BÀI GIẢNG MÔN HỌC PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ...

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (308 trang)

Trang chủ

Giáo án - Bài giảng

Cao đẳng - Đại học

BÀI GIẢNG MÔN HỌC PHÁ VỠ ĐẤT ĐÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN – NỔ MÌN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (17.53 MB, 308 trang )

BÀI GIẢNG MÔN HỌCPHÁ VỠ ĐẤT ĐÁBẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN – NỔ MÌNGV. TS. TRẦN QUANG HIẾUBộ môn Khai thác Lộ thiênTrường Đại học Mỏ - Địa chấtHÀ NỘI - 2016MỞ ĐẦUChất nổ là sản phẩm công nghiệp hoá học, ngược lại chất nổ là vật tư kỹthuật là nguyên liệu đặt biệt cho ngành công nghiệp. Chất nổ đã trợ giúp đắc lực chosự phát triển của một số ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp Mỏ nóiriêng. Không chỉ ở Việt Nam mà tất cả các nước trên thế giới đều sử dụng chất nổlàm phương tiện có hiệu quả nhất để phá vỡ đất đá và khoáng sản cứng.Cách đây gần 1000 năm, con người đã tìm ra chất nổ đen có thành phầnchủ yếu là Nitrat Kali (KNO3) kết hợp với lưu huỳnh (S) và than hoạt tính (C). Chấtnổ này đã nhanh chóng được ứng dụng trong quốc phòng để sát thương đốiphương, ứng dụng trong giao thông để phá vỡ các tảng đá dưới lòng sông ngăn cảntàu bè đi lại và được úng dụng trong công nghiệp Mỏ. Cùng với sự phát triển củacác ngành khoa học khác, công nghiệp chế tạo sản xuất chất nổ liên tục phát triển.Hiện nay ở nước ta có hai doanh nghiệp được Thủ tướng Chính phủ giaonhiệm vụ sản xuất và kinh doanh cung ứng vật liệu nổ công nghiệp:- Công ty Hoá chất mỏ thuộc Tập đoàn CN Than và khoáng sản Việt Nam.- Tổng cục công nghiệp quốc phòng – Bộ Quốc Phòng có các nhà máyZ131, Z113, Z115, Z121…Vật liệu nổ công nghiệp là loại vật tư kỹ thuật đặc biệt do Nhà nước thống nhấtquản lý từ khâu sản xuất, cung ứng, sử dụng đến khâu xuất, nhập khẩu.Theo thông tư số 23/2009/TT-BCN của Bộ Công nghiệp ngày 11/08/2009 quy địnhvề điều kiện người liên quan trực tiếp đến hoạt động vật liệu nổ công nghiệp, tiền chất thuốcnổ; hồ sơ, thủ tục cấp Giấy chứng nhận đủ điều kiện sản xuất, Giấy phép kinh doanh, Giấyphép xuất khẩu, nhập khẩu vật liệu nổ công nghiệp, tiền chất thuốc nổ; Giấy phép sử dụngvật liệu nổ công nghiệp, dịch vụ nổ mìn.Tài liệu nổ mìn được viết theo quy định tại QCVN 02:2008/BCT và các tài liệu về kỹthuật nổ mìn với mục đích đào tạo giám đốc điều hành và quản lý mỏ, chỉ huy nổ mìn, thợmìn, thủ kho và thợ vận chuyển VLNCN.Nội dung tài liệu giới thiệu về cơ sở lý thuyết chất nổ, các chất nổ công nghiệp, tácdụng nổ trong môi trường, nguyên tắc tính toán lượng thuốc, các biện pháp kỹ thuật an toànkhi tiến hành công tác nổ mìn. Ngoài phần lý thuyết thi công nổ mìn người học còn phải thựctập tại cơ sở sản xuất về các công việc nổ mìn.Tài liệu đã được cập nhập thông tin và chỉnh sửa hàng năm để phù hợp với điềukiện thực tế. Mặc dù đã cố gắng, song không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đượcsự đóng góp giúp đỡ của quí độc giả và các bạn đồng nghiệp.Xin chân thành cảm ơn!PHẦN 1TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁCÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT ĐÁ MỎ CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢCÔNG TÁC KHOAN – NỔ MÌN1. Độ cứng: Đặc trưng bởi sức kháng chống lại sự xâm nhập của một vật thểcứng vào đá mà không để lại sự biến dạng.Độ cứngMoh’sMPaRất cứngCứng6-7> 200120 - 200Cứng vừaKhá mềm4.5 – 63 – 4.560 – 12030 - 60MềmRất mềm2–31-210 – 30>102. Độ mài mòn: Là khả năng của đá mài mòn kim loại hoặc hợp kim cứng khi masát với đá (phụ thuộc vào hàm lượng thạch anh có trong đá).3. Độ dẻo: Là tính chất của đá thay đổi hình dạng và kích thước dưới tác dụngngoại lực mà không bị phá hủy.4. Độ giòn: Là tính chất của đất đá bị phá vỡ mà không bị biến dạng dẻo.1.15. Độ dính: Đặc trưng bởi sức kháng của đất đá chống lại những lực muốn tách mộtphần của nó ra khỏi nguyên khối.6. Độ hạt: Đặc trưng bởi độ lớn của các hạt khoáng vật tạo thành đá.Cỡ hạt lớn > 5mm; cỡ hạt trung bình 1 – 5 mm; cỡ hạt nhỏ < 1 mm;7. Độ rỗng: Được đặc trưng bởi những lỗ hổng nhỏ nhất có trong đất đá.8. Độ chứa nước: Được đặc trưng bởi tính chất của đá giữ và thoát nước khikhai thác khoáng sáng.9. Mật độ đất đá: Mật độ đất đá là khối lượng một đơn vị thể tích đất đá ở trạngthái tự nhiên.10. Độ nở rời: Là tính chất của đá khi ở trạng thái bị phá vỡ có thể tích lớn hơnso với thể tích nguyên khối.Tỷ số giữa thể tích đất đá tơi vụn với thể tích ban đầu của nó gọi là hệsố nở rời (thường trong khoảng 1,35 – 1,6).11. Độ ổn định: Là tính chất của sườn dốc đất đá giữ nguyên vị trí của nó màkhông bị phá hủy. Để tăng độ ổn định của sườn dốc đất đá cầnsử dụng phương pháp nổ mìn tạo biên.1.212. Tính phân lớp: Là tính chất của đá tương đối dễ tách theo bề mặt phân chialớp.13. Độ nứt nẻ: Đặc trưng tần số và sự phân bố nứt nẻ trong đá (nứt nẻ phânchia đất đá thành từng khối có kích thước khác nhau).1.3Phương pháp đánh giá độ nứt nẻ:1. Phương pháp đo bề mặt: căng dây dọc theo gương tầng với chiềudài nhất định và đếm số lượng vết nứt cắt trong khoảng dây đó. Chỉ tính vếtnứt tự nhiên, không tính vết nứt nhân tạo. Sau đó tính độ nứt nẻ riêng.1ndn Ln – số lượng vết nứt cắt qua trong khoảng dây đo;L – chiều dài dây đo, m.2. Phương pháp đo mẫu khoan: đo chiều dài những đoạn mẫu khoanvà đếm các phần của đoạn mẫu theo vết nứt tự nhiên. Sau đó xác định trị số nứtnẻ riêngn'' ln – số lượng các phần của đoạn mẫu theo vết nứt tự nhiên;l – chiều dài đoạn mẫu, m.1.43. Phương pháp truyền âm: Xác định chỉ số truyền âm: là tỷ số giữatốc độ sóng dọc trong nguyên khối và tốc độ sóng dọc trong từng khối nứt nẻriêng.2v Ai   n   1, 0 vm vn – tốc độ sóng dọc truyền trong nguyên khối, m/s;vm – tốc độ sóng dọc trong mẫu, m/s.1.5PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ MỎ1. Phân loại đất đá theo độ kiên cố (độ cứng)Cơ sở để phân loại dựa vào là hệ số độ kiên cố f, đặc trưng cho độ bền của đákhi nén 1 trục (Protodiaconov, 1911).f n100 n'9,8.106n – giới hạn bền nén, kg/cm2;’n – giới hạn bền nén, N/m22. Phân loại đất đá theo độ nứt nẻĐặc trưng bởi độ nứt nẻ riêng (số lượng các vết nứt trên 1 đơn vịchiều dài đo) hoặc khoảng cách trung bình giữa các vết nứt.3. Phân loại đất đá theo độ nổDựa vào chỉ tiêu thuốc nổ (kg/m3) cần thiết để phá vỡ 1 m3 đất đátrong điều kiện chuẩn (loại thuốc nổ chuẩn, số mặt tự do chuẩn, mức độ đập vỡchuẩn,...).1.6Bảng 1. Phân loại đất đá theo hệ số độ cứng của M.M. Protodiaconov (10 cấp)Cấp đấtđáHệ số độcứngMức độ cứngLoại đất đáGóc nộima sátI20Đá có mức độcứng rất caoĐá badan, quăczit rất cứng và đặc.Những loại đất đá khác đặc biệt cứng87008II15Đá rất cứngĐá granit rất cứng, pocfia thạch anh, đáphiến silic, cát kết và đá vôi cứng nhất86011III10Đá cứngGranit đặc, cát kết và đá vôi rất cứng.Vỉa quặng thạch anh, Conglomeratcứng, đá hoa cứng, dolomit, pirit84018IIIa8Như trênĐá vôi cứng, granit không cứng lắm, cátkết cứng, đá hoa cứng, ddoolomit, pirit.82053IV6Đá tương đốicứngCát kết thường, quặng sắt80032IVa5Như trênĐá phiến chất cát, cát kết phiến78041V4Đá cứng trungbìnhĐá phiến sét cứng, cát kết, đá vôi khôngcứng lắm, conglomerat mềm75058Va3Như trênĐá phiến các loại, mắc nơ đặc71034VI2Đá tương đốimềmĐá phiến mềm, đá vôi rất mềm, đá phấn,muối mỏ630261.7Bảng 2. Phân loại đất đá theo độ nứt nẻCấpMức độĐộ nứt nẻĐường kínhTỷ lệ % các khối có kíchChỉ số truyềnnứt nẻnứt nẻriêngTB các khốithước lớn hơn (cm)âm,INứt nẻ rấtnứt, m304050Ai10≤ 0,1500 mm>1500 mmĐộ bềncủa đá 106(N/m2)Mật độđấ đá(g/cm3)Cấp đá theophân loại củaProtodiaconov 2000 lần/phútb. Theo nguyên tắc xoay choòng khoan- Loại có cơ cấu xoay phụ thuộc (đập – quay)- Loại có cơ cấu xoay độc lập (đập – xoay)c. Theo phương pháp sử dụng- Loại khoan tay (P hoặc )- Loại khoan cột (K, kc)- Loại khoan có giá đỡ (T)d. Theo khối lượng- Loại nhẹ : khối lượng m  18kg- Loại trung bình : m = 20kg- Loại nặng : m > 30kge. Theo loại năng lượng sử dụng- Búa khoan đập hơi ép- Búa khoan đập thủy lực- Búa khoan đập chạy điệnCác loại máy khoan này ding trong các mỏ HL, LT. Khoan với đường kínhlỗ khoan nhỏ, Kthác với quy mô, sản lượng nhỏ, phá đá quá cỡ, phá mô chân tầngv.v…2.22.32.1.3. Máy khoan đập - xoayLà những búa khoan và máy khoan có cơ cấu quay không phụ thuộc. Phổ biến làcác loại máy khoan trung bình và lớn đặt trên xe khoan di chuyển bằng bánh lốp hay xích.- Loại nhẹ : CPU-160- Loại nặng: CPU-200Các loại máy khoan này có thể khoan được các lỗ khoan đường kính tương ứnglà 85 – 105mm, 160 mm, 200 mm và hơn thế nữa. Các thông số và đặc tính kỹ thuật xembảng….Bảng 2.1. Các loại máy khoan đang dùng ở các mỏ lộ thiên Việt NamLoại, mã hiệuXoay cầu CBU - 250 MHĐường kính đầu khoan, mm243  269Xoay cầu Igersoll - Rand DM 45 – E200Xoay cầu Igersoll - Rand DML/LP230Xoay cầu Drill tech S – 245200Đập – Xoay (đập - đáy) Roc L8 Atlascopco165Đập – xoay (đập - đỉnh) Pantera, Cha 110089 1272.4LM100/YD90Ø 44mm TO 64mmAIR CONSUMPTION 10m3/min @ 6,9 barIDEAL FOR SMALLJOBS IN CONFINEDPLACES2.5ECM350/VL140Ø 64mm TO 102mmAIR CONSUMPTION21.2m3/min @ 7 barRUGGED FOR QUARRYAND SITE DEVELOPMENT2.6ECM350/ARHFOR DOWN HOLEDRILLINGAPPLICATIONØ 105mm TO 140mmCAPABILITY TO USEWITH BOTH DRIFTERAND/OR DHD ROCKDRILLING2.7