Nghiên cứu chống bụi bằng bua nước và túi nước treo khi nổ mìn ở đường lò chuẩn bị

Hiện nay ở các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, ở hầu hết các công đoạn trong dây chuyền sản xuất đều làm phát sinh, song chưa áp dụng các biện pháp phòng chống. Vì vậy, nồng độ bụi trong không khí nơi làm việc luôn vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. Trong bối cảnh đó đề tài đã nghiên cứu triển khai áp dụng thử nghiệm phương pháp chống bụi bằng bua nước và túi nước treo ở một số đường lò chuẩn bị của mỏ than Giáp Khẩu, Công ty than Hòn Gai.

1. Đặc điểm các đường lò được chọn áp dụng phương pháp chống bụi

a) Một số đặc điểm của đường lò xuyên vỉa +18, vỉa 13 cánh Tây

Đường lò xuyên vỉa +18 đào trong đá với công nghệ khoan nổ mìn, xúc bốc đất đá bằng thủ công lên toa goòng và được đẩy thủ công ra ngoài.

Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật có bản về đường lò là: Tiết diện đào: 9,1 m ²; hệ số kiên cố của đá: 6 - 8, chiều sâu lỗ khoan: 1,2 m; hệ số nổ mình: 85%; số lỗ khoan 1 chu kỳ: 28, chi phí thuốc nổ 1 chu kỳ: 12,2 kg, kíp điện vi sai: 27 cái.

b) Một số đặc điểm của đường lò dọc vỉa 14, mức +55

Đường lò dọc vỉa 14, cánh Đông, mức +55 đào trong than với công nghệ khoan, nổ mìn, xúc bốc than thủ công toa goòng loại 1 tấn đẩy thủ công ra ngoài. Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cơ bản về đường lò là: tiết diện đào: 7,8 m ²; chiều sâu lỗ khoan: 1,65 m; số lỗ khoan trong 1 chu kỳ: 12 lỗ; tiến độ chu kì: 1,4 m; chi phí thuốc nổ 1 chu kỳ: 4,4 kg; chi phí kíp nổ 1 chu kỳ 12 cái.

Đặc điểm chế độ bụi trong các khâu công tác khi đào lò như sau:

- Khi khoan các lỗ khoan sẽ sử dụng khoan điện và bụi phát sinh mang tính liên tục. Nồng độ bụi trong không khí, đo cách gương lò 2 m, dao động trong khoảng 10 - 17 mg/m ³.

- Bụi phát sinh ra khi nổ mìn mang tính tức thời và nồng độ trong không khí khá cao. Sau khi nổ mìn 10 phút, đo nồng độ bụi cách gương 5 m, nồng độ bụi dao động trong khoảng 8,76 - 18 mg/m ³.

- Khi xúc bốc than thủ công, nồng độ bụi ở cạnh công nhân xúc khá cao, dao động trong khoảng 16 - 22 mg/m ³.

2. Thiết kế phương pháp chống bụi khi nổ mìn nhờ bua nước và túi nước treo.

a) Bua nước

Các bua nước được chế tạo từ Polietilen, có chiều dày thành bua khoảng 0,2 mm; có chiều dài 250 - 400 mm và đường kính vào khoảng 25 - 30 mm. Các bua nước có thể nắp đậy tự động sau khi chứa đầy nước hoặc cần buộc 1 đầu hay buộc cả hai đầu.

b) Chi phí nước

Bảng 1.

Trong trường hợp việc nạp bua nước cho các lỗ mìn không có khả năng đảm bảo đủ lượng nước cần thiết theo tính toán, người ta có thể kết hợp các túi nước treo có dung tích lớn hoặc một số túi nước treo.

Các túi nước treo này được treo cách gương lò 1 - 2 m. Việc kết hợp các phương pháp chống bụi này một mặt làm tăng hiệu quả giảm bụi, mặt khác làm tăng hiệu quả giảm khí độc của không khí trong gương lò.

c) Chọn phương án nạp thuốc nổ và bua nước

Thuốc nổ nạp ở cuối lỗ khoan, bua nước ở giữa và ngoài cùng là bua đất sét.

d) Thiết kế chống bụi cho đường lò xuyên vỉa trong đá mức + 18, vỉa 13, cánh Tây

Bảng 2.

- Chọn lượng nước tiêu chuẩn:

Như số liệu đã giới thiệu trong bảng 1, để đảm bảo hiệu quả bụi khi nổ mìn thì lượng nước tiêu chuẩn cần cho 1 tấn đất đá phá vỡ ra là 1,5 lít.

- Tính tổng lượng nước cần thiết cho 1 lần nổ mìn là: 27,3 Tấn x 1,5 lít/tấn»41 lít.

- Chọn loại bua nước: Bua nước được chọn là loại chế tạo bằng polietilen, dày 0,2 mm, đường kính là 40 mm (tương đương với đường kính lỗ khoan) chiều dài là 400 mm, một đầu được dán kín, đầu kia sẽ được buộc chặt sau khi đã được rót nước vào bua.

- Lượng nước cần nạp bua cho các lỗ mìn cũng như tổng lượng nước nạp bua xem trong bảng 2.

Qua số liệu đã trình bày trong bảng 2 trên ta có tổng lượng nước tối đa có thể nạp vào các lỗ mìn là 21,89 lít. Như vậy, lượng nước còn thiếu để đảm bảo giảm bụi khi nổ mìn đến 85% là 41 lít – 21,89 lít = 19,11 lít.

- Xác định nhu cầu áp dụng bổ sung phương pháp chống bụi:

Trong trường hợp này để đảm bảo hiệu quả chống bụi khi nổ mìn cần phải sử dụng kết hợp các túi nước treo. Các túi nước treo này được treo vào khung vì chống các cách gương lò 1,5 - 2 m. Các túi chứa nước được sử dụng ở đây là các túi nilông thông thường, song phải đảm bảo là kín và chắc chắn. Chúng sẽ chứa lượng nước tối đa có thể như đã tính ở trên. Ở mỗi túi sẽ bố trí thêm 1 kíp nổ. Các kíp này được kích nổ trước khi nổ mình 1 phút.

e) Thiết kế chống bụi cho đường lò dọc vỉa trong than mức +55, vỉa 14, cánh Đông

Bảng 3.

G ₂= 7,8m ²x 1,6m x 1,45 T/m ³= 18,096 T (1,45 T/m ³là tỷ trọng của than)

- Tính tổng lượng cần sử dụng cho 1 lần nổ mìn là:

Q _n= 18,096T x 1,51/T = 27,32 lít

- Chọn loại bua nước. Trong trường hợp này bua nước được sử dụng giống như bua nước đã dùng cho đường lò xuyên vỉa +18, vỉa 13, cánh Tây   

- Tính lượng nước tối đa có thể nạp bua cho các lỗ mìn xem bảng 3.

Như vậy, lượng nước tối đa có thể nạp cho các lỗ mìn chỉ đạt 15,45 lít và so với nhu cầy còn thiếu: 27,32 lít – 15,45 lít = 11,87 lít.

- Xác định nhu cầu áp dụng bổ sung phương pháp chống bụi bổ sung có thể được thực hiện nhờ treo thêm các túi nước trong gương lò như ở đường lò xuyên vỉa đá +18, vỉa 13.

4. Kết quả áp dụng thử nghiệm chống bụi bằng bua nước và túi nước treo

a) Kết quả áp dụng thử nghiệm phương pháp chống bụi khi nổ mìn ở đường lò dọc vỉa mức +55, vỉa 14.

Bảng 4.

Từ các số liệu trình bày ở bảng 4 chúng ta rút ra 1 số kết luận sau:

- Khi nổ mìn với bua nước và túi nước treo đảm bảo đầy đủ lượng nước cần thiết để chống bụi thì hầu hết nồng độ các khí độc hoặc cháy nổ đều giảm xuống.

- Nồng độ bụi trong trường hợp dùng bua nước và túi nước treo giảm rất đáng kể, từ (8,76 - 18) mg/m ³còn (1,2 - 3,1) mg/m ³có nghĩa là giảm trong khoảng (82,7 - 86,4) mg/m ³.

b) Kết quả áp dụng thử nghiệm phương pháp chống bụi khi nổ mìn ở đường lò xuyên vỉa mức +18, vỉa 13.

Bảng 5.

Từ các số liệu trình bày trong bảng 4 chúng ta có thể rút ra một số nhận xét sau:

- Khi nổ mìn với bua nước và các túi nước treo thì nồng độ các chất khí độc và nổ đều giảm xuống rất đáng kể.

- Nồng độ bụi trong không khí ở gương lò cũng giảm đi rất đáng kể. Cụ thể là giảm (6,1 – 10,2) mg/m ³xuống còn (0,68 – 1,87) mg/m ³, tức là trong khoảng (76,3 – 81,6)%.

Từ các kết quả nghiên cứu thử nghiệm ở trên có thể khẳng định rằng phương pháp chống bụi khi nổ mìn ở các gương lò chuẩn bị nhờ bua nước và túi nước treo có hiệu quả rất đáng kể. Đây là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp hiệu quả cao. Vì vậy, phương pháp chống bụi này cần được áp dụng phổ biến ở các mỏ than hầm lò.

Chú thích        

(1)    Trần Xuân Hà và nnk. Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài “Nghiên cứu áp dụng các giải pháp khoa học và công nghệ tổng hợp bảo vệ môi trường trong khai thác, sàng tuyển, chế biến, tàng trữ và vận chuyển than”. Tập I. Thuyết minh chung, Hà Nội, tháng 11 - 2005.

(2)    A. A. Bôikô và nnk. Sổ tay tóm tắt của cán bộ kỹ thuật mỏ. NXB KH & KT, Hà Nội, 1971.