KHAI THÁC MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
4SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
M
M
T
T
V
V
À
À
I
I
Đ
Đ
Á
Á
N
N
H
H
G
G
I
I
Á
Á
H
H
I
I
N
N
T
T
R
R
N
N
G
G
V
V
À
À
P
P
H
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G
H
H
Ư
Ư
N
N
G
G
H
H
O
O
À
À
N
N
T
T
H
H
I
I
N
N
C
C
Ô
Ô
N
N
G
G
T
T
Á
Á
C
C
K
K
H
H
O
O
A
A
N
N
N
N
M
M
Ì
Ì
N
N
C
C
H
H
O
O
C
C
Á
Á
C
C
M
M
T
T
H
H
A
A
N
N
L
L
T
T
H
H
I
I
Ê
Ê
N
N
V
V
Ù
Ù
N
N
G
G
Q
Q
U
U
N
N
G
G
N
N
I
I
N
N
H
H
C
C
A
A
T
T
K
K
V
V
Đc Phương
Vin Khoa hc Công ngh Sáng to Vit Nam, 134 Khut Duy Tiến, Hà Ni, Vit Nam
THÔNG TIN BÀI BÁO
CHUYÊN MC: Công trình khoa hc
Ngày nhn bài: 24/5/2024
Ngày nhn bài sa: 23/7/2024
Ny chp nhn đăng: 05/8/2024
c gi liên h:
Email: phuongled@gmail.com
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TÓM TT
Vic đánh giá hin trng đnh ng hoàn thin công tác khoan n n trên các m than l thiên
vùng Qung Ninh ca Tp đoàn Than Khoáng sn Vit Nam (TKV) là mt trong nhng cơ s để nghiên
cu hoàn thin công tác khoan n mìn hp lý cho các m đó. Kết qu đánh giá cho thy, các thông s
khoan n mìn đã đang đưc s dng trên các m than l thiên là chưa hoàn toàn phù hp vi kết qu
nghiên cu gn đây và thc tin sn xut trên thế gii. C th, hin nay trên các m đang đưc dùng
mng ch yếu là tam giác cân, np thuc n theo sơ đ liên tc hoc kết hp, hàng ngoài và hàng trong
cùng np liên tc, các hàng gia np phân đon. Tuy nhiên, vic phân đon t l thuc cũng chưa hoàn
toàn hp lý. Cn đưc nghiên cu,nh toán hoàn thin các tng s khoan n mìn đảm bo mc đ đập
v đồng đu hơn và phù hp vi tng dây chuyn đng b thiết b c th, nht là h thng trm nghin
băng ti đá Công ty CP Than Cao Sơn - TKV.
T khóa: ch tiêu thuc n, các thông s khoan n mìn, mc đ đập v đất đá.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
@ Hi Khoa hc và Công ngh M Vit Nam
1. ĐT VN Đ
Công tác khoan n mìn là khâu đ i đu trong các
khâu công ngh khai thác m l thiên. Cht lưng
đá và giá thành n n có nh hưng trc tiếp ti
năng sut và giá tnh ca các khâu công ngh
xúc bc, vn ti, nghin đp (đi vi băng ti)
hiu qu ca công tác khai thác m l thiên.
Công tác khoan n mìn trên các m than l thiên
vùng Qung Ninh trong nhng năm qua đã thc hin
khá tt nhưng vn còn mt s hn chế nht đnh có
nh ng ti hiu qu ca công tác khai thác. Vì
vy, đ gim thiu chi phí bóc đt đá, góp phn nâng
cao hiu qu công tác khai thác ca các Công ty
qun lý và khai thác các m than l thiên vùng
Qung Ninh cn thiết phi đánh giá hin trng và đ
xut đnh ng hoàn thin v công tác khoan n
mìn cho các m đó.
2. D LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU
2.1. Mt vài đánh giá hin trng công tác khoan
n mìn trên các m than l thiên vùng Qung
Ninh ca Tp đoàn Công nghip Than - Khoáng
sn Vit Nam (TKV) trong thi gian qua
2.1.1. Công tác khoan
Hiện tại, để khoan các lỗ khoan nổ mìn phá đá
lần 1, các công ty khai thác than lộ thiên vùng
Quảng Ninh của TKV đang sdụng chủ yếu các
máy khoan xoay cầu chạy điện loại CБШ-250 có
đưng kính lỗ khoan d = 250 mm. Các máy khoan
này đã được đầu tư hàng chục năm nay và hiện
nay đều chất lượng loại C, trong đó có cái đang
ở thời kỳ thanh lý. Trong những năm gần đây các
công ty cũng đã đu tư mt số y khoan thy lc
KHAI THÁC MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn 5
CÔNG NGHIỆP MỎ
SỐ 4 - 2024
có đường nh d = 230÷250 mm để bổ sung cũng
như thay thế dần các máy khoan СБШ-250.
Đối với các máy khoan xoay cầu СБШ-250 khi
làm việc trên các tầng có nhiều nước ngầm, việc
thi mùn khoan gặp nhiều kkhăn. Điều đó làm
cho hệ số tổn thất mét khoan do lắng phoi và sập
lthành lỗ khoan chiếm tỷ lệ lớn, lên tới 10÷12%
tổng số mét khoan. Sở dĩ như vậy vì theo đc tính
kthuật của máy khoan СБШ-250, ti trng lên đáy
lỗ khoan chỉ đạt dưới 30 Tấn. Vì vậy, đối với đá có
đ kiên cf > 12 sẽ rất khó khoan, điều này giải
thích tại sao năng suất máy khoan của Công ty CP
Than Cao n - TKV ất đá mỏ Cao Sơn có f >
13) rất thấp, máy mau hỏng. Trong khi đó với máy
khoan đập xoay thuỷ lực với phương pháp đập
đáy, yêu cầu áp lực trục lên đáy lỗ khoan cũng khi
khoan loại đá đó chỉ cần 200300 kG/cm
2
là đủ. Do
đó trong thi gian ti cn có s thay đi v máy
khoan phương pháp khoan đi vi tng khu vc
đất đá và điều kiện khoan cho phù hợp hơn.
2.2.2. Công tác n mìn
2.2.2.1. V s dng vt liu n
Hin nay, công tác n mìn tn các m than l
thiên vùng Qung Ninh ca TKV đu do Tng
Công ty Công nghip Hoá cht m-Vinacomin
(MICCO) đm nhim theo cơ chế giao khoán,
nghim thu sn phm.
Qua thng kê cho thy, trong cácm qua các
m than l thiên vùng Qung Ninh ca TKV ch
yếu s dng các loi thuc n do MICCO và B
Quc phòng sn xut, bao gm mt s loi thuc
n không chu c chính như: ANFO ri np xe
và ANFO bao gói, và mt s loi thuc n chu
c chính như: N tương hm lò, NTR 07,
NTR08, nhũ tương quc phòng, TFD - 15WR,
ANFO chu c 15WR, …
Vt liu n ch yếu là kíp n đin, kíp n đin vi sai,
kíp n vi sai phi đin (Loại KVP-8N-TM và Loại KVP-
8N-XL), trong đó dùng kíp n vi sai phi đin là chính,
chiếm t 96÷99% tùy theo tng năm và tng m.
Mi n ch yếu dùng loi VE05 A và MN 31.
Nhìn chung, các loại thuc nổ, vật liệu nổ và
mồi n trên đã được sử dụng trong nhiều năm nay
khá phù hợp với điều kiện tnhiên cũng như k
thuật của các mthan lộ thiên vùng Quảng Ninh
thuc TKV.
2.2.2.2. V chỉ tiêu thuốc nổ
Ch tiêu thuc n được xác định công thc:
3
2/1
5/2
3
4
/,
5,05,0
)10.3,36,0(13,0 mkg
d
K
d
ddfq
tb
qc
qc
lknđ
(1)
Trong đó:
f - h s độ kiên c ca đt đá vi đt đá cp II
có f = 5÷8, cp III: f = 9÷20;
- dung trng ca đt đá, T/m
3
vi đt đá cp
II: = 2,1÷2,5 T/m
3
, cp III: = 2,6÷3,0 T/m
3
;
d
n
- kích thưc trung bình ca các cc đá nt
n trong khi vi đt đá cp II: d
n
= 0,35÷0,42 m,
cp III: d
n
= 0,43÷1,25 m;
d
lk
- đưng kính l khoan, mm;
d
qc
- kích thưc đá quá c, m;
K
qc
- h s chuyn đi năng lưng ca cht n
s dng tính toán sang cht n chun K
qc
=
tc
tt
Q
Q
;
Q
tc
- kh năng chu công n ca thuc n tu
chun, Q
tc
= 360 cm
3
;
Q
tt
- kh năng chu công n ca thuc n s
dng, thuc n ANFO Q
tt
= 320-330 cm
3
;
d
tb
- đưng kính c ht n n trungnh ca
đất đá, m;
Vic áp dng công thc trên ch tiêu thuc
n vi bng tính sn theo đ kiên c ca đt đá
dungch gàu xúc ca máy xúc (đnh mc theo
Quyết đnh s 2048/QĐ-TKV ngày 08/12/2020 ca
TKV) cn đưc tho lun thêm như sau:
- Công thc trên là da trên cơ s công thc
ca nhà khoa hc m Liên bang Nga, giáo sư B.N
Kutuzov, các tác gi đã thay đi thông s ch
thưc hp quy cách ca cc đá” trong thông s
(0,5/d
qc
)
2/5
bng “kích tc đá quá c đưa
thêm thông s (0,5/d
tb
)
1/2
nhưng chưa đưc th
nghim, theo dõi, đánh giá, đúc kết và công b trên
bt c mt công trình nào.
- Kết qu kho sát trong thc tế m than Cao
Sơn cho thy, nhiu khu vc đá cát kết và sn kết
(cp II có f = 11÷15 theo bng phân loi ca GS.
Protodiakonov) kích thưc trung bình ca cc
đá nt n trong khi ln ti d
n
= 1÷2 m ch không
phi t 0,35÷0,42 m.
2.2.2.3. Về các thông số khoan nổ mìn
T định mc theo Quyết đnh s 2048/-TKV,
các Công ty xây dng bng các thông s khoan n
mìn và ch tiêu thuc n cho tng loi máy xúc
KHAI THÁC MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
6SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
dung tích gàu, đưng kính l khoan đi vi các loi
đất đá đ kiên c f khác nhau. Ví d, Bng 1
gii thiu các thông s khoan n mìn và ch tiêu
thuc n đối vi tng loi máy xúc khi đưng kính l
khoan d = 250 mm và f = 11÷12.
Bng 1. Các thông s khoan nổ mìn mỏ đang áp dụng với d = 250 mm
Dung tích
gàu xúc,
m
3
Chiu
cao tng,
m
Chiu sâu
khoan
thêm, m
Đưng
kháng
chân tng,
m
Khong
cách gia
các l
khoan, m
Khong
cách gia
các hàng,
m
Ch tiêu
thuc n, kg/m
3
5
10÷12 2,0 7,0 7,0 6,5 0,469÷0,503
13÷15 2,5 8,0 7,5 7,0 0,469÷0,503
16÷18 3,0 8,5 8,0 7,5 0,469÷0,503
6,7
10÷12 2,0 7,0 7,0 6,5 0,431÷0,463
13÷15 2,5 8,0 7,5 7,0 0,431÷0,463
16÷18 3,0 8,5 8,0 7,5 0,431÷0,463
8
10÷12 2,0 7,5 7,5 7,0 0,408÷0,438
13÷15 2,5 8,0 8,0 7,0 0,408÷0,438
16÷18 3,0 8,5 8,0 7,5 0,408÷0,438
10
10÷12 2,0 7,5 7,5 7,0 0,380÷0,407
13÷15 2,5 8,0 8,0 7,0 0,380÷0,407
16÷18 3,0 8,5 8,0 7,5 0,380÷0,407
12
10÷12 2,0 7,5 7,5 7,0 0,361÷0,387
13÷15 2,5 8,0 8,0 7,0 0,361÷0,387
16÷18 3,0 8,5 8,0 7,5 0,361÷0,387
Ngoài ra, đi vi mt s v trí đt đá đ kiên
c f cao, va đá dày, đ khi d
n
ln, đ đm bo
phá v đưc, các doanh nghip mt mt tăng f
thêm so vi thc tế để tăng ch tiêu thuc n q;
mt khác phi khoan thêm các lỗ khoan phụ
không nạp thuốc giữa các lỗ khoan nạp thuốc nổ.
Điều này đã làm tăng chi phí khoan, thm chí sẽ
tăng chi phí bóc đt đá ln hơn so với khi tăng chỉ
tiêu thuốc nổ.
Hình 1. Sơ đ b trí mng khoan n mìn
a - mng tam giác cân; b - mng tam giác đu; I - vùng đp v; II - vùng không đp v
KHAI THÁC MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn 7
CÔNG NGHIỆP MỎ
SỐ 4 - 2024
T Bng 1 cho thy:
- Các thông s khoan và ch tiêu thuc n đưc
nh toán cho tng loi dung tích gàu xúc và đưng
nh l khoan là hp lý. Tuy nhiên, chưa có tính
toán cho loi thiết b vn ti bng băng ti. Hơn
na, trong công thc (1) có đ cp đến thông s
kích thưc trung bình ca các cc đá nt n trong
khi d
n
nhưng trong bng tính thì không có thông
s này.
- Sơ đ mng n ch yếu là mng tam giác cân
vi các thông s làm tròn theo bi s ca 0,5. Vi
mng này có hn chế là s hình thành vùng không
được đập v ln hơn so vi mng tam giác đu,
tc là s t l đá quá c ln hơn (xem Hình 1).
- Chiu sâu khoan thêm L
kt
cũng ly theo bi
s ca 0,5 theo chiu cao tng h cũng cn đưc
tho lun thêm, vì L
kt
ph thuc rt ít vào h mà ch
yếu ph thuc vào đưng kính lưng thuc n, tc
ph thuc vào đưng kính l khoan.
2.2.2.4. V phương pháp nmìn
Hin nay các m than l thiên ca TKV đu đã
áp dng phương pháp n mìn vi sai, phương pháp
nổ tức thời chủ yếu dùng khi xử lý sự cố. S dng
mng kíp vi sai phi đin (KVP-XL, KVP-TM, …)
là chính.
Loi kíp vi sai phi đin trên mt KVP-TM thi
gian cháy chm danh đnh: 17, 25, 42 hoc 100
ms; cường đ n s 6. Loi kíp vi sai phi đin
xung l KVP-XL có thi gian cháy chm danh đnh
400 ms, cưng đ n s 8.
Np thuc n theo sơ đ liên tc hoc kết hp,
hàng gia np thuc phân đon bng phoi khoan
vi ng thuc đon trên c định 50 kg đi vi tt
c c l khoan , còn các hàng ngoài và hàng trong
cùng np thuc liên tc.
Vic áp dng phương pháp n mìn vi sai vi kíp
vi sai phi đin ưu đim thi công đơn gin, an
toàn và bãi mìn đưc n vi sai qua tng l, nâng cao
cht lưng hiu qu n mìn, gim chn đng, đm
bo an toàn.
Tuy nhiên, vic np thuc n theo sơ đ liên
tc hoc kết hp và c đnh lưng thuc ca đon
trên khi np phân đon cn đưc tho lun thêm.
2.2.2.5. Về mức độ đập vỡ đất đá
Kết qu kho sát thành phn c ht (TPCH) đt
đá n mìn tic m cho thy:
1. Mỏ than Cao Sơn
- Ch tiêu thuc n thc tế các bãi đu ln n
so vi đnh mc ca TKV nhưng c ht đt đá sau n
mìn đu ln hơn so vi yêu cu;
- Mc đ đập v (MĐĐV) đt đá đa phn thuc
loi đp v trung bình đến yếu (c ht đt đá d
tb
ln hơn so vi yêu cu ca dung tích gu xúc),
bit nhng khu vc MĐĐV đt đá thuc loi rt
yếu (d
tb
= 0,70 m);
- Đất đá quá c xu ng phát sinh nhiu
ti các bãi n đất đá có h s đ kiên c f và d
n
ln,
khu vc nhiu c ngm và các bãi n có chiu
cao tng h < 10 m;
- Mt s bãi n có TPCH rt không đng đu,
t l TPCH đưng kính d
ch
> 0,4 m chiếm t
44,69÷72,66%; d
ch
> 0,6 m chiếm t
27,29÷45,22%; đc bit d
ch
> 1 m chiếm t
3,725,08% toàn bãi. Điu này s nh ng đến
năng sut ca đng b máy xúc ô tô và nht là
đối vi h thng trm nghin ng ti đá. Kích
thưc cc đá quá c lên đến 2,0÷2,5 m, làm ng
đáng k khi lưng và chi phí khoan n mìn ln 2.
- Tlệ đá phải khoan nổ lần 2 trong những năm
gần đây từ 0,6÷1,03% của tổng khối lưng đất đá
phải khoan nổ là không lớn. Vì t lệ này chủ yếu là
đi vi máy xúc chy đin EKG, còn một khối
ợng đá quá cỡ khá lớn không phải khoan nổ lần
2 do máy xúc thủy lực gầu ngược (TLGN) có th
quặp, ôm và cht lên ô tô. Tuy nhiên, rt mất thời
gian để thực hiện công việc này, làm giảm đáng kể
năng suất của đồng bộ máy xúc - ô tô, dẫn đến
giảm hiệu qu khai thác mỏ. Đặc biệt, khi khối
ợng đá này đưc vận chuyển lẫn cùng với đất đá
được làm tơi tốt đến trm nghiền của hệ thống
băng tải (0,27÷0,28%/năm) sẽ phải sử dụng máy
xúc TLGN đxúc từ bun ke lên bãi cha tạm gần
trạm nghiền rồi xúc bốc lại để chất lên ô tô vận
chuyển ra bãi thải.
Ngoài ra, đ tăng cường MĐĐV và gim t l
đá quá c phải khoan n lần 2, đc bit đối với đất
đá dai có d
n
lớn, áp dụng chỉ tiêu thuc nổ q thấp
theo đnh mc ca TKV và vận chuyển đến hệ
thống trạm nghiền băng tải, Công ty đã khoan
thêm các l khoan phụ không nạp thuốc giữa các
lkhoan nạp thuốc nổ. Điều này đã làm tăng chi
KHAI THÁC MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
8SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
phí khoan, thậm chí sẽ tăng chi phí bóc đất đá lớn
n so với tăng chỉ tiêu thuc nổ q.
2. Mỏ than Đèo Nai
- T l TPCH ca các bãi n tương đi đng
đều vi MĐĐV đt đá khá tt, đm bo yêu cu
xúc bc vi t l c ht có d
ch
≤ 0,4 m chiếm khá
ln, đt 81,36%÷87,19%;
- MĐĐV đt đá đa phn thuc loi đp v trung
bình, cá bit có nhng khu vc MĐĐV thuc loi
yếu và rt yếu (d
tb
> 0,6 m);
- C ht các bãi mìn đm bo phù hp cho
công tác xúc bc, vn ti; t l TPCH có đưng kính
d
ch
> 0,4 m chiếm t 20,00÷39,06%, kích thưc
cc đá quá c lên đến trên 2,0 m làm ng khi
ng và chi phí khoan n mìn ln 2.
3. Mỏ than Khe Chàm II
- Cht lưng i n chưa hoàn toàn tt. T l
đá quá c thay đi t
0,831,2%. Cht lưng c ht chưa thc s ti
ưu cho các thiết b c bc và vn ti ca m;
- T l TPCH theo yêu cu có d
ch
0,4 m đt
74,24%÷76,74%; t l c ht có d
ch
> 0,4 m chiếm
17,41%÷28,80%; d
ch
> 0,6 m chiếm 11,71÷18%;
trong đó đá quá c chiếm 0,83%÷1,2%;
- MĐĐV đt đá đa phn thuc loi đp v trung
bình đến yếu, cá bit có nhng khu vc MĐĐV đp
v đất đá thuc loi rt yếu (d
tb
> 0,7 m);
- T l TPCH đưng kính có d
ch
> 0,4 m
chiếm t 30,56÷56,82%, kích thưc cc đá quá c
lên đến trên 2,5 m làm tăng khi ng và chi p
khoan n mìn ln 2.
4. Mỏ than Cọc Sáu
- Cht lưng i n tương đi tt, đt đá phá
ra khá đng đu. Cht lưng c ht đm bo cho
các thiết b c bc và vn ti ca m. Kích thưc
cc đá trung bình d
tb
= 0,300,40 m ơng đi phù
hp vi kích thưc cc đá trung bình hp lý d
tbh
=
0,350,44 m khi đ kiên c ca đt đá f = 9÷11 đi
vi máy xúc có dung tích gàu E = 4,36,7 m
3
hin
đang hot đng trên m;
- T l TPCH theo yêu cu d
ch
0,4 m đạt
85,13%÷88,49%; t l c ht d
ch
> 0,4 m chiếm
11,51%÷14,87% và d
ch
> 0,6 m chiếm 8,13÷8,32%;
- MĐĐV đt đá đa phn thuc loi đp v trung
bình, cá bit có nhng khu vc MĐĐV đt đá thuc
loi yếu đến rt yếu (d
tb
> 0,6 m).
T nhng s liu thc tế ca các m đưc
trình bày trên cho thy TPCH, MĐĐV đt đá
ca các m, nht m than Cao n chưa
đảm bo phù hp vi tng dây chuyn đng b
thiết b khai thác, vn ti, đc bit h thng vn
ti đá bng băng tài.
3. KT QU VÀ THO LUN
T nhng đánh giá trên cho phép đ xut mt
s định ng hoàn thin công tác khoan n mìn
cho các m than l thiên ca TKV như sau:
- Trong thời gian tới khi các mỏ khai thác xuống
sâu, đáy mỏ chật hẹp và đc biệt khu vực đất đá
độ kiên c f > 12 cn đu tư và bố trí các loại
máy khoan đp xoay thy lc va cơ động, vừa
năng suất lớn và chu được sự mài mòn cao;
- Hoàn thin công thức tính toán chỉ tiêu thuc
ncho phù hp với tính chất cơ lý đất đá và dây
chuyền đồng bộ thiết bị khai thác, vận tải, nhất là
cho hthống vận tải bằng băng tải theo tiêu chí
giảm thiểu chi phí bóc đất đá;
- Mạng nổ được thực hiện theo sơ đtam giác
đều và các thông số khoan nổ mìn được lấy theo kết
qu nh toán từ các công thức đã được các nhà
khoa học mỏ nghiên cứu, thực nghiệm và phổ biến
trong thực tế;
- Sơ đ np thuc cn np phân đon toàn bãi
hoc kết hp hàng ngoài np liên tc, còn các hàng
trong np phân đon, lưng thuc ca đon trên
khi np phân đon cn chiếm t 25÷35% khi
ng thuc trong l.
4. KT LUN
Qua kết qu đánh giá hin trng và mt v ài đ nh
ng v công tác khoan n n cho các m than
l thiên vùng Qung Ninh ca TKV cho phép đưa
ra mt s kết lun như sau:
- Hin nay phn ln các công ty đã và đang
thc hin tương đi tt công tác khoan l mìn,
đảm bo yêu cu ca sn xut nhưng vn còn mt
s hn chế nht đnh. Các m ngày càng xung
sâu, điu kin làm vic ngày càng khó khăn, đt
đá ngm nưc nhiu, vic đu tư và b trí các loi
máy khoan cơ đng, có năng sut ln, chu đưc
s mài mòn cao là hp lý và cn thiết;
- T l TPCH ht đt đá n n có d
ch
> 0,6 m
ca m than Cao n khá ln, chiếm t
27,29÷45,22%; đc bit loi d
ch
> 1 m chiếm t
3,725,08% toàn bãi. Trong khi trên m than Cao
n hin đang đưc s dng h thng băng ti đá
là hoàn toàn chưa hp lý. Điu đó cũng cho thy,
đất đá m Cao Sơn không ch độ kiên c f cao
đưng kính khi nt d
n
cũng rt ln, không