Bài giảng Nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá bằng nổ mìn trong khai thác mỏ: Phần 2 (Dùng cho trình độ Thạc sĩ)

Phần 2 của bài giảng "Nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá bằng nổ mìn trong khai thác mỏ (Dùng cho trình độ Thạc sĩ)" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: phương pháp xác định các thông số nổ mìn khai thác vật liệu xây dựng; tăng cường chất lượng nổ mìn phá đá dưới nước; ảnh hưởng của công tác nổ mìn khi khai thác mỏ đến môi trường xung quanh;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá bằng nổ mìn trong khai thác mỏ: Phần 2 (Dùng cho trình độ Thạc sĩ) CHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN KHAI THÁC VẬT LIỆU XÂY DỰNG 4.1. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN VĂNG ĐỊNH HƯỚNG KHI KHAI THÁC ĐÁ VÔI 4.1.1. Khái niệm về phương pháp nổ mìn văng định hướng Phương pháp khai thác không vận tải nói chung và phương pháp khai thác không vận tải trên tầng khấu theo lớp xiên nói riêng đều sử dụng năng lượng chất nổ để vận chuyển đất đá trên một khoảng cách nhất định. Trong những trường hợp này các yếu tố của hệ thống khai thác liên quan chặt chẽ với các thông số khoan nổ mìn. Phương pháp nghiên cứu ở đây thực chất là áp dụng công nghệ nổ mìn định hướng để hất phần lớn đất đá xuống chân tuyến và tạo hệ thống tầng trên núi đảm bảo hiệu quả và an toàn cho công tác khoan nổ mìn tiếp theo. Việc tính toán các thông số hệ thống khai thác ở đây phải gắn liền với việc tính các thông số nổ mìn văng xa định hướng. Khi nổ mìn văng xa định hướng sử dụng 2 phương pháp: nổ mìn buồng và nổ lượng thuốc phẳng. Ưu điểm cơ bản của phương pháp nổ lượng thuốc phẳng so với nổ mìn buồng là cải thiện tốt những thông số như hướng văng và độ tập trung của đất đá sau khi nổ. Hướng văng được đặc trưng bởi hệ số fv (là tỷ số giữa khối lượng đá văng theo hướng đã định và toàn bộ khối lượng đất đá được chuyển trên bề mặt tự do). Độ tập trung của đống đá sau khi nổ (f t) là tỷ số giữa khối lượng đất đá được văng đến vị trí đã định và toàn bộ khối lượng đất đá được chuyển dịch trên bề mặt tự do. Hệ số f t đối với sơ đồ lượng thuốc phẳng trong những điều kiện thuận lợi có thể lớn hơn 90%. Chúng ta so sánh đặc điểm chuyển động của đất đá khi nổ mìn buồng và nổ lượng thuốc phẳng (hình 4.1) Hình 4.1. Sơ đồ văng khi nổ lượng thuốc phẳng và tập trung ở sườn dốc 64 - Khi nổ mìn buồng lượng thuốc được nạp tập trung. - Với hệ thống lượng thuốc phẳng thì các lượng thuốc được phân bố trong cùng một mặt phẳng. Trong hình vẽ đường nét đứt thể hiện quỹ đạo chuyển động của đất đá khi nổ mìn buồng, còn đường nét liền là quỹ đạo chuyển động của đất đá khi nổ lượng thuốc phẳng. Khi nổ mìn buồng đất đá được văng về tất cả mọi phía, do đó một phần đáng kể đọng lại trong giới hạn mỏ - với địa hình như hình 4.1 thì chỉ phần đất đá trong giới hạn bóc văng ra khỏi giới hạn mỏ và vẫn còn đất đá trong giới hạn phải dọn bằng máy gạt. Rõ ràng trong những điều kiện nhất định, hướng bay ban đầu của nó vuông góc với mặt phẳng lượng thuốc. Khi thay đổi góc nghiêng và khối lượng cần thiết của lượng thuốc thì có thể đạt được độ xa và hướng theo yêu cầu. Mặt khác khi nổ lượng thuốc nổ phẳng thì hệ số tác dụng nổ hữu ích lớn hơn so với khi nổ mìn buồng vì khi đó toàn bộ khối nổ chuyển động với tốc độ như như nhau (trừ một phần nhỏ thể tích của nó ở 2 đầu lượng thuốc), còn khi nổ mìn buồng thì có sự khác nhau lớn về građian tốc độ làm phát sinh lực ma sát biến năng lượng chuyển động tịnh tiến thành biến dạng dẻo và nhiệt. Hơn nữa khi nổ mìn buồng trong điều kiện khai thác đá vôi không thể tạo được tầng theo mong muốn. Như vậy sử dụng phương pháp nổ hệ thống lượng thuốc phẳng có nhiều ưu việt về khả năng hất đất đá về 1 phía, về mức độ tập trung của đống đá, về chất lượng đập vỡ và tạo tầng theo thiết kế. 4.1.2. Đặc điểm nổ lượng thuốc phẳng khi chỉ tiêu thuốc nổ khác nhau Đặc điểm chuyển động của đất đá khi nổ lượng thuốc phẳng phụ thuộc chủ yếu vào tỷ số giữa các kích thước của lượng thuốc, khối lượng của nó, chiều sâu đặt thuốc và góc nghiêng của lượng thuốc. Kết quả nghiên cứu của A.A.Trenhigôpski cho thấy (hình 4.2): L Hình 4.2. Sơ đồ đá bay khi nổ lượng thuốc tác dụng phẳng 1- Cột thuôc nổ; 2- Thể tích buồng khí nổ 3- Ranh giới khi nổ khí đạt được áp lực khí quyển 65 - Nếu khối lượng của lượng thuốc phẳng tương đối nhỏ, chiều dài và chiều rộng của nó lớn hơn nhiều so với bề dày của lớp đất đá cần nổ văng thì ranh giới phân chia giữa sản phẩn nổ và đất đá chuyển dịch sẽ song song với mặt phẳng lượng thuốc. Khi đó tất cả các phần tử của đất đá (trừ một phần rất nhỏ kề sát 2 đầu lượng thuốc), Được chuyển động với tốc độ như nhau về hướng và độ lớn. Có thể coi rằng biên thể tích đất đá trong suốt quá trình chuyển dịch song song với vị trí ban đầu của nó trước khi nổ. Trường hợp này xảy ra khi: L Y 4 (4.1) quw B X  4 (4.2) quw Trong đó: L và B- Chiều dài và chiều rộng hệ thống lượng thuốc phẳng; q- Chỉ tiêu thuốc nổ; u- Thể tích riêng của sản phẩm nổ khi mở rộng đoạn nhiệt đến áp suất khí quyển (u = 1 m3/kg); w- Chiều dầy lớp đất đá cần nổ. Các thông số không thứ nguyên X và Y tương đối nhỏ mà chỉ tiêu thuốc nổ lớn thì buồng khí ở giai đoạn cuối của sự mở rộng có dạng lồi, do đó đất đá được bay theo phương hướng tâm với tốc độ giảm từ tâm lượng thuốc phẳng đến các đầu đống đá tạo thành sau khi nổ có dạng elip. 2  Yđộng của trọng tâm khối nổ nừ khi nổ đến khi rơi xuống mặt nằm ngang là T, trong thời gian đó trọng tâm chuyển động theo đường OP. Đường này gọi là độ xa nghiêng: DH = VoT (Vo là tốc độ văng ban đầu). Với gia tốc không đổi, trọng tâm được chuyển theo đường PO1 = L và L = 0,5.g.T2 (g là gia tốc rơi tự do). Từ đó ta có: g Vo  DH (4.5) 2L Thực tế để tính toán có thể sử dụng 2 thông số D và S. D DH  ...