GIỚI THIỆU PTN Khoan - Nổ mìn

1. Lịch sử hình thành

Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn hoạt động dưới sự quản lý của Bộ môn Khai thác Lộ thiên, khoa Mỏ, Trường đại học Mỏ - Địa chất, được thành lập từ năm 2000 và hiện được đặt tại Khu Tiểu dự án Phòng thí nghiệm trong Khu B, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phường Cổ Nhuế 2, Quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội (Ảnh 1).

Hình 1. Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn, Bộ môn Khai thác lộ thiên

2. Chức năng, nhiệm vụ

2.1. Chức năng:

Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn có nhiệm vụ phục vụ công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực khai thác mỏ và xây dựng công trình của Bộ môn Khai thác Lộ thiên.

2.2. Nhiệm vụ:

- Hướng dẫn các bài thí nghiệm, thực hành về khoan - nổ mìn cho sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh chuyên ngành Khai thác mỏ.

- Tổ chức triển khai các hoạt động tư vấn, đào tạo, nghiên cứu khoa học và công nghệ về khoan - nổ mìn trên cơ sở bám sát các định hướng, mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của đất nước cùng với tiến bộ của khoa học và công nghệ hiện đại trên thế giới.

- Tập hợp và phát triển đội ngũ cán bộ khoa học và công nghệ trình độ cao. Tạo môi trường thuận lợi cho công tác đào tạo, nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, chuyển giao công nghệ và hợp tác nghiên cứu với các tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước.

- Quản lý và khai thác có hiệu quả các phương tiện, cơ sở vật chất của Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn do Nhà trường trang bị.

3. Các bài thí nghiệm, thực hành

3.1. Bài thí nghiệm, thực hành 01

3.1.1. Tên bài  thí nghiệm, thực hành: Thiết kế và đấu ghép mạng nổ mìn điện.

3.1.2. Mục đích bài thí nghiệm, thực hành: Sinh viên thiết kế và thực hành đấu ghép được mạng nổ với kíp điện tức thời và kíp điện vi sai cho các vụ nổ trên mỏ lộ thiên.

3.1.3. Nội dung chính bài thí nghiệm, thực hành: Đấu ghép trên mô hình mạng lỗ mìn thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, sử dụng kíp nổ điện mô phỏng.

- Thiết kế sơ đồ khởi nổ.

- Chọn kíp nổ điện tức thời, kíp nổ điện vi sai phù hợp.

- Dùng máy đo kiểm tra điện trở kíp, điện trở mạng và tính thông mạch của mạng, so sánh với kết quả tính toán lý thuyết.

3.1.4. Thời gian thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: 2 tiết.

3.1.5. Số lượng sinh viên trong 01 nhóm: 15-20.

3.1.6. Thiết bị sử dụng thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: Mô hình đấu ghép, máy đo điện trở kíp, máy nổ mìn, kíp nổ điện dạng mô phỏng.

3.1.7. Vật tư sử dụng cho 01 nhóm: Kíp nổ dạng mô hình (không có khả năng gây nổ).

3.2. Bài thí nghiệm, thực hành 02

3.2.1. Tên bài thí nghiệm, thực hành: Thiết kế và đấu ghép mạng nổ bằng dây nổ

3.2.2. Mục đích bài thí nghiệm, thực hành: Sinh viên thiết kế và thực hành đấu ghép được mạng nổ với dây nổ và kíp điện vi sai cho các vụ nổ trên tầng ở mỏ lộ thiên.

3.2.3. Nội dung chính bài thí nghiệm, thực hành: Thiết kế và đấu ghép trên mô hình mạng lỗ mìn thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, sử dụng dây nổ và kíp điện vi sai mô phỏng.

- Thiết kế sơ đồ khởi nổ.

- Chọn dây nổ, tính chiều dài dây, chọn rơle vi sai.

- Đánh giá kết quả thực hành.

3.2.4. Thời gian thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: 3 tiết.

3.2.5. Số lượng sinh viên trong 01 nhóm: 15-20.

3.2.6. Thiết bị sử dụng thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: Mô hình đấu ghép, kíp điện vi sai dạng mô hình, dây nổ dạng mô phỏng.

3.2.7. Vật tư sử dụng cho 01 nhóm thí nghiệm, thực hành: Dây nổ dạng mô phỏng, kíp điện vi sai mô hình (không có khả năng gây nổ).

3.3. Bài thí nghiệm, thực hành 03

3.3.1. Tên bài thí nghiệm, thực hành: Thiết kế và đấu ghép mạng nổ phi điện.

3.3.2. Mục đích bài thí nghiệm, thực hành: Sinh viên thiết kế và thực hành đấu ghép được mạng nổ với kíp nổ vi sai phi điện cho các vụ nổ trên tầng ở mỏ lộ thiên.

3.3.3. Nội dung chính bài thí nghiệm, thực hành: Đấu ghép trên mô hình mạng lỗ mìn thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, sử dụng kíp nổ vi sai phi điện dạng mô phỏng.

- Thiết kế sơ đồ khởi nổ.

- Chọn kíp nổ vi sai phi điện trên mặt, chọn kíp nổ vi sai phi điện xuống lỗ.

- Đấu ghép mồi nổ với kíp xuống lỗ, đấu ghép kíp trên mặt với kíp xuống lỗ.

- Đánh giá kết quả thực hành.

3.3.4. Thời gian thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: 3 tiết.

3.3.5. Số lượng sinh viên trong 01 nhóm: 15-20.

3.3.6. Thiết bị sử dụng thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: Mô hình đấu ghép, kíp vi sai phi điện dạng mô hình.

3.3.7. Vật tư sử dụng cho 01 nhóm: Kíp nổ vi sai phi điện dạng mô hình (không có khả năng gây nổ).

3.4. Bài thí nghiệm, thực hành 04

3.4.1. Tên bài thí nghiệm, thực hành: Thiết kế và đấu ghép mạng kíp điện vi sai + dây nổ.

3.4.2. Mục đích bài thí nghiệm, thực hành: Sinh viên thiết kế và thực hành đấu ghép được mạng nổ kết hợp kíp điện vi sai với dây nổ cho các vụ nổ trên tầng ở mỏ lộ thiên.

3.4.3. Nội dung chính bài thí nghiệm, thực hành: Mô hình đấu ghép, mạng lỗ mìn thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, sử dụng kíp nổ vi sai điện và dây nổ dạng mô phỏng.

- Thiết kế sơ đồ khởi nổ.

- Chọn kíp nổ điện vi sai, chọn dây nổ.

- Cắt dây nổ theo yêu cầu, đấu ghép dây nổ nhánh với mồi nổ, đấu ghép dây nổ chính với dây nổ nhánh.

- Đấu ghép kíp nổ điện vi sai với dây nổ, đấu ghép kíp nổ vi sai điện với nhau; hoàn thành việc đấu ghép mạng nổ.

- Đánh giá kết quả thực hành.

3.4.4. Thời gian thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: 3 tiết.

3.4.5. Số lượng sinh viên trong 01 nhóm: 15-20.

3.4.6. Thiết bị sử dụng thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: Mô hình đấu ghép, kíp điện vi sai và dây nổ dạng mô phỏng.

3.4.7. Vật tư sử dụng cho 01 nhóm: Kíp nổ điện dạng mô phỏng (không có khả năng gây nổ).

3.5. Bài thí nghiệm, thực hành 05

3.5.1. Tên bài thí nghiệm, thực hành: Thiết kế và đấu ghép mạng nổ khi nổ mìn đào lò và đào đường hầm.

3.5.2. Mục đích bài thí nghiệm, thực hành: Sinh viên thiết kế và thực hành đấu ghép mạng nổ cho các phương pháp nổ mìn điện, nổ mìn dây nổ, nổ mìn vi sai phi điện cho sơ đồ nổ mìn đào đường lò, đào đường hầm.

3.5.3. Nội dung chính bài thí nghiệm, thực hành: Đấu ghép trên mô hình mạng lỗ mìn thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, sử dụng kíp nổ vi sai điện, dây nổ và kíp nổ điện dạng mô phỏng.

- Thiết kế sơ đồ khởi nổ.

- Chọn phương tiện nổ.

- Đấu ghép mạng nổ

- Kiểm tra mạng nổ

- Đánh giá kết quả thực hành.

3.5.4. Thời gian thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: 3 tiết.

3.5.5. Số lượng sinh viên trong 01 nhóm: 15-20.

3.5.6. Thiết bị sử dụng thực hiện bài thí nghiệm, thực hành: Mô hình đấu ghép, kíp điện vi sai, dây nổ, và kíp nổ vi sai phi điện dạng mô phỏng.

3.5.7. Vật tư sử dụng cho 01 nhóm: Kíp nổ điện, dây nổ, kíp nổ vi sai phi điện dạng mô phỏng (không có khả năng gây nổ).

4. Các hướng nghiên cứu

- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật khoan - nổ mìn an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường.

- Nghiên cứu ứng dụng các công nghệ tiên tiến trên thế giới trong nghiên cứu khoa hoc nhằm mô phỏng, tính toán nâng cao hiệu quả công tác khoan - nổ mìn trong các mỏ khai thác lộ thiên, khai thác hầm lò, khai thác đá xây dựng; trong các công trình công nghiệp, dân dụng và quốc phòng.

- Quan trắc, dự báo tác động của công tác khoan - nổ mìn tới môi trường, đặc biệt là công nghệ giám sát nổ mìn đa điểm.

- Ứng dụng các phần mềm chuyên dụng để thiết kế, tối ưu mạng nổ mìn nhằm nâng cao hiệu quả và giảm thiểu tác động của nổ mìn tới môi trường.

5. Đội ngũ cán bộ:

1. GS.TS. Bùi Xuân Nam, Trưởng PTN

2. TS. Trần Quang Hiếu, Phụ trách chuyên môn

3. PGS.TS. Phạm Văn Hòa

4. GVC.TS. Nguyễn Đình An

5. Các giảng viên và NCS của Bộ môn KTLT.

6. Cơ sở vật chất, trang thiết bị:

6.1. Cơ sở vật chất:

Bảng 1. Cơ sở vật chất Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn

TT

Tên thiết bị

Số lượng

1

Điều hòa treo tường

03 chiếc

2

Quạt treo tường

09 chiếc

3

Bảng viết đa năng có màn chiếu

01 chiếc

4

Máy chiếu

01 chiếc

5

Bàn + ghế làm việc

01 bộ

6

Bàn + ghế giảng dạy và học tập

01 bộ

7

Tử sắt đựng tài liệu

04 tủ

8

Máy tính để bàn

01 bộ

9

Máy in A4

01 chiếc

6.2. Trang thiết bị:

Bảng 2. Danh mục thiết bị Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn

TT

Tên thiết bị

Số lượng

Năm đưa vào sử dụng

1

Máy quay phim tốc độ cao

01 chiếc

2000

2

Buồng Thử nổ

01 chiếc

2001

3

Máy nổ mìn điều khiển từ xa

01 chiếc

2002

4

Thiết bị đo nhiệt lượng nổ

01 chiếc

2002

5

Máy đo bụi EPAM

01 chiếc

2002

6

Thiết bị đo khí IMR

01 chiếc

2001

7

Thiết bị đo vi sai

01 chiếc

2001

8

Máy đo chấn động nổ mìn

01 chiếc

2000

9

Máy đo tốc độ nổ

01 chiếc

2000

7. Hợp tác phát triển

7.1. Hợp tác trong nước

7.2. Hợp tác quốc tế

8. Định hướng phát triển

- Ổn định và tiến tới hoàn thiện về tổ chức của PTN thích ứng với quy chế hoạt động của Bộ môn;

- Nâng cao trình độ cán bộ hướng dẫn thí nghiệm và cán bộ giảng dạy cả về số lượng và chất lượng, trong đó chú trọng các cán bộ có trình độ từ thạc sĩ trở lên, đồng thời xây dựng và đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật đủ trình độ vận hành khai thác các hệ thống thiết bị của PTN;

- Nâng cao trình độ ngoại ngữ của các cán bộ hướng dẫn thí nghiệm và cán bộ giảng dạy, đảm bảo giao tiếp và làm việc tốt với chuyên gia nước ngoài, trong các hội thảo quốc tế, trong việc nghiên cứu tài liệu và tiến tới một bộ phận cán bộ khoa học có thể tham gia trao đổi khoa học chuyên sâu trong lĩnh vực của PTN.

- Đẩy mạnh hợp tác quan hệ với các các đơn vị trong nước và nước ngoài có thế mạnh thiết bị, phần mềm trong lĩnh vực khoan - nổ mìn để tiếp cận với những công nghệ mới nhất vào phục vụ hoạt động có hiệu quả của PTN.

- Quản lý, khai thác tốt cơ sở vật chất được đầu tư cho PTN bao gồm cả hạ tầng và hệ thống thiết bị, đảm bảo đạt hiệu quả đầu tư.

9. Các kết quả đạt được

Trong quá trình hoạt động của Phòng thí nghiệm Khoan - Nổ mìn đã thực hiện được những kết quả về đào tạo và nghiên cứu khoa học như sau:

-  Hướng dẫn các đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên;

- Phục vụ cho đào tạo cho các NCS, học viên cao học, sinh viên trong quá trình triển khai luận án, luận văn, đồ án tốt nghiệp;

- Hướng dẫn sinh viên ngành kỹ thuật mỏ tham quan thực tập công tác khoan - nổ mìn tại PTN và các đơn vị sản xuất;

- Phục vụ chuyển giao công nghệ và phát triển kinh tế - xã hội (thực hiện các dự án, hợp đồng LĐSX sử dụng PTN).

9.1. Về công tác đào tạo

9.1.1. Đào tạo đại học

- Các lớp sinh viên Ngành Khai thác mỏ từ K45 đến nay.

- Số lượng sinh viên đã được thực hành, thực tập: 4000 sinh viên.

9.1.2. Đào tạo cao học

[1]. Nguyến Tiến Đạt, Nghiên cứu xác định các thông số nổ mìn hợp lý đảm bảo cỡ hạt đất đá phù hợp với hệ thống vận tải đất đá bằng băng tải đá cho mỏ than Cao Sơn-Vinacomin. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2019.

[2]. Bounpanh PHOMMASANH, Nghiên cứu xác định các thông số nổ mìn phù hợp với điều kiện khai thác mỏ quặng Đồng Pha Them tỉnh Viêng Chăn, CHDCND Lào. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2019.

[3]. Lê Anh Tuấn, Nghiên cứu ảnh hưởng của loại chất nổ sử dụng đến sự thay đổi cường độ sóng chấn động và mức độ đập vỡ đất đá khi nổ mìn tại khai trường 22 mỏ Apatit Lào Cai. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2017.

[4]. Lê Bá Phức, Nghiên cứu công nghệ phá vỡ đất đá và quặng bằng phương pháp khoan nổ mìn cho mỏ đồng Sin Quyền khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2013.

[5]. Phạm Tuân, Nghiên cứu lựa chọn vật liệu nổ công nghiệp phù hợp với điều kiện tự nhiên, kỹ thuật công nghệ của một số mỏ lộ thiên trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2015.

9.1.3. Đào tạo NCS:

[1]. PHONEPASERTH SOUKHANOUVONG, Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn trong công tác nổ mìn cho các mỏ khai thác đá vôi của nước CHDCND Lào. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2021.

[2]. Nguyễn Hoàng, Nghiên cứu một số mô hình trí tuệ nhân tạo dự báo chấn động nổ mìn trong khai thác mỏ lộ thiên. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2020.

[3]. Lê Văn Quyển. Nghiên cứu mức độ đập vỡ đất đá bằng nổ mìn và xác định mức độ đập vỡ đất đá hợp lý cho một số mỏ lộ thiên Việt Nam. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2009.

[4]. Lê Ngọc Ninh. Nghiên cứu các thông số cấu trúc lượng thuốc trong các lỗ mìn nhằm nâng cao hiệu quả phá vỡ đất đá và bảo vệ môi trường ở một số mỏ lộ thiên Việt Nam. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2009.

9.2. Công tác NCKH

9.2.1. Hướng dẫn NCKH sinh viên

[1]. Trịnh Tiến Cường (NT); Trần Minh Chiến; Dương Minh Phương; Đặng Hưng Yên; Ngô Đình Ban (Khai thác 60A). Nghiên cứu các giải pháp an toàn và hiệu quả khi khai đào hầm đường bộ qua Đèo Hải Vân ở Việt Nam. GVHD: TS. Trần Quang Hiếu.

[2]. Nguyễn Việt Tuấn (NT); Nguyễn Mạnh Tuấn; Nguyễn Duy Thái; Nguyễn Trúc Anh (Khai thác 59G). Nghiên cứu tác dụng của nút bua nước trong việc tang thời gian tác dụng nổ và giảm bụi khi nổ mìn trên mỏ lộ thiên. GVHD: PGS.TS. Phạm Văn Hòa.       

[3]. Trịnh Quang Dũng (NT); Lê Đăng Hải; Đào Xuân Toàn; Phạm Văn Bằng (Khai thác 59G). Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và thiết bị khoan phù hợp cho mỏ than Cọc Sáu vùng Cẩm Phả, Quảng Ninh. GVHD: TS. Trần Quang Hiếu.

[4]. Lê Công Nhực (NT); Huỳnh Thị Sang; Vũ Thị Hương; Đỗ Thị Hoa Lựu (Khai thác 60 Vũng Tàu). Nghiên cứu ảnh hưởng của sóng chấn động nổ mìn tới độ ổn định của bờ mỏ cụm mỏ đá Tân Đông Hiệp, Bình Dương. GVHD: GVC.TS. Nguyễn Anh Tuấn.

[5].  Vũ Thành Nam (NT); Nguyễn Minh Đức; Vũ Tùng Lâm (Khai thác 61). Nghiên cứu hoàn thiện các thông số nêm hợp lý trong tách đá khối cho mỏ đá Chữ Quê, Thừa Thiên Huế. GVHD: ThS. Phạm Văn Việt.

9.2.2. Các bài báo tiêu biểu:

[1]. Hoang Nguyen, Xuan-Nam Bui, Quang-Hieu Tran, Hossein Moayedi, Predicting blast-induced peak particle velocity using BGAMs, ANN and SVM: a case study at the Nui Beo open-pit coal mine in Vietnam, Environmental Earth Sciences, DOI: 10.1007/s12665-019-8491-x, 2019

[2]. Xuan-Nam Bui, Pirat Jaroonpattanapong, Hoang Nguyen, Quang-Hieu Tran & Nguyen Quoc Long, A novel Hybrid Model for predicting Blast-induced Ground Vibration Based on k-nearest neighbors and particle Swarm optimization, Scientific Reports (Nature Research), https://doi.org/10.1038/s41598-019-50262-5, 2019.

[3]. Xuan-Nam Bui, Yosoon Choi, Victor Atrushkevich, Hoang Nguyen, Quang-Hieu Tran, Nguyen Quoc Long and Hung-Thang, Prediction of Blast-Induced Ground Vibration Intensity in Open-Pit Mines Using Unmanned Aerial Vehicle and a Novel Intelligence System, Natural Resources Research, DOI: https://doi.org/10.1007/s11053-019-09573-7, 2019

[4]. Trần Quang Hiếu, Lê Công Vũ, Xác định mức độ đập vỡ đất đá nổ mìn hợp lý cho các mỏ đá vật liệu xây dựng khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu, Tạp chí Công nghiệp Mỏ, 6, 58-63, 2017

[5]. Trần Quang Hiếu., Nguyễn Đình An, Lê Thị Thu Hoa, Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ kích nổ của chất nổ tới bán kính vùng đập vỡ đất đá khi nổ mìn, Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 5. Hội Khoa học và Công nghệ mỏ Việt Nam. Tr. 50-52, 2016.

9.2.3. Các đề tài tiêu biểu:

[1]. Đề tài cấp Trường: Nghiên cứu chế tạo bộ dụng cụ thực hành đấu ghép các mạng nổ mìn điện, phi điện và dây nổ cho môn học Phá vỡ đất đá bằng khoan - nổ mìn, 2007. Chủ trì: PGS.TS. Phạm Văn Hòa.

 [2]. Đề tài cấp Trường: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn hoàn thiện các quy định kỹ thuật và yêu cầu quản lý an toàn đối với các loại kíp nổ điện, 2019. Chủ trì TS. Trần Quang Hiếu.

[3]. Đề tài cấp Nhà nước (ĐT.01.11/MĐCNKK): Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khoan - nổ mìn lỗ khoan đường kính lớn áp dụng cho mỏ đá lộ thiên gần khu vực dân cư ở Việt Nam, 2011-2012. Chủ trì: GS.TS. Nhữ Văn Bách.

9.3. Hoạt động quan hệ quốc tế

Hình 2. Phối hợp với Trường ĐH Dong A (Hàn Quốc) nghiên cứu, áp dụng công nghệ giám sát nổ mìn tiến tiến tại các mỏ đá VLXD tỉnh Bình Dương