Kỹ thuật nổ mìn là mắt xích đầu tiên và quan trọng trong quy trình khai thác đá – một công đoạn không thể thiếu trong các dự án xây dựng, thủy điện, giao thông và công nghiệp mỏ. Tuy nhiên, bên cạnh hiệu quả trong phá vỡ đất đá, nổ mìn cũng gây ra nhiều hệ lụy đối với môi trường như: chấn động, sóng đập không khí, đá văng, khí độc và bụi. Trên thực tế, năng lượng có ích của vụ nổ chỉ chiếm khoảng 20–25%, phần còn lại chủ yếu sinh ra tác động tiêu cực. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để thiết kế vụ nổ mìn vừa đảm bảo hiệu quả phá đá vừa giảm thiểu tác động xấu tới môi trường? Đây chính là trọng tâm của các giải pháp thiết kế vụ nổ thân thiện môi trường – chủ đề đang được nghiên cứu và ứng dụng ngày càng sâu rộng.
Lựa chọn chất nổ thân thiện môi trường
Một vụ nổ thân thiện bắt đầu từ khâu lựa chọn chất nổ. Điều quan trọng là chất nổ cần có “cân bằng ôxy” bằng 0 (hoặc gần bằng 0) – tức là không sinh ra các khí độc như CO hay NO sau khi phát nổ. Hiện nay, Việt Nam đã sản xuất được đa dạng chủng loại chất nổ đáp ứng yêu cầu này, ví dụ:
– Dành cho điều kiện khô: ANFO, Amônit AD1, Sôfanit AFST
– Dành cho điều kiện ẩm: Watergel TNP-1, TFD-15
– Dành cho điều kiện có nước: Nhũ tương EE-31, NT-13, NT-14WR
Không chỉ giúp kiểm soát khí độc, việc lựa chọn chất nổ phù hợp còn tăng hiệu suất phá vỡ đá và đảm bảo an toàn sản xuất.
Một số vật liệu nổ công nghiệp
Áp dụng phương pháp và sơ đồ nổ mìn tối ưu
Nổ mìn vi sai phi điện hiện được đánh giá là phương pháp tiên tiến nhất. Khác với nổ đồng thời, nổ vi sai chia vụ nổ thành nhiều cấp với khoảng thời gian chênh lệch (tối thiểu 50ms). Phương pháp này giúp:
– Giảm thiểu sóng chấn động và sóng đập không khí
– Hạn chế đá văng, đồng thời tăng hiệu quả phá vỡ đá nhờ tận dụng giao thoa sóng ứng suất
– Nâng cao an toàn trong khu vực dân cư
Các sơ đồ vi sai hiện đại cho phép thiết kế mạng nổ linh hoạt, đặc biệt là khi sử dụng vật liệu nổ phi điện kết hợp với dây nổ.
Tính toán thông số nổ mìn hợp lý
Đây là khâu thiết kế đóng vai trò cực kỳ quan trọng để cân bằng hiệu suất và tính thân thiện môi trường. Thông số cần tính toán bao gồm:
– Mạng lỗ khoan: khoảng cách lỗ (a, b), đường kính (W), chiều sâu (Lkt)
– Cấu trúc thuốc nổ: chiều dài cột thuốc, bua, lượng thuốc chính và phụ
Điểm mấu chốt là tối ưu chỉ tiêu thuốc nổ theo đặc điểm cơ lý của đá và yêu cầu kỹ thuật – chỉ tiêu này ảnh hưởng lớn đến mức độ phát sinh khí độc và đá văng.
Hình ảnh một vụ nổ mìn tại mỏ khai thác đá
Các biện pháp tăng cường tính thân thiện với môi trường
Ngoài việc lựa chọn chất nổ và sơ đồ nổ hợp lý, cần triển khai đồng bộ các biện pháp kỹ thuật:
- Giảm chấn động nền: Áp dụng nổ mìn vi sai theo nhóm, điều chỉnh khối lượng thuốc mỗi nhóm để khống chế năng lượng; sử dụng màn chắn sóng hoặc nổ biên để “định vị” hướng chấn động.
- Hạn chế sóng đập không khí: Thiết kế bãi nổ hợp lý, dùng vật liệu bú nổ phù hợp (búa cát, búa nước), khống chế hướng truyền nổ, tăng chiều cao vật liệu búa.
- Giảm thiểu đá văng: Lựa chọn sơ đồ khối nổ đúng với địa hình, tăng diện tích mặt tự do, bố trí nổ theo hướng ngược công trình cần bảo vệ.
- Giảm khí độc & bụi: Tưới ẩm bề mặt mìn trước khi nổ, ưu tiên vật liệu búa sạch như kabenlis, tính toán lượng thuốc phù hợp để tránh dư thừa sinh bụi và khí độc
Việc thiết kế vụ nổ mìn thân thiện với môi trường không chỉ là yêu cầu kỹ thuật, mà còn là cam kết phát triển bền vững trong ngành công nghiệp khai thác đá. Thông qua việc lựa chọn chất nổ phù hợp, ứng dụng phương pháp nổ mìn vi sai phi điện, tối ưu thông số thiết kế và triển khai các biện pháp giảm tác động tiêu cực – chúng ta có thể đảm bảo hiệu quả khai thác đồng thời bảo vệ môi trường sống xung quanh.
Để tìm hiểu và học tập về nghề Khoan, hãy liên hệ ngay khoa Công nghệ Hóa-Tài nguyên&Môi trường – Trường Cao đẳng Công Thương miền Trung (MITC) qua hotline 086.929.1168 hoặc zalo https://zalo.me/mitcvn
Đào Hiệp
