BÀI 9 kỹ THUẬT nổ mìn TRONG mỏ hầm lò

BÀI 9: KỸ THUẬT NỔ MÌN TRONG MỎ HẦM LÒ
9.1 KHOAN NỔ MÌN KHI ĐÀO LÒ CHUẨN BỊ
9.1.1 Các đặc điểm và yêu cầu khi khoan nổ mìn trong hầm lò
1. Các đặc điểm khi khoan nổ mìn trong hầm lò:
Khi tiến hành công tác đào lò hoặc khai thác khoáng sản trong hầm lò có sử
dụng đồng bộ công tác khoan nổ mìn, ngoài các đặc điểm chung của công tác
khoan nổ mìn, còn có các đặc điểm sau:
- Không gian để thực hiện các thao tác và giải pháp công nghệ bị hạn chế,
thiếu ánh sáng, áp lực tác dụng lên các vì chống lớn …nguy cơ xảy ra sự cố lớn.
- Gương lò có diện tích tiết diện nhỏ, đất đá thường có cấu trúc và tính chất
cơ lý thay đổi; gương thường bị ẩm ướt, có nhiều khí độc, khí nổ (mêtan)…
- Khối lượng thuốc nổ và quy mô vụ nổ nhỏ, thời gian thi công ngắn trong
một chu kỳ tổ chức sản xuất, số mặt tự do ít (nhiều khi chỉ có một) diện tích mặt
thoáng nhỏ.
- Không bị ảnh hưởng và bị tác động trực tiếp của điều kiện khí hậu thời tiết
2. Các yêu cầu khi khoan nổ trong hầm lò:
Công tác khoan nổ mìn phải thỏa mãn các yêu cầu trên cả ba phương diện:
Kỹ thuật, kinh tế và an toàn. Đó là:
- Đất đá sau khi nổ ra phải có kích thước tương đối đồng đều, đống đất đá
gọn phù hợp với các thông số làm việc của các thiết bị trong các khâu công nghệ
sau khoan nổ.
- Giảm tối thiểu tỷ lệ đá quá cỡ, đá treo ở gương và hông lò, đảm bảo được
chất lượng khoáng sản sau khi nổ.
- Sau khi nổ, gương lò phải có tiết diện gần như thiết kế, giữ được độ bền
của đất đá trong khối ở xung quanh đường lò. Nhờ đó giảm được khối lượng các
công tác phụ trợ, đường lò bền vững hơn. Có hệ số sử dụng lỗ khoan lớn nhất .
- Giảm sóng chấn động và sóng đập không khí; Đảm bảo an toàn tuyệt đối
cho người, thiết bị và toàn bộ đường lò. Lượng khí độc sinh ra ít nhất. Chi phí cho
công tác khoan nổ mìn phải nhỏ nhất .

Để đạt được các yêu cầu trên, khi lựa chọn tính toán và tổ chức thực hiện các
giải pháp công nghệ cần lưa chọn một cách tổng quan, tính toán tỷ mỉ chi tiết sát
với điều kiện thực tế. Đồng thời cần phải nghiêm túc tuân thủ theo các quy trình kỹ
thuật, quy phạm an toàn đã được quy định trong QCVN: 02:2008/BCT và quy
phạm an toàn khai thác than diệp thạch trong hầm lò.
9.1.2.Khoan nổ mìn khi đào lò chuẩn bị.
Khi đào lò chuẩn bị có thể đào trong đá, trong than, lò có hình dạng, kích thước
và diện tích tiết diện khác nhau. Tính chất cơ lý, cấu trúc của đất đá ở gương lò thay
đổi theo chiều dài đường lò với các gương lò khác nhau. Điều kiện địa chất thủy văn,
địa chất công trình cũng thay đổi. Do vậy tùy theo điều kiện cụ thể mà lựa chọn các
giải pháp kỹ thuật các công tác khoan nổ cho hợp lý.
1. Nguyên tắc bố trí lỗ khoan:
Khi đào lò chuẩn bị thường chỉ có một mặt tự do. Do đó các lỗ khoan ở trên
gương thường được chia thành ba nhóm (theo hình vẽ 9.1).
A

A-A

A

A-A

B

B

B

B

A
A

B-B
B-B
9-1a. Gương lò tiết diện hình thang
9-1b. Gương lò tiết diện vòm
Hình 9-1. Nguyên tắc bố trí lỗ khoan ở gương lò khi đào lò chuản bị.


- Lỗ khoan tạo rạch (còn gọi là lỗ khoan đột phá): Thường được khoan
nghiêng(đột phá nghiêng) hoặc khoan thẳng góc (đột phá thẳng góc) với gương lò.
Có chiều sâu vượt chu kỳ tiến độ khoan nổ từ 20 - 30cm và được nạp nhiều thuốc
nổ hơn các lỗ khoan khác. Lỗ khoan tạo rạch được nổ đầu tiên nhằm tạo ra mặt tự
do phụ để các phát mìn sau nổ được tốt hơn. Ở gương lò đất đá mềm, diện tích hẹp
thường dùng đột phá nghiêng. Khi đó đất đá văng mạnh có thể phá hỏng các vì
chống sát gương. Ở gương lò đất đá cứng, gương có diện tích lớn có thể dùng đột
phá nghiêng hoặc thẳng góc. Tùy theo diện tích gương, độ cứng và cấu trúc của đất
đá ở gương mà lựa chọn phương pháp tạo rạch có hiệu quả, cấu tạo các lỗ khoan
tạo rạch ở bảng 9 - 1.
Bảng 9 -1. Cấu tạo các loại lỗ khoan tạo rạch
- Phía cuối lỗ khoan tập trung vào trục của
đường lò, tạo thành khối tháp ở phần trung
tâm của gương lò.

Rạch hình tháp

- Dùng trong đất đá cứng đồng nhất hoặc đất
đá phần lớn có độ cứng khác nhau nhưng với
các lớp dốc đứng.

- Lỗ khoan được tạo thành ở trung tâm của
gương lò nêm thẳng đứng
- Dùng trong đất đá đồng nhất, và trong đất
đá có khe nứt đứng, trong các lò có chiều cao
rộng không lớn.

Rạch nêm

ngđứng

- Lỗ khoan được tạo thành ở trung tâm của
gương lò nêm thẳng ngang
- Dùng trong đất đá đồng nhất, và trong đất
đá có khe nứt ngang, trong các lò có chiều
cao rộng không lớn.

Rạch nêm

ngang

- Lỗ khoan được tạo thành ở nền tầng của lò
nêm ngang
- Dùng trong đất đá có nứt nẻ thành lớp khi

Rạch nêm phía dưới


phá vỡ theo các kẽ nứt nẻ.

- Lỗ khoan được tạo thành ở phía nóc của

gương lò nêm ngang
- Dùng trong đất đá có nứt nẻ thành lớp khi
phá vỡ theo các kẽ nứt nẻ.

Rạch nêm phía trên
- Các lỗ khoan tạo thành nêm đứng ở bên
hông của gương lò.
- Dùng trong các lớp đất đá dốc đứng khi đào
lò song song.

Rạch bên hông

- Các lỗ khoan được bố trí ở vị trí khác nhau,
sao cho hình chiếu của nó trên mặt bằng cắt
nhau.
- Đào trong lò xuyên vỉa trong than hoặc
trong than với đất đá tơi xốp

Rạch cái kéo

- Các lỗ khoan bố trí song song với nhau và
thảng góc với mặt của gương lò.
- Trong đất đá đồng nhất có độ cứng trung
bình và trên trung bình. Trong các đường lò
có tiết diện không lớn.
Rạch lăng trụ
- Các lỗ khoan bố trí song song với nhau
trong một hang ngang hoặc đứng. Nạp thuốc
cách lỗ khoan.
- Trong đất đá đồng nhất có độ cứng trung

bình và trên trung bình. Trong các đường lò
có tiết diện không lớn.
Rạch rãnh khe


- Lỗ khoan khấu (còn gọi là lỗ khoan phá): Thường được khoan thẳng góc với
gương, đôi khi khoan nghiêng. Được nổ sau lỗ khoan đột phá, để mở rộng thể tích
đất đá bị phá vỡ ở trên gương.Với các gương lò diện tích tiết diện nhỏ, đất đá mềm
có thể có ít hoặc không có lỗ khoan này. Ngược lại với gương lò diện tích tích tiết
diện lớn, đất đá cứng có rất nhiều lỗ khoan phá và nó phá phần lớn đất đá ở trên
gương. Do đó nó được bố trí đều trên diện tích của gương .
- Lỗ khoan tạo biên: Thường được khoan nghiêng ra biên của gương một
góc 70- 850. Được khoan vượt biên từ 100-150 mm trong đất đá cứng, chạm biên
trong đất đá mềm. Nó được nổ sau cùng để sau khi nổ đường lò có tiết diện gần
như thiết kế. Do vậy thường được bố trí vào các điểm đặc biệt của gương hoặc
nghiêng vuông góc với đường biên, đường lối các tâm miệng lỗ khoan tạo thành
tiết diện đặc trưng của gương lò. Miệng lỗ khoan cách biên từ 15- 20 cm. Các lỗ
khoan biên ở phía nền thường được khoan vượt nền 15-20 cm để sau khi nổ nền lò
tương đối bằng phẳng thuận tiện khi đặt đường vận tải (ray, máng cào).
2. Xác định các thông số khoan nổ:
a. Xác định số lỗ khoan ở trên gương: N, lỗ.
Số lỗ khoan ở trên gương phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Diện tích tiết diện, độ
kiên cố của đất đá, chỉ tiêu thuốc nổ, đường kính lỗ khoan, chiều sâu lỗ khoan …có
rất nhiều công thức xác định.
- Theo Prôtôđiacônốp: Công thức gần đúng: N = 2,7 f .S , lỗ

(8-1)

2

1 

 lỗ,
Công thức chính xác: N = S .n = S  0,2 f +
S


(8-2)

Trong đó:
f- Độ kiên cố của đất đá ở gương.
S- Diện tích tiết diện của gương lò, m 2 (được xác định theo các kích thước
hình học của tiết diện gương).
n- Số lỗ khoan đơn vị; lỗ/ m2, phụ thuộc diện tích tiết diện S và độ kiên cố f
- Theo Pocrốpski: Số lỗ khoan trên gương được xác định theo yêu cầu nạp
hết thuốc nổ. Như đã biết, lượng thuốc nổ trong một chu kỳ nổ được xác định:
QC = qt. S. lc.

(8-3)


Mặt khác: Qc = γ .N .Lk

(8-4)

Vì chiều sâu lỗ khoan nhỏ, góc nghiêng lỗ khoan lớn, có thể coi Lk = Lc
q .S

Từ (9-3) và (9-4) có: Qc = γt , lỗ

(8-5)

Trong đó:
qt – Chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, kg/m3.
γ - Lượng thuốc nạp được trên 1m suốt chiều dài lỗ khoan, kg/m.
γ = a.P = a.
a=

π .d 2
.∆ t = a.0,785d 2 .∆ t , kg/m
4

(8-6)

Lt
, Hệ số nạp thuốc (hệ số lấp đầy lỗ khoan), a = 0,4 ÷ 0,7
Lk

P = 0,785d 2 .∆ t - Lượng thuốc nổ nạp được trong 1m lỗ khoan, kg/m.

d- Đường kính lượng thuốc,m: Với bao thuốc: d = db (db đường kính bao thuốc).
∆t - Mật độ nạp thuốc, kg/m3.
Thay (8-6) vào (8-5) ta có:

N=

q t .S
qt .S
1,27 qt .S
=

=
2
2
π .d
a.0,785d .∆ t
a.d 2 .∆ t , lỗ
a.
.∆ t
4

(8-7).

- Theo Ibraép: Số lỗ khoan được xác định có tính đến ảnh hưởng của loại lò,
loại thuốc nổ và đường kính lượng thuốc:
N = 41S

f − a. S
, lỗ
d b .b

Trong đó: a - Hệ số phụ thuộc vào loại lò:

(8-8)

Lò bằng a = 0,23 ÷ 0,3
Giếng đứng : a = 0,12 ÷ 0,15

b - Hệ số phụ thuộc loại thuốc nổ sử dụng: Đi na mít b = 1,2 ÷ 1,6
Amônít b = 0,8 ÷ 1,0
- Số lỗ khoan trên gương có thể tra theo bảng 9-2

Bảng 9-2:Số lỗ khoan đơn vị phụ thuộc vào tiết diện S và độ kiên cố f
H.số
f
2
4
5
6

2
2,64
2,78
2,92
3,07

3
2,51
2,65
2,79
2,93

4
2,37
2,51
2,65
2,78

5
2,29
2,37
2,51

2,55

Diện tích tiết diện S, m2
6
7
8
9
2,09 1,96 1,82 1,68
2,23 2,11 1,96 1,82
2,39 2,23 2,09 1,95
2,51 2,37 2,23 2,09

10
1,55
1,68
1,81
1,95

12
1,55
1,68
1,81
1,95

13
1,50
1,63
1,76
1,90

14
1,50
1,60
1,70
1,30


8
10
15
20

3,35
3,63
4,33
5,04

3,21
3,59
4,19
4,89

3,00
3,25
4,04
4,73

2,92
3,20
3,89

4,58

2,78
3,05
3,74
4,42

2,64
2,91
3,59
4,27

2,50
2,77
3,44
4,12

2,35
2,62
3,30
3,96

2,21
2,48
3,14
3,84

2,20
2,35
2,84

3,50

2,15
2,30
2,70
3,35

2,05
2,20
2,55
3,19

- Số lỗ khoan trên gương có thể được xác định theo khả năng chứa thuốc của
lỗ khoan khi đã chọn hệ số nạp thuốc và biết chiều dài lỗ khoan, đường kính lượng
N=

thuốc:

Qc
, lỗ
ql

(9-9)

Trong đó: ql - Lượng thuốc nổ chứa được trong một lỗ khoan, kg/lỗ.
ql = a.p.Lk , kg/lỗ
q l = a.

π .d 2
.∆ t .Lk = a.0,785d 2 .∆ t .Lk , kg/lỗ

4

(9-10)

Sau khi xác định được N phải làm tròn tăng, khi đó lượng thuốc thực tế của từng
lỗ sẽ giảm.
* Xác định các nhóm lỗ khoan ở trên gương: Theo nguyên tắc bố trí lỗ khoan
trên gương thì các lỗ khoan được chia thành ba nhóm và được xác định theo hình
dạng, kích thước và diện tích gương, đường kính lượng thuốc và độ cứng của đất
đá:
- Với các lỗ khoan đột phá phụ thuộc vào cấu trúc, độ cứng của đất đá và
phương pháp đột phá lựa chọn: Nđp = 2 ÷ 6 lỗ
- Các lỗ khoan biên: Căn cứ vào hình dạng kích thước tiết diện, thường
xác định số lỗ khoan ở biên ở hông và nóc gọi là lỗ khoan biên trên. Các lỗ
khoan này thường được bố trí và nạp thuốc ít hơn do đất đá dễ bị phá vỡ hơn
và được xác định:
N bt =

( P − B) + 1
b

, lỗ

(9-11)

Trong đó:
P- Chu vi tiết diện đường lò m: P = C S , m
C- Hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện gương;
C = 4 khi tiết diện hình vuông
C = 4,2 khi tiết diện hình thang

C = 3,86 khi tiết diện hình vòm
B- Chiều rộng phía dưới nền lò, m
b- Khoảng cách giữa các lỗ khoan biên trên: b = ( 0,7 ÷ 0,8),m

(9-12 )


- Các lỗ khoan khấu(phá) và biên nền: Nk = N – (Ndf + Nbt), lỗ

( 9-13)

Sau khi xác định sơ bộ số lượng lỗ khoan theo từng nhóm. Việc bố trí
hợp lí các lỗ khoan trên gương được thực hiện trực tiếp trên gương (theo tỉ lệ
bản vẽ). Các lỗ khoan biên thường được ưu tiên bố trí vào các điểm đặc biệt
của biên cách biên từ 15 ÷ 20 cm và nghiêng ra biên 1 góc 80÷ 85 0 với đường
lò có tiết diện vòm, các lỗ khoan được bố trí vòng theo hình dạng của biên
với tỉ lệ 1:2:3:4 khi đường kính lượng thuốc 32mm và 1:3:6 khi đường kính
lượng thuốc 45mm.
b. Đường kính lỗ khoan: dk mm
Đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào diện tích tiết diện, năng suất của các thiết
bị sử dụng, loại chất nổ, tính chất cơ lí của đất đá. Đường kính lỗ khoan là một yếu
tố ảnh hưởng lớn tới mức độ đập vỡ đất đá và khả năng tạo biên đường lò. Do vậy
khi diện tích tiết diện nhỏ nên lựa chọn đường kính lỗ khoan nhỏ. Khi đã lựa chọn
đường kính bao thuốc thì đường kính lỗ khoan được xác định:
dk = db + (3÷5) mm

(9-14)

Hoặc dk = (1,1÷1,15)db mm

(9-15)

Trong đó:
db - Đường kính của bao thuốc nổ sử dụng, mm
Ví dụ: Khi dùng thuốc nổ AH1 có kích thước: 200g x Φ36mm x 200mm thì:
dk = 36 + 4 = 40 mm
c. Chiều sâu lỗ khoan: Lk , m:
Chiều sâu lỗ khoan được xác định dựa theo chu kỳ tiến độ đào lò:
Lks =

Trong đó:

Lc
,m
η

(9-16)

Lc- Chiều sâu tiến độ đào lò, m
η - Hệ số sử dụng lỗ khoan.

Ηệ số sử dụng lỗ khoan là tỉ số giữa chiều sâu tiến độ trong một chu kì nổ
mìn và chiều dài trung bình của lỗ khoan. Hệ số sử dụng lỗ khoan là một chỉ tiêu
đánh giá hiệu quả sử dụng lỗ khoan. Hệ số sử dụng lỗ khoan phụ thuộc vào loại lò
và độ cứng của đất đá: η = η1 x η2
η1 - Hệ số phụ thuộc độ cứng của đất đá:
Đất đá cứng η1= 0,8
Đất đá cứng trung bình η1= 0,9

Đất đá mềm η1= 1,0.
η2 - Hệ số phụ thuộc loại lò:
Lò hạ η2 = 0,8
Lò bằng η2 = 0,9
Lò thượng η2 = 1.
Khi lỗ khoan có góc nghiêng gần bằng 900 có thể lấy Lk gần bằng Lks.
L

Khi lỗ khoan có góc nhỏ thì: Lk = sinksβ , m

( 9- 17 )

d. Góc nghiêng lỗ khoan, β,độ.
Góc nghiêng lỗ khoan được xác định trực tiếp trên các mặt cắt đứng và
ngang, vì các lỗ khoan có hướng chéo trong không gian. Giá trị góc nghiêng của
một lỗ khoan gồm:
+ βđ là góc nghiêng của lỗ được xác định trên mặt phẳng đứng.
+ βng là góc nghiêng của lỗ xác định trên mặt phẳng nằm ngang.
Khi βđ = βng = 900, lỗ khoan đó khoan thẳng góc với mặt phẳng gương lò.
e. Chiều dài cột thuốc, Lt, m
Lt =

ql
ql
=
,m
P 0,785d 2 .∆ t

(8-18)

Có thể xác định chiều dài thuốc nổ Lt dựa theo quy cách tiêu chuẩn của bao
thuốc nổ sử dụng.
Ví dụ: Dùng AH1 có q = 0,3 kg/lỗ thỏi thuốc có quy cách 200g x Φ36mmx200mm thì
Lt = 0,3m.
f. Chiều dài cột bua, Lb m
Phải lấp bua hết chiều dài còn lại của lỗ khoan, chiều dài bua thực tế là:
Lb = Lk – Lt, m
Chiều dài cột bua phải đảm bảo điều kiện kĩ thuật: Lb ≥ 1/3 Lk

(8-19 ):
(8-21).

Khi nổ trong gương lò có khí hoặc bụi nổ chiều dài bua được quy định:
- Với Lk = 0,6÷1m thì Lb≥1/2 Lk, m

(8-22)

- Với Lk > 1m thì Lb ≥ 0,5 m

(8-23)

g. Chỉ tiêu thuốc nổ, qt, kg/m3.


Có nhiều công thức xác định chỉ tiêu thuốc nổ thực tế sử dụng. Các công
thức đều được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm trong điều kiện nhất định. Do vậy
khi sử dụng với điều kiện thực tế cụ thể phải điều chỉnh cho phù hợp. Chỉ tiêu
thuốc nổ thực tế phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tính chất cơ lý của đất đá, diện
tích tiết diện gương, chiều sâu và đường kính lỗ khoan, loại thuốc nổ sử dụng…
xin giới thiệu một số công thức sau:

2

1 

 , kg/m3
+ Theo Prôtôđiacônốp: qt = 0,4e 0,2 f +
S



(8-24)

Hoặc: qt ≈ 0,4e.2,7 f .S ≈ 1,1e f .S , kg/m3,

(8-25)

Với (9-24) sử dụng khi S > 12m2.
Trong đó:
E - Hệ số chuyển đổi thuốc nổ theo khả năng công nổ, e =

525
; (8-26)
P

525 - Khả năng công nổ của thuốc nổ Đinanít 93%.
P - Khả năng công nổ của thuốc nổ thực tế sử dụng
+ Theo Pocropski qt = q1.fc.v.e.kd , kg/m3
Trong đó:

(8-27)

q1- Chỉ tiêu thuốc nổ chuẩn kg/m3 q1=0,1f hoặc tra bảng 9-3
Bảng 9-3: Chỉ tiêu thuốc nổ q1 theo f

f
q1 kg/m3

15-20
1,2÷1,5

10-15
1÷1,1

7-8
0,7÷0,8

4-6
0,4÷0,6

2-3
0,2÷0,3

<2
0,15

fc- Hệ số tính đến cấu trúc của đất đá ở gương , f = 0,8 ÷1,4, đât đá độ dẻo
lớn thì fc=2,0 .
v- Hệ số sức cản của đât đá theo chu vi gương:
V=

6,5
khi có mặt thoáng hoặc Sđ < 18m2.
S

V =1,2 ÷ 1,5 khi có hai mặt thoáng hoặc Sđ >18m2
e - Hệ số chuyển đổi thuốc nổ theo khả năng sinh công; e =
380- Khả năng công nổ của thuốc nổ đinamit 62%
P - Khả năng công nổ của thuốc nổ thực tế sử dụng .
Kđ - Hệ số tính đến ảnh hưởng của đường kính lượng thuốc
Kđ = 1 khi db = 30÷32 mm
Kđ = 1,1 khi db< 30÷32mm
Kđ = 0,95 khi db> 30÷32mm

380
P


Trong thực tế với các điều kiện cụ thể của các mỏ, qua nhiều lần thí nghiệm
đã xác định được chỉ tiêu thuốc thực tế sử dụng, do vậy không cần xác định lại q t
theo các công thức trên
h. Lượng thuốc nổ cho một chu kỳ đào lò: Qc , kg
Qc = qt .V = qt.S.Lc
(8-28)
Trong đó: Lc - Tiến độ đào lò ,m .
Và lượng thuốc nổ cho cả đường lò là: Q= qt.S.L, kg
(8-29)
L: Chiều dài của đường lò cần đào,m.
i. Phân phối lượng thuốc cho các lỗ , ql, kg/lỗ.
Lượng thuốc nổ trung bình của một lỗ : ql =

Qc
, kg/ lỗ
N

(8-30)

N - Số lỗ khoan đã xác định phải bố trí ở trên gương .
Khi đó lượng thuốc nổ được phân phối cho các nhóm lỗ khoan như sau:
+ Lỗ khoan đột phá : qlđ = (1,2÷ 1,25 ) ql kg/ lỗ
(8-31)
+ Lỗ khoan khấu (phá) : qk = ql . kg/lỗ
(8-32)
+ Lỗ khoan biên dưới : qbd = ql kg/ lỗ
(8-33)
+ Lỗ khoan biên trên : qbt = 0,8 ql . kg/lỗ
(8-34)
N

Sau khi phân phối phải kiểm tra theo điều kiện: ∑ q.li = Qc
i =1

(8-35)

3. Lựa chọn phương pháp điều khiển nổ:
Khi đào lò chuẩn bị do thường có một mặt tự do. Diện tích tiết diện hẹp hoặc
rộng, tính chất cơ lý của đất đá phức tạp, thời gian tồn tại của đường lò dài hay
ngắn, lò nguy hiểm khí hay bụi nổ ….mà có thể dùng các phương pháp nổ mặt
nhẵn để tạo biên, nổ đồng loạt hoặc nổ vi sai.
a. Nổ mìn mặt nhẵn:
Là phương pháp nổ tạo nên đường biên của lò sát với thiết kế, giữ được tính

chất bền của đất đá nhờ đó đường lò bền vững hơn. Bản chất của phương pháp là
khoan các lỗ khoan biên gần sát với biên đường lò, giảm khoảng cánh gữa các lỗ
và được nạp thuốc sao cho khi nổ sẽ tách đất đá theo đường nối tâm các lỗ khoan
do có sự giao thoa ứng suất. Để đạt được kết quả tốt có thể dùng chất nổ có đặc
tính năng lượng thấp, để khe hở giữa thành lỗ khoan và thỏi thuốc từ 15÷20 mm
hoặc nạp thuốc phân đoạn và cách ly chất nổ với đất đá phía biên lò bằng các vật
liệu khác.
b. Nổ vi sai:
Trong thực tế sản xuất hiện nay, khi khoan nổ mìn ở lò chuẩn bị thường sử
dụng phương pháp nổ vi sai theo nhóm các lượng thuốc nổ. Do vậy lò có diện tích
mặt thoáng tương đối nhỏ, áp dụng nổ vi sai sẽ có các tác dụng sau:
- Tăng nhanh tiến độ đào lò, giảm thời gian cho công tác nổ. Sử dụng tốt cho
các đường lò nguy hiểm khí hoặc bụi nổ với thời gian khống chế vi sai vừa đủ để ít
thay đổi mật độ và hàm lượng khí, bụi ở gương do phát mìn trước gây ra.


- Giảm được chỉ tiêu khoan và thuốc nổ từ 10 - 20% do sử dụng tốt năng lượng
nổ.
- Tăng được mức độ đập vỡ đất đá do tăng thời gian tác dụng nổ.
- Giảm tác dụng địa chấn, đảm bảo độ bền của đất đá ở hông và nóc lò, đồng
thời tạo nên đường biên tốt hơn, giảm đá treo ở gương và hông lò.
- Tăng được hệ số sử dụng lỗ khoan từ 10 - 15% . Đống đá nổ ra gọn, giảm
khối lượng các công tác phụ trợ, các vì sát gương ít bị hư hỏng.
8.2 KHOAN NỔ MÌN Ở LÒ KHAI THÁC (LÒ CHỢ)
Lò khai thác là lò tiến hành các công nghệ khai thác khoáng sản với khối
lượng lớn, chiều dài đường lò thường được bố trí theo đường hướng dốc. Tùy theo
điều kiện tự nhiên, sản trạng của vỉa mà thiết kế lò khai thác có các thông số khác
nhau. Do vậy khi khoan nổ mìn ở lò khai thác có thể theo đoạn ngắn, theo đoạn dài
hoặc suốt chiều dài lò hoặc ở lò chân khay, lò có máy đánh rạch…
8.2.1 Bố trí lỗ khoan ở trên gương.

Các lỗ khoan thường bố trí từ 1, 2, 3 hàng tùy theo chiều dày vỉa (chiều cao
lò chợ) và độ cứng của than.
- Vỉa dày m < 1,3 m thì bố trí một hàng ở giữa.
- Vỉa dày 1.3 < m < 2,1 thì bố trí hai hàng, một hàng nóc một hàng nền.
- Vỉa dày m > 2,1 m thì bố trí ba hàng.
Các lỗ trong hàng được bố trí so le nhau, hàng trên có thể thưa hơn hàng
dưới 1,5 lần do liên kết của than và đá nóc kém. Các lỗ thường bố trí nghiêng về
phía nóc và nền, phía nền khoan chạm nền để sau khi nổ nền lò tương đối bằng
phẳng (hình 8-2)
A
B

B
A-A
A
B-B

8-2a. Theo chiều dài lò
chợ
C

N

8-2b. Theo đoạn chiều dài lò
chợ
C

Theo N
C-C
8-2c. Theo đoạn chiều dài lò

8-2e. Lò chợ có máy đánh
rạch
8-2d. Lò chợ bậc chân khay
Hình 8 -2: Sơ đồ bố trí lỗ khoan ở trên gương ở lò khai thác
8.2.2. Xác định các thông số khoan nổ.
1. Số lỗ khoan bố trí trên gương:
Do diện tích ở gương lớn hơn ở lò chuẩn bị, nên số lỗ khoan bố trí ở gương
lò chợ thường được xác định theo khả năng nạp hết thuốc:
Nt =

Trong đó:

Qc
ql

(9-36)

Qc- lượng thuốc nổ trong một đợt nổ, kg.
ql- lượng thuốc nổ nạp được trong một lỗ khoan, kg/lỗ.
ql = a.P.Lk, kg/lỗ
(9-37)
a- hệ số nạp thuốc, a = 0,3 ÷ 0,5
Lk =

Lc
,m
η

(9-38)

η- Hệ số sử dụng lỗ khoan, η=0,8÷0,9.
L c- Chiều sâu tiến độ khai thác lò chợ, m. L c= 0,9 – 1,2m, thường lấy
L c = 1m.Được xác định trong hộ chiếu khai thác lò chợ.
Khi xác định được Nt làm tròn thành N với N > Nt.
Khoảng cách các lỗ ở trên gương:
- Khi nổ một hàng: a =

L
,m
N

(9-39)


L

L

- Khi nổ hai hàng: a1 = N , m và a2 = N , m
1
2

(9-40).

Với N1 + N2 = N.
Khoảng cách a có thể lấy a = 0,7 ÷ 1,2m tùy theo số lượng lỗ, độ cứng của than.
2. Lượng thuốc nổ cho một đợt nổ: Qc, kg.
Qc=qch.V=Qc.h.L.Lc,kg

(9-41).
Trong đó: h- Chiều cao lò chợ, m.
L- Chiều dài lò chợ tiến hành nổ mìn, m.
Lc- Tiến độ khai thác, m.
qc - Chỉ tiêu thuốc nổ: qch; kg/m3.
Khi nổ có một mặt tự do, diện tích gương hẹp thì qch = qđl.
Khi nổ có hai mặt tự do, chỉ tiêu thuốc nổ giảm qch = (0,7 ÷ 0,8)qđl.
Nếu than mềm yếu, lò có máy đánh rạch thì qch = 0,33qđl.
Các thông số khác như góc nghiêng lỗ khoan, đường kính lỗ khoan, chiều dài
cột thuốc, chiều dài cột bua được xác định tương tự như đào lò chuẩn bị.
8.3 KHOAN NỔ MÌN KHI ĐÀO GIẾNG ĐỨNG.
8.3.1. Khái quát chung:
- Giếng đứng thường được đào qua nhiều lớp đất đá có độ kiên cố và điều
kiện địa chất khác nhau do vậy khoan nổ mìn ở gương lò giếng đứng rất đa dạng và
phức tạp.
- Khi đào giếng đứng, ở gương giếng thường có nhiều nước xung quanh và trên
mặt mỏ thẩm thấu vào, nên gây nhiều khó khăn cho công tác khoan nổ.
- Việc vận chuyển đất đá sau khi nổ mìn lên trên mặt đất, không liên tục và
phức tạp vì phải dùng trục tải để vận chuyển đất đá, nên có ảnh hưởng rất lớn đến
việc tính toán lựa chọn các thông số khoan nổ vv...
8.3.2. Phương pháp bố trí lỗ khoan ở gương giếng đứng:
Ở gương lò giếng đứng thông thường người ta dùng hai phương pháp đột phá
chủ yếu là: đột phá hình chóp và đột phá hình trụ. Nếu đất đá rất cứng thì có thể
đột phá nhiều bậc.


a, Đột phá hình chóp

b, Đột phá lăng trụ

c, Đột phá nhiều bậc

Hình 8-3. Sơ đồ bố trí lỗ khoan ở giếng đứng
- Đột phá hình chóp: Tập trung được sức nổ, nhưng khi nổ đất đá tung lên cao
(Phải nâng dàn công tác lên), phải di chuyển máy khoan phức tạp vì khi khoan sâu
miệng lỗ khoan cách xa nhau.
- Đột phá lăng trụ: ở giữa khoan một lỗ khoan lớn hơn hoặc các lỗ khoan ở
giữa không nạp thuốc và song song với nhau, nó khắc phục được nhược điểm của
đột phá hình chóp.
- Đột phá nhiều bậc, áp dụng khi đất đá rất cứng.
8.3.3. Tính toán các thông số khoan nổ
1. Chỉ tiêu thuốc nổ.
Có thể tính theo các công thức thực nghiệm hoặc tra bảng 8-4.
Bảng 8-4. Chỉ tiêu q theo chiều sâu lỗ khoan và f
Lk (m)
1.5 – 2.5
2.5 – 3.5
3.5 – 4.5

F=3-6
0.6 – 0.9
0.9 – 1.2
1.2 – 1.5

F = 7 - 20
0.9 – 1.2
1.1 – 1.5
1.3 – 1.8

2. Lượng thuốc nổ cho một chu kỳ.

Q = q.V = q.S.Lk; (Kg)
Trong đó: Lk - Chiều sâu lỗ khoan.
3. Lượng thuốc nổ cho một lỗ khoan.
ql = a.Lk.P; Kg
Và được phân phối như khi đào lò chuẩn bị.
Q

4. Số lỗ khoan. N = q ; (Lỗ )
L
5. Chiều sâu lỗ khoan.
- Chiều sâu lỗ khoan ở giếng đứng phụ thuộc vào:
+ Tính chất cơ lý của đất đá
+ Lưu lượng nước ngầm chảy vào giếng.
+ Kích thước của gương.

Ghi chú

(8-42)

(8-43)
(8-44)


+ Loại máy khoan, choòng khoan, máy xúc bốc, đường kính lỗ khoan.
+ Phương pháp tổ chức thi công.
- Trong thực tế chiều sâu lỗ khoan thường lấy:
f = 5 ÷ 9 thì Lk = 2÷ 5m
f = 10 ÷ 20 thì Lk = 2 ÷ 2.5m
6. Các thông số khác.
- Đường kính lỗ khoan

- Góc nghiêng lỗ khoan
.
- Chiều dài nạp thuốc, nạp bua
Xác định như khi đào lò
8.3.4. Biện pháp an toàn nổ mìn ở giếng đứng.
- Khi đào và đào sâu thêm giếng đứng chỉ được nổ mìn bằng điện hoặc bằng dây
nổ. Người khởi nổ các phát mìn phải ở trên mặt đất hoặc ở mức đang khai thác
trong các lò có gió sạch đi qua.
- Chỉ được làm mìn mồi trên mặt đất cách miệng giếng > 50m, khi đào sâu thêm
giếng cho phép làm mìn mồi ở một cúp của khu vực đang khai thác.
- Phải dùng thùng trục để đưa các bao mìn mồi xuống giếng và phải để trong các
hòm chuyên dùng.
- Mạng điện nổ mìn trong gương giếng đứng phải được lắp ráp theo kiểu anten.
Các cọc để đặt dây anten phải đủ chiều cao để nước thoát ra, anten không bị ngập.
- Đường dây chính của mạng điện nổ mìn phải dùng loại cáp điện chịu nước.
- Cấm dùng các kíp điện có dây dẫn < 2,5m và vỏ cách điện không chịu nước.
- Chỉ được lắp ráp mạng điện khi tất cả công nhân đã rời khỏi giếng.
- Trong thời gian nạp mìn cấm làm các việc khác tại sàn công tác.
8.4. AN TOÀN NỔ MÌN Ở HẦM LÒ
8.4.1. Nổ mìn trong lò bằng và lò nghiêng ( < 300).
- Trước khi bắt đầu nạp mìn, tất cả các công nhân trong khu vực phải rút ra
nơi an toàn. Chỗ an toàn là các đoạn lò được chống giữ chắc chắn, phải được thông
gió bình thường, tránh được đá văng.
- Khi nổ mìn ở lò chợ dài 30m độ dốc đến 20 0 cho phép mọi người không
phải rút khỏi lò chợ, nhưng phải đến chỗ cách nơi nổ mìn > 30m về hướng ngược
với chiều đi của khí độc sinh ra khi nổ mìn. Trong trường hợp độ dốc của lò chợ từ
20 ÷ 300 cho phép áp dụng quy định trên, nhưng trong một đợt nổ không được
dùng quá 3kg thuốc nổ và phải có biện pháp ngăn vật liệu tự xô xuống phía dưới
khi nổ mìn.

- Việc nổ mìn ở gương lò sắp thông nhau và các lò nối nhau phải theo các
quy định sau:
+ Kể từ lúc hai gương lò còn cách nhau 20m thì trước lúc nạp mìn ở một
trong hai gương, tất cả mọi người phải rút ra khỏi hai gương đến nơi an toàn đặt
trạm gác cấm người vào gương nổ mìn và gương đối diện.
+ Khi từ khoảng cách này cho tới hai gương thông nhau, việc nổ mìn ở mỗi
gương phải tiến hành vào các thời điểm khác nhau. Khi đó phải xác định chính xác
khoảng cách còn lại giữa hai gương.
+ Kể từ lúc hai gương còn 7m, chỉ được tiến hành công tác ở một gương và
nhất thiết phải khoan một lỗ khoan thăm dò có chiều sâu lớn hơn chiều sâu của lỗ
khoan 1m trở lên.
+ Khi nổ mìn ở lò nối phải đo chính xác khoảng cách còn lại của trụ than.
Khi chiều dài của trụ còn lại 7m thì tất cả mọi người ở chỗ lò sẽ thông nhau và
gương độc đạo của lò đều phải rút ra nơi an toàn.
+ Khi nổ mìn ở gương của một trong hai lò đào song song và cách nhau 20m
thì mọi người ở gương thứ hai phải rút ra nơi an toàn.
- Cấm nổ mìn nếu trong khoảng 20m kể từ chỗ nổ đi ra ngoài còn có đất đá
chưa xúc hết, các toa xe, đồ vật chiếm > 1/3 tiết diện ngang của lò, cản trở việc
thông gió và lối rút ra nơi an toàn của thợ mìn.
- Cấm nạp và nổ trong gương lò mà có khoảng chưa chống lớn hơn quy định
trong hộ chiếu chống lò, hoặc khi vì chống ở gương đã bị hư hỏng.
- Trong các lò nghiêng có độ dốc > 30 0 chỉ được nổ mìn bằng dây nổ hoặc
bằng điện. Việc khởi nổ phải được tiến hành từ nơi an toàn.
8.4.2. Nổ mìn trong hầm lò có khí hoặc bụi nổ
Khi nổ mìn ở Mỏ hầm lò có nguy hiểm về khí hoặc bụi nổ ngoài việc thực
hiện các quy định an toàn khi nổ mìn trong hầm lò, phải thực hiện thêm các quy
định sau:
+ Trước khi nạp mìn, lò phải được củng cố chắc chắn cử người gác ở vị trí
quy định, những người không có nhiệm vụ phải ra vị trí an toàn.

+ Các gương lò phải được thông gió liên tục bằng luồng gió sạch, nếu là
gương lò độc đạo phải được đo khí trong khoảng 3m từ gương ra, nếu hàm lượng
CO2, CH4 lớn hơn 0,5% thì cấm nạp mìn.
+ Sử dụng thuốc nổ an toàn dạng thỏi, hoặc thuốc nổ có vỏ bọc an toàn và
các phương tiện nổ không phát ra lửa.


+ Kíp điện, máy nổ mìn, dụng cụ đo điện trở phải là loại chuyên dùng.
- Khi khấu các trụ than phía trên lò dọc vỉa thông gió đồng thời với việc khai
thác ở lò chợ phân tầng dưới thì việc nổ mìn đào các lò chuẩn bị để khấu trụ than
chỉ được tiến hành vào thời gian ngừng mọi công việc ở lò chợ và mọi người phải
ra nơi an toàn.
- Cho phép dùng kíp vi sai cùng với kíp nổ tức thời để nổ mìn trong các
gương than, vừa than vừa đá với các điều kiện sau:
+ Các gương than của lò chuẩn bị hẹp thì toàn bộ phát mìn phải được nổ
trong một đợt.
+ Khi chiều rộng gương > 5m cho phép nổ làm hai đợt (Chia theo chiều
rộng gương) nhưng chỉ nổ tiếp đợt hai khi đã được xúc dọn hết than ở gương
khi nổ lần một.
+ Thời gian chậm tối đa của các kíp vi sai (tính cả độ chậm sai số) không
vượt quá 135ms.
- Các gương lò chỉ đào trong đá khi hàm lượng CH 4 < 1% và hoàn toàn
không có bụi than thì có thể dùng kíp điện tức thời, kíp vi sai để nổ mìn. Khi đó
thời gian chậm tối đa của kíp điện vi sai (Có tính cả độ chậm sai số) không vượt
quá 195ms.
- Cấm dùng các kíp nổ chậm trong các gương lò than và gương lò than lẫn đá.
- Chiều sâu tối thiểu của lỗ khoan trong than và trong đá không được nhỏ hơn
0,6m. Khi trong gương lò có một số mặt tự do thì khoảng cách từ một điểm bất kỳ
của phát mìn đến bề mặt tự do gần nhất không được nhỏ hơn 50cm trong than và
30cm trong đá. Cấm nổ các phát mìn không nạp bua. Chiều dài nút bua quy định

như sau:
+ Khi chiều dài lỗ từ 0,6 ÷ 1,0m thì lb ≥ 1/2.Lk.
+ Khi chiều dài lỗ > 1m thì Lb ≥ 0,5 m
- Khoảng cách tối thiểu giữa các phát mìn khi nổ lỗ nhỏ:
+ Không nhỏ hơn 0,6m khi nổ trong than.
+ Không nhỏ hơn 0,3m khi nổ trong đất đá có f ≥ 7
+ Không nhỏ hơn 0,45 m khi nổ đất đá có f < 7
- Trong hầm lò cấm nổ mìn ốp.