công nghệ cơ giới hoá khai thác và thiết kế, chế tạo loại dân chống tự hành phù hợp với điều kiện địa chất các vỉa dày độ dốc đến 35 độ tại vùng quảng ninh

Mở đầu Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày độ dốc đến 350 có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hoá tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh là một trong những

Viện khoa học công nghệ mỏ-TKV Chương trình KH&CN trọng điểm cấp nhà nước kc 06/06-10

“Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ tiên tiến

trong sản xuất các sản phẩm xuất khẩu chủ lực ”

-&&& -

Báo cáo Tổng kết CHUYÊN Đề NGHIÊN CứU

ĐáNH GIá TổNG THể, XÂY DựNG csdl TRữ LƯợNG THAN Và ĐIềU KIệN ĐịA CHấT Kỹ THUậT Mỏ CáC KHU VựC VỉA DàY, Độ DốC ĐếN 35 Có KHả NĂNG áP DụNG CÔNG NGHệ CƠ GiớI HóA TạI CáC Mỏ HầM Lò VùNG

Bản quyền 2008 thuộc Viện Khoa học công nghệ Mỏ-TKV

Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng Viện Khoa học công nghệ Mỏ-TKV

Tham gia thực hiện

TT Họ và tên Học vị, chức vụ Chức danh

trong đề tài

1

Đoàn Văn Kiển Kỹ s− - Chủ tịch Hội đồng Quản trị

Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam

Chủ nhiệm đề tài

13 Nguyễn Văn Hậu Kỹ s− khai thác mỏ Viện KHCN Mỏ Thành viên

14 Hoàng Thị Tuyển Kỹ s− Kinh tế mỏ Viện KHCN Mỏ Thành viên

15 Trần Minh Tiến Kỹ s− khai thác mỏ Viện KHCN Mỏ Thành viên

16 Phạm Trung Nguyên Kỹ s− khai thác mỏ Viện KHCN Mỏ Thành viên

17 Thân Văn Duy Kỹ s− Khai thác mỏ Viện KHCN Mỏ Thành viên

Chương 2: Kết quả đánh giá tổng thể, xây dựng cơ sở dữ liệu trữ lượng than và

điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày, độ dốc đến 35 0 19

2.3 Khoáng sàng than Than thùng-Yên Tử 29

2.9 Khoáng sàng than Mông Dương 572.10 Khoáng sàng than Khe Chàm (II, IV) 60

Chương 3: Nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của điều kiện địa

chất- kỹ thuật mỏ các vỉa than dày, độ dốc đến 35 0 ở các

mỏ hầm lò vùng quảng ninh đến khả năng áp dụng các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác

63

3.1 Tổng hợp trữ lượng các khu vực vỉa dày, độ dốc đến 35° vùng Quảng Ninh 633.2

Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày,

độ dốc đến 350 có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hoá ở vùng Quảng Ninh

64

Phần Phụ lục 74Phụ lục I.1: Các bảng tổng hợp kết quả đánh giá trữ l−ợng và điều kiện

địa chất kỹ thuật mỏ của 10 mỏ, khoáng sàng 74Phụ lục I.2: Các bản đồ cơ sở dữ liệu trữ l−ợng và điều kiện địa chất kỹ

thuật mỏ của 10 mỏ, khoáng sàng than vùng Quảng Ninh 87

Mở đầu

Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày độ dốc

đến 350 có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hoá tại các mỏ hầm lò vùng Quảng

Ninh là một trong những nhiệm vụ của đề tài “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ

giới hoá khai thác và thiết kế, chế tạo loại dàn chống tự hành phù hợp áp dụng đối với điều kiện địa chất các vỉa dày độ dốc đến 35 0 tại vùng Quảng Ninh” (mã số:

KC.06.01/06-10) Trong các khoáng sàng than khai thác bằng phương pháp hầm lò,

đề tài đã xác định được 10 khoáng sàng hoặc mỏ có tiềm năng vỉa dày, độ dốc đến 350

có khả năng áp dụng cơ giới hoá khai thác, bao gồm Mạo Khê, Vàng Danh, Than thùng-Yên tử (Công ty than Nam Mẫu), Hà Lầm, Núi béo, Suối Lại, Thống Nhất, Dương Huy, Mông Dương, Khe Chàm (II và IV) Qua đánh giá trong 10 khu vực nói trên, điều kiện vỉa dày, độ dốc đến 350 có trữ lượng (trong giới hạn thăm dò đến -350 m) là 488,5 triệu tấn, chiếm khoảng 26% tổng trữ lượng than vùng Quảng Ninh

Để giải quyết vấn đề lựa chọn áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác vỉa dày, độ dốc đến 350, việc đánh giá và thành lập chuyên đề “Đánh giá tổng thể, xây

dựng cơ sở dữ liệu trữ lượng than và điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày, độ dốc đến 35 0 có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh” là rất cần thiết, qua đó xây dựng “cơ sở dữ liệu trữ lượng than và điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày, độ dốc đến 35 0 vùng Quảng Ninh”, nhằm lựa chọn được sơ đồ công nghệ khai thác cũng như đồng bộ thiết

bị cơ giới hoá phù hợp với từng điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ cụ thể của vùng Quảng Ninh, phục vụ việc triển khai áp dụng cơ giới hoá khai thác các đối tượng vỉa này

Kết quả nghiên cứu của chuyên đề bao gồm các tài liệu về trữ lượng than và

điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ của các khu vực vỉa dày, độ dốc đến 35° vùng Quảng Ninh đảm bảo sử dụng vào các nghiên cứu và tính toán thiết kế mỏ

Chương 1 Phương pháp Đánh giá tổng hợp trữ lượng

và điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ

1.1 Nguyên tắc chung và các tài liệu cơ sở

Đánh giá tổng hợp trữ lượng và đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày, dốc đến 35° vùng Quảng Ninh được tiến hành trên cơ sở các tài liệu

địa chất đến một số giới hạn thăm dò khai thác chắc chắn tại các Công ty than hầm lò

và hiện trạng khai thác, trình tự chuẩn bị, các khu vực lò chợ huy động vào khai thác theo kế hoạch phát triển sản xuất đến giai đoạn năm 2020

Các tài liệu được sử dụng đánh giá bao gồm:

- Giải trình thuyết minh báo cáo thăm dò địa chất trong các giai đoạn thăm dò sơ bộ, thăm dò tỷ mỉ và các báo cáo tổng hợp tài liệu khảo sát thăm dò bổ sung, tính lại trữ lượng, v.v.;

- Bản đồ địa hình khu mỏ;

- Bình đồ tính trữ lượng các vỉa than; mặt cắt địa chất các tuyến thăm dò địa chất; thiết đồ các lỗ khoan trong giới hạn thăm dò địa chất;

- Bản đồ địa chất thuỷ văn, địa chất công trình;

- Hiện trạng chuẩn bị, khai thác, trữ lượng đã khai thác, trữ lượng còn lại, tổn thất tài nguyên;

- Bản đồ tổng thể mở vỉa, chuẩn bị, khai thác; hộ chiếu chống giữ và điều khiển

đá vách; cập nhật thành lò trong quá trình đào lò và khai thác;

Hiện nay trên thế giới có hai phương pháp phổ biến rộng rãi nhất nhằm đánh giá khả năng áp dụng hợp lý các sơ đồ công nghệ khai thác than trong các mỏ hầm lò

Phương pháp thứ nhất - Phương pháp cho điểm được sử dụng rộng rãi tại các

nước tư bản phát triển và một số nước khác Nội dung của phương pháp là đánh giá tổng hợp các điều kiện được lượng hoá bằng thang điểm Căn cứ trên cơ sở tổng số

điểm cao hay thấp để đánh giá khả năng áp dụng công nghệ khai thác lựa chọn nhiều

Ưu điểm của phương pháp này là đề cập một cách tổng thể các quá trình khai thác than tại một khoáng sàng sẽ ảnh hưởng tới mọi vấn đề xã hội như:

- Phân tích các yếu tố về kinh tế, xã hội, môi trường, sinh thái của cả vùng bị

ảnh hưởng do quá trình khai thác khoáng sàng than cụ thể nào đó nằm trong khu vực

- Dự báo thị trường tiêu thụ than, phân tích giá cả, dự trù số lượng than cần thiết theo từng thời gian

- Phân tích điều kiện địa chất, tính chất cơ lý đất đá, than v.v

- Đề cập tới công tác xây dựng cơ sở hạ tầng như tuyến vận tải than, kho bãi chứa than, bến cảng rót than, hệ thống cung cấp nước, hệ thống thông gió, nhà xưởng sửa chữa, v.v trong cả vùng ảnh hưởng

- Dự báo kế hoạch đào tạo đội ngũ cán bộ và công nhân tham gia trực tiếp và gián tiếp vào công nghệ

Để đáp ứng được yêu cầu nói trên của phương pháp này thì số liệu đầu vào phải

đa dạng và bảo đảm độ chính xác cao như dùng kỹ thuật phân tích ảnh viễn thám, số liệu thống kê địa chất theo thời gian, số liệu cặp nhật thống kê các thông tin kỹ thuật, v.v Số lượng mẫu phân tích phải đầy đủ về định tính và định lượng, phân tích xử lý bằng máy móc hiện đại

Phương pháp thứ hai - Phương pháp đánh giá tổng hợp trữ lượng than và

đặc điểm các yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ được sử dụng phổ biến tại các

nước thuộc Liên Xô (cũ) và tại Việt Nam Cơ sở để xây dựng phương pháp được dựa theo phạm vi áp dụng của mỗi sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác than trong từng

điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ Thu thập tổng hợp được điều kiện địa chất - kỹ thuật

mỏ càng chi tiết cụ thể thì việc lựa chọn được sơ đồ công nghệ cơ giới hóa càng hợp

lý và đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao

Nội dung của phương pháp là phân tích trữ lượng than của khoáng sàng theo các điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ có ảnh hưởng đến lựa chọn công nghệ khai thác, hay nói cách khác là làm sáng tỏ đặc điểm địa chất và kỹ thuật mỏ của từng khu vực khai thác trong phạm vi khai trường mỏ ứng với mỗi yếu tố địa chất trong phạm vi

khu vực nghiên cứu là một khối lượng trữ lượng than cụ thể, và phụ thuộc vào khối lượng trữ lượng này có thể xác định được các yếu tố địa chất đặc trưng cho khoáng sàng cần thiết phân tích nhằm xác định công suất khai thác và đề ra các giải pháp mở vỉa, chuẩn bị và công nghệ khai thác phù hợp

Trong Chuyên đề này thực hiện đánh giá theo phương pháp thứ hai

1.2 Phương pháp đánh giá trữ lượng than

Nội dung và trình tự đánh giá trữ lượng than các khu vực vỉa như sau:

- Đánh giá mức độ tin cậy của các tài liệu địa chất;

- Phân chia xác định các khối kiến tạo; trong từng khối tiến hành đánh giá trữ lượng, đặc điểm các yếu tố địa chất, kỹ thuật mỏ và tổng hợp cho toàn mỏ, khoáng sàng

- Đánh giá trữ lượng

- Phân chia trữ lượng than theo các yếu tố chiều dày, góc dốc vỉa, kích thước theo phương, theo hướng dốc, v.v

1.2.1 Đánh giá mức độ tin cậy của tài liệu địa chất

Trên cơ sở tài liệu địa chất, các kết quả cập nhật trong quá trình đào lò và khai thác trong khu vực hoặc các khu vực liên quan để đánh giá mức độ tin cậy của tài liệu

Độ tin cậy của các tài liệu địa chất được xác định bằng sự so sánh các yếu tố địa chất trong tài liệu ban đầu và tài liệu thực tế khi đào lò và khai thác Sự thay đổi của các yếu tố địa chất được tính bằng tỷ lệ % giữa hai số liệu định lượng của cùng một yếu tố

địa chất

Căn cứ vào mức độ tin cậy của tài liệu, từ đó đề xuất phương án thăm dò bổ sung cho khu vực

1.2.2 Phân chia xác định các khối kiến tạo và đánh giá trữ lượng

Khối kiến tạo là một khu vực vỉa được giới hạn bởi các ranh giới tự nhiên hoặc ranh giới kỹ thuật như các đứt gãy lớn, lộ vỉa, ranh giới khai thác lộ thiên - hầm lò, giới hạn các trụ bảo vệ các đối tượng tự nhiên hoặc nhân tạo trên mặt địa hình hoặc trong lò, giới hạn chiều dày tối thiểu, trục các lớp lồi lõm hoặc nếp uốn vỉa, v.v Khối

- Trong phạm vi từng khối kiến tạo, trữ lượng than được xác định theo các tài liệu địa chất và phương pháp hiện hành, trữ lượng là tích số giữa diện tích thực của khu vực với chiều dày vỉa trung bình trong giới hạn đánh giá và trọng lượng thể tích của than Diện tích thực chính là diện tích chiếu bằng (đo được trên bình đồ tính trữ lượng) chia cho cosα, trong đó α - là góc dốc trung bình của vỉa

- Sau khi tính được trữ lượng, tiến hành xác định phần trữ lượng tổn thất, bao gồm tổn thất để lại các trụ bảo vệ gần biên giới khai thác hầm lò - lộ thiên, lộ vỉa, đứt gãy địa chất, trụ bảo vệ các đối tượng tự nhiên và nhân tạo trên mặt địa hình và trong

lò Hiệu số 2 giá trị trên chính là trữ lượng đánh giá

- Tổng hợp trữ lượng của các khối kiến tạo, các khu vực vỉa sẽ xác định được trữ lượng của vỉa và của mỏ, khoáng sàng

1.2.3 Phân chia trữ lượng theo các yếu tố

Việc phân chia trữ lượng theo các yếu tố nhằm phục vụ công tác quy hoạch khai thác, lựa chọn công nghệ và xây dựng kế hoạch khai thác

Để đáp ứng yêu cầu nói trên, thường phân chia trữ lượng theo các yếu tố chiều dày vỉa; góc dốc vỉa; tổ hợp 2 yếu tố chiều dày và góc dốc; kích thước theo phương; kích thước theo hướng dốc, v.v

Từ các kết quả phân chia theo từng yếu tố, xây dựng biểu đồ với 1 trục là tỷ lệ phần trăm, trục còn lại là các giới hạn phân chia, ví dụ đối với yếu tố chiều dày vỉa, phân chia thành các giới hạn chiều dày 0,8 m ữ1,4 m (vỉa rất mỏng); 1,4 m ữ2,2 m (vỉa mỏng); 2,2 ữ 3,5 (vỉa dày trung bình), v.v Trường hợp phân chia theo tổ hợp yếu

tố chiều dày và góc dốc, phải sử dụng biểu đồ 3D

1.3 Phương pháp đánh giá các yếu tố địa chất, kỹ thuật mỏ

Các chỉ tiêu đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ là cơ sở để lựa chọn các sơ đồ công nghệ khai thác hợp lý, trước khi tiến hành lựa chọn áp dụng một sơ đồ công nghệ khai thác nào đó cần thiết phải nghiên cứu đánh giá một cách tổng thể điều kiện địa chất, hiện trạng khoáng sàng dự kiến áp dụng và đặc điểm điều kiện

kỹ thuật mỏ

1.3.1 Các yếu tố điều kiện địa chất

Các yếu tố điều kiện địa chất được lựa chọn đánh giá theo định tính và định lượng bao gồm:

- Mức độ phá huỷ kiến tạo: các đứt gãy (biên độ dịch chuyển, hướng cắm, đới páh huỷ), nếp uốn (tính chất, hướng phân bố, v.v); đánh giá mức độ phá huỷ kiến tạo

- Mức độ ảnh hưởng của điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình

- Đánh giá ảnh hưởng của các vỉa nằm gần nhau;

- Xác định hàm lượng quy luật phát thải và mức độ nguy hiểm các loại khí cháy, nổ, khí độc tiềm ẩn trong mỏ, khoáng sàng

Các yếu tố trên được đánh giá chung cho khoáng sàng, mỏ, trong từng khối kiến tạo đánh giá các chỉ tiêu sau:

- Hình dạng, kích thước hình học theo phương và theo hướng cắm của vỉa trong các các khu vực khai thác;

- Chiều dày vỉa, mức độ biến động chiều dày;

- Góc dốc vỉa, mức độ biến động góc dốc;

- Số lớp đá kẹp, tính chất đá kẹp;

- Tính chất than, độ kiên cố, trọng lượng thể tích của than;

- Tính chất đá vách, độ bền vững của đá vách, phân loại đá vách;

- Tính chất đá trụ, độ ổn định của đá trụ, phân loại đá trụ;

1.3.1.1 Các yếu tố đánh giá chung :

1 Mức độ phá huỷ kiến tạo

Phương pháp đánh giá mức độ phá huỷ kiến tạo, được biểu thị bằng hai hệ số

đặc trưng cho số lượng chiều dài và biên độ của phay phá

- Hệ số biểu thị tổng chiều dài các phay phá trên một đơn vị diện tích của khu vực nghiên cứu được xác định theo công thức: K1 = L/S (m/ha)

Trong đó: L - Tổng chiều dài phay phá trong khu vực nghiên cứu, m; S - Diện tích khu vực nghiên cứu, ha

Hệ số K1 được chia ra làm bốn loại cơ bản bao gồm phá huỷ kiến tạo yếu (k1 < 50 m/ha); phá huỷ kiến tạo tương đối mạnh (k1 = 50 ữ 150 m/ha); phá huỷ kiến tạo mạnh (k1 =

150 ữ 250 m/ha) và phá huỷ kiến tạo rất mạnh (k1 > 250 m/ha)

- Hệ số biểu thị lượng phay phá gặp trên một đơn vị chiều dài đường lò được xác định theo công thức: K2 = n/l (phay/km)

Trong đó: L - Chiều dài đường lò, km; n - Số lượng phay phá

2 Mức độ ảnh hưởng của địa chất thuỷ văn, địa chất công trình:

- Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, mức độ ảnh hưởng của địa chất thuỷ văn tới sơ đồ công nghệ khai thác than phân biệt rõ theo mùa mưa và mùa khô hàng năm Lưu lượng và tính chất của nước ở trong mỏ ảnh hưởng lớn tới các sơ đồ công nghệ;

- Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của địa chất công trình cần xem xét cả khoáng sàng than, phát hiện được các sụt lở, đứt gãy lớn, xác định độ bền cơ học và cơ lý của nham thạch nằm gần phay phá kiến tạo, sự thay đổi độ liên kết cơ học khi các nham thạch ngậm nước, v.v

3 Đánh giá ảnh hưởng của các vỉa nằm gần nhau:

Nếu trong cùng một khoáng sàng có các vỉa than nằm gần nhau (gọi là cụm vỉa) sẽ gây nhiều khó khăn cho công tác khai thác, vì khi tiến hành khai thác bất kỳ vỉa nào trong cụm vỉa sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên tất cả các vỉa khác Do đó phải có các biện pháp và trình tự khai thác hữu hiệu khi khai thác các vỉa

4 Xác định hàm lượng quy luật phát thải và mức độ nguy hiểm các loại khí cháy, nổ, khí độc tiềm ẩn trong mỏ, khoáng sàng

Trong các mỏ khai thác than hầm lò có nhiều loại khí cháy nổ như khí mê tan

và đồng đẳng, khí Hyđrô; khí độc gồm Cacbonic (CO2), Oxyt Cac bon (CO), Oxyt Nitơ (NO2), SO2, v.v Trong đó đặc biệt là khí mê tan là nguyên nhân gây nổ và cháy khi hàm lượng đạt tới trị số nhất định và tạo ra các loại khí độc CO, NO2 rất nguy hiểm Độ giầu khí của mỏ ảnh hưởng lớn tới việc quyết định lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác hợp lý để tránh gây nổ và cháy mỏ do khí gây ra

1.3.1.2 Các yếu tố đánh giá trong từng khối kiến tạo

1 Hình dạng, kích thước hình học theo phương và theo hướng dốc

Hình dạng, kích thước hình học theo phương và theo hướng dốc của khu khai

thác ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị, trường hợp nếu dự định áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hoá đồng bộ chỉ nên định hướng vào các khu vực có chiều dài theo phương lớn, v.v

Các thông số này được xác định bằng cách đo đạc trực tiếp trên bản đồ, cho từng khu khai thác, tương ứng các khối kiến tạo đã được phân chia

2 Chiều dày vỉa và mức độ biến động chiều dày

- Trong từng khu vực nghiên cứu, trên cơ sở các mặt căt địa chất, các thiết đồ lỗ khoan, hào thăm dò và các kết quả cập nhật trong quá trình đào lò và khai thác (nếu có), tiến hành đo đạc xác định chiều dày của vỉa than, từ các số liệu này tính toán xác

định chiều dày vỉa trung bình

Với mục đích lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa có chiều dày lớn hơn 3,5 m; đề tài tập trung đánh giá lựa chọn các khu vực có chiều dày lớn hơn 3,5 m

và góc dốc đến 35°, đồng thời phân chia chiều dày theo các giới hạn 3,5 ữ 6,0 m; 6,01 ữ 10,0 m và lớn hơn 10,0 m, phù hợp với phạm vi áp dụng của các sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày, độ dốc đến 350 phổ biến hiện nay

- Để lựa chọn được sơ đồ công nghệ khai thác than phù hợp, ngoài xác định

được chiều dày vỉa còn phải xác định được độ biến động chiều dày vỉa Theo Viện VNIMI (CH Liên bang Nga), độ biến động chiều dày vỉa được tính theo công thức:

m m

Trong đó: m - chiều dày vỉa tại điểm đo, m; mtb - Giá trị trung bình chiều dày vỉa, m và n - Số điểm đo

Với Vm < 15 % - Đơn giản ít biến động (ổn định); 15% ≤ Vm ≤ 35 % - Tương

đối phức tạp (ổn định trung bình); V > 35 % - Biến động lớn (không ổn định)

3 Góc dốc vỉa và mức độ biến động góc dốc

- Tương tự như việc xác định chiều dày vỉa, góc dốc vỉa cũng được xác định trên cơ sở đo đạc ở các mặt căt địa chất, các thiết đồ lỗ khoan, hào thăm dò và các kết quả cập nhật trong quá trình đào lò và khai thác (nếu có), từ các số liệu này tính toán xác định góc dốc vỉa trung bình

Theo phân loại lựa chọn công nghệ khai thác than, góc dốc vỉa được phân ra các loại như vỉa thoải có góc dốc từ 0 ữ 18°, vỉa nghiêng từ 19 ữ 35°, vỉa dốc nghiêng

từ 36 ữ 55° và vỉa dốc đứng từ 56 ữ 90° Trong phạm vi đề tài do giới hạn áp dụng của công nghệ nên chỉ nghiên cứu đánh giá trong phạm vi các khu vực có góc dốc đến 35°

α

αα

Trong đó: αi - góc dốc vỉa tại điểm đo, độ; αtb - Trị số trung bình góc dốc của vỉa, độ và n - Số điểm đo

Với Vα < 15 % - vỉa ổn định; Vα = 15 ữ 35 % - tương đối ổn định; Vα > 35 % - vỉa không ổn định

Đặc biệt việc lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác phải được xác định trong mối tương quan giữa các yếu tố chiều dày và góc dốc vỉa, phải có sự đánh giá ảnh hưởng lẫn nhau trong cùng một khu vực nghiên cứu chúng phụ thuộc vào loại hình công nghệ áp dụng cũng như phạm vi làm việc của đồng bộ các thiết bị khai thác

4 Đặc điểm đá kẹp

- Đá kẹp và các dạng đá ổ cứng trong vỉa than ảnh hưởng tới chất lượng than khai thác, hiệu quả nổ mìn và năng suất lao động, trường hợp áp dụng cơ giới hoá

khai thác, đá kẹp còn ảnh hưởng lớn tới độ bền của thiết bị, tăng chi phí răng khấu, v.v Để đánh giá tính chất của đá kẹp phải thông qua tính chất cơ lý của chúng như lực kháng kéo, kháng nén, kháng cắt, độ kiên cố, v.v.;

- Xác định hệ số phần trăm đá kẹp: Đối với các sơ đồ công nghệ cơ giới hóa khai thác, điều kiện thuận lợi khi hệ số phần trăm đá kẹp K1 < 10 %, có khó khăn cho sơ đồ cơ giới hoá K1 ≤ 20 % và rất khó khăn cho sơ đồ cơ giới hoá khi K1 > 20 % Hệ

số phần trăm đá kẹp trong vỉa được tính:

% 100 1

V

k k

% 100 2

V

lk m

Đá vách được đánh giá bao gồm vách giả, vách trực tiếp và vách cơ bản

- Vách giả là loại vách có chiều dày nhỏ hơn 1,0 m có cấu tạo đất đá mềm yếu, lực kháng nén nhỏ hơn 150 KG/cm2 và nằm sát ngay trên vỉa than Lớp vách này tự sập đổ ngay sau khi khấu than Đây là loại vách gây khó khăn cho quá trình cơ giới hoá khấu than, nhất là khi sử dụng các loại cột chống không che kín nóc;

- Xác định cấu tạo và tính chất đá vách trực tiếp và đá vách cơ bản:

Có 3 cách phân loại đá vách, bao gồm :

+ Theo mức độ bền vững, đá vách được phân thành bốn loại bền vững, bền vững trung bình, không bền vững và rất yếu Chỉ tiêu phân loại là diện tích lộ trần sau khi nổ mìn và thời gian tồn tại ổn định bền vững Các chỉ tiêu này đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị chống giữ gương cũng như quy trình công nghệ khai thác

+ Theo tính chất sập đổ (đặc điểm tải trọng), đá vách được phân thành ba loại - loại nhẹ, loại trung bình, loại nặng Chỉ tiêu phân loại là tỷ số giữa chiều dày tập lớp

đá vách dễ sập đổ với chiều cao khấu của vỉa than (h/m) Với h/m ≥ 6ữ7-vách nhẹ; (3ữ4 ≤ h/m < 6ữ7- trung bình và h/m < 3ữ4-vách nặng

+ Theo đặc tính điều khiển, đá vách được phân thành ba loại : dễ điều khiển, tương đối khó điều khiển và khó điều khiển Chỉ tiêu phân loại đá vách theo đặc tính

điều khiển là tổ hợp các nhóm loại đá vách trực tiếp và đá vách cơ bản theo mức độ ổn

định và tính chất sập đổ (xem bảng I.1.1)

Phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển

Bảng I.1.1 Loại đá

Bền vững

Bền vững trung bình

Không bền vững

Rất yếu

Bền vững

Bền vững trung bình

Không bền vững

Dễ sập đổ - sập

đổ trung bình Khó sập đổ - vách nặng

Các thông số hộ chiếu chống giữ lò chợ và các giải pháp ngăn ngừa sập đổ đá

và than vào gương lò chợ được lựa chọn phụ thuộc vào loại đá theo đặc tính điều khiển cũng như theo hình dạng và kích thước vùng sập đổ trên nóc và trong gương lò

6 Đánh giá cấu tạo và tính chất của đá trụ

Nền lò chợ thông thường là đá trụ vỉa, nhưng khi khấu vỉa dày theo sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp thì nền lò chợ lại là than áp dụng vì chống cơ giới, vì chống thủy lực trong trường hợp lớp trụ mềm yếu (nhất là than) vì chống dễ bị tụt vào nền lò gây mất an toàn lao động và ảnh hưởng đến quy trình công nghệ khai thác Để đề xuất

được biện pháp hữu hiệu chống tình trạng tụt lún vì chống vào nền lò phải xác định

được độ kháng lún của nền lò Đánh giá khả năng kháng lún của nền lò có thể sử dụng bảng phân loại trụ vỉa (nền lò chợ) - bảng I.1.2

Phân loại đá trụ vỉa (nền lò chợ)

Bảng I.1.2

kg/cm2 40 60 80 100 120 150 170 200 250 500 Nền lò có độ kháng lún đạt từ cấp 1 đến cấp 4 thường phải có biện pháp chống tụt lún vì chống vào nền lò

Khi áp dụng vì chống thủy lực chống giữ gương lò chợ cần thiết tính toán khả năng lún vào vách và trụ vỉa trong hệ vì chống và đất đá vách - trụ Điều kiện để không có độ lún vì chống thủy lực vào vách và trụ vỉa là:

Trong đó: σlv; σlt - Giới hạn kháng lún tương ứng của vách và trụ vỉa; Sv, St - Diện tích tiếp xúc vì chống tương ứng với vách và trụ vỉa; n - Hệ số dự trữ bền (với đất

đá bền vững trung bình n = 4 ữ 6)

7 Xác định tính chất của than

Tính chất của than bao gồm độ kiên cố, cường độ kháng nén (σn), kháng kéo (σn), lực cản cắt và trọng lượng thể tích của than Các thông số này phục vụ việc lựa chọn phương pháp, thiết bị khấu than hợp lý

v

lv S n

σ

≤maxR

t

lt S n

σ

≤maxR

- Sơ đồ hệ thống thông gió và cấp thoát nước khu mỏ;

- Sơ đồ hệ thống cung cấp điện;

- Mạng lưới hệ thống kỹ thuật phụ trợ;

- Trình độ tay nghề và mức độ tiếp nhận công nghệ mới của tập thể cán bộ công nhân mỏ

- Các thông số kỹ thuật khác

Chương 2

đánh giá tổng thể, xây dựng cơ sở dữ liệu trữ lượng than

và điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dày,

độ dốc đến 35 0

Đề tài tiến hành nghiên cứu phân tích, đánh giá tổng hợp trữ lượng than và đặc

điểm các yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ Qua đó xác định được mối tương quan giữa các yếu tố điều kiện địa chất, điều kiện kỹ thuật mỏ đến việc lựa chọn công nghệ khai thác cơ giới hoá hợp lý đối với các khu vực vỉa thuộc loại dày, dốc đến 35° Trong quá trình nghiên cứu đánh giá, đề tài tập trung vào một số khoáng sàng

có trữ lượng than thuộc loại dày, dốc đến 35° lớn tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, bao gồm: Mạo Khê- Tràng Khê, Vàng Danh, Than Thùng - Yên Tử, Hà Lầm, Núi Béo, Suối Lại, Thống Nhất, Dương Huy, Mông Dương và Khe Chàm II , IV Kết quả đánh giá sẽ cho các kết quả định lượng cụ thể đối với các khu vực đánh giá tỷ mỉ

và định hướng chung cho toàn bộ các khu vực khoáng sàng vỉa dày, dốc đến 35° còn lại vùng Quảng Ninh Tổng trữ lượng địa chất các khu vực vỉa dày trên 3,5 m; góc dốc

đến 35° theo giới hạn đánh giá của đề tài là 488,351 triệu tấn, chiếm khoảng 26 % tổng trữ lượng các khoáng sàng than vùng Quảng Ninh

2.1 khoáng sàng than Mạo Khê - Tràng Khê

2.1.1 Vị trí, địa hình khu mỏ

2.1.1.1 Vị trí địa lý

Khu mỏ Mạo Khê – Tràng Khê hiện nay có ba đơn vị quản lý là công ty than Mạo Khê và xí nghiệp than Hồng Thái, xí nghiệp than Đồng Vông thuộc công ty than Uông Bí

- Công ty than Mạo Khê quản lý từ tuyến T.Iđ ở phía Tây đến tuyến T.IXA ở phía Đông (gần đứt gãy F11) và phần dưới sâu từ mức +30 m đến -150 m phân bố từ tuyến T IXA đến tuyến T.XV (gần đứt gãy F129)

- Xí nghiệp than Hồng Thái và xí nghiệp than Đồng Vông quản lý từ mức +30

m trở lên lộ vỉa và được phân bố từ tuyến T.IXA đến tuyến T.XV

2.1.1.2 Địa hình

Khu Mạo Khê – Tràng Khê phân bố trên một dãy đồi núi cao chạy theo phương

Đông - Tây Phía Bắc là thung lũng sông Trung Lương và phía Nam là đồng ruộng, vườn cây chạy dọc theo chân núi đến sông Đá Bạc

Địa hình nơi cao nhất là đỉnh Cao Bằng có cốt cao +503 m và nơi thấp nhất mức +15m ữ +6 m

2.1.1.3 Sông, suối, ao, hồ

Tất cả các con suối đều bắt nguồn từ dãy núi cao, chảy theo hai hướng Bắc và Nam Các suối chảy theo hướng Bắc đổ vào sông Trung Lương, các suối chảy theo hướng Nam cắt qua các vỉa than rồi đổ vào sông Đá Bạc, gồm các suối Văn Lôi, Bình Minh, Tràng Bạch, Đoàn Kết Trong đó suối Bình Minh là suối lớn nhất, được hợp thành từ 3 nhánh suối nhỏ là nhánh gần tuyến T.II, nhánh giữa tuyến T.IIA và nhánh suối Bình Do địa hình dốc, khi mưa lớn, lượng nước tập trung nhanh gây nên hiện tượng xói lở, lũ quét

Trong khu mỏ có một số hồ, ao tự nhiên và một số được hình thành từ các moong khai thác cũ Hiện nay một số moong sâu đã được san lấp bằng vật liệu đá thải, đây có thể là những nơi tàng trữ nước mưa và có khả năng sẽ ảnh hưởng trực tiếp

đến công tác khai thác hầm lò

2.1.2 Đặc điểm cấu tạo địa chất khu mỏ

2.1.2.1 Địa tầng

Các mỏ than Mạo Khê, Tràng Khê được phân bố giữa 2 đứt gãy lớn là đứt gãy

đường 18 (ở phía Nam) và đứt gãy Trung Lương (ở phía Bắc) Với chiều sâu thăm dò

và tính trữ lượng mức -150 m thì khu mỏ có khoảng 54 ữ 61 vỉa than trong đó có khoảng 27 ữ 37 vỉa có giá trị công nghiệp

Toàn bộ khu mỏ được phân bố trên một nếp lồi không đối xứng, trục nếp lồi gần trùng với đứt gãy lớn FA theo phương Đông – Tây

- Cánh phía Bắc (khối Bắc) được phân bố từ đứt gãy FA đến đứt gãy Trung Lương, các vỉa than có hướng cắm Bắc, vỉa thường phẳng, ít uốn lượn, vò nhàu Về phía Tây (từ tuyến T.Iđ đến đứt gãy F340) vỉa dày và dốc đứng với độ dốc từ 54 ữ 800 , dần về phía Đông vỉa có xu hướng thoải hơn và mỏng hơn

- Cánh phía Nam (khối Nam) được phân bố từ đứt gãy FA đến đứt gãy FB Các vỉa than cánh Nam có hướng cắm Nam với góc cắm từ 60 ữ 850 Càng dần về phía

Đông vỉa dốc hơn và các vỉa có xu hướng cách xa nhau tạo nên dạng tách vỉa Cánh Nam của nếp lồi có khoảng 13 vỉa than trong đó 8 vỉa có giá trị công nghiệp Cấu tạo vỉa phức tạp có nhiều lớp đá kẹp và bị uốn lượn, vò nhàu mạnh

2.1.2.2 Kiến tạo

a) Uốn nếp

Toàn bộ khu mỏ được phân bố trên một nếp lồi không đối xứng, cánh Nam dốc hơn cánh Bắc Về phía Tây, trục nếp lồi trùng với đứt gãy FA Từ tuyến T.IX trở về phía Đông trục nếp lồi phân bố xa dần với đứt gãy FA

b) Đứt gãy

Các đứt gãy bậc I như FT.L, F18, FB được hình thành trước thời kỳ tạo than, là giới hạn phía Bắc và phía Nam của địa tầng trầm tích chứa than, chạy theo phương

Đông – Tây

Các đứt gãy được hình thành trong và sau thời kỳ tạo than như FA, F340, FCB, F11,

F129, F15, F57, F10, Fe Trong đó đứt gãy FA chạy theo phương Đông – Tây còn các đứt gãy khác đều chạy theo phương Tây Bắc - Đông Nam, Bắc – Nam, phân chia địa tầng trầm tích than thành những khối nhỏ với những đặc điểm cấu tạo vỉa khác nhau

2.1.3 Đặc điểm các vỉa than dày, độ dốc đến 35 0

Các vỉa than dày, độ dốc đến 350 ở khu mỏ Mạo Khê- Tràng Khê được phân bố trong phạm vi khu Trung tâm thuộc cánh Bắc từ tuyến T.A ữ T.VI gồm các vỉa than

V9b, V9, V7, V6 Từ lộ vỉa đến mức cao -80 m đã được khai thác hoặc đã có quy hoạch khai thác trong vài năm tới, do đó trong phạm vi đề tài chỉ đánh giá trong giới hạn từ mức -80m đến -150m, với trữ lượng khoảng 2.963,1 ngàn tấn chiếm tỷ lệ 5,2% tổng trữ lượng địa chất toàn mỏ, khu mỏ

1 Vỉa 9 b : Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.A đến tuyến T.IIIA, với chiều dài theo phương khoảng 500 m và theo hướng dốc từ 120 ữ 190 m, trung bình khoảng 160 m Chiều dày riêng than từ 2,69ữ4,75m, trung bình 3,59 m, chiều dày toàn vỉa từ 2,69 ữ 5,18 m, trung bình 3,89 m Góc dốc vỉa từ 22 ữ 340, trung bình 270 Vỉa cấu tạo đơn giản có 1 lớp đá kẹp dày 0,12 ữ 0,57 m, trung bình 0,3 m Đá kẹp là sét kết, sét than xen kẹp các thấu kính bột kết cứng

Vách trực tiếp gồm sét kết, sét than dạng thấu kính dày 0,45 ữ 1,06 m, đôi chỗ

có các lớp than mỏng dễ sập lở (vách giả) tiếp trên là bột kết phân bố đều dày 2,5 ữ 5,5 m, vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén σn = 28,6 ữ 66,7 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày 2,5 ữ 15 m, vách sập lở trung bình đến khó sập lở Trụ vỉa là các thấu kính sét kết, sét than dày 0,25 ữ 1,1 m dễ trượt trôi và bùng nền Dưới tập đá yếu là bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày 2 ữ 12 m, trụ bền vững trung bình

2 Vỉa 9: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.A đến tuyến T.IIIA, với chiều dài theo phương khoảng 650 m và theo hướng dốc từ 140 ữ 190 m, trung bình

160 m Chiều dày riêng than từ 4,23ữ7,04 m, trung bình 5,16 m, toàn vỉa dày từ 4,44ữ7,7 m, trung bình 5,65 m Góc dốc vỉa biến đổi từ 22ữ320, trung bình 270 Vỉa cấu tạo đơn giản có từ 1 ữ 3 lớp đá kẹp dày từ 0,21 ữ 0,66 m, trung bình 0,49 m Đá kẹp gồm sét kết, sét than và xen kẹp các thấu kính bột kết thuộc loại đá nửa cứng Vách trực tiếp gồm các thấu kính sét kết, sét than dày 0,32 ữ 1,52m, có nơi dày 2,53 m dễ sập lở (vách giả) Tiếp trên là bột kết phân bố đều dày 2 ữ 7 m, vách ổn

định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 28,6 ữ 60,6 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày 2,5 ữ 9,5 m, vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ

Trụ vỉa là các thấu kính sét kết, sét than xen kẹp các lớp than mỏng, dày từ 0,3ữ1,9 m,

có nơi 3,6 m, trụ dễ trượt trôi và bùng nền Dưới tập đá yếu là tập bột kết, cát kết dày 2ữ15 m, nhiều chỗ bột kết phân bố trực tiếp dưới vỉa than, trụ bền vững trung bình

3 Vỉa V7: Phần vỉa dày, dốc đến 350

thuộc lớp vách và phân bố từ tuyến T.IVữT.VIA với chiều dài theo phương khoảng 1.350 m, theo hướng dốc 120ữ180 m, trung bình 140 m Chiều dày riêng than từ 2,63 ữ 4,85 m, trung bình 3,36 m, chiều dày toàn vỉa từ 2,99 ữ 5,39 m, trung bình 4,04 m, tỷ lệ đá kẹp chiếm 16,8% chiều dày vỉa Góc dốc vỉa biến đổi từ 22 ữ350, trung bình 310 Vỉa cấu tạo đơn giản có từ 1 ữ 2 lớp đá kẹp dày từ 0,23 ữ 1,59 m, trung bình 0,68 m, thành phần gồm sét kết, sét than

đôi chỗ là thấu kính bột kết dày trên 1,0 m thuộc loại đá nửa cứng

Vách trực tiếp là sét kết, sét than dạng thấu kính dày 0,2 ữ 1,4 m dễ sập lở Bột kết phân bố đều dày 1,5ữ10 m, vách thuộc loại không ổn định đến ổn định trung bình Cường độ kháng nén (σn) từ 29,9 ữ 64,3 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết, cát kết phân

bố đều dày 4 ữ 16 m thuộc loại sập lở trung bình đến khó Trụ than gồm sét kết, sét than xen kẹp các lớp than mỏng, dày 0,5ữ1,6 m có nơi 3,2 m, trụ yếu dễ trượt và bùng nền Dưới tập đá yếu là bột kết phân bố đều dày 3ữ20 m, trụ bền vững trung bình

4 Vỉa 6: Phần vỉa dày, dốc đến 350 thuộc lớp vách và phân bố từ lò XV -25 đến tuyến T.VI với chiều dài theo phương khoảng 1.000 m và theo hướng dốc từ 120 ữ

150 m, trung bình 130 m Chiều dày riêng than từ 1,47 ữ 6,98 m, trung bình 3,47 m, chiều dày toàn vỉa từ 2,27 ữ 8,07 m, trung bình 4,41 m, với tỷ lệ đá kẹp chiếm 21,3% chiều dày vỉa Góc dốc vỉa từ 28 ữ 360 trung bình 330 Vỉa cấu tạo tương đối phức tạp

có từ 1 ữ 3 lớp đá kẹp dày từ 0,4 ữ 1,42 m, trung bình 0,94 m gồm sét kết, sét than và các thấu kính bột kết có nơi dày trên 1 m, thuộc loại đá nửa cứng

Vách trực tiếp gồm sét kết, sét than dạng thấu kính dày 0,1 ữ 0,55 m, đặc biệt

có vị trí tập đá yếu dày tới 2,9 m làm cho vách dễ lở, rất không ổn định Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết dày 2 ữ 9 m có nơi nằm trực tiếp trên vỉa than làm cho vách

từ không ổn định đến ổn định trung bình Cường độ kháng nén (σn) 33,5 ữ 63,7 Mpa

Vách cơ bản gồm bột kết, cát kết phân bố đều dày từ 4 ữ 16 m, thuộc loại sập đổ trung bình đến khó Trụ vỉa gồm sét kết, sét than dạng thấu kính dày 0,15 ữ 1,58 m,

có nơi kẹp các lớp than tạo nên tập đá yếu dày 2,6 m làm cho trụ vỉa không bền vững

dễ trượt và bùng nền Phân bố dưới tập đá yếu là tập bột kết dày từ 1,8 ữ 13 m, trụ bền vững trung bình

Trong giới hạn khu mỏ được chia thành 3 phân khu, bao gồm: Phân khu Cánh

Gà phân bố từ đứt gãy F13 đến đứt gãy F8; Phân khu Vàng Danh từ đứt gãy F8 đến đứt gãy F1; Phân khu Uông Thượng từ đứt gãy F1 đến đứt gãy F0

2.2.1.2 Địa hình, khí hậu khu mỏ

Địa hình khu mỏ thuộc dãy núi cao trung bình từ +30 ữ +350 m, với đỉnh cao nhất vào khoảng +750 m Địa hình cao ở phía Bắc và có xu hướng thấp dần về phía Nam Bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh tạo thành nhiều mương xói, khe suối

Các suối được bắt nguồn từ dãy núi Bảo Đài, chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam, cắt qua khu vực mỏ rồi đổ vào suối Vàng Danh Lưu lượng lớn nhất vào mùa mưa khoảng 650 ữ1230 l/s Các suối có độ dốc lớn, lòng suối hẹp nên mùa mưa mực nước dâng cao gây ngập ở một số nơi

Khí hậu khu vực mang tính chất nhiệt đới gió mùa, một năm có 2 mùa Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, nắng nóng, mưa nhiều còn mùa khô từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau, nhiệt độ thấp, ít mưa

2.2.2 Đặc điểm cấu tạo địa chất khu mỏ

2.2.2.1 Địa tầng

Địa tầng chứa than khu mỏ Vàng Danh được phân bố trên cánh Nam của nếp lõm Bảo Đài dạng không đối xứng, gồm 9 vỉa than có giá trị công nghiệp và được

đánh số từ V4, V5, V6, V7b, V7a, V7, V8, V8a, V9 Các vỉa than có hướng cắm Bắc, Đông Bắc với góc dốc từ thoải đến dốc đứng

2.2.2.1 Kiến tạo

a Nếp uốn

Phân bố trong giới hạn khu mỏ có 5 nếp uốn chính, ngoài ra trên cánh của các nếp uốn còn tồn tại rất nhiều nếp uốn nhỏ làm phức tạp thêm đặc điểm cấu tạo cũng như sự thay đổi hướng cắm và góc dốc của vỉa than Càng xuống sâu góc dốc của vỉa than càng giảm dần

- Nếp lồi Tây Cánh Gà có trục chạy theo phương Bắc - Nam và gần trùng với tuyến T.IX, mặt trục nghiêng về phía Đông Góc dốc trên 2 cánh của nếp lồi từ 15 ữ 45° và biến đổi phức tạp, thay đổi hướng dốc và góc dốc theo sự phát triển của các nếp uốn nhỏ

- Nếp lồi Đông Cánh Gà có trục chạy theo phương ĐB - TN và gần trùng với tuyến T.X Mặt trục nghiêng về phía Đông, góc dốc chung của 2 cánh từ 20 ữ 60° và thay đổi nhiều

- Nếp lồi Tây Vàng Danh có trục chạy theo phương ĐB - TN và nghiêng về phía Đông, góc dốc của 2 cánh từ 25 ữ 50° và tồn tại nhiều nếp uốn nhỏ làm đảo vỉa uốn lượn

- Nếp lõm Vàng Danh có trục chạy theo phương ĐB - TN và góc dốc từ 20 ữ 40°, phần phía Đông có nếp lồi Đông Vàng Danh có trục duy trì khoảng 300 m với 2 cánh dốc 50 ữ 70°

- Nếp lồi Uông Thượng có trục chạy theo phương Bắc - Nam với góc dốc 2 cánh từ 35 ữ 60° Trên cánh Tây của nếp lồi có nếp lõm nhỏ dài khoảng 500 m với 2

b Đứt gãy

Trong toàn khu mỏ tồn tại 13 đứt gãy chính chạy theo phương gần Bắc Nam và

được đánh số từ F13 đến F0 Ngoài ra còn có 3 đứt gãy chạy theo phương Đông - Tây

được gọi là F40, F20 và FM

- Hệ thống đứt gãy có phương kinh tuyến gồm F13, F12, F11, F10, F8, F6, F5, F4,

F3, F2, F1, F0 đã chia cắt các vỉa than thành những khối hoặc các khoảnh với những

đặc điểm cấu tạo khác nhau

- Hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến gồm F40, F20, FN, FM chạy gần song song với

đường phương vỉa và thường làm thay đổi góc dốc của các vỉa than

Ngoài hai hệ thống chính, trong khu mỏ còn có một số đứt gãy nhỏ thuộc dạng kéo theo, với phạm vi ảnh hưởng nhỏ

Nhìn chung trong phạm vi khu mỏ, mức độ phá huỷ kiến tạo thuộc loại mạnh,

hệ số phá hủy kiến tạo (K1) từ 150 ữ 250 m/ha và (K2) từ 4 ữ 5 đứt gãy/km

2.2.3 Đặc điểm các vỉa than dày, dốc đến 35 0

Trữ lượng địa chất các vỉa than dày, dốc đến 350 khoảng 106.446,0 ngàn tấn và chiếm khoảng 33,4% trữ lượng chung của toàn mỏ, gồm các vỉa V4, V5, V6, V7, V8 Phần trữ lượng từ lộ vỉa đến mức cao +120 m đã được khai thác, trong phạm vi đề tài chỉ đánh giá từ mức +120 ữ -150 m

1 Vỉa 8: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố trong phạm vi từ tuyến T.IĐ đến tuyến T.IIC với mức cao từ +100 ữ - 150 m, riêng khối phân bố từ tuyến TC-C đến đứt gãy F1 (giáp Uông Thượng) có cốt cao từ +200 ữ +50 m Chiều dày riêng than từ 1,56ữ7,52 m, trung bình 4,99 m, toàn vỉa từ 1,56 ữ 11,72 m, trung bình 5,77m Góc dốc vỉa từ 6 ữ 340, trung bình 200 Vỉa cấu tạo phức tạp có từ 1ữ6 lớp đá kẹp, dày từ 0,15

ữ 1,96 m, trung bình 0,79 m, gồm sét kết, sét than và xen kẹp các thấu kính bột kết dày từ 0,4 ữ 1,1 m Tỷ lệ đá kẹp chiếm từ 12,7 ữ 16,3% chiều dày vỉa than

Vách trực tiếp gồm sét kết, sét than dạng thấu kính dày từ 0,35 ữ 2,2 m, dễ sập

lở Tiếp trên tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 2 ữ 8 m tạo nên vách ổn định

trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 29,8 ữ 60,2 Mpa Vách cơ bản gồm tập bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày 4 ữ 22 m, thuộc loại vách dễ sập đổ đến sập đổ trung bình Đá trụ là các thấu kính sét kết, sét than dày 0,15 ữ2,2 m, đôi chỗ kẹp các lớp than mỏng dễ trượt trôi, phân bố dưới tập đá yếu là bột kết phân bố đều dày 3 ữ 30 m

Đôi chỗ tập bột kết phân bố trực tiếp dưới than tạo nên trụ bền vững trung bình

2 Vỉa 7: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.IĐ đến đứt gãy F13 và bị phân chia thành những khối do các đứt gãy dạng kinh tuyến tạo nên, mức cao trong các khối cũng khác nhau Chiều dày riêng than từ 2,35ữ16,36 m trung bình 7,58 m, chiều dày toàn vỉa từ 2,35 ữ 17,65 m, trung bình 8,18 m Góc dốc vỉa từ 6 ữ 350, trung bình 250 Vỉa cấu tạo phức tạp, có từ 1 ữ 9 lớp đá kẹp dày từ 0,16 ữ 2,96 m, trung bình 0,6 m Đá kẹp gồm sét kết, sét than và các thấu kính bột kết chiếm tỷ lệ từ 1,4 ữ 16,1% chiều dày vỉa Các thấu kính bột kết thường dày từ 0,35 ữ 0,96 m và phân bố không đều trong vỉa than thuộc loại đá nửa cứng đến cứng

Vách trực tiếp gồm sét kết, sét than dạng thấu kính dày từ 0,25ữ1,88m dễ sập

lở Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 2,5ữ8,9 m, nhiều chỗ bột kết phân bố trực tiếp trên vỉa than tạo thành vách ổn định trung bình đến ổn định Cường độ kháng nén (σn) từ 29,5ữ64,3 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày 4ữ40 m, thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Đá trụ vỉa thường là các thấu kính sét kết, sét than dày 0,3 ữ 1,5 m dễ trượt trôi Bột kết phân bố

đều dày 2ữ20 m, đôi chỗ bột kết phân bố trực tiếp dưới than, trụ bền vững trung bình

3 Vỉa 6: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.IĐ đến đứt gãy F4 và từ

đứt gãy F11ữ F12 với mức cao từ +100ữ-150 m Chiều dày riêng than từ 2,19 ữ 9,21 m, trung bình 4,0 m Chiều dày toàn vỉa từ 2,38 ữ 10,29 m trung bình 4,28 m Góc dốc vỉa từ 10 ữ 340 trung bình 240 Vỉa cấu tạo tương đối đơn giản, có từ 1 ữ 8 lớp đá kẹp dày từ 0,13 ữ 1,6 m, trung bình 0,28 m Đá kẹp gồm sét kết, sét than dạng thấu kính

đôi chỗ gặp các thấu kính bột kết dày 0,37 ữ 0,9 m thuộc loại đá nửa cứng Đá kẹp chiếm tỷ lệ 3,6 ữ 9,8% chiều dày vỉa than

Vách trực tiếp gồm các thấu kính sét kết, sét kết than phân bố không đều dày từ 0,12 ữ 2,32 m dễ sập lở, không ổn định Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết phân bố

đều dày 1,5 ữ 8,6 m, đôi chỗ phân bố trực tiếp trên vỉa than tạo thành vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 28,8 ữ 63,7 Mpa Vách cơ bản gồm tập bột kết xen kẹp cát kết phân bố đều dày 3,7 ữ 20 m, thuộc loại vách sập đổ trung bình Trụ vỉa thường là các thấu kính sét than, sét kết dày 0,25 ữ 2,25 m dễ trượt trôi, đôi chỗ có các lớp than mỏng Dưới tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 3 ữ 28 m, đôi chỗ phân bố trực tiếp dưới than tạo nên trụ bền vững trung bình

4 Vỉa 5: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.IĐ đến đứt gãy F13 và

bị phân chia thành nhiều khối do các đứt gãy dạng kinh tuyến tạo nên Đặc điểm cấu tạo và mức cao phân bố trong các khối cũng khác nhau Chiều dày riêng than từ 2,42

ữ 23,12 m, trung bình 5,52 m Chiều dày toàn vỉa từ 2,42ữ20,07 m, trung bình 6,4 m Góc dốc vỉa từ 10 ữ 350 trung bình 260 Vỉa cấu tạo phức tạp có từ 1ữ10 lớp đá kẹp gồm sét kết, sét than và xen kẹp các thấu kính bột kết Chiều dày đá kẹp từ 0,19 ữ 3,66 m, trung bình 0,88 m chiếm tỷ lệ từ 7,5 ữ 25% chiều dày vỉa Đá kẹp đôi chỗ là các thấu kính bột kết với chiều dày lớn từ 0,34 ữ 1,25 m và được phân bố ở giữa hoặc gần trụ vỉa than, thuộc loại đá nửa cứng đến cứng

Vách trực tiếp là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều, dày từ 0,45

ữ 4,0m đôi chỗ kẹp các lớp than mỏng Tập đá mềm yếu phân bố trực tiếp trên vỉa tạo nên vách không ổn định dễ sập lở trong từng phạm vi hẹp Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 1,9 ữ 8,5 m, đôi chỗ bột kết nằm trực tiếp trên vỉa than tạo nên vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 25,6 ữ 60,2 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết xen kẹp cát kết phân bố đều dày 4 ữ 35 m thuộc loại vách sập đổ trung bình Trụ vỉa là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều dày 0,35ữ7,0

m, tạo nên nền yếu dễ trượt và bùng nền ở một vài phạm vi hẹp Phân bố dưới tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 2 ữ 20 m, đôi chỗ bột kết phân bố trực tiếp dưới vỉa than tạo nên trụ bền vững trung bình

5 Vỉa 4: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.IIĐ đến đứt gãy F13 và bị phân chia thành nhiều khối do các đứt gãy tạo nên Chiều dày riêng than từ 1,67ữ8,35

m, trung bình 3,76 m Chiều dày toàn vỉa từ 2,44 ữ 11,61 m, trung bình 4,52 m Góc dốc vỉa từ 10 ữ 340 trung bình 270 Vỉa cấu tạo phức tạp, có từ 1 ữ 8 lớp đá kẹp dưới dạng các thấu kính và phân bố không đều Chiều dày đá kẹp từ 0,1 ữ 3,26 m, trung bình 0,76 m Đá kẹp gồm sét kết, sét than xen kẹp các thấu kính bột kết dày 0,25 ữ 0,82 m thuộc loại đá nửa cứng và phân bố không đều trong vỉa than, tỷ lệ đá kẹp chiếm từ 8,1 ữ 20,3% chiều dày vỉa than

Vách trực tiếp là các thấu kính sét kết, sét than dày từ 0,12 ữ 2,0 m dễ sập lở không ổn định Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 1,5 ữ 6,0 m, nhiều vị trí bột kết nằm trực tiếp trên vỉa than tạo thành vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 22,5 ữ 69,8 Mpa Vách cơ bản gồm sét kết xen kẹp cát kết phân bố đều dày 5 ữ 25 m, thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Trụ vỉa

là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều, dày từ 0,22 ữ 3,5 m dễ trượt trôi Dưới tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày 2 ữ 25 m, nhiều chỗ bột kết nằm trực tiếp dưới than tạo nên trụ bền vững trung bình

2.3 khoáng sàng Than Thùng – Yên tử

2.3.1 Đặc điểm chung.

Khu Than Thùng - Yên Tử phân bố trên một cánh của nếp lõm không đối xứng

có hướng cắm Bắc Theo đường phương phía Đông được giới hạn bởi đứt gãy F12 và phía Tây là ranh giới cấm khai thác (Tuyến T.XA), cốt cao từ mức +300 m (phía Nam)

đến +125 m (phía Bắc) Trong phạm vi khu mỏ được chia thành 3 khối chính

- Khối I: giới hạn từ đứt gãy F12(phía Đông) đến tuyến T.IA và phía Bắc là đứt gãy F400, với các vỉa than từ V4, V5, V6, V6

a

, V7 trụ

, V7, V8 và V9

- Khối II: giới hạn từ tuyến T.Ia đến T.Vb (gần trùng với ranh giới hạn chế khai thác), với các vỉa than từ V2 đến V9, là khối có trữ lượng than lớn nhất trong khu mỏ Cả hai khối I và II hiện nay thuộc quyền quản lý thăm dò và khai thác của

- Khối III giới hạn từ tuyến T.Vb đến T.Xa(phía Tây), có cấu tạo địa chất phức tạp, chiều dày và góc dốc vỉa biến đổi mạnh Khối này hiện đang nằm trong ranh giới khu vực hạn chế khai thác do Công ty than Đồng Vông quản lý

2.3.2 Địa hình, sông suối

Bề mặt địa hình khu mỏ bị phân cắt mạnh Từ mức +290 m trở lên mặt đất hầu như đã bị khai thác hết bằng phương pháp lộ vỉa Nơi cao nhất mức +400 m (ở phía Bắc) và thấp dần về phía Nam với cốt cao +105m

Trong khu mỏ có các suối lớn như Hoa Hiên, Giải Oan, Than Thùng đều xuất phát từ các dãy núi cao ở phía Bắc và chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam cắt qua các vỉa than rồi đổ ra sông Uông Bí Các suối thường có nước quanh năm và phụ thuộc vào nước mưa hàng năm Lưu lượng nước ở suối Giải oan về mùa mưa là 15.000 l/s còn mùa khô khoảng 20 l/s

2.3.3 Đứt gãy

Trong khu mỏ các đứt gãy lớn chạy theo phương gần Bắc - Nam như F12, F50,

F270, F305 và đứt gãy F400 chạy theo phương Tây Bắc - Đông Nam Các đứt gãy lớn có

đới phá hủy từ 15 ữ 150 m, biên độ dịch chuyển tới vài chục mét Ngoài các đứt gãy lớn còn có nhiều đứt gãy nhỏ nhưng ít ảnh hưởng đến sự dịch chuyển các vỉa than

2.3.4 Đặc điểm địa tầng khu mỏ

Khu mỏ phân bố trên một cánh của nếp lõm chạy theo phương Tây Bắc - Đông Nam và có hướng cắm bắc, Đông Bắc với góc dốc chung từ 20 ữ 650 Phần lộ vỉa ở phía Nam, Tây Nam và chìm sâu xuống phía Bắc, Đông Bắc Trong khu mỏ còn tồn tại một số nếp lồi, nếp lõm nhỏ như nếp lõm H6, H10 nếp lồi B7, B11 làm cho cấu tạo các vỉa than biến đổi phức tạp

Địa tầng khu mỏ gồm có 10 vỉa than trong đó 9 vỉa có giá trị công nghiệp được

đánh số từ V3, V4, V5, V6, V6

a

, V7 trụ

, V7, V8, V9

2.3.5 Đặc điểm các vỉa than dày, dốc đến 35 0

Các vỉa than dày, dốc đến 350 gồm có 5 vỉa là V7, V6a, V6, V5, V4 với tổng trữ lượng địa chất là 47.057,0 ngàn tấn, chiếm tỷ lệ 18,2% trữ lượng chung của toàn mỏ Phần trữ lượng từ mức +290 m lên lộ vỉa đã khai thác hoặc để lại trụ bảo vệ khu di tích lịch sử, trong phạm vi đề tài chỉ đánh giá từ mức cao +290 ữ -350 m

1 Vỉa 7: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến đứt gãy F400 đến tuyến T.IXa với mức cao từ +290 ữ -50 m Riêng khối từ tuyến T.IV đến đứt gãy F50, phân

bố từ mức cao +290 ữ +125m

Chiều dày riêng than từ 2,16 ữ 9,84 m trung bình 5,91 m và chiều dày toàn vỉa

từ 2,16 ữ 11,21 m trung bình 6,32 m Góc dốc vỉa từ 16 ữ 330 trung bình 260 Vỉa cấu tạo phức tạp có từ 1 ữ 8 lớp đá kẹp dày từ 0,15 ữ 2,32 m, trung bình 0,41 m và chiếm

tỷ lệ từ 1,4 ữ 16,1% chiều dày vỉa than Đá kẹp thường là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều theo đường phương và hướng dốc Đôi chỗ gặp các thấu kính

đá kẹp là bột kết thuộc loại đá nửa cứng dày từ 0,35 ữ 0,85 m

Vách trực tiếp thường là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều dày

từ 0,2ữ0,6 m dễ sập lở Phân bố trên tập đá yếu là bột kết phân bố đều dày 1,7ữ8,0 m, nhiều chỗ bột kết phân bố trực tiếp trên vỉa than tạo thành vách ổn định trung bình

đến ổn định, cường độ kháng nén (σn) từ 24,6 ữ 56,7 Mpa Vách cơ bản là tập bột kết xen lẫn cát kết phân bố đều dày 3 ữ 16 m thuộc loại vách sập đổ trung bình Trụ vỉa là các thấu kính sét kết, sét than xen kẹp các lớp than mỏng tạo nên tập đá yếu dày 0,3 ữ 1,87 m dễ trượt trôi, lún nền Phân bố dưới tập đá yếu là tập bột kết dày 2 ữ 9 m phân

bố đều, đôi chỗ bột kết nằm trực tiếp dưới vỉa than, trụ vỉa bền vững trung bình

2 Vỉa V 6 a : Phần vỉa dày, dốc đến 350

phân bố trong giới hạn từ ranh giới phía

Đông đến đứt gãy F305 với mức cao từ +200 ữ -150 m và từ đứt gãy F270 đến tuyến T.X với mức cao từ +290 ữ +125m

Chiều dày riêng than từ 2,22 ữ 9,46 m, trung bình 4,46 m và chiều dày toàn vỉa

Vỉa cấu tạo tương đối phức tạp có từ 1ữ4 lớp đá kẹp dày từ 0,11ữ1,23 m, trung bình 0,48 m và chiếm tỷ lệ từ 3,4ữ15,5% chiều dày vỉa Đá kẹp thường là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều, đôi chỗ có các thấu kính bột kết dày 0,36ữ0,5 m Vách trực tiếp gồm các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều dày từ 0,25 ữ 2,43 m, tạo nên lớp vách giả không ổn định dễ sập lở Trên tập đá yếu là tập bột kết dày 1,7 ữ 7,2 m phân bố đều, đôi chỗ bột kết nằm trực tiếp trên than tạo nên vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 28,6 ữ 68,7 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết, cát kết phân bố đều dày 4 ữ 25 m thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Trụ vỉa thường là sét kết, sét than dạng thấu kính phân bố không đều dày

từ 0,25 ữ 1,22 m dễ trượt trôi Dưới tập đá yếu là tập bột kết dày 2 ữ 15 m đôi chỗ bột kết phân bố trực tiếp dưới than tạo nên thành trụ vỉa thuộc loại bền vững trung bình

3 Vỉa 6: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ đứt gãy F12 đến Tuyến T.IA

thuộc phía Nam đứt gãy F400 với mức cao từ +150 ữ -50 m và từ đứt gãy F305 ữ F50 với mức cao từ +290 ữ -50 m Riêng phần phía Bắc của đứt gãy F400 phân bố từ tuyến T.I

ữ T.V với cốt cao từ +125 ữ -200 m

Chiều dày riêng than từ 2,41 ữ 10,08 m, trung bình 5,59 m, chiều dày toàn vỉa

từ 2,72 ữ 10,62 m, trung bình 5,98 m Góc dốc từ 20 ữ 340 trung bình 290 Vỉa cấu tạo phức tạp với mức độ biến động vỉa lớn Vỉa có từ 1 ữ 10 lớp đá kẹp dày 0,23 ữ 1,24 m, trung bình 0,39 m và chiếm tỷ lệ từ 5,7 ữ 7,6% chiều dày vỉa than

Vách trực tiếp là các thấu kính sét kết dày từ 0,14 ữ 1,23 m dễ sập lở Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết nằm trực tiếp trên than tạo nên vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 24,4 ữ 62,2 Mpa Vách cơ bản gồm tập dày bột kết lẫn cát kết dày 4 ữ 22 m, thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Trụ vỉa thường là sét kết, sét than dạng thấu kính dày từ 0,23ữ 1,8 m dễ trượt và lún nền Phân bố dưới tập đá yếu là tập bột kết dày 2 ữ 15 m đôi chỗ bột kết trực tiếp dưới than tạo nên trụ vỉa bền vững trung bình

4 Vỉa 5: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ ranh giới phía Đông đến Tuyến T.IIIA theo đường phương dài khoảng 910 m, ở phía Nam đứt gãy F400 với mức cao từ +125 ữ -50 m, ở phía Bắc đứt gãy F400 từ ranh giới phía Đông đến đứt gãy F305 với mức cao từ +200 ữ -350 m Phạm vi từ đứt gãy F305 ữ F50 có mức cao từ +290 ữ-100 m

và từ đứt gãy F270 đến tuyến T.X với mức cao từ +250 ữ +50 m

Chiều dày riêng than từ 2,47 ữ 9,0 m, trung bình 4,67 m, chiều dày toàn vỉa từ 2,68 ữ 9,76 m, trung bình 5,12 m Góc dốc từ 11 ữ 350 trung bình 270 Vỉa cấu tạo phức tạp đến rất phức tạp với mức độ biến động vỉa lớn Trong vỉa có từ 1 ữ 9 lớp đá kẹp, dày từ 0,19 ữ 2,24 m, trung bình 0,45 m và chiếm tỷ lệ từ 6,2 ữ 17,5% chiều dày vỉa Đá kẹp thường là các thấu kính sét kết, sét than xen kẹp bột kết dày 0,35ữ0,68 m Vách vỉa là các thấu kính sét kết dày từ 0,3ữ1,2 m dễ sập lở, không ổn định Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết dày 2ữ8 m đôi chỗ bột kết phân bố trực tiếp trên vỉa than tạo nên vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) 24,5ữ58,8 Mpa Vách cơ bản thường là tập cát kết xen lẫn bột kết phân bố đều dày 4 ữ 35 m tạo thành lớp vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Trụ vỉa là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều dày từ 4 ữ 21 m đôi chỗ là bột kết cứng làm thành trụ vỉa thuộc loại bền vững trung bình đến bền vững

5 Vỉa 4: Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố trong phạm vi từ đứt gãy F270 đến Tuyến T.X với mức cao từ +150 ữ -350 m Chiều dày riêng than từ 2,72 ữ 6,15 m, trung bình 4,0 m và chiều dày toàn vỉa từ 2,87 ữ 7,23 m trung bình 4,75 m Góc dốc vỉa từ 18 ữ 350 trung bình 270 Vỉa cấu tạo rất phức tạp có từ 1 ữ 6 lớp đá kẹp, dày từ 0,10 ữ 1,08 m, trung bình 0,75 m và chiếm tỷ lệ từ 15,8% chiều dày vỉa Đá kẹp thường là các thấu kính sét kết đôi chỗ thấu kính bột kết

Vách trực tiếp là các thấu kính sét kết dày từ 0,15 ữ 0,7 m dễ sập lở và phân bố không đều Tiếp trên là tập bột kết dày 1,2 ữ 9,5 Đôi chỗ bột kết phân bố trực tiếp trên vỉa than tạo nên vách ổn định trung bình, cường độ kháng nén (σn) từ 25,8 ữ 59,3 Mpa Vách cơ bản là tập bột kết lẫn cát kết dày 4 ữ 18 m thuộc loại vách sập đổ trung

bình đến khó sập đổ Trụ vỉa là các thấu kính sét kết dày từ 0,17 ữ 0,65 m Phân bố dưới tập sét kết là tập bột kết phân bố đều dày 3 ữ 19 m đôi chỗ bột kết trực tiếp trụ vỉa và thuộc loại trụ bền vững trung bình đến bền vững

2.4 khoáng sàng hà lầm

2.4.1 Vị trí địa lý

Khu mỏ Hà Lầm nằm trong khoáng sàng Hà Tu – Hà Lầm, cách thành phố hạ Long 7 km về phía Đông - Đông Bắc, phía Đông giáp mỏ Hà Tu; phía Tây giáp phường Cao Thắng; phía Nam giáp đường 18 A; phía Bắc giáp mỏ Bình Minh Diện tích khai trường khoảng 7,9 km2

- Địa hình nhân tạo, bao gồm khai trường lộ thiên và bãi thải ở trung tâm khu

mỏ và đang phát triển về phía Đông và phía Bắc

Trong khu mỏ có một suối chính là suối Hà Lầm và một hệ thống suối nhỏ, tất cả các suối nhỏ đều chảy vào suối chính Hà Lầm rồi chảy về phía Tây và đổ ra biển Các con suối nhỏ chỉ có nước vào mùa mưa còn mùa khô rất ít nước Riêng suối Hà Lầm có nước chảy quanh năm, về mùa mưa lưu lượng nước suối Qmax khoảng 114,5 l/s còn mùa khô chỉ 0,1 l/s Trong khu mỏ còn có một số moong khai thác lộ thiên như moong Ao ếch, moong Tây Phay FK, moong Hà Lầm Các moong này đều chứa nước với dung tích không lớn nhưng gây ảnh hưởng đến công tác khai thác than hầm lò

2.4.3 Khí hậu

Khu mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ rệt

là mùa khô và mùa mưa

- Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 10, nóng ẩm, nhiệt độ từ 200C đến 360C

- Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa này thường khô hanh lạnh giá, nhiệt độ trung bình từ 120C ữ 250C, thấp nhất 40C

2.4.4 Đặc điểm kinh tế xã hội

Mỏ Hà Lầm nằm trong khu vực tập trung nhiều mỏ và công trường khai thác than đang hoạt động Hệ thống hạ tầng, đường giao thông, hệ thống cung cấp điện, nước, sửa chữa cơ khí, sàng tuyển than, bến cảng và các dịch vụ phục vụ đời sống… khá phát triển là các điều kiện rất thuận lợi trong quá trình xây dựng và khai thác mỏ Trong ranh giới mỏ, ở trên mặt còn có khu dân cư thuộc mỏ Hà Lầm phân bố trên diện tích khá lớn ở bên dưới khu dân cư còn tồn tại 7 vỉa than có giá trị công nghiệp như V14(10), V13(9), V11(8), V10(7), V9(6), V7(4), V6(3) Với tổng trữ lượng địa chất khoảng 55 triệu tấn và phân bố chủ yếu trong phạm vi động tụ của nếp lõm Hà Lầm, gồm các vỉa than thuộc loại dày, dốc đến 350

2.4.5 Đặc điểm cấu tạo địa chất khu mỏ

2.4.5.1 Địa tầng

Địa tầng chứa than của mỏ than Hà Lầm nằm trong điệp Hòn Gai (phụ điệp giữa) Chiều dày trầm tích thay đổi từ 500 ữ 700 m, trung bình 540 m Thành phần chủ yếu gồm bột kết, cát kết, sạn kết ít sét kết cuội kết và các vỉa than

Trong địa tầng chứa than tồn tại 10 vỉa than, các vỉa than có chiều dày từ mỏng, trung bình đến dày và rất dày Các vỉa 9(6), 7(4), 6(3), 5(2), 4(1) là những vỉa không duy trì liên tục trên toàn khu mỏ, các vỉa 10(7); 11(8); 13(9); 14(10) là các vỉa duy trì liên tục, có trữ lượng công nghiệp tương đối lớn

2.4.5.2 Kiến tạo:

a) Nếp uốn:

Nếp uốn phát triển nhiều, quy mô khác nhau, phương trục nếp uốn không ổn

định Các nếp lõm thường phát triển phức tạp Phần lớn các nếp uốn trong khu mỏ có phương trục á kinh tuyến, khu mỏ có một số nếp uốn đặc trưng như: nếp lồi Hà Lầm, nếp lõm Hà Lầm và nếp lồi 158

b) Đứt gãy:

Các đứt gãy phát triển tương đối nhiều, có quy mô rất khác nhau, phần lớn là

đứt gãy thuận (đứt gãy thuận có đứt gãy A; B; G; T; E; M; L là đứt gãy Hà Tu, đứt gãy nghịch có đứt gãy K) có phương phát triển á kinh tuyến hoặc á vĩ tuyến

2.4.6 Đặc điểm cấu tạo địa chất các vỉa than dày, dốc đến 35 0

Trong ranh giới khu mỏ phần từ lộ vỉa đến mức cao -50 m đã khai thác hoặc đã

được quy hoạch khai thác trong vài năm tới, trong phạm vi đề tài chỉ giới hạn đánh giá từ mức -50 m đến giới hạn đáy mỏ (-500 m), gồm các vỉa than V14(10), V13(9), V11(8), V10(7), V9(6), V7(4) với tổng trữ lượng địa chất vào khoảng 155.961,7 ngàn tấn, chiếm

tỷ lệ khoảng 51,3% trữ lượng chung của mỏ Riêng khu vực các vỉa than phân bố dưới khu dân cư, phần đánh giá được xác định từ mức cao +25m xuống đến đáy động tụ Như vậy đối với khu mỏ Hà Lầm, các vỉa than thuộc loại dày, rất dày, dốc đến 350 chiếm tỷ lệ lớn và phân bố chủ yếu ở khu vực động tụ của trục nếp lõm Hà Lầm

1 Vỉa 14(10): Phần vỉa dày, dốc đến 350

phân bố chủ yếu từ xuyên vỉa -50 đến tuyến T.VI với mức cao từ -25 ữ -50 m và từ tuyến T.VI đến T.X với mức cao từ +25

m đến -180m

Chiều dày riêng than từ 2,62 ữ 26,5 m, trung bình 10,79 m, thuộc loại vỉa rất dày Chiều dày toàn vỉa từ 3,93 ữ 30,8 m, trung bình 14,91 m Góc dốc vỉa từ 12 ữ 350

trung bình 250 Cấu tạo vỉa than rất phức tạp, mức độ biến động vỉa đạt tới 85,6% và

có từ 1 ữ 12 lớp đá kẹp dày từ 0,42 ữ 13,1 m, trung bình 4,12 m, chiếm tỷ lệ khoảng 27,7% chiều dày vỉa than Đá kẹp thường là các lớp, các thấu kính sét kết, sét than xen kẹp bột kết, có nơi là cát kết hạt mịn phân bố không đều theo đường phương cũng như hướng dốc vỉa Các thấu kính bột kết, cát kết có chiều dày từ 0,37 ữ 1,82 m tạo thành những thấu kính đá cứng trong cấu tạo vỉa than

Vách trực tiếp là các lớp, các thấu kính sét kết, sét than xen kẹp các lớp than mỏng tạo nên tập đá yếu dày từ 0,32 ữ 4,42 m vách nhẹ dễ sập lở (vách giả) rất không

ổn định Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết dày 3 ữ 18 m phân bố đều, đôi chỗ bột kết nằm trực tiếp trên than tạo thành vách thuộc loại không ổn định đến ổn định trung

bình Cường độ kháng nén (σn) từ 12,2 ữ 59,7 Mpa trung bình 34,6 Mpa Vách cơ bản

là tập bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày từ 7 ữ 25 m thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Trụ vỉa thường là tập đá yếu dày từ 0,25 ữ 1,74 m gồm sét kết, sét than phân lớp mỏng dễ trượt trôi, đôi chỗ có hiện tượng bùng nền Phân bố dưới tập đá yếu là tập bột kết dày 2 ữ 12 m đôi chỗ bột kết nằm trực tiếp dưới than tạo nên trụ vỉa thuộc loại không bền vững đến bền vững trung bình

2 Vỉa 13(9): Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ tuyến T.V ữ T.XC với mức cao từ ± 0 ữ -225 m

Chiều dày riêng than từ 0,8 ữ 4,61 m, trung bình 2,67 m và chiều dày toàn vỉa

từ 0,8 ữ 6,75 m, trung bình 3,88 m Góc dốc vỉa từ 14 ữ 350 trung bình 220 Cấu tạo vỉa than thuộc loại rất phức tạp, mức độ biến động vỉa đạt tới 101,2 % và có từ 1 ữ 4 lớp đá kẹp dày từ 0,26 ữ 1,64 m, trung bình 1,21 m chiếm tỷ lệ 31,2 % chiều dày vỉa than Đá kẹp gồm sét than, sét kết và bột kết phân bố không đều

Vách trực tiếp thường là các thấu kính sét kết dày từ 0,12 ữ 0,5 m phân bố không đều Tiếp trên là tập bột kết dày 4 ữ 12 m phân bố đều, vách thuộc loại ổn định trung bình Cường độ kháng nén (σn) từ 35,5 ữ 66,4 Mpa Vách cơ bản là tập cát kết lẫn bột kết phân bố đều dày 5 ữ 18 m thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập

đổ Trụ vỉa thường là các thấu kính sét kết dày từ 0,2 ữ 0,8 m, tiếp dưới là tập bột kết dày 5 ữ 20 m phân bố đều, nhiều chỗ bột kết nằm trực tiếp dưới than tạo nên trụ bền vững trung bình

3 Vỉa 11(8): Phần vỉa dày, dốc đến 350

phân bố từ tuyến T.VA ữ T.VIIIA với mức cao từ -25 ữ -75 m, từ đứt gãy FĐ đến tuyến T.VIA với mức cao từ -50 ữ -150 m

và tuyến T.V ữ T.IX từ mức cao -50 ữ -325 m

Chiều dày riêng than từ 2,29 ữ 14,65 m, trung bình 6,96 m, thuộc loại vỉa rất dày, chiều dày toàn vỉa từ 2,81 ữ 20,4 m, trung bình 9,31 m Góc dốc vỉa từ 12 ữ 350trung bình 290 Vỉa Cấu tạo rất phức tạp với mức độ biến động vỉa đạt tới 65,1% và có từ

1 ữ 8 lớp đá kẹp dày từ 0,25 ữ 6,86 m, trung bình 2,35 m, chiếm tỷ lệ 23,1 ữ 28,9 %

chiều dày vỉa than Đá kẹp gồm sét kết, sét than và xen kẹp các thấu kính bột kết đôi chỗ

là cát kết phân bố không đều theo đường phương cũng như hướng dốc Các thấu kính bột kết, cát kết hạt mịn thường dày từ 0,52 ữ 2,55 m thuộc loại đá nửa cứng và cứng

Vách trực tiếp thường là các thấu kính, các lớp mỏng sét kết, sét than phân bố không đều dày từ 0,4 ữ 1,44 m dễ sập lở cục bộ (vách giả) Trên tập đá yếu là tập bột kết dày 2 ữ 15 m phân bố đều, đôi chỗ bột kết nằm trực tiếp trên than tạo nên vách không ổn định đến ổn định trung bình Cường độ kháng nén (σn) từ 29,6 ữ 62,7 Mpa Vách cơ bản gồm bột kết, cát kết phân bố đều dày 9 ữ 24 m thuộc loại vách sập đổ trung bình đến khó sập đổ Trụ vỉa thường là các lớp mỏng, các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều dày từ 0,26 ữ 1,65 m dễ trượt tiếp xúc Dưới tập đá yếu là tập bột kết phân bố đều dày từ 2,5 ữ 12,5 m; đôi chỗ bột kết phân bố trực tiếp trụ vỉa tạo nên trụ bền vững trung bình

4 Vỉa 10(7): Phần vỉa dày, dốc đến 350 phân bố từ đứt gãy FĐ đến đứt gãy FNvới mức cao từ -50 ữ-150 m, từ đứt gãy FHT đến trục nếp lồi với mức cao +25ữ-125 m,

và khu động tụ từ tuyến T.IV đến đứt gãy FM với mức cao từ ± 0 ữ -325 m

Chiều dày riêng than từ 2,43 ữ 13,14 m, trung bình 4,81m và chiều dày toàn vỉa

từ 2,77 ữ 16,76 m, trung bình 5,24 m Góc dốc vỉa từ 11 ữ 350 trung bình 260 Vỉa Cấu tạo rất phức tạp với mức độ biến động vỉa đạt tới 72,8 % và có từ 1 ữ 9 lớp đá kẹp dày

từ 0,13 ữ 1,66 m, trung bình 0,44 m, chiếm tỷ lệ 3,6 ữ 16,1 % Đá kẹp gồm các lớp, các thấu kính sét kết, sét than và xen kẹp các thấu kính bột kết thuộc loại đá nửa cứng

đến cứng Thấu kính bột kết dày từ 0,35 ữ 1,15 m phân bố không đều trong vỉa than Vách trực tiếp là các thấu kính sét kết, sét than dày từ 0,32 ữ 1,52 m dễ sập lở (vách giả) Phân bố trên tập đá yếu là tập bột kết dày từ 3,2 ữ 14,0 m, nhiều chỗ, bột kết nằm trực tiếp trên than tạo thành vách không ổn định đến ổn định trung bình Cường độ kháng nén (σn) từ 28,8 ữ 56,6 Mpa Vách cơ bản là tập bột kết lẫn cát kết dày 7 ữ 12 m thuộc loại sập đổ trung bình Trụ vỉa thường là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều dày từ 0,3 ữ 1,4m dễ trượt tiếp xúc Dưới tập đá yếu là tập bột