Mô phỏng hiện tượng đá bay trong quá trình nổ mìn khai thác mỏ bằng phương pháp động lực hạt mịn (SPH) trên phần mềm LS-Dyna, lấy ví dụ từ mỏ đá vôi Mông Sơn (Yên Bái)

Abstract

Đá bay là mối nguy hiểm lớn nhất trong hoạt động nổ mìn khai thác mỏ lộ thiên. Đá bay chiếm khoảng một nửa tổng số vụ tai nạn liên quan đến nổ mìn trên các mỏ lộ thiên, đây là một vấn đề nghiêm trọng và gây ra những phản ứng tiêu cực của cộng đồng dân cư sống quanh khu vực nổ mìn. Tuy nhiên, các nghiên cứu về phương pháp dự báo hiện tượng đá bay trong khai thác mỏ lộ thiên ở Việt Nam vẫn còn thiếu và hạn chế. Trong phạm vi nghiên cứu này, phương pháp phân tích mô phỏng thử nghiệm đá bay do nổ mìn gây ra bằng phương pháp động lực hạt mịn (SPH) trên phần mềm LS-Dyna cho mô hình 2D được xây dựng và áp dụng thực tế cho tuyến mặt cắt B2 của mỏ đá vôi Mông Sơn, tỉnh Yên Bái. Kết quả của mô hình cho thấy khả năng của phương pháp thủy động lực học hạt mịn trong việc phân tích quỹ đạo bay, khoảng cách của đá bay trong quá trình nổ mìn. Bằng cách sử dụng mô hình với các thông số nổ thực tế tại mỏ nhóm nghiên cứu đã đo được vận tốc và tốc độ bay của các mảnh đá tại các thời điểm thiết lập, cụ thể sau 1,5 giây đá bay xa nhất so với tâm bãi nổ đạt 85 m, tương ứng với vận tốc trung bình 40 m/s. Nghiên cứu giúp các kỹ sư khai thác mỏ ước lượng được khoảng cách đá bay cho từng vụ nổ cụ thể tại mỏ, qua đó đưa ra những biện pháp phù hợp để giảm thiểu hiện tượng đá bay, nâng cao hiệu quả nổ mìn. Tuy nhiên, cần tiến hành thêm những nghiên cứu chi tiết và chuyên sâu hơn về việc áp dụng phương pháp SPH trên phần mềm LS-Dyna cho mô hình 3D, đồng thời cần xem xét nhiều trường hợp nổ mìn thực tế theo hộ chiếu thi công và thí nghiệm bổ sung các tính chất cơ lý đá theo thuộc tính đất đá tại mỏ phù hợp với vật liệu trong phần mềm hỗ trợ.