chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý thường chỉ phù hợp với

điều kiện nổ cụ thể nhất định.

Việc ứng dụng các kết quả đó vào các mỏ khai thác đá VLXD của Việt

Nam còn nhiều hạn chế và đôi khi không đảm bảo độ chính xác. Nguyên nhân

của nó, trước tiên phải kể đến đối tượng để phá vỡ là đất đá, là môi trường

không đồng nhất, có nhiều tính chất cơ lý ảnh hưởng đến hiệu quả nổ. Mặt

khác ngành khai khoáng phát triển lâu năm nhưng công nghiệp sản xuất chất

nổ chưa tương xứng, khiến cho việc sử dụng chất nổ phù hợp với đặc tính

năng lượng của nó, chưa có những phòng thí nghiệm tin cậy đảm bảo độ

chính xác. Ví dụ theo tài liệu “Giới thiệu vật liệu nổ công nghiệp sản xuất

trong nước” của Công ty Hoá chất mỏ và Công ty Vật tư công nghiệp Quốc

phòng vẫn chưa có đặc tính kỹ thuật “nhiệt lượng nổ Q”, [23]. Bởi vì nhiệt

lượng nổ là một đặc tính năng lượng quan trọng của chất nổ được tính toán

khi chuyển đổi chất nổ sử dụng và lựa chọn loại chất nổ phù hợp với tính chất

cơ lý của đất đá.

Để xác định được chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý đối với điều kiện thực tế của

các mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam, chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu

82

xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với các yếu tố ảnh hưởng khi tiến

hành công tác nổ mìn.

4.1.1 Nghiên cứu xác lập mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và loại chất nổ

4.1.1.1. Tình hình sử dụng vật liệu nổ công nghiệp ở Việt Nam hiện nay

Theo đánh giá của các chuyên gia về thuốc nổ của Việt Nam, nhu cầu

sử dụng VLNCN theo các năm ngày càng tăng dần và có giảm vào những

năm 2010 và 2012 do biến động của nền kinh tế toàn cầu và của Việt Nam.

Tuy nhiên về mặt định lượng việc dự báo nhu cầu vật liệu nổ công nghiệp

(VLNCN) một cách chính xác là tương đối khó khăn, do những thông tin ban

đầu không đầy đủ và độ tin cậy thấp. Cho đến nay, ở Việt Nam chưa có tài

liệu nào thống kê một cách đầy đủ về các loại chất nổ sử dụng cho khai thác

lộ thiên.

Cùng với sự phát triển không ngừng về chế tạo chất nổ, hàng loạt các

phương tiện nổ mìn tiên tiến ra đời. Phương tiện nổ mìn là tổ hợp tất cả các

vật dụng để làm nổ được lượng thuốc nổ công nghiệp theo yêu cầu. Một trong

những phương tiện quan trọng của tổ hợp vật dụng đó là chiếc kíp nổ. Kíp nổ

có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào ý muốn để làm nổ chiếc kíp đó. Dựa

vào tổ hợp các vật dụng để làm nổ được lượng thuốc mà người ta phân ra

thành các phương pháp nổ mìn: bằng cách đốt, bằng điện, bằng dây nổ, bằng

ngòi nổ phi điện, bằng kíp điện tử… Trên bảng 4.1 giới thiệu các loại chất nổ

đang sử dụng ở Việt Nam và bảng 4.2, 4.3, 4.4 và 4.5 giới thiệu các loại

phương tiện nổ đang sử dụng tại Việt Nam.

4.1.1.2. Hiện trạng công tác sản xuất và cung ứng VLNCN ở Việt Nam

Theo dữ liệu thống kê, hiện nay ở Việt Nam có 2 đơn vị được nhà nước

cho phép sản xuất VLNCN là Tổng Công ty CN Hoá chất mỏ - VINACOMIN

và các nhà máy Z thuộc Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng - Bộ Quốc

phòng.

Sản phẩm được sản xuất theo danh mục của Bộ Công Thương công bố

đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước được giới thiệu (Bảng 4.1).

83

Những thông số kỹ thuật cơ bản

Độ nhậy với

ĐK tối thiểu (dmin)

Khả năng

Tên chất nổ

Khả năng

Thời hạn

Sức công

Điều kiện sử dụng

phương tiện

Tốc độ nổ (km/s)

để nổ có

Tỷ trọng (g/cm3)

phá(mm)

trong lỗ khoan

chịu nước

đảm bảo (tháng)

công nổ (cm3)

kích nổ

hiệu quả(mm)

AD-1(VN)

Kíp hay dây nổ

Kém

32

6

Khô

0,9 ÷ 51,1

13 ÷ 15

350÷360

3,6÷3,9

ANFO(VN)

Kíp nổ

Kém

50

3

Khô

0,8 ÷ 1,2

15÷20

320÷330

3,5÷4,0

ANFO(VN)chịu nước

Mồi nổ

Kém

80

3

Khô

0,85 ÷ 1,25

16÷20

320÷340

3,5÷4,0

ANFO(Úc) chịu nước

Mồi nổ

Kém

80

3

Khô

0,8÷0,9

15÷20

320÷330

4,1÷4,2

AN-NT(TQ)

12

320

Mồi nổ

Kém

-

6

Khô

3,2

0,95÷1,0

AN-13(VN)

320

Mồi nổ

Tốt

-

6

Khô

>3,5

1,25÷1,3

14÷16

Eneran-2600(ICI-úc)

1,0

-

-

Mồi nổ

Kém

100

3

Khô

3,5÷5,5

Eneran-2620(ICI-úc)

1,1

-

-

Mồi nổ

Kém

100

3

Khô

3,5÷5,5

Eneran-2640(ICI-úc)

1,2

-

-

Mồi nổ

Kém

150

3

Khô

3,5÷5,5

Eneran-2660(ICI-úc)

1,3

-

-

Mồi nổ

Kém

150

3

Khô

3,5÷5,5

Kíp hay dây nổ

ít

6

Khô

N06JV(Nga)

0,95÷1,1

14÷16

360÷380

3,6÷4,2

NT loại 1(TQ)

Kíp hay dây nổ

Tốt

6

Nước chảy

4,5

1,0÷1,3

16÷18

320÷340

NT loại 2 (TQ)

Kíp hay dây nổ

Tốt

6

Nước chảy

3,5

1,0÷1,3

14÷16

260÷280

NT-13 (VN)

Kíp nổ

Tốt

32

3

Nước chảy

1,0÷1,2

12÷14

280÷310

3,5÷3,7

B¶ng 4.1: §Æc tÝnh kü thuËt chÊt næ sö dông trong khai th¸c má lé thiªn

84

EE-31 la (VN)

>16

320

Kíp hay dây nổ

>4,5

Tốt

32

Nước chảy

1,0÷1,25

4÷6

EE-31 lb (VN)

Kíp hay dây nổ

Tốt

32

Nước chảy

1,0÷1,25

14÷16

290÷320

3,8÷4,5

4÷6

NT-EE-31 lc(VN)

Kíp hay dây nổ

Tốt

32

Nước chảy

1,0÷1,25

12÷14

260÷290

3,0÷3,8

4÷6

P.113 (VN)

Kíp hay dây nổ

Tốt

6

Nước chảy

1,0÷1,25

14÷16

320÷330

3,0÷3,8

P.113 (VN)

Kíp hay dây nổ

Tốt

6

Nước chảy

1,0÷1,25

14÷16

320÷330

4,2÷4,5

Powergen 2520(VN)

1,2

-

Dây nổ, Mồi nổ

-

Tốt

75

Nước tĩnh

4,0÷5,7

Powergen 2520(VN)

1,25

-

Dây nổ, Mồi nổ

-

Tốt

100

Nước tĩnh

4,0÷5,7

Powergen 2520(VN)

1,28

-

Dây nổ, Mồi nổ

-

Tốt

150

Nước tĩnh

4,0÷5,7

Powergen2501V-VN

1,28

-

Dây nổ, Mồi nổ

-

Tốt

150

Nước tĩnh

4,0÷5,7

Powergen Pulasr 3133

-

Kíp hay dây nổ

-

Tốt

150

Nước tĩnh

1,18÷1,23

5,5÷5,7

Mồi nổ

Sofanit(VN)(AFST-15)

310

kém

70

3

Khô

0,8÷0,9

16÷20

2,7÷3,0

Mồi nổ

Superdyne- IDL (Ấn Độ)

Tốt

8

Nước tĩnh

1,2÷1,25

12÷14

300÷310

4,0÷4,5

300

WatergelTFD-5(VN)

22

Kíp hay mồi nổ

It

36

6

Khô

1,05÷1,1

4,0÷4,4

320

WatergelTNP-1(VN)

Mồi nổ

Ít

36

6

Khô, Nước

1,05÷1,1

13÷20

4,1÷4,2

Kíp hay dây nổ

ít

6

Khô, Nước

Watergel TFD-15H,(VN)

1,05÷1,25

15÷22

320÷340

4,0÷4,4

Zecnô79/21(VN)

Mồi nổ

kém

40

6

Khô

0,93÷0,95

14÷16

350÷360

3,2÷4,0

Zecnô79/21 CN(VN)

Mồi nổ

kém

50

6

Nước tĩnh

0,9÷0,1

14÷16

350÷360

3,6÷4,0

85

Những thông số kỹ thuật cơ bản của kíp nổ thường

TT

Tên kíp và tên nước sản xuất

Vỏ làm bằng

Cường độ nổ

Chiều dài kíp, mm

Điện trở kíp,ôm

Đường kính ngoài,mm

Dòng điện an toàn A

Dòng điện đảm bảo nổ,A

Chiều dài dây dẫn điện,m

Đường kính trong, mm

Chiều dài phần tra dây cháy,mm

1 Kíp nổ thường Việt Nam

Nhôm

8

6,7

47

21

-

-

-

-

5,8

2 Kíp nổ thường Ấn Độ

Nhôm

8

7,2

51

23

-

-

-

-

6,3

3 Kíp nổ thường LB Nga

Đồng

8

7,2

51

23

-

-

-

-

6,3

4 Kíp điện thường Việt Nam

Nhôm

8

7,1

47,5

-

-

-

2,0

-

2÷3

5 Kíp điện thường LB Nga

Đồng

8

7,2

60

-

-

-

2,0

-

2÷4,2

Nhôm

8

-

-

-

2,0

-

6 Kíp điện thường TQ

2÷4,2

6,8± 0,1

51,5±0,5

Đồng

7 Kíp điện thường Ấn Độ

Nhôm

8

7,1

47

-

-

-

4,0

-

1,8÷2,3

Bảng 4.2: Các loại kíp nổ thường sử dụng tại Việt Nam

86

Những thông số kỹ thuật cơ bản của kíp nổ điện vi sai

TT Tên kíp và tên nước sản xuất

Vỏ làm bằng

Cường độ nổ

Điện trở kíp, Ω

Cấp độ vi sai 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, 13,14,…20

Chiều dài kíp, mm

Dòng điện an toàn, A

Dòng điện đảm bảo, A

Đường kính ngoài,m m

Chiều dài dây dẫn điện,m

1

Nhôm

8

6,7

47

-

2,5

2,0

2,0÷3,2

25,50,75,100,125,150,200, 250,…,1200

Kíp nổ điện vi sai Việt Nam KV D-8

8

7,2

72

-

-

2,0

25,50,100,125

2

1,8÷3

Kíp nổ điện vi sai LB Nga EDKZ

Thép mạ đồng

3 Kíp nổ điện vi sai Ấn Độ

Nhôm

8

7,2

-

1,2

4,0

1,8÷2,3

25,50,75,…,925,1000,110 0,1200

Bảng 4.3: Các loại kíp nổ điện vi sai sử dụng tại Việt Nam

Những thông số kỹ thuật cơ bản của dây nổ

TT

Tên dây nổ và tên nước sản xuất

Đường kính ngoài của dây , mm

Tốc độ kích nổ nhỏ nhất, km/s

Khả năng chịu nước, h

Khả năng chịu nhiệt oC

Trọng lượng lõi thuốc PENT, g/m

1

Dây nổ DSA- LB Nga

5,8

6,5

12

12

-18 ÷ + 50

2

Dây nổ chịu nước DSV- LB Nga

6,1

7,0

24

14

-35 ÷+65

3

Dây nổ chịu nước DSV của Ấn Độ

3,9 hoặc 4,65

6 hoặc 10

6,8 hoặc 7,0

Tốt

-

4

Dây nổ nhựa – Trung Quốc

5,4

6,5

24

11

-42 ÷ +50

5

Dây nổ vỏ sợi bông– Trung Quốc

6,2

6,0

4

-

12

6

Dây nổ thường Việt Nam

4,8 - 6,2

6,5

12

-

-28 ÷ +50

7

Dây nổ chịu nước Việt Nam

5,8 - 6,2

6,5- 7,0

12

-

-

Bảng 4.4: Các loại dây nổ sử dụng tại Việt Nam

87

Những thông số kỹ thuật cơ bản của kíp nổ vi sai phi điện

TT

Tên kíp và tên nước sản xuất

Vỏ làm bằng

Cường độ nổ

Đường kính ngoài,mm

Chiều dài kíp, mm

Màu dây dải mặt

Chiều dài dây rải mặt,m

Độ chậm kíp nổ của dây rải mặt, ms

Màu dây dẫn xuống lỗ

Chiều dài dây dẫn xuống lỗ

Độ chậm kíp nổ của dây xuống lỗ, ms

1

Nhôm

8

7,3

Vàng

3,6,9,12

17,25,42,100

Đỏ

200, 400, 600

47 ÷ 65

3, 6, 9, 12, 15, 18, 21

Kíp nổ vi sai phi điện Việt Nam KVP-8

9,12, 18,24,

15,50, …450,

2

Nhôm

8

4,0

-

-

-

Xám

66 ÷77

30,3645,60

500,…..

Kíp nổ vi sai phi lỗ điện xuống Primadet LLHD (ICI)

50,75,100,125,

3

Nhôm

8

7,2

-

-

-

Đa màu

Tùy thuộc

66 ÷77

……..425…

Kíp nổ vi sai phi điện xuống lỗ Ray det MS(IDL)

Bảng 4.5: Các loại kíp nổ vi sai phi điện sử dụng tại Việt Nam

88

Nhìn chung, từ năm 1991 trở lại đây ngành sản xuất VLNCN ở Việt

Nam ngày càng phát triển. Đây là tiến bộ bước đầu tạo thế chủ động để phát

triển ngành VLNCN ở nước ta. Theo quy hoạch của ngành VLNCN của Việt

Nam, đến năm 2025 nhu cầu VLNCN tăng từ 120.000T (năm 2010) lên

180.000T (năm 2025)

4.1.1.3. Tình hình sử dụng VLNCN tại các mỏ khai thác đá VLXD tại

Việt Nam

Do yêu cầu nâng cao sản lượng khai thác, khối lượng thuốc nổ và

phương tiện nổ công nghiệp sử dụng cho khai thác đá tăng lên nhanh chóng.

Khối lượng vật liệu nổ sử dụng cho các mỏ chiếm trên 50% khối lượng chất

nổ sử dụng trong toàn quốc.

Do các mỏ đá có vị trí rải rác, khối lượng chất nổ sử dụng không lớn so

với toàn quốc nên không thuận lợi trong việc thu thập số liệu đánh giá tổng

kết thực trạng sử dụng chất nổ và phương tiện nổ công nghiệp.

Số lượng phương tiện nổ cũng tăng lên tương ứng với sự gia tăng của

khối lượng đất đá nổ, kíp nổ các loại tăng lên 33,5%, dây (dây nổ, dây cháy

chậm, dây điện) các loại tăng 71,6% (năm 2004 so với năm 2000).

Hiện tại, các loại chất nổ được sử dụng chủ yếu ở các mỏ là các sản phẩm

do Việt Nam sản xuất. Hai sản phẩm được sử dụng nhiều nhất ở các mỏ lộ thiên là

AD-1 và ANFO thường, đây là hai sản phẩm duy nhất sản xuất trong nước có khả

năng cơ giới hoá trong công tác nạp thuốc, chất lượng ổn định.

Hai loại chất nổ nhũ tương được sử dụng nhiều thứ hai là NT-13 và

EE-31 có khả năng chịu nước tốt, tuy nhiên chất lượng chưa ổn định. Các loại

chất nổ nhũ tương P-113, P-113L, AN-13 tuy khả năng chịu nước tốt hơn

nhưng vẫn chỉ được sử dụng ở một số mỏ lộ thiên nhỏ.

89

Hai loại chất nổ chứa nước là Wartergel TFD-15 và TNP-1 thì chỉ TFD-

15 được sử dụng ở một số mỏ đá lớn tuy, nhiên ngày một giảm dần, sau đó

không được sử dụng.

Các loại chất nổ không chịu nước hoặc chất nổ trong thành phần có

Trotyl chất lượng ổn định, giá bán phù hợp, tuy nhiên không an toàn và độc

hại cho môi trường, chủ yếu được sử dụng trong nổ mìn lần hai.

Các chất nổ nhũ tương do nước ta sản xuất là loại chất nổ tiên tiến hiện

nay, khả năng chịu nước tốt, tuy nhiên chất lượng loại này chưa ổn định, cần

được nghiên cứu cải tiến để nâng chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn yêu cầu.

4.1.1.4. Tiêu chuẩn lựa chọn loại chất nổ sử dụng hiện nay của các mỏ

khai thác VLXD

Các mỏ khai thác đá VLXD ở Việt Nam chủ yếu phá vỡ bằng phương

pháp khoan nổ mìn với đất đá cứng (có độ kiên cố f = 7 ÷ 14 theo bảng phân

loại của Prôtôđiacônốv). Vì vậy khi lựa chọn loại chất nổ sử dụng cần căn cứ

vào một số tiêu chí sau đây:

a. Chất nổ lựa chọn phải đảm bảo chi phí nổ mìn là nhỏ nhất

Như ta đã biết, giá thành thuốc nổ là một tiêu chuẩn lựa chọn quan

trọng. Thông thường người ta chọn loại chất nổ có giá thành thấp nhất cho

công tác nổ sắp tiến hành. Tuy nhiên, không phải loại chất nổ có giá thành rẻ

nhất luôn luôn mang lại chi phí nổ mìn thấp nhất. Hơn nữa, các loại chất nổ

có giá thành thấp nhất trên một đơn vị trọng lượng thường có khả năng chịu

nước kém và mật độ thấp (Hình 4.1).

90

Hình 4.1- So sánh giá thành các loại chất nổ công nghiệp (giá bán năm 2011).

Đối với các mỏ đá ở nước ta sử dụng lỗ mìn có kích thước cố định, chi

phí nổ mìn thấp nhất sẽ đạt được bằng việc sử dụng một loại chất nổ có chi

phí thấp nhất trên một đơn vị năng lượng nổ.

C

C

K

TN

C

=

Theo V.V. Rjevski thì loại chất nổ nào đảm bảo tỷ số:

E

+ Q

TN

nhỏ nhất thì sẽ kinh tế và có lợi nhất (4.1)

Trong đó: CE - Chi phí trên một đơn vị năng lượng chất nổ, đ/kcal;

CTN - Giá thành 1 kg thuốc nổ, đ/kg; QTN - Nhiệt lượng nổ của 1 kg thuốc

0

C

nổ, kcal/kg; CK - Chi phí khoan đơn vị để chứa 1 kg chất nổ, đ/kg

K =

C P

(4.2)

Trong đó: C0 - Giá thành khoan 1 m khoan, đ/m (xem bảng 4.6)

P - Sức chứa thuốc 1 mét lỗ khoan, kg/m

91

Giá thành 1 m khoan C0 (đ/m) ứng với loại đất đá

Đường kính lỗ

TT

khoan, mm

Nhóm I Nhóm II Nhóm III Nhóm IV Nhóm V

Bảng 4.6: Giá thành khoan 1 m khoan ứng với một số đường kính lỗ khoan

105-115 115 000 120 000 125 000 130 000 150 000 1

89 -105 85000 90 000 100000 105 000 115 000 2

Theo các chuyên gia, tiêu chuẩn được sử dụng để lựa chọn chất nổ có chi

phí khoan nổ nhỏ nhất với điều kiện đảm bảo chất lượng đập vỡ như nhau:

0

(4.3) CKN = CK + CN → min

C

K =

C S

Trong đó: - là chi phí khoan để đập vỡ một m3 đất đá, đ/m3;

CT

S

=

S - Suất phá đá của 1 m lỗ khoan, m3/m.

H.a).bW( + L.2

K

(m3/m) (4.4)

Trong đó: WCT - Đường cản chân tầng, m; b- Khoảng cách giữa các

hàng lỗ mìm, m; a – Khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng, m;

LK – Chiều sâu lỗ khoan, m; H – Chiều cao tầng, m; CN – Chi phí nổ mìn, đ/m3.

(4.5) CN = K.q.CTN

Trong đó: K- Hệ số kể đến chi phí phương tiện nổ, chi phí nạp nổ so

với thuốc nổ, theo thống kê, đối với các mỏ đá K = 1,07 đến 1,1 (tức là bằng

7÷10)% so với khối lượng chất nổ chứa trong lỗ mìn; q – Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3; CTN- Đơn giá 1 kg thuốc nổ, đ/kg.

Cuối cùng ta có

C

C.q.K

=

+

KN

TN

K H.a).b

W(

L.C.2 0 +

CT

(4.6) → min

Tiêu chuẩn này dựa trên cơ sở cố định mức độ đập vỡ trong vùng có

chi phí khai thác tổng cộng thấp nhất (dựa vào chỉ tiêu thuốc nổ q) để lựa

92

chọn loại chất nổ mang lại chi phí khoan nổ thấp nhất mà vẫn đảm bảo chất

lượng đập vỡ được yêu cầu.

b. Lựa chọn theo chi phí trên một đơn vị năng lượng nổ nhỏ nhất

Kết quả tính toán, so sánh để lựa chọn theo tiêu chuẩn này được trình

bày chi tiết trong bảng 4.7.

Bảng 4.7 : Lựa chọn loại chất nổ theo chi phí trên một đơn vị năng lượng nổ

Loại chất nổ lựa chọn (dK = 250 mm)

Loại chất nổ lựa chọn (dK = 115 mm)

Không chịu nước

Chịu nước

Không chịu nước

Chịu nước

1) ANFO thường

1) ANFO chịu nước

1) Zernô 79/21

1) ANFO chịu nước

2) Zernô 79/21

2) Nhũ tương EE-31

2) ANFO thường

2) Nhũ tương EE-31

3) Sôfanit

3) Nhũ tương NT-13

3) Sôfanít

3) Nhũ tương TN-13

4) Watergel TFD-15

4) Watergel TFD-15

5) Watergel TNP-1

5) Watergel TNP-1

6) Nhũ tương P113-L

6) Nhũ tương P113L

7) Nhũ tương P113

7) Nhũ tương P113

nhỏ nhất CE → min (theo thứ tự ưu tiên).

Theo kết quả ta thấy, chất nổ Zernôgralunít 79/21 khi nổ trong lỗ khoan

115 mm, tuy có giá thành cao hơn ANFO thường, nhưng có chi phí khoan

giảm (vì mạng lỗ khoan mở rộng) đủ để bù lại chi phí tăng của giá thành chất

nổ, nên có chi phí trên một đơn vị năng lượng nhỏ hơn so với ANFO thường.

Các loại chất nổ còn lại không có sự thay đổi chi phí trên một đơn vị năng

lượng nổ so với giá thành thuốc nổ của loại chất nổ tương ứng.

c. Lựa chọn theo chi phí khoan nổ nhỏ nhất

Kết quả chi phí khoan nổ nhỏ nhất được thể hiện qua sự thay đổi chi

phí khoan nổ trên biểu đồ so sánh ở hình 4.2, 4.3 và 4.4. Nhìn chung, đối với

các phương án tính toán (theo đường kính lỗ mìn và dung tích gầu xúc), chi

phí khoan nổ mìn của các loại chất nổ tăng lên khá đồng đều với từng nhóm

đất đá và đồng bộ thiết bị sử dụng. Sự thay đổi giá trị nhỏ nhất chỉ tập trung

93

đối với chất nổ không chịu nước là ANFO thường và Zernô 79/21, đối với

chất nổ chịu nước là ANFO chịu nước và Nhũ tương EE-31. Như vậy, đối với

một số trường hợp Zernô 79/21 và Nhũ tương EE-31 tuy có giá thành cao hơn

ANFO thường và ANFO chịu nước nhưng được bù lại bởi chi phí khoan thấp

hơn do mạng lỗ mìn mở rộng.

Kết quả lựa chọn chất nổ theo chi phí khoan nổ nhỏ nhất cho các mỏ đá

thể hiện trong bảng 4.8.

Hình 4.2- Biểu đồ so sánh chi phí khoan nổ tổng cộng (đồng/m3) ứng với loại chất nổ và đường kính lỗ mìn dK = 115 mm, dung tích gầu xúc E = 2,5- 3,5 m3.

Hình 4.3- Biểu đồ so sánh chi phí khoan nổ tổng cộng (đồng/m3) ứng với loại chất nổ và đường kính lỗ mìn dK = 250 mm, dung tích gầu xúc E = 8 m3.

94

Hình 4.4- Biểu đồ so sánh chi phí khoan nổ tổng cộng (đồng/m3) ứng với loại chất nổ và đường kính lỗ mìn dK = 115 mm, dung tích gầu xúc E = 3,5 m3.

Bảng 4.8: Thứ tự lựa chọn chất nổ ứng với nhóm đất đá theo chi phí khoan nổ

Đất đá

Đất đá nhóm I

Đất đá nhóm I ÷ V

nhóm II ÷ V

dK = 76-89; E= 1,5-2,0m3

dK = 102-105; E= 2,0-2,5m3

dK = 105-112; E= 2,5m3 -3,0 m3

dK = 115; E= 3,0 - 3,5m3

Chất nổ không chịu nước

Chất nổ không chịu nước

Chất nổ không chịu nước

1)ANFO thường

1) Zernô 79/21

1) Zernô 79/21

1) Zernô 79/21

2) Zernô 79/21

2) ANFO thường

2) ANFO thường

2) ANFO thường

3) Sôfanit

3) Sôfanit

3) Sôfanit

3) Sôfanit

Chất nổ chịu nước

Chất nổ chịu nước

Chất nổ chịu nước

1) ANFO chịu nước

1) ANFO chịu nước

1) ANFO chịu nước

1) Nhũ tương EE-31

2) Nhũ tương EE-31

2) Nhũ tương EE-31

2) Nhũ tương EE-31

2) ANFO chịu nước

3) Nhũ tương NT-13

3) Nhũ tương NT-13

3) Nhũ tương NT-13

3) Nhũ tương NT-13

4) Watergel TFD-15

4) Watergel TFD-15

4) Watergel TFD-15

4) Watergel TFD-15

5) Watergel TNP-1

5) Watergel TNP-1

5) Watergel TNP-1

5) Watergel TNP-1

6) Nhũ tương P113-L

6) Nhũ tương P113-L

6) Nhũ tương P113-L

6) Nhũ tương P113-L

7) Nhũ tương P113

7) Nhũ tương P113

7) Nhũ tương P113

7)Nhũ tương P113

nhỏ nhất (CK + CN → min).

95

Qua phân tích ở trên ta nhận thấy việc sử dụng thuốc nổ do Việt Nam

sản xuất ngày càng nhiều đặt ra cho chúng ta hai vấn đề đáng quan tâm:

+ Thứ nhất là tính năng kỹ thuật và những đặc tính năng lượng của chất

nổ, cụ thể là nhiệt lượng nổ, mật độ, khả năng công nổ và sức công phá, khả

năng kích nổ ổn định và tốc độ kích nổ, độ bền nước, độ bền hoá - lý...

+ 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 thuật.

Việc lựa chọn chất nổ sử dụng ở các mỏ lộ thiên trong thời gian qua

hầu như chưa có sự tìm hiểu so sánh thận trọng các vấn đề nêu trên như: tỷ lệ

sử dụng thuốc nổ chịu nước vẫn chiếm phần lớn (từ 50÷ 80%), việc dùng

thuốc nổ nội địa và nhập ngoại chưa có cơ sở so sánh đầy đủ, chưa chú ý đến

tỷ lệ thuốc nổ, việc tính toán tỷ lệ chi phí phương tiện nổ theo tỷ lệ thuốc nổ

(trước đây vẫn cho tỷ lệ 7 ÷ 10%) chưa được chú ý, vì vậy kết quả không

đúng với thực tế. Ngoài ra việc tính toán quy đổi thuốc nổ trong quá trình sử

dụng cũng là vấn đề chưa được các mỏ quan tâm, chưa dựa trên cơ sở khoa

học, vì vậy kết quả tính toán thông số và chất lượng nổ không theo ý muốn.

Cùng với sự thay đổi vật liệu nổ dùng ở các mỏ lộ thiên dẫn đến việc

thay đổi về công nghệ nổ mìn, tính toán thông số và xác định hiệu quả kinh tế

kỹ thuật của công tác nổ mìn, đặc biệt là chỉ tiêu thuốc nổ. Khi tính chỉ tiêu

thuốc nổ khác với loại thuốc nổ tiêu chuẩn cần phải quan tâm đến hệ số

chuyển đổi thuốc nổ vì đặc tính năng lượng của nỏ khác nhau.

4.1.2. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với tính chất

cơ lý của đất đá

Từ thực tế công tác nổ mìn, từ kết quả thực nghiệm của nhiều công

trình nghiên cứu và từ cơ sở lý thuyết ta có thể khẳng định đây là yếu tố quan

trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp và lớn nhất đối với việc tính toán chỉ tiêu

96

thuốc nổ. Như trên đã trình bày ta nhận thấy hầu hết các tác giả đều coi yếu tố

này là một biến số của hàm số chỉ tiêu thuốc nổ.

Trong số các tính chất cơ lý đặc trưng cho môi trường đất đá có ảnh

hưởng đến việc phá vỡ bằng năng lượng nổ như: độ cứng (độ bền vững), độ

nứt nẻ, độ giòn, độ dính, độ dẻo, độ rai, độ hạt, độ nở rời, tính phân lớp…, thì

tính chất nào là quan trọng nhất khi xác định chỉ tiêu thuốc nổ? Nhiều công

trình nghiên cứu của nhiều tác giả đã đi đến kết luận xác định mức độ ảnh

hưởng của tính chất cơ lý đất đá đến chỉ tiêu thuốc nổ như sau:

- Ảnh hưởng của độ kiên cố của đất đá được (đặc trưng bằng hệ số độ

kiên cố f). Giá trị hệ số độ kiên cố được lấy bằng 1% của giới hạn bền nén

(σn) của mẫu thí nghiệm, không tính thứ nguyên. Tất cả các loại đất đá thông

qua giá trị hệ số độ kiên cố f thể hiện tính chất của đất đá chống lại sự phá vỡ

dưới tác dụng của ngoại lực khi nổ. Bảng 2.1 giới thiệu bảng phân loại đất đá

theo độ kiên cố của giáo sư Prôtôđiacônốv.

Xác định chỉ tiêu thuốc nổ thông qua giá trị độ kiên cố đất đá có nghĩa là:

q = ϕ (f)

- Ảnh hưởng của độ nứt nẻ: Đa số đất đá cứng đều có tính nứt nẻ. Độ

nứt nẻ của đất đá được đặc trưng bởi mật độ vết nứt, hay khoảng cách trung

bình giữa các vết nứt tự nhiên hoặc đánh giá qua bề rộng vết nứt. Theo

Rupsốv thì hai loại đất đá có cùng độ kiên cố nhưng độ nứt nẻ khác nhau thì

mức độ đập vỡ khác nhau. Từ kết quả nghiên cứu này, người ta đã đưa thêm

biến số là độ nứt nẻ để xác định chỉ tiêu thuốc nổ, hoặc coi độ nứt nẻ là một

hệ số ảnh hưởng.

- Ảnh hưởng của các ứng suất cơ học, ứng suất nén σn, ứng suất cắt σc,

ứng suất kéo σk. Đại diện cho trường phái này là Rdevski, Rupsov [3], [20].

Theo quan điểm của các tác giả cho rằng sức kháng vỡ của đất đá tính bình

97

quân cho các ứng suất là như nhau. Như vậy để phá vỡ đất đá nào đó cần tạo

ra một ứng suất lớn hơn ứng suất phá vỡ σpv .

- Đề xuất của tác giả:

Qua kết quả nghiên cứu của các tác giả ta nhận thấy các công thức đều

đề cập đến giá trị ứng suất, mật độ và tính nứt nẻ của đất đá.

Áp dụng các kết quả nghiên cứu trên vào điều kiện cụ thể tại các mỏ

khai thác đá VLXD ở Việt Nam còn gặp nhiều khó khăn, bởi có mỏ ở Việt

Nam chưa tiến hành phân loại đất đá mỏ theo trạng thái các ứng suất, theo mức độ nứt nẻ, hoặc không sử dụng thuốc nổ chuẩn là AmônítN06 JV, v.v...

Trên cơ sở nghiên cứu xác lập mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ

với tính chất cơ lý của đất đá tác giả đề nghị sử dụng “chỉ tiêu thuốc nổ công

nghệ” làm thông số đặc trưng cho mối quan hệ này. Thay thuốc nổ chuẩn là AmônítN06 JV (Liên Xô cũ) bằng thuốc nổ ANFO (do Việt Nam sản xuất).

Ý nghĩa thực tiễn của chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ qcn là đại lượng đặc trưng

xác định mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với tính chất cơ lý của môi trường

đồng thời cũng là giá trị ban đầu để xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho loại đất

đá tương ứng. Phương pháp xác định qcn sẽ được trình bày ở phần sau.

4.1.3. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với các thông

số nổ mìn

4.1.3.1. Mối quan hệ chỉ tiêu thuốc nổ với đường kính lượng thuốc

Từ hình 4.5 người ta đã xác định được mối quan hệ đường cản và đường

kính lượng thuốc là quan hệ tuyến tính, có nghĩa là [3]:

W = k.d (4.7)

Trong đó: W- Là đường cản, m; d- Đường kính lượng thuốc, mm;

k- Hệ số đặc trưng cho tính chất đất đá và tính chất của lượng thuốc nổ.

98

Hình 4.5- Quan hệ giữa đường cản và đường kính lượng thuốc, W = k.d [3]

Đường kính tăng mật độ thuốc nổ phân bố trong đất đá không đồng đều, do

đó mức độ đập vỡ sẽ bị kém đi bởi kích thước vùng đập vỡ không điều chỉnh sẽ

tăng, một khối lượng đất đá nhất định sẽ bị phá vỡ theo các vết nứt tự nhiên.

Khi đường kính lượng thuốc giảm thì mật độ lượng thuốc phân bố đồng

đều hơn, do đó sẽ cải thiện đáng kể mức độ đập vỡ và trong một số trường hợp có

thể sẽ không xuất hiện vùng đập vỡ không điều khiển.

Tuy nhiên việc giảm đường kính lượng thuốc dẫn đến việc chi phí khoan

tăng, đồng thời sử dụng đường kính nhỏ thì khả năng khắc phục đường cản cũng

giảm đi, dẫn đến chỉ tiêu suất phá đá giảm.

Như vậy việc lựa chọn đường kính lượng thuốc hợp lý có ảnh hưởng trực

tiếp đến mức độ đập vỡ và gía thành sản phẩm. Tuy nhiên với yêu cầu cụ thể về

mức độ đập vỡ thì xu hướng nên tăng tối đa đường kính lượng thuốc bởi vì đường

kính lớn thì khả năng khắc phục đường cản lớn, do đó mở rộng được mạng lưới lỗ

khoan, giảm được chi phí khoan và tăng chỉ tiêu suất phá đá.

Bây giờ ta xét đến mối quan hệ giữa đường kính lượng thuốc và chỉ tiêu

thuốc nổ.

Với một loại đất đá nào đó ta sử dụng hai loại đường kính lượng thuốc khác

nhau là d1, d2, thì khả năng khắc phục đường cản tương ứng là W1, W2, , nghĩa là:

99

dk

W =

1

1

(4.8)

dk

W =

2

2

1

1

(4.9)

=

W W

d d

2

2

Suy ra (4.10)

(4.11) d1 W2 = d2 W1

Khi các thông số khác không thay đổi, tương ứng với hai trường hợp trên,

2 1

L

∆

th

1

giả sử với chỉ tiêu thuốc nổ là q1 và q2 , ta có:

q

=

=

1

Q V

d Π 4 WH

1

2 1

(4.12)

2 2

L

∆

th

2

Tương tự ta có:

q

=

=

2

d Π 4 WH

Q V

2

2 2

(4.13)

Trong đó: q1 và q2- Là chỉ tiêu thuốc nổ tương ứng với đường kính d1 và d2, kg/m3 ; Q1

và Q2- Là lượng thuốc tương ứng với hai trường hợp trên, kg; V1 và V2- Thể tích đất đá bị phá vỡ, m3 ; Lth- Chiều dài lượng thuốc, m; ∆- Mật độ nạp mìn, kg/m3; H- Chiều cao tầng, m.

1

=

Chia 2 vế của hai công thức (4.12) và (4.13) ta được:

W W

q q

d d

2

2 1 2 2

2 2 2 1

(4.14)

1 =

Và từ công thức (4.14) ta có:

d d

W W

2 1 2 2

2 2 2 1

(4.15)

1

Có nghĩa là:

=

q q

2

(4.16) 1 ⇒ q1 = q2

100

Đến đây ta có thể thấy rằng với quan điểm để khắc phục đường cản thì

chỉ tiêu thuốc nổ không phụ thuộc vào đường kính lượng thuốc. Khi thành phần

cỡ hạt được xác định thì xu hướng tăng đường kính lượng thuốc là có lợi.

Điều này ta cũng dễ dàng nhận thấy một số tác giả khi tính toán chỉ tiêu

thuốc nổ không coi đường kính là một biến số.

4.1.3.2. Mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với khoảng cách giữa các

lượng thuốc

Nghiên cứu sự phụ thuộc của chỉ tiêu thuốc nổ với khoảng cách giữa

các lượng thuốc được tiến hành trên đất đá cứng do Azakôvic thực hiện [36].

Giữ nguyên không thay đổi các thông số của mạng nổ mìn ngoại trừ

khoảng cách giữa các lượng thuốc, kết quả nhận được cho thấy :

- Khi khoảng cách giữa các lượng thuốc giảm đi thì khả năng khắc

phục đường cản chân tầng sẽ tăng lên, trong trường hợp này thì chỉ tiêu thuốc

nổ không đổi (Bảng 4.9).

- Nhưng để khắc phục đường cản chân tầng tăng lên theo sự giảm của

khoảng cách giữa các lượng thuốc thì chỉ tiêu thuốc nổ cũng phải tăng theo

(Bảng 4.10).

101

Bảng 4.9: Khả năng khắc phục đường cản chân tầng khi thay đổi khoảng

Lỗ khoan đường kính nhỏ

Khoảng cách giữa các lượng thuốc, m 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,6 0,3

Wmax, m 1,18 1,4 1,57 1,68 1,76 1,77 1,77 1,77 1,77

Lỗ khoan đường kính lớn

Khoảng cách giữa các lượng thuốc, m 9,8 9,0 7,5 6,0 4,5

Wmax, m 8,1 9,1 9,8 10,2 10,3

cách giữa các lượng thuốc (Không thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ) [36]

Bảng 4.10: Chỉ tiêu thuốc nổ q, (kg/m3) phụ thuộc vào khoảng cách

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

Khoảng cách giữa các lượng thuốc, m

0,39 0,35 0,34 0,34 0,39 0,38 0,41 0,68

1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,6

Khoảng cách tương đối giữa các lượng thuốc Lỗ khoan con 1,35 1,07 0,89 0,78 0,68 0,62 0,57 0,34 Lỗ khoan lớn 1,2 0,99 0,77 0,59 0,44

0,33 0,32 0,35 0,42 0,56

9,8 9,0 7,5 6,0 4,5

tương đối giữa các lượng thuốc [36]

102

Trên biểu đồ hình 4.6 và 4.7 chỉ rõ mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ

với khoảng cách giữa các lượng thuốc và khoảng cách tương đối giữa các

lượng thuốc.

Kết quả thực nghiệm [36] với lỗ khoan con khi thay đổi khoảng cách

giữa các lượng thuốc từ 1,1 ÷ 1,6 m thì chỉ tiêu thay đổi từ 0,34 ÷ 0,39 kg/m3,

khi khoảng cách giữa các lượng thuốc giảm dưới 1,1m thì chỉ tiêu thuốc nổ thay đổi lớn từ 0,38 đến 1,37 kg/m3.

Còn đối với lỗ khoan lớn ta cũng nhận được kết quả tương tự. Khoảng

cách lượng thuốc thay đổi từ 6 ÷ 9,8m thì chỉ tiêu thuốc nổ thay đổi từ

0,33 ÷ 0,42 kg/m3, tăng +11,8%. Nhưng khi giảm khoảng cách giữa các

lượng thuốc từ 6 ÷ 4,5 m thì khả năng khắc phục đường cản không đáng kể

mà chi phí thuốc nổ tăng lên nhanh.

Hình 4.6- Sự phụ thuộc của chỉ tiêu thuốc nổ vào khoảng cách các lượng thuốc

1- Lỗ khoan con, 2- Lỗ khoan lớn [36]

103

Hình 4.7- Sự phụ thuộc của chỉ tiêu thuốc nổ vào khoảng cách tương đối

giữa các lượng thuốc

1- Lỗ khoan con, 2- Lỗ khoan lớn [36]

Đến đây ta có thể kết luận rằng mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ

với các thông số nổ mìn như đường kính lượng thuốc, đường cản chân tầng,

khoảng cách giữa các lượng thuốc, khoảng cách tương đối giữa các lượng

thuốc có thay đổi nhưng không lớn còn tuỳ thuộc vào yêu cầu mục đích của

công tác nổ.

Với mục đích khắc phục đường cản chân tầng thì chỉ tiêu thuốc nổ

không phụ thuộc vào đường kính lượng thuốc và thay đổi không đáng kể khi

giá trị khoảng cách tương đối giữa các lượng thuốc thay đổi (vùng có giá trị

lớn từ 0,6 ÷ 1,2). Điều này được giải thích từ cơ sở lý thuyết là khi chỉ tiêu

thuốc nổ tăng thì chi phí năng lượng cho vùng đập nghiền nát và tiêu hao

năng lượng vào môi trường tăng lên, do đó hệ số sử dụng năng lượng hữu ích

của chất nổ tăng không đáng kể. Cũng chính vì thế mà nhiều tác giả khi

nghiên cứu xác định chỉ tiêu thuốc nổ không cho các thông số nổ mìn như

một biến số của hàm số chỉ tiêu thuốc nổ .

104

4.1.4. Nghiên cứu xác lập mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với các

phương pháp điều khiển nổ

4.1.4.1. Bản chất của phương pháp điều khiển nổ trong quá trình phá vỡ

đất đá

Nổ chất nổ là một dạng biến đổi hóa học xảy ra một cách cực kỳ nhanh

chóng, đồng thời sinh ra một nhiệt lượng nổ rất lớn Q (Kcal/kg). Nhiệt lượng

này không phải biến hoàn toàn thành công hữu ích (công để đập vỡ và dịch

chuyển đất đá theo yêu cầu mục đích của công tác nổ) mà bị tổn thất dưới

nhiều dạng khác nhau như: Nhiệt lượng dư, nhiệt lượng đốt nóng môi trường,

hoá năng dư, các dạng sinh công vô ích,… Nhiệt lượng sinh công hữu ích

thay đổi tuỳ thuộc vào yêu cầu mục đích của công tác nổ, tính chất cơ lý của

đất đá, các thông số nổ mìn và phương pháp điều khiển nổ, từ đó người ta đưa

ra khái niệm hệ số sử dụng năng lượng nổ hữu ích được xác định bằng công

thức [5].

k

ci =

Q ci Q

(4.17)

Công tác nổ mìn làm tơi đất đá ở mỏ lộ thiên chỉ đạt được kci = 0,2 ÷ 0,25,

có nghĩa là chỉ có khoảng 20 ÷ 25% năng lượng nổ sinh thành công có ích.

Bản chất của các phương pháp điều khiển nổ là điều khiển năng lượng

của chất nổ tác dụng vào đất đá như thế nào thu được hiệu quả nổ mìn tốt hơn

đồng thời tăng được hệ số sử dụng năng lượng nổ hữu ích. Tuỳ theo yêu cầu

mục đích của công tác nổ người ta sử dụng các phương pháp điều khiển nổ

mìn vi sai, nổ mìn phân đoạn, nổ mìn tầng cao, nổ trong môi trường nén, nổ

có màn chắn.v.v.v.

4.1.4.2. Phân loại phương tiện và phương pháp làm nổ lượng thuốc

Để làm nổ những lượng thuốc trong bãi mìn, người ta sử dụng những

phương tiện nổ khác nhau. Thông thường có 4 nhóm phương tiện nổ:

105

- Nổ mìn bằng cách đốt: Phương tiện nổ mìn đốt bao gồm: kíp nổ

thường, dây cháy chậm và phương tiện để đốt dây cháy chậm [4].

- Nổ mìn bằng dây nổ: Phương tiện để nổ mìn bằng dây nổ bao gồm

dây nổ và phương tiện làm nổ dây nổ (kíp nổ thường hoặc kíp nổ điện).

- Nổ mìn điện: Phương tiện để nổ mìn điện bao gồm: kíp điện, dây

điện, nguồn điện, dụng cụ đo và kiểm tra.

- Nổ mìn bằng phương tiện nổ phi điện: Phương tiện nổ phi điện bao

gồm: kíp phi điện, dây truyền tín hiệu nổ, phương tiện đấu ghép mạng nổ (hộp

nối chùm và móc chữ J), máy khởi nổ phi điện.

Hiện nay, để đạt được trình tự nổ theo thiết kế, người ta thường phối

hợp các phương tiện nổ nêu trên. Như vậy, dấu hiệu để phân biệt phương

pháp điều khiển nổ mìn là trình tự nổ và thời gian chậm nổ giữa các lượng

thuốc.

Theo trình tự nổ và thời gian chậm nổ, người ta phân ra 3 phương pháp

điều khiển nổ mìn:

1) Phương pháp nổ mìn đồng thời (tức thời): Đây là phương pháp điều

khiển tất cả các lượng thuốc cùng nổ một thời điểm. Trong phương pháp này,

thường sử dụng những phương tiện nổ sau đây:

- Dây nổ: Các lượng thuốc có thể đấu nối tiếp, song song hoặc đấu chùm.

- Nổ mìn điện: Sử dụng các kíp nổ tức thời mắc nối tiếp, song song hoặc

hỗn hợp (song song – nối tiếp hoặc nối tiếp – song song).

2) Phương pháp nổ mìn vi sai: Nổ vi sai là nổ thứ tự từng lượng thuốc

hay từng nhóm lượng thuốc với thời gian dãn cách rất nhỏ, tính bằng phần

nghìn giây (‰) hoặc miligiây (ms), phương pháp này đôi khi được gọi là

phương pháp miligiây.

Để đấu ghép mạng nổ vi sai có thể phối hợp những phương tiện nổ sau đây:

- Sử dụng các kíp điện nổ vi sai (nổ mìn điện)

- Sử dụng dây nổ với rơle vi sai;

106

- Sử dụng dây nổ với kíp điện nổ vi sai;

- Sử dụng dây nổ với phương tiện nổ phi điện;

- Sử dụng phương tiện nổ phi điện;

3) Phương pháp nổ mìn chậm: Đây là phương pháp điều khiển nổ từng

lượng thuốc riêng biệt, nghĩa là các lượng thuốc nổ cách nhau với thời gian ≥1s.

Phương tiện sử dụng là:

- Nổ mìn đốt: (kíp nổ thường và dây cháy chậm)

- Nổ mìn điện: sử dụng kíp điện để kích nổ từng lượng thuốc riêng biệt

sao cho thời gian chậm t ≥1s.

4.1.4.4. Xác lập mức độ quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với các phương pháp

điều khiển nổ

Phương pháp nổ mìn vi sai được sử dụng phổ biến trong các mỏ khai

thác đá VLXD, đảm bảo hiệu quả nổ tốt hơn và giảm được chỉ tiêu thuốc nổ.

Qua kết quả nổ thực nghiệm tại một số mỏ nhận thấy khi sử dụng phương

tiện nổ vi sai phi điện và nổ mìn phân đoạn cho thấy không những hiệu quả

nổ tăng lên rõ riệt, giảm thiểu được tác động có hại đến môi trường xung

quanh đặc biệt là sóng chấn động và đá bay, chỉ tiêu thuốc nổ giảm được

10 ÷ 20% so với nổ vi sai thông thường. Trong bảng 4.11 giới thiệu thành

phần cỡ hạt của đống đá nổ phụ thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ và cấu tạo lượng

thuốc [32].

Do đó khi tính toán chỉ tiêu thuốc nổ người ta không tính phương pháp

nổ là một biến số của hàm số chỉ tiêu thuốc nổ mà chỉ là một hệ số thay đổi

tuỳ thuộc vào điều kiện tiến hành công tác nổ.

107

Bảng 4.11: Thành phần cỡ hạt của đống đá nổ phụ thuộc vào

Tû lÖ % cì h¹t, cm

ChØ tiªu thuèc

Møc gi¶m chØ tiªu thuèc næ so

TT

CÊu t¹o l−îng thuèc

næ, kg/m3

víi l−îng thuèc tËp trung, %

<40

41÷60

61÷80 81÷100 >100

L−îng thuèc tËp trung

0,310

78

10

6,5

4

1,5

-

1

L−u cét kh«ng khÝ

0,260

88

3

3,0

0,5

-

16

Ph©n ®o¹n b»ng bua

0,290

74,5

11

6,5

5,5

2,5

6,5

L−îng thuèc tËp trung

0,310

81,5

9,5

7,5

1,5

-

-

2

L−u cét kh«ng khÝ

0,220

88,5

6,5

4,5

0,5

-

29

L−îng thuèc tËp trung

0,330

89

6

5,0

-

-

-

3

L−u cét kh«ng khÝ

0,220

92,5

4

2,5

-

-

33

Ph©n ®o¹n b»ng bua

0,310

88,7

7,5

5,8

-

-

6

L−îng thuèc tËp trung

0,290

83,5

7,0

6,5

3,0

-

-

4

L−u cét kh«ng khÝ

0,210

92,6

3,9

2,5

1,0

-

28

chỉ tiêu thuốc nổ và cấu tạo lượng thuốc [32]

108

4.1.5. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với MĐĐV

Đây là một yêu tố quan trọng trong việc xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp

lý. Vấn đề này đã có nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả như:

Kutuzôv, Oxanhit, Mironov, Rjepxki và nhiều người khác đã thu được kết

quả tốt. Tất cả các tác giả đều khẳng định rằng MĐĐV (thể hiện qua đường

kính trung bình cỡ hạt của đống đá nổ) có ảnh hưởng quan trọng tới chỉ tiêu

thuốc nổ. Cuối cùng các kết quả đã chỉ ra được mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc

nổ với đường kính trung bình cỡ hạt là hàm tuyến tính (Hình 4.8) nghĩa là:

q, kg/m3

q = ad + b tb

3

M0

q0

m / g k , q æ n c è u h t u ª i t Ø h C

d0

0

d , mtb

KÝch th−íc trung b×nh cña côc ®¸ d , mtb

(4.18) q = ϕ (dtb) = adtb + b

Hình 4.8- Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào kích thước trung bình của cục đá

4.1.6. Nghiên cứu xác lập mối quan hệ của chỉ tiêu thuốc nổ với việc bảo

vệ môi trường sinh thái

Một trong những dạng năng lượng được sử dụng phổ biến có hiệu quả

để phá vỡ đất đá là nổ mìn. Tuy nhiên, khi tiến hành công tác nổ mìn gây ra

những tác động xấu đến môi trường sinh thái xung quanh. Vì vậy trong công

tác nổ mìn ngoài việc đảm bảo những yêu cầu về mặt kinh tế - kỹ thuật, người

ta rất quan tâm đánh giá tác động môi trường do nổ mìn gây ra. Những vấn đề

cần được quan tâm khi nổ mìn tác động đến môi trường là:

- Tạo ra một khối lượng lớn chất khí không có lợi (CO2) hoặc độc hại

(CO, NO) đối với cơ thể con người.

109

- Sinh ra bụi trong quá trình phá vỡ đất đá, những hạt bụi rất nhỏ có tỉ

trọng nhỏ hơn hoặc bằng tỉ trọng không khí sẽ tạo thành đám mây bụi bay lơ

lửng trong không gian. Những loại bụi gây độc hại mạnh khi đất đá nổ mìn có

chứa ôxít Silic SiO2.

- Gây tác động địa chấn, sóng va đập trong không khí, văng xa đất đá.

Để giảm ảnh hưởng đến mức thấp nhất do tác động nổ mìn gây ra,

người ta phải tiến hành đồng bộ các biện pháp kỹ thuật-công nghệ. Tuy nhiên

ở đây, luận án chỉ đề cập đến góc nhìn một thông số kỹ thuật “chỉ tiêu thuốc

nổ” với sự lựa chọn, tính toán sao cho giảm tối đa ảnh hưởng có hại đến môi

trường sinh thái. Những vấn đề cần được tính toán xem xét là:

- Lựa chọn loại chất nổ và phương tiện nổ phù hợp với tính chất cơ lý

của đất đá để đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng tối đa và lượng khí độc

sinh ra tối thiểu.

- Tính toán giá trị hợp lý của chỉ tiêu thuốc nổ.

- Sử dụng kỹ thuật-công nghệ nổ mìn thích hợp.

4.1.6.1. Nghiên cứu lựa chọn loại chất nổ thích hợp

Chất nổ công nghiệp hầu hết là chất nổ có dạng hỗn hợp cơ học của hai

hay nhiều thành phần giữa các chất không nổ và chất nổ. Phản ứng phân huỷ

chất nổ là phản ứng ôxy hóa, tuỳ theo lượng ôxy có trong thành phần chất nổ

mà biến đổi hoá học có dạng cân bằng ôxy bằng không, dương hoặc âm. Sản

phẩm khí nổ sinh ra tạo nên những chất độc hại đối với cơ thể con người như

oxit carbon CO (nếu thiếu ôxy) và ôxit nitơ NO (nếu thừa ôxy).

Tuy nhiên sản phẩm khí nổ thay đổi còn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể

như thành phần vật chất của đất đá, tác dụng của xung khởi nổ mạnh hay yếu,

độ nghiền tinh, nhào trộn kỹ giữa các thành phần của hỗn hợp, mật độ chất

nổ, đường kính lượng thuốc.

110

Trong bảng 4.12 và 4.13 giới thiệu sản phẩm khí nổ phụ thuộc

vào xung khởi nổ và môi trường tiến hành công tác nổ của tác giả

Paramônốv [35].

S¶n phÈm khÝ næ, ph©n tö gam/kg

Xung khëi

næ

C CO2 CO H2O H2 CH4 CnHm N2 HCN C2H2 NH3

M¹nh

6,6 1,78 8,79 4,25 5,34 0,1

0,09 4,74 1,1

1,2

0,3

YÕu

15 5,3 15,63 7,05 1,69 0,03 0,05

5,2

1,1

0,1

0,9

Bảng 4.12: Thành phần của sản phẩm khí nổ phụ thuộc vào xung khởi nổ [35]

L−îng khÝ ®éc, l/kg

Trong phßng thÝ nghiÖm

Trong g−¬ng lß

Lo¹i chÊt næ

CO

NO

CO+6,5NO*

CO

NO

CO+6,5NO*

Amonit N01

40,1

0,8

45,3

40,2

0,4

42,8

Amonit N06JV

29,2

5,5

65,0

29,6

4,9

61,3

Amonit N06

28,1

5,4

63

30,4

5,5

66,2

Amonit N07

29,2

5,7

66,3

27,8

5,5

63,6

Amonit N08

13,9

7,8

64,6

18,8

6,5

61,1

Amonal N0JV

2,8

0,7

7,4

3,4

0,5

6,7

Bảng 4.13: Sản phẩm khí độc phụ thuộc vào môi trường nổ [35]

Ghi chú: * 1lít NO tương đương với 6,5 lit CO.

Sản phẩm khí độc sinh ra (chủ yếu CO và NO) lan toả vào trong không

gian, hoà vào đám mây bụi, xâm nhập vào trong các kẽ nứt, lỗ hổng của đất

đá làm xấu đi môi trường không khí gây tác hại cho con người và động thực

vật khác.

111

Theo kết quả nghiên cứu của Berxenkevic, đối với những vụ nổ mìn

lớn ở mỏ lộ thiên chiều cao đám mây bụi có thể đạt tới 1600m, nồng độ

oxitcarbon CO đạt 0,04% và nồng độ oxitnitơ NO2 đạt 0,007%.

Theo quy phạm về an toàn môi trường nồng độ khí độc cho phép (tính

chuyển đổi thành oxitcarbon CO) không vượt quá 0,008%. Bán kính lan toả

của khí độc gây ra trong giới hạn xác định bằng công thức [3].

m,QCk

r d =

d

(4.19)

Trong đó: rđ- Bán kính giới hạn vùng khí lan tỏa, m; kđ- Hệ số xác định

thực nghiệm, kđ = 0,5 ÷ 1; C- Lượng khí độc phát sinh ra, l/kg (đã chuyển đổi

thành CO); Q- Lượng thuốc nổ, kg.

Như vậy để phản ứng biến đổi chất nổ sinh ra năng lượng tối đa và khí

độc hại tối thiểu thì H phải được oxy hoá toàn thành H2O, C phải được oxy

hoá thành CO2. Một cách tổng quát đối với chất nổ có công thức chung là

OH

N

+

CxHyOzNp, phương trình phân huỷ có dạng.

2

2

y 2

1 2

CxHyOzNp = xCO2 +

x, y, z, p là số lượng các nguyên tử của các nguyên tố C, H, O, N. Chất

y 2

. nổ sử dụng có lợi nhất khi z = 2x +

Giảm lượng khí độc và bụi khí phát sinh khi nổ, ngoài việc chọn chất

nổ có cân bằng ôxy bằng không, còn phải quan tâm đến chỉ tiêu thuốc nổ và

kỹ thuật công nghệ khi tiến hành nổ mìn.

4.1.6.2. Ảnh hưởng của chỉ tiêu thuốc nổ đến tác động môi trường

Để phá vỡ một khối lượng đất đá có thể tích là V, cần sử dụng một

lượng thuốc tương ứng là Q phụ thuộc vào gía trị của chỉ tiêu thuốc nổ. Để

112

đạt được MĐĐV hợp lý, chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý qhl nằm trong khoảng giới

hạn từ qhl min đến qhl max.

Trên quan điểm bảo vệ môi trường, hạn chế các tác động đến môi

trường do nổ mìn gây ra thì có lợi nhất khi lượng thuốc Q là nhỏ nhất và số

lần nổ là ít nhất. Nếu chọn chỉ tiêu thuốc nổ qhl max thậm chí lớn hơn thì giá trị

của lượng thuốc nổ Q tăng lên điều này dẫn đến lượng bụi phát sinh nhiều

hơn, bán kính vùng lan toả bụi cũng tăng lên (công thức 4.22), tác dụng địa

chấn, sóng không khí và hậu xung cũng tăng ảnh hưởng đến môi trường sinh

thái.

Ngược lại chọn giá trị chỉ tiêu thuốc nổ nhỏ hơn qhl min thì lượng thuốc

nổ Q sẽ giảm, đồng thời các tác động đến môi trường cũng giảm. Tuy nhiên

lượng thuốc Q giảm sẽ không đáp ứng được nhu cầu, mục đích của công tác

nổ, chất lượng đập vỡ kém dẫn đến tình trạng tăng khối lượng nổ lần 2. Ảnh

hưởng nổ lần 2 (nổ trên mặt đất) tác động đến môi trường càng gia tăng.

Vì vậy cần phải xác định quy mô một đợt nổ để giảm thiểu tác động có

hại đến môi trường như sau [3]:

3

c

- Khi nổ đồng thời quy mô một đợt nổ được xác định theo công thức sau:

r k

α

  

  

c

Q = , kg (4.20)

Trong đó: kc- Hệ số phụ thuộc vào tính chất đất đá nền công trình cần

bảo vệ; α- Hệ số phụ thuộc vào chỉ số tác dụng nổ; rc- Khoảng cách từ vị trí

nổ đến công trình cần bảo vệ.

NQ

=

- Khi nổ vi sai thì khối lượng thuốc nổ sử dụng cho một bãi nổ được tăng lên:

vsQ

2 3

, kg (4.21)

Trong đó: N - Số nhóm thuốc nổ vi sai (khối lượng thuốc nổ trong mỗi nhóm

như nhau); Khi nổ vi sai thời gian dãn cách giữa các nhóm càng lớn và số

nhóm càng nhiều thì quy mô đợt nổ càng tăng;

113

Đá bay xảy ra khi năng lượng nổ dưới dạng năng lượng giãn nở của

khí nổ thoát ra không khí một cách mạnh mẽ và đẩy những mảnh đá ở phía

trước bắn đi. Hiện tượng đá bay có thể xảy ra trong nổ mìn lần 1 và nổ mìn

lần 2. Để xác định khoảng cách an toàn đá văng theo G.I. Pakrôvski và

I.X.Pheđorôv, tốc độ bay cực đại được tính:

(4.22) Ub = 72000 q/ρ

Trong đó: q - Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3; ρ - Mật độ đất đá, T/m3.

4.2. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU THUỐC NỔ HỢP LÝ

KHI NỔ MÌN KHAI THÁC ĐÁ VLXD

4.2.1. Phân tích, đánh giá và phân loại các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu

thuốc nổ hợp lý

Để có thể xác định được chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý trong điều kiện nổ cụ

thể, ta cần xem xét đầy đủ các yếu tố và mức độ ảnh hưởng của nó:

Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp, chủ yếu nhất là:

- 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.

Mức độ quan hệ của từng yếu tố đến chỉ tiêu thuốc nổ có khác nhau.

Căn cứ vào tính chất đó ta có thể phân chia thành hai nhóm.

- Nhóm 1: Các yếu tố ảnh hưởng có sự thay đổi liên tục, có ý nghĩa là

khi thay đổi giá trị của yếu tố ảnh hưởng thì giá trị của chỉ tiêu thuốc nổ cũng

thay đổi. Các yếu tố đó ta coi như biến số của hàm số chỉ tiêu thuốc nổ, gồm:

+ Các yếu tố đặc trưng cho môi trường đất đá nổ như độ kiên cố f, độ

nứt nẻ của nó, mật độ đất đá.

114

+ Mức độ đập vỡ, được đặc trưng bằng kích thước trung bình (đường

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 chịu ảnh hưởng

trong một khoảng nhất định. Các yếu tố này được tính đến như một hệ số ảnh

hưởng, bao gồm:

+ 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.

Ở trên ta đã nêu các nhóm yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu thuốc nổ, về

mặt lý thuyết cũng như thực tế mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này có khác

nhau.

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 biểu diễn hàm số đó dưới dạng: (4.23) Y = f(x1, x2,….)

Hình 4.9- Sơ đồ minh họa hàm số chỉ tiêu thuốc nổ q và các yếu tố ảnh hưởng

x1, x2- là các biến số; k1, k2.. Là các hệ số ảnh hưởng

4.2.2. Lựa chọn loại chất nổ lấy làm tiêu chuẩn

Loại chất nổ lấy làm tiêu chuẩn để tính toán phải đáp ứng được các

điều kiện sau đây:

115

- Loại chất nổ hợp pháp, được cơ quan có thẩm quyền của Nhà nước

cho phép sử dụng ở Việt Nam trong sản xuất công nghiệp.

- Chất nổ do Việt Nam sản xuất. Hiện nay ngành sản xuất chất nổ ở

Việt Nam đã đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước (Bảng 4.1), vì vậy chọn

loại chất nổ do Việt Nam sản xuất là hợp lý.

- Thuận tiện cho việc sử dụng, phù hợp với công nghệ nổ mìn ở các mỏ

khai thác đá VLXD hiện nay. Đặc biệt cần lưu ý đến đường kính lỗ khoan các

mỏ đang sử dụng.

Căn cứ vào yêu cầu và các đặc điểm nêu trên, tác giả chọn loại chất nổ

ANFO do Việt Nam sản xuất làm thuốc nổ tiêu chuẩn để tính toán, đặc tính

thuốc nổ ANFO giới thiệu ở bảng 4.1.

4.2.2.1. Phương pháp tính đổi

Khi thay đổi loại chất nổ sử dụng, người ta căn cứ vào đặc tính năng

lượng của nó như: nhiệt lượng nổ, khả năng công nổ, thể tích sản phẩm khí nổ

để chuyển đổi khối lượng thuốc sử dụng. Sử dụng đặc tính nào để chuyển đổi

còn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá. Khi nghiên cứu, Ba Um đã tiến

hành thí nghiệm với hai loại thuốc nổ có đặc tính khác nhau (Bảng 4.14).

Kết quả thí nghiệm với hai loại chất nổ Trotyl và Amônít N06 nhận

thấy khi khả năng công nổ và thể tích khí nổ khác nhau và nhiệt lượng nổ

tương đương thì hiệu quả nổ như nhau. Điều đó chứng tỏ rằng nhiệt lượng nổ

của chất nổ có ý nghĩa quan trọng nhất.

Bảng 4.14: Đặc tính năng lượng của hai loại chất nổ

Kh¶ n¨ng c«ng næ NhiÖt l−îng næ ThÓ tÝch khÝ næ ChÊt næ Q, kcal/kg V, l/kg ∆V, cm3

Trotyl 1028 305 750

Am«nÝt N06 1025 890 360÷390

Do đó khi tính đổi chất nổ sử dụng người ta thường dùng hệ số chuyển

đổi e, nó được xác định bằng công thức:

116

e

=

Q tc Q

(4.24)

Trong đó: Q, Qtc- là nhiệt lượng nổ của chất nổ sử dụng và chất nổ lấy

làm tiêu chuẩn.

Một số trường hợp khác người ta cũng có thể sử dụng công thức (4.24)

e

=

để xác định hệ số chuyển đổi e.

A tc A

(4.25)

Trong đó: A, Atc là khả năng công nổ của chất nổ sử dụng và chất nổ

lấy làm tiêu chuẩn tính toán.

Để phù hợp với điều kiện thực tế của các mỏ khai thác đá VLXD ở

Việt Nam và tình hình thực tế sản xuất thuốc nổ ở Việt Nam, tác giả đề nghị

tính hệ số chuyển đổi chất nổ thông qua nhiệt lượng nổ của chất nổ. Bảng

4.15 giới thiệu hệ số chuyển đổi chất nổ khi sử dụng các loại chất nổ khác

nhau (lấy chất nổ ANFO làm chuẩn).

Bảng 4.15: Hệ số chuyển đổi khi sử dụng chất nổ

Tèc ®é næ

NhiÖt l−îng næ

HÖ sè chuyÓn ®æi

MËt ®é

Tªn chÊt næ

ANFO th−êng Zern«granulit 79/21 Am«nÝt AD1 Sofanit (AFST-15) ANFO chÞu n−íc Nhò t−¬ng EE-31 Nhò t−¬ng NT-13 Nhò t−¬ng P113 Nhò t−¬ng P113L Watergel TFD-15 Watergel TNP-1

(kg/m3) 800 900 1000 850 900 1250 1250 1250 1250 1100 1100

Q (kcal/kg) 890 1000 986 890 890 860 860 900 900 920 920

thuèc næ, e 1,00 0,89 0,90 1,00 1,00 1,03 1,03 0,99 0,99 0,97 0,97

(km/s) 4 3,8 3,8 2,85 3 4,5 3,7 4,5 4,5 4,4 4,4

117

4.2.3. Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ

4.2.3.1. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào yêu cầu của công tác nổ mìn

Mục đích của công tác nổ mìn là đập vỡ đất đá từ nguyên khối thành

những cục có kích thước theo yêu cầu của công tác xúc bốc, vận tải, nghiền

sàng,... Đối với mỏ khai thác đá VLXD kích thước cục đá yêu cầu phụ thuộc

chủ yếu vào công tác nghiền sàng. Với yêu cầu nhiệm vụ trên thì chỉ tiêu thuốc

nổ công nghệ qcn đảm bảo các cục đá có kích thước yêu cầu dtb . Quan hệ đó là

quan hệ hàm số:

(4.26) qcn = f(dtb)

Qua quá trình thực nghiệm, cũng như theo lý thuyết phá vỡ đất đá bằng

nổ mìn, quan hệ đó là một hàm số tuyến tính (Hình 4.14), có thể biểu diễn

dưới dạng sau đây:

(4.27) qcn = adtb + b

Trong đó: a, b- Là hai hệ số tìm bằng thực nghiệm; dtb - Kích thước cục

đá yêu cầu ứng với chỉ tiêu thuốc nổ qcn;

Để xây dựng hàm số ta cần biết ít nhất hai giá trị.

- Tại điểm A có dtb ≈ 0 thì qcn = b nghĩa là qcn = qmax

- Tại điểm B có qcn = 0 nghĩa là chưa nổ mìn thì kích thước cục đá là

khoảng cách trung bình giữa các vết nứt tự nhiên dmax, nghĩa là: dtb = dmax, khi

đó dtb = -b/a

Ta cần xác định hai điểm A (≈0; b) và điểm B (-b/a; 0). Trên

hình 4.14 giới thiệu phương pháp xác định hàm qcn = adtb + b.

118

q, kg/m3

A

q = ad + b cn

tb

3

m / g k

,

q æ n c è u h t u ª i t Ø h C

0

B

d, m

KÝch th−íc côc ®¸ d , m0

Hình 4.10- Phương pháp xác định hàm qcn = f(dtb)

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, thu thập số liệu tại mỏ

đá Yên Duyên thuộc Công ty xi măng Bỉm Sơn và một số mỏ khác. Phương

pháp tiến hành như sau:

- Các mỏ tiến hành thu thập số liệu có độ kiên cố đất đá thay đổi từ

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 xác định thành

phần cỡ hạt của đống đá nổ mìn (Hình 4.11), kết quả đo cỡ hạt thể hiện ở

bảng 4.16 và đồ thị biểu diễn sự phân bố thành phần cỡ hạt được trình bày

ở hình 4.12.

- Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất để biểu diễn mối quan

hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ.

119

Hình 4.11- Giao diện phần mềm để xác định thành phần cỡ hạt

Bảng 4.16: Kết quả đo thành phần cỡ hạt

120

Hình 4.12- Đồ thị biễu diễnsự phân bố thành phần cỡ hạt

- Kết quả thực nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân: Tác giả tiến hành thực

nghiệm 15 vụ nổ mìn tại mỏ (Bảng 4.17), mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ

và mức độ đập vỡ được thể hiện trên (Hình 4.13).

TT

TT

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

Kích thước cỡ hạt trung bình, m

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

Kích thước cỡ hạt trung bình, m

q = 0,36

0,355

1

q = 0,39

9

0,308

q = 0,39

0,287

2

q = 0,40

10

0,273

q = 0,41

0,269

3

q = 0,39

11

0,298

q = 0,38

0,318

4

q = 0,40

12

0,292

q = 0,37

0,350

5

q = 0,42

13

0,256

q = 0,41

0,287

6

q = 0,39

14

0,273

q = 0,40

0,285

7

q = 0,39

15

0,295

q = 0,38

0,314

8

Bảng 4.17: Số liệu thực nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân

qcn = -0,507dtb + 0,542 (R2 = 0.824)

121

Hình 4.13- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ tại mỏ đá vôi Ninh Dân

- Kết quả thực nghiệm tại mỏ đá Thường Tân IV: Tác giả tiến hành

thực nghiệm 10 vụ nổ mìn tại mỏ (Bảng 4.18), mối quan hệ giữa chỉ tiêu

thuốc nổ và mức độ đập vỡ được biểu diễn trên (Hình 4.14).

Kích thước cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt

TT

TT

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

trung bình, m

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

trung bình, m

1

q = 0,23

0,343

6

q = 0,27

0,23

2

q = 0,24

0,318

7

q = 0,25

0,220

3

q = 0,24

0,286

8

q = 0,25

0,260

4

q = 0,24

0,307

9

q = 0,25

0,245

5

q = 0,27

0,268

10

0,330

Bảng 4.18: Số liệu thực nghiệm tại mỏ đá Thường Tân IV

q = 0,23 qcn = -0,304dtb + 0,331 (R2 = 0.824)

122

Hình 4.14- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ tại mỏ đá Thường Tân IV

- Kết quả thí nghiệm tại mỏ đá vôi Yên Duyên: Tác giả tiến hành thu

thập số liệu của 09 vụ nổ mìn tại mỏ (Bảng 4.19), mối quan hệ giữa chỉ tiêu

thuốc nổ và mức độ đập vỡ được thể hiện trên (Hình 4.15).

Kích thước cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt

TT

TT

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

trung bình, m

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

trung bình, m

Bảng 4.19: Số liệu thí nghiệm tại mỏ đá vôi Yên Duyên

0,46 0,315 0,37 0,624 6 1

0,5 0,296 0,37 0,617 7 2

0,44 0,389 0,56 0,245 8 3

0,45 0,315 0,6 0,145 9 4

0,46 0,297 5

qcn = -0,4383dtb + 0,6256 (R2 = 0.8432)

123

Hình 4.15- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ và mức độ đập vỡ tại mỏ đá vôi Yên Duyên.

Từ kết quả thực nghiệm ta nhận thấy: nếu các yếu tố ảnh hưởng khác

được cố định như độ cứng, trọng lượng riêng, độ nứt nẻ, lọai chất nổ,... mà

- Khi dtb ≈ 0 thì qcn = qmax = b

chỉ có sự thay đổi về cỡ hạt (mức độ đập vỡ), ta nhận thấy:

b

→

d

−=

a −=→

max

b a

d

max

- Khi qcn = 0 → 0 = admax + b

Do đó công thức (4.27) sẽ là:

tb

Trong đó: dmax – Đường kính khe nứt cực đại trong nguyên khối.

q

b

b

−=

+

cn

d d

max

(4.28)

124

- Từ kết quả nổ thực nghiệm, khảo sát tại một số mỏ khai thác đá

VLXD của Việt Nam, hệ số a và b tương đương nhau (mỏ đá vôi Ninh Dân,

mỏ đá Thường Tân IV) khi khoảng cách trung bình lớn nhất giữa các vết nứt

tự nhiên dmax ≤ 1m và b > a khi dmax > 1m.

- Theo kết quả thống kê từ các vụ nổ ở các mỏ khai thác đá VLXD thì chỉ tiêu thuốc nổ lớn nhất qmax là 0,8 kg/m3, nếu tăng quá giá trị này thì chi

phí năng lượng của chất nổ không có tác dụng phá vỡ đất đá mà chỉ làm đất

đá văng xa.

→ b = 0,8, như vậy công thức (4.28) có

Khi đó qcn = qmax = 0,8kg/m3

tb

dạng như sau:

q

8,0

8,0

−=

+

cn

d d

max

(4.29)

Công thức (4.29) xác định chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ qcn được thiết

lập từ kết quả nổ thực nghiệm tại một số mỏ khai thác VLXD của Việt Nam,

vì vậy phạm vi ứng dụng của công thức (4.29) là các mỏ khai thác VLXD có

độ kiên cố f = 6 ÷ 12, độ nứt nẻ cấp II, III và IV. Đối với những trường hợp

khác cần phải tiến hành thêm nhiều đợt nổ thực nghiệm để xác định chính xác

các hệ số.

4.2.3.2. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào độ kiên cố f

Tính chất cơ lý của đất đá được đặc trưng bằng hệ số độ kiên cố f. Hệ

số độ kiên cố tăng thì giá trị chỉ tiêu thuốc nổ tăng. Kể đến hệ số ảnh hưởng

của độ kiên cố sử dụng hệ số k1, ta có:

(4.30) q1 = k1.qcn

Để xác định hệ số k1 tác giả đã tiến hành nổ mìn thực nghiêm tại mỏ đá

Thường Tân IV, mỏ đá vôi Ninh Dân, mỏ đá vôi Văn Xá,... và thống kê số

liệu một số mỏ khai thác đá VLXD khác tại những khu vực có độ kiên cố của

đất đá f thay đổi từ 6 ÷ 12. Kết quả nổ thực nghiệm thể hiện ở bảng 4.20.

125

Các thông số

Ký hiệu

Giá trị

Độ cứng, f

Kích thước cỡ yêu cầu, m

0,15 ÷ 0,3

dtb

Chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ, kg/m3

0,24 ÷ 0,28

6 ÷ 8

qcn

Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, kg/m3

0,25 ÷ 0,3

q1

Kích thước cỡ yêu cầu, m

0,2÷ 0,4

dtb

Chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ, kg/m3

0,32 ÷ 0,41

8 ÷ 10

qcn

Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, kg/m3

0,35 ÷ 0,46

q1

Kích thước cỡ yêu cầu, m

0,2÷ 0,5

dtb

Chỉ tiêu thuốc nổ công nghệ, kg/m3

0,41 ÷ 0,5

10 ÷ 12

qcn

Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, kg/m3

0,46 ÷ 0,6

q1

Bảng 4.20. Kết quả nổ thực nghiệm xác định hệ số k1

Trên cơ sở phân tích số liệu từ các đợt nổ thực nghiệm và thống kê ta xác định định được mối quan hệ giữa độ kiên cố đất đất đá với chỉ tiêu thuốc nổ qcn và q1 (Bảng 4.21).

§é cøng (f)

6

7

8

9

10

11

12

ChØ tiªu thuèc næ công nghệ

0,25

0,28

0,32

0,35

0,40

0,45

0,48

qcn, (kg/m3)

0,25

0,304 0,354 0,397 0,465 0,535 0,582

ChØ tiªu thuèc næ q1, (kg/m3)

1

1,07

1,10

1,13

1,16

1,18

1,21

TØ sè q1/qcn

Bảng 4.21: Mối quan hệ của độ kiên cố f với chỉ tiêu thuốc nổ qcn và q1

Từ số liệu bảng 4.21 ta xây dựng được đồ thị biểu diễn mối quan hệ

giữa tỉ số q1/qcn với độ kiên cố của đất đá (Hình 4.16).

126

Hình 4.16- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ số q1/qcn và độ kiên cố của đất đá

Như vậy ta xác định được mối quan hệ giữa tỉ số q1/qcn và độ kiên cố

,0

262

1

của đất đá như sau:

,0

635

f

=

×

q q

cn

(4.31)

Ở đây tỉ số q1/qcn chính là hệ số k1 cần tìm. Từ công thức (4.31) ta nhận

4

k

635,0

f

=

×

thấy f0,262 tương đương với căn bậc 4 của f, như vậy công thức (4.31) sẽ là:

1

(4.32)

4

q

k

q

,0

635

f

q

=

×

=

×

×

Công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ có dạng:

1

1

cn

cn

(4.33)

4.2.3.3. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào khối lượng riêng của đất đá

Kể đến ảnh hưởng của khối lượng riêng của đất đá γđ ta nhân với hệ số

k2, như vậy công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ như sau: (4.34) q2 = k2.q1

Đối với các mỏ khai thác đá VLXD của Việt Nam, khối lượng riêng của đất đá trung bình là 2,6 t/m3. Qua kết quả nghiên cứu lý thuyết và kết quả

127

nổ thực nghiệm nhận thấy khi khối lượng riêng của đất đá tăng thì chỉ tiêu

đ

k

=

2

thuốc nổ tăng và ngược lại, do đó hệ số k2 được xác định như sau:

γ 6,2

(4.35)

4

q

,0

635

f

q

=

×

×

×

2

cn

Thay (4.35) vào (4.34) ta được:

γ đ 6,2

(4.36)

4.2.3.4. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào loại thuốc nổ sử dụng

Kể đến ảnh hưởng của loại chất nổ sử dụng ta nhân với hệ số k3

k

3 =

Q tc Q

(4.37)

Trong đó: Q- Nhiệt lượng nổ của chất nổ sử dụng, Kcal/kg; Qtc- Nhiệt

4

lượng nổ của chất nổ lấy làm tiêu chuẩn ANFO. Công thức chỉ tiêu thuốc nổ có dạng:

q

k

,0

635

f

q

=

×

×

×

×

3

3

cn

γ đ 6,2

(4.38)

4.2.3.5. Chỉ tiêu thuốc nổ phụ thuộc vào kết cấu lượng thuốc

Kết quả thí nghiệm về sự thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ khi sử dụng phương

tiện nổ phi điện với kết cấu lượng thuốc thay đổi (nổ phân đoạn) tại mỏ đá vôi

Ninh Dân được thể hiện trên bảng 4.22 và hình 4.17.

Qua kết quả nổ thí nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân ta xác định được

mối quan hệ giữa chỉ tiêu thuốc nổ khi nổ mìn vi sai phi điện với kết cấu

lượng thuốc phân đoạn và liên tục như sau:

(4.39) qvspd = 1,369qvslt - 0,2117

Qua kết quả thực nghiệm và thống kê số liệu tại một số mỏ khác nhận

thấy các phương pháp điều khiển nổ áp dụng đều giảm được chỉ tiêu thuốc nổ

so với phương pháp nổ tức thời với lượng thuốc tập trung, do đó hệ số kể đến

phương pháp điều khiển nổ k4 <1, cụ thể như sau: k4 = 0,85 ÷ 0,9 khi nổ mìn

128

vi sai phi điện; k4 = 0,8 ÷ 0,85 khi nổ mìn vi sai phi điện với kết cấu lượng

thuốc phân đoạn. Hệ số kể đến phương pháp điều khiển nổ thay đổi từ

0,8 ÷ 0,9 tùy thuộc vào phương tiện nổ sử dụng và kết cấu của lượng thuốc

trong lỗ khoan.

4

Như vậy công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ sẽ là:

q

k

k

,0

635

f

q

=

×

×

×

×

×

3

4

3

cn

γ đ 6,2

(4.40)

Hình 4.17- Mối quan hệ chỉ tiêu thuốc nổ giữa lượng thuốc liên tục và phân đoạn không khí (Mỏ đá vôi Ninh Dân)

129

Bảng 4.22: Mức độ thay đổi chỉ tiêu thuốc nổ khi cấu tạo lượng

thuốc khác nhau

TT

Cấu tạo lượng thuốc

Chất lượng bãi nổ

Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3

Mức độ giảm chỉ tiêu thuốc nổ so với lượng thuốc tập trung, %

Lượng thuốc tập trung

0,36

1

19,4

Lưu cột không khí

0,29

Lượng thuốc tập trung

0,37

2

21,6

Lưu cột không khí

0,29

Lượng thuốc tập trung

0,41

3

17,1

Lưu cột không khí

0,34

Lượng thuốc tập trung

0,38

4

21,1

Lưu cột không khí

0,3

Lượng thuốc tập trung

0,42

5

11,9

Lưu cột không khí

0,37

Lượng thuốc tập trung

0,41

Chất lượng nổ tốt, đá quá cỡ 3 ÷ 5%

6

14,6

Lưu cột không khí

0,35

Lượng thuốc tập trung

0,4

7

12,5

Lưu cột không khí

0,35

Lượng thuốc tập trung

0,38

8

18,4

Lưu cột không khí

0,31

Lượng thuốc tập trung

0,39

9

17,9

Lưu cột không khí

0,32

Lượng thuốc tập trung

0,4

10

17,,5

Lưu cột không khí

0,32

(sử dụng phương tiện nổ vi sai phi điện)

130

4.2.3.6. Ảnh hưởng của các thông số nổ mìn

Ảnh hưởng của các thông số nổ mìn đến chỉ tiêu thuốc nổ cũng như ảnh

hưởng chỉ tiêu thuốc nổ đến môi trường sinh thái không có quan hệ trực tiếp,

chỉ xác định thông qua các biện pháp kỹ thuật - công nghệ, và do đó khi lựa

chọn giá trị chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, các yếu tố trên không thể hiện trong tính

toán.

Từ các công thức (4.27 ÷ 4.40) ta lập được công thức cuối cùng xác

định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý như sau.

tb

4

, kg/m3 (4.41)

q

,0

653

)8,0

k

k

====

××××

8,0(f −−−−

++++

××××

××××

××××

hl

4

3

d d

γγγγ đ 6,2

max

Phương pháp xác định chỉ tiêu thuốc nổ kết hợp giữa lý thuyết và thực

nghiệm nêu trên đã thể hiện được tính ưu việt như sau:

- 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 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 nghiệm.

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 độ cứng, 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 NỔ, THÔNG

SỐ NỔ MÌN VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU GHÉP MẠNG NỔ

Hiện nay, hầu hết các mỏ khai thác đá VLXD việc tính toán các thông

số khoan nổ mìn, vẽ sơ đồ đấu ghép mạng nổ chủ yếu bằng thủ công hoặc sử

dụng một phần hỗ trợ của máy vi tính và còn phụ thuộc phần lớn vào kinh

131

nghiệm của người thiết kế. Trên cơ sở nghiên cứu của luận án tác giả đã xây

dựng chương trình phần mềm tính toán chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, tính toán các

thông số nổ mìn và đấu ghép mạng nổ. Chương trình được viết bằng ngôn

ngữ lập trình VBA/Excel giúp cho người kỹ sư dễ dàng sử dụng để tính toán

các thông số nổ mìn và lập hộ chiếu nổ mìn một cách nhanh chóng, chính xác

và tin cậy.

Từ kết quả nghiên cứu, tác giả đã xây dựng phần mềm thiết kế hộ

chiếu nổ mìn trên cơ sở hộ chiếu khoan, MĐĐV yêu cầu, loại chất nổ sử

dụng, phương pháp nổ mìn. Đây là chương trình phần mềm thiết kế hộ chiếu

nổ mìn có thể ứng dụng cho cho các mỏ khai thác đá VLXD khi sử dụng

phương pháp nổ mìn vi sai với những phương tiện nổ là kíp điện vi sai và

phương tiện nổ phi điện.

4.3.1. Cấu trúc phần mềm

Cơ sở dữ liệu đầu vào được sử dụng để thiết kế hộ chiếu nổ mìn khá

nhiều và phức tạp, tuy nhiên chúng được mô tả trong các công thức tính toán

được tập hợp một cách lôgíc trong máy tính để tạo ra phần mềm lập hộ chiếu

nổ mìn. Sơ đồ khối các bước tính toán để lập trình phần mềm được trình bày

trong (Hình 4.18).

Phần mềm thiết kế hộ chiếu nổ mìn gồm 4 phần:

- Phần 1: Thông tin chung

- Phần 2: Xác định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý

- Phần 3: Xác định các thông số nổ mìn - Phần 4: Vẽ sơ đồ đấu ghép mạng nổ

132

Hình 4.18- Sơ đồ khối của chương trình phần mềm thiết kế hộ chiếu nổ mìn

133

4.4.2. Giới thiệu một số giao diện và kết quả tính toán bằng phần mềm đã

được lập

Khi khởi động phần mềm có giao diện như hình 4.19, người sử dụng

khai báo các thông tin chung của mỏ, sau đó nhấn nút lệnh xác nhận đã nhập

dữ liệu xong.

Hình 4.19- Giao diện khai báo thông tinh chung của mỏ

Sau khi khai báo thông tin chung, xuất hiện menu tính toán chỉ tiêu

thuốc nổ hợp lý, người sử dụng sẽ nhập các dữ liệu đầu vào (Hình 4.20),

chương trình sẽ tự động tính toán chỉ tiêu thuốc nổ.

Hình 4.20- Giao diện tính chỉ tiêu thuốc hợp lý

134

Sau khi tính toán chỉ tiêu tiêu thuốc nổ hợp lý, chương trình sẽ tự động

tính toán các thông số nổ mìn hợp lý có giao diện như hình 4.21.

Hình 4.21- Giao diện tính toán thông số nổ mìn

Tiếp theo phần mềm sẽ cập nhập các dữ liệu đã tính toán để tiến hành

vẽ sơ đồ đấu ghép mạng nổ, giao diện như hình 4.22. Sau đó chương trình tự

động chuyển sang Autocad để vẽ sơ đồ đấu ghép mạng nổ tùy theo người sử

dụng lựa chọn phương tiện nổ phi điện hay điện (Hình 4.23 và Hình 4.24).

135

400

400

400

400

400

42

42

42

42

42

17

17

17

17

400

400

400

400

400

ÐKN

Hình 4.22- Giao diện sơ đồ đấu ghép mạng nổ

Hình 4.23- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ khi sử dụng phương tiện nổ phi điện

136

Hình 4.24- Sơ đồ đấu ghép mạng nổ khi sử dụng phương tiện nổ điện

Hình 4.25. Giao diện hộ chiếu nổ mìn

137

Dữ liệu đầu ra của phần mềm tất nhiên là một hộ chiếu khoan nổ với

đầy đủ các thông số: chỉ tiêu thuốc nổ, đường cản chân tầng, khoảng cách

giữa các lỗ khoan, khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan, chiều sâu khoan

thêm, chiều cao cột bua, chiều cao cột thuốc,... ứng với từng nhóm đất đá và

loại chất nổ của từng vụ nổ thực tế. Dữ liệu đầu ra được phần mềm xuất ra

dưới dạng một tệp dữ liệu Word hoặc Excel để tiện cho việc quản lý và in ấn

phổ biến hiện nay, (Hình 4.25).

138

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

1. Phá vỡ đất đá bằng nổ mìn là khâu đầu tiên trong quy trình công

nghệ khai thác mỏ, đặc biệt là khai thác đá VLXD. Thông số nổ mìn cơ bản

nhất ảnh hưởng đến hiệu quả nổ mìn là chỉ tiêu thuốc nổ, nó quyết định đến

chất lượng đống đá sau nổ mìn và mức độ ảnh hưởng đến môi trường xung

quanh.

2. Có rất nhiều yếu tố về tự nhiên và kỹ thuật – công nghệ ảnh hưởng

đến chỉ tiêu thuốc nổ. Các yếu tố này được phân thành hai 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 2 nhóm yếu tố đã nêu trên.

3. Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đến chỉ tiêu thuốc nổ là độ nổ của

đất đá và MĐĐV đất đá yêu cầu.

- Độ nổ được đặc trưng bằng chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 (khi đó cỡ hạt

đống đá nổ mìn phân bố theo đường thẳng). Khi phân loại đất 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.

139

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 cứng, 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 hệ số.

7. Trên cơ sở công thức tính chỉ tiêu thuốc nổ đã đề xuất, có thể 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.

KIẾN NGHỊ

Để ứng dụng có hiệu quả những kết quả nghiên cứu vào thực tế cần tổ

chức triển khai công tác nổ mìn thực nghiệm cho nhiều mỏ khai thác đá

VLXD để bổ sung dữ liệu cho việc tính toán chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý.

Các sản phẩm khoa học của luận án cần được sự quan tâm, phối hợp

của các mỏ khai thác đá VLXD để ứng dụng trong công tác nổ mìn phục vụ

sản xuất nâng cao hiệu quả công tác nổ mìn và giảm thiểu ảnh hưởng tới môi

trường.

140

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

1. Nguyễn Đình An (2004), Nghiên cứu lựa chọn chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý

cho mỏ lộ thiên Việt Nam, Tuyển tập báo cáo HNKH lần thứ 16 Trường

ĐH Mỏ - Địa chất, Tr.37-41

2. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Nhữ Văn Phúc (2006), Nổ mìn đảm bảo

kích thước cỡ quặng II ở mỏ Apatit Lào Cai, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa

chất, số chuyên đề ngành KTLT. Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Tr.

11-14

3. Nguyễn Đình An, Bùi Xuân Nam (2006), Mô phỏng trình tự nổ mìn visai

trên máy vi tính. Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số chuyên đề ngành

KTLT. Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Tr. 74-75

4. Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyển, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Đình An, Nhữ

Văn Phúc (2006). Những biện pháp giảm thiểu tác dụng chấn động khi nổ

mìn ở mỏ than Núi Béo, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số 14 Trường ĐH

Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Tr. 58-62

5. Nguyễn Đình An, Trần Khắc Hùng (2010), Nghiên cứu phương pháp xác

định chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý cho các mỏ khai thác vật liệu xây dựng, Tạp

chí Công nghiệp Mỏ, số 5. Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam. Hà

Nội. Tr. 36-38.

6. Nguyễn Đình An, Nhữ Văn Bách, Trần Quang Hiếu, Nhữ Văn Phúc

(2010), Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả và giảm những tác

động có hại đến môi trường khi nổ mìn ở mỏ đá vôi Văn Xá thuộc Công ty

HH xi măng LUKS (Việt Nam), Báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ

lần thứ 19, Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Tr. 3-9.

7. Nguyễn Đình An, Trần Quang Hiếu, Trần Khắc Hùng (2011), Một số

phương pháp xác định vận tốc dao động cực đại gây ra bởi chấn động nổ

141

mìn trong khai thác mỏ lộ thiên. Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHKT mỏ

toàn quốc lần thứ 22. Hội Khoa học và công nghệ

8. Nguyễn Đình An, Nguyễn Duy Thành, Tôn Thất Hàm, Đinh 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.

9. Nguyễn Đình An (2011), Một số phương pháp phân loại theo độ. Tạp chí

Công nghiệp Mỏ, số 6. Hội Khoa học Công nghệ mỏ Việt Nam. Hà Nội.

Tr. 45-47.

10. Nguyen Dinh An, Tran Khac Hung (2011), Reduce of ground vibration in

blasting at Nui Beo surface coal mine. Proceedings of The International

Symposium on Earth Science and Technology 2011, 6-7 December 2011,

Kyushu University, Fukuoka, Japan

11. Nguyen Dinh An, Nhu Van Bach, Nguyen Van Sang, Tran Khac Hung,

Tran Dinh Bao (2012), Determination of reasonable powder factor for

Vietnam limestone quarries. The 2nd International Conference on

Advances in Mining and Tunneling. Hanoi, August 23-25, 2012.

Publishing House for Science and Technology. P. 350-352 (ISBN 978-

604-913-081-6).

12. Nhu Van Bach, Nguyen Dinh An, Le Qui Thao (2012), Analyzing the

factors affecting to the vibration when blasting with non-electric

detonators. The 2nd International Conference on Advances in Mining and

Tunneling. Hanoi, August 23-25, 2012. Publishing House for Science and

Technology. P. 338-340 (ISBN 978-604-913-081-6).

13. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Lê Quí Thảo, Trần Đình Bão (2012),

Hoàn thiện công nghệ khoan lỗ khoan đường kính lớn áp dụng cho các mỏ

142

khai thác đá lộ thiên ở Việt Nam. Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 20,

Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội - Việt Nam. Tr. 141.

14. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Bùi Xuân Nam, Trần Khắc Hùng

(2012), Phương pháp xác định tốc độ dao động của nền đất khi nổ mìn vi

sai phi điện. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 38. Trường ĐH

Mỏ - Địa chất. Hà Nội. Tr. 25-28.

15. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An, Trần Khắc Hùng (2012),“Nghiên cứu

lựa chọn điểm khởi nổ và trình tự nổ nhằm giảm tác dụng chấn động khi

nổ vi sai phi điện”, Tạp chí công nghiệp mỏ, số 2. Tr. 19 – 23.

143

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. NguyÔn §×nh An (2003), Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chØ tiªu thuèc

næ hîp lý khi næ m×n cho má lé thiªn ViÖt Nam, LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt,

Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt, Hµ Néi.

2. Nguyễn Đình Ấu (1996) “Xác định các thông số khoan – nổ mìn tối ưu khi

khai thác đá vôi” - Luận văn thạc sĩ kỹ thuật trường ĐH Mỏ - Địa chất.

3. Nguyễn Đình Ấu, Nhữ Văn Bách (1998) “Phá vỡ đất đá bằng phương

pháp khoan nổ mìn” – Nhà xuất bản giáo dục.

4. Nh÷ V¨n B¸ch (2008), N©ng cao hiÖu qu¶ ph¸ vì ®Êt ®¸ b»ng næ m×n trong

khai th¸c má, NXB Giao th«ng VËn t¶i, Hµ Néi.

5. Nh÷ V¨n B¸ch, Lª V¨n QuyÓn (1990), X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè næ m×n hîp lý

nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ s¶n xuÊt trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ má §Ìo Nai, TuyÓn

tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc §¹i häc Má - §Þa chÊt, tËp XV.

6. Nhữ Văn Bách, Lê Văn Quyển (1991) “Nâng cao hiệu quả công tác khoan

ở mỏ Đèo Nai” – Báo cáo tổng kết đề tài NCKH-PVSX, trường ĐH Mỏ - Địa

chất.

7. Nhữ Văn Bách (1997) “Những biện pháp nâng cao hiệu quả nổ mìn ở mỏ

đá Bỉm Sơn” – Báo cáo tổng kết đề tài NCKH-PVSX, trường ĐH Mỏ - Địa

chất.

8. Nhữ Văn Bách và NNK (2009) “Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu

quả và giảm tác dụng có hại đến môi trường khi nổ mìn khai thác mỏ đá vôi

Văn Xá” – Công ty HH Xi măng Luks (Việt Nam).

9. Nhữ Văn Bách, Nguyễn Đình An và NNK (2012) “Hoàn thiện công nghệ

khoan lỗ khoan đường kính lớn áp dụng cho các mỏ khai thác đá lộ thiên ở

Việt Nam” – Tuyển tập tóm tắt các báo cáo, HNKH lần thứ 20, Trường ĐH

Mỏ - Địa chất.

144

10. Hồ Sĩ Giao và NNK (2010) “Nổ hóa học – Lý thuyết và thực tiễn” – NXB

Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

11. Vũ Đình Hanh (2011) “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ nổ mìn nhằm

nâng cao hiệu quả và giảm thiểu tác động đến môi trường cho những mỏ lộ

thiên khu vực tỉnh Hà Giang” – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Trường ĐH Mỏ -

Địa chất.

12. Lê Thị Thu Hoa (1998) “Phân tích, đánh giá công nghệ khai thác đá vôi ở

các mỏ đá phía Bắc Việt Nam” – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, trường ĐH Mỏ -

Địa chất.

13. Nguyễn Minh Huấn (2007) “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác

đá xây dựng ở Việt Nam” – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, trường ĐH Mỏ - Địa

chất.

14. Phạm Văn Hòa (2005) “Nghiên cứu điều kiện sử dụng loại chất nổ và

phương tiện nổ phù hợp với đặc tính tự nhiên và công nghệ khai thác ở các

mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh” – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, trường ĐH Mỏ -

Địa chất.

15. Lª V¨n QuyÓn (2000), Nghiªn cøu hoµn thiÖn c¸c th«ng sè næ m×n ë c¸c

má lé thiªn vïng Qu¶ng Ninh, LuËn v¨n Th¹c sü kü thuËt, Tr−êng §¹i häc

Má - §Þa chÊt,

16. Lê Văn Quyển (2000) “Mối quan hệ giữa sơ đồ vi sai và thời gian vi sai

khi nổ mìn bằng hệ thống truyền tín hiệu nổ phi điện” – Tạp chí Công nghiệp

mỏ số 5.

17. Lª V¨n QuyÓn (2009), Nghiªn cøu møc ®é ®Ëp vì ®Êt ®¸ b»ng næ m×n vµ

x¸c ®Þnh møc ®é ®Ëp vì ®Êt ®¸ hîp lý cho mét sè má lé thiªn ViÖt Nam, LuËn

¸n tiÕn sü kü thuËt, Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt, Hµ Néi.

18. Lê Ngọc Ninh (2009) “Nghiên cứu các thông số của cấu trúc lượng thuốc

trong lỗ mìn nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá và bảo vệ môi trường ở

145

một số mỏ lộ thiên Việt Nam” – Luận án tiến sĩ kỹ thuật, trường ĐH Mỏ - Địa

chất.

19. Hå SÜ Giao (1996), C¬ së c«ng nghÖ khai th¸c ®¸, Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc.

20. TrÇn M¹nh Xu©n (1993), C¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt trªn má lé thiªn, Tr−êng

§¹i Häc Má - §Þa chÊt, Hµ Néi.

21. ViÖn nghiªn cøu KHKT Má (1992), B¸o c¸o tæng kÕt nghiªn cøu hoµn

thiÖn th«ng sè m¹ng l−íi khoan næ m×n khi sö dông thuèc næ óc ë má than

§Ìo Nai, Hµ Néi .

22. “Cẩm nang công nghệ và thiết bị mỏ - Quyển 1 – Khai thác lộ thiên” –

NXB Khoa học và Kỹ thật, Hà Nội 2006.

23. C«ng ty ho¸ chÊt má, C«ng ty vËt t− c«ng nghiÖp quèc phßng (2002), Giíi

thiÖu vËt liÖu næ c«ng nghiÖp s¶n xuÊt trong n−íc.

24. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về an toàn trong bảo quản, vận chuyển, sử

dụng và tiêu hủy vật liệu nổ công nghiệp, QCVN02: 2008/BCT, Hà Nội 2008.

25. William Hustrulid (1999), Blasting principles for Open Pit Mining,

Colorado School of Mines, USA.

26. Carlos L.J., Emilio L.J. (1995), Drilling and Blasting of Rocks, Geomining

Technological Institute of Spain, Spain.

27. Sushil Bhandari (1997), Engineering Rock Blasting Operations, A.A.

Balkema/Rotterdam/Brookfield.

28. C.E. Gregory (1993), Exploisive for Engineer, Tran Tech Publications,

Germany.

29. Techical Editor: Hopler, Robert B. (2000), ISEE Blasters Handbook.

30. Sandvik Tamrock Corp (1999), Rock Excavation Handbook.

31. Кутузов Б. Н. (1992), Разрушение горных пород взрывом, Изд. МГИ.,

Москва.

146

32. Суханов А.Ф Кчтузов Б.Н (1983), Разрушение горных пород взрывом,

Москва “Недра”

33. Ржевский В. В. (1978), Процессы открытых горных работ, Недра,

Москва

34. Парамонов П.А, Лабораторный метод испытания В.В в свинцовом блоке на образование ядовитых газов, Взрывное дело, сборник N0 52/9.

35. Азарколечи А.Е, О принципе постоянства уделбнозо расхода В.В, Взрывное дело, сборник N0 45/2.

36. Демидюк Г.П, Смирнов С.А, К вопросу о механизме дробления горных пород взрывом, Взрывное дело, сборник N0 52/9.

PHỤ LỤC LUẬN ÁN

1

I. CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU THUỐC NỔ

CHUẨN q0 (Phân loại đất đá theo độ nổ)

Để tiến hành phân loại đất đá theo độ nổ cho cho các mỏ khai thác đá

VLXD, dựa vào chỉ tiêu thuốc nổ đảm bảo cỡ hạt đống đá nổ mìn phân bố đều (ta

có thể gọi là chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn), NCS đã tiến hành nổ mìn thực nghiệm để xác

định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 cho một số mỏ khai thác đá VLXD.

như sau: Đối với mỗi loại đất đá nổ 2 đợt thí

Phương pháp xác định qo

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:

1

lgqq

1

2

P P

2

, kg/m3

=

q

0

0

−

)

( q

q

lg

2

1

X L

max

Phương pháp này đã được tiến hành thử nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân –

Thanh Ba – Phú Thọ thuộc Công ty xi măng Sông Thao, Mỏ đá vôi Văn Xá – Thừa

Thiên Huế thuộc Công ty xi măng LUKS Việt Nam, mỏ khai thác đá VLXD

Thường Tân IV – Bình Dương.

1. Kết quả thử nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 tại mỏ đá vôi Ninh

Dân – Công ty xi măng Sông Thao

Với điều kiện thực tế của mỏ có độ cứng đất đá thay đổi từ 7 ÷ 12, sử dụng

đường kính lỗ khoan 102mm, chiều cao tầng 9 ÷ 10m, dung tích gầu xúc E = 2 ÷ 5 m3, sử dụng phương pháp nổ mìn visai (phương tiện nổ phi điện), mạng lỗ khoan

tam giác đều, thuốc nổ AD-1. Các thông số nổ mìn thực nghiệm được trình bày ở

bảng 1.1.

Bảng 1.1: Các thông số nổ mìn thực nghiệm ở mỏ đá vôi Ninh Dân

TT

H (m)

LK (m)

Thông số của lượng thuốc trong lỗ khoan q (kg/m3) Q (kg) Lt (m) Lb (m)

9,3 9,5

10,3 10,5

1 2

Thông số mạng lỗ khoan a 3,5 3,5

b 3,2 3,2

W 3,2 3,2

0,34 0,40

35 42,5

7,5 7,8

2,8 2,7

Từ kết quả nổ mìn thực nghiêm dựa vào công thức trên ta xác định chỉ tiêu

thuốc nổ chuẩn q0 được trình bày ở bảng 1.2 và kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

trình bày ở bảng 1.3.

2

Bảng 1.2: Kết quả thực nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0

Tên mỏ

Kích thước cỡ hạt, X0 (m) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 1, q1 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 2, q2 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn, q0 (kg/m3)

0,34

0,32

77

0,5

85,9

0,6

Ninh Dân

Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P1 Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P2

Bảng 1.3: Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi nổ số 01 16.57%

16.57%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi nổ số 02 19.64%

19.64%

5.36%

21.94%

10.22%

29.87%

10.18%

32.12%

11.69%

41.56%

9.79%

41.91%

5.55%

47.11%

6.77%

48.68%

9.70%

56.82%

5.73%

54.41%

4.81%

61.63%

5.29%

59.70%

5.32%

66.95%

7.07%

66.76%

5.32%

72.27%

10.20%

76.96%

3.78%

76.04%

4.20%

81.16%

3.84%

79.88%

2.33%

83.49%

3.34%

83.22%

4.92%

88.41%

4.54%

87.76%

3.92%

92.33%

4.80%

92.56%

3.24%

95.57%

3.83%

96.39%

3.61%

100.00%

2.61%

1.82%

98.18% 100.00%

0 ÷ 50 51 ÷100 101 ÷ 150 151 ÷ 200 201 ÷ 250 251 ÷ 300 301 ÷ 350 351 ÷ 400 401 ÷ 450 451 ÷ 500 501 ÷ 550 551 ÷ 600 601 ÷ 650 651 ÷ 700 701 ÷ 750

0 ÷ 50 51 ÷100 101 ÷ 150 151 ÷ 200 201 ÷ 250 251 ÷ 300 301 ÷ 350 351 ÷ 400 401 ÷ 450 451 ÷ 500 501 ÷ 550 551 ÷ 600 601 ÷ 650 651 ÷ 700 701 ÷ 750 751 ÷ 800

3

2. Kết quả thử nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 tại mỏ đá vôi Văn

Xá – Công ty xi măng Lusk

Với điều kiện thực tế của mỏ có độ cứng đất đá thay đổi từ 7 ÷ 13, sử

dụng đường kính lỗ khoan 105mm, chiều cao tầng 7 ÷ 10m, dung tích gầu xúc

E = 2 ÷ 5 m3, sử dụng phương pháp nổ mìn visai (phương tiện nổ phi điện), mạng lỗ

khoan tam giác đều, thuốc nổ AD-1. Các thông số nổ mìn thực nghiệm được trình

bày ở bảng 2.1.

Bảng 2.1: Các thông số nổ mìn thực nghiệm ở mỏ đá vôi Văn Xá

Thông số mạng lỗ

Thông số của lượng thuốc trong lỗ

H

LK

khoan

khoan

TT

(m)

(m)

W

a

b

q (kg/m3) Q (kg) Lt (m) Lb (m)

7

7,7

3,3

3,3

2,9

0,42

30,86

4,1

3,6

1

10

11

3,8

3,8

3,3

0,48

57,76

7,7

3,3

2

Từ kết quả nổ mìn thực nghiêm dựa vào công thức trên ta xác định chỉ tiêu

thuốc nổ chuẩn q0 được trình bày ở bảng 2.2 và kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

trình bày ở bảng 2.3.

Bảng 2.2: Kết quả thực nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0

Tên mỏ

Kích thước cỡ hạt, X0 (m) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 2, q2 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn, q0 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 1, q1 (kg/m3)

Văn Xá

0,43

0,42

65,2

0,48

69,3

0,5

Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P2 Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P1

4

Bảng 2.3: Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

Kích thước

Tỷ lệ %

Tỷ lệ % cỡ

Kích thước

Tỷ lệ %

Tỷ lệ % cỡ

cỡ hạt (mm)

cỡ hạt

hạt cộng dồn

cỡ hạt (mm)

cỡ hạt

hạt cộng dồn

Bãi nổ số 01

Bãi nổ số 02

0 ÷ 50

0 ÷ 50

9.98%

9.98%

11.17%

11.17%

51 ÷100

51 ÷100

8.58%

18.56%

8.86%

20.03%

101 ÷ 150

101 ÷ 150

9.61%

28.17%

10.79%

30.82%

151 ÷ 200

151 ÷ 200

6.68%

34.85%

7.76%

38.59%

201 ÷ 250

201 ÷ 250

5.20%

40.05%

5.37%

43.96%

251 ÷ 300

251 ÷ 300

4.40%

44.45%

4.55%

48.51%

301 ÷ 350

301 ÷ 350

5.51%

49.96%

6.30%

54.81%

351 ÷ 400

351 ÷ 400

5.35%

55.31%

4.84%

59.65%

401 ÷ 450

401 ÷ 450

4.63%

59.94%

4.61%

64.25%

451 ÷ 500

451 ÷ 500

5.32%

65.26%

5.13%

69.39%

501 ÷ 550

501 ÷ 550

7.70%

72.96%

5.02%

74.41%

551 ÷ 600

551 ÷ 600

6.61%

79.57%

6.82%

81.23%

601 ÷ 650

601 ÷ 650

8.55%

88.12%

8.83%

90.06%

651 ÷ 700

651 ÷ 700

5.47%

93.59%

5.65%

95.71%

701 ÷ 750

701 ÷ 750

2.99%

96.58%

2.50%

98.21%

751 ÷ 800

751 ÷ 800

3.42%

100.00%

1.79%

100.00%

3. Kết quả thử nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0 tại mỏ đá vôi

Thường Tân IV

Với điều kiện thực tế của mỏ có độ cứng đất đá thay đổi từ 6 ÷ 12, sử

dụng đường kính lỗ khoan 105mm, chiều cao tầng 9 ÷ 10m, dung tích gầu xúc

E = 2 ÷ 5 m3, sử dụng phương pháp nổ mìn visai (phương tiện nổ phi điện), mạng lỗ

khoan ô vuông, thuốc nổ AD-1. Các thông số nổ mìn thực nghiệm được trình bày

ở bảng 3.1.

5

Bảng 3.1: Các thông số nổ mìn thực nghiệm ở mỏ đá vôi Ninh Dân

Thông số mạng lỗ

Thông số của lượng thuốc trong lỗ

H

LK

khoan

khoan

TT

(m)

(m)

b

W

a

q (kg/m3) Q (kg) Lt (m) Lb (m)

4

10,1

11

4

4

0,21

37

7,5

3,5

1

4

10,8

12,9

4

4

0,32

55,2

8,4

3,5

2

Từ kết quả nổ mìn thực nghiêm dựa vào công thức trên ta xác định chỉ tiêu

thuốc nổ chuẩn q0 được trình bày ở bảng 3.2 và kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

trình bày ở bảng 3.3.

Bảng 3.2: Kết quả thực nghiệm xác định chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn q0

Tên mỏ

Kích thước cỡ hạt, X0 (m) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 2, q2 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn, q0 (kg/m3) Chỉ tiêu thuốc nổ đợt 1, q1 (kg/m3)

0,28

0,21

87,5

0,32

97

0,5

Thường Tân IV

Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P2 Tỷ lệ phần trăm cỡ hạt có kích thước x ≤ x0 đợt 1, P1

6

Bảng 3.3: Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

Kích thước

Tỷ lệ %

Tỷ lệ % cỡ

Kích thước

Tỷ lệ %

Tỷ lệ % cỡ

cỡ hạt (mm)

cỡ hạt

hạt cộng dồn

cỡ hạt (mm)

cỡ hạt

hạt cộng dồn

Bãi nổ số 01

Bãi nổ số 02

0 ÷ 50

0 ÷ 50

19.17%

19.17%

21.58%

21.58%

51 ÷100

51 ÷100

8.41%

27.58%

7.13%

28.72%

101 ÷ 150

101 ÷ 150

6.20%

33.78%

6.21%

34.93%

151 ÷ 200

151 ÷ 200

16.60%

50.38%

6.17%

41.09%

201 ÷ 250

201 ÷ 250

6.48%

56.86%

9.25%

50.35%

251 ÷ 300

251 ÷ 300

7.97%

64.83%

13.36%

63.71%

301 ÷ 350

301 ÷ 350

8.00%

72.83%

8.81%

72.52%

351 ÷ 400

351 ÷ 400

5.09%

77.92%

11.63%

84.15%

401 ÷ 450

401 ÷ 450

4.60%

82.52%

12.38%

96.52%

451 ÷ 500

451 ÷ 500

5.16%

87.69%

0.73%

97.25%

501 ÷ 550

501 ÷ 550

4.70%

92.39%

1.34%

98.60%

551 ÷ 600

551 ÷ 600

3.36%

95.75%

0.70%

99.30%

601 ÷ 650

601 ÷ 650

2.02%

97.77%

0.70%

100.00%

651 ÷ 700

651 ÷ 700

2.23%

100.00%

7

II. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỠ HẠT KHI NỔ MÌN THỰC NGHIỆM

XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CHỈ TIÊU THUỐC NỔ VÀ MỨC ĐỘ ĐẬP VỠ

ĐẤT ĐÁ

1. Điều kiện thí nghiệm

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 thu thập số liệu tại

mỏ đá Yên Duyên thuộc Công ty xi măng Bỉm Sơn và một số mỏ khác,

phương pháp tiến hành như sau:

- Các mỏ tiến hành thu thập số liệu có độ cứng đất đá thay đổi từ

f = 6 ÷ 13 và nứt nẻ thuộc cấp II, III và IV.

- Phương pháp nổ mìn vi sai sử dụng phương tiện nổ phi điện

- Kết cấu cột thuốc liên tục và phân đoạn

- 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 xác định thành

phần cỡ hạt của đống đá nổ mìn.

- Các thông số nổ mìn thực nghiệm tại mỏ đá vôi Ninh Dân được trình bày ở

bảng 2.1 và kết quả phân tích cỡ hạt được thể hiện trong bảng 2.2.

- Các thông số nổ mìn thực nghiệm tại mỏ đá vôi Thường Tân IV được trình

bày ở bảng 2.3 và kết quả phân tích cỡ hạt được thể hiện trong bảng 2.4.

- Các thông số nổ mìn thực nghiệm tại mỏ đá vôi Yên Duyên được trình bày

ở bảng 2.5 và kết quả phân tích cỡ hạt được thể hiện trong bảng 2.6.

2. Kết quả xác định thành phần cỡ hạt khi nổ mìn thực nghiệm

8

Bảng 2.1: Các thông số nổ mìn thực nghiệm ở mỏ đá vôi Ninh Dân

- Loại đất đá: Đá vôi có f = 6÷11.

- Đường kính lỗ khoan: d = 102mm

- Mạng lỗ khoan: Tam giác đều

TT

H (m)

LK (m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

LKK (m) - - - - 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 -

Tỉ số về cấu trúc Qt/Qc LKK/Lt - - - - - - - - 0,91 0,2 0,10 0,25 0,91 0,2 0,75 0,21 0,75 0,22 0,75 0,23 - -

Thông số mạng lỗ khoan a 3,2 3,5 3,2 3,5 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,5

b 2,9 3,2 - 3,2 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 3,2

W 2,9 3,2 3,5 3,2 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 3,2

0,36 0,39 0,41 0,38 0,37 0,41 0,40 0,38 0,39 0,40 0,39

-

-

-

3,2

3,5

3,2

0,40

12

-

-

-

3,2

3,5

3,2

0,42

13

-

-

-

3,2

3,5

3,2

0,39

14

-

-

-

3,2

3,5

3,2

0,39

15

q (kg/m3) Q (kg) 18÷24 39÷44 51÷55 40 23 19÷21 23 20÷21 21 21 33÷44 33÷44 33÷44 33÷44 33÷44

5,2 ÷ 5,9 9,3 ÷ 10,5 13 9,5 6,7 6,3 ÷ 6,8 6,7 6,3 ÷ 6,8 6,5 6,5 ÷ 6,8 7,2 ÷ 9,5 7,2 ÷ 9,5 7,2 ÷ 9,5 7,2 ÷ 9,5 7,2 ÷ 9,5

Thông số của lượng thuốc trong lỗ khoan Lt (m) 3,4÷4,1 7,5÷8,5 10,8 7,8 4,4 3,6 4,4 4,3 4,0 4,0 5,4÷7,8 5,4 ÷ 7,8 5,4 ÷ 7,8 5,4 ÷ 7,8 5,4 ÷ 7,8

Lb (m) 2,6 2,8÷3,5 3,2 2,7 2,4 2,3 2,4 2,3 2,3 2,5 2,6 ÷ 2,7 2,6 ÷ 2,7 2,6 ÷ 2,7 2,6 ÷ 2,7 2,6 ÷ 2,7

6,0 ÷ 6,7 10,3 ÷ 12 14 10,5 7,7 7,0 7,7 7,3 ÷ 7,5 7,2 7,2 ÷ 7,5 8 ÷ 10,5 8 ÷ 10,5 8 ÷ 10,5 8 ÷ 10,5 8 ÷ 10,5

9

Bảng 2.2: Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 02 28.54% 3.95% 7.50% 7.20% 4.98% 7.89% 3.89% 2.16% 1.86% 3.98% 4.66% 6.33% 6.69% 5.35% 5.03%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 03 19.64% 10.22% 11.69% 5.55% 9.70% 4.81% 5.32% 5.32% 3.78% 3.84% 3.34% 4.54% 4.80% 3.83% 3.61%

19.64% 29.87% 41.56% 47.11% 56.82% 61.63% 66.95% 72.27% 76.04% 79.88% 83.22% 87.76% 92.56% 96.39% 100.00%

28.54% 32.49% 39.99% 47.19% 52.18% 60.06% 63.95% 66.11% 67.97% 71.95% 76.60% 82.94% 89.63% 94.97% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 01 14.76% 4.78% 9.07% 8.72% 6.03% 5.11% 4.71% 2.62% 2.25% 4.81% 5.64% 7.66% 8.10% 6.47% 6.08% 3.20%

14.76% 19.54% 28.61% 37.33% 43.36% 48.47% 53.18% 55.79% 58.04% 62.85% 68.49% 76.15% 84.25% 90.72% 96.80% 100.00%

10

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 05 10.88% 8.64% 10.51% 7.57% 5.23% 4.43% 6.14% 4.71% 4.49% 4.18% 4.89% 6.65% 7.03% 5.50% 2.43% 6.71%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 06 24.93% 7.58% 9.23% 6.64% 4.60% 3.89% 5.39% 4.14% 3.94% 3.67% 4.30% 5.84% 6.17% 4.83% 2.14% 2.71%

24.93% 32.51% 41.75% 48.39% 52.99% 56.88% 62.27% 66.41% 70.35% 74.02% 78.31% 84.15% 90.32% 95.16% 97.29% 100.00%

10.88% 19.52% 30.03% 37.60% 42.83% 47.27% 53.40% 58.12% 62.61% 66.78% 71.68% 78.32% 85.35% 90.86% 93.29% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 04 9.90% 17.91% 2.94% 6.93% 6.35% 7.92% 8.90% 4.75% 2.12% 4.17% 2.55% 9.32% 4.11% 11.14% 1.00%

9.90% 27.81% 30.75% 37.68% 44.03% 51.95% 60.85% 65.60% 67.71% 71.89% 74.43% 83.75% 87.86% 99.00% 100.00%

11

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 08 18.05% 7.96% 9.69% 6.97% 5.43% 4.59% 5.66% 4.88% 4.14% 4.33% 4.51% 6.13% 6.47% 5.07% 2.24% 3.89%

18.05% 26.01% 35.69% 42.66% 48.09% 52.68% 58.34% 63.22% 67.36% 71.69% 76.19% 82.32% 88.79% 93.86% 96.11% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 09 15.55% 4.24% 5.20% 5.73% 6.10% 10.74% 10.71% 10.20% 7.06% 6.15% 6.66% 2.41% 3.17% 6.08%

15.55% 19.80% 25.00% 30.72% 36.83% 47.57% 58.28% 68.47% 75.53% 81.68% 88.34% 90.75% 93.92% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 07 21.75% 13.68% 7.88% 3.42% 4.24% 6.36% 4.50% 2.40% 9.35% 2.13% 7.87% 3.01% 3.18% 2.49% 4.72% 3.04%

21.75% 35.43% 43.31% 46.73% 50.97% 57.32% 61.83% 64.23% 73.57% 75.70% 83.57% 86.58% 89.76% 92.25% 96.96% 100.00%

12

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 11 21.81% 7.90% 9.62% 6.92% 4.79% 4.05% 5.61% 4.31% 4.11% 3.82% 4.47% 6.08% 6.43% 5.03% 2.22% 2.82%

21.81% 29.71% 39.33% 46.25% 51.03% 55.09% 60.70% 65.01% 69.12% 72.94% 77.41% 83.49% 89.92% 94.95% 97.18% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 12 25.62% 6.94% 5.77% 3.96% 6.04% 8.72% 7.45% 3.85% 2.52% 4.81% 4.38% 3.13% 3.65% 6.94% 3.18% 3.05%

25.62% 32.56% 38.33% 42.29% 48.33% 57.04% 64.50% 68.35% 70.87% 75.67% 80.05% 83.18% 86.83% 93.77% 96.95% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 10 28.85% 5.30% 7.48% 5.38% 9.39% 3.55% 4.37% 3.77% 3.20% 3.34% 7.20% 4.73% 5.00% 5.40% 1.79% 1.24%

28.85% 34.15% 41.63% 47.01% 56.41% 59.95% 64.32% 68.10% 71.29% 74.64% 81.84% 86.57% 91.57% 96.97% 98.76% 100.00%

13

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 14 19.67% 7.51% 5.39% 10.68% 6.33% 5.12% 8.88% 9.51% 6.03% 4.57% 5.52% 3.24% 3.62% 2.56% 1.35%

19.67% 27.18% 32.57% 43.26% 49.58% 54.71% 63.58% 73.10% 79.13% 83.70% 89.22% 92.47% 96.08% 98.65% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 15 18.78% 8.28% 10.08% 7.25% 5.65% 4.78% 5.88% 5.08% 4.30% 4.51% 4.69% 6.37% 6.74% 5.28% 2.33%

18.78% 27.06% 37.14% 44.39% 50.04% 54.82% 60.70% 65.78% 70.09% 74.59% 79.28% 85.66% 92.39% 97.67% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 13 24.40% 5.24% 7.67% 5.81% 7.89% 9.91% 3.95% 9.41% 6.51% 5.67% 6.14% 2.22% 2.93% 2.24%

24.40% 29.63% 37.31% 43.12% 51.01% 60.92% 64.87% 74.28% 80.79% 86.46% 92.61% 94.83% 97.76% 100.00%

14

Bảng 2.3: Các thông số nổ mìn thực nghiệm ở mỏ đá Thường Tân IV

- Loại đất đá: Đá vôi có f = 6 ÷ 12.

- Đường kính lỗ khoan: d = 105mm

- Mạng lỗ khoan: Ô vuông

Thông số của lượng thuốc trong lỗ khoan

Thông số mạng lỗ khoan

TT

H (m)

LK (m)

Chỉ tiêu thuốc nổ q (kg/m3)

b

W

a

Lb (m)

Lt (m)

Tỉ số Lpđ/Lt

1

10,1 ÷ 10,8 11,0 ÷ 12,9

Chiều cao cột bua phân đoạn Lpđ (m) 1,4÷2,2

0,2÷0,27

6,9÷8,0

0,23

2

10,0 ÷ 11,6 11,9 ÷ 12,9

2,0÷2,6

0,3÷0,36

6,5÷7,3

3

9,7÷11,1

10,6÷12,0

1,9÷2,7

0,35÷0,4

5,4÷6,8

4

10,9÷11,4

11,8÷12,3

2,4÷2,7

0,38÷0,9

6,3÷6,7

5

10,0÷11,0

11,0÷12,0

1,1÷1,4

7,4÷7,8

0,24 0,24 0,24 0,24

6

10,9 ÷ 11,4 11,8÷12,3

1,3÷1,8

7,1÷7,6

0,27

7

10,9÷11,4

11,8÷12,3

2,3÷2,6

6,3÷6,7

0,27

8

10,9 ÷11,4 11,8 ÷ 12,3

1,6÷2,1

7,0÷8,0

0,25

9

10,7÷12,3

11,6÷12,3

1,4÷2,5

7,5÷7,9

0,25

10

11,5

12,6

4 4 4 4 4 4 4 3,8 4 4

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

1,5÷1,6

0,15÷0,18 0,18÷0,24 0,36÷0,38 0,23÷0,26 0,18÷0,3 0,19÷0,2

4 4 4 4 4 4 4 3,8 4 4

3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

8,0÷8,1

0,23

15

Bảng 2.4: Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 01 27.07% 2.51% 2.16% 3.66% 4.44% 2.69% 6.96% 4.68% 3.36% 4.73% 3.70% 18.92% 6.11% 3.73% 2.52% 1.88% 0.88%

27.07% 29.59% 31.75% 35.41% 39.85% 42.54% 49.50% 54.18% 57.54% 62.27% 65.96% 84.88% 90.99% 94.72% 97.25% 99.12% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 02 17.41% 4.42% 5.00% 3.91% 6.53% 8.91% 11.87% 7.59% 6.79% 5.66% 5.14% 4.03% 3.31% 5.93% 3.50%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 03 15.61% 4.28% 6.17% 7.21% 9.72% 9.25% 13.60% 8.62% 7.14% 4.34% 2.84% 4.94% 4.28% 2.02%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

15.61% 19.88% 26.05% 33.26% 42.98% 52.23% 65.83% 74.45% 81.59% 85.93% 88.76% 93.70% 97.98% 100.00%

17.41% 21.84% 26.84% 30.75% 37.28% 46.18% 58.05% 65.64% 72.43% 78.09% 83.24% 87.26% 90.57% 96.50% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800 801 ÷÷÷÷ 850

16

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 05 15.96% 4.35% 6.95% 6.13% 6.52% 7.34% 8.03% 8.60% 7.83% 5.20% 6.09% 5.35% 7.10% 3.46% 1.08%

15.96% 20.31% 27.26% 33.39% 39.91% 47.25% 55.29% 63.89% 71.72% 76.92% 83.01% 88.36% 95.46% 98.92% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 06 21.58% 7.13% 6.21% 6.17% 9.25% 13.36% 8.81% 11.63% 12.38% 0.73% 1.34% 0.70% 0.70%

21.58% 28.72% 34.93% 41.09% 50.35% 63.71% 72.52% 84.15% 96.52% 97.25% 98.60% 99.30% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 04 15.96% 4.35% 6.95% 6.13% 6.52% 7.34% 8.03% 8.60% 7.83% 5.20% 6.09% 5.35% 7.10% 3.46% 1.08%

15.96% 20.31% 27.26% 33.39% 39.91% 47.25% 55.29% 63.89% 71.72% 76.92% 83.01% 88.36% 95.46% 98.92% 100.00%

17

Tỷ lệ % cỡ hạt

Tỷ lệ % cỡ hạt

Tỷ lệ % cỡ hạt

Tỷ lệ % cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt (mm)

Kích thước cỡ hạt (mm)

Kích thước cỡ hạt (mm)

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Bãi số 07

Bãi số 08

Bãi số 09

Bãi số 10

30.01%

30.01%

15.75%

15.75%

19.17%

19.17%

13.09%

13.09%

35.62%

20.11%

27.58%

7.08%

20.17%

40.62%

27.45%

33.78%

11.09%

31.26%

50.31%

37.11%

50.38%

7.98%

39.24%

57.35%

49.51%

56.86%

5.52%

44.76%

66.46%

63.90%

64.83%

4.67%

49.43%

78.22%

75.34%

72.83%

6.47%

55.90%

84.22%

80.14%

77.92%

4.97%

60.87%

88.13%

84.45%

82.52%

4.41%

65.29%

90.80%

90.30%

87.69%

4.41%

69.69%

93.17%

93.01%

92.39%

5.16%

74.85%

95.84%

95.40%

95.75%

7.01%

81.86%

98.33%

98.15%

97.77%

7.41%

89.27%

5.80%

95.08%

100.00%

100.00%

100.00%

2.57%

97.64%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 5.60% 101 ÷÷÷÷ 150 5.00% 151 ÷÷÷÷ 200 9.69% 201 ÷÷÷÷ 250 7.04% 251 ÷÷÷÷ 300 9.11% 301 ÷÷÷÷ 350 11.76% 351 ÷÷÷÷ 400 6.00% 401 ÷÷÷÷ 450 3.90% 451 ÷÷÷÷ 500 2.67% 501 ÷÷÷÷ 550 2.37% 551 ÷÷÷÷ 600 2.67% 601 ÷÷÷÷ 650 2.49% 651 ÷÷÷÷ 700 1.67% 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 4.35% 101 ÷÷÷÷ 150 7.35% 151 ÷÷÷÷ 200 9.66% 201 ÷÷÷÷ 250 12.39% 251 ÷÷÷÷ 300 14.39% 301 ÷÷÷÷ 350 11.44% 351 ÷÷÷÷ 400 4.80% 401 ÷÷÷÷ 450 4.31% 451 ÷÷÷÷ 500 5.85% 501 ÷÷÷÷ 550 2.70% 551 ÷÷÷÷ 600 2.40% 601 ÷÷÷÷ 650 2.75% 651 ÷÷÷÷ 700 1.85% 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

2.36%

100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 8.41% 101 ÷÷÷÷ 150 6.20% 151 ÷÷÷÷ 200 16.60% 201 ÷÷÷÷ 250 6.48% 251 ÷÷÷÷ 300 7.97% 301 ÷÷÷÷ 350 8.00% 351 ÷÷÷÷ 400 5.09% 401 ÷÷÷÷ 450 4.60% 451 ÷÷÷÷ 500 5.16% 501 ÷÷÷÷ 550 4.70% 551 ÷÷÷÷ 600 3.36% 601 ÷÷÷÷ 650 2.02% 651 ÷÷÷÷ 700 2.23% 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

18

Bảng 2.5: Các thông số nổ mìn thực nghiệm ở mỏ đá Vôi Yên Duyên

H (m)

LK (m)

TT

W (m)

A (m)

B (m)

Chỉ tiêu thuốc nổ q (kg/m3) 0,46

3,9

4,5

15

1

15,5

4

Thông số khoan – nổ mìn Lb (m) 4,2 ÷ 4,5

Lt (m) 12,3 ÷ 12

3,9

4,5

15

2

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,5

3,9

4,5

15

3

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,44

3,9

4,5

15

4

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,45

3,9

4,5

15

5

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,46

3,9

4,5

15

6

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,37

3,9

4,5

15

7

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,37

3,9

4,5

15

8

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,56

3,9

4,5

15

9

15,5

4

12,3 ÷ 12

4,2 ÷ 4,5

0,6

19

Bảng 2.6: Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 02 33.00% 3.00% 10.00% 8.00% 8.00% 4.00% 2.00% 1.00% 1.00% 8.00% 5.00% 4.00% 2.00% 3.00% 1.00% 2.00% 5.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 01 33.00% 3.00% 10.00% 8.00% 8.00% 4.00% 2.00% 1.00% 1.00% 8.00% 5.00% 4.00% 2.00% 3.00% 1.00% 2.00% 5.00%

33.00% 36.00% 46.00% 54.00% 62.00% 66.00% 68.00% 69.00% 70.00% 78.00% 83.00% 87.00% 89.00% 92.00% 93.00% 95.00% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 03 31.00% 4.00% 13.00% 8.00% 8.00% 9.00% 11.00% 3.00% 4.00% 4.00% 2.00% 3.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600

31.00% 35.00% 48.00% 56.00% 64.00% 73.00% 84.00% 87.00% 91.00% 95.00% 97.00% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800 801 ÷÷÷÷ 850

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800 801 ÷÷÷÷ 850

33.00% 36.00% 46.00% 54.00% 62.00% 66.00% 68.00% 69.00% 70.00% 78.00% 83.00% 87.00% 89.00% 92.00% 93.00% 95.00% 100.00%

20

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 02 32.00% 12.00% 3.00% 2.00% 4.00% 6.00% 7.00% 3.00% 3.00% 6.00% 2.00% 5.00% 5.00% 4.00% 1.00% 5.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 03 34.00% 5.00% 7.00% 8.00% 6.00% 3.00% 3.00% 2.00% 1.00% 4.00% 5.00% 6.00% 4.00% 3.00% 2.00% 2.00% 1.00% 4.00%

34.00% 39.00% 46.00% 54.00% 60.00% 63.00% 66.00% 68.00% 69.00% 73.00% 78.00% 84.00% 88.00% 91.00% 93.00% 95.00% 96.00% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 01 31.00% 11.00% 2.00% 5.00% 4.00% 6.00% 8.00% 2.00% 3.00% 5.00% 2.00% 7.00% 5.00% 5.00% 1.00% 3.00%

31.00% 42.00% 44.00% 49.00% 53.00% 59.00% 67.00% 69.00% 72.00% 77.00% 79.00% 86.00% 91.00% 96.00% 97.00% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800 801 ÷÷÷÷ 850 851 ÷÷÷÷ 900

32.00% 44.00% 47.00% 49.00% 53.00% 59.00% 66.00% 69.00% 72.00% 78.00% 80.00% 85.00% 90.00% 94.00% 95.00% 100.00%

21

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt cộng dồn

Kích thước cỡ hạt (mm)

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 06 47.00% 1.00% 10.00% 16.00% 12.00% 6.00% 2.00% 2.00% 2.00% 2.00%

47.00% 48.00% 58.00% 74.00% 86.00% 92.00% 94.00% 96.00% 98.00% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 05 6.00% 4.00% 5.00% 6.00% 6.00% 2.00% 3.00% 3.00% 2.00% 4.00% 5.00% 3.00% 5.00% 4.00% 5.00% 4.00% 3.00% 5.00% 4.00% 6.00% 3.00% 2.00% 4.00% 2.00% 4.00%

5.00% 8.00% 12.00% 18.00% 23.00% 25.00% 27.00% 30.00% 32.00% 37.00% 43.00% 48.00% 51.00% 55.00% 58.00% 62.00% 67.00% 72.00% 78.00% 83.00% 86.00% 88.00% 91.00% 94.00% 100.00%

Tỷ lệ % cỡ hạt Bãi số 04 5.00% 3.00% 4.00% 6.00% 5.00% 2.00% 2.00% 3.00% 2.00% 5.00% 6.00% 5.00% 3.00% 4.00% 3.00% 4.00% 5.00% 5.00% 6.00% 5.00% 3.00% 2.00% 3.00% 3.00% 6.00%

6.00% 10.00% 15.00% 21.00% 27.00% 29.00% 32.00% 35.00% 37.00% 41.00% 46.00% 49.00% 54.00% 58.00% 63.00% 67.00% 70.00% 75.00% 79.00% 85.00% 88.00% 90.00% 94.00% 96.00% 100.00%

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800 801 ÷÷÷÷ 850 851 ÷÷÷÷ 900 901 ÷÷÷÷ 950 951 ÷÷÷÷ 1000 1001 ÷÷÷÷ 1050 1051 ÷÷÷÷ 1100 1101÷÷÷÷1150 1151 ÷÷÷÷1200 1201 ÷÷÷÷ 1250

0 ÷÷÷÷ 50 51 ÷÷÷÷100 101 ÷÷÷÷ 150 151 ÷÷÷÷ 200 201 ÷÷÷÷ 250 251 ÷÷÷÷ 300 301 ÷÷÷÷ 350 351 ÷÷÷÷ 400 401 ÷÷÷÷ 450 451 ÷÷÷÷ 500 501 ÷÷÷÷ 550 551 ÷÷÷÷ 600 601 ÷÷÷÷ 650 651 ÷÷÷÷ 700 701 ÷÷÷÷ 750 751 ÷÷÷÷ 800 801 ÷÷÷÷ 850 851 ÷÷÷÷ 900 901 ÷÷÷÷ 950 951 ÷÷÷÷ 1000 1001 ÷÷÷÷ 1050 1051 ÷÷÷÷ 1100 1101÷÷÷÷1150 1151 ÷÷÷÷1200 1201 ÷÷÷÷ 1250