Nghiên cứu lựa chọn cỡ hạt vật liệu bua hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn khai thác đá sản xuất vật liệu xây dựng tại mỏ đá thường tân iv – công ty cổ phần đá hoa tân an
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3 MB, 61 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----- WX -----
ĐỖ VĂN NĂNG
NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CỠ HẠT VẬT LIỆU BUA HỢP LÝ NHẰM
NÂNG CAO HIỆU QUẢ NỔ MÌN KHAI THÁC ĐÁ SẢN XUẤT VẬT
LIỆU XÂY DỰNG TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV – CÔNG TY CỔ
PHẦN ĐÁ HOA TÂN AN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2013
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----- WX -----
ĐỖ VĂN NĂNG
NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CỠ HẠT VẬT LIỆU BUA HỢP LÝ
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ NỔ MÌN KHAI THÁC ĐÁ SẢN
XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV –
CÔNG TY CỔ PHẦN ĐÁ HOA TÂN AN
Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 60520603
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. PHẠM VĂN HÒA
HÀ NỘI - 2013
1
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng
được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2013
Tác giả luận văn
Đỗ Văn Năng
2
M ỤC LỤC
Trang bìa…………………………………………………………...
Mục lục……………………………………………………………
I
III
Mở đầu ……………………………………………………………....... IV
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................ 1
1
CHƯƠNG 1: TỔNG KẾT TÌNH HÌNH CƠNG TÁC NỔ MÌN
TẠI MỎ ĐÁ XÂY DỰNG THƯỜNG TÂN IV, TÂN UYÊN BÌNH
DƯƠNG........................................................................................................ 9
1.1
. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ KHỐNG SẢN. 9
1.1.1
Vị trí địa lý:..............................................................................................9
1.1.2
Đặc điểm địa hình, sơng suối.................................................................9
1.1.3
Hệ thống sơng suối:..............................................................................10
1.1.4
Đặc diểm thực vật:................................................................................10
1.1.5
Khí hậu:..................................................................................................10
1.1.6
Điều kiện giao thông. ...........................................................................11
1.1.7
Đặc điểm kinh tế nhân văn. .................................................................11
1.2
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA MỎ12
1.2.1
Đặc điểm địa chất .................................................................................12
1.2.2
Đặc điểm, chất lượng và tính chất cơng nghệ của đá........................12
1.3
CƠNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CÁC THƠNG SỐ KHOAN NỔ
MÌN
.................................................................................................... 17
1.4
HỆ THỐNG KHAI THÁC ......................................................... 24
1.5
NHẬN XÉT CHƯƠNG 1........................................................... 25
2
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN CƠNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV............. 26
2.1
YẾU TỐ TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC NỔ MÌN
CỦA MỎ. ................................................................................................ 26
2.1.1
Ảnh hưởng của đặc điểm thạch học....................................................26
2.1.2
Ảnh hưởng của cấu trúc địa chất đến hiệu quả phá vỡ mơi trường
của chất nổ.............................................................................................................27
2.1.3
Tính chất cơ lý của đất đá mỏ ảnh hưởng tới khoan nổ mìn. ...........29
3
2.2
YẾU TỐ KỸ THUẬT ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƠNG TÁC NỔ
MÌN.
.................................................................................................... 29
2.3
2.2.1
Ảnh hưởng của mặt tự do đến hiệu quả nổ mìn. ...............................29
2.2.2
Các thơng số của mạng nổ mìn ...........................................................31
2.2.3
Cơng tác khoan nổ mìn. .......................................................................33
2.2.4
Phương pháp nổ mìn. ...........................................................................35
2.2.5
Tổ chức và quy mơ sản suất – kinh tế mỏ..........................................36
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN ĐANG
ÁP DỤNG THỰC TẾ Ở MỎ VÀ LOẠI BUA MÌN VÀ CHẤT LƯỢNG
BUA MÌN TẠI MỎ THƯỜNG TÂN IV ................................................. 37
2.4
3
2.3.1
Thơng số nổ mìn đang áp dụng thực tế tại mỏ...................................37
2.3.2
Chiều cao cột bua và vật liệu bua........................................................38
2.3.3
Đánh giá chung chất lượng các vụ nổ.................................................42
NHẬN XÉT CHƯƠNG 2........................................................... 43
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CỠ HẠT BUA HỢP
LÝ CHO MỎ ĐÁ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG THƯỜNG
TÂN VI ....................................................................................................... 44
3.1
MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ BUA VÀ VẬT LIỆU BUA TRÊN
THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM.............................................................. 44
3.2
4
3.1.1
Giới thiệu chung....................................................................................44
3.1.2
Cấu trúc cột bua ....................................................................................44
3.1.3
Vật liệu và kích cỡ của vật liệu làm bua.............................................49
LỰA CHỌN VẬT LIỆU BUA CHO MỎ ĐÁ THƯỜNG TÂN IV. 51
3.2.1
Lựa chọn vật bua và chiều cao cột bua cho mỏ đá Thường Tân IV51
3.2.2
Thiết kế nổ thử nghiệm loại bua mới tại mỏ đá Thường Tân IV.53
3.2.3
Phương pháp đánh giá kết quả nổ thử nghiệm với bua mới.............55
3.2.4
Kết quả nổ thử nghiệm với bua mới ...................................................55
3.2.5
Đánh giá chung kết quả nổ thử nghiệm với bua mới........................56
KẾT LUẬN...................................................................................... 57
Tài liệu tham khảo……………………………………………...…………59
4
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tọa độ ranh giới mỏ
9
Bảng 1.2: Tính chất cơ lý của các loại đá tại mỏ Thường Tân IV
13
Bảng 1.3: Thống kê khối lượng VLNCN sử dụng, khối lượng đá
nguyên liệu khai thác trong những năm qua tại mỏ tổng hợp (nguồn:
14
số liệu nội bộ của mỏ)
Bảng 1.4: Các thông số của hệ thống khai thác (theo thiết kế kỹ thuật
khai thác của mỏ tháng 01/2007)
Bảng 1.5: Bảng tổng hợp các thông số khoan nổ mìn thực tế đang
được áp dụng tại mỏ
17
18
Bảng 1.6: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Nhũ tương EE 31.
20
Bảng 1.7: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ ANFO
21
Bảng 1.8: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Amonit AĐ1
21
Bảng 1.9: Đặc tính kỹ thuật của kíp điện vi sai
22
Bảng 1.10: Số của kíp điện vi sai tính bằng minigiây (ms)
22
Bảng 1.11: Đặc tính kỹ thuật của dây nổ chịu nước
22
Bảng 1.12: Đặc tính kỹ thuật của mồi nổ VE-05
23
Bảng 2.1:. Thơng số khoan nổ mìn thực tế đang áp dụng tại mỏ đá
Thường Tân IV
Bảng 3.1: Thông số khoan nổ mìn nổ thử nghiệm với bua mới cho mỏ đá
Thường Tân IV (hộ chiếu số 1/10.13 HC_H.T.A)
38
54
5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Bản đồ hiện trạng khai thác mỏ (tháng 9 năm 2013)
15
Hình 1.2: Khu vực khai thác tầng 1
16
Hình 1.3: Khu vực khai thác tầng 2
16
Hình 1.4: Khu vực khai thác tầng 2&3
17
Hình 1.5: Cơng tác phối hợp xúc bốc giữa ôtô và máy xúc tại mỏ.
20
Hình 1.6: Sơ đồ cấu trúc cột thuốc nổ tại mỏ
24
Hình 2.1: a - Sơ đồ mạng lỗ mìn đề nghị cho bãi nổ có sự tiếp xúc giữa hai loại
đá có đặc điểm thạch học thay đổi; b - Trường hợp thay đổi đặc điểm thạch
học điển hình với sự tiếp xúc của đất đá mềm dẻo.
26
Hình 2.2. Các hướng cắm của vỉa đá so với mặt thống.
28
Hình 2.3. Ảnh hưởng của đường cản tới quá trình nổ mìn [tài liệu tham khảo:
phương pháp nổ mìn an tồn hiệu quả trên mỏ lộ thiên, mỏ đá và công trình xây 30
dựng của ICI Explosives Australia].
Hình 2.4. Sơ đồ khởi nổ bãi mìn
38
Hình 2.5. Bua mìn từ mạt đá và phoi khoan tại mỏ
40
Hình 2.6. Hiện tượng phụt bua sớm tại bãi nổ ngày 27-8-2013 mỏ đá Thường Tân IV
40
Hình 2.7. . Hiện tượng phụt bua sớm tại bãi nổ ngày 4-9-2013
41
Hình 2.8. Hiện tượng phụt bua sớm tại bãi nổ ngày 7-9-2013
41
Hình 2.9. Đá quá cỡ từ đợt nổ trước tại mỏ
43
Hình 3.1. Cấu trúc cột bua liên tục
46
Hình 3.2. Cấu trúc cột bua liên tục (a – để lại khoảng trống khơng khí giữa cột
thuốc và bua; b- bua có lượng thuốc nổ khóa).
46
Hình 3.3. Cấu trúc cột bua phoi khoan kết hợp với vữa [H. Cevizci, 2013]
47
Hình 3.4. Cấu trúc cột bua phoi khoan kết hợp với nút bua
48
Hình 3.5. Nút bua bằng bê tơng (Eloranta, 1994)
49
Hình 3.6. Vật liệu bua bằng đá nghiền vụn
51
Hình 3.7. Vật liệu bua mới bằng đá nghiền vụn cỡ hạt to (5-6 mm)
52
Hình 3.8. Vật liệu bua cũ bằng đá nghiền vụn cỡ hạt nhỏ (< 3 mm)
53
Hình 3.9. Sơ đồ khởi nổ bãi nổ thử nghiệm (hộ chiếu số 1/10.13 HC_H.T.A)
55
Hình 3.10. Hình ảnh đất đá ở phía đường cản dịch chuyển tại bãi nổ thử nghiệm
ngày 01-10-2013 (hộ chiếu số 1/10.13 HC_H.T.A)
56
6
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bình Dương
giai đoạn 2010 -2015, định hướng đến năm 2020 nhằm xây dựng tỉnh Bình
Dương thành một tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, toàn diện, đảm
bảo mối quan hệ giữa tăng trưởng kinh tế với giải quyết tốt các vấn đề xã
hội, xóa đói giảm nghèo, khơng ngừng nâng cao đời sống vật chất và tinh
thần của người dân. Trong đó ngành cơng nghiệp vật liệu xây dựng là
ngành có đóng góp vai trị đáng kể cho việc phát triển ngành xây dựng của
tỉnh trong thời gian qua. Dự kiến mục tiêu phát triển của ngành công nghiệp
vật liệu xây dựng trong giai đoạn 2010-2015 nhằm khai thác có hiệu quả
những tiềm năng và thế mạnh sẵn có của tỉnh, đặc biệt là về khống sản và
lực lượng lao động của tỉnh, đáp ứng nhu cầu xây dựng trong tỉnh và các
tỉnh phụ cận. Phát triển sản xuất vật liệu xây dựng phải bảo đảm bảo vệ tài
nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường. Theo quy hoạch khai thác khống
sản đến năm 2015, diện tích đưa vào quy hoạch khai thác đá xây dựng chủ
yếu tập trung tại 3 huyện là Tân Uyên, Phú Giáo và Dĩ An, trong đó huyện
Tân Uyên có 995,424 ha là khu vực chiếm phần lớn diện tích của các mỏ
khai thác đá xây dựng trong toàn Tỉnh. Theo định hướng các mỏ tại khu vực
Dĩ An sẽ không khai thác lâu dài, do vậy việc tập trung khai thác các mỏ tại
khu vực Tân Uyên gia tăng.
Hiện nay tình hình kinh thế giới cũng như Việt Nam chúng ta đang ở
trong thời kỳ suy thoái kéo dài do vậy ảnh hưởng nhiều đến ngành khai thác
khoáng sản làm VLXD, các đơn vị sản xuất VLXD cũng tìm mọi biện pháp
để giảm chi phí tại các khâu sản xuất hạ giá thành đến mức thấp nhất.
Trong tất cả các khâu chế biến đá xây dựng thì khâu khoan nổ mìn
cũng đóng một vai trị hết sức quan trọng, khi nổ mìn kết quả nổ mìn phải
đảm bảo kích cỡ cục đá đảm bảo phù hợp với hàm nghiền, nếu nổ không
7
đảm bảo chất lượng, khối lượng đá quá cỡ nhiều, thì dẫn tới tăng chi phí xử
lý đá q cỡ, làm giá thành khai thác tăng cao.
Từ thực tế trên, tác giả đề xuất đề tài: ‘’Nghiên cứu lựa chọn cỡ hạt
vật liệu bua hợp lý khi nổ mìn phá đá sản xuất vật liệu xây dựng tại mỏ
đá Thường Tân IV- Công ty CP đá Hoa Tân An khu vực Thường Tân,
huyện Tân Un, tỉnh Bình Dương” mang tính cấp thiết, đáp ứng yêu cầu
thực tế hiện nay.
2. Mục đích của đề tài (các kết quả cần đạt được)
Nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá bằng nổ mìn và giảm thiểu tác
động tới mơi trường trong q trình khai thác mỏ đá xây xựng Thường Tân
IV của Công ty CP Hoa Tân An và định hướng cho các mỏ có điều kiện
tương tự trong khu vực.
3. Nội dung nghiên cứu của đề tài v à các vấn đề cần giải quyết
- Tổng kết đánh giá tình hình của mỏ đá xây dựng Thường Tân IV,
Tân Uyên, Bình Dương.
- Phân tích những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả cơng tác nổ mìn của
mỏ.
- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các loại bua mìn đang sử dụng.
- Nghiên cứu lựa chọn vật liệu bua và xác định kích cỡ hạt bua
hợp lý khi nổ mìn đường kính 105mm nhằm nâng cao hiệu quả nổ mìn
cho mỏ.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích tổng hợp: Tổng hợp phân tích đánh giá
số liệu trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm về cơng nghệ khoan nổ mìn tại
mỏ đá xây dựng Thường Tân IV.
- Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm: Trên cơ sở thực tế các
các bãi khoan nổ mìn đã khai thác tại các mỏ đá xây dựng Thường Tân IV
sẽ đánh giá chất lượng đống đá sau khi nổ mìn được xác định bởi các
thơng tin như kích thước cục đá, độ đồng đều về kích thước, tỷ lệ đá quá
cỡ và độ tơi của toàn bộ đất đá trong bãi nổ. Bằng các phương pháp đánh
8
giá định lượng sẽ đánh giá sơ bộ về kích cỡ hạt bua ảnh hưởng đến cơng nổ
mìn, từ đó rút ra những kết luận ghi chép cụ thể để có cơ sở điều chỉnh xác
kích cỡ hạt bua hợp lý cho các bãi khoan nổ mìn tiếp theo.
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các chuyên gia
ở trong và ngồi nước về cơng nghệ nổ mìn áp dụng máy khoan đường
kính 105mm đã và đang áp dụng khai thác tại các mỏ đá xây dựng có điều
kiện tương tự mỏ đá xây dựng Thường Tân IV.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài.
- Góp phần bổ sung vào cơ sở khoa học của việc sử dụng vật liệu
bua hợp lý cho lỗ mìn đường kính 105mm khi khai thác các mỏ đá xây
dựng xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy ở Việt Nam.
6. Cấu trúc của luận văn
Toàn bộ đề tài được cấu trúc gồm: phần mở đầu, mục lục, 3
chương chính, phần kết luận, tài liệu tham khảo.
9
CHƯƠNG 1: TỔNG KẾT TÌNH HÌNH CƠNG TÁC NỔ MÌN TẠI MỎ ĐÁ XÂY
DỰNG THƯỜNG TÂN IV, TÂN UYÊN BÌNH DƯƠNG
1.1
. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ KHỐNG
SẢN.
1.1.1
Vị trí địa lý:
Mỏ đá xây dựng Thường Tân IV có diện tích 27,559 ha thuộc địa
phận xã Thường Tân, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương. Khu vực khai
thác mỏ được khống chế bởi các điểm khép góc có tọa độ sau:
Bảng 1.1: Tọa độ ranh giới mỏ
Điểm góc
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Tọa độ VN 2000
X(m)
X(m)
1219808
623199
1219828
623228
1219854
623223
1219864
623231
1219855
623254
1219966
623264
1219966
623417
1219998
623422
1220005
623470
1220014
623482
1220064
623493
1220065
623489
1220112
623490
1220116
623572
1220149
623562
1220150
623577
1220213
623587
1220218
623573
1220247
623573
1220242
623524
1220225
623526
1220221
623502
1220297
623500
1220316
623423
1220295
623398
1220265
623391
1220351
623295
1220340
623275
Điểm góc
Tọa độ VN 2000 múi 30.
1.1.2
Đặc điểm địa hình, sơng suối.
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
Tọa độ VN 2000
X(m)
X(m)
1220395
623221
1220377
623188
1220415
623171
1220437
623137
1220425
623126
1220428
623091
1220415
623089
1220418
623037
1220433
623034
1220453
623057
1220498
623081
1220319
622834
1220255
622792
1220191
622850
1220180
622844
1220173
622827
1220104
622857
1220117
622969
1220101
622968
1220083
622931
1220893
622967
1220958
623025
1220030
623165
1220028
623182
1220019
623181
1220927
623121
1220913
623147
10
Khu vực khai thác nằm ở phía Nam núi Lồ Ô là phần thấp chuyển
tiếp giữa Địa hình đồi núi thấp với đồng bằng châu thổ. Căn cứ vào
hình thái nguồn gốc có thể chia ra 3 dạng địa hình sau:
+ Địa hình gị đồi thấp: Phân bố ở khu vực khai thác, tạo
thành một dạng địa hình dương kéo dào theo hướng á kinh tuyến.
Cấu tạo nên dạng địa hình này là các trầm tích sơng Plestocen
thượng. Địa hình có mức độ phân cắt yếu, độ cao tuyệt đối của dạng
địa hình này thay đổi từ 5÷8 m, góc nghiêng bề mặt địa hình nhỏ
hơn 5 0 . Trên diện tích bề mặt địa hình này đã được nhân dân khai
phá làm rẫy, trồng màu và cây ăn trái, trồng tràm.
+ Địa hình đồng bằng tích tụ: Bao quanh địa hình gị đồi
thấp cấu tạo nên chúng là các trầm tích Halocen hạ trung, thành
phần chủ yếu là cát, bột, sét. Bề mặt địa hình bằng phẳng, độ cao
tuyệt đối từ 4÷5 m, đã được nhân dân khai phá làm lúa nước.
1.1.3
Hệ thống sơng suối:
Trong khu vực thăm dị khơng có sơng, suối chỉ có vài khe, dịng tạm
thời có độ phân cắt khơng đáng kể, độ dốc thoải khơng lộ đá gốc chỉ có
nước vào mùa mưa. Sơng Đồng Nai là con sơng lớn nằm ở phía Nam khu
vực khai thác cách khu vực khai thác khoảng 1 km. Nước sông chịu ảnh
hưởng của chế độ bán nhật triều.
1.1.4
Đặc diểm thực vật:
Khu vực khai thác chủ yếu là ruộng lúa một vụ, phần địa hình cao là
vườn trồng tràm, màu, cây ăn trái của địa phương.
1.1.5
Khí hậu:
Theo tài liệu khí tượng của trạm Tân Un, Sơng Bé thì khí hậu của
khu vực Tân Uyên chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa chia
thành 2 mùa rõ rệt.
- Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 10.
- Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4
11
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 270C, cao nhất vào tháng 4 lên tới
380 C, thấp nhất vào tháng 12: 190C. Độ ẩm khơng khí trung bình hàng năm
77,8%, cao nhất vào tháng 9 lên tới 95% nhỏ nhất vào tháng 4: 62%.
Tổng lượng mưa trong năm 1995 là 1.555,5mm. Số ngày mưa trong
năm là 77 ngày. Lượng mưa lớn nhất trong năm là 136,4mm. (ngày
16/9/1995) Theo số liệu quan trắc dài hạn, lượng mưa ngày lớn nhất được
xác định là 179mm (tháng IX/1942).
Tốc độ gió trung bình trong năm 2-3m/s. Hướng gió mùa khơ chủ
yếu theo hướng Đơng Bắc - Tây Nam.
1.1.6
Điều kiện giao thông.
+ Đường bộ: Mỏ đá Thường Tân IV nằm gần đường giao thông Liên
tỉnh 746, cách thị trấn Un Hưng 14km về phía Đơng, cách thị xã Thủ
Dầu Một 40km, cách thành phố Biên Hịa 35km về phía Đơng Bắc, Từ mỏ
có thể đi Đồng Nai, Thủ Dầu Một, TP. Hồ Chí Minh bằng đường thủy cũng
như đường bộ dễ dàng.
+ Đường thủy: Mỏ đá Thường Tân IV cách Sơng Đồng Nai khoảng
1000m, có thể vận chuyển đá theo sông Đồng Nai xuôi về thành phố Biên
Hòa và các tỉnh miền Tây thuộc Đồng bằng sông Cửu Long bằng phương
tiện ghe, xà lan, tàu... tải trọng 500÷800 tấn đi lại dễ dàng.
1.1.7
Đặc điểm kinh tế nhân văn.
a, Đặc điểm Dân cư, văn hóa.
Vị trí của mỏ nằm trên địa bàn Xã Thường Tân, huyện Tân Uyên chủ
yếu là người Kinh sống tập trung thành ấp, làng ven bờ sơng Đồng Nai.
Nghề sống chính là làm ruộng, buôn bán, trồng rau, đánh cá.... Đây là căn
cứ địa cách mạng hồi kháng chiến chống Mỹ (chiến khu Đ) nên bị chiến
tranh tàn phá nặng nề, hạ tầng cơ sở cịn yếu. Ngồi sản xuất nơng nghiệp,
một lực lượng lao động đáng kể đang tham gia khai thác và chế biến đá xây
dựng. Đã có mạng lưới điện quốc gia phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt.
b, Đặc điểm kinh tế.
12
Đời sống nhân dân xã Thường Tân còn thấp, văn hóa thương nghiệp
chậm phát triển. Thị trấn Tân Uyên là trung tâm văn hóa của huyện, có
bệnh viện, trường học, nhà văn hóa, sân vận động
Người dân trong vùng sống chủ yếu bằng nghề nơng ngồi ra trồng
cây cơng nghiệp..
1.2
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA
MỎ
1.2.1
Đặc điểm địa chất
Mỏ đá xây dựng Thường Tân IV nằm trong vùng chuyển tiếp giữa
địa hình đồi núi thấp với đồng bằng tích tụ dọc theo sơng Đồng Nai. Theo
báo cáo địa chất- khống sản nhóm tờ Đơng thành phố Hồ Chí Minh tỷ lệ
1/50.000 do kỹ sư Ma Cơng Cọ chủ biên (năm 1994) và kết quả thăm dò
các mỏ lân cận như mỏ đá Tân Mỹ, Thường Tân... cấu trúc địa chất khu vực
thăm dị có những đặc điểm chủ yếu sau đây:
- Hệ JURA, thống nhượng:
+ Hệ tầng Đray linh (J1đl)
Trầm tích Halocen hạ-trung phân bố khá rộng rãi trong khu vực thăm dò,
tạo thành bề mặt ven sơng Đồng Nai. Thành phần trầm tích gồm cát bột sét
lẫn ít cuội sỏi. Bề dày thay đổi từ 0,5÷ 10m; trung bình 2m.
- Hệ Đệ Tứ (Q).
Trầm tích Halocen hạ-trung phân bố khá rộng rãi trong khu vực thăm
dò, tạo thành bề mặt ven sông Đồng Nai. Thành phần trầm tích gồm cát bột
sét lẫn ít cuội sỏi. Bề dày thay đổi từ 0,5÷ 13m; trung bình 3,34m.
1.2.2
Đặc điểm, chất lượng và tính chất cơng nghệ của đá.
a, Thành phần thạch học
Qua kết quả thăm dò cho thấy trong phạm vi mỏ có 5 loại đá trầm
tích có thành phần thạch học khác nhau, xen kẹp với nhau, gồm cát kết, cát
bột kết, bột kết, sét kết và sét bột kết nằm xen kẽ nhau. Kết quả phân tích
thạch học cho thấy hầu hết các đá trầm tích lục nguyên có trong mỏ đều bị
13
biến chất yếu, có chứa vơi hoặc ngấm vơi. Hướng cắm Tây Bắc (hướng
cắm 320 ÷ 3300) với góc dốc 30 ÷ 400.
b, Thành phần hóa học
Đá cát bột kết: Qua kết quả phân tích cho thấy đá đặc trưng với các
loại cát bột kết, sét kết, sét bột kết và bột kết, có ngấm vơi hoặc chứa vơi
nên góp phần gia tăng độ cứng của đá. Riêng hàm lượng SO3 trong các trầm
tích hạt mịn (sét kết, sét bột kết và bột kết) có thành phần cao hơn trầm tích
hạt thơ (cát bột kết). Điều này ảnh hưởng đến chất lượng đá xây dựng của
mỏ.
c, Tính chất cơ lý
Bảng 1.2: Tính chất cơ lý của các loại đá tại mỏ Thường Tân IV
Đá cát bột kết
Đơn vị
Giá trị
Dung trọng tự nhiên
(g/cm3):
2,58 ÷ 2,68
Dung trọng khi khơ
(g/cm3):
2,56 ÷ 2,68
Tỉ trọng
(g/cm3):
2,73 ÷ 2,76
Độ rỗng
(%):
2,28 ÷ 6,53
Cường độ kháng nén tự nhiên
(kg/cm2):
564 ÷ 1.291
Cường độ kháng nén khi bão hòa
(kg/cm2):
557 ÷ 1.226
Đơn vị
Giá trị
Dung trọng tự nhiên
(g/cm3):
2,47 ÷ 2,68
Dung trọng khi khơ
(g/cm3):
2,63 ÷ 2,66
Tỉ trọng
(g/cm3):
2,73 ÷ 2,74
Độ rỗng
(%):
3,07 ÷ 10,95
Cường độ kháng nén tự nhiên
(kg/cm2):
109 ÷ 990
Cường độ kháng nén khi bão hịa
(kg/cm2):
167 ÷ 655
Đơn vị
Giá trị
Sét bột kết:
%
19,2% ÷ 21,96%
Cát bột kết:
%
15,44%
Đá sét kết, sét bột kết và bột kết
Độ mòn tang quay
14
So với TCVN 1771:1998 thì đá trong khu vực khai thác có tính chất
cơ lý đáp ứng được u cầu của đá xây dựng.
d, Hiện trạng khai thác
Mỏ đ á xây d ựng Thường Tân IV có trữ lượng đá xây dựng huy
động vào thiết kế khai thác là 8.895.318 m3, công suất khai thác
900.000m3/năm (tương đương 1.170.000m3/năm đá nguyên khai). Trữ lượng
khai thác từng năm thể hiện trong bảng 3, trữ lượng khai thác còn lại
5.115.318 m3. Hiện tại mỏ đang khai thác đến cao độ - 27m, diện tích khai
thác trên mặt 15 ha (Hình 1-4).
Bảng 1.3: Thống kê khối lượng VLNCN sử dụng, khối lượng đá nguyên
liệu khai thác trong những năm qua tại mỏ tổng hợp (nguồn: số liệu nội bộ
của mỏ)
VLNCN sử dụng
TT
Thời gian
1
Khối lượng đá
nguyên
liệu, m3
Dây nổ,
m
Thuốc nổ, kg
Kíp nổ, cái
Năm 2007
94159
2.392
28.400
450.000
2
Năm 2008
148.552
3.641
41.900
669.289
3
Năm 2009
244.078
7.852
76.250
1.142.218
4
Năm 2010
330.746
11.432
101.300
1.494.661
5
Năm 2011
234.593
11.089
65.550
1.060.550
6
Năm 2012
173.118
5.772
63.200
820.000
7
Tổng cộng
1.225.246
42.178
42.178
5.636.728
15
1
THÁNG 06 NAM 2013
622
623
800
000
200
400
600
624
800
000
Ranh mỏ mở rộng
1220
1220
400
400
Bã i đất
Ao
Moong khai thác
Bã i đất
Bã i đất
Bãi đá sản phẩm
Bãi đá sản phẩm
200
200
TTIII_II-12
4.12
Bã i đất
Moong khai thác
Cây b ?i
v?n
chuy
?n
Moong khai thác
Ðu?
ng
DCI-6
Ao
Moong khai thá c Thường Tân III
1220
1220
000
000
Bãi đá sản phẩm
Bãi đá sản phẩm
DCI-5
Bãi đá sản phẩm
800
800
Trạm Cân
CƠNG TY C? PH? N ÐÁ HOA TÂN AN
DCI-3
CƠNG TRÌNH: M? ÐÁ XÂY D? NG THU? NG TÂN IV
Ð?A ÐI? M: X.THU? NG TÂN, H. TÂN UYÊN, T. BÌNH DUONG
600
B?n v? s?: 01
H? & tên
Ch? c danh
8.25
Ranh giớ i khai thác
Ranh thự c vật
n điểm
Điể m đườ ng chuyền cấp 1 TêĐộ
cao
Hàn g rà o dây, lưới kim loại
Điểm độ cao địa hình
Mương thoát nước
Má y xay đá
Ao, suối
Đườ ng vậ n chuyển
Đườ n g dâ y điện hạ thế
Tà luy đá
Đườ n g dâ y điệ n cao thế
Tà luy đất
Cầu cố n g dưới đường
1219
400
G
600
Tháng 06 n am 2013
T? l? 1:2000
TÊN B? N V? : B? N Ð? Ð?A HÌNH HI? N TR? NG
GHI CHÚ
Câ y tràm
Ks. Tr?c d?a
Ks. Tr?c d?a
Mương bê tông
Ngu?i ki?m tra
Cộ t thu lôi
An
Đi Lạc
Trạ m biế n thế
Ch? ký
Phan V an Linh
Tr?n T? Th?ng
Nguy?n Xuân Hoàng - Nguy?n S? Hung
CH? Ð? U TU
CO QUAN TH? C HI? N
CÔNG TY C? PH? N ÐÁ HOA TÂN AN
TTDV K? THU? T & CƠNG NGH?
MICCO - NAM B?
Hố nước
Điể m trạ m má y (cọc phụ) Tê n điểm
Độ cao
g
Sôn
g
Đồ n
Nai
Câ y lúa
1219
400
Nhà cấ p gạch
Đườ n g bình độ
C?u
Đi TT
Nhà tạm
Uyê
Tân
n
- Bản đồ được thàn h lập bằ ng phương pháp toàn đạc
- Tọ a độ VN 2000, Kinh tuyến trục 105 45' múi chiếu 3
- Độ cao Quốc Gia
o
o
g
Sô n
622
800
623
000
200
i
g Na
Đồ n
Tê Sè
400
600
800
Tû LƯ 1:2000
40m
20
0
40
80
624
000
thµnh 1 tê
Tê Sè 1
1 cm trên bản đồ bằng 20m ngoài thực địa
120
160m
Hỡnh 1.1: Bn đồ hiện trạng khai thác mỏ (tháng 9 năm 2013)
16
Hình 1.2: Khu vực khai thác tầng 1
Hình 1.3: Khu vực khai thác tầng 2
17
Hình 1.4: Khu vực khai thác tầng 2&3
1.3
CƠNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CÁC THƠNG SỐ KHOAN
NỔ MÌN
Để phù hợp với điều kiện địa chất, điều kiện khai thác và công suất
mỏ, hệ thống khai thác theo lớp bằng, vận tải trực tiếp bằng ô tô tự đổ đã
được áp dụng tại mỏ. Các thông số hệ thống khai thác mỏ trình bày trong
bảng 4. Các khâu cơng nghệ chính khai thác đá tại mỏ đá xây dựng Thường
tân IV bao gồm: Khoan - Nổ mìn - Xúc bốc trực tiếp - Vận chuyển –
Nghiền đập.
Bảng 1.4: Các thông số của hệ thống khai thác (theo thiết kế kỹ thuật khai
thác của mỏ tháng 01/2007)
TT
1
Thông số HTKT
Chiều cao tầng khai thác
2
Chiều cao tầng kết thúc
3
Góc nghiêng sườn tầng
4
Góc nghiêng sườn tầng kết thúc
Ký hiệu
Ht
Hkt
Đơn vị
m
Giá trị
10
m
10
α
độ
75
αkt
độ
60
18
γkt
độ
45
Chiều rộng mặt tầng công tác min
Bctmin
m
30
7
Chiều dài tuyến công tác min
Lctmin
m
171
8
Chiều rộng dải khấu
A
m
10
9
Chiều rộng mặt tầng kết thúc
Bkt
m
3,3 ÷ 3,5
5
Góc nghiêng bờ mỏ kết thúc
6
1.3.1. Cơng tác khoan nổ mìn
Đá bột kết, cát kết khai thác tại mỏ có hệ số độ kiên cố trung bình f =
6 ÷ 11 (theo phân loại của Protodiaconov (1911)), cường độ kháng nén
trung bình 900 KG/cm2 vì vậy, đá xây dựng phải làm tơi sơ bộ bằng
khoan nổ mìn trước khi xúc bốc.
Theo hệ thống khai thác đã lựa chọn, đá được nổ mìn làm tơi theo
các tầng có chiều cao 10m. Khối lượng đá phải khoan nổ mìn hàng năm là
900.000 m3/năm.
Để đáp ứng khối lượng đá xây dựng phải khoan nổ mìn hàng năm, mỏ
đã đầu tư máy khoan khí nén BMK-5 có đường kính lỗ khoan 105mm để
khoan lỗ mìn.
Bảng 1.5: Bảng tổng hợp các thơng số khoan nổ mìn thực tế đang được áp
dụng tại mỏ
TT
Tên chỉ tiêu
Ký hiệu
Đơn vị
Số lượng
1 Chiều cao tầng khai thác
Ht
m
10
2 Đường kính lỗ khoan
dk
mm
105
3 Đường kháng chân tầng
W
m
4,0
4 Khoảng cách giữa các lỗ khoan
a
m
4,0÷4,5
5 Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan
b
m
3,6÷4,0
Lb
Lkt
m
3,0
m
1,0÷1,5
m
kg/m3
11÷11,5
9 Chỉ tiêu thuốc nổ
Lk
q
0,26 ÷ 0,3
10 Lượng thuốc nổ cho 1 LK
Qlk1
kg
36 ÷ 54
6 Chiều dài nạp bua
7 Chiều sâu khoan thêm
8 Chiều sâu lỗ khoan
19
11 Suất phá đá kỹ thuật TB
S
12 Khoảng cách an tồn đá bay
Rđb
15,5
m
- Đối với người
m
300
- Đối với máy móc và cơng trình
m
150
Rcđ
m
90
Rkk
m
226
Khoảng cách an tồn về chấn động đối
13
với nhà và cơng trình
14
m3/mlk
Khoảng cách an tồn về tác dụng của
sóng đập khơng khí
1.3.2. Cơng nghệ xúc bốc
Mỏ đá xây dựng Thường Tân IV lựa chọn máy xúc thủy lực gầu
ngược Komatsu PC 450 có dung tích gầu 2,2 m3, di chuyển bánh xích, ca
bin hồn chỉnh.
Ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo được năng suất của máy
xúc do giảm được góc quay dỡ tải, sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô trong
gương là tốt nhất, do đó rút ngắn được thời gian chu kỳ xúc đồng thời sơ đồ
này đảm bảo được sự bằng phẳng của gương xúc là tốt nhất.
Máy xúc thủy lực gầu ngược Komatsu PC 450 đứng ngay trên đống
đá đã được làm tơi bằng phương pháp khoan nổ mìn để xúc đá và chất vào
ôtô Huyndai HD 270 ở dưới. Máy xúc thuỷ lực gầu ngược có thể làm việc
với các sơ đồ sau:
- Xúc ở dưới và chất vào ôtô đặt ở mức máy đứng.
- Xúc ở trên đống đá và chất vào ôtô đặt ở tầng dưới.
1.3.3. Công tác vận tải
Vận tải của mỏ được thực hiện bằng ô tô Huyndai HD270 có dung
tích thùng xe 15 tấn.
1.3.4. Cơng nghệ nổ mìn
Hiện tại mỏ đang áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai điện và vi sai phi điện.
a. Vật liệu nổ công nghiệp sử dụng tại mỏ:
20
- Thuốc nổ nhũ tương EE 31 có đặc tính chịu nước được sử dụng vào
mùa mưa. Đây là loại thuốc nổ có khả năng chịu nước rất cao, đồng thời rất
an toàn khi bảo quản, vân chuyển và sử dụng, ít độc hại và khơng gây ơ
nhiễm mơi trường
Hình 1.5: Công tác phối hợp xúc bốc giữa ôtô và máy xúc tại mỏ.
- Thuốc nổ ANFO, thuốc nổ Amônit AD1 sử dụng vào mùa khô
hoặc phối hợp các loại thuốc nổ trên theo tỉ lệ phù hợp.
- Các loại Vật liệu nổ công nghiệp tương đương nằm trong danh mục
VLNCN sản xuất và sử dụng tại Việt Nam được Bộ Cơng Thương ban
hành.
-Phụ kiện nổ: Kíp điện vi sai, kíp vi sai phi điện, dây nổ chịu nước.
Mồi nổ (loại 175g/quả, loại 400g/quả). Khởi nổ bằng máy nổ mìn điện.
Đặc tính kỹ thuật của một số loại chất nổ sử dụng tại mỏ trình bày trong các
bảng 6.
Bảng 1.6. Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Nhũ tương EE 31.
ST
T
Thơng số
Đơn vị
Giá trị
1
Tỉ trọng thuốc
g/cm3
1,0 ÷ 1,25
2
Tốc độ nổ
km/s
3,5÷4,5
21
ST
Thơng số
T
Đơn vị
Giá trị
3
Khả năng cơng nổ
cm3
280 ÷ 310
4
Sức cơng phá
mm
12 ÷ 16
5
Độ nhạy nổ
6
Khoảng cách truyền nổ
7
Khả năng chịu nước
8
Thời gian bảo quản
Kíp nổ số 8
cm
4÷ 6
Tốt
tháng
6
Bảng 1.7: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ ANFO
Đặc tính
Đơn vị
Giá trị
STT
1
Tỉ trong nổ tối ưu
g/cm3
0,85 ÷ 0,95
2
Khả năng cơng nổ
cm3
300 - 320
3
Tốc độ nổ
km/s
3,0 - 3,5
4
Sức cơng phá (nén trụ chì)
mm
≥ 18
5
Độ nhạy nổ
6
Khả năng chịu nước
7
Bao gói (thuốc dạng rời)
8
Thời gian bảo quản
Nhạy nổ với mồi nổ
Kém
kg
25
Tháng
3
Bảng 1.8: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ Amonit AĐ1
STT
Đặc tính
Đơn vị
Giá trị
%
0,3
1
Độ ẩm (khi xuất xưởng)
2
Mật độ
g/cm3
0,95 ÷ 1,1
3
Tốc độ nổ
km/s
3,6 ÷ 3,9
4
K/c truyền nổ
cm
4÷6
5
Khả năng cơng nổ
cm3
350 ÷ 360
7
Thời gian bảo quản
tháng
6
b. Phụ kiện nổ sử dụng:
- Kíp nổ điện vi sai:
22
Bảng 1.9: Đặc tính kỹ thuật của kíp điện vi sai
STT
Thơng số
Đơn vị
Giá trị
1
Vật liệu làm vỏ kíp
Nhơm
2
Đường kính kíp nổ
3
Cường độ nổ
4
Điện trở
Ω
2,0 - 3,2
5
Dòng điện một chiều
A
1,2
6
Dòng điện xoay chiều
A
2,5
7
Chiều dài dây dẫn điện
m
2; 4,5; 6; 10
mm
7,1
Số 8
Bảng 1.10: Số của kíp điện vi sai tính bằng minigiây (ms)
Số kíp nổ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Thời gian
vi sai
danh định
25
50
75
100
125
150
200
250
325
400
Số kíp nổ
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Thời gian
vi sai
danh định
475
550
625
700
775
850
925
1000
1100
1200
- Dây nổ chịu nước Việt Nam:
Dây nổ là phương tiện truyền nổ, truyền sóng kích nổ, hoặc từ khối
chất nổ này đến khối chất nổ khác ở một khoảng cách nhất định trên mặt
đất hoặc từ mặt đất đến các lỗ khoan sâu ở các cơng trường nổ mìn lộ thiên.
Bảng 1.11: Đặc tính kỹ thuật của dây nổ chịu nước
STT
Đặc tính
Đơn vị
Thơng số dây nổ chịu nước VN
1
Đường kính ngồi của dây
mm
5,8 ÷ 6,2
2
Tốc độ nổ
km/s
6,5 ÷ 7
3
Khả năng chịu nước
Giờ
24
4
Khả năng chịu lực kéo
kg
50
Khối mồi nổ năng lượng cao VE 05 (175 - 400) g/quả, khối mồi nổ MN
31 (175 - 400)g/quả do Việt nam sản xuất: sử dụng để kích nổ khối thuốc nổ, các
loại thuốc nổ kém nhạy nổ với kíp có cường độ nổ số 8, dây truyền nổ.
23
Bảng 1.12: Đặc tính kỹ thuật của mồi nổ VE-05
STT
Đặc tính
Đơn vị
Thơng số dây nổ chịu nước VN
1
Tỉ trọng
g/cm 3
1,61
2
Tốc độ nổ
km/s
6,3 ÷ 6,8
3
Sức nén trụ trì
mm
24
4
Thời hạn sử dụng
Tháng
24
c. Cấu trúc cột thuốc nổ trong lỗ khoan (Hình 1.6)
d. Phương pháp nạp mìn:
+ Mỏ thực hiện phương pháp nạp mìn liên tục hoặc phân đoạn tuỳ
theo cấu trúc đất đá tại vị trí lỗ khoan. Đối với điều kiện đất đá có ổn định,
lỗ khoan hình dạng trịn thơng suốt khơng gặp hang hốc thì áp dụng
phương pháp nạp mìn liên tục, cịn với những vị trí khối đá lỗ khoan
gặp hang hốc thì nạp thuốc phân đoạn tại vị trí có hang để bảo đảm hiệu
quả nổ.
KÝp VS ®iƯn
KÝp VS ®iƯn
Lb
Lb
D©y nỉ
D©y nỉ
Lbpd
Thc
nỉ
måi
nỉ
a) Phân đoạn lượng thuốc trong lỗ
Thc
nỉ
måi
nỉ
b) Cột thuốc liên tục trong lỗ khoan
khoan
a) Nổ mìn kíp vi sai điện + dây nổ xuống lỗ khoan
