Nghiên cứu lựa chọn các thông số khoan nổ mìn hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá và bảo vệ môi trường khi khai thác mỏ lộ thiên trên địa bàn tỉnh lào cai

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ ðỊA CHẤT

=========o0o=========

PHẠM VĂN HẢI

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KHOAN NỔ
MÌN HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÁ VỠ
ðẤT ðÁ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG KHI KHAI THÁC
MỎ LỘ THIÊN TRÊN ðỊA BÀN TỈNH LÀO CAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2012


2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ ðỊA CHẤT

=========o0o=========

PHẠM VĂN HẢI

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KHOAN NỔ
MÌN HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÁ VỠ
ðẤT ðÁ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG KHI KHAI THÁC
MỎ LỘ THIÊN TRÊN ðỊA BÀN TỈNH LÀO CAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ
MÃ SỐ: 60.53.05

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ VĂN QUYỂN

HÀ NỘI - 2012


3

LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai cơng
bố trong bất kì cơng trình nào khác.
Tơi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện Luận văn
này đã được cám ơn và các thơng tin trích dẫn trong Luận văn đã được
trích rõ nguồn gốc.

Học viên thực hiện Luận văn

Phạm Văn Hải


4

MỤC LỤC
NƠI DUNG

Trang

MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Mục đích của đề tài

1

3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài

2

4. Nội dung của ñề tài

2

5. Phương pháp nghiên cứu

2

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2

7. Cấu trúc của luận văn

2

CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG CÁC THÔNG SỐ KHOAN
NỔ Ở CÁC MỎ LỘ THIÊN VÙNG LÀO CAI.

3

1.1. Hiện trạng công tác khoan nổ trên mỏ ñồng Sin Quyền

3

1.1.1. Sản lượng khai thác

3

1.1.2. Hệ thống khai thác mỏ

3

1.1.3. Các khâu công nghệ trong dây truyền sản suất mỏ

4

1.1.4. Hiện trạng công tác khoan nổ trên mỏ ñồng Sin Quyền

4

1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng cơng tác khoan nổ mìn
của mỏ đồng Sin Quyền

8

1.2. Hiện trạng công tác khoan nổ trên mỏ Apatit Lào Cai

9

1.2.1. Sản lượng khai thác

9

1.2.2. Hệ thống khai thác mỏ

10

1.2.3. Các khâu công nghệ trong dây truyền sản xuất mỏ

10

1.2.4. Hiện trạng công tác khoan nổ trên mỏ Apatit

11


5
1.3. Những nhận xét và ñánh giá

12

CHƯƠNG 2: ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT, ðỊA CHẤT CƠNG TRÌNH,
ðỊA CHẤT THUỶ VĂN VÀ PHÂN LOẠI ðẤT ðÁ MỎ ðỒNG SIN
QUYỀN VÀ MỎ APATIT LÀO CAI

14

2.1. ðặc điểm địa chất, địa chất cơng trình, ñịa chất thuỷ văn của mỏ
ñồng Sin Quyền

14

2.1.1. ðặc ñiểm địa chất

14

2.1.2. ðặc điểm địa chất cơng trình mỏ đồng Sin Quyền

17

2.1.3. ðặc ñiểm ñịa chất thuỷ văn của mỏ ñồng Sin Quyền

20

2.1.4. Phân vùng ñộ bền, phân cấp nứt nẻ và tính chất chứa nước của
khống sàng đồng Sin Quyền

21

2.2. ðặc điểm địa chất, địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn của mỏ
Apatit Lào Cai

23

2.3. Phân loại ñất ñá

24

2.3.1. Cơ sở phân loại ñất ñá mỏ

24

2.3.2 .Phân loại ñất ñá mỏ cho mỏ ñồng Sin Quyền

26

2.3.3. Phân loại ñất ñá mỏ cho mỏ Apatit Lào Cai

29

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN ẢNH

HƯỞNG TỚI HIỆU QUẢ NỔ MÌN

32

3.1. Các yếu tố tự nhiên

32

3.1.1. Tính chất của ñất ñá

32

3.1.2. Ảnh hưởng của ñiều kiện ñịa chất thủy văn

34

3.2. Các yếu tố kỹ thuật và công nghệ

35

3.2.1. Ảnh hưởng của loại thuốc nổ sử dụng.

35

3.2.2. Ảnh hưởng của các thông số hệ thống khai thác (HTKT)

35

3.2.3. Ảnh hưởng của các thơng số lượng thuốc nổ

37

3.2.4. Sơ đồ bố trí mạng lỗ khoan trên tầng

41


6
3.2.5. Ảnh hưởng của vị trí điểm khởi nổ

44

3.2.6. Ảnh hưởng của phương pháp nổ

44

3.3. Ảnh hưởng của các yếu tố tổ chức kinh tế

48

3.3.1. Yếu tố tổ chức

48

3.3.2. Yếu tố kinh tế

48

CHƯƠNG 4: XÁC ðỊNH VÀ LỰA CHỌN CÁC THƠNG SỐ NỔ MÌN Ở
MỎ ðỒNG SIN QUYỀN VÀ MỎ APATIT TỈNH LÀO CAI

49

4.1. u cầu đối với cơng tác khoan nổ

49

4.2. Lựa chọn phương pháp nổ, thuốc nổ, phương tiện nổ, kết cấu
lượng thuốc, sơ ñồ vi sai, thời gian vi sai, sơ ñồ mạng lỗ khoan

50

4.2.1. Lựa chọn loại thuốc nổ thích hợp

50

4.2.2. Lựa chọn phương pháp nổ, phương tiện nổ, thời gian vi sai và các
sơ ñồ nổ.

51

4.2.3. Lựa chọn kết cấu LTN, phối hợp các loại thuốc nổ trong lỗ khoan

57

4.3. Tính chọn các thơng số nổ mìn

60

4.3.1. Chỉ tiêu thuốc nổ

60

4.3.2. Lựa chọn chiều cao tầng và chiều sâu khoan thêm

61

4.3.3. ðường kháng chân tầng Wct , m

62

4.3.4. Khoảng cách giữa các lỗ khoan (a) và các hàng ( b)

63

4.3.5. Chiều dài bua và chất lượng bua

64

4.3.6. Chiều cao cột thuốc Lt ,m

64

4.3.7. Lượng thuốc nổ Q ( kg)

65

4.3.8. Suất phá ñá S ( m3 /m)

65

4.3.9. Số hàng mìn nh, kích thước bãi nổ L × A

65

4.4. Một số cơng nghệ nổ mìn đề xuất áp dụng nhằm tăng cường
chất lượng ñập vỡ cho mỏ ñồng Sin Quyền và mỏ Apatit Lào Cai

65


7
4.4.1. Nổ mìn trong mơi trường nén

65

4.4.2. Sử dụng biện pháp nạp thuốc lưu cột khơng khí

66

4.4.3. Giảm đá, quặng quá cỡ bằng biện pháp sử dụng lỗ khoan phụ kết
hợp lỗ khoan chính áp dụng trên các khu vực ñất ñá, quặng có ñộ khối
lớn.

67

4.4.4. Sử dụng ñầu ñập thuỷ lực để phá đá q cỡ và mơ chân tầng

67

KẾT LUẬN

78

TÀI LIỆU THAM KHẢO

79


8

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Sản lượng khai thác mỏ Sin Quyền năm 2009 - 2011

Bảng 1.2: Kích thước hệ thống khai thác mỏ đồng Sin Quyền
Bảng 1.3: Tình hình sử dụng thuốc nổ năm 2009 và năm 2011
Bảng 1.4: Các thông số khoan nổ sử dụng trên mỏ Sin Quyền
Bảng 1.5: Tỷ lệ sử dụng thuốc nổ chịu nước 6 tháng của năm 2011
Bảng 1.6: Sản lượng khai thác mỏ quặng Apatit năm 2009 - 2011
Bảng 1.7: Kích thước hệ thống khai thác mỏ Apatit
Bảng 2.1: ðặc ñiểm cấu tạo và kiến trúc
Bảng 2.2: Tổng hợp tính chất cơ lý ñá mỏ ðồng Sin Quyền theo báo cáo thăm dị
năm 1975
Bảng 2.3: Tổng hợp kết quả thí nghiệm bổ sung tính chất cơ lý của đá và quặng
đồng mỏ Sin Quyền
Bảng 2.4: Kết quả quan trắc mực nước tại các lỗ khoan nổ mìn năm 2010
Bảng 2.5: Phân vùng đất đá khống sàng đồng Sin Quyền (Viện KHCN Mỏ)
Bảng 2.6: Phân loại mức độ khó khoan của đất ñá, quặng mỏ ñồng Sin Quyền
Bảng 2.7: Phân loại ñộ khó nổ của đất đá, quặng mỏ đồng Sin quyền
Bảng 2.8: Các ñặc trưng cơ lý của ñất
Bảng 2.9: ðặc trưng cơ lý và khe nứt của ñá cứng
Bảng 4.1: Kết quả tính chọn thời gian vi sai cho các nhóm đất đá
Bảng 4.2: Chiều cao cột khơng khí
Bảng 4.3: Các thơng số nổ mìn sử dụng lỗ khoan phụ
Bảng 4.4: Thơng số khoan nổ mìn lựa chon theo loại thuốc nổ
Bảng 4.5: Kết quả tính tốn thơng số khoan nổ mìn trong trường hợp nổ kết hợp
2 loại thuốc
Bảng 4.6: Thơng số khoan nổ mìn lựa chon theo loại thuốc nổ mỏ Apatit Lào Cai
Bảng 4.7: Kết quả tính tốn thơng số khoan nổ mìn trong trường hợp nổ kết hợp
2 loại thuốc mỏ Apatit Lào Cai
Bảng 4.8: Bảng chỉ tiêu thuốc nổ lựa chọn quy chuyển (B4) theo nhóm đất đá


9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1: Sơ đồ biểu hiện hướng cắm và hướng phá đá
Hình 3.1: Sơ đồ vi sai phù hợp với cấu trúc của vỉa đá.
Hình 3.2: Hướng phá đá có lợi (a) và hướng phá đá khơng có lợi (b) tuỳ theo vị
trí tương đối của vỉa đá với mặt sườn tầng.
Hình 3.3: Thời gian tác dụng nổ tỷ lệ nghịch với áp lực nổ trong lỗ khoan
Hình 3.4: Biểu đồ quan hệ giữa bán kính vùng ñập vỡ tương ñối (R/r0) và chỉ số
tác dụng nổ (n) với trị số (W/r0)
Hình 3.5: Kết cấu các phần chức năng cơ bản của lượng thuốc trong lỗ khoan khi
nổ trên tầng
Hình 3.6: Sơ đồ xác định vùng ñập vỡ tương ứng với mạng ô vuông và mạng tam
giác đều
Hình 3.7: Sơ đồ kích nổ lượng thuốc dài khi điểm kích nổ phía trên và điểm kích
nổ phía dưới
Hình 3.8: Sơ đồ mơ tả tác dụng nổ vi sai trên cơ sở
Hình 4.1: Sơ đồ xác định thời gian vi sai tạo ra sự cộng hưởng ứng suất.
Hình 4. 2: Sơ ñồ xác ñịnh thời gian vi sai phát huy vai trị mặt tự do
Hình 4.3: Sơ đồ vi sai phù hợp với cấu trúc phân lớp và hướng cắm của đất đá.
Hình 4.4: Sơ đồ hai nhánh lệch pha về thời gian vi sai
Hình 4.5: Sơ đồ quan hệ giữa hướng khởi nổ với tác dụng chấn ñộng


1
MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chúng ta đều biết rằng, trong ngành khai thác mỏ, ñặc biệt là khai thác
mỏ Lộ thiên, cơng tác nổ mìn vẫn là một khâu cơng nghệ hàng đầu có tính tất
yếu trong dây chuyền sản xuất mỏ. Chất lượng của công tác nổ mìn ảnh hưởng
trực tiếp đến các khâu cơng nghệ khai thác tiếp theo như: xúc bốc vận tải,

nghiền sàng và thải đất đá vv… ðồng thời nó tác động có hại ở mức độ khác
nhau đến mơi trường. Do vậy, việc nghiên cứu trong lĩnh vực nổ mìn có ý nghĩa
quan trọng trong ngành khai thác mỏ, một ngành khơng thể thiếu trong nền kinh
tế đang phát triển của mỗi quốc gia và tham gia bảo vệ môi trường, một nhiệm
vụ mà tất cả các nước trên thế giới ñã và ñang không ngừng quan tâm ñến.
Ngày nay, trên thế giới ñã ñạt ñược nhiều thành tựu trong việc nghiên
cứu lý thuyết nổ mìn và vật liệu nổ mìn ứng dụng cho các lĩnh vực của nền
kinh tế trong ñó có ngành khai thác mỏ. Nhiều nhà khoa học ñã và ñang
nghiên cứu ñể hoàn thiện các phương pháp, các thơng số khoan nổ mìn hợp lý,
nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ ñất ñá trên mỏ Lộ thiên. Tuy nhiên các cơng
trình này chỉ tập trung nghiên cứu nhiều vào phương pháp nổ, chủng loại
thuốc nổ, các thông số khoan nổ mìn cơ bản vv… mà chưa quan tâm nhiều
đến vai trị, tác dụng và chất lượng của các thơng số khoan nổ mìn có liên
quan đến hiệu quả phá vỡ ñất ñá cũng như việc hạn chế, phịng ngừa hoặc giải
quyết các sản phẩm khí, bụi độc hại, chất động, đá văng khi nổ mìn ở các mỏ
cụ thể ở nước ta mà nguyên nhân quan trọng là do sử dụng các thơng số khoan
nổ mìn chưa hợp lý.
2. Mục đích của đề tài
Mục đích của đề tài là tính chọn được các thơng số khoan nổ mìn hợp lý với
các điều kiện kỹ thuật và kinh tế cụ thể của một số mỏ lộ thiên Lào Cai nhằm
nâng cao ñược hiệu quả phá vỡ ñất ñá và giảm thiểu được những tác động có hại
đến mơi trường.


2
3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài
Luận văn chỉ đi sâu nghiên cứu các thơng số khoan nổ mìn hợp lý trên một
số mỏ lộ thiên tiêu biểu của tỉnh Lào Cai như: mỏ Apatit; mỏ ñồng Sin Quyền;
4. Nội dung của ñề tài
- ðánh giá hiện trạng công tác nổ ở một số mỏ Lộ thiên Lào Cai;

- Nghiên cứu ñặc ñiểm ñịa chất, ñịa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn và
phân loại đất ñá ñồng Sin Quyền và mỏ Apatit Lào Cai
- Nghiên cứu các yếu tố cơ bản ảnh hưởng ñến hiệu quả nổ mìn;
- Xác định và lựa chọn các thơng số khoan nổ hợp lý cho mỏ;
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích lý thuyết.
Phương pháp thực nghiệm và thống kê.
Phương pháp thử nghiệm và thống kê
Phương pháp phân tích và suy luận
Phương pháp thu nhận hình ảnh.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Luận văn góp phần giải quyết một vấn ñề thực tế ñặt ra hiện nay là hệ
thống hố các thơng số khoan nổ mìn đang sử dụng trong thực tế các mỏ Lộ thiên
ở Lào Cai tìm ra được các thơng số khoan nổ mìn hợp lý để đạt được mục đích
u cầu thực tế sản xuất, làm sao đó vừa có hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao vừa
ñảm bảo ñược vấn ñề về mơi trường nói chung đặc biệt là trong mơi trường khai
thác mỏ nói riêng ở một số mỏ lộ thiên vùng Lào Cai.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm phần mở đầu, 4 chương, phần kết luận được trình bày trong
79 trang với 14 hình, 24 bảng.


3
CHƯƠNG 1
HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG CÁC THÔNG SỐ KHOAN NỔ Ở CÁC
MỎ LỘ THIÊN VÙNG LÀO CAI.
1.1. Hiện trạng công tác khoan nổ trên mỏ ñồng Sin Quyền
1.1.1. Sản lượng khai thác
1.1.1.1. Khối lượng khai thác mỏ
Tổng khối lượng quặng ñồng trong ranh giới khai thác là: 24.284 ngàn

tấn, ñất bóc là: 121.673 ngàn tấn.
1.1.1.2. Sản lượng khai thác hàng năm
Sản lượng khai thác của mỏ ñồng Sin Quyền trong năm 2009 - 2011 thể
hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Sản lượng khai thác mỏ Sin Quyền năm 2009 - 2011
TT

Các chỉ tiêu

1

ðá bóc

2

Quặng NK

3

Hệ số bóc

ðơn vị

2009

2010

2011

m3

2500.000

3.200 000

5.500.000

Tấn

700.000

1100.000

1.260.000

m3

( 234.000)

( 344.000)

( 394.000)

Tấn/tấn

4,3

8,7

13,0

1.1.2. Hệ thống khai thác mỏ
Kích thước hệ thống khai thác mỏ ñồng Sin Quyền thể hiện trong
bảng 1.2.
Bảng 1.2: Kích thước hệ thống khai thác mỏ đồng Sin Quyền
TT

Chỉ tiêu

Ký hiệu

ðơn vị

Số lượng

1

Chiều cao tầng khai thác

H

m

12

2

Chiều cao tầng kết thúc

Hkt

m

24

3

Chiều rộng tầng khai thác

B

m

35 ÷ 40

4

Chiều rộng đai an tồn

b

m

10 ÷ 11

5

Góc nghiêng sườn tầng

α

độ

65÷70


4
1.1.3. Các khâu công nghệ trong dây truyền sản xuất mỏ
1.1.3.1. Cơng tác xúc bóc
Hiện tại trên cơng trường khai thác sử dụng 02 loại máy xúc gồm:
- 01 Máy xúc thuỷ lực gàu ngược (TLGN) do hãng Komasu chế tạo có
dung tích E = 2,7 m3
- 04 máy xúc gàu thuận mã hiệu CED 650 – 6 do Trung Quốc sản xuất có
dung tích gầu V = 4 m3 sử dụng ñiện năng và dầu diezen.
Từ tháng 5/2008 mỏ ñã ñưa vào hoạt ñộng thêm 02 máy xúc tay gàu
EKG 5A do LB Nga chế tạo có dung tích gàu E = 5 m3
Theo tính năng tác dụng của máy xúc thì các máy xúc Bony 4 m3 và EKG
5A - 5 m3 ñược sử dụng chuyên cho ñất ñá thải. Máy xúc thuỷ lực ñược dùng xúc
quặng hoặc tham gia các công tác phụ trợ trên khai trường.
1.1.3.2. Khâu vận tải
ðể vận chuyển khối lượng quặng và ñất ñá mỏ sử dụng ô tô vận tải tự ñổ
Bellaz (Belarus) có tải trọng q = 32 tấn.
1.1.3.3. Khâu nghiền đập
Quặng ngun khai sau làm tơi có kích thước đảm bảo theo yêu cầu của
hàm nghiền ñược xúc và vận chuyển bằng ơtơ đến bãi chứa và từ đó được ñưa
vào các máy nghiền và qua các giai ñoạn: ðập thơ, đập vừa và đập mịn.
1.1.4. Hiện trạng cơng tác khoan nổ trên mỏ đồng Sin Quyền
1.1.4.1. Cơng tác khoan
ðể khoan ñất ñá, mỏ sử dụng hai loại máy khoan có đường kính và
phương pháp khoan khác nhau là: Máy khoan xoay cầu YZ - 45B đường kính D

= 250 mm và máy khoan ñập xoay KQG - 165 ñường kính D = 165 mm.
ðể khoan đá q cỡ phục vụ nổ mìn lần 2 và làm các cơng tác phụ trợ mỏ
sử dụng máy khoan ñá cầm tay loại Y28 số lượng 12 chiếc, máy nén khí 02
chiếc loại LGFYD -10/7.


5
Qua số liệu thống kê năm 2011 về tình hình hoạt ñộng của máy khoan cho
thấy: Thời gian hoạt ñộng của máy khoan ñập xoay là 6569 giờ khối lượng khoan
đạt 82144 m/máy, năng suất bình qn đạt 68 m/ca. Thời gian hoạt ñộng của máy
khoan xoay cầu là 2952 giờ. Năng suất đạt 29860 m/năm.
1.1.4.2. Cơng tác nổ mìn
a. Khối lượng ñất ñá cần nổ hàng năm
Khối lượng cần nổ mìn hàng năm của mỏ theo thống kê: Năm 2009 là 1,3
triệu m3; năm 2010 là 4.074.000 m3; năm 2011 là 5.906.000 m3. Trong đó tỷ lệ
nổ đất đá chiếm 92÷93% tổng khối lượng tồn mỏ. Khối lượng nổ mìn làm tơi
quặng chỉ có tỷ lệ giao động từ 7÷ 8%.
b. Tình hình sử dụng thuốc nổ và phụ kiện nổ
Các loại thuốc nổ mỏ ñã và ñang dùng bao gồm:
- Thuốc nổ chịu nước: NT-13, EE-31, ANFO chịu nước
- Thuốc nổ không chịu nước: ANFO thường và AD1
Khối lượng và tỷ lệ các loại thuốc nổ sử dụng trong năm 2009 và năm
2011 xem bảng 1.3.


6
Bảng 1.3: Tình hình sử dụng thuốc nổ năm 2009 và năm 2011
TT

1

2

Chỉ tiêu

ðơn vị

Thực hiện
Quặng

ðất ñá

Tổng cộng

374839

3863700

4238539

97928

1668607

1766535

2799069

3130750

1064631

1107789

Khối lượng nổ

m3

Dlk= 250 mm

m3

Dlk 165 mm

m3

331681

Dlk < 165 mm

m3

43158

Thuốc nổ sử dụng

Kg

Anfo

Kg

Nhũ tương

Kg

AD1

Kg

P113

Kg

1640150
716135
1.071861
420934
533675
283469
34497
11047
117
676

* Tử số là số liệu năm 2009. Mẫu số là năm 2011
c. Tình hình sử dụng phương tiện nổ
- Sử dụng kíp vi sai trên mặt với thời gian vi sai: 17, 25, 42 ms.
- Kíp vi sai xuống lỗ loại dây với thời gian vi sai: 400 ms.
- Mồi nổ sử dụng là loại MN 31: 175 g và 400 g dùng cho hai loại lỗ

khoan có đường kính khác nhau. Các loại kíp đốt, điện, dây điện, dây cháy chậm
và các loại dây nổ do các xí nghiệp trong nước sản xuất.
d. Tình hình thực hiện các chỉ tiêu khoan nổ mìn chủ yếu


7
- Chỉ tiêu thuốc nổ sử dụng: Năm 2009 chỉ tiêu thuốc trung bình của mỏ là
q = 0,37 kg/m3. Năm 2010 chỉ tiêu thuốc nổ trung bình là q = 0,38 kg/m3. Trong
đó: chỉ tiêu thuốc cho quặng bình quân là q = 0,5 kg/m3; ñất ñá là q = 0,36 kg/m3.
- Suất phá ñá kỹ thuật giao ñộng trong khoảng 45÷48 m3/m. ðối với lỗ
khoan đường kính D = 250 mm và 20÷23 m3/m đối với D = 165 mm. Tuy nhiên,
khi độ kiên cố tăng thì suất phá ñá giảm. Suất phá ñá của quặng chỉ ñạt mức
13÷15 m3/m.
e. Phương pháp nổ và thơng số nổ mìn
Mỏ hiện sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai qua hàng qua lỗ, ñây là
phương pháp nổ tiên tiến ñược áp dụng trên các mỏ lộ thiên trong ngành.
Tổng hợp các ñịnh mức về chỉ tiêu và mạng khoan nổ thể hiện trong bảng 1.4.
Bảng 1.4: Các thông số khoan nổ sử dụng trên mỏ Sin Quyền
Nhóm đất đá
Các chỉ tiêu

ðơn vị
I

II

III

5,0 x 5,0

5,0 x 4,5

4,5 x 4,5

7,5 x 7,0

7,0 x 7,0

7,0 x 6,5

0,45÷0,48

0,48÷0,5

0,5÷ 0,6

0,38÷0,39

0,4÷0,42

0,42÷0,48

Mạng: a x b
+ ðối với quặng

m

+ ðối với ñất ñá
Chỉ tiêu q
+ Quặng

+ ðất ñá

Kg/m3

e. Quy mơ, chất lượng nổ mìn
Quy mơ vụ nổ của máy khoan xoay cầu 30.000÷78.000 m3/vụ. ðối với
máy khoan đập xoay quy mơ lớn nhất đến 30.000 m3/vụ.


8
Tỷ lệ ñá quá cỡ phải xử lý tuỳ theo khu vực nổ nhưng bình quân cả
năm là <1% và < 5% ñối với quặng.
Việc xử lý ñá, quặng quá cỡ hiện nay là dùng biện pháp khoan nổ lần
2 bằng khoan đường kính nhỏ hoặc nổ mìn ốp. Chỉ tiêu thuốc nổ xử lý lần 2
q = 0,2 ÷ 0,3 kg/m3.
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng cơng tác khoan nổ
mìn của mỏ đồng Sin Quyền
1.1.5.1. ðiều kiện tự nhiên
- Nham thạch trong ñịa tầng mỏ Sin Quyền ña dạng về chủng loại phân
bố trên khắp phạm vi khai trường; đá có độ kiên cố thay đổi trong phạm vi
tương ñối rộng và ñan xen nhau nên việc xác ñịnh chỉ tiêu thuốc nổ và phân
bố thuốc gặp nhiều khó khăn.
- Mức độ, hướng khe nứt nẻ trên cùng một bloc của ñất ñá trong
nguyên khối cũng rất đa dạng về kích thước nhất là các khối chứa quặng. ðất
đá thường có độ khối lớn, xen kẹp các ñới vỡ vụn dẫn ñến tác dụng của khối
nổ kém, tổn thất năng lượng nổ cao.
- Tỷ lệ ñất ñá khó nổ tăng theo chiều sâu khai thác.
1.1.5.2. Ảnh hưởng của nước đến cơng tác nổ mìn
Nước trong lỗ khoan chủ yếu do nguồn nước mặt và nước mưa cung
cấp. ðây là một trong những nguyên nhân chính làm ảnh hưởng xấu đến chất

lượng nổ mìn.
Kết quả theo dõi hiện trạng về nước trong lỗ khoan và tỷ trọng thuốc
nổ chịu nước và mức ñộ nước trong lỗ khoan 6 tháng của năm 2011 ñược thể
hiện trong bảng 1.5.


9
Bảng 1.5: Tỷ lệ sử dụng thuốc nổ chịu nước 6 tháng của năm 2011
Chỉ tiêu

ðơn vị

Tháng
1

Tháng
2

Tháng
3

Tháng
4

Tháng
5

Tháng
6

Tổng số

kg

80315

44184

97017

85619

104720

95125

kg

69247

42166

56810

53335

65550

95125

kg

11065

2074

40207

32284

39170

54214

%

13

5

41

37

37

36

Số lỗ khoan

lỗ

638

430

786

745

681

888

LK có nước

lỗ

155

5

231

322

178

87

Tỷ lệ chứa nước

%

24

1

30

43

27

56

Tỷ lệ thuốc nổ
chịu nước

%

Thuốc nổ không
chịu nước
Thuốc nổ
chịu nước
Tỷ lệ thuốc
nổ chịu nước

35%

1.1.5.3. Công tác tổ chức khoan nổ mìn
Cơng tác nổ mìn hiện tại do phân xưởng nổ mìn của Cơng ty Cơng nghiệp
Hố chất Mỏ Tây Bắc đảm nhiệm.
1.2. Hiện trạng cơng tác khoan nổ trên mỏ Apatit Lào Cai
1.2.1. Sản lượng khai thác
1.2.1.1. Khối lượng khai thác mỏ
Tổng khối lượng quặng Apatit trong ranh giới khai thác là: 791 triệu tấn,(
Quặng Apatit loại I: 34 triệu tấn; Quặng Apatit loại II: 236 triệu tấn.; Quặng
Apatit loại III: 230 triệu tấn; Quặng Apatit loại IV: 291 triệu tấn), đất bóc là:
15680 triệu tấn.
Trữ lượng trên các khai trường của mỏ Apatit còn lại ñến thời ñiểm 30
tháng 11 năm 2011: 72 triệu tấn (Quặng Apatit loại I: 4,7 triệu tấn; Quặng Apatit


10
loại II: 14,8 triệu tấn.; Quặng Apatit loại III: 41,6 triệu tấn; Quặng Apatit loại IV:
10,9 triệu tấn), đất bóc là: 14112 triệu tấn.
1.2.1.2. Sản lượng khai thác hàng năm
Sản lượng khai thác của mỏ Apatit trong năm 2009 - 2011 thể hiện trong
bảng 1.6.
Bảng 1.6: Sản lượng khai thác mỏ quặng Apatit năm 2009 - 2011
TT
1

Các chỉ tiêu
ðá bóc

2

Quặng NK

3

Hệ số bóc

ðơn vị

2009

2010

2011

m3

5.047.136

6.308.920

10.514.867

Tấn

2.649.600

3.312.000

5.520.000

m3

(898.169 )

(1.122.711 )

( 1.871.186)

Tấn/tấn

5,3

5,3

5,3

1.2.2. Hệ thống khai thác mỏ
Kích thước hệ thống khai thác mỏ Apatit thể hiện trong bảng 1.7.
Bảng 1.7: Kích thước hệ thống khai thác mỏ Apatit
TT

Chỉ tiêu

Ký hiệu

ðơn vị

Số lượng

1

Chiều cao tầng khai thác

H

m

10

2

Chiều cao phân tầng

Hpt

m

5

3

Chiều rộng tầng khai thác

B

m

50

4

Chiều rộng ñai an tồn

b

m

2÷5

5

Góc nghiêng sườn tầng

α

độ

70÷75

1.2.3. Các khâu cơng nghệ trong dây truyền sản suất mỏ
1.2.3.1. Cơng tác xúc bóc
Hiện tại trên các công trường khai thác mỏ Apatit sử dụng 02 loại máy
xúc chính gồm:


11
- 12 máy xúc thuỷ lực gàu ngược (TLGN) do hãng Komasu chế tạo có
dung tích E = 1,6 m3
- 6 máy xúc tay gàu EKG 5A do LB Nga chế tạo có dung tích gàu E = 5 m3
Theo tính năng tác dụng của máy xúc thì các máy xúc EKG 5A - 5 m3
ñược sử dụng chuyên cho ñất ñá thải. Máy xúc thuỷ lực ñược dùng xúc quặng

hoặc tham gia các công tác phụ trợ trên khai trường.
1.2.3.2. Khâu vận tải
ðể vận chuyển khối lượng quặng và ñất ñá mỏ sử dụng các loại ô tô vận
tải tự đổ БeЛAЗ có tải trọng q = 30 - 40 tấn.
1.2.3.3. Khâu nghiền ñập
Quặng nguyên khai sau làm tơi có kích thước đảm bảo theo u cầu của
hàm nghiền ñược xúc và vận chuyển bằng ôtô ñến bãi chứa và từ đó được đưa
vào các máy nghiền và qua các giai đoạn: ðập thơ, đập vừa và đập mịn.
1.2.3.4. Khâu thải đá
Cơng tác san gạt sử dụng Máy gạt T130
1.2.4. Hiện trạng công tác khoan nổ trên mỏ Apatit
1.2.4.1. Công tác khoan
Sử dụng 2 loại máy khoan: Số lượng 10 máy CБY- 100 Γ và 1 máy
CBb-2T đường kính lỗ khốn 105 mm để khoan quặng, đá, đất.
Sử dụng 7 máy khoan tay ΠP- 20 ñể khoan ñá, quặng 2 quá cỡ và mô
chân tầng.
Qua số liệu thống kê năm 2011 về tình hình hoạt động của máy khoan
cho thấy: Thời gian hoạt ñộng của máy khoan CБY- 100 Γ là 6.650 giờ khối
lượng khoan ñạt 83.100 m/máy, năng suất bình qn đạt 60m/ca; máy khoan
CBb-2T là 2646 giờ khối lượng khoan đạt 29109 m/năm, năng suất bình qn
đạt 60m/ca . Thời gian hoạt ñộng của máy khoan tay ΠP- 20 là 14495 giờ.
Năng suất đạt 2416m/ca.
1.2.4.2. Cơng tác nổ mìn


12
a. Khối lượng ñất ñá cần nổ hàng năm
Khối lượng cần nổ mìn hàng năm của mỏ theo thống kê: Năm 2009 là
1,5triệu m3; năm 2010 là 2.060.000 m3; năm 2011 là 3.510.777 m3. Trong đó tỷ
lệ nổ đất đá chiếm 92÷93% tổng khối lượng tồn mỏ. Khối lượng nổ mìn làm tơi

quặng chỉ có tỷ lệ giao động từ 7÷ 8%.
b. Tình hình sử dụng thuốc nổ và phụ kiện nổ
- Sử dụng thuốc nổ loại: Amônit N0 1 (AD 1)
- Phương tiện nổ gồm : Dây cháy- Dây nổ - Kíp số 8 - Kíp điện thường Kíp ñiện vi sai - Dây ñiện- Máy nổ mìn.
c. Tình hình thực hiện các chỉ tiêu khoan nổ mìn chủ yếu
- Chỉ tiêu thuốc nổ áp dụng - ðối với thuốc nổ Amơnit N01:
+ ðối với đất và quặng cứng vừa: 0,18 kg/m3
+ ðối với ñá cứng và Q 2: 0,35 kg/m3;
+ Nổ mìn lần 2: 0,2 kg/m3
1.3. Những nhận xét và đánh giá
Thơng qua số liệu khảo sát tình hình cơng tác nổ mìn ở mỏ đồng Sin
Quyền và mỏ Apatit Lào Cai từ năm 2009 ñến nay chúng tơi có những nhận xét
và đánh giá như sau:
- Mỏ sử dụng thiết bị khoan có đường kính phù hợp với với ñồng bộ thiết bị,
ñáp ứng năng suất khai thác. Phương pháp khoan phù hợp với tính chất cơ lý ñá mỏ.
- Thuốc nổ, phụ kiện nổ sử dụng sản xuất trong nước nên ít bị phụ thuộc
trong khâu cung cấp.
- Cơng tác nổ mìn do Cơng ty Cơng nghiệp Hố chất Mỏ Tây Bắc và
Cơng ty Apatit đảm nhiệm đã đáp ứng được nhu cầu nổ mìn hàng năm của mỏ.
Tuy nhiên trong công tác nổ khoan nổ mìn cịn có những tồn tại:


13
- Chưa ñánh giá cập nhật những thay ñổi của ñiều kiện tự nhiên. Do vậy
khi tính chất cơ lý của ñất ñá, ñiều kiện ñịa chất thuỷ văn thay đổi theo q trình
khai thác thì cơng tác nổ mìn thường bị động và gặp nhiều khó khăn.
- Việc sử dụng thuốc nổ chịu nước có xu thế tăng dần theo mức ñộ xuống sâu
của mỏ là ñiều cần quan tâm, cần phải tìm mọi cách giảm tỷ lệ này ñến mức hợp lý.
- Sử dụng thời gian vi sai cịn theo cảm tính chưa có cơ sở khoa học
vì vậy chưa phát huy hết tác dụng của loại phương tiện nổ này. Chưa chú ý

đến vị trí điểm khởi nổ, sơ ñồ vi sai phù hợp với từng loại ñất ñá và ñiều
kiện ñịa chất.
- Chưa có nghiên cứu xác ñịnh mức ñộ ñập vỡ phù hợp với từng loại máy
xúc, từng loại đất đá.
- Các thơng số mạng khoan nhiều chỗ chưa thật sự hợp lý, việc duy trì các
thơng số mạng lưới chưa đều. Việc lựa chọn mạng khoan, thông số nổ chủ yếu
dựa vào kinh nghiệm, thiếu chính xác.
- Chưa có nghiên cứu xác định qui mơ bãi nổ phù hợp cho đất đá,
quặng. Chất lượng nổ nhiều bãi chưa tốt, chưa ñều, tỷ lệ quặng q cỡ cịn
cao, hiện tượng mơ đống chưa khắc phục triệt để, có nhiều trường hợp đập vỡ
tơi vụn q mức cần thiết.
- Công tác lập hộ chiếu khoan nổ chưa có sự phối hợp với cán bộ địa chất,
trắc ñịa mỏ.
- Việc thi công bãi nổ cần chú ý ñến khâu tổ chức thực hiện ñảm bảo ít
ảnh hưởng đến sản suất chung cho tồn mỏ. Có kế hoạch dự trữ lượng thuốc cần
thiết trong trường hợp có những biến ñộng về thời tiết.
Từ thực tế trên thấy việc nghiên cứu xây dựng các thông số khoan nổ
phù hợp với điều kiện, kỹ thuật cơng nghệ và điều kiện kinh tế của mỏ ñồng
Sin Quyền và mỏ Apatit Lào Cai nhằm nâng cao hiệu quả khoan nổ nói riêng
và hiệu quả sản xuất nói chung là rất cần thiết và cấp bách.


14
CHƯƠNG 2
ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT, ðỊA CHẤT CƠNG TRÌNH,
ðỊA CHẤT THUỶ VĂN VÀ PHÂN LOẠI ðẤT ðÁ MỎ ðỒNG SIN
QUYỀN VÀ MỎ APATIT LÀO CAI
2.1. ðặc ñiểm ñịa chất, ñịa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn của mỏ
đồng Sin Quyền
2.1.1. ðặc ñiểm ñịa chất

2.1.1.1. ðịa tầng
Tham gia vào ñịa tầng của khống sàng Sin Quyền gồm có các thành tạo
trầm tích. Trầm tích biến chất của giới Prêtarơzơi, Palêozơi và một phần nhỏ của
giới Kainơzơi.
2.1.1.2. Kiến tạo
Khống sàng đồng Sin Quyền nằm trong các thành tạo trầm tích biến chất
và là phần nâng lên phía Tây Nam của đứt gãy nghịch Sin Quyền.
2.1.1.3. ðặc điểm phân bố và tính chất của các thân quặng
a. ðá chứa quặng
Quặng đồng khống sàng Sin Quyền phân bố chủ yếu trong ñá trao đổi và
đá Gơnai biơtít micmatít.
Quặng đồng nằm trong đá trao ñổi thường có hàm lượng cao, thân quặng
ổn ñịnh về chiều dày, quặng thường có cấu tạo dạng dải.
Quặng đồng nằm trong đá Gơnai biotít micmatít thường phân bố ở ven rìa,
hàm lượng đồng thấp, kích thước thân quặng khơng ổn ñịnh, cấu tạo dạng mạch
nhỏ phân tán. Tiếp xúc và quan hệ với đá vây quanh khơng rõ ràng.
Quặng ñồng nằm trong ñá chứa quặng là hỗn hợp giữa đá trao đổi và đá
Gơnai biotít micmatít có dạng vát nhọn uốn lượn.
b. Sản trạng của thân quặng
Hình thái phân bố của các thân quặng bao gồm các dạng chính: Thân


15
quặng dạng mạch chuỗi; thân quặng dạng mạch thấu kính; thân quặng dạng mạch
tách nhánh; thân quặng dạng mạch buồng.
c. ðặc điểm phân bố và tính chất của quặng
1. ðặc ñiểm cấu tạo và kiến trúc:
Bảng 2.1: ðặc ñiểm cấu tạo và kiến trúc
ðặc ñiểm

Cấu tạo

loại quặng

Nguyên sinh

Kiến trúc

- Cấu tạo dạng dài

- Kiến trúc hạt tự hình

- Cấu tạo xâm tán:

- Kiến trúc hạt tha hình.

+ Cấu tạo xâm tán dạng ñám hạt.

- Kiến trúc khảm

+ Cấu tạo xâm tán gần ñơn tinh.

- Kiến trúc chèn lấp.

- Cấu tạo dạng khối đặc xít.

- Kiến trúc tách dung dịch cứng.

- Cấu tạo dạng dăm kết.
- Cấu tạo dạng mạch và mạng mạch.

Thứ sinh

- Cấu tạo dạng đất

- Kiến trúc ơ mạng.

- Cấu tạo dạng vỏ

- Kiến trúc riềm

- Cấu tạo mạng lưới.

- Kiến trúc phóng tia.

2. ðặc điểm khống vật.
Tại khống sàng đồng Sin Quyền đã phát hiện trên 40 khống vật nằm
trong các thân quặng, trong số đó các khống vật tạo đá thuộc các thể đá trao đổi
chứa quặng, khống vật mạch và khống vật quặng.
Dưới đây là 6 nhóm khống vật có trong quặng:
- Khống vật Sunfua.


16
- Khống vật Ơxit và Hiddrooxit.
- Khống vật Cacbonat và Fluocacbonat.
- Khoáng vật Photphat.
- Khoáng vật Silicat.
- Khoáng vật tự sinh.
3. Dạng tồn tại các ngun tố có ích.

Theo kết quả phân tích hóa học quang phổ định lượng và nghiên cứu mẫu
ñã cho kết quả:
Nguyên tố sử dụng chủ yếu là ðồng: Có hàm lượng thấp nhất 0,01%,
trung bình 1,03%, cao nhất 11,58%.
Nguyên tố sử dụng tổng hợp là Sắt: Có hàm lượng thấp nhất 1,62%, trung
bình từ 17 - 20%, cao nhất 56,53%.
ðất hiếm có hàm lượng thấp nhất 0,02%, trung bình 0,8 - 1%, cao
nhất 3,73%.
Các nguyên tố có thể xét để sử dụng tổng hợp là:
+ Vàng có hàm lượng trung bình 0,46 - 0,555g/tấn quặng đồng.
+ Bạc có hàm lượng trung bình 0,44 - 0,5g/ tấn.
+ Coban có hàm lượng trung bình 0,0039 - 0,0065g/ tấn.
+ Lưu huỳnh có hàm lượng thay đổi tương đối lớn: thấp nhất 0,03%, trung
bình 2,25%, cao nhất 9,79%.
+ Uran hàm lượng trung bình 0,005 -0,08%, cao nhất 0,265%.
+ ThO2 hàm lượng 0,006%.
+ NB2O5 hàm lượng 0,006 - 0,1%.
+ Ta2O5 hàm lượng 0,001%.
+ Nguyên tố hiếm và phân tán có: Ga, Se, Be, Ge, Mo, Te.