Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn ở các mỏ khai thác đá vật liệu xây dựng quy mô vừa và nhỏ trong tỉnh phú yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN HOÀNG HẢI

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHẰM NÂNG CAO
HIỆU QUẢ NỔ MÌN Ở CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG
QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ TRONG TỈNH PHÚ YÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN HOÀNG HẢI

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHẰM NÂNG CAO
HIỆU QUẢ NỔ MÌN Ở CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ VẬT LIỆU
XÂY DỰNG QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ TRONG TỈNH PHÚ YÊN

NGÀNH: KHAI THÁC MỎ
MÃ SỐ: 60520603

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS.TS. Nhữ Văn Bách

HÀ NỘI - 2013


1
LỜI CAM ĐOAN

Sau gần 2 năm học tập tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp
kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn ở các mỏ khai thác đá vật liệu xây
dựng quy mô vừa và nhỏ trong tỉnh Phú Yên” làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
Đến nay tơi đã hồn thành xong đề tài, đây là kết quả nỗ lực của bản thân và
được sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của GS.TS. Nhữ Văn Bách, Bộ môn
Khai thác lộ thiên, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội.
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, được xuất
phát từ những yêu cầu thực tế để hình thành hướng nghiên cứu. Các số liệu có
nguồn gốc rõ ràng, trung thực, tuân thủ đúng nguyên tắc và chưa được công
bố trong bất kỳ một cơng trình nào./.

Hà Nội, ngày 05 tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Hải


2
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ 01
MỤC LỤC ........................................................................................................... 02
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................... 03
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. 04

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................. 05
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 06
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC ĐÁ LÀM VẬT
LIỆU XÂY DỰNG TRONG TỈNH PHÚ YÊN.................................................. 09
1.1. Thực trạng khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở các mỏ trong tỉnh Phú
Yên....................................................................................................................... 09
1.2. Đánh giá tiềm năng phát triển ngành khai thác đá xây dựng trong vùng..... 17
1.3. Vài nét về công nghệ nổ mìn trong khai thác đá làm vật liệu xây dựng...... 20
CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ CƠNG TÁC
NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ LÀM VẬT LIỆU XÂY DỰNG .............. 28
2.1. Một số vấn đề cơ bản về tác dụng nổ của lượng thuốc nổ trong môi
trường đất đá........................................................................................................ 28
2.2. Đánh giá hiệu quả công tác nổ mìn trong khai thác đá ................................ 33
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả cơng tác nổ mìn................................... 34
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN HỢP
LÝ TRONG KHAI THÁC ĐÁ LÀM VẬT LIỆU XÂY DỰNG ....................... 56
3.1. Cơ sở lý thuyết và lựa chọn vật liệu nổ sử dụng hợp lý trong khai thác đá
làm vật liệu xây dựng ở một số mỏ trên địa bàn tỉnh Phú Yên ........................... 56
3.2. Nghiên cứu tính tốn xác định các thơng số nổ mìn hợp lý ......................... 65
3.3. Nghiên cứu và lựa chọn phương pháp điều khiển nổ và các sơ đồ mạng
nổ hợp lý khi sử dụng phương tiện nổ phi điện................................................... 75
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 87


3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BCT

: Bộ công thương.

DNTN

: Doanh nghiệp tư nhân.

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam.

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam.

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn.

UBND

: Ủy ban nhân dân.

VLN

: Vật liệu nổ.

VLNCN

: Vật liệu nổ công nghiệp.

VLXD

: Vật liệu xây dựng.


4
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Phân bố lượng mưa trong các mùa của Tuy Hịa............................09
Bảng 1.2. Lượng mưa trung bình nhiều năm ..................................................09
Bảng 1.3. Tổng hợp lượng mưa trung bình năm tại trạm Tuy Hòa ................10
Bảng 1.4. Biên độ ngày của nhiệt độ khơng khí..............................................10
Bảng 1.5. Đặc điểm nhiệt độ trạm Tuy Hịa....................................................10
Bảng 1.6. Tính chất cơ lý của đá Bazan ..........................................................12
Bảng 1.7. Hàm lượng các ôxit tạo đá ..............................................................12
Bảng 1.8. Quy trình cơng nghệ khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở một số
mỏ điển hình khu vực Phú Yên .......................................................................17
Bảng 1.9. Số liệu điều tra sản lượng khai thác năm 2008 ...............................18
Bảng 1.10. Dự báo nhu cầu sử dụng vật liệu xây dựng thông thường đến năm
2020 .................................................................................................................18
Bảng 1.11. Tổng hợp hiện trạng các mỏ khai thác đá xây dựng trên địa bàn
tỉnh Phú Yên ....................................................................................................18
Bảng 1.12. Các thơng số nổ mìn áp dụng tại một số mỏ khai thác đá làm vật
liệu xây dựng trong tỉnh Phú Yên....................................................................23
Bảng 1.13. Điện trở kíp và đặc tính kỹ thuật của dây dẫn ..............................25
Bảng 1.14. Tổng hợp khối lượng vật liệu nổ công nghiệp sử dụng trên địa bàn
tỉnh Phú Yên ....................................................................................................26
Bảng 2.1. Phân loại đất đá theo độ nổ của các mỏ đá vật liệu xây dựng trong
tỉnh Phú Yên ....................................................................................................35

Bảng 2.2. Phân loại đất đá theo mức độ nứt nẻ...............................................37
Bảng 2.3. Chỉ tiêu cơ lý của đất đá và tiêu hao chất nổ riêng .........................51
Bảng 3.1. Các loại chất nổ công nghiệp hiện đang sử dụng tại các mỏ khai
thác đá xây dựng trong tỉnh Phú Yên ..............................................................64
Bảng 3.2. Các loại phụ kiện nổ hiện đang sử dụng tại các mỏ khai thác đá
trong tỉnh Phú Yên...........................................................................................65


5
Bảng 3.3. Hệ số chuyển đổi năng lượng chất nổ.............................................71
Bảng 3.4. Các thơng số nổ mìn hợp lý cho một số loại đá đặc trưng ở các mỏ
trong tỉnh Phú Yên...........................................................................................84


6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1. Các phương pháp nổ mìn phá đá quá cỡ ở các mỏ..........................16
Hình 1.2. Các sơ đồ nổ mìn sử dụng trên các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây
dựng vùng Phú Yên .........................................................................................22
Hình 2.1. Sơ đồ tác dụng nổ những lượng thuốc nổ khác nhau ......................29
Hình 2.2. Sơ đồ các vùng tác dụng nổ.............................................................29
Hình 2.3. Sơ đồ những thơng số phân bố lỗ khoan lớn trên tầng khi nổ mìn .30
Hình 2.4. Đường cong mực nước của các hàng lỗ khoan trên tầng khai thác 39
Hình 2.5. Sơ đồ các vùng đập vỡ đất đá bằng phương pháp nổ mìn...............44
Hình 2.6. Sự giao thoa của sóng nổ giữa các lượng thuốc nổ .........................45
Hình 2.7. Sơ đồ mức độ đập vỡ đất đá khi tăng số mặt tự do phụ ..................46
Hình 2.8. Sơ đồ mức độ đập vỡ đất đá khi tăng số mặt tự do phụ ..................46
Hình 2.9. Quan hệ giữa đường kính lỗ khoan và đường cản ..........................48
Hình 2.10. Sự phụ thuộc tỉ lệ đá quá cỡ vào chỉ tiêu thuốc nổ khi đường kính

lượng thuốc nổ khác nhau................................................................................49
Hình 2.11. Sự thay đổi áp lực nổ theo thời gian..............................................50
Hình 2.12. Sơ đồ cấu tạo lượng thuốc .............................................................51
Hình 2.13. Sự thay đổi áp lực khí nổ theo thời gian........................................52
Hình 2.14. Thay đổi trạng thái ứng suất theo hướng khởi nổ .........................52
Hình 3.1. Sơ đồ xác định chỉ tiêu thuốc nổ .....................................................58
Hình 3.2. Sự phụ thuộc của hằng số đập vỡ vào độ bền nén đất đá và khoảng
cách trung bình giữa các khe nứt.....................................................................59
Hình 3.3. Quy luật phân bố cỡ hạt...................................................................60
Hình 3.4. Phạm vi sử dụng đường kính lỗ khoan............................................68
Hình 3.5. Biểu đồ quan hệ giữa đường kính lỗ khoan và chiều cao tầng .......69
Hình 3.6. Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan trên tầng ..............................................73


7
Hình 3.7. Sơ đồ xác định vùng đập vỡ khơng điều khiển khi sử dụng mạng lỗ
khoan khác nhau ..............................................................................................73
Hình 3.8. Sơ đồ điều khiển nổ mìn bãi mìn có hai mặt thống tự do..............80
Hình 3.9. Sơ đồ điều khiển nổ mìn bãi mìn có ba mặt thống tự do...............80
Hình 3.10. Sơ đồ điều khiển nổ mìn bãi mìn có bốn mặt thống tự do ..........81
Hình 3.11. Sơ đồ điều khiển mở rộng tầng......................................................81
Hình 3.12. Sơ đồ điều khiển nổ bãi mìn có gương tầng uống khúc, độ cứng
đất đá phân bố khơng đồng đều.......................................................................82
Hình 3.13. Sơ đồ điều khiển hướng dịch chuyển đống đá để bảo vệ cơng trình,
thiết bị khoan, xúc bốc gặp sự cố không thể di chuyển...................................82


8
MỞ ĐẦU
Phú Yên là tỉnh nằm ở duyên hải Nam Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh

Bình Định, phía Nam giáp tỉnh Khánh Hịa, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai và Đắc
Lắc, phía Đơng giáp biển Đơng. Diện tích tự nhiên 5.060 km2 gồm thành phố
Tuy Hịa, thị xã Sơng Cầu và 7 huyện: Đồng Xn, Tuy An, Sơn Hịa, Sơng
Hinh, Phú Hịa, Đơng Hịa và Tây Hịa.
Phú n nằm trên trục giao thông Bắc - Nam về đường sắt và đường bộ
QL1A. Quốc lộ 25 nối với Gia Lai và Đắc Lắc. Sân bay Đông Tác và cảng
biển nước sâu Vũng Rô tạo ra nhiều lợi thế cho Phú Yên trong việc phát triển
nhanh kinh tế tỉnh và hòa nhập vào kinh tế vùng và cả nước.
Phú Yên là tỉnh có tiềm năng khống sản khá phong phú. Đó là nguồn
lực đóng vai trị quan trọng đối với sự phát triển kinh tế, khơng chỉ của tỉnh
Phú n mà cịn có ý nghĩa đối với khu vực Duyên hải Miền Trung và của cả
nước. Kết quả công tác điều tra địa chất từ trước đến nay đã đem lại cho tỉnh
những phát hiện to lớn về nguồn lực tài nguyên khoáng. Theo tài liệu trên
lãnh thổ tỉnh Phú Yên đã phát hiện và đăng ký được 151 mỏ khoáng và điểm
quặng, với sự có mặt gần như tất cả các loại khống sản kim loại và khơng
kim loại. Kết quả công tác điều tra địa chất cho thấy Phú Yên là một trong số
các tỉnh có tiềm năng to lớn và khá đa dạng về tài nguyên khoáng sản. Tuy
nhiên, để biến tiềm năng tài nguyên khoáng sản thành nguồn lực phát triển
kinh tế - xã hội thì cần phải có chiến lược và chính sách phù hợp, mà việc
hoạch định chiến lược và chính sách lại cần căn cứ vào việc đánh giá giá trị
kinh tế của khoáng sản theo quan điểm kinh tế thị trường và đánh giá khả
năng khai thác, chế biến sử dụng hợp lý tài nguyên trong phát triển lâu bền
môi trường sinh thái.
Ngành công nghiệp khai thác, chế biến và sử dụng khoáng sản làm vật
liệu xây dựng thơng thường đã có những bước tiến mạnh mẽ và đi đơi với nó
là những tác động tiêu cực ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững. Vấn đề đặt
ra là cần phải tính tốn cân nhắc, định hướng chiến lược phát triển công


9

nghiệp khai thác, chế biến, sử dụng hợp lý các nguồn ngun liệu khống có
trong tỉnh Phú n. để có những biện pháp tích cực nhằm giảm thiểu những
ảnh hưởng này.
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Cùng với tiến trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa của Tỉnh, tốc độ đơ
thị hóa ngày càng tăng, các khu kinh tế, khu công nghiệp, khu đô thị mới ngày
càng phát triển, cơ cấu kinh tế của ngành xây dựng từng bước được nâng dần
theo cùng với tỉ trọng công nghiệp - xây dựng, nhu cầu đầu tư xây dựng cơng
trình đã và đang địi hỏi chun ngành vật liệu xây dựng nói chung cần phải
có những bước đi thích hợp.
Theo đà phát triển - kinh tế, xã hội của tỉnh Phú Yên, vật liệu xây dựng
thông thường cần phải được chú trọng đầu tư cả về số lượng lẫn chất lượng.
Theo đó, khoáng sản sử dụng để làm vật liệu xây dựng thông thường kết hợp
với công nghệ khai thác, chế biến phù hợp có vai trị cốt lõi, quyết định đến
lượng và chất của sản phẩm vật liệu xây dựng thông thường.
Hiện nay khu vực Phú Yên khoảng hơn 20 mỏ khai thác đá làm vật
liệu xây dựng có sản lượng vừa và nhỏ (50.000 ÷ 150.000m3/năm) với các
loại đá khai thác như: bazan, granit, riolit, độ cứng khoảng f = 10 ÷ 14,
phân bố tương đối đồng nhất. Khối lượng thuốc nổ các mỏ sử dụng để khai
thác hàng năm khoảng 250.000kg. Đa số các mỏ có quy trình khai thác bán
thủ cơng, cơng nghệ khoan nổ mìn chủ yếu sử dụng lỗ khoan có d =
105mm, kết hợp với các búa khoan cầm tay có d = 36 ÷ 42mm. Phương
pháp nổ mìn bằng điện với kíp nổ điện số 8, kíp nổ điện vi sai, kết hợp với
dây nổ để làm nổ lượng thuốc. Kỹ thuật khoan nổ mìn ở các mỏ chưa được
chú trọng đúng mức, các thơng số nổ mìn, sơ đồ nổ, phương pháp nổ, loại
vật liệu nổ công nghiệp sử dụng chưa được nghiên cứu tính tốn cụ thể hợp
lý, chủ yếu dựa trên kinh nghiệm. Vì vậy cơng tác an tồn nổ mìn chưa thật
sự được đảm bảo làm ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh, chất
lượng đập vỡ đất đá chưa được tốt, tỉ lệ đá quá cỡ cao làm ảnh hưởng lớn

10
đến năng suất của các thiết bị xúc bốc, vận chuyển, nghiền sàng và hiệu
quả của các khâu tiếp sau khoan nổ mìn.
Để khai thác có hiệu quả cần áp dụng các công nghệ khai thác tiên tiến,
trước hết là cơng nghệ khoan nổ mìn vì khoan nổ mìn là khâu đầu tiên của
quy trình cơng nghệ khai thác. Hơn nữa, khi tiến hành cơng tác nổ mìn nhất
thiết phải sử dụng những biện pháp kỹ thuật hợp lý nhằm đảm bảo an toàn và
giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Như vậy chất lượng của công tác nổ mìn sẽ ảnh hưởng 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 đặc biệt là ảnh hưởng các thông
số của hệ thống khai thác, công nghệ khai thác mỏ và cuối cùng là ảnh hưởng
tới chi phí sản xuất của mỏ.
Do đó đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao
hiệu quả nổ mìn ở các mỏ khai thác đá vật liệu xây dựng quy mô vừa và
nhỏ trong tỉnh Phú Yên” là cần thiết, nhằm nâng cao chất lượng đất đá nổ
mìn, đáp ứng việc tăng năng suất thiết bị, tăng sản lượng mỏ lộ thiên và giảm
chi phí khai thác. Đây là một yêu cầu rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn hiện
nay ở các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng vùng Phú Yên.
2. Mục tiêu của đề tài:
- Nghiên cứu xác định các thơng số nổ mìn, phù hợp với điều kiện địa
chất, đất đá mỏ, điều kiện kỹ thuật và công nghệ, điều kiện kinh tế của các mỏ đá
ở khu vực Phú Yên, nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn đảm bảo an tồn, giảm
thiểu tác động có hại đến mơi trường khi khai thác đá một số mỏ ở Phú Yên.
3. Đối tượng nghiên cứu:
Điều kiện địa chất, tính chất cơ lý của đất đá và thực tế cơng tác nổ mìn
ở các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng vùng Phú Yên.
4. Phạm vi và nội dung nghiên cứu:
4.1. Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu và hồn thiện các thơng số nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả
và giảm thiểu tác động đến môi trường, dựa trên cơ sở điều kiện tự nhiên, các


11
yếu tố kỹ thuật, kinh tế của một số mỏ khai thác đá lộ thiên trên địa bàn tỉnh
Phú Yên.
4.2. Nội dung nghiên cứu:
Để đạt được nhiệm vụ đặt ra cần nghiên cứu các nội dung sau:
- Nghiên cứu các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả
nổ mìn.
- Nghiên cứu lựa chọn phương pháp nổ, loại thuốc nổ, phương tiện
nổ, các sơ đồ nổ, các thơng số nổ mìn phù hợp với điều kiện thực tế ở các
mỏ khu vực Phú Yên, nhằm nâng cao hiệu quả và đảm bảo an tồn trong
cơng tác nổ mìn.
- Đề xuất bảng thơng số nổ mìn hợp lý, các loại thuốc nổ và phương
tiện nổ sử dụng phù hợp trong cơng tác nổ mìn ở các mỏ vật liệu xây dựng
khu vực tỉnh Phú Yên.
5. Phương pháp nghiên cứu
Khi tiến hành nghiên cứu các nội dung trên, luận văn cần phải sử dụng
tổng hợp các phương pháp nghiên cứu chính sau:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: thu thập các tài liệu để tổng hợp
phân tích và đánh giá.
- Phương pháp phân tích hệ thống: xem xét đối tượng trong một thể
thống nhất, tổng hợp phân tích và xử lý số liệu.
- Phương pháp lý thuyết kết hợp so sánh với thực tế.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
6.1. Ý nghĩa khoa học
Luận văn nghiên cứu xác định các thơng số nổ mìn hợp lý trong khai
thác đá làm vật liệu xây dựng, góp phần bổ sung vào cơ sở khoa học trong

việc xác định các biện pháp nổ mìn hợp lý trong khai thác, nhằm nâng cao
hiệu quả phá vỡ đất đá, tăng năng suất lao động, phục vụ cho sự phát triển bền
vững tại các mỏ khai thác đá làm VLXD trong tỉnh Phú Yên.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn


12
Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả cơng tác nổ mìn và
hiệu quả tại các mỏ khai thác đá làm VLXD trong tỉnh Phú Yên, giảm thiểu
tác động có hại đến mơi trường trong lĩnh vực khai thác.
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận kiến nghị, luận văn gồm 3 chương, 29
hình vẽ và 21 biểu bảng.


13
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC ĐÁ LÀM VẬT LIỆU
XÂY DỰNG TRONG TỈNH PHÚ YÊN.
1.1. Thực trạng khai thác đá vật liệu xây dựng ở các mỏ trong tỉnh
Phú Yên.
1.1.1. Tổng quan về điều kiện địa hình, đặc điểm địa chất cơng trình
- địa chất thủy văn.
1.1.1.1. Điều kiện tự nhiên và đặc điểm khí hậu:
Phú Yên nằm ở ven rìa phía Đơng - Đơng Nam khối nâng Kon Tum có
cấu trúc địa chất rất độc đáo, địa hình khá đa dạng và phức tạp, có xu hướng
thấp dần từ Tây sang Đơng, cao ở phía Bắc và phía Nam, thấp dần về phần
trung tâm với độ cao địa hình thay đổi rất lớn từ 0m đến trên 1000m, bề mặt
địa hình bị phân cắt mạnh mẽ.
Phú Yên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hưởng

của khí hậu đại dương. Một năm được chia làm 2 mùa rõ rệt:
- Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8: Khí hậu thường khơ, nóng, do chịu
ảnh hưởng của gió Lào. Hướng gió thịnh hành nhất vào mùa này là Tây - Tây
Nam, mùa này mưa ít, lượng mưa trung bình từ 300 ÷ 600mm, chiếm khoảng
20 ÷ 30% lượng mưa cả năm.
- Mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12, trong mùa này thường chịu
ảnh hưởng của gió mùa Đơng Bắc mang theo mưa nhiều, nhiệt độ thấp, khí
hậu mát mẻ. Hướng gió thịnh hành trong mùa này là hướng Bắc - Đông Bắc
và Đông.
Bảng 1.1. Phân bố lượng mưa trong các mùa của Tuy Hịa “Nguồn: Báo
cáo đặc điểm khí hậu thủy văn Phú Yên của Sở Khoa học - Công nghệ tỉnh Phú Yên 2008”:

Tổng lượng mưa mùa khô

Tỷ lệ

Tổng lượng mưa

Tỷ lệ

(mm)

%

mùa mưa (mm)

%

382

18

1708

82


14
Bảng 1.2. Lượng mưa trung bình nhiều năm các tháng “Nguồn: Báo cáo đặc
điểm khí hậu thủy văn Phú Yên của Sở Khoa học - Công nghệ tỉnh Phú Yên 2008”
(Đơn vị: mm)

Tháng

1

2

3

4

5

Lượng mưa 47 18 35 30

6

7

8

94 60

42

56

9

10

11

12

288 656 549 215

Bảng 1.3. Tổng hợp lượng mưa trung bình năm tại trạm Tuy Hòa “Nguồn:
Niên giám thống kê tỉnh Phú Yên năm 2008”

Năm

Lượng mưa (mm)

2000

2970.4

2001

1623.5

2002

2294.1

2003

1857.3

2004

1030.7

2005

2294.5

2006

1553.9

2007

2788.5

2008

2549.2

Ghi chú

Nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 23 ÷ 270C, thời tiết ấm nóng
khá ổn định. Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và lạnh
nhất phổ biến từ 6 ÷ 70C. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày khá cao từ 7 ÷ 90C ở
những vùng có độ cao dưới 500m và từ 10 ÷ 110C ở những vùng có độ cao
trên 500m. Độ ẩm trung bình năm ở Phú Yên khoảng 80 ÷ 85%. Với điều
kiện như vậy vào mùa khô rất thuận lợi cho việc khai thác và chế biến đá làm
VLXD, vào mùa mưa sẽ ảnh hưởng rất lớn đến việc khai thác mỏ.
Bảng 1.4. Biên độ ngày của nhiệt độ khơng khí “Nguồn: Báo cáo đặc điểm
khí hậu thủy văn Phú Yên của Sở Khoa học - Công nghệ tỉnh Phú Yên 2008”.

Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Nhiệt độ (oC) 5,5 6,3 7,3 7,9 8,6 8,1 8,5 8.3 7,7 5.5 4,5 4,5


15
Bảng 1.5. Đặc điểm nhiệt độ trạm Tuy Hòa. “Nguồn: Báo cáo đặc điểm khí hậu
thủy văn Phú Yên của Sở Khoa học - Công nghệ tỉnh Phú Yên 2008”.
(Đơn vị: 0C)

Nhiệt độ

Nhiệt độ tối

Nhiệt độ tối

Nhiệt độ tối

trung bình

thấp trung bình

cao tuyệt đối

cao trung bình

tháng và năm

tháng và năm

tháng và năm

tháng và năm

1

23,3

21,1

33,7

26,6

2

23,8

21,3

34,3

27,6

3

25,4

22,5

36,3

29,8

4

27,3

24,1

39,2

32,0

5

28,8

25,4

40,5

34,0

6

29,2

26,0

39,4

34,1

7

29,0

25,8

39,0

34,3

8

28,7

25,6

38,6

33,9

9

27,7

24,7

38,5

32,4

10

26,4

24,1

35,5

29,6

11

25,2

23,3

34,1

27,8

12

23,8

21,9

30,4

26,4

Năm

26,6

23,8

45

30,7

Tháng

Khu vực các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở Phú Yên tập
trung chủ yếu tại các mỏ đá như Phú Thạnh, xã An Chấn; Cầu sắt, xã An Mỹ huyện Tuy An; Phú Liên, xã An Phú; Chầm Mâm, xã Suối Trai; . . trên bề mặt
địa hình thảm thực vật chủ yếu gồm các loại thân thảo mộc nhỏ và dây leo.
Hướng chảy chủ yếu của các sông, suối là Tây Bắc - Đông Nam hoặc gần Tây
- Đông. Các sông, suối chảy trong địa phận Phú Yên đều có đặc điểm chung
là ngắn và dốc, tốc độ dòng chảy lớn, vào mùa mưa lưu lượng dịng chảy lớn
cịn mùa khơ thì cạn kiệt.

1.1.1.2. Đặc điểm địa chất cơng trình:
Khu vực khai thác của các mỏ đá được cấu tạo chủ yếu bởi các loại đá
cứng và đất sườn tích, tàn tích mềm rời nằm phủ lên trên.


16
Chất lượng đá làm vật liệu xây dựng được đánh giá chủ yếu dựa vào
tính chất cơ lý của đất đá. Kết quả cơng tác thăm dị và khai thác cho thấy đá
làm vật liệu xây dựng ở các mỏ khu vực Phú Yên chủ yếu là đá bazan, chất
lượng của đá đủ tiêu chuẩn để làm đá vật liệu xây dựng thông thường như đá
hộc, đá dăm các loại v.v…
Kết quả phân tích các mẫu đá bazan ở các mỏ cho thấy thành phần
thạch học của nó gồm các loại sau:
- Đá banzan: Đá màu xám đen, xám xanh, cấu tạo dòng chảy kiến trúc
vi tinh.
- Đá bazan olivin: Đá có màu xám đen, cấu tạo dịng chảy kiến trúc
vi tinh.
- Đá bazan porphyrit: Đá có màu xám đen cấu tạo dòng chảy mờ kiến
trúc porphyr với nền vi tinh.
Qua kết quả phân tích cho thấy thành phần thạch học của đá bazan,
bazan olivin, bazan porphyrit ở các mỏ có chất lượng tốt đủ tiêu chuẩn để làm
đá xây dựng.


17
Bảng 1.6. Tính chất cơ lý của đá Bazan“Nguồn: Trung tâm kiểm định vật liệu xây
dựng miền trung - Bộ xây dựng”

TT

Ký

Chỉ tiêu

hiệu

Giá trị

Đơn vị
Min

Max

TB

1

Thể trọng tự nhiên

γtn

G/cm3

2.68

2.77

2.72

2

Độ rỗng

N

%

4.37

7.24

5.65

3

Tỷ trọng

γo

G/cm3

2.82

2.88

2.85

4

Độ ẩm tự nhiên

W

%

1.28

2.42

1.96

5

Độ bền nén bão hồ

δnbh

KG/cm2

1414

1756

1515

6

Độ bền nén khơ

δnk

KG/cm2

1510

1810

1616

7

Độ bền kéo

δk

KG/cm2

95

126

112

8

Góc ma sát trong

ϕ

Độ

43

460030’

45003’

%

17,2

18,6

17,8

KG/cm2

269

369

325,5

12

15

13,5

9

Độ mài mịn trong
tang quay

10 Lực dính kết

C

11 Hệ số kiên cố

F

* Đặc điểm thạch hóa:
Kết quả phân tích các mẫu hố silicát cho thấy hàm lượng trung bình (%)
các ơxit tạo đá.
Bảng 1.7. Hàm lượng các oxit tạo đá “Nguồn: Trung tâm kiểm định vật liệu xây
dựng miền trung - Bộ xây dựng”

Tên oxit

SiO2

AL2O3

Fe2O3

FeO

TiO2

CaO

MgO

Hàm lượng %

49.70

14.21

6.16

5.31

2.16

4.83

8.04

Tên oxit

K2O

Na2O

MnO

P2O5

H2O

MnK

SiO3

Hàm lượng %

2.82

3.81

0.12

0.2

0.5

1.44

0.14


18

* Đặc điểm nguyên tố vi lượng:
Qua phân tích các mẫu quang phổ cho thấy đá bazan ở các mỏ khơng có
các ngun tố thuộc nhóm kim loại q hiếm.
* Đặc tính kỹ thuật:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 334-2006 đối với đá xây dựng được

sản xuất từ đá bazan phải thỏa mãn các điều kiện sau:
Cường độ kháng nén phải ≥ 800KG/cm2
Để làm đường cao tốc cường độ kháng nén phải ≥ 1.000KG/cm2
Độ bền cơ học của đá dăm: đối với đá bazan khi dùng trong xây dựng làm
đường ô tô cần phải đạt tiêu chuẩn mài mòn trong tang quay như sau:
Mác đá dăm

Độ mài mòn %

Loại I

25

Loại II

26 ÷ 35

Loại III

36 ÷ 45

Loại IV

46 ÷ 55

Ngồi ra, kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý như đã trình bày ở trên cho
thấy đá có độ bền nén bão hịa lớn thay đổi từ 1414 ÷ 1756 KG/cm2. Độ bền
nén khô của đá rất lớn thay đổi từ 1510 ÷ 1810 KG/cm2. Độ bền kéo thay đổi từ
95 ÷ 126 KG/cm2. Độ mài mịn trong tang quay thay đổi từ 17,2 ÷ 18,6%,
chứng tỏ đá có độ bền cao. Với độ bền kéo và nén như trên đá bazan khu vực

Phú Yên hoàn toàn thỏa mãn các tiêu chuẩn của Việt nam về chỉ tiêu làm đá vật
liệu xây dựng.
Với các kết quả phân tích trên đây cho phép khẳng định đá bazan ở các
mỏ khu vực tỉnh Phú Yên có chất lượng tốt đạt các tiêu chuẩn sản xuất đá xây
dựng, đá dăm với các kích cỡ khác nhau: từ 1 x 2cm, 2 x 3cm, 4 x 6cm v.v…
được khách hàng rất ưa chuộng.


19
1.1.1.3. Đặc điểm địa chất thủy văn:
Khu vực các mỏ khai thác được chia ra 2 loại là nước mặt và nước ngầm.
a. Nước mặt:
Theo số liệu khảo sát hệ thống sơng suối kém phát triển, chỉ có các suối
nhỏ chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam các suối này có đặc điểm lịng suối
có độ dốc khá lớn, lưu lượng nhỏ và có khả năng thốt nhanh, thực tế cho thấy
các suối chỉ có nước vào mùa mưa và cạn kiệt vào mùa khô, nước ở các suối có
thể sử dụng vào mục đích sinh hoạt và phục vụ cho sản xuất ở mỏ.
Nhìn chung các mỏ khai thác hoàn toàn nằm trên mức nước tự chảy, do đó
nước mặt hầu như khơng ảnh hưởng đến hoạt động khai thác của mỏ.
b. Nước ngầm:
Nước ngầm được thành tạo và tồn tại trong các lỗ hổng của các thành tạo
bể rời hệ tầng Đệ Tứ và trong các khe nứt của các thành tạo đá bazan hệ tầng
Đại Nga.
* Nước ngầm trong tầng trầm tích Đệ Tứ.
Nước ngầm tồn tại trong các trầm tích này chủ yếu dưới dạng lỗ hổng,
khả năng chứa nước kém, theo kết quả khảo sát cho thấy hệ tầng này bị
phong hóa mạnh thành sét, sét pha lẫn dăm sạn, chiều dày của các sườn tích
thay đổi từ 0,2 ÷ 3,0m, phân bố khơng liên tục, khả năng chứa nước của lớp
này không cao.
* Nước ngầm trong hệ tầng Đại Nga:

Ở hệ tầng này nước ngầm tồn tại chủ yếu trong các đới nứt nẻ và trong
các lỗ hổng của đất đá.
Tầng chứa nước nằm ở địa hình cao và tương đối phân cắt, miền thoát
nước là các thung lũng thấp nên nước ngầm không ảnh hưởng đến các hoạt
động khai thác của mỏ.


20
Tóm lại: Do đặc điểm khai thác ở các mỏ có địa hình nằm trên mức nước
tự chảy, nên nước mặt và nước ngầm hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động
khai thác, cơng tác thốt nước hồn tồn bằng phương pháp tự chảy.
1.1.2. Thực trạng công tác khai thác đá làm vật liệu xây dựng tại tỉnh
Phú Yên:
Hầu hết các cơng ty, xí nghiệp khai thác đá đều được cấp phép hoạt
động khai thác, với quy mô lớn nhỏ khác nhau, phân bố không đều. Tập
trung nhiều nhất trên địa bàn huyện Tuy An với 10 điểm khai thác, cịn lại
phân bố ở các huyện: Phú Hịa, Sơng Hinh, Sơn Hịa, Đồng Xn, Sơng Cầu
và thành phố Tuy Hịa.
Các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng khu vực Phú Yên đều khai
thác lộ thiên, với chiều dày lớp đất phủ mỏng, các vỉa đá phân bố khá đồng đều
thuận lợi cho công tác khai thác. Hiện tại các mỏ trong khu vực thường áp dụng
các quy trình khai thác sau: Quy trình khai thác thủ cơng, quy trình khai thác
bán thủ cơng, quy trình khai thác cơ giới.
Nhìn chung các mỏ có sử dụng thiết bị cơ giới nhưng cũng chỉ dừng lại ở
những trang thiết bị lạc hậu. Phương pháp khai thác chủ yếu là nổ mìn, sau đó
vận chuyển đến bãi tập kết và sản xuất qua hệ thống dây chuyền công nghệ.
1.1.2.1. Các mỏ có quy mơ khai thác nhỏ (sản lượng 50.000m3/năm)
Đối với các mỏ có quy mơ khai thác nhỏ chủ yếu áp dụng quy trình khai
thác thủ cơng như: mỏ đá Phú Thạnh của DNTN Diệp Minh, mỏ đá Hoà Mỹ
của Cơng ty xây dựng cơng trình giao thơng 506, Mỏ đá Xn Cảnh của Cơng

ty TNHH Xn Thiện Ninh Bình v.v…, các mỏ này thường có diện tích khai
thác hẹp, quy trình cơng nghệ khai thác khơng được chú trọng, khai thác theo
kinh nghiệm của những người quản lý, vi phạm nghiêm trọng quy trình, quy
phạm kỹ thuật an tồn trong khai thác và chế biến mỏ lộ thiên. Đồng bộ thiết bị
sử dụng trong mỏ lạc hậu và không hợp lý, các mỏ này thường áp dụng hệ
thống khai thác lớp nghiêng, tầng khai thác chính cao từ 20 ÷ 25m, góc dốc


21
sườn tầng 70 ÷ 800, chiều cao phân tầng từ 2,5 ÷ 5m, chiều rộng mặt phân tầng
từ 2,0 ÷ 3,0m.
- Khâu khoan: Sử dụng các máy nén khí kết hợp với búa khoan đập hơi
ép cầm tay, khoan tạo lỗ có đường kính d = 36 ÷ 42mm.
- Khâu nổ mìn: Nổ mìn lần 1 và lần 2 áp dụng phương pháp nổ mìn bằng
điện với kíp nổ điện tức thời. Chỉ tiêu thuốc nổ tính tốn q = 0,3kg/m3 đá
nguyên khai.
- Khâu xúc bốc: Công nhân bốc lên ô tô.
- Khâu vận chuyển: Sử dụng ô tô tự đổ có dung tích thùng xe V = 2 ÷ 2,5m3.
1.1.2.2. Các mỏ có sản lượng khai thác từ 60.000m3 ÷ 100.000m3/năm
Đối với các mỏ có sản lượng khoảng 60.000m3 ÷ 100.000m3/năm, áp
dụng quy trình khai thác thủ cơng kết hợp với cơ giới. mỏ đá Tân An của Công
ty TNHH Bảo Trân, mỏ đá Tân Lập của Công ty cổ phần VLXD Bằng Sơn, mỏ
đá Suối Cối của Công ty TNHH xây dựng Thành An, mỏ đá Suối Trai của Công
ty CP Nam Dương v.v… Ở các mỏ này sử dụng kết hợp hệ thống khai thác lớp
nghiêng và hệ thống khai thác lớp nghiêng xúc chuyển. Trong mỏ có khu vực
dành riêng cho khai thác thủ cơng và khu vực dành riêng cho khai thác cơ giới.
- Khâu khoan: Sử dụng máy nén khí kết hợp với búa khoan đập hơi ép
cầm tay khoan tạo lỗ có đường kính d = 36 ÷ 42mm, và búa khoan đập xoay
BMK5 khoan tạo lỗ có đường kính 105mm.
- Khâu nổ mìn: Sử dụng phương pháp nổ mìn điện, nổ tức thời bằng dây

nổ hoặc kíp vi sai điện.
- Khâu xúc bốc: Dùng công nhân bốc lên ô tô kết hợp với máy xúc thủy
lực gầu ngược bánh lốp có dung tích gầu xúc E = 0,6 ÷ 0,8m3 xúc lên ơ tơ tự đổ
có dung tích thùng xe V = 2 ÷ 2,5m3.
1.1.2.3. Các mỏ có quy mơ khai thác từ 120.000m3 ÷ 200.000m3/năm.
Đối với các mỏ có sản lượng từ 120.000m3 ÷ 200.000m3/năm, áp dụng
quy trình khai thác cơ giới như: mỏ đá Thống Nhất của Công ty cổ phần 30-4,


22
mỏ đá Đồng Muồn của Bộ Chỉ huy Quân sự Tỉnh, mỏ đá Xuân Dục của Công
ty cổ phần 3.2, mỏ đá Phú Liên II của Công ty cổ phần xây dựng giao thông
Phú Yên, v.v… Ở các mỏ này sử dụng kết hợp hệ thống khai thác lớp bằng, xúc
bốc và vận chuyển trực tiếp trên mặt tầng khai thác. Chiều cao tầng áp dụng đối
với các mỏ khai thác cơ giới là H = 8 ÷ 10m. Đồng bộ thiết bị tương đối phù
hợp với quy mô và sản lượng của mỏ.
- Khâu khoan lần 1:
Sử dụng máy khoan tự hành Roc 442, Roc 742, Furukawa,… đường
kính chng khoan từ 76 ÷ 105mm.
Khoan lần 2: Sử dụng máy nén khí kết hợp với búa khoan đập hơi ép
cầm tay, khoan tạo lỗ có đường kính d = 36 ÷ 42mm, để xử lý mô chân tầng
và các tảng đá treo.
- Nổ mìn lần 1: có nhiệm vụ đập vỡ sơ bộ đất đá ra khỏi nguyên khối,
thường sử dụng các phương pháp sau:
Nổ mìn bằng điện với kíp điện nổ tức thời.
Nổ mìn tức thời kết hợp với dây nổ
Nổ mìn vi sai qua hàng, sử dụng dây nổ kết hợp với kíp điện vi sai
- Nổ mìn lần 2: được thực hiện sau khi nổ mìn lần thứ nhất chưa hồn
thiện. Nổ mìn lần thứ hai có nhiệm vụ đập vỡ đá quá cỡ, phá mô chân tầng,
tạo mặt tầng bằng phẳng, xử lý đá treo v.v…, thường áp dụng các phương

pháp sau:
a. Phương pháp nổ mìn lỗ khoan con:
Tạo các lỗ khoan có d = 36 ÷ 42mm, bằng máy khoan đập hơi ép khoan
1
3

lỗ nhỏ. Chiều sâu lỗ khoan bằng ( ÷

1
) đường kính cục đá.
2

Lượng thuốc nổ để phá 1 hòn đá. Q = qqc . V , kg
Trong đó:
qqc

: Chỉ tiêu thuốc nổ phá đá qúa cỡ (từ 0,1 ÷ 0,15 kg/m3)


23
V

: Thể tích cục đá

b. Phương pháp nổ mìn đắp:
Sử dụng khi cơng tác khoan khó khăn;
Thi cơng nhanh nhưng giá thành cao do chi phí thuốc nổ tăng.
Để giảm chi phí thuốc nổ và giảm độ văng xa của các hịn đá khi nổ mìn
đắp có thể dùng lượng thuốc có đáy lõm.
Chỉ tiêu thuốc nổ tuỳ theo kích thướt cục đá.

c. Phương pháp nổ trong lỗ khoan chứa nước:
Dùng lượng thuốc nổ nhỏ có sức cơng phá mạnh, đưa vào trong lỗ khoan
chứa đầy nước. Do tác dụng thuỷ lực làm giảm tổn thất năng lượng nổ, tạo ra sự
va đập của chất lỏng vào thành lỗ khoan gây đập vỡ đá.
Giảm chi phí thuốc nổ và giảm độ nguy hiểm về khí và bụi nổ.

1 2 3

3

2

1

3 2

3 2

1

2

3 1

Đá

Đá

Đá

Đá

Đá

a

b

c

d

e

Hình 1.1. Các phương pháp nổ mìn phá đá quá cỡ ở các mỏ.
a- Lượng thuốc đắp ngoài có bua; b- Dùng thuốc có đáy lõm để có sức nổ tập
trung; c- Dùng lỗ khoan con để nổ mìn; d, e- Nổ thuỷ lực.
1- Bua (nước); 2- Thuốc nổ; 3- Dây điện.