Nghiên cứu các giải pháp công nghệ và quản lý nhằm phát triển bền vững các mỏ khai thác vật liệu xây dựng ở việt nam (TT)

Mục đích nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu đưa ra những giải pháp trong khai thác đá VLXD, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo an toàn, bảo vệ môi trường và tận thu tài nguyên, tr

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

HOÀNG CAO PHƯƠNG

NGHI£N CøU C¸C GI¶I PH¸P C¤NG NGHÖ

Vµ QU¶N Lý NH»M PH¸T TRIÓN BÒN V÷NG C¸C Má KHAI TH¸C VËT LIÖU X¢Y DùNG ë VIÖT NAM

Ngành: Khai thác mỏ

Mã số: 62.52.06.03

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2016

Công trình được hoàn thành tại:

Bộ môn khai thác lộ thiên, Khoa mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Người hướng dẫn khoa học:

Hội Kỹ thuật nổ mìn Việt Nam

Phản biện 2: PGS.TS Bùi Xuân Nam

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Phản biện 3: TS Lại Hồng Thanh

Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại: Trường Đại học Mỏ - Địa chất, phường Đức Thắng - quận Bắc Từ Liêm - Hà Nội

Vào hồi giờ phút ngày tháng năm 201

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

- Thư viện Quốc Gia, Hà Nội

- Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa Chất

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất nước ta có nguồn tài nguyên khoáng sản dùng làm vật liệu xây dựng (VLXD) khá phong phú và đa dạng, phân bố khắp từ Nam ra Bắc Ngành công nghiệp khai thác vật liệu xây dựng ở nước ta phát triển mạnh mẽ, đáp ứng nhu cầu công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Khái niệm về khoáng sản dùng làm VLXD rất rộng, bao gồm khoáng sản là

đá, cát, đất ; trong đó, khoáng sản là đá xây dựng chiếm tỷ lệ cao nhất cả về số lượng mỏ khai thác, sản lượng khai thác, giá trị khai thác cũng như lực lượng lao động tham gia vào các công đoạn sản xuất Quy mô khai thác của các mỏ khai thác VLXD cũng rất khác nhau, đặc biệt là các mỏ khai thác đá, từ vài chục nghìn đến hàng triệu mét khối mỗi năm bằng những công nghệ như: Thủ công, bán cơ giới, cơ giới hóa toàn bộ ở những mức độ khác nhau

Sự phát triển của ngành đã thỏa mãn nhu cầu nguyên liệu để phát triển kinh

tế xã hội của đất nước, tạo việc làm cho hàng vạn lao động, đóng góp đáng kể cho ngân sách; tuy nhiên, ngành công nghiệp này cũng kéo theo không ít những hệ lụy như: Khai thác mất an toàn, lãng phí tài nguyên, phá hoại môi trường Nguyên nhân của những hệ lụy này là do kỹ thuật khai thác lạc hậu, đặc biệt là khai thác đá; công tác cấp mỏ ở một số địa phương còn tùy tiện, manh mún, gây khó khăn cho việc áp dụng kỹ thuật tiên tiến, đảm bảo an toàn và có hiệu quả kinh tế, an ninh xã hội Vì vậy, nội dung nghiên cứu của đề tài có tính cấp thiết và thời sự, góp phần phát triển bền vững ngành khai thác VLXD ở nước ta

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu đưa ra những giải pháp trong khai thác đá VLXD, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo an toàn, bảo vệ môi trường và tận thu tài nguyên, trên cơ sở phân loại mỏ theo điều kiện địa hình và kích thước của nó, khả năng áp dụng các hệ thống khai thác (HTKT) phù hợp

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp nhằm hoàn thiện công tác quản lý, trên cơ sở đổi mới phương thức cấp mỏ, tổ chức lại mạng lưới các mỏ theo quy hoạch, khuyến khích và tạo điều kiện để ngành khai thác VLXD áp dụng công nghệ khai thác tiên tiến, nâng cao hiệu quả sản xuất

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Các mỏ khai thác đá làm VLXD thông thường và đá làm nguyên liệu sản xuất xi măng,

- Riêng phần giải pháp công nghệ chỉ nghiên cứu các mỏ nằm trên mức thoát nước tự chảy

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về hiện trạng khai thác và công tác quản lý đá xây dựng ở nước ta, kinh nghiệm khai thác đá xây dựng trên thế giới

- Phân loại mỏ đá xây theo điều kiện địa hình và kích thước Phân loại HTKT các mỏ đá xây dựng theo những dấu hiệu phù hợp với sự đa dạng của các công nghệ khai thác, phân tích khả năng và điều kiện áp dụng

- Xây dựng các sơ đồ công nghệ, tính toán các thông số của HTKT áp dụng, trình tự khai thác, sự phù hợp giữa công tác mở vỉa và khai thác cho từng kiểu mỏ đã phân loại

- Xây dựng các tiêu chí về cơ chế cấp mỏ Những giải pháp đổi mới quản

lý kỹ thuật và quản trị mỏ

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Góp phần bổ sung và hoàn thiện lý thuyết khai thác lộ thiên các mỏ đá xây dựng trong điều kiện địa hình phức tạp, núi đá bị chia cắt phải áp dụng nhiều công nghệ khai thác khác nhau trong cùng một mỏ, hoàn thiện mô hình cấp mỏ và công tác quản lý đối với các mỏ đá xây dựng

- Ý nghĩa thực tiễn: Là cơ sở khoa học để các doanh nghiệp, cơ quan quản lý nhà nước về khoáng sản tham khảo, đưa ra các giải pháp kỹ thuật và quản lý tổng thể, tạo điều kiện để ngành khai thác đá xây dựng áp dụng các kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất, đảm bảo an toàn, tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường

6 Luận điểm bảo vệ

- Việc lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp hay áp dụng các giải pháp

kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sản xuất, phải dựa vào kiểu mỏ được phân loại trên cơ sở điều kiện địa hình và kích thước của chúng Việc phân loại HTKH cũng cần phải bổ sung vào những dấu hiệu thể hiện đầy đủ các công đoạn sản xuất xuất hiện trên mỏ

- Công tác quản lý phải dựa trên cơ sở các tiêu chí có tính khoa học về kinh tế - kỹ thuật và tình hình thực tế hoạt động khai thác các mỏ đá xây dựng hiện nay và phát triển trong tương lai

- Sự hoàn thiện công nghệ khai thác kết hợp với sự đổi mới cơ chế quản lý theo hướng tạo điều kiện thuận lợi để các doanh nghiệp mỏ áp dụng kỹ thuật khai thác tiên tiến, nâng cao hiệu quả sản xuất, tận thu tài nguyên, đảm bảo an toàn trong khai thác, bảo vệ được môi trường là tiền đề để ngành khai thác mỏ

đá làm vật liệu xây dựng phát triển bền vững

7 Những điểm mới của luận án

- Đề xuất phương pháp phân loại mỏ theo điều kiện địa hình và kích thước của mỏ, phân loại HTKT khi khai thác các khoáng sàng đá làm cơ sở cho việc chọn công nghệ khai thác hay hoàn thiện kỹ thuật khai thác phù hợp

- Đưa ra phương pháp tính toán các thông số của HTKT, phương pháp chuẩn

bị tầng, trình tự khai thác khi áp dụng các công nghệ khai thác khác nhau

- Đề xuất các tiêu chí làm căn cứ cho việc cấp mỏ có tính khoa học; quản trị ngành khai thác đá xây dựng dựa trên quy hoạch, hợp nhất các mỏ nhỏ liền kề thành

mỏ lớn, nhằm tăng cường khả năng tài chính để trang bị kỹ thuật khai thác tiến bộ hơn; xây dựng quy chế quản trị tự chủ trên cơ sở bảng “Tự kiểm tra”

KHAI THÁC CÁC MỎ ĐÁ XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan về tiềm năng và sự phân bố đá xây dựng ở Việt Nam

Tài nguyên đá xây dựng ở nước ta khá đa dạng và phong phú, phân bố khắp ba miền Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, trữ lượng đá vôi xi măng ở nước ta khoảng 44,7 tỷ tấn, trữ lượng đá làm VLXD thông thường khoảng 53,6

Đ bằng sông Hồng

Bắc T bộ, duyên hải

M Trung

Tây Nguyên

Đông Nam bộ

Đ bằng sông

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đá

Nguồn tài nguyên đá phong phú đã thỏa mãn nhu cầu nguyên liệu cho sản xuất xi măng với sản lượng ngày càng tăng; theo đó sản lượng năm 2010 đạt 67 triệu tấn, năm 2014 đạt 72 triệu tấn, đến năm 2020 dự kiến nhu cầu đá là 112 triệu tấn Đá xây dựng năm 2010 đạt 110 triệu mét khối, năm 2014 đạt 115 triệu mét khối, dự kiến đến năm 2020 nhu cầu đá xây dựng lên tới 226 triệu mét khối (Bảng 1.4)

Bảng 1.4 Thống kê và dự báo nhu cầu sản lượng đá xây dựng và đá xi măng

Chủng loại Đơn vị

Nhu cầu

Sản lượng

Nhu cầu

Sản lượng Nhu cầu

Sản lượng

Đá xây dựng Triệu m3

Xi măng Triệu tấn 65,59 59,02 99,5 88,5 > 112 112

1.3 Tổng quan về công nghệ khai thác các mỏ đá xây dựng ở Việt Nam

Hiện nay, trên địa bàn toàn quốc có 351 mỏ đá khai thác cho sản xuất xi măng, 564 mỏ khai thác đá xây dựng thông thường Công nghệ khai thác các mỏ này rất đa dạng, về cơ bản có thể chia thành bốn nhóm sau đây

1.3.1 Công nghệ khai thác khấu theo lớp đứng, chuyển tải bằng nổ mìn (khấu suốt hay khấu tự do)

Là công nghệ khai thác không tầng, công tác khoan nổ mìn để tách đá ra khỏi khối và đưa xuống chân tuyến được tiến hành trên một mặt dốc Công nghệ này chủ yếu được áp dụng để khai thác các mỏ đá dùng làm VLXD thông thường và sản xuất xi măng quy mô nhỏ Hiện đang được áp dụng để khai thác các mỏ đá phía Bắc: Ninh Bình, Hà Nam, Hải Dương, Hải Phòng, Thái Nguyên, Lạng Sơn v.v Hầu hết các mỏ đều dùng búa khoan đường kính nhỏ ( = 32 - 45mm), xúc đá dùng máy xúc tay gàu có dung tích E ≤ 0,5m3 phối hợp với ô tô tải trọng 5 - 7 tấn

Ưu điểm: Công nghệ khai thác đơn giản, đầu tư không lớn, giá thành thấp, phù hợp với các doanh nghiệp có điều kiện tài chính hạn hẹp; diện khai thác đòi hỏi không lớn

Nhược điểm: Không an toàn; gây lãng phí, thất thoát tài nguyên, dễ xảy ra tình trạng dễ làm, khó bỏ, khả năng gây ô nhiễm môi trường cao

1.3.2 Công nghệ khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp bằng ô tô

Công nghệ này phần lớn được áp dụng để khai thác các mỏ đá vôi sản xuất xi măng Chủ yếu được áp dụng để khai thác phần dưới của núi đá sau khi đã bạt ngọn: Mỏ Yên Duyên (Thanh Hóa), mỏ Áng Dâu, Áng Sơn (Hải Dương) v.v Đồng bộ thiết bị sử dụng trên các mỏ này rất đa dạng (máy khoan có đường kính 

= 105 - 200mm), máy xúc tay gàu có dung tích gàu phổ biến E = 1,2 - 1,8m3, phối hợp với ô tô tải trọng 10 - 15 tấn, chiều cao tầng phổ biến h = 10 - 15m

Ưu điểm: Khả năng cơ giới hóa cao; khai thác an toàn, có thể khai thác chọn lọc, môi trường ít bị phá hoại

Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng mỏ dài, giá thành cao

1.3.3 Công nghệ khai thác khấu theo lớp đứng gạt chuyển

Áp dụng công nghệ này bao gồm một số mỏ đá điển hình sau đây: Mỏ Thống Nhất (Hải Dương), mỏ Hòa Thạch Liên (Hà Nội), mỏ Đồng Trầm Hoa

Đỏ (Hà Nam), mỏ Tiến Hóa (Quảng Bình) v.v Đồng bộ thiết bị chủ yếu bao gồm: Máy khoan có đường kính  = 105mm, máy gạt có công suất 130 - 240CV; máy xúc có dung tích gàu E = 0,8 - 1,6m3 phối hợp với ô tô tải trọng

15 tấn, chiều cao tầng không quá 7m, chiều rộng dải khấu không quá 10m

Ưu điểm: Tổ chức khai thác đơn giản, có thể tiến hành khai thác ở các núi đá

có sườn dốc lớn

Nhược điểm: Khả năng áp dụng hạn chế khi yêu cầu sản lượng lớn, đòi hỏi chiều dài chân tuyến của bãi xúc lớn, sinh bụi lớn trong quá trình xúc chuyển đá đổ qua sườn núi hoặc bờ mỏ

1.3.4 Công nghệ khai thác hỗn hợp

Nội dung của công nghệ này như sau: Phần trên của núi tiến hành khấu theo lớp bằng xúc chuyển bằng máy chất tải có dung tích gàu E = 4 - 6m3, nếu dùng máy gạt thì công suất là 130 - 420CV, dùng máy khoan thủy lực đường kính  = 64 - 130mm Xúc đá ở chân tuyến dùng máy xúc tay gàu có dung tích gàu E = 3,5 - 4,6m3 phối hợp với ô tô tải trọng 27 - 40 tấn Phần dưới của núi áp dụng HTKT khấu theo lớp bằng, vận tải trực tiếp bằng ô tô

Công nghệ khai thác này áp dụng khá phổ biến tại một số nơi: Mỏ Tràng Kênh (Hải Phòng), mỏ Minh Tân (Hải Dương), mỏ Bút Sơn, Hồng Sơn (Hà Nam), mỏ Yên Duyên (Thanh Hóa), mỏ Hang Nước (Ninh Bình), mỏ Hoàng Mai A (Thanh Hóa) v.v

Ưu điểm: Có khả năng cơ giới hóa toàn bộ các khâu sản xuất trên mỏ, có thể tăng sản lượng khi khai thác phần dưới và xúc chọn lọc, an toàn

Nhược điểm: Tổ chức khai thác phức tạp, sinh bụi nhiều trong quá trình xúc hay gạt chuyển

1.4 Một số kinh nghiệm khai thác đá xây dựng ở nước ngoài

Cũng như ở nước ta, các nước khác khi tiến hành khai thác các mỏ đá nằm ở vùng núi cao đều gặp nhiều khó khăn do địa hình phức tạp, không thể hoặc quá tốn kém khi làm đường hào từ mặt đất lên đến các tầng khai thác phục vụ công tác vận tải đá Do đó, người ta đã tìm cách sử dụng hình thức vận tải bằng trọng lực kết hợp với các hình thức khác, nhằm giảm khoảng cách và chi phí vận tải trong quá trình khai thác.Theo đó, người ta

đã áp dụng hình thức mở vỉa bằng giếng và lò, lợi dụng trọng lực để vận chuyển đá từ trên cao xuống

Các tài liệu công bố ở nước ngoài cho thấy, việc mở vỉa các tầng công tác bằng hầm lò để vận chuyển bằng trọng lực hợp lý khi độ dốc của sườn núi lớn hơn 200 Dùng giếng để vận chuyển đá có thể áp dụng trên các mỏ lộ thiên sản lượng 4-5 triệu tấn/năm, còn sử dụng máng trượt đạt sản lượng thấp hơn

Ngoài phương án “Phễu - giếng đứng và vận chuyển bằng đường sắt cỡ hẹp theo lò bằng” được áp dụng trong giai đoạn đầu, ngày nay nhiều nước áp dụng công nghệ khai thác tương đối hiện đại khi kết hợp hình thức vận chuyển

“ Trọng lực - băng tải” kết hợp với máy đập bố trí ở phần dưới của giếng (các nước Anh, Úc, Nhật Bản, Thụy Sĩ v.v.)

Trên các mỏ khai thác theo công nghệ này thường áp dụng HTKT khấu theo lớp bằng vận chuyển trên tầng bằng ô tô hay máy chất tải, chiều cáo tầng 15m Đồng bộ thiết bị sử dụng rất hiện đại: Máy khoan thủy lực có đường kính

từ 80 - 203mm, máy chất tải có dung tích gàu 5 - 20m3, máy xúc TLGN có dung tích gàu 5 - 7,5m3, phối hợp với ô tô tải trọng 40 - 80 tấn

Sơ đồ công nghệ khai thác với việc chuyển tải đá bằng máy ủi trên mặt ngang hay xiên cũng được áp dụng trên một số mỏ ở các nước Tây Ban Nha, Đức hay Angiêri

1.5 Hiện trạng công tác quản lý khai thác các mỏ đá xây dựng

1.5.1 Tình hình cấp mỏ và thuê đất khai thác hiện nay và những tồn tại

Mô hình cấp phép khai thác và cho thuê đất phục vụ khai thác hiện nay ở nước ta có thể mô phỏng theo sơ đồ sau (Hình 1.9):

Hình 1.9 Mô hình cấp phép khai thác và cho thuê đất

Công tác cấp giấy phép ở một số địa phương còn tùy tiện, vẫn còn biểu hiện mang tính xin cho Việc cấp mỏ chưa có căn cứ khoa học và thực tiễn, gây

ra tình trạng khai thác manh mún, chồng chéo, khai thác không an toàn, lãng phí tài nguyên và phá hoại môi trường Chưa có sự thống nhất giữa cơ quan cấp giấy phép khai thác mỏ và cơ quan cho thuê đất

1.5.2 Tình hình công tác thanh tra, kiểm tra

Trong thời gian vừa qua, công tác này còn nhiều bất cập, đặc biệt là sự phối hợp giữa cơ quan trung ương và địa phương; hoạt động thanh tra, kiểm tra vẫn còn mang nặng tính hành chính

1.6 Phân tích các công trình nghiên cứu trong nước có liên quan

Các công trình nghiên cứu về lĩnh vực công nghệ khai thác đá xây dựng ở nước ta chưa nhiều, nổi bật là Luận án phó tiến sĩ của Nguyễn Thanh Tuân (1985) Ngoài ra còn có 02 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật của Lê Thị Thu Hoa (1998) và Nguyễn Minh Huấn (1999) Bên cạnh đó còn có một số nghiên cứu khác để xây dựng các giáo trình hay sách tham khảo của các tác giả Trần Mạnh Xuân, Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam v.v

Các công trình nghiên cứu trước đây chưa đề xuất các sơ đồ công nghệ phù hợp để khai thác các mỏ đá có điều kiện địa hình và kích thước khác nhau cũng như phân tích lĩnh vực áp dụng của từng loại HTKT; đặc biệt chưa

có một công trình nghiên cứu nào về hoàn thiện công tác quản lý Nhà nước

về khai thác đá vật liệu xây dựng

KẾT LUẬN CHƯƠNG

Các mỏ khai thác đá hiện nay ở nước ta, đặc biệt là các mỏ khai thác quy

mô nhỏ, hầu hết đều sử dụng công nghệ khai thác lạc hậu, không đảm bảo an toàn, đặc biệt là mỏ khai thác đá xây dựng thông thường; gây lãng phí tài nguyên, phá hoại và làm ô nhiễm môi trường, hiệu quả kinh tế thấp

Nguyên nhân chủ yếu là do chưa tìm được các công nghệ khai thác phù hợp Việc quản lý hoạt động khai thác mỏ còn nhiều bất cập, tồn tại

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG Ở NƯỚC TA

2.1 Sự ảnh hưởng của yếu tố quản lý

2.1.1 Sự ảnh hưởng của công tác cấp giấy phép khai thác

Để một mỏ lộ thiên khai thác đá hoạt động được bình thường và có hiệu quả, cần đảm bảo 02 điều kiện:

- Đủ không gian cho mỏ hoạt động bình thường,

- Thời gian tồn tại của mỏ lớn hơn thời gian thu hồi vốn

Việc cấp mỏ chỉ căn cứ vào trữ lượng và thời gian khai thác mà không căn cứ vào không gian hình thành mỏ sẽ gây khó khăn cho việc áp dụng công nghệ khai thác có hiệu quả

2.1.2 Sự ảnh hưởng của phương pháp tính trữ lượng mỏ để trả tiền cấp quyền khai thác khoáng sản

Trữ lượng khoáng sản dùng làm căn cứ để trả tiền cấp quyền khai thác khoáng sản hiện hành tính bằng phương pháp mặt cắt đứng và độ sâu đáy mỏ Điều đó dẫn đến sự khác nhau về trữ lượng tính theo quy định và trữ lượng khai thác thực tế do sự có mặt của bờ mỏ; gây thiệt hại về kinh tế cho doanh nghiệp mỏ; mức độ thiệt hại phụ thuộc vào chiều sâu khai thác và góc kết thục của bờ mỏ

Ngoài ra, việc áp dụng chung hệ số nở rời cho các mỏ đá cũng không hợp lý

2.1.3 Ảnh hưởng của hoạt động kiểm tra thanh tra

Hoạt động thanh tra, kiểm tra chưa có cơ chế phối hợp đồng bộ, thiếu sự thống nhất, chồng chéo; chế độ thông tin, báo cáo chưa tốt; chưa hình thành được hệ thống tổ chức cơ quan thanh tra chuyên ngành khoáng sản từ Trung ương đến địa phương Điều này dẫn đến sự không đồng bộ trong công tác quản

lý, ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát toàn diện mọi hoạt động của doanh nghiệp theo những tiêu chí đã đề ra

2.2 Sự ảnh hưởng của công nghệ khai thác

Công nghệ khai thác có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành khai thác đá, do đó cần phải tiến hành nghiên cứu phân loại mỏ theo điều kiện địa hình và kính thước của nó; phân loại HTKT và điều kiện áp dụng; bổ sung và xác định các thông số cần trong thiết kế cũng như trong quá trình sản xuất Mạnh dạn áp dụng những công nghệ khai thác có tính linh hoạt phù hợp với điều kiện địa hình phức tạp và phù hợp với khả năng đầu tư của doanh nghiệp

KẾT LUẬN CHƯƠNG

Công tác quản lý và công nghệ khai thác là hai yếu tố quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến sự phát triển bền vững của ngành khai thác đá xây dựng ở nước ta Nội dung nghiên cứu của Luận án cần hướng tới hai nhiệm vụ này

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ NHẰM ĐẢM BẢO SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG NGÀNH

KHAI THÁC ĐÁ LÀM VẬT LIỆU XÂY DỰNG Ở NƯỚC TA

3.1 Phân loại mỏ đá dùng làm vật liệu xây dựng theo điều kiện địa hình và kích thước của mỏ

Theo điều kiện địa hình các mỏ đá lộ thiên có thể chia thành các loại:

Mỏ là các núi đá nằm cao hơn mức thoát nước tự chảy,

Mỏ nằm thấp hơn mức thoát nước tự chảy,

Mỏ đá vừa nằm cao hơn và thấp hơn mức thoát nước tự chảy

Để đơn giản trong phân loại và lựa chọn công nghệ khai thác, đối với các

mỏ nằm cao hơn mức thoát nước tự chảy, ta có thể chia thành các nhóm:

a Núi đá nằm một mình đơn độc, chân núi có chu vi gần tròn trên bình đồ hoặc có kích thước dài và rộng gần bằng nhau, địa hình xung quanh trống trải, kích thước chu vi chân núi tương đối nhỏ

b Núi đá là một cụm núi gồm nhiều chỏm núi cao thấp khác nhau, có chu

vi cụm núi gần tròn trên bình đồ hoặc kích thước dài rộng gần bằng nhau, địa hình xung quanh trống trải, kích thước chu vi chân núi tương đối lớn

c Núi đá là một dãy dài, chiều dài chân núi gấp vài lần chiều rộng, có nhiều chỏm núi cao thấp khác nhau, địa hình xung quanh trống trải

d Núi đá là một dãy dài tựa vào các núi đá khác, chỉ có một mặt trống hoặc hai mặt trống nhưng mặt trống kia có chiều rộng không đáng kể

e Núi đá hay mỏm núi đá có chiều cao 50-70m, sườn núi dốc vừa phải, có lớp đất phủ dày 3-7m

3.2 Nghiên cứu phân loại HTKT các mỏ đá làm vật liệu xây dựng ở nước ta và điều kiện áp dụng

3.2.1 Khái quát chung về HTKT và sự phân loại HTKT

Có nhiều quan điểm phân loại HTKT khác nhau nhưng đều có những đặc điểm chung là:

Đều dựa trên cơ sở hướng dịch chuyển và sự phát triển của tuyến công tác, Đối tượng công tác chủ yếu để phân loại là công tác bóc đá,

HTKT được phân loại chung không phân biệt cho từng loại khoáng sản, Không chú ý đến điều kiện địa hình

Với đặc điểm của khoáng sàng đá xây dựng, cần nghiên cứu áp dụng HTKT phù hợp hơn

3.2.2 Phân loại HTKT khi khai thác các mỏ đá dùng làm vật liệu xây dựng

3.2.2.1 Các phân loại đã có

Hiện đã có các nghiên cứu, phân loại của các nhà khoa học trong và ngoài nước như: Giáo sư N.A.Maluseva, TSKH Nguyễn Thanh Tuân, GS.TS Trần Mạnh Xuân, nhóm tác giả PGS.TS Hồ Sĩ Giao, PGS.TS Bùi Xuân Nam và NK

3.2.2.2 Phân tích điều kiện áp dụng và hoàn thiện phân loại HTKT đã có

Trên cơ sở phân tích điều kiện áp dụng các phân loại HTKT các mỏ đá

đã có, dựa vào các đặc điểm phát triển mới của ngành; Luận án đề xuất phân loại HTKT các mỏ đá xây dựng theo các tiếu chí sau:

- Vị trí của mỏ so với mức thoát nước tự chảy;

- Phương thức khấu đá trên mặt cắt ngang;

- Phương thức, hướng vận chuyển, khả năng kết hợp giữa vận chuyển bằng trọng lực và cơ giới, bãi xúc chuyển;

- Khả năng khai thác chọn lọc;

- Vị trí bãi thải và phương pháp thoát nước

3.2.3 Đề xuất phân loại HTKT các mỏ đá xây dựng (Bảng 3.3)

3.3 Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp cho các mỏ đá dùng làm vật liệu xây dựng nằm cao hơn mức thoát nước tự chảy

3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp mở vỉa

3.3.1.1 Dạng tuyến đường hào khi khai thác các mỏ đá thuộc nhóm địa hình (a)

Khi khai thác các mỏ đá xây dựng khấu theo lớp bằng thuộc nhóm địa hình (a) thuận lợi hơn cả là sử dụng tuyến đường xoắn ốc khi vận tải bằng ô tô Chiều cao của núi đá có thể mở vỉa bằng hào xoắn ốc phụ thuộc vào diện tích chân núi Sd

(m2) và diện tích mặt bằng khai thác đầu tiên St (m2), góc dốc trung bình của sườn núi γ (độ)

Hx = - S , m

S Ctg

 (3.1)

Các thông số của tuyến đường hào có ảnh hưởng đến khối lượng đào hào

là chiều rộng nền hào b (m) và chiều cao hào hh (m), góc dốc bờ hào  (độ):

) - sin(

sin sin b

Hình 3.2 Sự phụ thuộc chiều cao

hào vào chiều rộng nền hào và góc

dốc trung bình của sườn núi