Nghiên cứu mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn và xác định mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ lộ thiên Việt Nam

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học Mỏ - Địa chất






Lê văn quyển





Nghiên cứu mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn v xác định mức độ đập vỡ
đất đá hợp lý cho một số mỏ lộ thiên Việt Nam



\





Chuyên ngành: Kỹ thuật Khai thác mỏ lộ thiên
Mã số: 62.53.05.01

tóm tắt Luận án tiến sĩ kỹ thuật







h nội 2009




Công trình hoàn thành tại: Bộ môn Khai thác lộ thiên,
Khoa Mỏ, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất


Ngời hớng dẫn khoa học:
1. GS.TS. Nhữ Văn Bách, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất
2. PGS.TS. Hồ Sĩ Giao, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất

Phản biện 1: PGS.TS. Phạm Văn Hiên
Hội Khoa học công nghệ Mỏ Việt Nam

Phản biện 2: TS. Đàm Trọng Thắng
Viện Kỹ thuật Công binh

Phản biện 3: TSKH. Nguyễn Thanh Tuân
Trung tâm ứng dụng khoa học khoáng sản

Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nớc, họp tại; Trờng Đại học Mỏ - Địa chất,
Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội. Vào hồi giờ ngày tháng năm 2009.






Có thể tìm hiểu luận án tại Th viện Quốc gia, Hà Nội,
hoặc Th viện trờng Đại học Mỏ - Địa chất
6. Lê Văn Quyển (2005), Thiết lập mối quan hệ giữa các thông số nổ mìn và ứng dụng nó trong tính toán
tối u, Tạp chí Công nghiệp Mỏ (2), Tr. 9 - 10.
7. Lê Văn Quyển (2006), Nghiên cứu xác định các thông số nổ mìn khi phối hợp hai loại thuốc nổ trong
một lỗ khoan, Tạp chí KHKT Mỏ- Địa chất (13), Tr. 66 - 68.
8. Lê Văn Quyển (2006), Nghiên cứu ảnh hởng của phơng tiện nổ, sơ đồ nổ đến tác dụng chấn động khi
nổ mìn trên mỏ lộ thiên, Tạp chí Công nghiệp Mỏ (2), Tr.16 - 18.
9. Lê Văn Quyển (2006), Phối hợp hai loại thuốc nổ theo phơng pháp nạp xen kẽ, Tạp chí KHKT Mỏ -
Địa chất (14),Tr. 22 26.
10. Lê Văn Quyển (2006), Tính toán các thông số và lập hộ chiếu nổ mìn bằng phần mềm BLAST
DESIGNER 1.0, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất (14), Tr. 33 - 36
11. Lê Văn Quyển (2006), Nghiên cứu lựa chọn MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn đối với điều kiện mỏ
Khe Sim, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất (16), Tr. 73 - 77.
12. Le Van Quyen (2008), Research on the determination of optimum fragmentation by blasting for actual
conditions of Caoson surface coal mine, Advances in Mining and Tunneling, Publishing House for

Science and Technology, Hanoi, Vietnam, Tr. 260 - 273.



1
Mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện tại việc thiết kế các thông số nổ mìn ở các mỏ lộ thiên của nớc ta vẫn cha
dựa vào tiêu chí đảm bảo mức độ đập vỡ (MĐĐV) đất đá hợp lý. Cha có công trình
nghiên cứu nào xác định MĐĐV đất đá một cách toàn diện, có cơ sở khoa học và phù
hợp với điều kiện tự nhiên, kỹ thuật, kinh tế của ta. Bởi lẽ đó nội dung mà đề tài
nghiên cứu là một vấn đề cấp thiết và có ý nghĩa đối với thực tiễn sản xuất trên một số
mỏ lộ thiên Việt Nam, trớc hết là các mỏ than lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
Khai thác lý thuyết và thiết lập các quy luật thực nghiệm về ảnh hởng của thành
phần cỡ hạt đất đá đến hiệu quả của các khâu công nghệ chính trong dây chuyền sản
xuất trên mỏ lộ thiên làm cơ sở cho việc xác định MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn.
3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu MĐĐV đất đá bằng nổ mìn trong điều kiện mỏ lộ thiên, chủ yếu tiến
hành ở một số mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh, xác định MĐĐV hợp lý cho một số mỏ
than lộ thiên vùng Quảng Ninh.
4. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về đập vỡ đất đá bằng nổ mìn, các quy luật
đập vỡ đất đá mỏ, mối quan hệ giữa các khâu sản xuất với MĐĐV đất đá bằng nổ
mìn, xác định MĐĐV hợp lý cho một số mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh.
5. Phơng pháp nghiên cứu
Thống kê, truy hồi thống kê, giải tích, phân tích, công nghệ thông tin, so sánh,
chuyên gia, thực nghiệm công nghiệp tại hiện trờng.
6. ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

- Làm rõ các quy luật phụ thuộc của hệ số xúc vào đờng kính trung bình của cỡ
hạt sau nổ mìn và dung tích gầu xúc.
- Xây dựng quy luật phụ thuộc của tỷ lệ phần trăm khối nứt quá cỡ tồn tại trong
nguyên khối vào trị số kích thớc quy định của đá quá cỡ.
- Thiết lập sự phụ thuộc chi phí sản xuất mỏ lộ thiên vào MĐĐV đất đá bằng nổ
mìn cho điều kiện tự nhiên và kỹ thuật của một số mỏ than lộ thiên Việt Nam.
- Xác định đợc MĐĐV đất đá hợp lý làm cơ sở cho việc thiết kế các thông số
khoan nổ hợp lý và để chọn đồng bộ thiết bị mỏ thích hợp.
7. Những luận điểm bảo vệ


2
1. Đờng kính cỡ hạt trung bình của đống đá nổ ra có ảnh hởng đến hiệu quả
hoạt động của các khâu công nghệ, đến tổng chi phí sản xuất của mỏ lộ thiên;
2. Tỷ lệ các khối nứt quá cỡ tồn tại trong nguyên khối có ảnh hởng tới đờng
kính cỡ hạt trung bình của đống đá nổ mìn, tới tổng chi phí sản xuất;
3. Lựa chọn công suất của thiết bị, đồng bộ thiết bị mỏ hợp lý phải quan tâm tới
loại thuốc nổ sử dụng đảm bảo MĐĐV hợp lý.
8. Điểm mới của luận án
1. Thiết lập đợc mối quan hệ tổng quát giữa hàm tổng chi phí sản xuất với đờng
kính trung bình của cỡ hạt trong đống đá nổ mìn, xác định đợc trị số MĐĐV đất đá
hợp lý bằng nổ mìn cho một số mỏ than lộ thiên lớn của Việt Nam ở vùng Quảng
Ninh.
2. Đã thiết lập đợc mối quan hệ thực nghiệm của hệ số nở rời đất đá trong gầu,
hệ số xúc đầy, hệ số xúc của một số loại máy xúc vào đờng kính cục trung bình; từ
đó đã xây dựng đợc quy luật phụ thuộc của hệ số xúc vào đờng kính cục trung bình
và dung tích gầu xúc.
3. Thiết lập sự phụ thuộc của tỷ lệ các khối nứt quá cỡ tồn tại trong nguyên khối
vào trị số kích thớc quy định của đá quá cỡ cho một số mỏ than lộ thiên vùng Quảng
Ninh.

4. Đã đề xuất phơng pháp lựa chọn đồng bộ thiết bị mỏ trên cơ sở thoả mãn
MĐĐV đất đá hợp lý tơng ứng với chi phí nhỏ nhất.
9. Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án đợc trình bày trong 5 chơng, hơn 130
trang thuyết minh, nhiều hình vẽ, bảng biểu và phụ lục; tham khảo nhiều tài liệu trong
và ngoài nớc.

Chơng 1 - Tổng quan về Mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn v
xác định Mức độ đập vỡ hợp lý

1.1. Khái niệm chung
Thành phần cỡ hạt của đống đá sau nổ hay MĐĐV phụ thuộc vào các thông số
khoan nổ, điều kiện địa chất và nó lại là nhân tố ảnh hởng trực tiếp đến các khâu
sau. MĐĐV đất đá hợp lý phải thoả mãn điều kiện: chi phí cho toàn bộ dây chuyền
sản xuất mỏ là nhỏ nhất. Thông qua đồng bộ thiết bị đang sử dụng trên mỏ lộ
thiên, tiến hành xác định MĐĐV đất đá hợp lý đảm bảo tổng chi phí sản xuất nhỏ
nhất.


3
1.2. Tình hình nghiên cứu về MĐĐV đất đá ở nớc ngoài
Các công trình nghiên cứu chủ yếu theo các hớng sau:
Nhóm 1 - Nghiên cứu các giải pháp điều khiển nhằm nâng cao chất lợng đập
vỡ đất đá bằng nổ mìn thông qua: Điều khiển cờng độ, thời gian tồn tại và hình
dạng xung nổ; thay đổi các thông số mạng lỗ khoan; sử dụng phơng pháp nổ mìn
vi sai; thay đổi điều kiện nổ.
Nhóm 2 - Nghiên cứu MĐĐV đất đá bằng nổ mìn thông qua:
Các quy luật phân bố cỡ hạt sau nổ mìn; tồn tại các quy luật phân bố: Theo phơng
pháp xác suất thống kê, năng lợng xác suất. Mối quan hệ giữa tỷ lệ đá quá cỡ sau nổ
với các thông số khoan nổ.

Nhóm 3 - Đánh giá tổng hợp mức độ đập vỡ đất đá hợp lý bằng nổ mìn:
minkEC
n
1i
i
n
1i
i
+

=
=
(1.1)
trong đó: C
i
chi phí sản xuất tính cho 1 đơn vị sản phẩm của các khâu thứ i
(khoan, nổ lần 1, xúc, vận tải, đập vỡ lần 2, đập vỡ các cục lớn, nghiền, lấy ra khoáng
sản có ích từ sản phẩm nghiền); K
i
chi phí cơ bản tính cho một đơn vị sản phẩm của
khâu i (khoan, xúc, vận tải, đập vỡ các cục lớn, nghiền, lấy ra các sản phẩm sau
nghiền); E - hệ số hiệu quả vốn đầu t.
Chi phí sản xuất của các khâu cho một đơn vị sản phẩm phụ thuộc vào kích thớc
cục trung bình của đống đá nổ.
1.3. Tình hình nghiên cứu trong nớc về mức độ đập vỡ đất đá
Các công trình nghiên cứu trong nớc tập trung giải quyết các vấn đề: Nghiên cứu
lựa chọn các giải pháp nhằm nâng cao chất lợng nổ mìn, hoàn thiện các thông số nổ
mìn, mạng lới khoan nổ mìn.
Giáo s Nhữ Văn Bách sử dụng quy luật phân bố cỡ hạt dựa vào phơng trình
Gôđen- Anđrep để mô tả quy luật phân bố cỡ hạt đập vỡ bằng nổ mìn đối với đất đá nứt

nẻ.
Cha có công trình nào đi sâu nghiên cứu giải quyết về vấn đề MĐĐV và lựa
chọn MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn một cách tổng
thể và đầy đủ, phù hợp với điều kiện thực tế ở các mỏ lộ thiên nớc ta.
Cần phải hoàn thiện việc xác định MĐĐV hợp lý trên cơ sở chi phí cho toàn bộ
dây chuyền sản xuất trên mỏ lộ thiên là nhỏ nhất trong điều kiện thực tế của nớc ta.
Từ đó lựa chọn đợc thông số khoan nổ hợp lý cũng nh đồng bộ thiết bị mỏ hợp lý.



4
Chơng 2 - những đặc điểm tự nhiên V kỹ thuật của các mỏ
than lộ thiên vùng quảng ninh có ảnh hởng đến Mức độ
đập vỡ đất đá khi nổ mìn

Các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh là địa danh đặc trng cho hoạt động khai
thác mỏ, để phù hợp với điều kiện và khả năng tiến hành thực nghiệm khi nghiên cứu
luận án chỉ xin đề cập trong phạm vi các mỏ này.
2.1. Các đặc điểm địa chất khu mỏ
Nhìn chung các mỏ có điều kiện địa chất phức tạp cả về diện phân bố theo chiều
rộng và chiều sâu, Phân bố địa tầng ở các mỏ bao gồm: cuội, sạn kết, cát kết, bột
kết, sét kết. Cuội sạn kết phân lớp dày và trung bình là chủ yếu. Cát kết, bột kết phân
lớp mỏng đến trung bình, nứt nẻ chủ yếu cấp II và III.
2.2. Đặc điểm địa chất thuỷ văn khu mỏ
ở mỗi mỏ, mức độ phức tạp của điều kiện địa chất thuỷ văn có khác nhau. Các
mỏ hiện đang khai thác xuống sâu dới mức thoát nớc tự nhiên, điều kiện địa chất
thuỷ văn có ảnh hởng rất lớn tới công tác khoan nổ.
2.3. Tính chất cơ lý đá và phân loại đất đá mỏ áp dụng cho công tác khoan nổ mìn
Đất đá các mỏ Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai, Hà Tu và Núi Béo rất đa dạng về đặc
trng cơ lý, để giúp cho việc tính toán lựa chọn MĐĐV và các thông số khoan nổ chính

xác, cần phải tiến hành phân loại đất đá ( theo độ khoan; độ nổ). Luận án tiến hành
phân loại đất đá theo chỉ tiêu độ khó khoan T
K
; phân loại đất đá theo độ nổ trên cơ sở
chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn cho các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh.
2.4. Những đặc điểm kỹ thuật khai thác khu mỏ
Các thông số cơ bản của hệ thống khai thác ở các mỏ trên thực tế có thay đổi so
với thiết kế; việc sử dụng thiết bị xúc bốc, vận tải đất đá ở các mỏ đa dạng về chủng
loại, công suất (bảng 2.5).
2.5. Đặc điểm công tác khoan nổ mìn
2.5.1. Việc sử dụng thiết bị khoan lỗ mìn
Thiết bị khoan trên các mỏ đa dạng về chủng loại, công suất. Trong một mỏ có thể
dùng 2 đến 3 thậm chí 4 loại máy khoan khác nhau.
2.5.2. Việc sử dụng thuốc nổ, phơng tiện nổ, phơng pháp nổ mìn
Khối lợng thuốc nổ sử dụng hàng năm tăng lên tơng ứng với việc tăng khối
lợng đất đá bóc; sử dụng phơng tiện nổ phi điện chủ yếu do Quốc phòng sản xuất. Sử
dụng phơng pháp nổ vi sai, thời gian vi sai phổ biến là: 17 ms, 25 ms và 42 ms.



5
Bảng 2.5. Một số loại thiết bị chính xúc bốc, vận tải ở các mỏ lộ thiên

Thiết
bị
Cọc Sáu Đèo Nai Cao Sơn Hà Tu Núi Béo
EKG
E = 4,6 ữ 5m
3
;

10 m
3
EKG
E = 4,6ữ5m
3

EKG
E = 4,6; 8m
3
EKG
E = 4,6ữ5m
3

EKG
E = 4,6ữ5m3
CAT385B
E = 4,7m
3

PC1250sp
E=6,7m
3

PC-1800
E=12m
3

CAT 365B
E= 3,5m
3

CAT 5090B
E=5,7m
3

CAT330C
E = 1,8m
3

PC1250
E = 5,2m
3

CAT365B
E =3,6m
3
PC-750
E = 3,3m
3

CAT 365BL
E = 3,5m
3

PC650-5
E = 2,8m
3

PC 750
E = 3,2m

3

PC-750
E = 3,2m
3

PC-1250
E =5,2m
3

EX 750
E = 2,8m
3

Xúc
bốc
PC 750-6
E = 3,1m
3

- -
CAT-330, E
= 1,8m
3
-
HD 465
55 tấn
CAT773E
55 tấn
HD 785 91

tấn
HD 320 32
tấn
elaz
27 ữ 40 tấn
elaz 7548
42 tấn
VOLVO A40E
37 tấn
HD 465 55
tấn
VOLVO A40E
37 tấn
CAT
55 tấn
CAT 769E 36
tấn
elaz 7548 42
tấn
CAT 773E 55
tấn
VOLVO A35E
32 tấn
VOLVO
A40D
37 tấn
Vận tải
-
elaz 7522 27
tấn

elaz 7548
42 tấn
elaz 7522
27 tấn
-
Cự ly
TB
vận tải
đất đá
(km)
2ữ2,2 2,5ữ2,7
2
2ữ3 1,5ữ2,7
2.5.3. Việc sử dụng các thông số nổ mìn
Việc lựa chọn chỉ tiêu thuốc nổ cha chú ý tới thông số làm việc của các thiết bị
mỏ và vận tải. Đặc biệt khi thay đổi đờng kính khoan, dung tích gầu xúc trong khoảng
rộng nhng không điều chỉnh chỉ tiêu thuốc nổ.
Nhận xét:
Điều kiện địa chất mỏ phức tạp cả về độ kiên cố, tính phân lớp và nứt nẻ. Cha có
đánh giá cụ thể về quy luật nứt nẻ; thiết bị khoan, xúc bốc, vận tải đa dạng về chủng
loại, đặc tính kỹ thuật và năng lực; vật liệu nổ đa dạng về chủng loại và giá cả. Sử
dụng sơ đồ vi sai và thời gian vi sai thiếu cơ sở. Các thông số khoan nổ cha dựa trên
MĐĐV đất đá hợp lý. Từ thực tế trên, cần thiết phải nghiên cứu, lựa chọn MĐĐV hợp
lý phù hợp với đặc điểm tự nhiên, kỹ thuật của các mỏ than lộ thiên lớn vùng Quảng
Ninh.


6

Chơng 3 - Cơ sở lý thuyết ĐáNH GIá, lựa chọn mức độ

đập vỡ đất đá hợp lý bằng nổ mìn

3.1. Khái niệm chung về MĐĐV đất đá bằng nổ mìn
MĐĐV đất đá bằng nổ mìn đợc đánh giá, hoặc thông qua tỷ lệ đá quá cỡ phát
sinh, hoặc đầy đủ hơn thông qua kích thớc (hay đờng kính) cục trung bình ( D
tb
)
của đống đá nổ ra. Cần phải nghiên cứu các quy luật ảnh hởng của các thông số nổ
cơ bản đến MĐĐV và các quy luật phân bố cỡ hạt sau nổ mìn.
3.2. Các quy luật về MĐĐV đất đá bằng nổ mìn và dự báo chúng
3.2.1. Quy luật phân bố thành phần cỡ hạt của đống đá sau nổ mìn
Theo Rôzin-Rămle:
n
(x)
ax
e1 P

=
(3.2)
trong đó: P
(x)
- tỷ lệ cỡ hạt có kích thớc x; x- kích thớc cỡ hạt; a, n - hệ số
thực nghiệm.
Theo nhóm Gôđen-Anđrep, các tác giả Mỹ và GS Nhữ Văn Bách:
m
max
(x)
X
X
P

=
(3.3)
trong đó: m- hệ số thực nghiệm; X - kích thớc cục đá; X
max
- kích thớc cục lớn nhất
nổ ra.
Các nhà nghiên cứu Mỹ dùng phơng trình Suckhơman để mô tả sự phân bố:
Y
i
= 100(X
i
/X
100
)
k
, (3.4)
trong đó: Y
i
- suất tổng cộng các cục có kích thớc X
i
, %; X
100

- kích thớc cục lớn
nhất, tơng ứng với nó suất tổng cộng các cục chiếm 100%; k- chỉ tiêu phân bố các
cục (k = 2/3 - 3/4).
3.2.2. Các quy luật dự báo thành phần và tỷ lệ đá quá cỡ
Theo B.N. Kutudôp và V.K. Rupxôp: quan hệ phụ thuộc của tỷ lệ đá quá cỡ vào
chỉ tiêu thuốc nổ đều có dạng tuyến tính. Theo Đ.M. Brônnhicôp và L.I. Barôn, Lilly
(1986) và Cunningham (1987) [16] thì quan hệ có dạng hypecbol.
Theo Giáo s B.N. Kutudôp quy luật phụ thuộc của tỷ lệ đá quá cỡ vào đờng
kính trung bình ( D
tb
) của cỡ hạt có dạng:

=
3
1
tb
cp
0qc
D4
D
1VV
,%; (3.14)
trong đó: V
o
- tỷ lệ các khối nứt quá cỡ trong nguyên khối trớc khi nổ, %; D
cp
kích
thớc cục cho phép, m.


7
Quy luật này có tính tổng quát nhất và đợc sử dụng trong nghiên cứu.
3.3. Đánh giá mức độ đập vỡ đất đá ( D
tb
) bằng nổ mìn
Theo lý thuyết năng lợng xác suất, với đất đá có độ đập vỡ bình thờng:
D
tb
= 1/

= 1/
1

W; (3.16a)
trong đó:
1
- hằng số đập vỡ; W - năng lợng riêng phá vỡ đất đá, J/m
3
.
D
tb
= 1/ K
1
.K
2
.K
3
. K
4
. K
5
. K
6

ch
. e
t
.q
t
; (3.21)
Hoặc: q
t
= 1/ K

1
.K
2
.K
3
. K
4
. K
5
. K
6

ch
. e
t
. D
tb
; (3.21)


trong đó: K
1
, K
2
, các hệ số hiệu chỉnh về đờng kính lỗ khoan, loại thuốc nổ sử
dụng, số mặt tự do, ; q
t
chỉ tiêu thuốc nổ với thuốc nổ thực tế, kg/m
3
; e

t
năng
lợng riêng của thuốc nổ thực tế, j / kg.
Sử dụng quan hệ (3.21) và (3.21)

để tính chọn MĐĐV đất đá hợp lý.
3.4. Đánh giá MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ mìn
MĐĐV đất đá bằng nổ mìn là hợp lý khi nó đảm bảo tổng chi phí cho một đơn vị
sản phẩm khai thác là tối thiểu:
C
t
= C
1
+ C
2
+ C
3
+ C
4
+ C
5
min, (3.29)
trong đó: C
t
- tổng chi phí của các khâu công nghệ; C
1
, C
2
,C
5

- tơng ứng là: chi
phí khoan, nổ lần 1 và lần 2, xúc, vận tải, thải đá tính cho 1 m
3
đất đá, đ/m
3
.
Chi phí của từng khâu và tổng chi phí các khâu có thể xem nh một hàm số đa
biến. Điều kiện để MĐĐV đất đá là hợp lý có dạng:
C
t
= F(x
1
, x
2
, x
3
,,D
tb
) = f
1
(x
1
, x
2
, x
3
,, D
tb
) + f
2

(x
1
, x
2
, x
3
,, D
tb
) + f
3
(x
1
, x
2
, x
3
,,
D
tb
) + f
4
(x
1
, x
2
, x
3
,, D
tb
) + f

5
(x
1
, x
2
, x
3
,, D
tb
) min; (3.32)
trong đó: x
1
, x
2
, x
3
- tơng ứng là các biến độc lập đặc trng cho điều kiện tự nhiên,
kỹ thuật và công nghệ sản xuất mỏ; D
tb
- đặc trng cho MĐĐV đá sau khi nổ.
Giá trị D
tb
tối u đợc xác định cho mỗi một điều kiện tự nhiên, kỹ thuật và công
nghệ nhất định, có dạng:
0
D
f
D
f
D

f
D
f
D
f
D
)D, ,x,x,x(F
D
C
tb
5
tb
4
tb
3
tb
2
tb
1
tb
tb321
tb
=


+


+

+


+


=


=


(3.34a)
và
0
D
f
D
f
D
f
D
f
D
f
D
)D, ,x,x,x(F
2
tb

5
2
2
tb
4
2
2
tb
3
2
2
tb
2
2
2
tb
1
2
2
tb
tb321
2
<


+


+

+


+


=


(3.34b)
Để xác định MĐĐV đất đá hợp lý (giá trị D
tb
tối u) cần phải nghiên cứu thiết lập
sự phụ thuộc của chi phí các khâu vào D
tb
và các thông số liên quan.
3.5. Thiết lập mối quan hệ giữa chi phí các khâu công nghệ với D
tb
và các thông
số liên quan
3.5.1. Xác định chi phí khoan lần 1
Chi phí khoan tính cho 1m
3
đất đá nổ ra C
k
(đ/m
3
) đợc thiết lập tơng ứng với
mạng lỗ khoan khác nhau ( ô vuông, tam giác đều), cụ thể cho mạng ô vuông:

8
C
k
=
()
[]








+
+
h.a
l.m
D.P.e K.K.K
1
.
m.1n1
n.C
2
b
tbttc321
0
, đ/m

3
; (3.48a)
trong đó: n- là số hàng mìn; m- là hệ số làm gần; P- sức chứa thuốc của 1 m lỗ khoan,
kg/m; L
b
- chiều dài bua, m; a- là khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng, m; h-
chiều cao tầng, m.
Từ biểu thức cho thấy: chi phí khoan tỷ lệ thuận với giá thành một mét khoan C
0

và tỷ lệ nghịch với D
tb
, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào các thông số khoan nổ và các
đại lợng khác.
3.5.2.Xác định chi phí nổ lần 1
Chi phí nổ lần 1 tính toán cho 1 m
3
đất đá nổ đợc thiết lập theo biểu thức:
tbtch321
tnn
n
D.e K.K.K
Ck
C

=
, đ/m
3
(3.49b)
trong đó: C

tn
- đơn giá 1 kg thuốc nổ, đ/kg; k
n
- hệ số tính đến các chi phí phụ so với
chi phí thuốc nổ.
Chi phí nổ phụ thuộc vào các thông số khoan nổ, điều kiện nổ; tỷ lệ thuận với đơn
giá 1 kg thuốc nổ C
tn
và tỷ lệ nghịch với D
tb
.
3.5.3 Xác định chi phí xúc bốc
Chi phí xúc tính cho 1m
3
đất đá đợc thiết lập theo biểu thức:








+
+
+

=
qd
2

tb
xxxcn
cax
x
t
6,0E.11,0
E
E
D.194
K.T K.E.3600
C
C
, đ/m
3
; (3.53)
Chi phí xúc phụ thuộc vào đơn giá một ca xúc C
cax
, dung tích gầu xúc E, kích
thớc cục đá trung bình D
tb
, hệ số xúc K
x
và các hệ số khác (K
cn
- hệ số công nghệ;
x
-
hệ số sử dụng thời gian; T
x
- thời gian ca làm việc, giờ; t

qd
- thời gian quay dỡ, giây).
3.5. 4. Xác định chi phí cho khâu vận tải
Chi phí vận tải ô tô tính cho 1m
3
đất đá đợc thiết lập theo biểu thức:








+
+
+

=
qd
2
tb
xooco
cao
vt
t
6,0E.11,0
E
E
D.194

K.T K.E.3600
C
C +
+
oocoott
caoddm
tb
v
T K.q.K60
C tt
V
2
.L.K60










++

, đ/m
3
, (3.61)
trong đó: K
v
- hệ số kể tới sự tăng thời gian xe chạy do gia tốc, giảm tốc; t
m
thời
gian ma nơ; t
d
- thời gian dỡ, ph; k
tt
- hệ số sử dụng tải trọng;
q
ô
- tải trọng ô tô;
đ
- dung trọng của đất đá.
Chi phí vận tải phụ thuộc vào C
caô
(đơn giá của một ca ô tô), D
tb
, K
x
, quãng đờng
vận tải L và đại lợng phản ánh sự phối hợp giữa xúc bốc với vận tải và các hệ số
khác (K
cn

- hệ số công nghệ;
0
- hệ số sử dụng thời gian).
3.5.5. Xác định chi phí cho khâu khoan nổ lần 2


9
Chí phí phá đá quá cỡ tính cho 1m
3
đá nổ đợc thiết lập theo biểu thức:


















=
3

1
tb
cp
o
2kn
D4
D
1
100
V
C
.C
qc
, đ/m
3
; (3.63)
trong đó: C
qc
- giá thành phá 1m
3
đá quá cỡ, phụ thuộc vào phơng pháp phá vỡ,
đ/m
3
.
Chi phí cho công tác khoan nổ lần 2 không chỉ phụ thuộc vào C
qc
, D
tb
, D
cp

mà còn
phụ thuộc vào tỷ lệ các khối nứt quá cỡ trong nguyên khối V
o
.
3.6. Xác định hàm tổng chi phí chịu ảnh hởng của MĐĐV đất đá
Tổng chi phí các khâu khoan nổ lần 1, xúc, vận tải, khoan nổ lần 2 tính cho 1 m
3

đất đá có dạng tổng quát:
()
HE
D4
D
1V.I
K
GDDFC
D
BA
C
i
3
1
tb
cp
0
x
2
tb
tb
i

t
++


















+
+++
+
+
=
,đ/m
3
; (3.65)
trong đó:
()

[]
P.e K.K.K.m.87,0.1n1
n.C
A A
ttc321
0
i
+
==
với mạng lỗ khoan tam giác đều;
()
[]
P.e K.K.K.m.1n1
n.C
A A
ttc321
0
1i
+
==
với mạng lỗ khoan ô vuông;
ttc321
tnn
e K.K.K
1
CK B

=
;
xxcn

2
cax
T K.E.3600
C.194
C

=
;
xxcn
caxqd
T K.E.3600
C.t
6,0E.11,0
E
D









+
+
=
;
()
[]

h.a.m.87,0.1n1
m.l.n.C
E E
2
bo
i
+
==
với
mạng lỗ khoan tam giác đều;
()
[]
h.a.m.1n1
m.l.n.C
E E
2
bo
1i
+
==
với mạng lỗ khoan ô vuông;
ooco
2
.cao
T K.E.3600
C.194
F

=
;

ooco
caoqd
T K.E.3600
C.t
6,0E.11,0
E
G









+
+
=
;
oocoott
caoddm
tb
v
T K.q.K.60
C tt
V
2
L.K.60
H

++








=
; I = C
qc
/100.
Từ (3.65) cho thấy tổng chi phí cho 1m
3
đá phụ thuộc vào các thông số đã xác
định nh khoan nổ, loại thiết bị xúc, vận tải (dung tích, năng suất), D
tb
và các thông
số cha xác định gồm K

x
và V
0
.
Kết quả đã đạt đợc ở chơng này là: Đã hệ thống đợc các quy luật mô tả phân
bố thành phần cỡ hạt đập vỡ sau nổ mìn làm cơ sở cho việc nghiên cứu tiếp theo, lựa
chọn phơng pháp năng lợng xác suất và D
tb
làm phơng tiện nghiên cứu MĐĐV
hợp lý; xây dựng hàm quan hệ tổng quát chi phí từng khâu và tổng chi phí các khâu
chính với đại lợng đặc trng cho MĐĐV, cho điều kiện tự nhiên và kỹ thuật mỏ.


10
Để xác định đợc MĐĐV đất đá hợp lý cần nghiên cứu sự phụ thuộc của K
x
và V
0
vào các yếu tố ảnh hởng thông qua thực nghiệm.


Chơng 4 - Nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hởng của
mức độ đập vỡ đất đá đến các khâu công nghệ

4.1. Mục đích tiến hành thực nghiệm
Thông qua thực nghiệm nhằm xác định các thông số khoan nổ phù hợp, các đại
lợng đặc trng cho đất đá mỏ, cho công tác xúc bốc, vận tải và các yếu tố chi phí cần
thiết phục vụ cho việc xác định MĐĐV hợp lý.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm xác định D
tb

và hằng số chuẩn đập vỡ
ch
Để xác định D
tb
của đống đá nổ dùng phơng pháp chụp ảnh và tính toán bằng
phần mềm tin học Split Desktop. Xác định
ch
dựa vào kết quả nổ với 3 chỉ tiêu thuốc
nổ khác nhau; mỗi đợt nổ đo thành phần cỡ hạt, tính toán D
tb
; xác định
1
và
ch
.
4.3. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hởng của MĐĐV đất đá đến công tác xúc
4.3.1. Mô tả phơng pháp thực nghiệm
Công tác thực nghiệm trên các mỏ than lộ thiên nh Cao Sơn, Hà Tu, Cọc sáu,
Đèo Nai, Núi Béo, Khe Sim, theo phơng pháp do tác giả đề suất, đợc tóm tắt nh
sau:
- Đo đạc khối lợng bãi nổ (V
t
) bằng trắc địa; xác định hệ số xúc K
x
thông qua số
gầu xúc thực tế xúc đầy 1 xe ô tô (n
g1
) (đảm bảo K
đô
= 1) và số chuyến ô tô chở hết

đống đá nổ (N
ôh
):
K
x
= V
t
/ n
g1
. N
ôh
. E. (4.6)
- Xác định hệ số nở rời K
rg
bằng thống kê số gầu thực tế xúc đầy xe n
gt
theo đúng
mô hình xe(K
đô
= 1) với hệ số xúc đầy gầu bằng 1(K
đ
= 1) và thống kê N
ôh
:
K
rg
= E. n
gt
. N
ôh

/ V
t
; (4.15)
- Dựa vào n
g1
và n
gt
xác định đợc hệ số xúc đầy gầu K
đ
:
K
đ
= K
x
. K
rg
= (V
t
/ n
g1
. N
ôh
. E). (E. n
gt
. N
ôh
/ V
t
) = n
gt

/ n
g1
; (4.16)
4.3.2 Xây dựng quan hệ thực nghiệm ảnh hởng của MĐĐV đất đá đến các hệ số:
K
rg
, K
đ
và K
x
với máy xúc tay gầu
Căn cứ vào số liệu của V.V. Rjevski và các số liệu thu đợc từ thực nghiệm ở các
mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, mối quan hệ thực tế giữa K
rg
, K
đ
và K
x
với D
tb

đợc thể hiện trên hình 4.1, 4.3, 4.5; Sử dụng phơng pháp bình phơng nhỏ nhất cho


11
phép thiết lập gần đúng quy luật phụ thuộc của K
rg
, K
đ
và K

x
vào D
tb
có dạng tuyến
tính (hình 4.2, 4.4, 4.6)
Khi cỡ hạt đá rất nhỏ (D
tb
tiến về 0) thì K
x
= 1. Họ các đờng thẳng K
x
đi qua
điểm cố định (0,1) đợc mô tả trên hình 4.7: Máy xúc có dung tích gầu lớn hơn thì hệ
số góc lớn hơn. Sự phụ thuộc này đợc phản ánh qua hình 4.7, bảng 4.8.

HE SO NO ROI CUA DAT DA TRONG GAU XUC
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
Dtb(m)
Krg
Krg (E4) Krg (E6) Krg (E8)

Krg (E10) Krg (E12,5) Krg ( E4,6)

Hình 4.1. Dạng phụ thuộc thực tế của K
rg

vào D
tb
của đống đá nổ mìn với máy xúc
tay gầu có dung tích 4-12,5 m
3
.
HE SO NO ROI CUA DAT DA TRONG GAU XUC CUA MAY XUC TAY GAU
THEO SO LIEU KHAO SAT CUA NGA VA TA
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
Dtb
Krg
Krg (E4) Krg (E6) Krg (E8) Krg (E10)
Krg (E12,5) Krg (E4,6) Linear (Krg (E12,5)) Linear (Krg (E8))
Linear (Krg (E1 0)) Linear (Krg (E6)) Lin ear (Krg (E4)) Linear (Krg (E4 ,6))

Hình 4.2. Dạng phụ thuộc gần đúng của
K
rg
vào D

tb
của đống đá với máy xúc tay
gầu có dung tích 4 - 12,5 m
3
.
HE SO XUC DAY GAU CUA MAY XUC TAY GAU
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
D
tb
(m)
K
d
Kd(E4) Kd(E6) Kd( E8) Kd(E10) Kd(E12,5) Kd(E4,6)

Hình 4.3. Dạng phụ thuộc thực tế của K
đ

vào D
tb
của đống đá nổ mìn với máy xúc
tay gầu có dung tích 4 12,5 m
3
.

0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
D
tb
(m)
K
d
Kd(E4) Kd(E6) Kd(E8) Kd(E10)
Kd(E12,5) Kd(E4,6) Linear (Kd(E12,5)) Linear (Kd(E10))
Linear (Kd(E8)) Linear ( Kd(E6)) Linear (Kd( E4,6)) Linear ( Kd(E4))

Hình 4.4. Dạng phụ gần đúng của K
đ
vào
D
tb
của đống đá nổ mìn với máy xúc tay
gầu có dung tích 4- 12,5 m
3
.
He xuc cua may xuc cua may xuc mot gau
0
0.1
0.2

0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Dtb(m)
Kx
Kx (E4) Kx (E6) Kx (E8) Kx (E10) Kx (E12,5) Kx (E4,6)

Hình 4.5. Dạng phụ thuộc thực tế của K
x

vào D
tb
của đống đá sau nổ mìn với máy
xúc tay gầu có dung tích 4 - 12,5 m
3

HE SO XUC CUA MAY XUC TAY GAU
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7

0.8
0.9
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
D
tb
(m)
K
x
Kx (E4) Kx ( E6) Kx ( E8) Kx (E10)
Kx (E12,5) Kx (E4,6) Linear ( Kx (E12,5)) Linear (Kx (E10))
Linear (Kx (E8)) Linear (Kx (E6)) Linear ( Kx (E4,6)) Linear (Kx (E4))

Hình 4.6. Dạng phụ thuộc gần đúng của
K
x
vào D
tb
của đống đá nổ mìn với máy
xúc tay gầu có dung tích 4 - 12,5 m
3



12
Hình 4.7. Sự phụ thuộc gần đúng của K
x

vào D
tb
với máy xúc tay gầu có dung

tích gầu xúc khác nhau khi đi qua điểm
cố định (0,1).

HE SO X UC QUI CHUAN CUA MAY XUC TAY GAU
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Dtb(m )
Kx
Kx ( E4) Kx ( E6) Kx (E8) Kx ( E10)
Kx (E12,5) Kx (E4,6) Linear (Kx (E4)) Linear (Kx (E12,5))
Linear (Kx (E4,6)) Linear (Kx (E6)) Linear ( Kx (E8)) Linear (Kx (E10))

Bảng 4.8. Sự phụ thuộc của hệ số góc họ các đờng thẳng K
x
vào dung tích gầu xúc
E(m
3
) 4 4,6 6 8 10 12,5
Hệ số góc
của K

x
-1,3184 -1,3125 -1,1492 -1,037 -0.9411 -0.8894

Xử lý số liệu bảng 4.8 trên chơng trình máy tính, nhận đợc sự phụ thuộc của K
x

vào E và D
tb
( hình 4.8 ) và có dạng sau:
1D3267,2E6335.0K
tb
3
1
x
+








= (4.21)

Hình 4.8. Quy luật phụ thuộc của hệ số góc họ các đờng
thẳng K
x
vào dung tích gầu xúc, E.

SU P HU THUOC HE SO GOC DUONG THANG Kx VAO DUNG TICH GAU XUC
y = 0.6335x - 2.3267
R
2
= 0. 9746
-1.4
-1.3
-1.2
-1.1
-1
-0.9
-0.8
1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2. 20 2.30 2.40
(E)1/3, (m)
dKx/dDtb
dKx/dDtb

4.3.3. Xây dựng quan hệ thực nghiệm ảnh hởng của MĐĐV đất đá đến các hệ số:
K
rg
, K
đ
và K
x
với máy xúc thuỷ lực gầu ngợc (MXTLGN)
Từ số liệu thực nghiệm trên các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh xây dựng đợc
mối quan hệ phụ thuộc thực tế giữa các hệ số K
rg
, K
đ

và K
x
với D
tb
. Tơng tự nh đối
với máy xúc tay gầu, ta xác định đợc mối quan hệ phụ thuộc của hệ số xúc K
x
vào E
và D
tb
đối với MXTLGN:
1D3136,2E681.0K
tb
3
1
x
+








= (4.26)
Sử dụng các quan hệ trên để tính toán MĐĐV đất đá hợp lý.
4.4. Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá mức độ nứt nẻ của đất đá một số mỏ điển
hình
Tính nứt nẻ có ảnh hởng tới kết quả nổ mìn, đặc biệt là tỷ lệ các khối nứt quá cỡ

trong nguyên khối. Từ các số liệu thu thập kết hợp với đo đạc tại hiện trờng trên các


13
mỏ Cọc Sáu, Cao Sơn, Hà Tu, Đèo Nai, Núi Béo, kết quả đợc phản ánh theo quy
luật:
V
(-x)
= KX B, (%) (4.32)
trong đó: K - hằng số đặc trng cho dạng nứt nẻ của đất đá mỏ, nó mô tả tỷ lệ khối
nứt quá cỡ trong nguyên khối; B - hằng số; X kích thớc khối nứt. Các hằng số K và
B cho trong bảng 4.18.
Bảng 4.18 Các hệ số đặc trng cho mức độ nứt nẻ theo từng mỏ
Mỏ
H.Số
Cọc Sáu Hà Tu Núi Béo Cao Sơn Đèo Nai
K 96,566 125,95 70,26 55,631 63,646
B 5,0723 12,405 7,0584 11,31 14,738

Từ (4.32) nhận đợc sự phụ thuộc của V
0
với kích thớc cho phép X
cp
có dạng:
V
0
= 100 (KX
cp
B), (%) (4.33)
trong đó: X

cp
= D
cp
. Quy luật (4.33) phản ánh trên hình 4.18.
Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho phép rút ra các kết luận:
Hệ số xúc K
x
phụ thuộc tổng quát vào D
tb
và E theo quy luật (4.21) và (4.26); họ
các đờng thẳng mô tả quan hệ giữa V
0
và D
cp
phản ánh mức độ nứt nẻ của đất đá, sử
dụng các quy luật này để tính toán xác định MĐĐV hợp lý khi nổ mìn.
Hình 4.18. Quy luật phụ thuộc của tỷ lệ đá quá cỡ vào kích
thớc cục cho phép trong điều kiện cụ thể ở mỏ Cọc Sáu,
Hà Tu, Đèo Nai, Cao Sơn, Núi Béo.

SU PHU THUOC CUA TY LE DA QUA CO VAO KICH THUOC CUC CHO PHEP
0
20
40
60
80
100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Kich thuoc cuc cho phep, Xcp (m)
Ty le da qua co trong nguyen khoi, V+ (%)

V+.CS V+.NB V+.HT V+.CAS
V+.DN
Linear (V+.HT) Linear (V+.CS) Linear (V+.NB)
Linear (V+.DN) Linear (V+.CAS)

Chơng 5 - xác định Mức độ đập vỡ hợp lý cho một số
mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam

5.1. Xác định MĐĐV đất đá hợp lý bằng phơng pháp giải tích
5.1.1. Sử dụng phơng pháp đồ thị
Đồ thị quy luật chi phí tổng (C
t
) trong miền khảo sát có dạng nh một Parabol,
có tồn tại điểm cực tiểu, tơng ứng với tổng chi phí cho dây chuyền sản xuất mỏ là
nhỏ nhất.
5.1.2. Sử dụng phơng pháp giải tích
Tổng chi phí sản xuất tính trên 1m
3
đá nổ đối với máy xúc tay gầu:


14
()
HE
D4
D
1)]BKD(100[I
1D3267,2E6335,0
GDDFC
D

BA
C
i
3
1
tb
cp
cp
tb
3
1
2
tb
tb
i
t
++

+
+









+++
+
+
=
,
đ/m
3
(5.3a)
Khi đó giá trị D
tb
là nghiệm của phơng trình vi phân sau:
0
tb
D

C
=


, (5.4)
Vì chi phí tổng là một hàm đa biến, phơng pháp giải tích có hạn chế là chỉ đa ra
đợc giá trị tối u cục bộ.
5.2. Xác định mức độ đập vỡ đất đá bằng phơng pháp số
Việc tính toán MĐĐV hợp lý đợc thực hiện nhờ mô phỏng kết quả nghiên cứu
bằng sơ đồ khối và giải trên máy vi tính để tìm ra kết quả nhanh chóng và chính xác.
Để khảo sát hàm tổng chi phí mô tả theo công thức (5.3a) phải xác định cụ thể các đại
lợng A
i
, B, C, D, E
i
, F, D, G, H, I. Với các đại lợng A, B, C, cụ thể, tổ hợp lại ta
sẽ có vô số các hàm quan hệ giữa tổng chi phí với kích thớc cục trung bình. Để giải
bài toán trên, sơ đồ khối của chơng trình máy tính đợc lập nh sau:


15


Sơ đồ khối chơng trình
xác định mức độ đập vỡ đất đá hợp lý bằng nổ mìn


16

Sử dụng phần mềm excel kết hợp điều khiển bằng công cụ macro (Xây dựng

các thủ tục nhỏ bằng ngôn ngữ Visual Basic) để giải bài toán đã đợc thiết lập theo sơ
đồ khối trên.
5.3. Phân tích các kết quả về MĐĐV đất đá hợp lý cho các mỏ than lộ thiên lớn
vùng Quảng Ninh
Kết quả chạy chơng trình cho tất cả các trờng hợp nghiên cứu đều cho biểu đồ sự
phụ thuộc của chi phí tổng vào mức độ đập vỡ đất đá có dạng chung nh hình 5.2.








Hình 5.2. Dạng chung của chi phí tổng phụ thuộc vào kích thớc cục trung bình với mỗi
điều kiện thiết bị, kỹ thuật hay địa chất mỏ khác nhau


17
Từ đồ thị cho thấy: giá trị D
tb
tối u và tổng chi phí sản xuất tăng theo độ khó nổ
của đá.
Với các loại thiết bị mỏ và vận tải cụ thể ( ví dụ nh mỏ Cao Sơn), thông qua kết
quả nghiên cứu, ta dễ dàng nhận ra và lựa chọn đợc đồng bộ thiết bị nào là tối u(
Hình 5.4).

Hình 5.4. Đồ thị xác định đồng
bộ thiết bị tối u cho mỏ than
Cao Sơn.

Đồ thị quan hệ giữa C
t
v
d
tb
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
dtb
Ct
CAT365 v PC750 & elaz 7548 CAT365 v PC750 & CAT-773E
CAT365 v PC750 & HD-465 CAT 385B & elaz 7548
CAT 385B & CAT-773E CAT 385B & HD-465
EKG-4.6&5 & elaz 7548 EKG-4.6&5 & CAT-773E
EKG-4.6&5 & HD-465 EKG- 8u & HD- 785
EKG- 8u & HD-465 EKG- 8u & CAT- 773E
PC-18000 & HD- 785 PC-18000 & HD-465
PC-18000 & CAT-773E Ctmin


Từ kết quả chung, với điều kiện khác nhau về loại đất đá, thuốc nổ, thiết bị khoan,
xúc, vận tải, ta lựa chọn đợc MĐĐV hợp lý phù hợp với từng mỏ.
5.4. ứng dụng kết quả nghiên cứu để xác định các thông số nổ mìn hợp lý
Phân tích kết quả ở trên đã khẳng định đợc tính đúng đắn của phơng pháp xác

định MĐĐV đất đá hợp lý, với mỗi trị số D
tb
hợp lý là một bộ các thông số khoan nổ
hợp lý.
Từ kết quả nhận đợc ở chơng 5 tác giả có một số nhận xét sau:
Trong mỗi một điều kiện tự nhiên, kỹ thuật và kinh tế của mỏ luôn tồn tại một trị
số MĐĐV hợp lý và tơng ứng là các thông số khoan nổ hợp lý; với loại ô tô có tải
trọng lớn và đắt tiền, giảm D
tb
thì sẽ có lợi; cự ly vận tải tăng thì phải tăng D
tb
và
ngợc lại mới hợp lý; với đồng bộ thiết bị cỡ lớn hợp lý là tăng D
tb
;
Khi sử dụng thuốc nổ đắt tiền, cần kết hợp với máy xúc có dung tích gầu lớn, cự
ly vận tải lớn; còn khi sử dụng thuốc nổ rẻ tiền cần kết hợp với máy xúc có dung tích
gầu nhỏ hơn, đồng thời kết hợp với ô tô đắt tiền và cự ly vận tải ngắn. Sử dụng loại
thuốc nổ đắt tiền trong lỗ khoan nhỏ hơn thì có lợi hơn. Từ đây xuất hiện đại lợng
gọi là chỉ tiêu thuốc nổ kinh tế hợp lý, nó có giá trị khác chỉ tiêu thuốc nổ theo tính
toán kỹ thuật.
Từ kết quả tính toán cũng chỉ ra ở mỗi mỏ sử dụng đồng bộ thiết bị nào có lợi
nhất.



18
Kết luận v kiến nghị
Kết luận
1. Mức độ đập vỡ đất đá hợp lý (D

tbhl
) phải dựa trên cơ sở tổng chi phí các khâu
sản xuất chính: khoan nổ, xúc bốc, vận tải tính trên một mét khối đá sau nổ là nhỏ
nhất. Hàm tổng chi phí đã đợc thiết lập là hàm đa biến phụ thuộc vào kích thớc cục
đá trung bình D
tb
, các thông số đặc trng cho điều kiện địa chất mỏ, điều kiện kinh tế,
kỹ thuật và công nghệ sản xuất mỏ;
2. Đã thiết lập đợc quy luật phụ thuộc gần đúng có dạng tuyến tính của hệ số nở
rời của đất đá trong gầu, hệ số xúc đầy gầu, hệ số xúc của máy xúc tay gầu và máy
xúc thuỷ lực vào kích thớc cục trung bình sau nổ mìn; trên cơ sở đó thiết lập đợc
quan hệ phụ thuộc tuyến tính của hệ số xúc vào đồng thời kích thớc cục trung bình
và kích thớc trung bình của gầu xúc (căn bậc ba của dung tích gầu xúc). Dựa vào kết
quả nghiên cứu đó giúp cho việc giải bài toán xác định MĐĐV đất đá hợp lý bằng nổ
mìn thuận lợi, đảm bảo độ tin cậy.
3. Trong điều kiện địa chất của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh, luận án đã
thiết lập đợc mối quan hệ phụ thuộc tuyến tính giữa tỷ lệ các khối nứt quá cỡ trong
nguyên khối với kích thớc cục cho phép, khi tăng kích thớc cục cho phép thì tỷ lệ
các khối nứt quá cỡ trong nguyên khối giảm và ngợc lại. Dựa vào mối quan hệ đó
mới giải đợc bài toán xác định MĐĐV đất đá hợp lý.
4. Đã xác định đợc MĐĐV đất đá hợp lý cho nhiều điều kiện tự nhiên, kỹ thuật
và kinh tế mỏ khác nhau, đồng thời cũng cho phép đánh giá và lựa chọn đợc đồng bộ
thiết bị mỏ hợp lý trên cơ sở MĐĐV hợp lý. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy: Khi
lựa chọn đồng bộ thiết bị hợp lý cần quan tâm tới loại thuốc nổ sử dụng đảm bảo
MĐĐV đất đá hợp lý; các thông số nổ mìn hợp lý trên mỏ lộ thiên phải đảm bảo mức
độ đập vỡ đất đá hợp lý, trong đó cần quan tâm tới chỉ tiêu thuốc nổ kinh tế hợp lý.
Kết quả nghiên cứu còn giúp ta lựa chọn đợc loại thuốc nổ hợp lý.
5. Kết quả nghiên cứu của luận án đã đợc sử dụng để thiết kế, lựa chọn các
thông số nổ mìn hợp lý cho Công ty công nghiệp Hoá chất Mỏ Quảng Ninh, áp dụng
cho các mỏ lộ thiên Cao Sơn, Núi Béo, Cọc Sáu, Đèo Nai, Hà Tu, Khe Sim, sản phẩm

đợc cơ quan này đánh giá tốt và đang đợc tiếp tục áp dụng.


19
Kiến nghị
Để ứng dụng có hiệu quả những kết quả nghiên cứu vào thực tế cần chú trọng đến
việc tổ chức triển khai công tác khoan nổ theo đúng hộ chiếu, theo dõi sự biến động
của điều kiện địa chất kịp thời để bổ sung dữ liệu cho việc tính toán.
Các sản phẩm khoa học của luận án cần đợc sự quan tâm, phối hợp nghiên cứu
ứng dụng của các cơ sở sản xuất, có thể làm tiền đề xây dựng phần mềm ứng dụng
trong thiết kế nổ mìn phục vụ sản xuất và đào tạo.

các công trình khoa học đ công bố của tác giả

1. 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 (5), Tr
13 -14.
2. Lê Văn Quyển (2001), Nghiên cứu khả năng ứng dụng các sơ đồ vi sai trong
điều kiện khai thác lộ thiên nhằm đạt đợc chất lợng đập vỡ tốt nhất, Hội nghị
Khoa học lần thứ 14 trờng Đại học Mỏ - Địa chất, Tr. 55 - 60.
3. Lê Văn Quyển (2001), Vấn đề hoàn thiện các thông số nổ mìn cho các mỏ lộ
thiên lớn vùng Quảng Ninh, Hội nghị KHKT Mỏ toàn quốc lần thứ XIII, Tr. 120 -
124.
4. Lê Văn Quyển (2001), Các phơng pháp dự báo mức độ đập vỡ đất đá khi nổ
mìn, Hội nghị KHKT Mỏ toàn quốc lần thứ XV, Tr. 23 - 26.
5. Lê Văn Quyển (2004), Phơng pháp xác định bằng thực nghiệm một số hệ số
trong hoạt động khai thác mỏ, Tạp chí Công nghiệp Mỏ (6), Tr. 21 - 25 .