Nghiên cứu nâng cao hiệu quả nổ mìn khi thi công các đường lò lưu không tại mỏ Vi Kẽm, Lào Cai

Bài viết "Nghiên cứu nâng cao hiệu quả nổ mìn khi thi công các đường lò lưu không tại mỏ Vi Kẽm, Lào Cai" đề xuất phương án khoan nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả tách phá gương lò và độ ổn định của biên lò khi thi công các đường lò lưu không tại mỏ Vi Kẽm, Lào Cao. Dựa trên các nghiên cứu lý thuyết và các số liệu thực tế thu thập được, nhóm tác giả đã phân tích, đánh giá hiện trạng của công tác khoan nổ mìn đang được áp dụng khi đào lò tại mỏ Vi Kẽm cũng như các yếu tố liên quan đến độ ổn định của khối đá xung quanh đường lò lưu không, bao gồm cả trạng thái biên lò. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu nâng cao hiệu quả nổ mìn khi thi công các đường lò lưu không tại mỏ Vi Kẽm, Lào Cai HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Nghiên cứu nâng cao hiệu quả nổ mìn khi thi công các đường lò lưu không tại mỏ Vi Kẽm, Lào Cai Vũ Thái Tiến Dũng1,*, Vũ Trung Tiến1, Lê Tiến Dũng1 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chấtTÓM TẮTTrong nghiên cứu này, nhóm tác giả đề xuất phương án khoan nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả tách phágương lò và độ ổn định của biên lò khi thi công các đường lò lưu không tại mỏ Vi Kẽm, Lào Cao. Dựa trêncác nghiên cứu lý thuyết và các số liệu thực tế thu thập được, nhóm tác giả đã phân tích, đánh giá hiện trạngcủa công tác khoan nổ mìn đang được áp dụng khi đào lò tại mỏ Vi Kẽm cũng như các yếu tố liên quan đếnđộ ổn định của khối đá xung quanh đường lò lưu không, bao gồm cả trạng thái biên lò. Từ đó, nhóm tác giảđề xuất phương án cải tiến hộ chiếu khoan nổ mìn theo hướng giảm tiến độ chu kỳ nổ mìn, giảm khoảngcách giữa các lỗ mìn biên, giảm lượng thuốc nạp của mỗi lỗ mìn biên. Kết quả áp dụng thử nghiệm chothấy hệ số thừa tiết diện giảm trung bình 15%, hệ số sử dụng lỗ mìn tăng trung bình 5%, biên lò sau khi nổcó độ trơn nhẵn cao hơn so với trước, góp phần làm gia tăng tính ổn định của đường lò lưu không.Từ khóa: khoan nổ mìn; lưu không; biên lò; Vi Kẽm.1. Đặt vấn đề Vi Kẽm là mỏ đồng khai thác bằng phương pháp hầm lò thuộc xã Cốc Mỳ, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Caido Chi nhánh Mỏ tuyển đồng Sin Quyền, Lào Cai – Vimico quản lý và khai thác. Mỏ được được Bộ Tàinguyên & Môi trường cấp giấy phép khai thác khoáng sản số 1688/GP-BTNMT ngày 12/7/2017 với côngsuất 350.000 tấn quặng nguyên khai/năm, thời gian khai thác mỏ là 19 năm. Các đường lò tại mỏ Vi Kẽm được thi công trong thân quặng và các lớp đất đá vây quanh khá rắn chắc(Tổng Công ty Khoáng sản – TKV, 2011). Điều kiện địa chất thủy văn của mỏ thuận lợi, tạo điều kiện choviệc sử dụng các đường lò lưu không (những đường lò không cần gia cố bằng các kết cấu chống bổ sung),làm giảm đáng kể chi phí đào lò. Trong quá trình thi công đào lò chuẩn bị, các đường lò lưu không tại mỏVi Kẽm chiếm tỷ lệ tương đối lớn và tăng dần theo từng năm: năm 2020 đạt 53,25%, năm 2021 đạt 90,60% và 03 tháng đầu năm 2022 đạt 98,56% (Tổng Công ty Khoáng sản – TKV, 2022). Công tác tách phá gương lò tại các đường lò thuộc mỏ đồng Vi Kẽm hiện tại hoàn toàn bằng phươngpháp khoan nổ mìn. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi không chỉ trong thi công các đường lò thuộcmỏ quặng mà còn cả ở các mỏ than hầm lò nhờ một số ưu điểm nổi trội như: chi phí đầu tư thấp, điều kiệnáp dụng linh hoạt, công tác thi công đơn giản… Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp khoan nổ mìn đểtách phá gương lò sẽ tạo ra các đường biên lò gồ ghề, tiết diện gương lò tạo ra thường lớn hơn tương đốiso với thiết kế để đảm bảo đường biên tối thiểu. Khi đường biên lò càng gồ ghề, hệ số thừa tiết diện càngcao sẽ càng làm lãng phí không gian đường lò và một phần nào đó làm giảm sự ổn định của biên lò. Các đường lò lưu không ở mỏ Vi Kẽm được đào với tiết diện thiết kế khá nhỏ, trong đó các đường lò códiện tích đào Sđ = 6,5 m2 chiếm phần lớn (Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2008). Hệ số thừatiết diện khi thi công các đường lò chuẩn bị tại mỏ Vi Kẽm lại đang ở mức tương đối cao: μ = 1,23 ÷ 1,37(Tổng Công ty Khoáng sản – TKV, 2022). Vì vậy, cần thiết phải có những biện pháp nhằm nâng cao hiệuquả của quá trình nổ mìn tách phá gương lò nhằm mục đích tạo ra đường biên lò có độ trơn nhẵn lớn hơn,giảm thiểu hệ số thừa tiết diện. Từ đó, góp phần làm gia tăng sự ổn định của biên lò cũng như nâng caohiệu quả của việc sử dụng các đường lò lưu không.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu2.1. Đặc điểm điều kiện địa chất khu mỏ Vi Kẽm2.1.1. Địa tầng và kiến tạo Vùng Vi Kẽm nằm trong đới quặng đồng Sin Quyền, đới nằm ở ven rìa cánh Đông Bắc đới cấu trúc địachất Fansipan, tiếp xúc với cấu tạo sông Hồng. Phía Đông Bắc giới hạn bởi đứt gãy sâu sông Hồng, phíaTây Nam giới hạn bởi khối granit Posen kích thước lớn. Các hệ tầng ở khu vực này bao gồm: hệ tầng SinQuyền, hệ tầng Cam Đường và hệ Đệ tứ không phân chia (Tổng Công ty Khoáng sản – TKV, 2011).* Tác giả liên hệEmail: vuthaitiendung@humg.edu.vn 614 Trong vùng tồn tại chủ yếu tầng trầm tích biến chất của hệ tầng Sin Quyền bị uốn nếp, đôi nơi bị vònhàu, vi uốn nếp nhưng có đường phương chung ổn định, có hướng cắm về phía Đông Bắc, góc dốc 650 ÷900, tại một số nơi cắm về Tây Nam, góc dốc 800 ÷ 900. Đứt gãy lớn nhất trong khu mỏ là đứt gãy Sin Quyền có đường phương 1.400 ÷ 3.200 m dọc rìa ĐôngBắc mỏ, cách xa các thân quặng 100 ÷ 200 m, phân chia ranh giới các đá biến chất hệ tầng Sin Quyền vàcác trầm tích hệ tầng Cam Đường; hướng cắm Tây Nam, góc dốc 750 ÷ 900. Đứt gãy Sin Quyền là mộttrong các nguyên nhân gây nên các đới vỡ vụn chứa các thân quặng đồng.2.1.2. Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn Theo báo cáo địa chất (Tổng Công ty Khoáng sản – TKV, 2011), đất đá khu mỏ Vi Kẽm được chia thànhcác lớp sau: * Lớp 1: Đá có kết cấu địa chất công trình kém bền vững: Bao gồm toàn bộ lớp vỏ phong hóa trên toànbộ diện tích thăm dò. Thành phần gồm bột sét màu nâu đỏ, xám, đá phiến thạch anh 2 mica, Gneisbiotitmàu xám trắng, xám vàng bị phong hóa mạnh mẽ nên mềm, bở rời dễ bị sập lở khi gặp nước và các tácđộng động lực công trình. Lớp dày trung bình 5 ÷ 15 m, có nơi đến 52 m. * Lớp 2: Lớp đá ở phía trên quặng. Đá có kết cấu địa chất công trình tương đối bền vững: Bao gồm cácđá Gneisbiotit, Granitogneis, đá phiến thạch anh 2 mica và ít đá khác nằm xen kẹp nhau. Các lớp dày từ 0,5m đến trên 30 m. Đá bị ảnh hưởng phong hóa yếu, và bị nứt nẻ có chỗ d ...