Đồ án Thiết kế sơ bộ mỏ đá vôi Áng Dâu và nghiên cứu lựa chọn thuốc nổ, phương tiện nổ hợp lý cho mỏ đá vôi Hoàng Thạch

3m. Q = 0,39.1,84.1,53.3 = 3,23 kg/lỗ. + Chiều cao cột thuốc: Trong đó: Q – lượng thuốc nổ nạp trong 1 lỗ, Q = 3,23 kg; P – sức chứa thuốc của 1m dài lỗ khoan, kg/m. P = 785.d2..Kn Với: d - đường kính lỗ khoan, d = 0,042m; - mật độ nạp thuốc, =0,9kg/m3; Kn – hệ số tính đến điều kiện nạp mìn, Kn=1 nếu nạp thuốc không bao gói. P = 785.0,0422.0,9.1 = 1,25 kg/m m + Chiều cao bua: Lb = Lk – Lt = 3,7 – 2,5 = 1,2 m Kiểm tra theo điều kiện lượng thuốc nạp hết vào lỗ khoan, đảm bảo không phụt bua: Lb ≥ 0,75.wCT ta có Lb = 1,2 ≥ 0,75.1,5 = 1,12 thoả mãn điều kiện Để nổ lượng thuốc trong lỗ mìn ta sử dụng phương tiện nổ: kíp nổ (kíp điện số 8), dây dẫn điện (dây mìn điện), nguồn điện (máy nổ mìn), nổ tức thời . Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan được mô tả như sau: 1 - điện vi sai 2 – dây nổ 3 – dây điện 4 – thuốc nổ Hình 6.2 - Sơ đồ mạng đấu ghép Bảng 4.8 – Tổng hợp các thông số nổ mìn trong công tác bạt ngọn TT Các thông số Giá trị đơn vị 1 đường kháng chân tầng 1,53 m 2 Khoảng cách giữa các lỗ khoan 1,84 m 3 Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan 1,3 m 4 Chiều sâu lỗ khoan 3,6 m 5 Chiều sâu khoan thêm 0,5 m 6 Chiều cao cột thuốc 2,58 m 7 Chiều cao bua 1,02 m 8 Chỉ tiêu thuốc nổ 0,39 Kg/m3 9 Lượng thuốc nạp trong 1 lỗ khoan 2,23 Kg 10 Góc nghiêng lỗ khoan 75 độ + Chiều rộng dải khấu: A = w + (n - 1)b = 4,13 m n = 3: nổ 3 hàng mìn + Chiều rộng đai bảo vệ bv = , m Trong đó: - hệ số văng xa của đất đá, ; h – chiều cao tầng, h = 3m. bv = 0,34.3 = 1,02 m + Chiều rộng tầng công tác: B = A + bv = 4,13 + 1,02 = 5,2 m Bảng 4.9 - Tổng khối lượng đất đá khoan nổ mìn khi kết thúc xây dựng cơ bản TT Tên công việc Đơn vị Khối lượng 1 2 3 Đào hào Bạt ngọn Tạo tầng công tác m3 m3 m3 356345 79171 28263 Vậy tổng khối lượng xây dựng cơ bản là:463779 m3 chương v hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị V.1. khái niệm về hệ thống khai thác. Hệ thống khai thác (HTKT) của mỏ lộ thiên là trình tự hoàn thành công tác mỏ lộ thiên trong giới hạn một khai trường. HTKT là một trật tự công nghệ xác định mối liên hệ lẫn nhau giữa công tác chuẩn bị, đào hào, xúc bốc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt động được an toàn, kinh tế và thu hồi tới mức tối đa trữ lượng công nghiệp của quặng trong lòng đất và bảo vệ môi trường sinh thái. Với điều kiện mỏ núi đá áng Dâu, việc lựa chọn HTKT cho mỏ là yếu tố quan trọng tạo nên sự phát triển và tồn tại mỏ, yêu cầu phải phù hợp với những điều kiện trên. V.2. lựa chọn hệ thống khai thác. Với đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ hiện tại, xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật có tính toán đến yếu tố kinh tế. Đồ án lựa chọn “Hệ thống khai thác theo lớp bằng vận tải trực tiếp”. Ưu điểm: Hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp có khả năng cơ giới hóa cao, đáp ứng được nhu cầu sản lượng lớn, điều kiện làm việc an toàn và thuận lợi, tổ chức điều hành công tác trên mỏ đơn giản và tập trung. Nhược điểm: Khối lượng xây dựng cơ bản lớn, thời gian xây dựng cơ bản mỏ kéo dài, thi công đường hào khó khăn khi địa hình mặt bằng của mỏ phức tạp, góc dốc sườn núi lớn. Công tác phụ trợ đáng quan tâm khi sử dụng HTKT khấu theo lớp bằng là việc giải quyết gờ đá ở mép sườn núi, đặc biệt đối với khu vực sườn núi thoải, đường kháng chân tầng lớn(khi khoan hàng lỗ khoan gần rìa nui). Nếu không phá bỏ hết các rìa đá trên tầng kề nhau thì sẽ dẫn đến thu hẹp dần diện công tác của tầng khai thác tiếp theo và sau đó sẽ tiến hành cải tạo mỏ, rất phức tạp và tốn kém. Để khắc phục hiện tượng này khi khai thác ở khu vực rìa của sườn núi có đường kháng lớn cần tiến hành khoan các lỗ khoan phụ, khoan xiên hay nổ mìn hốc. Hình 5.1. Sơ đồ HTKT lớp bằng vận tải trực tiếp 1 - máy xúc, 2 - ôtô; 3 - đường hào, 4 - máy khoan V.3. lựa chọn thông số của htkt. v.3.1. Chiều cao tầng(H): Chiều cao tầng được chọn sao cho phù hợp với khả năng làm việc hiệu quả của máy xúc. Đồ án chỉ đề cập đến ảnh hưởng của chiều cao tầng tới hiệu quả nổ. Theo điều kiện nổ có hiệu quả thì chiều cao tầng tối thiểu trong các loại đá: Với đá dễ nổ: H ≥ (63 á 65)dk, m. Với đất đá nổ trung bình: H ≥ (56 á 60)dk, m. Với đất đá khó và rất khó nổ: H ≥ (51 á 55)dk, m Trong đó: dk là đường kính lỗ khoan, m. Chiều cao tầng tối đa xác định theo điều kiện an toàn cho máy xúc, đối với mỏ đá vôi áng Dâu dùng máy xúc AKERMAN dung tích gầu 3,5 m3, chiều cao xúc lớn nhất là 9,9m. Theo điều kiện an toàn bốc xúc: đất đá có f = 7 ữ 14. Theo điều kiện xúc: chiều cao tầng không vượt quá 1,5 chiều cao xúc lớn nhất: H ≤ 1,5Hmax. H = 1,5.9,9 = 14,25 m. Theo điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ lý của đất đá thì chiều cao tầng có thể xác định theo công thức: Trong đó: a = 0,7.(Rx + Rd) – chiều rộng đống đá sau khi nổ, m; Rx, Rd – bán kính xúc và dỡ của máy xúc(Rx = 13,2, Rd = 7m) => a = 0,7.(13,2 +7) = 16,2 m kr – hệ số nở rời của đất đá sau khi nổ mìn, kr = 1,4; - góc nghiêng sườn tầng và sườn đống đá nổ(); - tỉ số lớn nhất giữa đường kháng và chiều cao; ; - tỉ số khoảng cách giữa hai hàng khoan và đường kháng chân tầng; Thay số vào các công thức trên ta được: H = 10,5 m. Để phù hợp với hai điều kiện ta chọn H = 10 m. V.3.2. Chiều rộng giải khấu(A). Theo điều kiện nổ mìn: A = Wct + (n - 1)b, m. Trong đó: Wct - đường kháng chân tầng của hàng mìn đầu tiên, W = 3,8 m; n = 4 – số hàng mìn dự kiến nổ; b = 3,3 m – khoảng cách giữa hai hàng mìn. => A = 3,8 + (4 - 1)3,3 = 13,7 m. V.3.3. Chiều rộng mặt tầng công tác(Bmin). Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo điều kiện hoạt động dễ dàng cho các thiết bị xúc bốc và vận chuyển sử dụng. Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác được xác định theo chiều rộng khoảnh khai thác. Hình 5.2 - Sơ đồ xác định bề rộng công tác Chiều rộng Bmin được xác định theo công thức: Bmin = A + X +C1 + T + C2 + z, m Trong đó: Bđ = (A + X) - chiều rộng đống đá khi nổ mìn nhiều hàng, m; Bđ = Kv.Kn.H. + (n - 1).b, m Với: Kv – hệ số kể đến độ văng xa đất đá khi nổ, Kv = 0,9; Kn – hệ số phụ thuộc vào mức độ khó nổ, Kn = 2,5; H – chiều cao tầng công tác, H = 10m; q – chỉ tiêu thuốc nổ AD1, q = 0,44 kg/m3; n – số hàng mìn, n = 4; b – khoảng cách giữa các hàng mìn, b = 3,3 m; Khi đó: Bđ = 2,5.0,9.10. + (4 -1)3,3 = 24,8 m. C1 – khoảng cách an toàn tính từ mép dưới của đống đá tới đường vận tải, C1 = 1m; C2 – khoảng cách an toàn tính từ đường vận tải đến mép lăng trụ sụt nở, C2 = 1m; z – chiều rộng lăng trụ sụt nở z = H.(cotg - cotg), m - góc nghiêng sườn tầng, ; - góc ổn định đất đá trong tầng, . Z = 10.(cotg600 – cotg750) = 3,1m T - chiều rộng tầng vận tải, T = 18m; T = 2R R – bán kính quay ôtô theo ISO5010/SAEJ1511 xác định R = 9m T = 2.9 = 18 m Thay số: Rct = 24,8 + 1 + 18 + 1 +3,1 = 50 m V.3.4. Chiều rộng luồng xúc Chiều rộng luồng xúc trong đống đá nổ mìn được tính theo công thức: Khi xúc một luồng: Ax = Bd = A +X = 24,8 m V.3.5. Chiều dài tuyến công tác. Chiều dài luồng xúc xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng đất đá nổ mìn cho máy xúc làm việc trong thời hạn quy định và dự trữ cần thiết, tính theo công thức: Trong đó: t – số giờ làm việc trong ngày, đêm của máy xúc, t = 8h; T – số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn, T = 7 ngày; E – dung tích gầu xúc, E = 3,8 m3; nx – số lần xúc trong 1 phút, nx = 2,14 lần; kx – hệ số xúc; , kd = 0,8 – hệ số xúc đầy gầu kr = 1,4 – hệ số nở rời của đất đá - hệ số đảm bảo gương xúc; A = 13,7 m – chiều rộng giải khấu; H = 10 m – chiều cao tầng. V.4. Đồng bộ thiết bị. V.4.1. Lựa chọn đồng bộ thiết bị. Đồng bộ thiết bị mỏ lộ thiên là mối quan hệ về số lượng và chất lượng của từng khâu cơ giới hóa theo tất cả các quá trình chính, phụ có tính đến điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ. Lựa chọn đồng bộ thiết bị nhằm bảo đảm cho công tác khoan nổ, xúc bốc, vận chuyển, chế biến được nhịp nhàng. Dựa vào HTKT đã chọn, sản lượng của mỏ hàng năm và điều kiện kinh tế cho phép, đồ án lựa chọn đồng bộ thiết bị trên cơ sở mỏ đang sử dụng. Bảng 5.1 Đồng bộ thiết bị dùng cho mỏ đá vôi áng Dâu TT Tên thiết bị Chỉ tiêu Giá trị Nơi sản xuất 1  Máy khoan thủy lực ROC – 742HC Đường kính lỗ khoan 102 mm Thụy Điển 2  Máy nén khí XAS 495 Lưu lượng 28,8 m/ph nt 3  Máy xúc thủy lực gầu thuận AKERMAN Dung tích gầu 3,8 m3 nt 4  ôtô tự đổ ECULID R32C Trải trọng 32 tấn nt 5  Máy ủi D275 Công suất 405 HP Nhật Bản 6  Máy ủi D85A Công suất 225 HP nt 7  Búa phá đá JKBH1500 Đường kính phá 137 mm nt 8  Máy nổ mìn C1 - 100 V.4.2.Phối hợp giữa xúc bốc và vận tải. Sự phối hợp chất lượng giữa máy xúc và ôtô vận tải được giải quyết trên cơ sở tỉ số giữa dung tích thùng xe và dung tích gầu xúc hoặc khối lượng đất đá chứa trong gầu xúc và tải trọng của ôtô. -Số gầu xúc đầy xe: , gầu. Trong đó: V0 – dung tích thùng xe, V0 = 16 m3; k0 – hệ số chứa đầy xe, k0 = 0,9; E – dung tích gầu xúc, E = 3,8 m3; kd – hệ số xúc đầy gầu của máy xúc, kd = 0,85. Thay vào công thức trên ta được: ; gầu lấy tròn 5 gầu - Hệ số sử dụng tải trọng của ôtô. Trong đó: ng – số gầu xúc đầy xe, ng = 5 gầu; E – dung tích gầu xúc, E = 3,8 m3; Kd – hệ số xúc đầy gầu; kd = 0,85; đ - trọng lượng thể tích đất đá, đ = 2,7 T/m3; q – tải trọng xe, q = 32 T; kr – hệ số nở rời của đất đá, kr = 1,4 Thay các giá trị ta được: - Hệ số sử dụng dung tích của ôtô Trong đó: ng – số gầu xúc đầy xe, ng = 5 gầu; E – dung tích gầu xúc, E = 3,8 m3; kn – hệ số nén chặt của đất đá, kn = 0,9; kd – hệ số xúc đầy gầu, kd = 0,85; Vo – dung tích thùng xe, Vo = 16m3; Thay các giá trị vào ta được: Hình 5.1 –Sơ đồ và mặt cắt xúc bốc HTKT khấu theo lớp bằngChương VI Xác định sản lượng và tuổi mỏ VI..1. Sản lượng mỏ. Sản lượng mỏ lộ thiên là 1 chỉ tiêu kinh tế quan trọng có ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất của mỏ. Việc khai thác khoáng sản không những chỉ nhằm thoả mãn nền kinh tế quốc dân về nhu cầu khoáng sản mà còn đạt được những hiệu quả kinh tế, đảm bảo thu được lợi nhuận tối đa với điều kiện tự nhiên và kỹ thuật mỏ xác định. Do vậy xác định trữ lượng mỏ trong điều kiện địa chất cho trước là một nhiệm vụ quan trọng trong công tác thiết kế, đòi hỏi sự hợp lý trên cơ sở tính toán về kinh tế kỹ thuật. Mỏ áng Dâu được thiết kế khai thác đá phục vụ cho sản xuất xi măng có công suất Axm = 2.400.00 tấn/năm. Do đó sản lượng đá hàng năm phụ thuộc vào công suất của nhà máy hàng năm. 1 tấn xi măng cần 0,96 tấn clinke. 1 tấn clinke cần 1,296 tấn đá vôi.. Khối lượng đá vôi cần thiết để sản xuất một tấn xi măng là: Ađ = 0,96ì1,296 = 1,24 tấn Sản lượng đá khai thác của mỏ là: Aq = Axm.Ađ.K; m3/năm Trong đó: Axm = 2.400.000 tấn/năm Ađá = 1,24 tấn K = 1,2 – hệ số hao hụt trong quá trình khai thác(vận tải, xúc bốc, khoan nổ…). Aq = 2.400.000.1,24.1,2 = 3571200 tấn/năm. Sản lượng mỏ áng Dâu được phối hợp nhịp nhàng với các mỏ khác trong khu vực(mỏ A, B, C, F, D ..). Vì vậy sản lượng của mỏ áng Dâu được giao là: Aq = 500000 m3 = 5000000.1,2.2,7 = 1.620.000 T/năm. VI.2 Tuổi mỏ. Tuổi mỏ được tính từ khi xây dựng cơ bản và bước vào sản xuất đến khi kết thúc sản xuất. TM = TXDCB + TKT + TKTM , năm Trong đó TXDCB – thời gian xây dựng cơ bản, TXDCB = 1,34 năm; TKTM – thời gian kết thúc mỏ, TKTM = 0,5 năm. Thời gian khai thác được tính theo công thức: ; năm. Trong đó: P – trữ lượng đá vôi, P = 19.690.830 tấn; Aq – sản lượng khai thác, Aq = 1.620.000 tấn/năm. Trong quá trình mỏ hoạt động gồm hai giai đoạn: * Giai đoạn I: công suất mỏ đạt 80% thiết kế thời kỳ này khai thác từ độ cao +170 đến +135 tổng trữ lượng là: 2202691 tấn. Thời gian tồn tại giai đoạn này là: năm * Giai đoạn II: công suất mỏ đạt 100% thiết kế: năm Thời gian khai thác trong cả hai giai đoạn là: TKT = T1 + T2 = 1,7 + 10,8 = 12,5 năm Vậy tuổi mỏ là: TM = 1,34 + 12,5 + 0,5 = 14,34 năm Vì trữ lượng đá vôi phải để lại tương đối lớn do chưa có kinh phí đền bù. Sau khi có kinh phí đền bù mỏ sẽ có thời gian tồn tại lâu hơn. VI.3.Lịch kế hoạch Căn cứ vào sản lượng khai thác của mỏ ta có lịch kế hoạch 5 năm. Theo không gian(các tầng), theo thời gian(năm) như sau. Tầng Năm công tác 1 2 3 4 5 + 160 1.236.000 + 130 1.504.800 + 110 1.620.000 + 90 1.620.000 + 70 1.620.000 Chương VII Chuẩn bị đất đá để xúc bốc Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp: Phương pháp cơ giới: dùng máy xúc, máy xới, dùng máy ủi… Phương pháp khoan nổ mìn: đồng bộ khoan, thuốc nổ và các phụ kiện nổ. Phương pháp sức nước: song bắn nước, nước them rã. Phương pháp vật lý: dòng điện cao tần, siêu âm, trường điện từ, nhiệt… Phương pháp hóa học và sự phối hợp giữa các phương pháp trên Lựa chọn phương pháp chuẩn bị đất đá để xúc bốc phụ thuộc trước hết vào tính chất cơ lý của đất đá, thời tiết, phương tiện kỹ thuật mỏ sử dụng và yêu cầu về chất lượng, kích cỡ đá nguyên khai. Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc tốt là một yếu tố làm tăng bền tuổi thọ của các thiết bị xúc bốc, vận tải. Đối với đất đá cứng, việc chuẩn bị đất đá được tiến hành bằng phương pháp khoan nổ mìn làm tơi đất đá. Do đó tính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất mỏ là những yếu tố ảnh hưởng cơ bản tới hiệu quả của công tác khoan nổ mìn. VII.1 Công tác khoan. VII.1. Lựa chọn thiết bị khoan. Công tác khoan ở mỏ lộ thiên chịu ảnh hưởng rất nhiều yếu tố như: độ cứng, độ nứt nẻ, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, tính chất cơ lý của đất đá. Để đáp ứng được yêu cầu kinh tế và kỹ thuật, việc lựa chọn thiết bị khoan ở mỏ áng Dâu phải thoả mãn yêu cầu: Khoan được đất đá nguyên khối và nứt nẻ có độ cứng f = 8. Khoan được trong điều kiện nước mạch, nước ngầm. - Thiết bị khoan phải bền, thao tác nhanh, vận hành đơn giản, dễ sửa chữa và thay thế khi hỏng hóc. Để phù lợp với khả năng của các loại thiết bị xúc bốc, vận tải đã chọn trong chương “Đồng bộ thiết bị”. Đồ án lựa chọn thiết bị khoan cho mỏ là máy khoan ROC – 742HC. Máy khoan ROC -724 là loại máy khoan do hãng ATLASCOPCO – Thụy Điển sản xuất, máy di chuyển bằng bánh xích và có khả năng vượt dốc lớn thích nghi với điều kiện địa hình phức tạp của mỏ. Loại máy này có khả năng cơ động cao và có thể khoan với lỗ khoan góc nghiêng bất kỳ. Máy khoan thuộc loại máy khoan đập – xoay cho nên qua trình lấy phoi khoan bằng khí nén dựa trên nguyên tắc đập – xoay. Cơ chế phá đá là do tác dụng của lực cơ học trực tiếp của dụng cụ khoan lên gương lỗ khoan. Năng lượng phá vỡ đất đá chủ yếu là do xung lực đập, còn lực nén dọc trục và mômen xoắn chỉ là thứ yếu. Máy khoan này có thể khoan ở mỏ có đất đá cứng bất kỳ. Toàn bộ hoạt động của máy khoan đều do máy nén khí cung cấp năng lượng thông qua hệ điều khiển thủy lực đến cơ cấu làm việc. Ngoài những đặc tính kỹ thuật của máy khoan ta còn có các thông số chính của máy khoan ROC – 742. Bảng 7.1. Đặc tính kỹ thuật của máy khoan ROC - 724 TT Các thông số Đơn vị Giá trị 1 Công suất động cơ kw 125 2 áp lực khí nén bar 10,5 3 Tiêu hao khí nén m3/phút 6,3 4 Trọng lượng kg 12500 5 kích thước, dài´rộng´cao mm 11200 ´ 2850´3050 6 Khả năng vượt dốc độ 30 7 áp lực nền KG/cm2 0,73102 8 Đường kính mũi khoan mm 102 9 Đường kính cần khoan mm 45 10 Chiều dài cần mm 3600 11 Công suất đập kw 15 12 Năng lượng đập KGm 22,5 13 Số lần đập lần/phút 2400 á 3600 14 Số vòng quay Vòng/phút 0 á 210 * Năng suất của máy khoan: , m/ca. Trong đó: TC - thời gian làm việc trong ngày, T = 8h; h - hệ số sử dụng thời gian trong 1 ca, h = 0,85; V - tốc độ khoan, m/h. K - hệ số khoan, K = 0,8; nK - số vòng quay của trục, nK = 80 vòng/phút; f - độ cứng của đất đá, f = 8; Qm - lực dọc trục trung bình, Qm = (0,7ữ0,8)Qmax Qmax - lực đập dọc trục lớn nhất, Qmax = 2 tấn; d - đường kính mũi khoan, d = 0,102m; Thay số: m/h => QKT = 40.8.0,85 = 272 m/ngày. * Năng suất thực tế của máy khoan: QTT = QKT .KN KN - hệ số giảm năng suất phụ thuộc vào độ cứng của đất đá, KN =0,6. QTT = 272.0,6 = 163,2 m/ngày. * Năng suất năm của máy khoan: QN = QTT.N, m/năm. N- số ngày làm việc trong năm, N = 250 ngày. QN = 163,2.250 = 40800 m/năm. * Số máy khoan làm việc: , chiếc Trong đó: QN - năng suất máy khoan trong năm, QN = 40800 m/năm. P - suất phá đá trung bình 1 m lỗ khoan, P = 13m3/m. Ađ1 - sản lượng đá giai đoạn 1, Ađ1 = 480000 m3/năm. Ađ2 - sản lượng đá giai đoạn 2, Ađ2 = 600000 m3/năm. - Máy khoan giai đoạn 1: chiếc. - Máy khoan giai đoạn 2: chiếc. Vậy số máy khoan phục vụ cho mỏ được chọn: NK = 2 chiếc. VII.1.4. Tổ chức công tác khoan. Tổ chức công tác khoan cần phải đảm bảo hiệu quả cao nhất của máy khoan và an toàn giữa công tác khoan với các quá trình sản xuất trên mỏ. Để đạt yêu cầu trên công tác khoan được tổ chức theo khu vực và theo tuyến, khi khoan các lỗ khoan hàng ngoài sát mép tầng, máy khoan phải đặt ngoài phạm vi năng trụ trượt lở để đảm bảo an toàn cho máy khoan di chuyển theo sơ đồ rích rắc. Hình 7.1 – sơ đồ tổ chức công tác khoan VII.2 – CÔNG tác nổ mìn. VII.2.1 Xác định thông số mạng lưới khoan nổ. * Đường kính lỗ khoan(d) Việc lựa chọn đường kính lỗ khoan hợp lý phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá như: độ cứng, độ nứt nẻ…. Với đất đá mỏ áng Dâu ta chọn đường kính lỗ khoan d = 102 mm. * Chiều sâu lỗ khoan(LK): Để đường cản chân tầng được phân bố đều trong suốt chiều dài lỗ khoan, ta chọn lỗ khoan nằm nghiêng. Góc nghiêng lỗ khoan bằng góc nghiêng sườn tầng. Chiều dài lỗ khoan được xác định theo công thức: , m Trong đó: H – chiều cao tầng, H = 10m; - góc nghiêng sườn tầng, ; LKT – chiều sâu khoan thêm, m. LKT = (5á10)dk = 10.0,102 = 1,02m Thay số: Ta chọn LK = 11,5 m * Chỉ tiêu thuốc nổ(q) Ta sử dụng công thức thực nghiệm của B.N.Kutuzôv để xác định chỉ tiêu thuốc nổ: Trong đó: gd = 2,7 T/m3 - trọng lượng thể tích của đất đá; f = 8 – hệ kiên cố của đất đá; do = 1m - kích thước trung bình của khối nứt trong nguyên khối; dk = 0,102m - đường kính lỗ khoan; - hệ số thuốc nổ QTC = 1000 Cal/kg - nhiệt lượng nổ của thuốc nổ chuẩn; QTN = 890 Cal/kg - nhiệt lượng nổ của thuốc nổ AD1 KTN = 1,12 dcp - mức độ đập vỡ theo điều kiện xúc cho phép; E = 3,8 m3 - dung tích gầu xúc dcp≤ (1,17 á 1,25) m, chọn dcp = 1,2 m Thay các giá trị vào công thức trên ta được: *Đường kháng chân tầng: Đường kháng chân tầng ở mức nền tầng được xác định trên cơ sở tối đa sử dụng thể tích lỗ khoan để chứa thuốc: , m Trong đó: p - sức chứa thuốc của 1 m dài lỗ khoan tính theo công thức: , kg/m; dk2 = 0,102 m - đường kính lỗ khoan. = 0,9 kg/dm3 = 900kg/m3 - mật độ nạp mìn. m - hệ số khoảng cách các lượng thuốc nổ trong hàng chọn phụ thuộc vào loại đất đá, m = 1; q = 0,44 kg/m3 - chỉ tiêu thuốc nổ tính toán; H = 10m - chiều cao tầng; lk = 11,5 - chiều sâu lỗ khoan. Thay các giá trị vào công thức trên ta được: Vậy W = 3,8m. - Đường kháng chân tầng theo điều kiện an toàn được xác định cho máy khoan: Wat ≥ H.cotga + C, m Trong đó: C - khoảng cách an toàn từ trục lỗ khoan hàng ngoài tới mép trên sườn tầng, C = 3m a - góc nghiêng sườn tầng, a = 75o. Thay số: Wat ≥ 10.cotg75o + 3 = 5,7 m Do ở đây ta sử dụng lỗ khoan nghiêng song song với sườn tầng do đó Wct đã tính là hợp lý: Wct = 3,8 m. *khoảng cách giữa các lỗ khoan(a) và các hàng lỗ khoan(b) Đây là hai thông số bố trí mạng lỗ khoan chủ yếu khi nổ mìn vi sai nhiều hàng. a = m.Wct, m Trong đó: m - hệ số khoảng cách, m = 1; Wct - đường kháng chân tầng, Wct = 3,8m. Ta nổ mạng tam giác đều thì: b = a.sin60o = 3,8.sin60o = 3,3 m *Lượng thuốc nổ cần nạp cho một lỗ khoan(Q) Xác định theo hàng lỗ khoan + Hàng ngoài: Q1 = q.a.Wct.H, kg/lỗ Trong đó: q = 0,44 kg/m3 - chỉ tiêu thuốc nổ; a = 3,8 m - khoảng cách giữa các lỗ khoan; Wct = 3,8 m - đường kháng chân tầng; H = 10m - chiều cao tầng. Q1 = 0,44.3,8.3,8.10 = 63,54 kg/lỗ + Hàng trong: Q2 = q.a.b.H = 0,44.3,8.3,3.10 = 55,18 kg/lỗ *Chiều cao cột thuốc(LT) Chiều cao cột thuốc(LT) được xác định tùy thuộc vào chỉ tiêu thuốc nổ, mật độ nạp, đường kính lỗ khoan, các thông số mạng nổ và chiều cao tầng. + Chiều cao thuốc hàng ngoài: + Chiều cao cột thuốc hàng trong: *Chiều dài bua(Lb) Chiều dài bua được xác định như sau: Lb = Lk – Lt = 11,5 – 8,44 = 3,06 m Chiều dài bua ảnh hưởng đến sự bay xa của đất đá khi nổ, đến bề rộng của đống đá và hiệu quả phá vỡ đất đá khi nổ. Vì vậy phải chọn chiều dài bua theo điều kiện tối thiểu không phụt bua tùy theo tính chất của đất đá. Lb = 3,06 ≥ (0,5 á 0,75).Wct = 0,75.3,8 = 2,85 m ị thoả mãn điều kiện *Suất phá đá(S) trên 1m lỗ khoan Trong đó: a = 3,8 m - khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng; b = 3,3 m - khoảng cách giữa các hàng; H = 10 m - chiều cao tầng; Wct = 3,8 m - đường kháng chân tầng; Lk = 11,5 m - chiều dài lỗ khoan. VII.2.2. Quy mô một bãi nổ. - Khối lượng đá nổ trong 1 đợt nổ có thể tính theo năng suất của máy xúc với thời gian xúc hết đống đá nổ ra trong 1 ca (8h). , m3 Trong đó: E = 3,8 m3 - dung tích gầu xúc; h = 0,85 - hệ số sử dụng thời gian của máy xúc; T = 8h - số giờ làm việc trong 1 ca; kx = 0,85 - hệ số xúc đầy gầu; Nx = 7 ngày - số ngày xúc hết đống đá nổ mìn; TCK = 30s - thời gian chu kỳ xúc; kr = 1,4 - hệ số nở rời của đất đá; kc = 0,9 - hệ số kể đến điều kiện địa chất, hang hốc, castơ. Thay các giá trị vào công thức trên ta được: - Chiều dài bãi nổ: Trong đó: A - chiều rộng khoảnh khai thác, A = 13,7m; H - chiều cao tầng, H = 10m. Tổng số lỗ khoan trong một đợt nổ: ; lỗ - Tổng lượng thuốc nổ tính cho bãi mìn QT = N1.Q1 + 3.N2.Q2; kg Trong đó: N1,N2 - số lỗ khoan hàng ngoài, hàng trong; N1 = N2 = 28 lỗ; Q1, Q2 - khối lượng thuốc hàng ngoài, hàng trong; Q1 = 63,54kg/lỗ, Q2 = 55,18kg/lỗ QT = 28.63,54 + 3.28.55,18 = 6414,24 Từ các số liệu tính toán trên ta có bảng 7.2 tổng hợp các thông số khoan nổ mìn Bảng 7.2 – Tổng hợp các thông số nổ mìn TT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Các giá trị 1 Chiều cao tầng H m 10 2 Đường kháng chân tầng W m 4 3 Khoảng cách giữa các lỗ khoan a m 4 4 Khoảng cách giữa các hàng khoan b m 3,5 5 Góc nghiêng lỗ khoan α độ 75 6 Chiều sâu lỗ khoan Lk m 12 7 Chiều sâu khoan thêm Lkt m 1,5 8 Chiều dài cột thuốc - hàng ngoài - hàng trong LT1 LT2 m m 8,9 7,8 9 Chiều dài bua Lb m 2,4 10 Khối lượng thuốc 1 lỗ khoan - hàng ngoài - hàng trong Q1 Q2 kg/lỗ kg/lỗ 65,6 57,4 11 Khối lượng thuốc của 1 đợt nổ Q kg 5945 12 Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị q kg/m3 0,41 13 Suất phá đá S m3/m 12,2 14 Khoảng cách an toàn chấn động Rc m 145 15 Khoảng cách an toàn sóng đập không khí RB m 362,3 16 Khoảng cách an toàn do đá văng Rđv m > 300 VII.2.3. Thời gian hoàn thành bãi khoan Được tính theo công thức : Trong đó: M - tổng số mét khoan, m; M = N.LK (m) (N - số lỗ khoan, N = 112 , lỗLk - chiều sâu lỗ khoan, Lk = 11,5 m) QTT - năng suất của 1 máy khoan trong ngày; QTT = 272.0,6 = 163,2 m/ngày; n – số máy khoan cho 1 bãi khoan (mỏ sử dụng 2 máy khoan n = 2) Vậy thời gian hoàn thành 1 bãi khoan là: ,ngày VII.2.4.Chọn thuốc nổ và phương tiện nổ. A. Thuốc nổ: Hiện mỏ đá nhà máy xi măng Hoàng Thạch đang sử dụng các loại thuốc nổ TNP1, AD1, ANFO, Nhũ tương. Đất đá mỏ áng Dâu thuộc loại khó nổ, phần trên bề mặt xâm thực không chứa nước. thuốc chọn là Amônít phá đá số 1 AD1. AD1 là loại thuốc nổ có gốc nitrát amôn, có thông số kỹ thuật tương đương với Amônít phá đá số 7 của Liên Xô sản xuất. Nó được kích nổ trực tiếp bằng kíp nổ số 8, AD1 được đóng thành từng thỏi trong vỏ giấy Paraphin có đường kính 32mm và nặng 20kg. Thuốc nổ nhũ tương thành phần chính là nhũ tương 60 ữ 90% ngoài ra là nitrat amôn 30% và một số thành phần khác. Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ được thể hiện qua bảng sau: Bảng 7.2 - Bảng đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Tên thuốc nổ Mật độ rời (g/cm3) Tốc độ nổ (km/s) Khả năng công nổ (cm3) Sức công phá (mm) Chịu nớc TG bảo hành (tháng) AD1 0,95 - 1,1 3,6 -3,9 350 - 360 13 - 15 kém 6 Nhũ tương 1,0 - 1,3 4,5 320 -340 16 - 18 Tốt 6 An Fô 0,8 - 0,9 4,1 - 4,2 320 - 330 15 - 20 Không 6 TNP1 - 4,1 - 4,2 320 13 -20 Vừa phải - B - Phương tiện nổ: - Khối mồi nổ: là dạng mồi nổ năng lượng cao, được chế tạo trên nền thuốc nổ mạnh, nên có tốc độ cao và tạo sang sung kích mạnh. Đặc tính kỹ thuật của các phương tiện nổ được thể hiện qua bảng 7.3 Bảng đặc tính kỹ thuật của các phương tiện nổ STT Phương tiện nổ Đặc tính kỹ thuật 1 Khối mồi nổ VE - 05 Tỷ trọng: 1,59 ± 1,62 g/cm3 Tốc độ nổ: 6,8 ± 7,1 kg/s Sức công phá: 24 mm Độ nhạy va đập: 16 ± 24% Thời gian bảo quản: 24 tháng 2 Khối thuốc nổ mồiTMN_15 Tỷ trọng: 1,59g/cm3Tốc độ nổ: 6,0 km/smin. Khả năng sinh công: 270 cm3min. Sức công phá: 14 mmmin. - Dây nổ, kíp nổ số 8, dây cháy chậm: các màu(xanh, đỏ, trắng, vàng, da cam). Các dây có màu khác nhau thì thời gian vi sai cũng khác nhau. Có các thông số kỹ thuật sau: Đường kính dây 4,8 á 5,8 mm, l