CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG

I. CÁC LOẠI VẬT LIỆU NỔ HIỆN ĐANG SỬ DỤNG

Đồng Nai là một tỉnh có ưu thế về đá xây dựng tập trung chủ yếu thành các cụm mỏ ở khu vực Bình Hóa- Hóa An (thành phố Biên Hòa), Phước Tân (Long Thành), Thiện Tân (Vĩnh Cửu), Sông Trầu (Trảng Bom), Soklu (Thống Nhất) và các mỏ ở Hang Nai (Nhơn Trạch) và Vĩnh Tân (Vĩnh Cửu). Hàng năm các mỏ trên địa bàn tỉnh đã khai thác khoảng 10 triệu m³ cung cấp cho nhu cầu sử dụng trên địa bàn tỉnh, thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh ở khu vực miền Đông, miền Tây Nam Bộ. Sản lượng đá xây dựng trong những năm qua không ngừng tăng lên, đặc biệt là ở các mỏ đá trong khu vực Hóa An- Bình Hóa, Thiện Tân...

Hiện tại, các đơn vị khai thác đá xây dựng trong khu vực đang sử dụng các loại thuốc nổ ANFO và nhũ tương để khai thác đá xây dựng. Các loại thuốc nổ này có các đặc tính kỹ thuật sau:

Bảng 1: Các đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ ANFO, nhũ tương.

Đặc tính kỹ thuật	Đơn vị tính	ANFO	Nhũ tương
Khả năng sinh công	cm3	320-330	320-330
Sức công phá (nén trụ chì)	mm	15-20	12,0-16,0
Tốc độ nổ	m/s	3500-4000	3500-4500
Tỷ trọng đổ đống	g/cm3	0,8-0,9	0,8-0,9
Tỷ trọng tối ưu	g/cm3	1,0-1,1	1,0-1,25
Phương tiện kích nổ		Nhạy với mồi nổ	Kíp nổ số 8
Độ nhạy va đập
Khoảng cách truyền nổ	cm		4,0-6,0
Khả năng chịu nước		Kém	Tốt
Bao gói (thuốc dạng rời hoặc đóng bao)	Kg	25+0,2	Nhiều quy cách
Thời hạn đảm bảo	Tháng	3	6

Căn cứ vào các loại thuốc nổ đang sử dụng trên, về mức độ an toàn theo đặc tính kỹ thuật của chúng có thể đánh giá như sau:

1.1. ANFO:

ANFO có thành phần chính là Amonitrat (AN) và dầu nhiên liệu (FO) theo một tỷ lệ hợp thức, đảm bảo vừa đủ lượng ôxy để ôxy hóa hoàn toàn các nguyên tố cháy có trong thành phần của nó, nên năng lượng nổ sinh ra khá cao và ít tạo khí độc trong sản phẩm nổ.

Tác nhân AN trong thuốc nổ ANFO được tạo ra từ Amonitrat tinh khiết
(> 98%) trong thiết bị tạo hạt đặc biệt, để có được các hạt AN tròn, xốp, có kích thước 1-2,5mm. Với cấu trúc hạt như vậy AN có khả năng giữ được dầu và phân bố đều trong các mao mạch của hạt AN, tạo dễ kích nổ cho ANFO và nổ tốt trong các lỗ khoan khô, kể cả trong các lỗ khoan có đường kính nhỏ đến vài chục milimet (mm).

1.2. Nhũ tương:

Cũng như ANFO, Nhũ tương là loại thuốc nổ không có TNT trong thành phần. Theo đánh giá chung thì đây là loại thuốc nổ ít độc hại, an toàn trong vận chuyển, bảo quản và sử dụng. Khi nổ mìn lượng khí độc sinh ra thấp. Đặc biệt đây là loại thuốc nổ chịu nước tốt nên thường được sử dụng khi khai thác ở những nơi ngập nước (khai thác âm).

Đây là loại phụ kiện nổ hiện nay đang được sử dụng khá rộng rãi trong khai thác mỏ lộ thiên, chủ yếu là kíp nổ điện vi sai 10 số do Công ty Hoá chất 21 sản xuất theo quyết định số 1260/QĐ-CNCL ngày 16/8/1997 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp. Các thông số cơ bản của kíp nổ điện vi sai như sau:

- Vật liệu làm vỏ kíp: Nhôm

- Đường kính kíp nổ (mm): 7,1

- Cường độ nổ: số 8

- Điện trở (): 2,0-3,2

- Dòng điện kích nổ (A):

+ Dòng một chiều: 1,2

+ Dòng xoay chiều: 2,5

- Chiều dài dây dẫn điện (m): 2; 4,5; 6; 10.

Số vi sai và độ vi sai (tính bằng ms) được trình bày trong bảng 2.

2.2. Kíp nổ vi sai phi điện

a. Kíp nổ vi sai phi điện

Kíp nổ vi sai phi điện đang sử dụng trong khai thác than và khai thác đá vôi cho các nhà máy xi măng. Trên địa bàn tỉnh đang được áp dụng trong khai thác đá xây dựng ở những khu vực nhạy cảm về môi trường như gần các khu dân cư, các công trình kiên cố. Đối với nước ngoài, kíp nổ vi sai phi điện đã được sử dụng từ lâu vì nó có tính an toàn cao, dễ sử dụng, không bị khởi nổ tĩnh điện, dòng điện bên ngoài và sóng điện từ. Các thông số kỹ thuật của kíp nổ vi sai phi điện như sau:

- Vật liệu làm vỏ kíp: Nhôm

- Đường kính ngoài của kíp (mm): 7,3.

- Chiều dài kíp (tùy từng số): 49-65mm.

- Độ bền mối ghép miệng kíp (kg): >2

- Khả năng chịu nước (sâu 20m): 24 giờ.

- Thời hạn đảm bảo : 24 tháng

Đi kèm với kíp nổ vi sai phi điện là dây truyền nổ (gồm dây trên mặt và dây xuống lỗ). Đây là các dây tín hiệu bằng nhựa rỗng, với đường kính vòng ngoài là 3mm, đường kính vòng trong là 1mm. Mặt bên trong của dây được phủ một lớp bột hoạt tính dùng để truyền năng lượng và tín hiệu trong lòng ống. Khi kích nổ một kíp nổ hoặc dây nổ, sóng truyền nổ truyền dọc theo lòng ống với vận tốc khoảng 2.000m/s tới kích nổ cho kíp phi điện gắn ở cuối dây tín hiệu. Dây truyền nổ gồm 2 loại dây.

- Dây trên mặt (KVP-8M-TM):

+ Chiều dài dây dẫn nổ 3; 6; 9; 12m.

+ Thời gian chậm danh định (thời gian trễ nổ): 17; 25; 42; 100 ms.

- Dây xuống lỗ (KVP-8N-XL): được chế tạo với chiều dài khác nhau từ 3,0 đến 24,0m để phù hợp với chiều sâu lỗ khoan khác nhau nhằm đáp ứng cho công tác thiết kế nổ đạt được các mục đích khác nhau. Tính năng kỹ thuật của dây xuống lỗ như sau:

+ Chiều dài dây dẫn nổ 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24m.

+ Thời gian chậm danh định (thời gian trễ nổ): 200; 400; 600 ms.

Dây nổ là một phương tiện dùng để truyền sóng kích nổ từ kíp nổ đến một hoặc nhiều các khối chất nổ, hoặc từ khối chất nổ này đến khối chất nổ khác ở một khoảng cách nhất định. Dây nổ có ruột là PETN phân bố đều trên toàn bộ chiều dài dây. Bên ngoài có lớp vỏ bọc bằng sợi bông, sợi lanh và các loại vật liệu chống ẩm, bảo đảm cho dây có sức chịu kéo, tính đàn hồi, tính mềm dẻo và khả năng chống nước. Hiện nay có 2 loại dây nổ được đưa vào sử dụng trong khai thác khoáng sản, bao gồm:

Dây nổ thường Việt Nam do Công ty Hoá chất 21 sản xuất. Dây có vỏ bọc bằng nhiều lớp sợi bông, có các tính năng kỹ thuật sau:

- Đường kính ngoài của dây: 4,8-6,2mm.

- Tốc độ nổ min: 6500 m/s.

- Khả năng chịu nước (ngâm sâu 0,5m): 12 giờ.

- Khả năng chịu nhiệt (từ -28^oC đến +50^oC): 2 đến 6 giờ.

- Khả năng chịu kéo: 50 kg.

b. Dây nổ chịu nước

Dây nổ chịu nước Việt Nam do Công ty Hoá chất 21 sản xuất. Dây có vỏ bọc bằng nhiều lớp sợi bông, ngoài cùng là một lớp vỏ bằng nhựa PVC nên có khả năng chịu nước tốt. Dây có các đặc tính kỹ thuật sau:

- Đường kính ngoài của dây: 5,8-6,2mm.

- Tốc độ nổ min: 6500 - 7000 m/s.

- Khả năng chịu nước min: 24 giờ.

- Khả năng chịu kéo min: 50 kg.