Đồ án khai thác mỏ: Thiết kế sơ bộ khai trường Mỏ Cóc Cánh 4 Mỏ Apatít Lào Cai và Nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác xúc của máy xúc 4,6 cho Mỏ Cóc Cánh 4 Mỏ Apatít Lào Cai.

MỤC LỤC PHẦN I : PHẦN CHUNG 11 THIẾT KẾ SƠ BỘ KHAI TRƯỜNG MỎ CÓC CÁNH 4 MỎ APATÍT LÀO CAI 11 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÙNG MỎ APATIT VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA KHOÁNG SÀNG 12 1.1. Tình hình chung của vùng mỏ 12 1.2. Đặc điểm địa chất của khoáng sàng 14 1.3 Địa chất thuỷ văn 18 1.4 Địa chất công trình 19 CHƯƠNG 2: NHỮNG SỐ LIỆU GỐC DÙNG LÀM THIẾT KẾ 23 2.1 Tổ chức công tác trên mỏ 23 2.2 Các chủng loại thiết bị sử dụng 23 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ 24 3.1. Mục đích và ý nghĩa của việc xác định biên giới mỏ 24 3.2. Xác định hệ số bóc giới hạn cho khai trường Mỏ Cóc Cánh 4: 24 3.3. Nguyên tắc xác định biên giới mỏ 25 3.4. Xác định chiều sâu khai thác hợp lý cho Mỏ Cóc Cánh 4 27 3.5. Điều chỉnh đáy mỏ 32 3.6. Xác định kích thước của khai trường Mỏ Cóc Cánh 4 32 3.7. Trữ lượng quặng và khối lượng đất đá bóc trong khai trường. 33 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MỞ VỈA 35 4.1 Khái niệm 35 4.2 Lập luận để chọn phương pháp mở vỉa cho khai trường Mỏ Cóc 35 4.3 Thiết kế tuyến đường hào mở vỉa 36 4.4 Khả năng thông qua của tuyến đường 38 4.5 Khối lượng xây dựng cơ bản 39 4.6 Chọn vị trí bãi thải 40 4.7 Phương pháp đào hào 40 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG KHAI THÁC ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ 42 5.1 Khái niệm 42 5.2 Đồng bộ thiết bị mỏ 42 5.3 Lựa chọn hệ thống khai thác Hiện nay có một số hệ thống khai thác có thể áp dụng cho khai trường mỏ Cóc như: 43 5.4 Các thông số của hệ thống khai thác 44 5.5 Xác định các thông số làm việc của khai trường 48 CHƯƠNG 6: SẢN LƯỢNG VÀ TUỔI MỎ 52 6.1 Khái nhiệm 52 6.2 Xác định sản lượng mỏ 52 6.3 Khối lượng hàng năm của mỏ 56 6.4 Tuổi mỏ 57 CHƯƠNG 7:CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ ĐỂ XÚC BÓC 59 7.1 Công tác khoan 59 7.3 Thông số khoan nổ mìn 64 7.4 Tính lượng thuốc nổ 66 7.5 Tính khối lượng đất đá nổ 67 7.6 Phương pháp nổ mìn 68 7.7 Thuốc nổ và phương tiện nổ 69 7.8 Nổ mìn phá đá quá cỡ 70 7.9 Khoảng cách an toàn khi nổ mìn 71 CHƯƠNG 8: CÔNG TÁC XÚC BỐC 73 8.1 Phương pháp xúc bốc và các thông số 73 8.2 Năng suất của máy xúc 74 8.3 Số máy xúc cần thiết để đảm bảo khối lượng mỏ 76 8.4 Hộ chiếu xúc 77 8.5 Tổ chức công tác xúc trên mỏ 77 8.6 Xúc đất đá sử dụng gương bên hông với giải khấu dọc 77 8.7 Sơ đồ máy xúc với gương dưới mức máy đứng 78 CHƯƠNG 9: CÔNG TÁC VẬN TẢI 81 9.1 Hình thức vận tải và thiết bị vận tải 81 9.2 Thiết kế đường vận tải 85 9.3 Năng lực thông qua và năng lực vận tải 86 CHƯƠNG 10: CÔNG TÁC THẢI ĐÁ 88 10.1 Công tác thải đá và phương pháp thải 88 10.2 Bảo vệ trượt lở khu vực chân bãi thải 89 10.3 Các thông số bãi thải 90 10.4 Thiết bị gạt 91 CHƯƠNG 11: CÔNG TÁC THOÁT NƯỚC 95 11.1 Tính toán lượng nước mưa chảy vào khai trường 95 11.2 Tính toán lượng nước ngầm chảy vào khai trường 95 11.3 Công tác thoát nước mỏ 96 CHƯƠNG 12: CUNG CẤP ĐIỆN 99 12.1 Nguồn cung cấp điện 99 12.2 Tính toán tiêu thụ điện năng 99 CHƯƠNG 13: AN TOÀN VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 101 13.1 An toàn mỏ 101 13.2 Các biện pháp bảo vệ môi trường 102 CHƯƠNG 14: TỔNG BÌNH ĐỒ VÀ CÁC CÔNG TRÌNH KỸ THUẬT TRÊN MẶT ĐẤT 103 14.1 Thành phần của xí nghiệp mỏ 103 14.2 Sơ đồ tổng mặt bằng 103 CHƯƠNG 15: KINH TẾ MỎ 104 15.1 Vốn đầu tư xây dựng cơ bản 104 15.2 Giá thành khai thác 1 m3 quặng và bóc 1 m3 đất đá 106 PHẦN CHUYÊN ĐỀ 118 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC XÚC BỐC CỦA MÁY XÚC 4,6 CHO KHAI TRƯỜNG 118 MỎ CÓC CÁNH 4 MỎ APATIT LÀO CAI 118 CHƯƠNG 1: TỔNG KẾT TÌNH HÌNH CÔNG TÁC XÚC BỐC Ở MỎ QUẶNG APATIT TRONG NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY 119 1.1. Các loại thiết bị xúc bốc đang sử dụng trên mỏ Cóc. 119 1.2. Tình hình sử dụng máy xúc 4,6 trên Khai trường Mỏ Cóc 119 1.3. Công tác xúc bốc trên khai trường Mỏ Cóc hiện nay 122 CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT CỦA MÁY XÚC 4,6 TRÊN KHAI TRƯỜNG MỎ CÓC 124 2.1. Các yếu tố tự nhiên 124 2.2. Các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng tới năng suất máy xúc 125 2.3. Các yếu tố tổ chức kinh tế 130 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO NĂNG SUẤT CỦA MÁY XÚC 4,6 CHO KHAI TRƯỜNG MỎ CÓC (C4) 131 3.1. Các giải pháp về kỹ thuật 131 3.2. Các giải pháp về công nghệ xúc 138 3.3. Các giải pháp về tổ chức kinh tế 141 CHƯƠNG 4 : ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ 143 4.1. Năng suất của máy xúc 143 4.2. Số máy xúc cần thiết cho Công ty 144 4.3. Tính toán hiệu quả kinh tế 144 KẾT LUẬN 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

NhËn xÐt cña gi¸o viªn ph¶n biÖn

MỤC LỤC

Phần I : Phần chung 11

Thiết kế sơ bộ Khai trờng mỏ cóc Cánh 4 Mỏ Apatít lào cai 11

Chơng 1: Giới thiệu chung về vùng mỏ apatit và đặc điểm địa chất của khoáng sàng 12

1.1 Tình hình chung của vùng mỏ 12

1.2 Đặc điểm địa chất của khoáng sàng 14

1.3- Địa chất thuỷ văn 18

1.4- Địa chất công trình 19

Chơng 2: Những số liệu gốc dùng làm thiết kế 23

2.1- Tổ chức công tác trên mỏ 23

2.2- Các chủng loại thiết bị sử dụng 23

Chơng 3: Xác định biên giới mỏ 24

3.1 Mục đích và ý nghĩa của việc xác định biên giới mỏ 24

3.2 Xác định hệ số bóc giới hạn cho khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4: 24

3.3 Nguyên tắc xác định biên giới mỏ 25

3.4 Xác định chiều sâu khai thác hợp lý cho Mỏ Cóc Cánh 4 27

3.5 Điều chỉnh đáy mỏ 32

3.6 Xác định kích thớc của khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4 32

3.7 Trữ lợng quặng và khối lợng đất đá bóc trong khai trờng 33

4.1 Khái niệm 35

4.2 Lập luận để chọn phơng pháp mở vỉa cho khai trờng Mỏ Cóc 35

4.3 Thiết kế tuyến đờng hào mở vỉa 36

4.4 Khả năng thông qua của tuyến đờng 38

4.5 Khối lợng xây dựng cơ bản 39

4.6 Chọn vị trí bãi thải 40

4.7 Phơng pháp đào hào 40

chơng 5: Hệ thống khai thác - Đồng bộ thiết bị 42

5.1- Khái niệm 42

5.2- Đồng bộ thiết bị mỏ 42

5.3 Lựa chọn hệ thống khai thác Hiện nay có một số hệ thống khai thác có thể áp dụng cho khai trờng mỏ Cóc nh: 43

5.4 Các thông số của hệ thống khai thác 44

5.5- Xác định các thông số làm việc của khai trờng 48

Chơng 6: Sản lợng và tuổi mỏ 52

6.1- Khái nhiệm 52

6.2- Xác định sản lợng mỏ 52

6.3- Khối lợng hàng năm của mỏ 56

6.4- Tuổi mỏ 57

Chơng 7:Chuẩn bị đất đá để xúc bóc 59

7.1- Công tác khoan 59

7.3- Thông số khoan nổ mìn 64

7.4- Tính lợng thuốc nổ 66

7.5- Tính khối lợng đất đá nổ 67

7.6- Phơng pháp nổ mìn 68

7.7- Thuốc nổ và phơng tiện nổ 69

7.8- Nổ mìn phá đá quá cỡ 70

7.9- Khoảng cách an toàn khi nổ mìn 71

Chơng 8: Công tác xúc bốc 73

8.1- Phơng pháp xúc bốc và các thông số 73

8.2- Năng suất của máy xúc 74

8.3- Số máy xúc cần thiết để đảm bảo khối lợng mỏ 76

8.4- Hộ chiếu xúc 77

8.5- Tổ chức công tác xúc trên mỏ 77

8.6- Xúc đất đá sử dụng gơng bên hông với giải khấu dọc 77

8.7- Sơ đồ máy xúc với gơng dới mức máy đứng 78

Chơng 9: Công tác vận tải 81

9.1- Hình thức vận tải và thiết bị vận tải 81

9.2- Thiết kế đờng vận tải 85

9.3- Năng lực thông qua và năng lực vận tải 86

Chơng 10: Công tác thải đá 88

10.1- Công tác thải đá và phơng pháp thải 88

10.2- Bảo vệ trợt lở khu vực chân bãi thải 89

10.3- Các thông số bãi thải 90

10.4 - Thiết bị gạt 91

Chơng 11: Công tác thoát nớc 95

11.1- Tính toán lợng nớc ma chảy vào khai trờng 95

11.2- Tính toán lợng nớc ngầm chảy vào khai trờng 95

11.3- Công tác thoát nớc mỏ 96

Chơng 12: Cung cấp điện 99

12.1- Nguồn cung cấp điện 99

12.2- Tính toán tiêu thụ điện năng 99

Chơng 13: An toàn vệ sinh công nghiệp 101

13.1 - an toàn mỏ 101

13.2 Các biện pháp bảo vệ môi trờng 102

Chơng 14: Tổng bình đồ và các công trình kỹ thuật trên mặt đất 103

14.1- Thành phần của xí nghiệp mỏ 103

14.2- Sơ đồ tổng mặt bằng 103

Chơng 15 : Kinh tế mỏ 104

15.1- Vốn đầu t xây dựng cơ bản 104

15.2 - Giá thành khai thác 1 m 3 quặng và bóc 1 m 3 đất đá 106

Phần chuyên đề 118

nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác xúc bốc của máy xúc - 4,6 cho khai trờng 118

mỏ cóc cánh 4 - mỏ apatit lào cai 118

Chơng 1: Tổng kết tình hình công tác xúc bốc ở mỏ quặng apatit trong những năm gần đây 119

1.1 Các loại thiết bị xúc bốc đang sử dụng trên mỏ Cóc 119

1.2 Tình hình sử dụng máy xúc -4,6 trên Khai trờng Mỏ Cóc 119

1.3 Công tác xúc bốc trên khai trờng Mỏ Cóc hiện nay 122

Chơng 2: các yếu tố ảnh hởng tới năng suất của máy xúc  - 4,6 trên khai trờng Mỏ cóc 124

2.1 Các yếu tố tự nhiên 124

2.2 Các yếu tố kỹ thuật ảnh hởng tới năng suất máy xúc 125

2.3 Các yếu tố tổ chức kinh tế 130

Chơng 3: Lựa chọn giải pháp nhằm nâng cao năng suất

của máy xúc  - 4,6 cho khai trờng mỏ cóc (C 4 ) 131

3.1 Các giải pháp về kỹ thuật 131

3.2 Các giải pháp về công nghệ xúc 138

3.3 Các giải pháp về tổ chức kinh tế 141

Chơng 4 : đánh giá hiệu quả 143

4.1 Năng suất của máy xúc 143

4.2 Số máy xúc cần thiết cho Công ty 144

4.3 Tính toán hiệu quả kinh tế 144

Kết luận 149

Tài liệu tham khảo 150

Lời nói đầu

Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nớc thì nền công

nghiệp khai thác mỏ đóng góp một phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Để tận thu khoáng sản có ích nằm sâu trong lòng đất một cách có hiệu

quả, đòi hỏi phải có một đội ngũ cán bộ - kỹ s đợc trang bị đầy đủ những kiến

thức khoa học- kỹ thuật

Hiện nay khai thác quặng Apatit Lào Cai là một trong những nhiệm vụ

quan trọng trong công tác khai thác khoáng sản của đất nớc Apatit vừa là

nguyên liệu xuất khẩu, vừa là nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy sản xuất

phân bón hóa học trong cả nớc Do tình hình sản xuất của mỏ còn nhiều hạn chế

dẫn đến hiệu quả năng suất khai thác cha cao Nguyên nhân chủ yếu là do các

khâu công nghệ trong sản xuất của mỏ còn cha đợc đầu t hiện đại, cha tính toán

áp dụng thực tiễn các phơng pháp khoan nổ mìn tiên tiến nhất

Với số liệu và tình hình khai thác thực tế thu đợc trong quá trình thực tập

trên mỏ Apatit Lào Cai em đợc bộ môn giao cho đề tài thiết kế đồ án tốt nghiệp

gồm 2 phần chính:

Phần chung: Thiết kế sơ bộ khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4- Mỏ Apatít

Lào Cai

Phần chuyên đề: Nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công

tác xúc của máy xúc - 4,6 cho Mỏ Cóc Cánh 4 - Mỏ Apatít Lào Cai.

Trong quá trình làm đồ án em đợc sự hớng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy

giáo PGS.TS Bùi Xuân Nam và các thầy, cô giáo trong bộ môn Khai thác lộ

thiên, cán bộ công nhân viên Công ty Apatit Việt Nam Nhng do khả năng và

thời gian còn hạn chế, nên bản đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi sai sót Kính

mong thầy giáo, cô giáo trong bộ môn và bạn đọc đóng góp ý kiến để bản đồ án

tốt nghiệp của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Khai thác

lộ thiên, cán bộ công nhân viên Công ty TNHH một thành viên Apatit Việt Nam

Hơn nữa em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bùi Xuân Nam đã hớng dẫn

PhÇn I : PhÇn chung

ThiÕt kÕ s¬ bé Khai trêng má cãc C¸nh 4 Má ApatÝt lµo cai

Chơng 1 Giới thiệu chung về vùng mỏ apatit và đặc điểm địa

chất của khoáng sàng

1.1 Tình hình chung của vùng mỏ

1 1.1- Vị trí địa lý vùng mỏ Apatit

Mỏ Apatit Lào Cai thuộc tỉnh Lào Cai, mỏ nằm ở hữu ngạn sông Hồng,nằm ở vùng Tây Bắc nớc ta Mỏ cách Hà Nội 300 km Khoáng sàng Apatit có độdài hơn 100 km kéo dài từ Lũng Pô- Bát Xát đến Bảo Hà- Bảo Yên, chiều rộngthay đổi từ 1 4 km Khoáng sàng Apatit là tập hợp của các lộ đá Apatit đã biếnchất của điệp Kốc San, phân bố hầu nh liên tục dọc theo bờ hữu ngạn sôngHồng

Khoáng sàng Apatit đợc chia làm 3 khu vực

- Khu trung tâm: Bát Xát- Ngòi Bo, hiện đang khai thác

- Khu Ngòi Bo- Bảo Hà

Đờng sắt quốc gia kéo dài từ Hà Nội đến Lào Cai dài 290 km Vùng mỏ

có tuyến đờng sắt "Công nghệ" dài gần 50 km Chuyên chở quặng từ ga 2, ga 3

và ga Mỏ Cóc đi nhà máy tuyển Tằng Loỏng

Đờng thủy có sông Hồng, sông Chảy chủ yếu là vận chuyển lâm sản do cónhiều thác ghềnh Đó là tiềm năng lớn cho sau này nếu Mỏ Apatit có nhu cầutăng nhu cầu vận tải

1.1.3- Khí hậu

1- Nhiệt độ: Vùng mỏ có khí hậu lục địa, gió mùa chia làm 2 mùa rõ rệt:

Mùa khô hanh và mùa ma Mùa khô hanh từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau Mùa

ma từ tháng 4 đến tháng 9 cùng năm

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng và trong ngày khá lớn, mùa đôngthờng rất lạnh, từ 8  200 có khi xuống 10 hoặc 20 Mùa ma chịu sự ảnh hởngkhắc nghiệt của thời tiết.

2- Lợng ma: Lợng ma đợc tính bằng mm trung bình nhiều năm về hai mùa

Độ ẩm cao nhất trong năm 97,5%

Độ ẩm thấp nhất trong năm 67,9%

d- áp suất không khí

Đại lợng tối đa 1039 mm bar

Đại lợng tối thiểu 991 mm bar

e- Gió và hớng gió

Vùng mỏ ít có gió bão, thỉnh thoảng có gió lốc xoáy tốc độ khá lớn có thể làm

đổ cây, tốc mái nhà cấp 4 Gió có hớng Đông Bắc và Tây Nam

Tốc độ gió lớn nhất trong năm 20m/giây

Tốc độ gió nhỏ nhất trong năm 0,72,7 m/giây

Hiện nay trong tỉnh Lào Cai đã mở ra các khu công nghiệp và thơng mại

nh : Bắc Duyên Hải, Tằng Loỏng, Kim Thành

1.1.5- Cung cấp năng lợng và nớc

Hiện nay theo Hiệp ớc tiểu vùng sông Mê Kông mở rộng về trao đổi điệnnăng trong vùng từ năm 2004 tỉnh Lào Cai sử dụng điện từ tỉnh Vân Nam- TrungQuốc để sinh hoạt và sản xuất, kinh doanh

Nớc cung cấp cho mỏ chủ yếu là ngòi Đờng, ngòi Bo, ngòi Đông Hồ MỏCóc sử dụng nớc từ ngòi Đờng và các nhánh của nó

2- Văn hóa: Do có sự giao lu và quen thuộc với công tác khai thác mỏ

Công ty Apait Việt Nam, nói chung bà con dân tộc trong vùng đã sống chung vớicông nghiệp nhiều năm nên trình độ dân trí đã phát triển nâng cao nhất định.Hơn thế nữa do ánh sáng của Đảng đã đến tận bản, làng nên trình độ dân trí của

địa hình nhô cao và thấp dần về phía hai đầu, chia làm 3 khu vực địa hình

- Khu vực núi cao trên 600 m

- Khu vực trung bình từ 200  600 m

- Khu vực thấp dới 200 m

Với đặc điểm địa hình chia cắt nh trên sẽ gây nhiều khó khăn cho việc mở

1.2.3- Cấu trúc địa chất khu mỏ

Theo Kanmucop A.F thì điệp Kốc San (KS) gồm 9 tầng ký tự từ KS1 

KS9 Trên tờ bản đồ tỷ lệ 1:10.000 có các tầng liên quan đến quặng Apatit đó làcác tầng KS4, KS5, KS6, KS7

Dựa vào hàm lợng P2O5 trong quặng mà chia ra làm 4 loại quặng Quặng 1(QI), quặng 2 (QII), quặng 3 (QIII) và quặng 4 (QIV) Nằm trong mức phong hóa

có QI và QIII, nằm dới mức phong hóa có QII và QIV

Điệp Kốc San gồm các đá cacbonat, thạch anh biến chất ở các mức độkhác nhau

Khu khai trờng mỏ Cóc chỉ có từ KS2  KS8

Bảng 1.2- Cột địa tầng điệp Kốc San

Tầng diệp thạch Cacbonat thạch

anh-mica than và diệp thạch, thạch anh

cacbonat chứa apatit

5 Tầng quặng apatit, apatit cacbonat KS5 3  12

6 Tầng diệp thạch apatit cacbonat thạch

anh mica, diệp thạch cacbonat thạch

anh mica chứa apatit

7 Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh

8 Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh KS8 180  250Quặng 1: Là quặng apatit đơn khoáng và apatit chứa thạch anh quặng mềm hoặcnửa cứng màu xám nhạt, quặng nằm ở tầng KS5 trên mức phong hóa

Quặng 2: Là quặng apatit domolit thạch anh canxit, quặng cứng và có mầu xám,nằm trong tầng KS5 dới mức phong hóa

Quặng 3: Là quặng apatit thạch anh mutcovit, quặng mềm hoặc nửa cứng cómầu xám, nâu hay nâu nhạt Quặng 3 nằm trên mức phong hóa, tầng KS4, KS6,

KS7

Quặng 4: Là quặng apatit domolit thạch anh và apatit thạch anh mutcovit Quặngnửa cứng hoặc bở rời, màu xám nâu, nâu nhạt hoặc vàng nhạt

Bảng 1.3- Thành phần khoáng vật và hóa học các loại quặng

STT Nội dung Q I Q II Q III -KS 4 Q III - KS 6 Q IV

Các đá Lamprofia xâm nhập chia cắt, kích thớc mạch thay đổi từ vài chục

cm đến vài chục mét, có khi hàng trăm mét đến hàng nghìn mét, phổ biến nhất làcác mạch xâm nhập có chiều dày 23 m Hầu hết chúng đều có phơng vị trùngvới phơng vị của vỉa đá gốc

- Mạch nhiệt dịch: Trong khu mỏ gặp nhiều mạch canxit- thạch anh có bềdày chừng vài cm Các mạch thạch anh có bề dày lơn hơn có khi đạt đến 0,2 0,5 m Trong một số mạch thạch anh và Lamprofia thấy có khoáng hoá pyrit

- Đứt gãy: Hệ thống đứt gãy phát triển trong khu mỏ phát triển mạnh, cóloại đứt gãy điển hình

+ Hệ thống đứt gãy theo phơng uốn nếp: Loại này chiếm chủ yếu trongvùng, kéo dài từ 300 m đến hàng nghìn mét

+ Hệ thống đứt gãy nham thạch: Có phơng gần nh vuông góc với đờng

ph-ơng của nham thạch, đứt gãy này nhỏ, cự ly dịch chuyển 2  3 m có thể là đứtgãy thuận hoặc nghịch Đứt gãy này làm dịch chuyển thân quặng nhng không

ảnh hởng đến trữ lợng mà chỉ ảnh hởng đến công tác thăm dò

+ Hệ thống đứt gãy chờm: Gây khó khăn cho công tác thăm dò và làm ảnhhởng tới trữ lợng Chúng thờng xuất hiện nơi thân quặng nằm ngang hoặc hơithoải, làm cho chiều dày thân quặng không ổn định và để lại các ô không liêntục bám quanh đờng đứt gãy

Ngoài ra còn có các khối trợt nằm phủ lên trên nền đất đá gây khó khănkhi tổng hợp tài liệu thăm dò

- Phong hoá hoá học: Nguyên nhân chủ yếu tạo ra ranh giới các loại quặng

và phân bố quặng Quá trình rửa lũa cơ học do nớc thẩm thấu, gió, rễ thực vậtv.v các đá gần mặt đất bị phong hoá, chiều sâu phổ biến từ 50  80 m, sâunhất là 110 m Tuỳ theo điều kiện địa hình, những nơi có địa hình cao và bị chiacắt thì lớp phong hoá dày và ngợc lại

1.3- Địa chất thuỷ văn

- Suối Cóc rộng từ 5  20 m sâu 0,3  1 m, độ dốc lòng suối 5 100, lu ợng lớn nhất vào mùa ma 528,8 l/s và nhỏ nhất vào mùa khô 129 l/s

l Suối Pèng rộng từ 10 30 m, độ dốc lòng suối 10 150, lu lợng lớn nhấtvào mùa ma 2251,32 l/s và nhỏ nhất vào mùa khô 408 l/s

- Ngòi Đờng rộng từ 10  50 m có chỗ 100 m, sâu từ 0,5  2 m, lu lợnglớn nhất vào mùa ma 3672,01 l/s và nhỏ nhất vào mùa khô 1797 l/s

Những con suối này thờng có lũ đột ngột, thời gian lũ từ 2  4 h, chênhlệch mực nớc tối đa là 2 m đến độ cao tuyệt đối 120 m Ngoài ra trong suối còn

có các lạch nhỏ lu lợng thờng xuất hiện vào mùa ma và sau những cơn ma lu ợng tổng cộng 33 l/s

l-1.3.2- Đặc điểm nớc dới đất

Nớc dới đất nằm trong 2 đơn vị chứa nớc: Tầng chứa nớc aluvi (ALQ) vàphức hệ chứa nớc điệp Kốc San (T1KS)

- Tầng chứa nớc aluvi (ALQ): Tầng này tạo thành dải hẹp trong các thunglũng suối Pèng, suối Cóc và ngòi Đờng do cuội, sỏi, đá, sét cấu thành, chiều dàytrung bình 7 m, mực nớc tĩnh thay đổi từ 0,6  1,2 m và có quan hệ mật thiết vớinớc mặt Nói chung tầng này ít ảnh hởng đến công tác khai thác

- Phức hệ chứa nớc điệp Kốc San (T1KS): Phức hệ này bao trùm toàn bộkhu mỏ trong đó các tầng ít ảnh hởng là KS2-3-4-5, KS7 ảnh hởng là KS6, KS8

+ Tầng KS8: Chiếm toàn bộ phần trung tâm mỏ với chiều dài 4000 mchiều rộng 100  200 m, chiều dày trung bình 200 m Trong những lỗ khoangặp nớc áp lực phun khỏi mặt địa hình 0,9  1,9 m Lu lợng thay đổi đột ngột từ4,04  22,20 l/s Hệ số thấm K dao động từ 2,15  4,27 m/ngđ, nớc không cóquan hệ với nớc mặt

+ Tầng KS6: Chiều rộng từ 20  140 m, chiều dày trung bình 35 m

1.4.1- Đới đất phủ

Lộ ra trên mặt và phân bố khắp nơi Thành phần là sét và sét pha lẫn dămsạn đá gốc phong hoá nguồn gốc eluvi hay eluvi- deluvi Chiều dày 1  15 m,trung bình 10 m Đất có màu xám, xám vàng, bị laterit hoá nhẹ Hàm lợng nhómhạt cát 47,26%; hạt bụi 24,37%; hạt sét 28,37% Phân tích 13 mẫu trị số dungtrọng tự nhiên từ 1,49 1,83 g/cm3; trung bình 1,66 g/cm3; tỷ trọng từ2,642,76 g/cm3; trung bình 2,7 g/cm3; lực dính kết 0,07  0,25; trung bình0,16 KG/cm3 tơng ứng với góc ma sát trong từ 20007’ 41056’ trung bình

ơng ứng còn 0,15KG/cm2 và 14014’ khi cắt trong điều kiện bão hoà nớc

K g/cm 3

Δ g/cm 3 

Cắt tự nhiên Cắt bão hoà

K m/ng

C KG/cm 2

φ 0

độ

C bh KG/cm 2

φ 0 bh

độ Lớp

1.4.2- Đới đá gốc phong hoá mạnh

Nằm dới lớp phủ Đệ Tứ và các bãi chứa quặng đã khai thác, đất đá thải

Đá vây quanh là đá phiến sét khi phong hoá nhìn bề ngoài giống nh sét, sét phamềm bở, dễ bóp vỡ bằng tay, cát kết tựa nh cát pha nhng còn giữ nguyên mặtlớp Đá Lamprofia bị caolin hoá mạnh, không phân lớp Quặng phong hoá đợclàm giàu tự nhiên thuộc loại I và III chất lợng cao Nhiều khe nứt và mặt lớp, mặttiếp xúc giữa đá macma và đá trầm tích bị xoá mờ do bị lấp đầy vật chất sét.Chiều dày từ 10  45 m, trung bình 32 m

Tính chất vật lý và sức bền cơ học của đất đá thuộc đới này tơng tự nh đấtlớp phủ Thậm chí đất phong hoá từ các tầng đá mẹ Kốc San khác nhau cũng cónhững tính chất cơ lý gần giống nhau

Qua thí nghiệm trên 68 mẫu cho ra kết quả trung bình nh sau: Độ ẩm tơng

đối thấp 17  21%, trung bình 18,6% Dung trọng tự nhiên 1,91  2,06 g/cm3,trung bình 2,0 g/cm3, sau khi sấy khô làm mất nớc chỉ còn 1,63  1,76 g/cm3,trung bình 1,68 g/cm3 Tỷ trọng 2,73  2,78 g/cm3; trung bình 2,75 g/cm3 Hệ sốhổng tơng đối lớn 0,55  0,71; trung bình 0,63 chứng tỏ đất xốp, ở trạng tháikhông bị nén chặt Sức kháng cắt tuỳ thuộc vào độ ẩm Lực dính kết trung bình0,271 KG/cm2 và góc ma sát trong 26005’ khi cắt ở độ ẩm tự nhiên và giảm tơngứng 0,234 KG/cm2 và 22047’ khi cắt ở độ ẩm bão hoà Hệ số thấm từ 0,02 

Đất đá thờng mềm rời, sức bền cơ học thấp Tơng đối thuận lợi cho việckhai đào mở moong khai thác quặng nhng dễ mất ổn định, nhất là về mùa ma

Bảng 1.6- Đặc trng cơ lý của đất đá đới phong hoá mạnh

Cắt tự nhiên Cắt bão hoà

K m/ng

C KG/cm 2

φ 0

độ

C bh KG/cm 2

φ 0 bh

trung

bình

18,6 2,0 1,68 2,75 0,63 0,271 27 0 53’ 0,234 22 0 47’ 0,163

1.4.3- Đới đá gốc phong hoá yếu

Nằm dới đới phong hoá mạnh với ranh giới chuyển tiếp không rõ rệt,mang tính quy ớc Thành phần thạch học nh khối II, chủ yếu là đá phiến, đámạch Lamprofia và quặng apatit Khó bóp vỡ bằng tay Tốc độ khoan tơng đốinhanh 1  2 m/h Mẫu lõi khó lấy nguyên dạng, thờng bị vỡ thành từng mảnhvụn, cục nhỏ Các khe nứt đợc lấp đầy bởi vật chất sét Chiều dày từ 7,4  57,3m; trung bình 24,4 m

Đặc trng là khối đá vẫn giữ nguyên khối về cấu trúc nhng mối liên kếtgiữa các hạt bị suy giảm hơn nhiều so với đá tơi cha bị phong hoá Vì vậy xếpchúng vào loại đá nửa cứng Dung trọng 1,85  2,73 trung bình 2,07 g/cm3 Tỷtrọng 2,76  3,08 trung bình 2,88 g/cm3 Cờng độ kháng nén từ 59  306KG/cm2, trung bình 147 KG/cm2 Cờng độ kháng kéo từ 7  11 (40), trung bình

22 KG/cm2 Lực dính kết 13,1  91,5 KG/cm2, trung bình 42 KG/cm2 tơng ứngvới góc ma sát trong 28050’  34023’, trung bình 31050’

Đới đá gốc phong hoá yếu có cờng độ chịu tải tơng đối cao, ít bị biến dạngnén dới tác dụng tải trọng ngoài, đảm bảo an toàn đối với sự hoạt động của máymóc thiết bị và các công trình xây dựng trên mặt nhng dễ bị biến dạng trợt theomặt khe nứt yếu

Bảng 1.7- Đặc trng cơ lý của đá nửa cứng

g/cm 3

Δ g/cm 3

n KG/cm 2

k KG/cm 2

C KG/cm 2

1.4.4- Đới đá cứng cha bị phong hoá

Nằm dới cùng và phân cách với đới III bởi ranh giới phong hoá hoá học,bao gồm các tầng Kốc San chứa quặng 2, 4 và không quặng Thành phần chính

là đá phiến sét xericit thạch anh- cacbonat- apatit- mica- than bị xuyên cắt bởicác đai mạch Lamprofia Đá rắn chắc ít nứt nẻ Tốc độ khoan không quá 1m/h.Mẫu lõi lấy thành thỏi 20  40 cm Nhiều khi bị gãy theo mặt phân lớp và khenứt Mật độ khe nứt trung bình 3,14 khe nứt/m

Trị số dung trọng tự nhiên 2,72  2,95 trung bình 2,8 g/cm3 Tỷ trọng 2,8

 3,05 g/cm3 trung bình 2,87 g/cm3 Cờng độ kháng nén cao do đá bị biến chấtnén ép mạnh, thay đổi trong phạm vi từ 720  1738 KG/cm3;trung bình 1185KG/cm2 Cờng độ kháng kéo từ 95  122 (167); trung bình 130 KG/cm2 Lựcdính kết từ 260  660; trung bình 424 KG/cm2, tơng ứng góc ma sát trong từ

0

độ

Khe nứt Số

khe nứt/m

Khoảng cách tb m

Nh vậy địa chất công trình khu mỏ khá phức tạp Sự hình thành tính chất cơ

lý không chỉ phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc địa chất, thành phần thạch khoáng vật, quá trình tạo đá và biến đổi sau tạo đá mà còn chịu tác động bởi một

học-tổ hợp các yếu tố tự nhiên và nhân tạo Nh vậy đánh giá mức độ ổn định các sờndốc và mái dốc cần xem xét tổng hợp các điều kiện, yếu tố có thể ảnh hởng hoặclàm thay đổi chúng

Chơng 2 Những số liệu gốc dùng làm thiết kế 2.1- Tổ chức công tác trên mỏ

2.1.1- Chế độ công tác

Theo biểu đồ lập lịch kế hoạch làm việc các ngày trong năm, một ngày có

3 ca liên tục (1 ca = 8 giờ)

2.1.2- Số ngày làm việc trong năm

- Số ngày làm việc của khai trờng

+ Tổng số ngày trong năm: 365 ngày

+ Số ngày ngừng làm việc: 85 ngày

Trong đó: Nghỉ chủ nhật:52 ngày

Nghỉ lễ tết: 8 ngày

Nghỉ do thời tiết: 25 ngày

Do vậy tổng số ngày làm việc của khai trờng là: 280 ngày

- Số ngày làm việc trong năm của thiết bị

(280-60).0,95=209 ngàyTrong đó:

60: Số ngày ngừng làm việc để sửa chữa

0,95: Hệ số xét đến tổn thất thời gian làm việc

- Số ca làm việc trong ngày đêm

+ Khâu khoan nổ: 3 ca/ ngày đêm

+ Khâu xúc bốc, vận tải: 3 ca/ ngày đêm

+ Khâu sửa chữa thiết bị: 2 ca/ ngày đêm

+ Hành chính sự nghiệp: 1 ca/ ngày đêm

2.2- Các chủng loại thiết bị sử dụng

- Thiết bị khoan: CБY-100Г

- Thiết bị xúc bốc: ЭKҐ- 4,6; CAT- 345B

- Thiết bị vận tải: CAT- 725

- Thiết bị thải đá: Máy gạt T- 130

- Máy nén khí: ПB-10

- Vật liệu nổ:

+ Chất nổ: AD-1

+ Phơng tiện nổ: Kíp nổ đốt, kíp nổ điện, kíp vi sai, dây cháy chậm, dây

nổ thờng, dây nổ chịu nớc

Chơng 3 Xác định biên giới mỏ 3.1 Mục đích và ý nghĩa của việc xác định biên giới mỏ

Việc khai thác khoáng sản có ích chỉ có thể khai thác bằng phơng pháp lộthiên hay hầm lò hoặc kết hợp cả hai phơng pháp lộ thiên ở trên và hầm lò ở dới

Những vỉa khoáng sàng nằm sâu trong lòng đất chiều dày lớp đất phủ lớn,chiều dày vỉa mỏng thờng đợc khai thác bằng phơng pháp hầm lò mang lại lợiích tối đa nhất.

Những khoáng sàng có vỉa dốc thoải, nằm ngang chiều dày lớp đất phủnhỏ, chiều dày vỉa lớn Khoáng sàng có dạng ổ quặng tập trung thành khối lớn,nằm gần mặt đất thờng đợc khai thác bằng phơng pháp lộ thiên Ngoài ra phơngpháp lộ thiên còn đợc áp dụng để khai thác khoáng sàng sa khoáng, khai thácbằng sức nớc

Trong mọi trờng hợp nhất định khai thác lộ thiên chỉ có một giới hạn nhất

định Tại vị trí không gian của khoáng sàng mà việc khai thác lộ thiên không cònhiệu quả gọi là biên giới của mỏ Biên giới mỏ lộ thiên bao gồm biên giới trênmặt đất và biên giới theo chiều sâu

Biên giới theo điều kiện tự nhiên là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên cóthể khai thác đợc toàn bộ trữ lợng trong bảng cân đối của khoáng sàng mà vẫn

đem lại hiệu quả kinh tế và không vợt qua ngoài khả năng kỹ thuật đợc trang bị

nh chiều dày vỉa, độ dốc của vỉa, chất lợng loại khoáng sàng có ích, điều kiện địahình, chiều dày lớp đất đá phủ và tính chất cơ lý của đất đá

Biên giới theo điều kiện kỹ thuật là phạm vi cuối cùng của khoáng sàng cóthể tiến hành bằng phơng pháp lộ thiên trong điều kiện trang bị cho phép

Biên giới theo điều kiện kinh tế là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên cóthể mở rộng phạm vi hoạt động tới đó với một hiệu quả kinh tế nhất định, theo

điều kiện giá thành quặng khai thác không vợt quá giá thành cho phép vốn đầu tcơ bản, tác động của các yếu tố thời gian, tiến độ kỹ thuật, sản lợng mỏ, tổn thất

và làm nghèo quặng, phơng pháp khai thác

Việc áp dụng hợp lý biên giới mỏ lộ thiên mang lại hiệu quả kinh tế rấtlớn cho công tác khai thác mỏ

3.2- Xác định hệ số bóc giới hạn cho khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4:

Hệ số bóc giới hạn còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý là khối lợng đất đáphải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn vị khối lợng quặng với giá thành bằng giáthành cho phép

Hệ số bóc giới hạn còn là một chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật quan trọng của mỏ

lộ thiên, có ý nghĩa quyết định trong việc xác định biên giới mỏ, xây dựng kếhoạch sản xuất lâu dài và ngắn hạn cho mỏ Hệ số bóc giới hạn đợc xác địnhgián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế tính toán của mỏ lộ thiên Chủ yếu phụ thuộcvào điều kiện kinh tế và kỹ thuật có giá trị khác nhau ở từng thời điểm khácnhau

Trong trờng hợp tổng quát hệ số bóc giới hạn đợc xác định theo công thứcsau

/tấn.

m

; /m m

; b

a G

Gcp: Giá thành cho phép khai thác khoáng sản có ích

Gcp=354.000 đ/tấn (giá thành cho phép khai thác 1 tấn quặng 1 hoặcquặng 2)

a: Chi phí khai thác 1 tấn quặng a=105.000 đ/tấn

b: Chi phí bóc 1m3 đất đá thuần tuýb=31.500 đ/ m3

/tấn m 7,90 31.500

10 4.

3

gh  5 000 5 000 

Hay: Kgh = 7,9 x 2,56 = 20,24 m3/ m3 (Thể trọng quặng 1 và 2: d = 2,56 tấn/m3)

3.3- Nguyên tắc xác định biên giới mỏ

3.3.1- Lựa chọn nguyên tắc xác định

Ngạch chi phí tổng quát của khai thác lộ thiên chủ yếu phụ thuộc vào hệ

số bóc Mỏ lộ thiên chỉ có thể hoạt động có hiệu quả khi hệ số bóc sản xuất của

nó nhỏ hơn hoặc chí ít bằng hệ số bóc giới hạn Bởi vậy, biên giới cuối cùng của

mỏ lộ thiên đợc xác định trên cơ sở so sánh các hệ số bóc của mỏ với hệ số bócgiới hạn và gọi đó là nguyên tắc xác định biên giới mỏ

Theo tài liệu “Thiết kế mỏ lộ thiên” của PGS.TS Hồ Sỹ Giao đa ra 5nguyên tắc xác định biên giới mỏ nh sau

K K K

Trong đó: Kgh, Ktb, Kbg, Kt, Ksx, Ko là hệ số bóc giới hạn, trung bình, biêngiới, thời gian, sản xuất và ban đầu của mỏ Đơn vị tính bằng m3/ m3; m3/tấn; tấn/tấn

Khai trờng mỏ Cóc đối tợng khai thác chủ yếu là quặng I tầng KS5 vớihàm lợng 37,36% P2O5; quặng II với hàm lợng 28,45% P2O5

Với vỉa quặng dốc đứng, chiều dày vỉa ít thay đổi do đó ta chọn nguyên tắc

Kgh  Kbg để xác định biên giới khai trờng mỏ Cóc nằm đảm bảo nguyên tắcsau

- Tổng chi phí cho toàn bộ khoáng sàng là nhỏ nhất

- Giá thành sản xuất trong mọi giai đoạn khai thác phải nhỏ hơn hay tối đabằng giá thành cho phép

- Cơ sở nguyên tắc Kgh  Kbg là xuất phát từ việc tính toán mức tiết kiệmchi phí sản xuất tối đa hoặc tổng chi phí để khai thác toàn bộ khoáng sàng là tốithiểu

3.3.2- Nội dung phơng pháp xác định biên giới mỏ dựa trên nguyên tắc K gh  K bg

Có hai phơng pháp để xác định biên giới mỏ đó là phơng pháp giải tích vàphơng pháp đồ thị Căn cứ và đặc điểm địa chất của khoáng sàng ta sử dụng ph-

ơng pháp đồ thị để xác định biên giới mỏ

Phơng pháp đồ thị đợc tiến hành đo vẽ trực tiếp trên các lát cắt địa chất vàdùng phơng pháp đồ thị để xác định chiều sâu mỏ

Nội dung của phơng pháp đồ thị đợc xác định nh sau:

- Trên các lát cắt địa chất kẻ các đờng song song nằm ngang, khoảng cách

- Từ giao điểm của các đờng nằm ngang với vách và trụ vỉa kẻ các đờngxiên biểu thị bờ dừng phía vách và bờ dừng phía trụ của vỉa với góc ổn định đãchọn.

- Tiến hành đo diện tích quặng và diện tích đất đá tơng ứng nằm giữa hai

bờ mỏ liên tiếp với tất cả các tầng và xác định hệ số bóc biên giới

3

3 / , Δ

Δ

m m

P

V

Kbg 

Trong đó:

V: Diện tích đất đá bóc

P: Diện tích quặng tơng ứng

- Vẽ biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn và hệ số bócbiên giới Hoành độ giao điểm giữa hai đờng biểu diễn là độ sâu cuối cùng cầnxác định trên lát cắt đó

- Vẽ lát cắt dọc dựa trên cơ sở xác định chiều sâu cuối cùng trên các látcắt dọc, ngang và điều chỉnh

3.3.3- Lựa chọn góc nghiêng bờ mỏ ( Bờ dừng khi kết thúc)

- Góc nghiêng bờ mỏ tuỳ theo tính chất sử dụng khác nhau và phải chọnsao cho phù hợp với tính chất cơ lý của đá đất trong bờ, cấu tạo địa chất thuỷvăn; và thời gian phục vụ mỏ

Song góc nghiêng bờ dừng phải đảm bảo điều kiện sau:

+ Đảm bảo tính ổn định của bờ mỏ

+ Đảm bảo điều kiện sử dụng kỹ thuật của bờ ( các đai dọn sạch, đai bảo

3.4- Xác định chiều sâu khai thác hợp lý cho Mỏ Cóc Cánh 4

* Để xác định biên giới dựa vào phơng pháp đồ thị

Trên bản đồ địa chất ta chọn các tuyến mặt cắt 8- 10; 10- 12; 12- 14; 14- 16 củakhai trờng Mỏ Cóc Cánh 4

* Trình tự công tác tiến hành nh sau:

- Dựa vào các lát cắt đặc trng, xây dựng từ tài liệu địa chất trên 4 tuyếnmặt cắt đã chọn kẻ các đờng song song nằm ngang, khoảng cách các tầng lấybằng chiều cao tầng khai thác (H = 10m)

- Từ giao điểm của đờng nằm ngang với vách kẻ các đờng xiên biểu thị bờdừng phía vách và phía trụ

- Tiến hành đo khối lợng đất đá phải bóc và khối lợng quặng tơng ứngkhai thác đợc nằm giữa hai bờ mỏ liên tiếp và xác định hệ số bóc biên giới

) /m (m

; P

V

i

i bg

P: ThÓ tÝch quÆng t¬ng øng thø i.

Tầng Quặng I Quặng II Quặng III (m 3 ) Đất đá K bg khai thác (m 3 ) (m 3 ) KS 4 KS 6 Cộng (m 3 ) (m 3 /m 3 )

3.6- Xác định kích thớc của khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4

3.6.1- Kích thớc khai trờng:

+ Chiều dài 2 đầu mỏ:

- Góc ổn định hai đầu mỏ đợc xác định trên cơ sở góc ổn định bờ vách vàgóc ổn định bờ trụ Với khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4 vỉa kéo dài theo đờng phơng,góc dốc của cánh vỉa tơng đối đứng nên góc ổn địng hai đầu mỏ đợc xác định

nh sau:

2

28 32 2

83

30 0 1

90

30 0 1

tg

H

R c

155m

+ Chiều dài khai trờng:

Vỉa quặng kéo dài theo đờng phơng do đó chiều dài khai trờng ta tính theo

chiều dài vỉa quặng trong phạm vi đáy khai trờng là là 504m cộng với chiều dài

Bo: Chiều rộng đáy hào chuẩn bị lấy bằng chiều rộng đáy hào đảm bảo

điều kiện làm việc của thiết bị, lấy Bo = 25 m

M: Chiều rộng theo phơng nằm ngang của vỉa, (M= 10 m)

Si: Diện tích thân quặng tại mặt cắt thứ i

Li: Khoảng cách tác dụng tơng ứng với mặt cắt thứ i

i: Khối lợng riêng của quặng

3.7.2- Khối lợng đất đá cần phải bóc tính từ mặt cắt 8 đến 16

V=V; tấn

Trong đó: Vi= Si.Li.đ; tấn

Si: Diện tích đất đá tại mặt cắt thứ i

Li: Khoảng cách tác dụng tơng ứng với mặt cắt thứ i đ: Khối lợng riêng của đất đá đ=2,6 m3/tấn

Bảng 3.5: Trữ lợng quặng và khối lợng đất đá tính từ mặt cắt 8 đến 16

Tầng Quặng I Quặng II Quặng III (m 3 ) Đất đá T.Khối khai thác (m 3 ) (m 3 ) KS 4 KS 6 Cộng (m 3 ) (m 3 )

- Khi đã xác định đợc kích thớc của hai đầu mỏ chiều dài, chiều sâu ta tiếnhành tính toán khối lợng hai đầu mỏ nh sau: Bằng cách đo trực tiếp trên bản vẽ,kết hợp bình đồ với các mặt cắt địa chất 6 và mặt cắt 8, qua tính toán xác định đ-

ợc khối lợng 2 đầu mỏ nh sau:

Bảng3.6: Trữ lợng quặng và khối lợng đất đá hai đầu mỏ

Tầng Quặng I Quặng II Quặng III (m 3 ) Đất đá T.Khối

Bảng 3.7: Tổng hợp trữ lợng quặng và khối lợng đất đá bóc trong biên giới khai

trờng Mỏ Cóc Cánh 4

3 /tấn 7,90

m 3 /m 3 20,24

chơng 4 Thiết kế mở vỉa 4.1- Khái niệm

Mở vỉa khoáng sàng hay một phần khoáng sàng của mỏ (mở mỏ) là tạonên hệ thống đờng vận tải, đờng liên lạc từ mặt đất đến khoáng sàng đảm bảoviệc vận tải khoáng sàng và đất đá từ các tầng công tác đến các trạm tiếp nhận.Việc mở vỉa có quan hệ chặt chẽ với hệ thống khai thác và việc bố trí các côngtrình trên mặt đất, nó ảnh hởng đến quá trình ảnh hởng sản xuất của mỏ, việc mởvỉa hợp lý làm tăng năng suất của thiết bị, phát huy tối đa năng lực sản xuất củacác thiết bị trong các dây truyền công nghệ mỏ

Phơng pháp mở vỉa phụ thuộc vào điều kiện địa hình, hình thức vận tải và

điều kiện thế nằm của vỉa

Trình tự tiến hành mở vỉa tuỳ thuộc vào điều kiện ban đầu, thờng qua cácgiai đoạn sau:

1- Trên cơ sở các mặt cắt ngang, dọc xây dựng bình đồ của mỏ trên đó vẽcác biên giới cuối cùng của mỏ, các đờng đồng đẳng tầng và địa hình mặt đất

2- Chọn vị trí bãi thải, các công trình chủ yếu trên mặt nh sân côngnghiệp, công trình nhà cửa, đờng sá

3- Chọn vị trí và bố trí tuyến hào ra vào mỏ

4- Tính toán lựa chọn các thông số của tuyến đờng, độ dốc dọc, bán kínhvòng, hình dạng chỗ tiếp cận hào với mặt tầng công tác, chiều dài các khu vực đ-ờng có độ dốc không đổi

5- Chọn loại hào (hào trong hoặc hào ngoài) hình dạng đờng hào

6- Hình thành sơ bộ tuyến đờng hào trong biên giới cuối cùng của mỏ

4.2- Lập luận để chọn phơng pháp mở vỉa cho khai trờng Mỏ Cóc

4.2.1- Mở vỉa bám trụ vỉa

u điểm: Khối lợng xây dựng cơ bản nhỏ nhanh đa mỏ vào sản xuất, giảmchi phí đầu t, nhanh thu hồi vốn

Nhợc điểm: Chất lợng quặng không đảm bảo gây tổn thất và làm nghèoquặng

4.2.2- Mở vỉa bám vách vỉa

u điểm: Khối lợng xây dựng cơ bản nhỏ, nhanh đa mỏ vào sản xuất, giảmchi phí đầu t ban đầu, chất lợng quặng đảm bảo, hệ số thu hồi cao Nhợc điểm:Chất lợng đờng không tốt

4.2.3- Mở vỉa bám bờ trụ

u điểm: Hào cơ bản cố định do chất lợng đờng sá tốt

Nhợc điểm: Gây tổn thất và làm nghèo quặng lớn, chậm thu hồi vốn, khốilợng xây dựng cơ bản lớn

Qua phân tích các phơng án mở vỉa khai trờng mỏ Cóc ta thấy phơng án

mở vỉa bám vách vỉa có khối lợng xây dựng cơ bản nhỏ, nhanh đa mỏ vào sản

xuất giảm chi phí đầu t, nhanh thu hồi vốn phù hợp với địa hình của khai trờng

Mỏ Cóc

4.3- Thiết kế tuyến đờng hào mở vỉa

4.3.1- Vị trí tuyến đờng hào mở vỉa

Do điều kiện địa hình khu mỏ Cóc, khoáng sàng nằm trên sờn đồi, núi dốcthoải nên ta tiến hành khai thác từ trên xuống, từ độ cao +154,39 mở vỉa hàophía vách

4.3.2- Độ dốc dọc tuyến hào

Độ dốc hào phụ thuộc vào thiết bị vận tải và đợc xác định trên cơ sở khảnăng leo dốc của ôtô đợc sử dụng, ô tô ở mỏ chủ yếu là có tải khi lên dốc vàkhông tải khi xuống dốc

Độ dốc dọc của tuyến đờng: Chọn độ dốc khống chế đờng hào từ 6  8%

Ta chọn i =8%

Độ dốc ngang của tuyến đờng Để đảm bảo cho việc thoát nớc và giảm sứccản chuyển động của xe ôtô thì ta chọn nh sau.

+ Thoát nớc dốc về 2 phía i = 1  2%

+ Chống lực ly tâm ở những đoạn đờng cong (siêu cao) in = 2  5 %

4.3.3- Chiều rộng đáy hào

1- Hào mở vỉa

Đợc xác định theo điều kiện làm việc bình thờng, an toàn của thiết bị vậntải và phù hợp với sơ đồ quay xe cần áp dụng, đảm bảo khối lợng đào hào giảm.Chiều rộng đáy hào đợc xác định theo công thức:

B= Z+ 2(A+n)+M+k+t; m

Trong đó: Z: Khoảng cách khối trợt lở Z= 3m

A: Chiều rộng làn xe chạy tính cho xe CAT 725 là A= 3,2 mn: Chiều rộng lề đờng n = 1m

M: Khoảng cách an toàn giữa 2 xe M = 1mk: Chiều rộng rãnh thoát nớc k=1 m

r: Chiều rộng từ rãnh thoát nớc đến chân tầng t = 0,5 mVậy B= 3 +2(3,2+1)+1+1+0,5= 13,9 m

Ta chọn chiều rộng hào là B = 14 m

t k n A M A n Z

: Góc ổn định tự nhiên

4.3.4- Bán kính vòng của đờng hào

Bán kính vòng đảm bảo giảm sức cản chuyển động của ôtô, đảm bảo sự antoàn cho xe chạy Vấn đề đặt ra là xác định bán kính vòng sao cho cho hợp lývới bán kính vòng quay của tuyến đờng

Bán kính vòng của đờng hào đợc xác định theo công thức

(m) ) i 127(

V R

n n

n: Hệ số bám dính của đờng với lốp xe n= 0,15

In: Độ dốc ngang của mặt đờng in= 0,02

V: Vận tốc xe chạy ở đoạn đờng vòng V= 20 km/h

) 0 ,15 127(

20

4.4 - Khả năng thông qua của tuyến đờng

Khả năng thông qua của tuyến đờng xác định theo công thức

) h / xe (

; L

k n V 1000

L0: Khoảng cách giữa 2 xe chạy cùng chiều L0= 60 m

60

6 , 0 2 25 1000

4.5 - Khối lợng xây dựng cơ bản

4.5.1- Hào ngoài

Hào ngoài là loại hào có đầu hào dốc nên khối lợng đợc tính nh sau

3 0

2 0

0

2

m

; g cot H 6 2

b g cot H g cot 3

H 2

b i

14 , 3 2

24 60 g cot 39 , 4 60 g cot 3

39 , 4 2

24 08 , 0

39 , 4

0 ; m

) sin(

2

sin sin b H

0

0 0

2

m

; 4214 )

30 60 sin(

2

30 sin 60 sin 14 50

l-Bảng 4.1: Khối lợng thi công hào chuẩn bị

Tầng Chiều dài hào

Bãi thải 2: Đợc đổ đất đá trên nền bãi thải +170 và đợc nâng lên cao, đây

là bãi thải chính tồn tại trong suốt thời gian tồn tại của mỏ

4.7 - Phơng pháp đào hào

4.7.1- Đào hào chính

Hào ngoài là hào hoàn chỉnh, hào là đất đá có độ cứng nhỏ f=14 bịphong hoá mạnh Do vậy khi đào không cần khoan nổ mìn, ta dùng máy xúcCAT 345B tiến hành xúc, máy gạt tạo mặt bằng nghiêng theo độ dốc của hào

Hào trong là hào bán hoàn chỉnh và hoàn chỉnh phơng pháp thi công nhhào ngoài Đối với đá cứng thì dùng máy khoan đập xoay CБY– 100r để khoan

lỗ khoan nạp thuốc phá đá Đất đá đợc máy xúc xúc trực tiếp đổ ra mép hào sau

đó dùng máy gạt ủi tạo mặt bằng cho đờng hào Những chỗ không gạt xuống bênsờn núi thì dùng máy xúc xúc lên ôtô chở ra ngoài bãi thải

4.7.2- Hào chuẩn bị

Dùng máy xúc ЭKҐ- 4,6 để đào hào, kết hợp với máy gạt T- 130 Với đất

đá mềm dễ xúc thì dùng máy xúc ЭKҐ- 4,6 để xúc trực tiếp Đối với đất đá cứngdùng máy khoan đập xoay CБY– 100r để khoan lỗ khoan nạp thuốc phá đá

Đất đá đợc máy xúc xúc trực tiếp đổ ra mép hào sau đó dùng máy gạt ủi tạo mặtbằng cho đờng hào Những chỗ không gạt xuống bên sờn núi thì dùng máy xúcxúc lên ôtô chở ra ngoài bãi thải

4.7.3 - Trình tự thi công

Trình tự thi công: Với chiều cao tầng H=10m, máy xúc không thể đào hàohoàn chỉnh ngay đợc mà phải đào theo phân tầng để hạ dần độ cao sau đó dùngmáy gạt, gạt tạo mặt bằng nghiêng theo độ dốc của hào ở một số tầng phía trên

đất đá có độ cứng nhỏ ta có thể dùng máy xúc xúc trực tiếp, còn các tầng phía

d-ới dùng khoan nổ mìn và máy xúc kết hợp vd-ới ôtô để thi công

chơng 5

Hệ thống khai thác - Đồng bộ thiết bị 5.1- Khái niệm

Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên đợc đặc trng bởi tổng hợp các côngtrình hầm hào, các tầng công tác, trình tự tiến hành các công tác chuẩn bị bóc đất

đá và khai thác quặng của mỏ

Hệ thống khai thác có liên quan chặt chẽ tới đồng bộ thiết bị trong mỏ Hệthống khai thác đảm bảo cho các máy móc thiết bị dùng trong quá trình sản xuấtchính và phụ hoạt động đợc an toàn, có năng xuất cao Mối liên hệ giữa hệ thốngkhai thác và đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở sự phù hợp giữa các thông sốcủa yếu tố hệ thống khai thác với các thông số làm việc của thiết bị

Nh vậy hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên là trình tự xác định để hoànthành công tác chuẩn bị xúc bốc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt

động đợc an toàn, kinh tế và thu hồi đến mức tối đa trữ lợng công nghiệp khoángsảng có ích trong lòng đất

Lựa chọn hệ thống khai thác cùng với đồng bộ thiết bị phù hợp sẽ nângcao năng suất của thiết bị, đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác

5.2- Đồng bộ thiết bị mỏ

Căn cứ vào điều kiện sản xuất của mỏ apatit Lào cai ta có thể chọn đồng

bộ thiết bị nh sau:

5.2.1- Công tác khoan nổ

Hiện tại khai trờng Mỏ Cóc Cánh 4 đang sử dụng các loại máy khoan sau

Bảng5.1- Máy khoan sử dụng cho mỏ Cóc

1 Khoan đập xoay CБY-100Г Khoan đất đá cứng đến cứng vừa

Thuốc nổ dùng AD-1 là thuốc nổ chính và để nổ phá đá quá cỡ

5.2.2 - Công tác xúc bốc

Công tác xúc bốc giữ vai trò chủ đạo trong quá trình khai thác mỏ, đây làcông tác có tính quyết định đến sản lợng mỏ Đối với khai trờng mỏ Cóc ta dùngmáy xúc tay gàu kiểu cáp K - 4,6 là chủ yếu dùng để xúc đất đá và quặng 3

Để thu hồi tối đa trữ lợng quặng ta dùng máy xúc thuỷ lực gàu ngợc CAT- 345B

để xúc chọn lọc quặng 1 và 2 đã đợc làm tơi sơ bộ bằng phơng pháp khoan nổmìn

5.3- Lựa chọn hệ thống khai thác Hiện nay có một số hệ thống khai thác

có thể áp dụng cho khai trờng mỏ Cóc nh:

+ Hệ thống khai thác dọc 1 bờ công tác, bãi thải ngoài

+ Hệ thống khai thác dọc 2 bờ công tác, bãi thải ngoài

+ Hệ thống khai thác ngang 1 bờ công tác, bãi thải trong

+ Hệ thống khai thác ngang 2 bờ công tác, bãi thải ngoài

5.3.1- Hệ thống khai thác dọc một bờ công tác, bãi thải ngoài

u điểm: Tuyến công tác dài có khả năng tăng sản lợng mỏ tận thu đợc hếttài nguyên

Nhợc điểm: Không điều hoà đợc khối lợng công tác xúc bốc và chuẩn bịtầng Không có khả năng vận chuyển tập trung và đờng hào cơ bản không đợc bốtrí trên bờ dừng của mỏ

5.3.2- Hệ thống khai thác dọc hai bờ công tác, bãi thải ngoài

Hào mở vỉa phát triển từ phía vách ra hai biên giới dọc

u điểm: khối lợng xây dựng cơ bản nhỏ nhanh đa mỏ vào sản xuất

Nhợc điểm: Điều kiện sản xuất gặp nhiều khó khăn, công trình hào cơ bảnkhông cố định dẫn đến chi phí bảo dỡng lớn

5.3.3- Hệ thống khai thác ngang một bờ công tác dùng bãi thải trong

Vị trí mở vỉa ở đầu mỏ có phơng vuông góc với đờng phơng của vỉa

u điểm: Khối lợng quặng trong thời kỳ sản xuất tơng đối điều hoà và cơbản nằm cố định trên bờ dừng Sử dụng bãi thải trong thì giảm giá thành vậnchuyển

Nhợc điểm: Chiều dài tuyến công tác ngắn chất lợng không đảm bảo

5.3.4- Hệ thống khai thác ngang hai bờ công tác dùng bãi thải ngoài

Công trình phát triển từ trung tâm ra hai bên với phơng vuông góc đờngphơng của vỉa

u điểm: Nhanh đa mỏ vào sản xuất, khối lợng quặng và đất đá trong thời

kỳ sản xuất tơng đối điều hoà

Nhợc điểm: Phụ thuộc chủ yếu vào địa hình chất lợng quặng không đảmbảo, việc xây dựng đờng gặp nhiều khó khăn.

5.3.5- Kết luận

Do đặc điểm của khoáng sàng khai trờng mỏ Cóc là vỉa nằm ở sờn đồi núidốc thoải (=30350), góc cắm vỉa ít thay đổi (=60650), chiều dày lớp đất đáphủ nhỏ nên có thể sử dụng đợc nhiều hệ thống khai thác khác nhau, do yêu cầulấy quặng 1 và 2 để phục vụ sản xuất, phù hợp với cách đào hào mở vỉa và chuẩn

bị ta chọn hệ thống khai thác là

Hệ thống khai thác xuông sâu, dọc hai bờ công tác

bãi thải ngoài vận tải bằng ôtô

5.4- Các thông số của hệ thống khai thác

5.4.1- Chiều cao tầng

Chiều cao tầng ảnh hởng trực tiếp đến hàng loạt chỉ tiêu chung của mỏ nh:Chất lợng quặng, tốc độc dịch chuyển của tuyến công tác, tốc độ xuống sâu củacông trình mỏ Do đó nó ảnh hởng đến sản lợng mỏ, thời gian xây dựng mỏ, khốilợng xây dựng mỏ

Chiều cao phụ thuộc trớc hết vào loại kiểu thiết bị khai thác và thiết bị vậntải Tính chất cơ lý của đất đá, chiều cao tầng phải đảm bảo chi phí bóc đất đá vàkhai thác là nhỏ nhất và an toàn lao động

Theo điều kiện làm việc an toàn của máy xúc

5.4.2- Góc nghiêng sờn tầng

Với tính chất cơ lý của đất đá và quặng nêu trên thì thì chọn góc nghiêngsờn tầng = 600

5.4.3- Chiều rộng khoảnh khai thác

Chiều rộng khoảnh khai thác đợc xác bởi các thông số của thiết bị xúc và

L H q g m g

g

2

4 56

, 0

75 ,





g: Lợng thuốc nổ chứa trong 1m lỗ khoan

5 / 2

cp k 0 3

d

5 , 0 ).

d d 10 3 , 3 6 , 0 (

f 13

Q

Q

Qch=1000kcal/kg năng lợng nổ của thuốc nổ chuẩn gramonit 79/21

Qtt=850kcal/kg năng lợng nổ của thuốc nổ tính toán- thuốc AD1

1

5 , 0 ).

105 , 0 1 10 3 , 3 6 , 0 (

6 5 , 2 13 , 0

5 / 2 3

11 10 3 , 0 8 , 7 0 , 1 4 8 , 7 56 , 0 8 , 7 75 ,

Kiểm tra điều kiện ta thấy Wct< Wat

Để đảm bảo cho công tác khoan nổ thì việc lựa chọn lỗ khoan nghiêng làhợp lý Góc nghiêng đợc lựa chọn là =640

Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo điều kiện hoạt

động dễ dàng cho các thiết bị xúc bốc và vận chuyển Chiều rộng nhỏ nhất củamặt tầng công tác phải chứa đủ đống đá nổ mìn, dải đờng vận tải, đờng dây cáp

động lực chiếu sáng, khoảng cách an toàn

C1: Khoảng cách an toàn từ mép đờng đến mép sụt lở tự nhiên C1=2 m

C2: Khoảng cách an toàn tính từ mép đờng đến mép dới của đống đá nổmìn C2=2 m

T: Chiều rộng đai vận tải đảm bảo cho hai làn xe vận tải an toàn T=8 mZ: Chiều rộng đai an toàn

1 n ( q H K K K

Bd  v n  t  

Kv: Hệ số kể đến độ văng xa của đất đá nổ mìn Kv=0,9

Kn: Hệ số đặc trng cho mức độ khó nổ của đất đá Kn=1,5

K: Hệ số kể đến góc nghiêng của lỗ khoan so với mặt phẳng nằm ngang

5.4.5- Chiều dài tuyến công tác và luồng xúc

Chiều dài tuyến khai thác và luồng xúc đợc xác định theo điều kiện đảmbảo sản lợng đất đá nổ mìn cho máy xúc K - 4,6 làm việc trong thời gian quy

định

Chiều dài luồng xúc

m

; k n E A H

T T 60

3 18 60

Lxmin 

Lxmin=140 m

5.5- Xác định các thông số làm việc của khai trờng

5.5.1- Chiều rộng đai bảo vệ, đai dọn sạch, đai vận chuyển

1- Chiều rộng đai vận chuyển: a