Nghiên cứu sản xuất thành công thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên

Với ưu thế của mình, thuốc nổ nhũ tương rời đã trở thành loại thuốc nổ công nghiệp chủ yếu được nhiều nước trên thế giới sử dụng để thay thế cho các loại thuốc nổ công nghiệp cổ điển vừa độc hại cho môi trường, vừa khó cơ giới hoá trong khâu nạp nổ mìn và giá thành đắt. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, nên chỉ các nước có nền công nghiệp sản xuất thuốc nổ tiên tiến mới sản xuất được loại thuốc nổ này, như Mỹ, Anh, Pháp, Thuỵ Điển, Trung Quốc, Australia v.v..., đồng thời bí quyết sản xuất thường được các hãng sản xuất thuốc nổ giữ kín, hoặc nếu được chuyển giao công nghệ, thì giá trị chuyển giao cũng rất cao nên việc phổ biến ra các nước đang phát triển là rất hạn chế.

ở nước ta, từ năm 1991 hãng sản xuất thuốc nổ ICI của Australia đã đưa thuốc nổ nhũ tương rời, với tên thương mại là Powergel P.2500 vào sản xuất và nổ mìn ở các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh thông qua liên doanh với Công ty Xuất nhập khẩu than và cung ứng vật tư (Công ty Coalimex, Bộ Năng lượng) và sau này là Công ty Hoá chất Mỏ – Tổng Công ty Than Việt Nam.

Khi nổ mìn bằng loại thuốc nổ này mạng khoan đã được mở rộng từ 1,2 – 1,3 lần so với khi sử dụng các loại thuốc nổ truyền thống. Hơn nữa, thuốc nổ nhũ tương rời có khả năng đập vỡ tốt nên ít đá quá cỡ và không để lại mô đống chân tầng, đã góp phần không nhỏ vào việc giảm giá thành khoan nổ, bốc xúc đất đá và nâng cao hiệu quả kinh tế. Năm 1994, một nhà máy sản xuất chất nhũ tương EPGOLD, là nguyên liệu chính trong công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời, đã được xây dựng tại Xí nghiệp Hoá chất mỏ Quảng Ninh, thuộc phường Hà Khánh, thành phố Hạ Long. Nhưng đến cuối năm 1997, do không thoả thuận được trong việc chuyển giao công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời cho Công ty Hoá chất mỏ, nên liên doanh này đã kết thúc.

Việc không còn thuốc nổ nhũ tương rời để nổ mìn trong điều kiện ngập nước đã gây khó khăn không nhỏ cho các mỏ than lộ thiên sau khi liên doanh kết thúc. Việc tự sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời là vấn đề cấp thiết đối với Tổng Công ty than Việt Nam. Tuy nhiên, do hạn chế về nhiều mặt, nên nhiều năm sau đó thuốc nổ nhũ tương rời vẫn chưa được nghiên cứu sản xuất.

Năm 2004, Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp (nay là đơn vị trực thuộc Viện Khoa học Công nghệ Mỏ) thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương nền để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời” Sau hơn hai năm miệt mài nghiên cứu và thực nghiệm, Trung tâm đã nghiên cứu chế tạo thành công chất nhũ tương nghịch của dung dịch các muối ôxy hoá và hỗn hợp dầu khoáng có các thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu để làm nguyên liệu sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời trên dây chuyền sản xuất bán công nghiệp, có công suất 2000kg/ca. Trên cơ sở kết quả đề tài: “Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương nền để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời”, Bộ Công nghiệp đã đồng ý để Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp thực hiện bước tiếp theo: “Nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tường rời dùng cho mỏ lộ thiên”.

Do nắm được những vấn đề cốt lõi của nhiệm vụ nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời, sau hơn hai năm, Trung tâm vật liệu nổ công nghiệp đã nghiên cứu chế tạo thành công hai loại thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên là thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 và NTR06. Trong đó, thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 được dùng để nổ mìn trong các lỗ khoan có nhiều nước hoặc hoàn toàn ngập nước, còn thuốc nổ nhũ tương rời NTR06 được dùng để nổ mìn trong các lỗ khoan ít nước hoặc ẩm ướt. Đối với thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 đã tìm được hàm lượng và nồng độ thích hợp của chất tạo bọt nitrit natri, đồng thời đã tìm được chất ổn định bọt không gây ảnh hưởng đến độ bền của thuốc nổ và sẵn có trên thị trường trong nước, qua đó đã tạo ra được loại thuốc nổ có độ ổn định đến 30 ngày. Các chỉ tiêu kỹ thuật của hai loại thuốc nổ này đều phù hợp với các nội dung của đề cương được duyệt và tương đương với tính năng kỹ thuật của thuốc nổ nhũ tương rời do ICI sản xuất trước đây.

Nhóm nghiên cứu cũng đã chế tạo được chất nhũ tương nền có độ nhớt thích hợp với yêu cầu bơm chuyển của thiết bị sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời lưu động, nhưng lại không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu hoá lý của loại nguyên liệu này, thậm chí còn được cải thiện hơn.

Sau khi nghiên cứu chế tạo thành công thuốc nổ nhũ tương rời trong phòng thí nghiệm, từ tháng 3 năm 2008 đến đầu tháng 12 năm 2008, Trung tâm vật liệu nổ công nghiệp phối hợp cùng Công ty công nghiệp hoá chất mỏ Quảng Ninh và Công ty than Hà Tu đã tiến hành nổ 9 bãi mìn, với tổng lượng thuốc nổ NTR05 đã sử dụng trên 21 tấn. Thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 được sản xuất bằng thiết bị sản xuất lưu động ngay tại bãi mìn và được bơm trực tiếp xuống các lỗ khoan có nhiều nước và ngập nước, các bãi nổ mìn đều cho đất đá tơi om, dễ xúc bốc. Tại các bãi mìn này đều sử dụng mạng khoan từ 7,5x9,0 đến 8,5x9,0m (trong khi đó nếu nổ mìn bằng thuốc nổ ANFO, mạng khoan chỉ từ 6,5x7,5 đến 7,5 x 8,5m). Qua kết quả nạp, nổ mìn bằng loại thuốc nổ này còn cho thấy thời gian thi công nhanh, cần ít nhân lực và không phải tốn nhân công trong việc bơm nước trong lỗ khoan như khi sử dụng các loại thuốc nổ khác.

Thành công của đề tài nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời đã có ý nghĩa hết sức to lớn cả về mặt khoa học và thực tiễn. Từ nay ngành vật liệu nổ công nghiệp của nước ta sẽ hoàn toàn chủ động trong việc sản xuất ra loại thuốc nổ tiên tiến này mà không phải phụ thuộc vào nước ngoài, đồng thời, loại thuốc nổ mới này sẽ góp phần giải quyết những khó khăn về nổ mìn trong môi trường ngập nước, về cơ giới hoá khâu nạp mìn. Đặc biệt, khi đưa loại thuốc nổ này vào sử dụng, mạng khoan sẽ được mở rộng và do đó sẽ góp phần vào việc giảm chi phí trong công tác khoan nổ mìn. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được Hội đồng khoa học Tập Đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) nghiệm thu và quyết định đưa vào sản xuất và sử dụng trên các mỏ lộ thiên ngành than, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong nền công nghiệp sản xuất và sử dụng thuốc nổ công nghiệp của nước ta./.

Nguồn : Thông tin khoa học công nghệ mỏ số1/2009

Với ưu thế của mình, thuốc nổ nhũ tương rời đã trở thành loại thuốc nổ công nghiệp chủ yếu được nhiều nước trên thế giới sử dụng để thay thế cho các loại thuốc nổ công nghiệp cổ điển vừa độc hại cho môi trường, vừa khó cơ giới hoá trong khâu nạp nổ mìn và giá thành đắt. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, nên chỉ các nước có nền công nghiệp sản xuất thuốc nổ tiên tiến mới sản xuất được loại thuốc nổ này, như Mỹ, Anh, Pháp, Thuỵ Điển, Trung Quốc, Australia v.v..., đồng thời bí quyết sản xuất thường được các hãng sản xuất thuốc nổ giữ kín, hoặc nếu được chuyển giao công nghệ, thì giá trị chuyển giao cũng rất cao nên việc phổ biến ra các nước đang phát triển là rất hạn chế.

ở nước ta, từ năm 1991 hãng sản xuất thuốc nổ ICI của Australia đã đưa thuốc nổ nhũ tương rời, với tên thương mại là Powergel P.2500 vào sản xuất và nổ mìn ở các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh thông qua liên doanh với Công ty Xuất nhập khẩu than và cung ứng vật tư (Công ty Coalimex, Bộ Năng lượng) và sau này là Công ty Hoá chất Mỏ – Tổng Công ty Than Việt Nam.

Khi nổ mìn bằng loại thuốc nổ này mạng khoan đã được mở rộng từ 1,2 – 1,3 lần so với khi sử dụng các loại thuốc nổ truyền thống. Hơn nữa, thuốc nổ nhũ tương rời có khả năng đập vỡ tốt nên ít đá quá cỡ và không để lại mô đống chân tầng, đã góp phần không nhỏ vào việc giảm giá thành khoan nổ, bốc xúc đất đá và nâng cao hiệu quả kinh tế. Năm 1994, một nhà máy sản xuất chất nhũ tương EPGOLD, là nguyên liệu chính trong công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời, đã được xây dựng tại Xí nghiệp Hoá chất mỏ Quảng Ninh, thuộc phường Hà Khánh, thành phố Hạ Long. Nhưng đến cuối năm 1997, do không thoả thuận được trong việc chuyển giao công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời cho Công ty Hoá chất mỏ, nên liên doanh này đã kết thúc.

Việc không còn thuốc nổ nhũ tương rời để nổ mìn trong điều kiện ngập nước đã gây khó khăn không nhỏ cho các mỏ than lộ thiên sau khi liên doanh kết thúc. Việc tự sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời là vấn đề cấp thiết đối với Tổng Công ty than Việt Nam. Tuy nhiên, do hạn chế về nhiều mặt, nên nhiều năm sau đó thuốc nổ nhũ tương rời vẫn chưa được nghiên cứu sản xuất.

Năm 2004, Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp (nay là đơn vị trực thuộc Viện Khoa học Công nghệ Mỏ) thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương nền để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời” Sau hơn hai năm miệt mài nghiên cứu và thực nghiệm, Trung tâm đã nghiên cứu chế tạo thành công chất nhũ tương nghịch của dung dịch các muối ôxy hoá và hỗn hợp dầu khoáng có các thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu để làm nguyên liệu sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời trên dây chuyền sản xuất bán công nghiệp, có công suất 2000kg/ca. Trên cơ sở kết quả đề tài: “Nghiên cứu chế tạo chất nhũ tương nền để sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời”, Bộ Công nghiệp đã đồng ý để Trung tâm Vật liệu nổ công nghiệp thực hiện bước tiếp theo: “Nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tường rời dùng cho mỏ lộ thiên”.

Do nắm được những vấn đề cốt lõi của nhiệm vụ nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời, sau hơn hai năm, Trung tâm vật liệu nổ công nghiệp đã nghiên cứu chế tạo thành công hai loại thuốc nổ nhũ tương rời dùng cho mỏ lộ thiên là thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 và NTR06. Trong đó, thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 được dùng để nổ mìn trong các lỗ khoan có nhiều nước hoặc hoàn toàn ngập nước, còn thuốc nổ nhũ tương rời NTR06 được dùng để nổ mìn trong các lỗ khoan ít nước hoặc ẩm ướt. Đối với thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 đã tìm được hàm lượng và nồng độ thích hợp của chất tạo bọt nitrit natri, đồng thời đã tìm được chất ổn định bọt không gây ảnh hưởng đến độ bền của thuốc nổ và sẵn có trên thị trường trong nước, qua đó đã tạo ra được loại thuốc nổ có độ ổn định đến 30 ngày. Các chỉ tiêu kỹ thuật của hai loại thuốc nổ này đều phù hợp với các nội dung của đề cương được duyệt và tương đương với tính năng kỹ thuật của thuốc nổ nhũ tương rời do ICI sản xuất trước đây.

Nhóm nghiên cứu cũng đã chế tạo được chất nhũ tương nền có độ nhớt thích hợp với yêu cầu bơm chuyển của thiết bị sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời lưu động, nhưng lại không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu hoá lý của loại nguyên liệu này, thậm chí còn được cải thiện hơn.

Sau khi nghiên cứu chế tạo thành công thuốc nổ nhũ tương rời trong phòng thí nghiệm, từ tháng 3 năm 2008 đến đầu tháng 12 năm 2008, Trung tâm vật liệu nổ công nghiệp phối hợp cùng Công ty công nghiệp hoá chất mỏ Quảng Ninh và Công ty than Hà Tu đã tiến hành nổ 9 bãi mìn, với tổng lượng thuốc nổ NTR05 đã sử dụng trên 21 tấn. Thuốc nổ nhũ tương rời NTR05 được sản xuất bằng thiết bị sản xuất lưu động ngay tại bãi mìn và được bơm trực tiếp xuống các lỗ khoan có nhiều nước và ngập nước, các bãi nổ mìn đều cho đất đá tơi om, dễ xúc bốc. Tại các bãi mìn này đều sử dụng mạng khoan từ 7,5x9,0 đến 8,5x9,0m (trong khi đó nếu nổ mìn bằng thuốc nổ ANFO, mạng khoan chỉ từ 6,5x7,5 đến 7,5 x 8,5m). Qua kết quả nạp, nổ mìn bằng loại thuốc nổ này còn cho thấy thời gian thi công nhanh, cần ít nhân lực và không phải tốn nhân công trong việc bơm nước trong lỗ khoan như khi sử dụng các loại thuốc nổ khác.

Thành công của đề tài nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhũ tương rời đã có ý nghĩa hết sức to lớn cả về mặt khoa học và thực tiễn. Từ nay ngành vật liệu nổ công nghiệp của nước ta sẽ hoàn toàn chủ động trong việc sản xuất ra loại thuốc nổ tiên tiến này mà không phải phụ thuộc vào nước ngoài, đồng thời, loại thuốc nổ mới này sẽ góp phần giải quyết những khó khăn về nổ mìn trong môi trường ngập nước, về cơ giới hoá khâu nạp mìn. Đặc biệt, khi đưa loại thuốc nổ này vào sử dụng, mạng khoan sẽ được mở rộng và do đó sẽ góp phần vào việc giảm chi phí trong công tác khoan nổ mìn. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được Hội đồng khoa học Tập Đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) nghiệm thu và quyết định đưa vào sản xuất và sử dụng trên các mỏ lộ thiên ngành than, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong nền công nghiệp sản xuất và sử dụng thuốc nổ công nghiệp của nước ta./.

Nguồn : Thông tin khoa học công nghệ mỏ số1/2009