Một phương án khoan nổ mìn Không gây tắc nghẽn các lỗ khoan tháo đá

Một phương án khoan nổ mìn 
Không gây tắc nghẽn các lỗ khoan tháo đá 
- Đỗ Thuỵ Đằng- 
Túm tắt 
Để đá nổ mìn tháo qua các lỗ khoan không gây tắc nghẽn chúng, có 
thể có nhiều phương án khác nhau. Bài báo chỉ nêu một phương án liên 
quan đến công tác khoan nổ mìn khi mở rộng miệng các lỗ khoan đó. 
1. Mở đầu: 
Hiện nay chúng ta đang phát triển xây dựng các giếng đứng hình tròn 
đường kính lớn, qua các tầng đá liên kết rắn chắc, có đáy liên thông với một 
hay một số đường hầm ngang nào đó đã có ở phía dưới. Để nâng cao tính an 
toàn trong quá trình thi công đào giếng và rút ngắn thời gian xây dựng 
giếng, trong những trường hợp này, chúng ta thường phá đá theo quy trình: 
khoan lỗ lớn (phỗng) ở trung tâm để tháo đá, rồi mở rộng dần từ trên xuống 
bằng phương pháp khoan mìn tạo biên và tháo đá nổ mìn qua lỗ khoan 
xuống đường hầm ngang. 
Trên thực tế, việc sử dụng lỗ khoan lớn (2,0m d 2,4m) theo hình 
thức có luồng tháo đá độc lập với các luồng công tác khác nói chung, vừa 
khó xây dựng, vừa giảm hiệu quả tháo đá nhất là khi đá xung quanh rắn 
chắc và giếng không sâu lắm; cho nên thường chỉ sử dụng lỗ khoan này 
theo hình thức không chia luồng (dưới dạng phỗng), khi đó đá nổ mìn ở 
tầng trên có thể tháo qua toàn mặt cắt ngang của lỗ khoan (lỗ khoan tháo đá 
toàn phần) 
Khi đá xung quanh rắn chắc ổn định, hình thức tháo đá toàn phần này 
nói chung là dễ thực hiện. Tuy nhiên không phải khi nào quá trình tháo đá 
này cũng thông suốt. Nhiều trường hợp lỗ tháo đá đã bị tắc nghẽn phải mất 
rất nhiều công của và thời gian để khắc phục sự cố (có nơi đã phải xối nước 
hàng ngày rồi cho nổ hàng chục kilogam thuốc nổ để đẩy trôi cột đá rời tắc 
nghẽn xuống). Để đảm bảo quá trình tháo đá được thông suốt tốt nhất là áp 
dụng những phương án phòng ngừa tắc nghẽn. Tuy nhiên để kế hoạch thi 
công luôn trôi chảy, cũng nên dự phòng cả những phương án khắc phục tắc 
nghẽn nữa [1] 
Với phương châm phòng tắc hơn chữa tắc, dưới đây là đề xuất một 
phương án khoan nổ mìn mở rộng tầng trên lỗ khoan tháo đá để phòng ngừa 
sự cố tắc nghẽn lỗ khoan đó 
2. Nội dung cơ bản: 
Từ điều kiện hạn chế độ cao cột đá rời trong lỗ khoan tháo đá để 
phòng ngừa sự cố tắc nghẽn lỗ khoan [1], chúng ta có: 
h 
0
2 904 ( )
2
d
tg tg
 (1) 
Trong đó: 
h - Độ cao giới hạn của cột đá rời trong lỗ khoan tháo đá 
d - Đường kính lỗ khoan tháo đá 
 - Góc ma sát của đá rời trong lỗ khoan 
Từ điều kiện hạn chế lượng đá rời hình thành sau mỗi chu kỳ khoan nổ 
mìn toàn gương vành khăn [2] xung quanh lỗ khoan tháo đá để độ cao cột 
đá rời chỉ nằm trong giới hạn nêu trong biểu thức (1), chúng ta có 
2 2
0
2
( )
904
4 ( )
2
cd r
d
D d l k
tg tg

 (2) 
2
02 2
2 90( ) 4 ( )
2
cd
r
d d
l
D d k
tg tg
 
 (3) 
Trong đó: 
D: Đường kính ngoài của gương khoan nổ mìn dạng vành khăn 
lcd: Chiều sâu lỗ khoan nổ mìn theo điều kiện hạn chế độ cao cột đá rời 
trong lỗ khoan tháo đá 
: Hệ số sử dụng chiều sâu nổ mìn 
kr: Hệ số rời của đá tập hợp thành cột trong lỗ khoan tháo đá 
Từ năng lực khoan có hiệu quả thống kê được trong thực tế và yêu cầu 
kinh tế kỹ thuật đã chọn, chiều sâu lỗ khoan nổ mìn phù hợp với yêu cầu 
kinh tế và tổ chức thi công lkt cần thoả mãn điều kiện: 
lmin lkt lmax (4) 
Trong đó: 
lmin: Chiều sâu lỗ khoan nổ mìn tối thiểu theo yêu cầu kinh tế và tổ 
chức thi công 
lmax: Chiều sâu lỗ khoan nổ mìn tối đa theo yêu cầu kinh tế và tổ chức 
thi công 
Từ đây chúng ta biện luận để chọn chiều sâu lỗ khoan nổ mìn thực tế 
ltt như sau: 
- Trường hợp không cần các biện pháp phụ trợ: 
Khi: lcd lmax, có thể chọn 
 lmin ltt lmax (5) 
Khi: lmin lcd lmax, có thể chọn 
 lmin ltt lcd (6) 
Trong trường hợp này, phương tiện điều khiển nổ chỉ cần xác định 
theo các yêu cầu: cỡ đá nổ ra, hệ số thừa tiết diện ngang, yêu cầu bảo vệ 
nguyên khối xung quanh, yêu cầu an toàn cho môi trường ... 
- Trường hợp cần có các biện pháp phụ trợ 
Khi: lcd lmin , nên chọn ltt thoả mãn biểu thức (5) và chọn thêm biện 
pháp phụ trợ là điều khiển nổ để kéo dài thời gian tháo đá trong một chu kỳ 
lên, sao cho mặt cắt ngang dòng đá rời qua lỗ khoan là tương đối nhỏ so với 
mặt cắt ngang lỗ khoan tháo đá. 
Với gương khoan nổ mìn vành khăn, gồm nhiều vòng bố trí các lỗ 
khoan nổ mìn [2], cần đảm bảo số lỗ mìn nổ đồng thời nđt trong mỗi cấp nổ 
vì sai, thoả mãn điều kiện: 
2
4
dt max r
d
kn S k
 (8) 
2
4
dt
max r
d
n
kS k
 (9) 
k: Hệ số tỷ lệ giữa mặt cắt ngang lỗ khoan tháo đá và mặt cắt ngang 
dòng đá rời 
Smax: Diện tích phần mặt gương lớn nhất bị phá vỡ bởi 1 lỗ mìn nổ 
thuận lợi nhất, tính theo công thức sau: 
 maxmax
tt
Q
S
ql 
 (10) 
Cho nên: 
2
4
tt
dt
max r
d ql
S
kQ k
 
 (11) 
Trong đó: 
Qmax: Liều thuốc nổ lớn nhất nạp trong 1 lỗ mìn 
q: Chỉ tiêu thuốc nổ bình quân phá 1m3 đá trên gương 
Trong trường hợp này, phương tiện điều khiển nổ không những phải 
chọn theo các yêu cầu quen thuộc: cỡ hạt đá nổ ra, hệ số thừa tiết diện 
ngang, yêu cầu bảo vệ nguyên khối xung quanh, yêu cầu an toàn cho môi 
trường... mà còn phải chọn theo yêu cầu hạn chế lượng đá nổ ra đồng thời. 
3. Kết luận 
Việc phòng ngừa sự tắc nghẽn lỗ khoan tháo đá trung tâm giếng đứng 
bằng phương án khoan nổ mìn tương thích là dễ áp dụng cả theo hình thức 
độc lập, cũng như theo hình thức phối hợp với phương án phòng ngừa hoặc 
phương án dự phòng thông tắc bất kỳ khác [1], cho nên thường được coi là 
phương án cần xem xét đầu tiên khi thiết kế khoan nổ mìn mở rộng tầng 
trên của lỗ khoan tháo đá toàn phần, đảm bảo không gây tắc nghẽn lỗ 
khoan đó./. 
- Đỗ Thuỵ Đằng- 
ĐT: 8680020 
Tài liệu tham khảo: 
1. Đỗ Thuỵ Đằng- Phòng chống tắc nghẽn các lỗ khoan tháo đá nổ 
mìn khi đào các giếng điều áp. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thuỷ lợi và Môi 
trường – Hà Nội – 1/2006. 
2. - Đỗ Thuỵ Đằng- Một sơ đồ bố trí các miệng lỗ mìn đề hạ gương 
giếng đứng đã có phỗng tháo đá trung tâm - Tuyển tập các báo cáo Hội 
nghị khoa học kỹ thuật Đại học Mỏ địa chất - Hà Nội -11/2004 
Summary 
A project of drilling and blasting no breed 
obstruction to boreholes for pass down rocks. 
Do Thuy Dang 
For blasted rocks pass down boreholes no breed obstruction them, may 
be possible have many different projects. This paper bring out only one 
project, connecting with drilling and blasting works when enlarging mouths 
of these boreholes./.