nghiên cứu lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý để nâng cao hiệu quả nổ mìn mỏ than cao sơn

Phần chuyên đề
nghiên cứu lựa chọn các thông số nổ
mìn hợp lý nâng cao hiệu quả nổ mìn mỏ
than cao sơn
1
Lời Nói đầu
Trong quá trình khai thác trên mỏ lộ thiên thì công tác nổ mìn là một khâu trong
quy trình công nghệ và nó chiếm giữ một vị trí quan trọng bởi vì:
+ Công tác nổ mìn là khâu đầu tiên trong quy trình sản xuất mỏ lộ thiên, có tác
dụng phá vỡ đất đấ nguyên khối để tạo thành sản phẩm là đất đá, than có cỡ hạt hợp lý để
phục vụ cho các thiết bị xúc bốc và vận tải làm việc an toàn và đạt hiệu quả cao.
+ Công tác nổ mìn chiếm tỷ lệ chi phí lớn trong tổng giá thành khai thác than.
Nh vậy chất lợng của công tác nổ mìn sẽ ảnh hởng rất lớn và trực tiếp đến các khâu
tiếp theo: Xúc bốc, vận tải, gạt đất đá thải và khâu khoan cho bãi khoan tiếp giáp, nền
tầng kế tiếp và bặc biệt là ảnh hởng các thông số của hệ thống khai thác, công nghệ khai
thác mỏvà cuối cùng là ảnh hởng tới chi phí và nền kinh tế.
Với vai trò quan trọng của công tác nổ mìn, nên chuyên đề:
Nghiên cứu, lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý nâng cao hiệu quả nổ mìn
mỏ than Đông Cao Sơn - Công ty than Cao Sơn là rất cần thiết.
Đồ án lựa chọn chuyên đề với mục đích nâng cao hiệu quả nổ mìn cả về kỹ thuật
và mặt kinh tế để đem lại hiệu quả cao trong sản xuất kinh doanh cho mỏ.
2
Ch ơng 1
Tổng kết công tác nổ mìn ở công ty than cao sơn
Mỏ than Cao Sơn là một trong những mỏ than lộ thiên lớn của vùng than Quảng
Ninh nói riêng và Việt Nam nói chung có sản lợng than khai thác từ 3
ữ
3,5 triệu tấn/năm
và sản lợng đất đá bóc từ 20
ữ
25 triệu m

3
/năm.
Với sản lợng lớn nh vậy, trong những năm gần đây mỏ than Cao Sơn đã sử dụng rộng rãi
các loại thuốc nổ trong nớc và nớc ngoài sản xuất nh: Hãng ICI ( Australia), hãng IDL
(ấn Độ), của Trung Quốc, gần đây chủ yếu dùng thuốc nổ của Công ty hoá chất Mỏ và
Bộ Quốc Phòng. Phụ kiện nổ cũng đợc sử dụng đa dạng của các nớc trên với mục đích đạt
đợc yêu cầu khối lợng đất đá phá ra sau nổ mìn đạt chất lợng cao.
1.1. Đặc điểm và tính chất đất đá, khoáng sàng cần nổ mìn.
Đất đá mỏ bao gồm các loại nh : Cuộn kết, sạn kết, cát kết, bột kết và sét kết phân
bổ rộng trong các khu vực khai trờng mỏ. Đá cuội kết chiếm tỷ lệ nhiều nhất từ vách vỉa
14-5 trở lên, đồng thời các kết chiếm tỷ lệ lớn nhất. Theo phân loại của M.M
Prôtôđiacônôp đất đá mỏ có f từ 8 ữ 14, trong đó đất đá có độ kiên cố f = 11 ữ 12 chiếm
>40%, f = 13 ữ 14 chiếm 20 ữ 35%. Nh vậy đất đá ở mỏ có độ kiên cố rất cao nó ảnh h-
ởng nhiều đến công tác nổ mìn ở mỏ.
Đặc điểm phân bổ theo lớp của đất đá với chiều dày mỗi lớp khác nhau từ 0,8
ữ1,5m, đất đá phân lớp dày lại có độ kiên cố lớn thuộc loại khó và rất khó nổ. Nớc ngầm
trong các khai trờng của mỏ phân bổ rộng, ngoài ra trong khu vực mỏ còn tồn tại 2 đứt
gẫy L - L và A - A cùng với 4 nếp uốn (2 nếp lồi và 2 nếp lõm) cũng ảnh hởng rất lớn đến
công tác nổ mìn.
Qua tổng kết, đặc điểm, tính chất đất đá, khoáng sàng cần nổ mìn của mỏ ta thấy
các yếu tố cơ bản ở trên đều ảnh hởng đến công tác nổ mìn. Nhng quan trọng nhất quyết
định đến mức độ phá vỡ là độ kiên cố và độ nứt nẻ của đất đá.
Khối lợng đất đá cần nổ theo độ kiên cố của đất đá đợc trình bày ở bảng(1-1).
3
Bảng 1.1 Tổng kết số lợng mét khoan nổ mìn lần 1.
f= 9ữ10 f= 11ữ12 f= 13ữ14
Tổng số
mét khoan
Khối lợng
(m)

Tỷ lệ
(%)
Khối
lợng
(m)
Tỷ lệ
(%)
Khối lợng
(m)
Tỷ lệ
(%)
2006 151373,6 50,39 90271,4 30,05 58759 19,56 300404 11,08
2007 159055,6 44,83 116302 32,78 79438,9 22,39 354796,5 11,33
2008 128199,5 37,92 89673,5 26,53 120198,5 35,55 338071,5 11,62
2009 198329 49,1 117241 29,1 87949 21,8 403519 11,23
Bảng 1.2 Bảng tổng hợp tính chất cơ lý đá.
Giai
đoạn
lấy
mẫu
Tên đá
Các chỉ tiêu phân tích thí nghiệm
(giá trị trung bình)
Tỷ
lệ(%)
Hệ số độ
cứng(f)

n tb
,

Kg/cm
2

k tb
,
Kg/cm
2

tb

tb
,
10.KPa

tb
,
độ
c
tb
,
KPa
Theo
Baron
Theo
Prodia
conop
Năm
2005
Sạnkết
Cátkết

Bộtkết
1117
1388
705
103.3
128.3
64.93
2.54
2.63
2.62
2.66
2.70
2.60
3408
3406
3406
320.4
412.2
213.7
34.92
55.95
9.13
9.83
11.43
7.20
11.17
13.88
7.05
Giá
trị sử

dụng
Sạnkết
Cátkết
Bộtkết
1241
1303
699
97
109
59
2.57
2.63
2.62
2.66
2.70
2.60
3500
3318
3208
321.2
364.1
200.4
34.92
55.95
9.13
10.57
10.93
7.16
12.41
13.03

6.99
Trung bình
toàn mỏ
2.61 10.46 12.26
Từ số liệu (bảng 1.1) cho thấy những năm gần đây khối lợng đất đá bóc chủ yếu có
hệ số độ kiên cố f = 9ữ10; Sau đó là f = 11ữ12, chiếm tỷ trọng nhỏ là đất đá f = 13ữ14 và
rất ít đất đá có f = 6ữ7. Hệ số độ kiên cố bình quân toàn mỏ từ 11,08 ữ 11,62.
1.2. Tình hình sử dụng vật liệu nổ của mỏ.
1.2.1. Thuốc nổ.
4
Trong những thập niên cuối của thế kỷ XX mỏ sử dụng phần lớn các loại thuốc nổ
của nớc ngoài sản xuất nh: Amônit M11, N
0
-6JV, TNT, Zecno 79/21 của Liên Xô;
Powergel( Nhũ tơng), Energal, ANFO của úc; WJ của Trung Quốc; Superdye của ấn độ.
Ngoài ra mỏ còn sử dụng một phần nhỏ các loại thuốc nổ sản xuất trong nớc nh: TNT,
Zecno 79/21, ANFO.
Từ đầu thế kỷ XXI cho đến nay do trong nớc đã bắt đầu sản xuất đợc một số loại
thuốc nổ chịu nớc nh EE-31, NT-13(nhũ tơng), ANFO và các loại thuốc nổ không chịu n-
ớc nh ANFO thờng, AD-1, Zecno 79/21 và một số loại thuốc khác nên mỏ có xu hớng sử
dụng chủ yếu các loại thuốc nổ trong nớc sản xuất.
Tuy nhiên việc sử dụng các loại thuốc trong nớc đặt ra cho chúng ta hai vấn đề đáng
quan tâm:
+ Một là: Tìm hiểu tính năng kỹ thuật và đặc tính năng lợng của chất nổ cụ thể là về
nhiệt lợng nổ, mật độ, khả năng công nổ và sức công phá, khả năng kích nổ ổn định và
tốc độ kích nổ, khả năng chịu nớc
+ Hai là: Phải xem xét về kỹ thuật sử dụng, giá bán thuốc nổ và tính toán hiệu quả
kinh tế.
Việc lựa chọn loại thuốc nổ của mỏ trong thời gian qua hầu nh cha có sự so sánh
tính toán cẩn thận các vấn đề nêu trên nh: Tỷ lệ sử dụng thuốc nổ chịu nớc vẫn chiếm

phần lớn, việc sử dụng thuốc nổ trong nớc hay nớc ngoài còn tuỳ tiện cha có cơ sở, cha
chú ý đến tỷ lệ thuốc nổ mồi. Ngoài ra việc tính toán quy đổi thuốc nổ trong quá trình sử
dụng cũng cha đớc mỏ quan tâm, cha dựa trên cơ sở khoa học, vì vậy kết quả tính toán
thông số và chất lợng không theo ý muốn.
1.2.2. Tình hình sử dụng phơng tiện nổ và phơng pháp làm nổ lợng thuốc.
Trong giai đoạn hiện nay mỏ chủ yếu sử dụng loại phơng tiện nổ mới kết hợp với
phơng pháp nổ mìn vi sai để sử dụng tối đa chiều sâu lỗ khoan mang lại chất lợng đập vỡ
và hiệu quả kinh tế cao.
Phơng tiện nổ mới bao gồm: Hệ thống dây truyền tín hiệu sơ cấp (từ máy khởi nổ
đến đầu bãi nổ) và dây truyền tín hiệu nổ thứ cấp (truyền tín hiệu nổ giữa các lỗ khoan,
truyền tín hiệu đến từng mồi nổ đặt trong lỗ khoan).
+ Loại dây sơ cấp kí hiệu là LIL, dây truyền tín hiệu bằng bột thuốc nổ trong thành
ống, tốc độ truyền sóng nổ trong ống dẫn tín hiệu là 2000 m/s đợc khởi nổ bằng hạt sơ
cấp. Dây sơ cấp có chiều dài 150, 300, 450 m đợc gắn với kíp nổ tức thời.
5
+ Loại dây thứ cấp gồm hệ thống dây trên mặt kí hiệu là TLD, nhận tín hiệu nổ từ hệ
thống sơ cấp truyền đến từng miệng lỗ khoan. Chiều dài dây tiêu chuẩn: 3,6 m; 4,9 m; 6,1
m; 9 m; 12 m; 15 m; 18 m, đợc gắn với kíp nổ vi sai còn đầu kia đợc bóp bẹp để chống
ẩm và đợc gắn miếng nhựa ghi thời gian chậm vi sai. Thời gian vi sai của kíp là 5ms, 9
ms, 17 ms, 25 ms, 42 ms, 65 ms, 100 ms.
+ Loại dây truyền tín hiệu nổ bên trong lỗ khoan kí hiệu là LLHD, nhận tín hiệu nổ
từ hệ thống trên mặt để làm nổ các luợng thuốc nằm trong lỗ khoan. Dây có độ dài tiêu
chuẩn là 8,9m, 10m, 12m, 15m, 18m, 24m, 30m, 36m, 45m và 60m, một đầu gắn kíp vi
sai 200ms, 400ms, 600ms, đầu kia cũng đợc bóp bẹp lại để chống ẩm và cũng có miếng
nhựa ghi thời gian chậm vi sai của kíp. Kíp vi sai với độ chậm lớn đảm bảo chắc nổ, an
toàn cho cả bãi mìn.
Các hệ thống dây và kíp trên đợc nắp ráp chắc chắn với nhau qua " Hộp nối chùm",
khi cần đấu với mạng dây nổ thì thông qua móc chữ "J" gắn ở đầu mỗi dây LLHD.
Mồi nổ: Mỏ Cao Sơn thờng dùng loại mồi nổ PPP- 400 hoặc VE -05.
+ Mồi nổ Anzomex (PPP) do hãng ICI sản xuất từ loại thuốc nổ mạnh Petn với 8

vòng dây nổ có sức nổ 2,5g PTENT/m. Thuốc nổ có dạng thỏi trọng lợng 400g/thỏi và có
u điểm là chịu nớc tốt, kích nổ cho mọi chất nổ trong lỗ khoan.
+ Mồi nổ VE-05 do Bộ Quốc Phòng sản xuất có dạng thỏi trọng lợng 400g/thỏi. Tốc độ
nổ 6800
ữ
7100m/s. Mồi nổ có khả năng kích nổ tốt cho các loại thuốc nổ thông thờng.
Máy khởi nổ (máy đập hạt nổ) trớc đây đợc dùng phổ biến nhng hiện nay đã đợc
thay thế bằng kíp nổ và dây cháy chậm. Đối với mỏ Cao Sơn thì chi phí phơng tiện nổ này
tơng đơng với đây nổ, đắt hơn phơng tiện nổ điện nhng u việt hơn nhiều. Khi chiều cao
tầng lớn thì có thể giảm chi phí phơng tiện nổ từ 2
ữ
3 lần so với chiều cao tầng thấp.
6
B¼ng 1.3 T×nh h×nh sö dông thuèc næ má than Cao S¬n
Lo¹i thuèc næ sö dông
N¨m 2007 N¨m 2008 N¨m 2009
®¬n vÞ
tÝnh
Khèi lîng % Khèi lîng % Khèi lîng %
Thuèc næ kh«ng chÞu níc
ANFO thêng Kg 8773271 81,91564 8284445 77,55028 5438800 44,32311
AH 1 Kg 0 3072 0,028757 0
AD1 Kg 962 0,008982 4451 0,041666 1752 0,014278
Thuèc næ chÞu níc
ANFO chÞu níc Kg 142212 1,327827 84868 0,794445 4154042 33,85307
TFD 15 Kg 333768 3,116377 543840 5,090859 704748 5,743293
NT 13 Kg 851040 7,946123 1031448 9,655334 858800 6,998729
EE 31 Kg 608876 5,685048 666452 6,238624 918082 7,481843
P 113 Kg 0 64100 0,600037 194576 1,585683
Tû lÖ thuèc næ chÞu níc % 18,08 22,38 55,66

Tæng khèi lîng thuèc næ Kg 10710129 10682676 12270800
Tæng khèi lîng thuèc næ theo B4 Kg 11105416 11067522 12744230
7
Bảng 1.4 Đặc tính kỹ thuật của một số loại thuốc nổ.
Các chỉ tiêu Đơn vị Loại thuốc nổ
Zecnô
79/21
AD1
Anfô th-
ờng
Anfô chịu
nớc
NT-13 EE-31
Mật độ thuốc nổ g/cm
3
0,85ữ0,95 0,95ữ1,1 0,8 ữ 0,9 1,1 ữ 1,25 1 ữ 1,2 1,0ữ1,25
Tốc độ kích nổ Km/s
3,2ữ4,0 3,6 ữ 4,0 4,1 ữ 4,2 4,5 ữ 5,5 3,5ữ3,7 3,0ữ3,8
Nhiệt lợng nổ Kcal/kg 1000 986 890
820ữ880
Khả năng công nổ cm
3
350 ữ 360 350ữ360 320ữ360 320ữ330 280ữ 310 260ữ290
Sức công phá mm
14 ữ 16 13 ữ 15 15 ữ 20 14 ữ 16 12 ữ 14 12 ữ 14
Tính chịu nớc Không Không Không Tốt Tốt Tốt
Khả năng kích số MNTG Kíp số 8 MNTG MNTG Kíp số 8 Kíp số 8
Đờng kính min mm
40 ữ 60
50

Điều kiện sử dụng Khô Khô Khô Nớc chảy N/ chảy N/ chảy
1.3. Các thông số lỗ mìn, chất lợng nổ và quy mô nổ.
Các thông số nổ mìn bao gồm : Chỉ tiêu thuốc nổ, đờng kính lỗ khoan, đờng kháng
chân tầng, khoảng cách giữa các lỗ, khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan, chiều sâu khoan
thêm, chiều cao cột bua, chiều cao cột thuốc, sơ đồ mạng lỗ khoang
Hiện nay mỏ Cao Sơn đang sử dụng loại máy khoan xoay cầu C - 250MH với đ-
ờng kính choòng khoan là 243mm nên đờng kính lỗ khoan trung bình là 250mm.
Tuy nhiên việc lựa chọn các thông số nổ mìn của mỏ còn cha thực sự phù hợp nên
suất phá đá đạt rất thấp ( từ 38
ữ
40 m
3
/m) và chất lợng đập vỡ đất đá cha cao, tỷ lệ đá quá
cỡ lớn, chất lợng tạo nền tầng cha tốt, tầng bị nâng cốt cao khá lớn (bình quân mức nền bị
nâng cao từ 0,8
ữ
1,5m chiếm tỷ lệ tới 30%). Từ đó làm tăng chi phí cho công tác khoan
nổ mìn lần 2 phá đá quá cỡ và các mô chân tầng dẫn đến tăng giá thành khai thác một tấn
than của mỏ. Bảng các thông số nổ mìn của mỏ than Cao Sơn.
8
Bảng 1.5 Các thông số nổ mìn của mỏ than Cao Sơn
TT Các thông số
Ký
hiệu
Đơn
vị
Năm 2007 Năm 2008 Năm 2009
f=9
ữ
10 f=11

ữ
12 f=9
ữ
10 f=11
ữ
12 f=9
ữ
10 f=11
ữ
12
1 Chiều cao tầng H m 15,0 15,00 15,0 15,00 15,0 15,00
2 Chiều sâu lỗ khoan L m 17,5 17,50 17,5 17,50 17,5 17,50
3 Chiều sâu khoan thêm L
kt
m 2,5 2,50 2,5 2,50 2,5 2,50
4 Đờng kháng chân tầng W
ct
m 8 7,00 8 7,00 8 7,00
5 Khoảng cách giữa các lỗ khoan a m 8 7,00 8 7,00 8 7,00
6 Khoảng cách giữa các hàng b m 7,5 6,50 7,5 6,50 7,5 6,50
7 K.lợng đất đá phá ra của 1 lỗ khoan V
đ
m
3
960 735 960 735 960 735
8 Suất phá đá S
pđ
m
3
/m 52,57 40 52,57 40 52,57 40

9 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m
3
0,5 0,60 0,5 0,60 0,5 0,60
10 Lợng thuốc nổ trong 1 lỗ khoan Q
t
kg 480 441 480 441 480 441
11 Mật độ nạp thuốc

t
kg/m 45 45 45 45 45 45
12 Chiều dài cột thuốc L
tc
m 10,67 9,5 10,67 9,5 10,67 9,5
13 Chiều dài bua L
b
m 4,5 5,5 4,5 5,5 4,5 5,5
14 Hệ số sử dụng mét khoan K
sd
0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88
9
Quy mô bãi nổ của mỏ lớn thờng đạt từ 20 000
ữ
60 000m
3
/1 bãi nổ. Quy mô nổ hào
nhỏ hơn quy mô nổ tầng, suất phá đá khi nổ hào nhỏ hơn khi nổ tầng.
1.4. Các phơng pháp nổ mìn của mỏ
Hiện tại mỏ Cao Sơn đang áp dụng hai phơng pháp là phơng pháp nổ mìn tức thời và
phơng pháp nổ mìn vi sai. Xem bảng (1.6).
Bảng 1.6 Các phơng pháp và quy mô nổ mìn lần 1

Năm
Khối lợng đất đá nổ mìn theo
phơng pháp nổ mìn(m
3
)
Số vụ nổ mìn (vụ nổ) Quy mô 1 vụ nổ (m
3
/vụ)
Tổng số Vi sai
Đồng
thời
Tổng
số
Vi sai
Đồng
thời
Trung
bình
Vi sai
Đồng
thời
2006 11137522 11081272 56250 295 281 14 37754,3 39435 4018
2007 13152815 13087683 65132 346 330 16 38013,9 39659,6 4071
2008 12540983 12470766 70217 328 310 18 38234,7 40228,3 3901
2009 15479233 15425928 53305 385 372 13 40205,8 41467,5 4100
Từ bảng 1.6 cho thấy khối lợng đất đá cần nổ mìn của mỏ chủ yếu đợc nổ bằng ph-
ơng pháp nổ mìn vi sai, phơng pháp nổ mìn tức thời chiếm tỷ lệ rất nhỏ.
Bảng 1.7: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khoan nổ lần 1(Từ năm 2006
ữ
2009).

Năm
Khối lợng đất đá
nổ mìn (m
3
)
Mét khoan
nổ mìn (m)
Thuốc nổ sử
dụng đã quy
đổi (kg)
Suất phá đá
(m
3
/mk)
Chỉ tiêu
thuốc nổ
(kg/m
3
)
2006 11081272 300404 5529267,5 48,62 0,60
2007 13087683 354796,5 6533580 48,82 0,59
2008 12470766 338071,5 6222578 47,5 0,59
2009 15425928 403519 7582580,8 48,2 0,61
1.4.1. Phơng pháp nổ mìn đồng thời.
Phơng pháp này áp dụng phổ biến từ năm 1990 trở về trớc, phơng pháp này sử dụng
phơng tiện bằng dây nổ , kíp nổ tức thời, dây cháy chậm của Liên Xô (cũ), thờng áp dụng
nạp thuốc tập trung, nổ đồng thời (tức thời) các lợng thuốc nổ trong bãi mìn.
1.4.2. Phơng pháp nổ mìn vi sai.
Đây là phơng pháp nổ thứ tự từng lợng thuốc hoặc từng nhóm lợng thuốc với thời
gian giãn cách rất nhỏ tính bằng phần ngàn giây.

Tác dụng của nổ mìn vi sai đợc tạo nên bởi 3 yếu tố cơ bản sau:
10
- Sự giao thoa của trờng ứng suất do các lợng thuốc nổ liên tiếp tạo ra.
- Sự tạo thành mặt tự do phụ.
- Sự va đập giữa các cục đá bay khi tốc độ và hớng dịch chuyển khác nhau.
Do công tác nổ mìn trên mỏ Cao Sơn gồm loại hình chính là nổ mìn đào hào và nổ
mìn trên các tầng.
1.4.2.1. Sơ đồ nổ vi sai khi đào hào.
Mỏ sử dụng các phơng tiện nổ mới với điểm khởi nổ từ một phía
(đầu hào và sơ đồ vi sai dạng nêm có hệ thống đấu ghép thuận hay nghịch nh hình 1.1.
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
a, sơ đồ hẹ thống đấu ghép nghịch.
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
b, Sơ đồ hệ thống đấu ghép thuận.
Hình 1.1 Sơ đồ vi sai đào hào.
Với hàng trung tâm nêm dạng thẳng (1 hàng) hay zích zắc (2 hàng). Thời gian vi sai
giữa các lỗ hàng trung tâm thờng lấy là 17ms hoặc 25 ms. Thời gian vi sai giữa các hàng
là 42, 60 hoặc 100ms. Các hàng trung tâm và các hàng tiếp theo không đợc phân biệt
11
hoặc đợc phân biệt bằng các thông số mạng nổ, chiều sâu lỗ khoan cũng nh chỉ tiêu thuốc
nổ. Số hàng mìn khi nổ đào hào thờng lấy là từ 3
ữ
6 hàng.
1.4.2.2. Sơ đồ nổ vi sai khi nổ tầng.
Nổ mìn trên tầng mỏ Cao Sơn thờng có từ 2 đến 5 hàng mìn và thờng có 2 dạng cơ
bản sau:

- Nếu có 3 mặt thoáng thì sử dụng sơ đồ nổ vi sai dạng đờng chéo với điểm kích
nổ ở hàng đầu tiên, lỗ đầu tiên của tầng (nơi có 3 mặt tự do) (hình 1.2-a).
- Nếu có 2 mặt thoáng thì ding sơ đồ vi sai dạng nêm tam giác đối xứng hoặc
không đối xứng với điểm kích nổ ở giữa bãi nổ (hình 1.2-b).
ở mỏ Cao Sơn thờng ding thời gian vi sai giữa các lỗ là 42 ms, giữa các hàng là 65
hoặc 100 ms, thời gian vi sai của hệ thống xuống lỗ thờng là 400 hoặc 450 ms.
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
a, Dạng chéo.
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
b, Dạng nêm.
Hình 1.2 Sơ đồ nổ vi sai trên tầng.
12
1.5. Nhận xét và đánh giá.
Sau khi nghiên cứu khảo sát công tác nổ mìn của mỏ than Cao Sơn, tôi rút ra những
nhận xét nh sau:
Đất đá mỏ Cao Sơn thuộc loại phân lớp trung bình và dầy, có độ kiên cố lớn f
tb
= 11
12ữ
thuộc loại khó nổ.
Việc sử dụng thuốc nổ của mỏ Cao Sơn rất đa dạng và phức tạp, tỷ lệ thuốc nổ chịu
nớc khá lớn (chiếm trên 50% tổng khối lợng thuốc nổ mỏ sử dụng) trong khi khối lợng
đất đá nổ mìn chủ yếu vào mùa khô là bất hợp lý. Mỏ cha có sự tính toán kết hợp các loại
thuốc nổ có công suất khác nhau, độ chịu nớc khác nhau trong một lỗ khoan để giảm chi
phí.
Việc tính toán tỷ lệ thuốc nổ mồi với thuốc nổ chính là cha hợp lý.

Sử dụng nổ mìn với chỉ tiêu thuốc nổ cha hợp lý và phù hợp với từng loại đất đá mỏ
dẫn đến mức độ đập vỡ đất đá cha hợp lý, đất đá sau nổ mìn quá vụn hoặc quá cỡ gây
lãng phí không cần thiết cho khâu nổ mìn lần 2 phá đá quá cỡ và mô chân tầng, gây khó
khăn cho công tác bốc xúc vận tải.
Mỏ áp dụng phơng tiện nổ phi điện tiên tiến và phơng pháp nổ vi sai. Tuy nhiên việc
áp dụng các sơ đồ nổ vi sai và thời gian vi sai còn theo cảm tính, không có cơ sở khoa học
nên hiệu quả nổ mìn cha đợc phát huy tối đa.
Cần phải lựa chọn thời gian vi sai (khi nổ tầng và nổ hào) phù hợp với điều kiện đất
đá, sơ đồ vi sai thì mới phát huy đợc hiệu quả nổ. Mặt khác cũng cần phải lu ý tới việc lựa
chọn sơ đồ nổ, vị trí điểm khởi nổ phù hợp với đặc điểm địa chất và tính chất cơ lý của đất
đá.
Các thông số nổ mìn đợc lựa chọn cảm tính và chủ yếu dựa trên độ cứng của đất đá
còn cha phù hợp và lãng phí vật liệu nổ.
Trên đây là một số hạn chế trong công tác nổ mìn của mỏ than Cao Sơn. Vì vậy để
để đạt đợc hiệu quả nổ mìn cao hơn thì điều nhất thiết cần phải làm là nghiên cứu và lựa
chọn các thông số nổ mìn hợp lý trong phần tiếp theo.
13
Chơng 2
Các yếu tố ảnh hởng đến hiệu qủa của công tác nổ mìn
Hiệu quả nổ mìn là một hàm phụ thuộc vào rất nhiều biến số, mức độ ảnh hởng của
mỗi biến số đến hiệu quả nổ mìn là khác nhau. Để thuận tiện cho việc đánh giá các biến
số ngời ta có thể phân loại chúng thành hai nhóm yếu tố theo đặc trng riêng (bảng 2.1)
Bảng 2.1. Các yếu tố ảnh hởng đến hiệu quả nổ mìn.
Các yếu tố ảnh hởng đến hiệu quả nổ mìn
Yếu tố tự nhiên Yếu tô nhân tạo
1 Độ kiên cố của đất đá 1 Công tác khoan
2 Độ nứt nẻ của đất đá 2 Các thông số nổ mìn
3 Tính phân lớp của đất đá 3 Loại thuốc nổ sử dụng
4
ảnh hởng của nớc ngầm

4 Phơng pháp điều khiển nổ mìn
5 5 Công tác tổ chức quản lý sản xuất
2.1. Các yếu tố tự nhiên
Là các yếu tố tự nhiên sẵn có tồn tại trong môi trờng đất đá cần phải nổ mìn. Các
yếu tố này ảnh hởng lớn đến hiệu quả nổ mìn. Theo phần 1.1 chúng ta đã biết về đặc điểm
cấu tạo và tính chất cơ lý của đất đá của mỏ than Cao Sơn. Sau đây chúng ta sẽ nghiên
cứu các yếu tố ảnh hởng đến hiệu quả nổ mìn nh sau:
2.1.1. Độ kiên cố của đất đá:
Độ kiên cố của đất đá có ảnh hởng lớn đến hiệu quả nổ mìn đặc biệt là công tác
tính chọn chỉ tiêu thuốc nổ (q). Đất đá có độ kiên cố càng lớn thì càng khó phá huỷ và ng-
ợc lại.
Đất đá ở mỏ than Cao Sơn thuộc loại cứng trung bình f= 8ữ14, trong đó:
f = 10ữ12 là cuội kết, f = 9ữ10 là sạt kết, f = 10ữ11 là cát kết, f = 8ữ14 là bột kết.
Độ kiên cố trung bình toàn khu từ 11 ữ 12.
Do vậy đất đá ở mỏ than Cao Sơn thuộc loại khó nổ, nó ảnh hởng đến mức độ đập
vỡ và kích thớc cục đá nổ mìn.
2.1.2. Độ nứt nẻ và phân lớp của đất đá.
Trong quá trình thành tạo, phong hoá hình thành các đứt gãy làm cho đất đá bị nứt
nẻ tự nhiên. Độ nứt nẻ đợc thể hiện qua bề rộng của các vết nứt, khoảng cách trung bình
của những vết nứt. Độ nứt nẻ trong đất đá ảnh hởng rất lớn đến mật độ nạp thuốc nổ trong
lỗ khoan, thất thoát năng lợng nổ khi nổ mìn.
14
Theo quan điểm phá huỷ đất đá mỏ bằng lợng sóng nổ thì nứt nẻ là môi trờng làm
tăng hệ số hấp thụ, năng lợng sóng ứng suất và làm giảm tác dụng đập vỡ do tác dụng
của sóng ứng suất. Vậy đối với đất đá nứt nẻ thì để tăng hiệu quả đập vỡ xung nổ phải tạo
điều kiện phát huy thành phần tinh của sóng ứng suất bằng cách sử dụng lợng thuốc nổ có
đờng kính lớn. Căn cứ vào mức độ nứt nẻ và mức độ đập vỡ yêu cầu để chọn đờng kính l-
ợng thuốc phù hợp.
Hớng phân lớp của đất đá có ảnh hởng lớn tới tốc độ sóng ứng suất trong đất đá
mỏ. Do đó tuỳ theo vị trí tơng đối của lợng thuốc nổ so với hớng cắm mà năng lợng sóng

bị hấp thụ ít hay nhiều.
Khi nổ mìn trong đất đá nứt nẻ hoặc phân lớp thì hớng phá huỷ mạnh nhất là hớng
vuông góc với mặt tiếp xúc. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn sơ đồ nổ
vi sai và vị trí điểm khởi nổ hợp lý (hình 2.1).
17 ms
42 ms
vị trí điểm khởi nổ
1
2
A
A
A - A
1: Phơng vị của vỉa đá; 2: Phơng vị của mặt tách.
Hình 2.1 Sơ đồ vi sai phù hợp với cấu trúc của vỉa đá.
Hớng cắm của phân lớp so với mặt tầng là nguyên nhân tạo ra mô chân tầng khi nổ.
Có 2 trờng hợp đặc trng là hớng cắm thuận và hớng cắm nghịch (hình 2.2).
Hình a là hớng phá đá có lợi còn hình b là hớng phá đá không có lợi và thờng để
lại các mô chân tầng.
15
a, Hớng cắm thuận của các vỉa tầng. b, Hớng cắm nghịch của các vỉa tầng.
Hình 2.2 ảnh hởng của cấu trúc đất đá.
2.1.3. ảnh hởng của điều kiện địa chất thủy văn:
Trớc hết là tác dụng của nớc ngầm, sau đó là nớc mặn ảnh hởng đến hiệu quả nổ vì
đây là nguồn tạo nớc cho lỗ khoan. Nớc ngầm vận động mạnh sẽ rửa trôi thành phần dễ
hoà tan của thuốc nổ (NH
4
NO
3
) làm giảm hiệu quả nổ. Biết đợc tình hình địa chất thủy
văn giúp ta có biện pháp xử lý để đạt hiệu quả nổ cao nh: Sử dụng thuốc nổ chịu nớc,

thuốc nổ chứa nớc, làm bão hòa thành phần dễ hòa tan, sử dụng bao cách nớc khi dùng
thuốc nổ không chịu nớc, tháo khô lỗ khoan trớc khi nạp thuốc hoặc kết hợp thuốc nổ
chịu nớc và không chịu nớc trong 1 lỗ khoan.
2.2. Các yếu tố nhân tạo
Là các yếu tố do con ngời tạo ra các yếu tố này ảnh hởng lớn và quyết định đến
hiệu quả của công tác nổ mìn.
2.2.1. ảnh hởng của các thông số hệ thống khai thác.
2.2.1.1. Chiều cao tầng, H.
Chiều cao tầng là thông số quan trọng của hệ thống khai thác. Xác định chiều cao
tầng hợp lý phụ thuộc vào điều kiện an toàn và các thông số của máy xúc, vào phơng
pháp công tác nổ, kích thớc của đống đá nổ, phơng pháp khai thác. Chiều cao tầng ảnh h-
ởng rất lớn đến hiệu quả công tác nổ mìn khi tăng chiều cao tầng đến mức độ hợp lý
không những cải thiện đợc chế độ công tác mỏ nói chung mà còn làm tăng năng suất phá
đá của 1m dài lỗ khoan. Tăng bán kính vùng đật vỡ của lợng thuốc. Giảm chiều sâu
khoan thêm, giảm công tác phụ trợ khi khoan, giảm chi phí thuốc nổ và phơng tiện nổ.
Ngoài những u điểm khi tăng chiều cao tầng còn có những hạn chế sau: Làm tăng xác
suất trợt lở và phá hoại phần trên của tầng, làm tỷ lệ đá quá cỡ tăng.
16
Trong trờng hợp nổ mìn tầng cao, chiều cao tầng xác định căn cứ vào số lớp xúc.
Nổ mìn tầng cao thì giảm đợc chi phí khoan, tăng hiệu quả nổ mìn lần một nhng khó điều
chỉnh đợc kích thớc cục đá nên tăng chi phí xử lý đá quá cỡ.
2.2.1.2. Góc nghiêng sờn tầng,

.
Là một thông số để kiểm tra chọn W
ct
theo điều kiện an toàn cho máy khoan:
W
ct
H.cotg+C. Khi tăng thì W

ct
giảm mức độ đạp vỡ tăng, và ngợc lại.
W
ct
giảm thì còn có thể giảm d
k
: W
ct
=k.d
k
.
2.2.2. ảnh hởng của các thông số nổ mìn.
2.2.2.1. Đờng kính lợng thuốc nổ (d
k
), đờng cản chân tầng (W
ct
).
Đờng kính của lợng thuốc nổ là đại lợng xuất phát để tính các thông số nổ mìn khác.
Giữa đờng kính và đờng kháng có mối quan hệ rất mật thiết nên việc lựa chọn đợc đờng kính
lợng thuốc thích hợp và tỷ số W
ct
/d
k
hợp lý sẽ đem lại hiệu quả nổ mìn rõ rệt.
Đờng kính lợng thuốc nổ đặc trng cho mức độ tập trung năng lợng nổ trong một
đơn vị chiều dài lỗ khoan, khi d
k
lớn thì mức độ tập trung năng lợng nổ cao và ngợc lại.
Xét về sự phân bố đồng đều năng lợng trong toàn bộ thể tích khối đá thì d
k

càng
lớn thì sự phân bố năng lợng càng không đều. Những vùng gần sát lợng thuốc nổ sẽ bị
nghiền nát mạnh mẽ, còn vùng ở xa thì chất lợng đập vỡ kém.
ảnh hởng của đờng kính lợng thuốc nổ tới chất lợng đập vỡ còn tuỳ thuộc vào tính
chất của đất đá mỏ. Đờng kính lợng thuốc nổ còn có liên quan tới suất phá đá của 1 mét
dài lỗ khoan, tới giá thành khoan, khi tăng d
k
suất phá đá tăng và giá thành 1m khoan
giảm. Ngoài ra d
k
còn liên quan chặt chẽ với đồng bộ thiết bị mỏ, các thông số hệ thống
khai thác và công suất mỏ.
Nh vậy để nâng cao hiệu quả khoan nổ cần phải lựa chọn đợc đờng kính lợng
thuốc nổ hợp lý trên cơ sở tính toán năng suất máy khoan, tính chất cơ lý, điều kiện địa
chất, các thông số của hệ thống khai thác.
Giữa d
k
và W
ct
có mối quan hệ chặt chẽ, khi nổ mìn trên mỏ lộ thiên thờng sử dụng
đờng kháng chân tầng, với trị số đờng kính nhất định của lợng thuốc nổ nếu tăng dần đ-
ờng kháng thì tiết diện phễu phá huỷ tăng lên, đạt trị số cực đại sau đó giảm đến bán kính
hình trụ nếu cứ tiếp tục tăng đờng kháng. Khi tăng đờng kháng thì bán kính vùng phá huỷ
ở bề mặt tự do tăng lên và đạt tối đa chỉ số tác dụng nổ n = 1, nếu cứ tiếp tục tăng lên thì
bán kính vùng phá huỷ giảm.
Nh vậy giữa đờng kháng và đờng kính lợng thuốc có mối quan hệ chặt chẽ thể
hiện qua công thức:
17
W
ct

= k
w
. d
k
Trong đó:
k
w
: Là 1 hệ số phụ thuộc vào tính chất đất đá, tính chất của lợng thuốc nổ.
Khi đờng cản chân tờng lớn, khối lợng thuốc nổ tăng dẫn đến giảm chiều cao của
bua. Khi nổ sẽ không an toàn và để lại mô chân tầng.
2.2.2.2. Kích thớc khu vực cần nổ.
Đặc trng bằng chiều dài L và chiều rộng A khi tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng
khu vực cần nổ (L/A) không hợp lý sẽ làm giảm hiệu quả nổ cụ thể là: Nếu L/A nhỏ sẽ làm
giảm hiệu quả do sức cản bên sờn bãi nổ lớn. Ngợc lại nếu L/A lớn thì chất lợng đập vỡ
không tốt do ảnh hởng của hàng mìn đầu tiên lớn (đá quá cỡ và mô chân tầng thờng phát
sinh ở hàng đầu tiên). Vì vậy cần phải chọn tỷ số L/A hợp lý sẽ đảm bảo đợc chất lợng đập
vỡ của đống đá và thiết bị xúc bốc, vận tải làm việc an toàn và hiệu quả.
2.2.2.3. Số hàng mìn, n.
Khi tăng n sẽ tăng chất lợng đập vỡ tăng năng suất khoan và hệ số sử dụng mét
khoan, khi số hàng mìn quá nhỏ tì tỷ lệ mô chân tầng và đá quá cỡ sẽ lớn. Đá quá cỡ và
mô chân tầng thờng phát sinh ở hàng ngoài. Nếu tăng số hàng mìn lên thì tỷ lệ đá quá cỡ
sẽ giảm đi theo quan hệ.
n
nVV
V
n
nVV
V
n
)1(.1

.
)1.(
02
0
20
+
=
+
=
Trong đó:
V
n
V
0
V
2
n
: Tỷ lệ đá quá cỡ tơng ứng với n hàng mìn, %.
: Tỷ lệ đá quá cỡ ở hàng đầu tiên, %.
: Tỷ lệ đá quá cỡ phát sinh ở hàng thứ 2 hoặc các hàng tiếp theo,%.
: Số hàng mìn.
2.2.2.4. Mạng lới lỗ khoan, a, b.
Nếu bố trí hợp lý theo điều kiện, tính chất đất đá sẽ không gây lãng phí mét khoan,
thuốc nổ sử dụng, hiệu quả nổ mìn đợc nâng cao do mức độ đập vỡ đất đá đồng đều.
a=m.W
ct
; b=0,86.a (nổ đồng thời mạng tam giác); b=a (nổ vi sai mạng ô vuông).
2.2.2.5. Chiều sâu khoan thêm, L
kt
.

Đây là phần của lỗ khoan sâu hơn mức nền tầng, dùng để tập trung năng lợng nổ
khắc phục sức kháng lớn của đất đá ở mức nền tầng giúp cho việc tạo mặt tầng bằng
phẳng (không bị nâng lên).
Chiều sâu khoan thêm là cần thiết, nhng nếu chọn không hợp lý sẽ làm giảm hiệu
quả công tác khoan nổ vì tăng thêm chi phí khoan vô ích (đặc biệt là trong đất đá khó
18
khoan) tạo ra sóng chấn động mạnh và phá huỷ tầng tiếp theo bằng các khe nứt gây khó
khăn cho công tác khoan tiếp theo, làm tăng suất đá quá cỡ ở các tầng tiếp theo. Khi áp
dụng không hợp lý, chiều sâu khoan thêm quá nhỏ thì sẽ để lại mô chân tầng. Ngợc lại
khi chiều sâu khoan thêm lớn thì sau khi nổ mìn kích thớc cục đá và tỷ lệ đá quá cỡ lớn
do mức đập vỡ đập vỡ đất đá trong tầng kém, tốn thêm chi phí sửa nền tầng.
Lựa chọn chiều sâu khoan thêm hợp lý cần phải căn cứ vào loại đất đá, điều kiện
địa chất, đờng kính lợng thuốc nổ chỉ có thể giảm tỷ lệ khoan thêm bằng cách tăng chiều
cao tầng, sử dụng thuốc nổ có công suất cao ở phần chân tầng, dùng sơ đồ vi sai thích hợp
hoặc dùng chiều sâu khoan thêm ở hàng trong giảm so với hàng ngoài khi các thông số
hàng trong nhỏ hơn.
2.2.2.6. Chiều sâu lỗ khoan, L.
Chiều sâu lỗ khoan ảnh hởng đến hiệu quả nổ mìn do lỗ khoan cắt qua các lớp đất
đá trong tầng.
- Khi chiều sâu lỗ khoan lớn: Mức độ đập vỡ đất đá trong tầng kém kích thớc cục
đá và tỷ lệ đá quá cỡ lớn, ảnh hởng đến chất lợng khoan nổ mìn ở bãi mìn kế tiếp.
- Khi chiều sâu lỗ khoan nhỏ: Sau khi nổ mìn sẽ để lại mô chân tầng.
2.2.2.7. Chỉ tiêu thuốc nổ tính toán, q.
Chỉ tiêu thuốc nổ là lợng thuốc nổ cần thiết để đập vỡ một đơn vị thể tích đất đá
thành những cục đá có kích thớc nhất định.
Khi tăng q thì mức độ đập vỡ sẽ tăng mạnh ở giai đoạn đầu sau đó sẽ giảm dần và
bớc vào trạng thái bão hoà năng lợng. Nếu cứ tiếp tục tăng q thì năng lợng sẽ tiêu phí vô
ích vào việc văng xa đất đá.
Xác định chỉ tiêu thuốc nổ là một vấn đề rất quan trọng bởi vì nó là yếu tố quyết
định đến chất lợng đập vỡ, tới giá thành công tác nổ mìn và hiệu quả sản xuất nói chung.

Vấn đề đặt ra là phải tính chọn đợc chỉ tiêu thuốc nổ hợp lý, sát với thực tế dựa
trên cơ sở mối quan hệ với hiều đại lợng khác nhau cả về tự nhiên, kỹ thuật, kinh tế.
2.2.2.8. Chiều dài bua (L
b
) và vật liệu bua:
Phần trên cùng của lỗ khoan chứa vật liệu bua nhằm ngăn cản sự thất thoát năng l-
ợng nổ, làm quá trình kích nổ xảy ra hoàn toàn, tăng thời gian tác dụng nổ (tăng xung lực
nổ) giảm khí độc, giảm sóng đập không khí và đá văng.
Chiều cao cột bua phụ thuộc vào loại đất đá, áp lực nổ, chiều cao cột thuốc, các
thông số mạng lỗ khoan và vật liệu làm bua. Chiều dài bua phải tăng lên khi tăng chiều cao
cột thuốc, tăng áp lực trung bình trong lỗ khoan, tăng đờng kính lỗ khoan. Chiều dài bua có
19
thể giảm nếu giảm áp lực trung bình, tăng kích thớc cục làm vật liệu bua, tăng mật độ nạp
bua, tăng hệ số ma sát trong của vật liệu làm bua. Vì vậy phải chọn chiều dai bua hợp lý ở
mức độ quan trọng đợc xacd định bởi tính chất cơ lý của đất đá và độ nứt nở.
2.2.2.9. Chiều cao cột thuốc, L
t
:
Chiều cao cột thuốc là thông số kết cấu rất quan trọng của lợng thuốc nổ. Khi nổ
mìn lỗ khoan lớn thì L
t
thể hiện mức độ phân bố đồng đều năng lợng nổ trong khối đá.
Khi tăng L
t
thể hiện mức độ phân bố đồng đều năng lợng nổ trong khối đá. Khi tăng L
t
thì
bán kính vùng đập vỡ tăng lên, giảm đợc chỉ tiêu thuốc nổ. Để đảm bảo hiệu quả nổ thì:
L
t

(31ữ35).d
k
.
2.2.2.10. Hệ số khoảng cách giữa các lợng thuốc nổ, m.
Khi nổ mìn hai hay nhiều lợng thuốc nổ đồng thời cạnh nhau, chất lợng đập vỡ không
chỉ phụ thuộc vào thống ố của mỗi lợng thuốc nổ riêng biệt mà còn phụ thuộc vào tác dụng t-
ơng hỗ giữa các lợng thuốc. Nếu m = a/w
ct
nhỏ quá sẽ tồn tại vùng ứng suất giảm, giảm chất
lợng đập vỡ. Ngợc lại nếu m lớn quá sẽ làm cho mặt tầng không bằng phẳng.
Chọn m cần dựa vào tính chất đất đá, phơng pháp nổ, chọn m hợp lý có ý nghĩa
lớn trong việc nâng cao chất lợng đập vỡ.
Giá trị của m khi nổ đồng thời thờng bằng 0,8ữ1, khi nổ vi sai m = 0,9ữ1,3.
2.2.2.11. Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan trên tầng:
Việc bố trí mạng lỗ khoan có ảnh hởng tới chất lợng đập vỡ và hiệu quả nổ. Tuy
nhiên cơ sở của nó ra sao và sơ đồ nào là tối u thì cha có cơ sở xác định. vấn đề đặt ra là
phải nghiên cứu tìm ra ảnh hởng của việc phân bố các lợng thuốc nổ trong khối đá đến
quá trình phá huỷ, từ đó chọn đợc sơ đồ bố trí các lợng thuốc nổ hợp lý nhất đảm bảo sử
dụng tối đa năng lợng nổ để đập vỡ. Việc bố trí mạng tam giác đều do sử dụng bán kính
vùng đập vỡ hợp lý nên tăng đợc thể tích vùng đập vỡ so với mạng ô vuông là 30%. Hơn
nữa điều kiện làm việc của lợng thuốc nổ đợc cải thiện vì năng lợng nổ đợc phân phối trên
khoảng cách đều nhau, điều này rất quan trọng trong điều kiện đất đá có cấu trúc phức tạp
khó nổ. Khi nổ mìn vi sai mạng tam giác đều sẽ thủ tiêu vùng ứng suất thấp (nếu sử dụng
mạng ô vuông với sơ đồ vi sai qua hàng thì vẫn tồn tại vùng ứng suất này). Nh vậy dùng
mạng tam giác đều là hợp lý hơn cả (hình.2.3).
20
B
C
D
A

A
B
C
D
a
b
a: Mạng ô vuông, b: Mạng tam giác đều.
Hình 2.3 Sơ đồ xác định vùng đập vỡ tơng ứng với
2.2.2.12. ảnh hởng của vị trí điểm khởi nổ:
Vị trí điểm khởi nổ cũng có ảnh hởng đáng kể đến chất lợng đập vỡ bởi các lý do
sau:
- Khi điểm kích nổ ở phía trên (kích nổ từ trên xuống): Mặt của trờng sóng ứng
suất nén phát triển từ mép của lợng thuốc nổ đến mặt tự do và dọc theo lợng thuốc. Mặt
sóng phản xạ kéo sẽ xuất hiện ở phần tầng phía trên sớm hơn, vì vậy đất đá sẽ bị phá huỷ
từ trên xuống. điều này tác động không tốt tới chất lợng đập vỡ vì thời gian tác dụng nổ
ngắn hậu xung về phía sau lợng thuốc nổ tăng gây khó khăn cho khoan nổ lần sau.
- Kích nổ từ dới lên (điểm kích nổ ở phía dới): Mặt của trờng sóng ứng suất nén
phát triển từ mép dới lợng thuốc nổ ra phía chân tầng và dọc theo lợng thuốc nổ lên phía
miệng lỗ khoan. với chiều cao tầng bình thờng mặt sóng ứng suất nén đặt tới chân tầng
sớm hơn so với mép tầng trên, vì vậy mặt sóng ứng suất kéo cũng đều đặn hơn. Hơn nữa
thời gian tác dụng nổ kéo dài hơn, phần chân tàng phá huỷ tốt hơn vì ứng suất phát sinh
mạnh và có hớng phá thuận lợi.
2.2.3. ảnh hởng của loại thuốc nổ sử dụng:
Mỗi loại thuốc nổ có đặc tính năng lợng nổ khác nhau, khi nổ chúng tạo ra xung
nổ có dạng khác nhau, chính xung nổ sẽ làm hình thành một trờng ứng suất trong đất đá.
Với mỗi loại đất đá sẽ cần một xung lực nổ tơng ứng với mỗi loại thuốc nổ nào đó để hiệu
quả đập vỡ cao nhất. Ví dụ trong đất đá kiên cố, dòn thì cần xung lực nổ dạng nhỏ hơn.
Nhng thời gian kéo dài. Để tạo ra xung nổ dạng thứ nhất cần dùng thuốc nổ có sức công
phá, tốc độ kích nổ lớn, mật độ dầy. Còn để tạo ra xung nổ dạng thứ hai cần dùng thuốc
nổ dạng hạt, tốc độ kích nổ trung bình, nhiệt lợng nổ trung bình và thấp.

21
Nh vậy việc lựa chọn thuốc nổ phù hợp với đất đá mỏ là vấn đề rất quan trọng, vừa
đảm bảo chất lợng đập vỡ, vừa đem lại hiệu quả cao cho công tác mỏ.
2.2.4. ảnh hởng của các phơng pháp nổ mìn.
Đây là yếu tố quan trọng có tính chất quyết định đến chất lợng và hiệu quả nổ
mìn. Các phơng pháp khác nhau sẽ cho chất lợng đập vỡ và hiệu quả khác nhau. Sở dĩ nh
vậy là vì mỗi phơng pháp có mức độ sử dụng năng lợng nổ nhất định vào mục đích phá đá
bằng cách điều khiển về kết cấu không gian của các lợng thuốc nổ hoặc về giãn cách thời
gian nổ giữa các lợng thuốc.
Để đạt đợc mục đích nâng cao hiệu quả công tác nổ mìn cần phải nghiên cứu các ph-
ơng pháp nổ mìn nhằm làm cho năng lợng của chất nổ tác dụng tối đa vào đập vỡ đất đá.
Trên cơ sở thực tế sử dụng để mang lại hiệu quả cao trong công tác nổ mìn tác giả
xin nghiên cứu 2 phơng pháp nổ mìn sau:
+ Phơng pháp nổ mìn tức thời - lợng thuốc nạp liên tục.
+ Phơng pháp nổ mìn vi sai lợng thuốc nạp liên tục.
2.2.4.1. Phơng pháp nổ mìn tức thời.
Đây là phơng pháp nổ đồng loạt các lợng thuốc nổ đặt trong các lỗ khoan.
Khi nổ mìn tức thời trên tầng thì chỉ có 1 hàng lỗ khoan ngoài cùng là có hai mặt
tự do(mặt sờn tầng và mặt tầng), còn các hàng trong đều ở trạng thái bí mặt t do (một mặt
tự do), vì vậy tác dụng đập vỡ do sóng phản xạ kéo là không đáng kể. Điều đó làm giảm
hiệu quả đập vỡ, các thông số nổ mìn phải thu hẹp. Do các hàng trong ví mặt t do nên
phải tăng chi phí thuốc nổ nên từ 15
ữ
20% vì vậy làm tăng chi phí khoan nổ mìn. Mặt
khác luôn tồn tại các vùng ứng suất giảm nên chất lợng đập vỡ kém. Thời gian khối đá ở
trạng thái ứng suất rất ngắn, khối đá ở trong chế độ chịu tải nổ một lần do đó chất lợng
đập vỡ kém, sóng chất động và đá bay lớn.
2.2.4.2. Phơng pháp nổ mìn vi sai.
Là phơng pháp nổ thứ tự từng lợng thuốc hoặc từng nhóm lợng thuốc với khoảng
thời gian giãn cách rất nhỏ tính bằng phần nghìn giây.

Đây là phơng pháp nổ mìn có hiệu quả cao với thời gian tác dụng nổ kéo dài, tăng
số lần đặt tải nổ, tạo ra mặt t do mới và tạo ra sự đập vỡ phụ khi đất đá dịch chuyển.
Cơ sở lý thuyết của phơng pháp nổ mìn vi sai nh sau:
Khi nổ lợng thuốc I trờng ứng suất mà nó sinh ra trong khối đá mà lợng thuốc nổ
thứ II đảm nhiệm còn đang tồn tại thì lợng thuốc nổ thứ II nổ, vì vậy tạo ra sự giao thoa
cộng hởng ứng suất giữa hai lợng thuốc nổ I và II, làm kéo dài thời gian tác dụng nổ. Mặt
22
khác tác dụng mang đặc trng xung lực, đất đá ở trong chế độ chịu tải trọng xung nhiều sẽ
đợc đập vỡ dễ dang hơn. Tuy nhiên để có sự giao thoa sóng ứng suất thì thời gian vi sai
rất nhỏ ( vài
0
/
00
giây).
Tác dụng nổ vi sai phát huy hiệu quả theo quan điểm tạo ra mặt tự do phụ của lợng
thuốc nổ trớc cho lợng thuốc nổ sau. Mặt tự do mới làm phát sinh sóng phản xạ kéo ở
khối đá do lợng thuốc nổ sau đảm nhiệm tạo điều kiện phá huỷ thuận lợi và cờng độ phá
huỷ tăng lên.
Lý thuyết và thực nghiệm: khi nổ khối đá có càng nhiều mặt tự do thì thể tích phá
huỷ của lợng thuốc nổ càng tăng lên. Nổ mìn vi sai tạo ra nhiều mặt tự do phụ mà có thể
tăng mạng thông số nổ, giảm chỉ tiêu thuốc nổ mà chất lợng đập vỡ vẫn đảm bảo. Theo
quan điểm tạo ra mặt tự do phụ thì thời gian vi sai lớn hơn (khoảng vài chục
0
/
00
giây).
Ngoài ra khi nổ mìn vi sai còn tạo ra sự va đập phụ giữa các khối đá dịch chuyển
với hớng và tốc độ khác nhau. Tác dụng va đập phụ làm tăng đáng kể mức độ đập vỡ khi
dùng các sơ đồ vi sai phù hợp.
Với những lý do trên mà phơng pháp nổ mìn vi sai u việt hơn hẳn so với phơng

pháp nổ mìn tức thời, khắc phục đợc các mặt hạn chế của phơng pháp nổ mìn tức thời.
Kết quả là mạng lới lỗ khoan đợc mở rộng, giảm đợc chỉ tiêu thuốc nổ, giảm chấn động
và đá bay, làm tăng chất lợng đập vỡ.
Để phát huy tốt hơn tính u việt của phơng pháp nổ mìn vi sai cần phải xác định
chính xác thời gian vi sai và lựa chọn sơ đồ vi sai phù hợp.
2.2.5. Công tác kinh tế, tổ chức quản lý sản xuất:
2.2.5.1. Tổ chức:
Đây là yếu tố không thể thiếu đợc trong công tác nổ mìn.
Về quy mô bãi nổ: Tăng quy mô bãi nổ thì giảm các chi phí phụ, nhng nó bị hạn
chế khả năng thi công và thời gian cho phép mang nổ.
Muốn tổ chức công tác nổ mìn đạt hiệu quả và an toàn cần phải quan tâm đến các
yêu cầu sau:
+ Kiểm tra năng lực nạp mìn, lấy bua căn cứ vào loại thuốc nổ sử dụng để hớng
dẫn quy trình nhằm đảm bảo mật độ chiều cao cột thuốc và tiến độ nạp mìn.
+ Chuẩn bị mồi nổ và bua, thuốc nổ phải tính toán sao cho an toàn, tiện lợi. Đặc
biệt phải kiểm tra quá trình nạp thuốc và bua đảm bảo hết lợng thuốc và bua đã tính toán.
+ Kiểm tra và đấu ghép mạng nổ theo sơ đồ đã chọn.
2.2.5.2. Kinh tế.
23
Đây là vấn đề quan trọng nó quyết định đến giá thành cuối cùng. Việc lựa chọn
các thông số, chọn loại thuốc nổ và phơng tiện nổ, phơng tiện nạp nổ cơ giới hoá hay thủ
công cũng đều phải dựa vào đơn giá và tính toán kinh tế làm sao đem lại hiệu quả cao
nhất cho từng khâu và cho cả dây truyền sản xuất mỏ.
24
Chơng 3
Nghiên cứu lựa chọn và hoàn thiện
các thông số nổ mìn cho mỏ than cao sơn
Sau khi tìm hiểu công tác nổ mìn của mỏ than Cao Sơn, ta thấy còn nhiều yếu tố cha
phù hợp nên hiệu quả công tác nổ mìn của mỏ cha cao, chi phí cho công tác nổ mìn còn
lớn. Vì vậy yêu cầu đặt ra là phải nghiên cứu lựa chọn các thông số nổ mìn hợp lý để

nâng cao hiệu quả công tác nổ mìn cho mỏ và giảm chi phí bóc đất đá trong khâu nổ mìn.
3.1. lựa chọn phơng pháp nổ mìn.
3.1.1 Lựa chọn phơng pháp nổ mìn.
Nh đã nghiên cứu phân tích trong chơng 2, phơng pháp nổ mìn hiệu quả nhất hiện
nay là phơng pháp nổ mìn vi sai. Đây là phơng pháp nổ mìn tiên tiến nhất đã đợc áp dụng
phổ biến ở các mỏ lộ thiên lớn, nó có nhiều u điểm vợt trội hơn so với các phơng pháp nổ
mìn khác bởi những u điểm sau:
- Có khả năng điều khiển đợc mức độ đập vỡ, nâng cao hệ số sử dụng hữu ích năng
lợng nổ, do tăng thời gian tác dụng nổ trong đất đá, mở rộng vùng đập vỡ có điều kiện.
- Có thể mở rộng mạng lới thông số mà vẫn đảm bảo chất lợng đập vỡ do tạo đợc bề
mặt tự do mới, các hàng trong không cần tăng chỉ tiêu thuốc nổ vì vậy giảm đợc chi phí
nổ mìn.
- Có khả năng điều khiển đợc hớng phá đá sao cho có lợi nhất nhờ sơ đồ vi sai và
thời gian vi sai thích hợp. Điều này góp phần nâng cao chất lợng đập vỡ do loại trừ vùng
ứng suất thấp, giảm mô chân tầng, tăng cờng đập vỡ phụ giữa các khối đá khi dịch chuyển
nhờ có sơ đồ vi sai thích hợp.
- Quy mô nổ mìn tăng lên, giảm chi phí phụ, giảm chấn động, giảm hậu xung, đá
văng và sóng đập không khí.
Nhờ những u điểm đó mà bản thiết kế lựa chọn phơng pháp nổ mìn vi sai.
3.1.2. Lựa chọn mạng lỗ khoan.
Qua phân tích và tìm hiểu 2 loại mạng lỗ khoan hình vuông và hình tam giác đều
trong chơng 2 ta thấy: Mạng lỗ khoan tam giác đều có u điểm hơn mạng lỗ khoan hình
vuông, giảm chi tiêu thuốc nổ và nâng cao thông số mạng lỗ khoan vì vậy bản đồ án chọn
mạng lỗ khoan tam giác đều.
25