Đồ án mỏ than Núi Béo

Nớc phục vụ sinh hoạt đợc lấy từ giếng trongranh giới mỏ quản lý vận chuyển bằng xe chở nớc đến các bể nớccông trờng, phân xởng nớc phục vụ sản xuất, tới đờng thì đợc lấy từ các moong kh

Chơng I Tình hình chung của mỏ

đặc điểm địa chất khoáng sản

i tình hình chung của mỏ

1 Vị trí địa lý - Kinh tế – Giao thông của mỏ

Mỏ than Núi Béo đợc thành lập từ ngày 24- 8-1988 theoquyết định số 1019 QL/TCCB của Bộ năng lợng Lễ khởi công bóc

đất đá đợc tiến hành từ ngày 19-5-1989 Năm 1989 mỏ đã bóc

đất đá đợc 420.000 m3 tại khu Nam Hà Lầm thuộc vỉa 14 Theothiết kế kỹ thuật của Liên Xô (cũ) năm 1983 đã xác định Sau 5năm xây dựng cơ bản bóc 22.000.000 m3 đất đá để đạt côngsuất thiết kế là 1.200.000 tấn than trong 1 năm

Trong quá trình khai thác cho thấy thiết kế kỹ thuật năm

1983 không phù hợp với hoàn cảnh và cơ chế kinh tế thị trờng ,

do nền kinh tế Việt Nam chuyển sang nền kinh tế thị trờng Vịtrí hào mở vỉa, cờng độ khai thác, khối lợng đất bóc, thiết kếcơ bản cha hợp lý và qui mô sản xuất quá lớn không có khả năng

đầu t Chính vì vậy đợc sự thống nhất của Liên Hiệp than HònGai và mỏ than Núi Béo vào tháng 11 năm 1989 công ty khảo sátthiết kế than đã hoàn thành luận chứng kinh tế kĩ thuật Phơng

án khai thác hợp lý với các mục đích giảm khối lợng đất đá bócthiết kế cơ bản ra than nhanh bằng biện pháp chuyển khai thác

ra khu Tây vỉa 11 Ngày 10-1-1990 tại cuộc họp duyệt thiết kế

điều chỉnh phơng án bóc đất đá xây dựng cơ bản mỏ Núi Béogiai đoạn xây dựng cơ bản với công suất thiết kế 300.000 tấnthan 1 năm cho phù hợp với tình hình Thiết kế kĩ thuật điềuchỉnh mỏ Núi Béo giai đoạn xây dựng cơ bản đợc lập trên cơ

sở : Công văn số C4NL/ XDCB ngày 13-10-1990 Thông báo kếtluận của đồng chí thứ trởng Nguyễn Đức Phan taị cuộc họpduyệt thiết kế kĩ thuật điều chỉnh phơng án bóc đất đá xâydựng cơ bản mỏ Núi Béo

Hiện nay mỏ than Núi Béo đang tiến hành sant xuất bìnhthờng ở cuối giai đoạn I ,khai thác ở 3 công trờng : công trờng

Đông Bắc vỉa 11, công trờng Tây vỉa 11 và công trờng vỉa 14.Công trờng Đông Bắc khai thác tới mức –65m, Công trờng Tâyvỉa 11 khai thác tới mức –55m , công trờng vỉa 14 khai thác tớimức –30m

Mỏ than Núi Béo thuộc khoáng sàng Hà Tu - Hà Lầm, nằm ởphía đông bắc thành phố Hạ Long Cách trung tâm thành phố12km với diện tích 670 ha (trụ sở Công ty đặt tại 799 Lê ThánhTông - TP Hạ Long)

Địa bàn dân c và các cơ sở hạ tầng của Công ty than Núi Béothuộc các phờng Hà Tu, Hồng Hà, Hà Trung của thành phố Hạ Long

Thành phố Hạ Long nay là trung tâm văn hoá chính trị của tỉnhQuảng Ninh là đầu mối giao thông liên lạc quan trọng trong nớc vàngoài nớc Mỏ đợc cấp điện từ trạm biến áp 35/6KV đặt tại phờng

Hà Trung theo các tuyến điện 6KV tới các hộ tiêu thụ trong mỏ,cung cấp nớc cho mỏ Nớc phục vụ sinh hoạt đợc lấy từ giếng trongranh giới mỏ quản lý vận chuyển bằng xe chở nớc đến các bể nớccông trờng, phân xởng nớc phục vụ sản xuất, tới đờng thì đợc lấy

từ các moong khai thác cũ trong khu vực

2 Khí hậu - sông ngòi

* sông suối

Khí hậu khu vực Quảng Ninh và mỏ Núi Béo là khí hậunhiệt đới gió mùa, với độ ẩm và nhiệt độ cao khí hậu chia làm

2 mùa rõ rệt đó là mùa khô và mùa ma

Mùa khô kéo dài từ tháng 11 - tháng 3 năm sau

Mùa ma kéo dài từ tháng 4 - 10

Mùa khô nhiệt độ trung bình là 15 ữ 180C có khi xuống thấp

đến 80C Nhiệt độ thấp nhất tháng 1 và tháng 2

Mùa ma nhiệt độ trung bình là 27 ữ 310C, nhiệt độ caonhất lên đến 32,60C vào tháng 6 - 7

Độ ẩm khu vực cũng biến thiên rõ rệt theo không gian và thờigian Theo thời gian độ ẩm tơng đối trung bình vào mùa khô là65%, mùa ma là 98%

Lu lợng ma phân phối không đều trong năm, có thời kỳ makéo dài, có thời kỳ khô hạn kéo dài Lợng ma trong mùa ma chiếm90% lợng ma cả năm, còn mùa khô chiếm 10% cả năm Lợng mahàng năm thay đổi từ 2024mm đến 3067mm trung bình2546mm/năm Ma nhiều nhất vào tháng 7, 8 và 9 Lợng ma trong

tháng lớn nhất đạt 1210mm ( tháng 8 năm 1968) Lợng ma lớn nhấttrong một ngày đêm là 350mm Lợng ma thấp nhất vào tháng 1,2

* Hệ thống sông ngòi

Trong khu vực không có sông ngòi lớn chảy qua mà chỉ có hệthống suối nhỏ chảy theo hớng Bắc Nam, các suối chảy theo mùa.Mùa khô từ tháng 11đến tháng 3 năm sau, mùa ma từ tháng 4

đến tháng 10 Lợng ma ở các suối lớn sẽ gây khó khăn cho quátrình khai thác, do đó vấn đề thoát nớc mỏ lộ thiên là rất quantrọng Trong khu vực có 2 hồ chứa nớc lớn là hồ Hà Tu và hồMongplance Sau các trận ma lớn nớc theo các suối đổ về 2 hồnày để phục vụ sản xuất và sinh hoạt, song bên cạnh đó cũngcần có những biện phap khắc phục do nớc ở các hồ gây nên

ii Đặc điểm địa chất khoáng sàng

1 Địa hình

Do địa hình chia cắt phức tạp và phần lớn đã thay đổi doquá trình khai thác tại Công trờng Vỉa 11, địa hình thấp nhất ởmức (-65m) tại lộ vỉa phía tây Công trờng vỉa 11, đỉnh caonhất có độ cao (+114,85m) ở phía Bắc Tại Công trờng vỉa 14

địa hình thấp nhất ở mức (-30m) tại lộ vỉa phía đông Trong

mỏ không có hệ thống sông ngòi mà chỉ có các khe suối chảytheo hớng bắc - nam Các suối này chảy theo mùa, mùa khô thờngcạn, mùa ma ngập nớc, trong khu vực còn có 2 hồ đó là hồ Monplane và hồ Hà Tu là moong khai thác của Pháp cũ, hiện nay hồMon plane đã bơm cạn nớc và là khai trờng khai thác của Vỉa 11

Hồ Hà Tu còn ngập nớc và là nơi cấp nớc sin00h hoạt bổ xung chothành phố Hạ Long

2 Điều kiện sản trạng của vỉa khoáng sản

Mỏ than Núi Béo thuộc khoáng sàng Hà Tu- Hà Lầm Trongphạm vi thăm dò phát hiện 6 vỉa than, trong đó có vỉa 11 vàvỉa 14 có giá trị khai thác lộ thiên

Công trờng Vỉa 11: Phía bắc, phía nam giới hạn bởi đứt

gẫy Hà Tu và đứt gẫy moong Plane Riêng phía nam khu vực có ờng 18A, nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng, đờng sắt vận tải

đ-Hà Tu - Nam Cầu Trắng và trạm biến áp 35KV đ-Hà Tu Phía tây vàphía đông là các lộ vỉa Công 0trờng có chiều dài 1,5km, chiềurộng là 1,2km

Công trờng Vỉa 14: Phía đông và nam theo lộ vỉa, phái

bắc giới hạn bởi tuyến VIII (Ranh giới khai thác hầm lò) Phía tây

đợc lấy theo trục bối là điểm thuận tiện cho việc khai thác hầm

lò sau này Hệ số bóc biên giới ở đây là 10m3/tấn Chiều dàiCông trờng 850m, chiều rộng 600m Nhìn chung địa hình cáckhu vực Hà Tu, Nam Hữu Nghị nằm ở khu vực đồi núi, độ caocủa đỉnh cao nhất là (+128m) thấp nhất là (+16,1m) Vỉa 14 có

2 chùm than đó là chùm trên và chùm dới Vỉa thuộc loại dốc thoải

và thuộc loại vỉa mỏng, nằm trong địa hình khu vực mỏ códạng đồi núi cao triền dốc trùng là từ bắc xuống nam, các sờn

đều dốc đứng Độ cao tuyệt đối của khu mỏ không quá 200m ởphía bắc ở khu trung tâm mỏ có dãy núi chạy theo phơng TâyNam - Đông Bắc tạo thành đờng phân thuỷ cho hệ thống thoátnớc Mặt Hà Lầm chạy về hớng Tây và Hà Tu chạy về hớng đông

Đây là 2 công trờng mỏ đợc Liên Xô thiết kế xây dựng năm 1983

và đợc Công ty khảo sát thiết kế Than - Bộ năng lợng lập thiết kế

điều chỉnh Giai đoạn 1 (1990) theo thiết kế đã đợc duyệt

3 Địa tầng

Khu vực khai thác của Công ty than Núi Béo có địa tầngchứa than nằm trong địa phận Hòn Gai thuộc hệ Triat, thông th-ờng bậc Nori - Re ti (T3 n - rhg) thành phần nham thạch gồm cuộikết, sạn kết, bột kết, sét kết và các vỉa than Chiều dầy củatrầm tích chứa than từ 300 - 500m, lớp đất phủ đệ tứ trên mặtdầy từ 10 ữ 20m trong đất đá có nhiều thay đổi cả về bề mặt

và lớp cắt thờng thấy sự dịch chuyển tiếp từ loại đá này sang đákhác

Trong địa tầng chứa than tồn tại 6 vỉa than trong đó vỉa 11

và vỉa 14 là 2 vỉa có giá trị công nghiệp nhất cho khai thác lộthiên Chiều dầy trung bình của vỉa 28,65m (V14) và 32,19m(V11) trực tiếp ở vách và trụ vỉa than có lớp Alevrolit và Acghilittại một số khu phía trên bị xói mòn độ sâu phong hoá của đá vàthan khoảng từ 10 - 20m trầm tích Đệ tứ là các Đeluvi phân bố ởsờn núi và Laluvi phân bố ở thung lũng suối

4 Đặc điểm kiến tạo

Mỏ Núi Béo nằm trong khu vực có địa hình cấu tạo phức tạp

và thuộc hai nếp lõm lớn: Nếp lõm Hà Lầm và nếp lõm Hà Tu

Khu vực vỉa (11): Thuộc nếp lõm Hà Tu, đợc thể hiện dới

dạng một nếp uốn lõm không khép kín, trục nếp lõm phát triển,kéo dài theo phơng Bắc - Nam, độ rẽ 2 cánh thay đổi từ 12 ữ

350 Đáy của nếp lõm sâu nhất đến (-135m) phía Nam và Bắccủa nếp lõm bị chặn bởi 2 đứt gẫy đó là: Đứt gẫy thuận Hà Tu

và đứt gẫy thuận Mong plane

- Đứt gẫy thuận Hà Tu: Phơng chạy theo hớng Tây Bắc - ĐôngNam, mặt trợt cắm về phía Nam Dốc 65 ữ 700, đới huỷ hoạirộng khoảng 200 ữ 250m biên độ dịch chuyển 80 ữ 100m

Đứt gẫy thuận Mong plane: Phơng chạy theo hớngTây Bắc

-Đông Nam, mặt trợt cắm về -Đông Bắc, góc dốc khoảng 50 ữ 700,

đới huỷ hoại rộng 35 ữ 40m biên độ dịch chuyển 70 ữ 250m

Khu vực vỉa (14): Nằm trong khu vực có mức độ hoạt động

kiến tạo khá mạnh mẽ làm xuất hiện hàng loạt các nếp uốn và đứtgẫy lớn nhỏ

- Uốn nếp: Trên diện tích khai thác của vỉa 14, phát triểnchủ yếu hệ thống uốn nếp theo phơng kinh tuyến Phía tây lànếp lồi Hà Lầm, trung tâm có nếp lõm Hữu Nghị, phía Đông lànếp lồi 158

- Đứt gẫy: Theo phơng á vĩ tuyến có đứt gẫy thuận L - P, đứtgẫy nghịch theo phơng0 á kinh tuyến có đứt gẫy nghịch K- H

5 Đặc điểm cấu tạo vỉa

Vỉa 11 là vỉa than có cấu tạo rất phức tạp qua khảo sát 74 lỗkhoan từ năm 1998 trở về trớc và 22 lỗ khoan mới từ năm 1998 trởlại đây cho thấy

100% các lỗ khoan cắt qua vỉa đều có lớp kẹp, phần lớn các

Hệ số đá kẹp trong vỉa

Lớn nhất là 79% ( lk 583 )

Nhỏ nhất là 3% ( lk 3 )Trung bình là 37%

Chiều dày than tính trữ lợng

Lớn nhất là 41,88m ( lk 537 )Nhỏ nhất là 7,16m

Trung bình là 20,68 m

Hệ số chứa than trung bình 63%

Vỉa 11 đợc phân ra 4 khu khai thác : Khu Tây, khu Đông Bắc,

khu Đông Nam và khu Bắc Vị trí ranh giới trên mặt của các khu

m

Tỷlệ

%

Chiềudày;

m

Tỷ

lệ %

Chiềudày;

m

Tỷlệ

%

Chiềudày

27,51

20,59

74,85

23,41

63,76

20,69

54,56

21,76

67,77

3 Than

T1( Ak=

15,79

%,D=1,4)

TængT1

18,52

67,43

20,08

54,68

18,43

48,61

19,16

59,67

A

17,54

63,77

18,41

50,13

16,79

44,28

18,59

57,89

B( m

<1,0)

1,78

T2( Ak=

50,93

%,D=1,8)

TængT2

5,23

B( m

Tæng

6,92 25,

15

13,31

36,24

17,23

45,44

10,35

3

2

1

Sèlíp

>1m

>0,5m

10 Nitơ (N%) 0,28 3,01 1,28 64

III Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Do địa hình mỏ có dạng đồi núi với sờn dốc từ 15 ữ 300 bị

ảnh hởng của việc nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới với 2mùa rõ rệt, mùa khô lợng ma chỉ chiếm 10% so với cả năm Mùanóng ẩm lợng ma chiếm 90%, lợng ma trung bình năm là2546mm Các điều kiện đó ảnh hởng tới điều kiện địa chấtthuỷ văn của khu vực mỏ

* Nớc trên mặt: Nớc trong mỏ tập trung chủ yếu ở suối Hà

Tu, suối Lộ Phong, moong khai thác và hồ Hà Tu Hai suối Hà Tu và

Lộ Phong có lu lợng là 3,641/S, các con suối này về mùa khô hầu

nh không có nớc, hồ Hà Tu có dung tích 2.993.000m3, đáy ở mức(-30), mức nớc (+13 ữ 14,5m) nớc mặt có độ khoáng hoá từ0,021 - 0,958cm2, độ PH = 6,4 - 8

* Nớc dới đất: Gồm 2 tầng chứa nớc đó là:

- Tầng chứa n ớc có áp lực: Phân bố rộng rãi nhng có tính chất

cục bộ do bị phân chia bởi các đứt gẫy kiến tạo

-Tầng chứa n ớc không có áp lực: Phân bố hạn chế, nguồn

cung cấp chính cho tầng chứa nớc chủ yếu là nớc ma thông qua các đợt phá huỷ kiến tạo Lu lợng tầng không áp lực đo đợc là 0,061 - 1,81l m3/s tầng nớc ngầm có tính chất mềm, ngọt, trong suốt hàm lợng Iôn Hiđrô thay đổi từ trung tính đến axít, nớc th-ờng có tính ăn mòn và không ăn mòn với kim loại, bê tông Ngoài

ra còn có một lợng nớc đã tích tụ lâu ngày ở trong các đờng lò khai thác cũ, ớc tính (600.000 - 650.000 m3) cũng ảnh hởng đáng

kể đến điều kiện địa chất thuỷ văn của mỏ Lợng nớc chảy vào

moong khai thác của vỉa 11và vỉa 14 năm 2004-2005 thể hiện

Vỉa 11 sử dụng máy bơm với năng suất 820m3/h vào mùa ma

và máy bơm với công suất 180m3/h vào mùa khô để thoát nớc chocác moong khai thác

Vỉa 14 vào mùa ma sử dụng máy bơm với công suất 1250m3/h

và máy bơm với công suất 210 m3/h để thoát nớc cho các moong khai thác

IV Đặc điểm địa chất công trình

Đất đá mỏ gồm các loại: Cuội kết (Cônglômêrat), sạn kết(Gravilit), cát kết, bột kết (Alêvrôlit), sét kết (Acgrilit) Chiều dầycác lớp đất đá thay đổi từ 0,5 ữ 0,7m đến 2m Chiều dầy lớptrầm tích đệ tứ từ 10 ữ 20m

Đất đá phủ bờ mỏ chủ yếu là các lớp xen kẽ Cônglômêrat,Gravilit, sa thạch, (Alêcrolit), cũng còn gặp cả các lớp Acghilit,thông thờng nằm ở trụ vỉa, vách vỉa

Trong các giai đoạn thăm dò địa chất đã tiến hành lấy trên

250 mẫu cơ lý đá để nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý phục vụ chothiết kế bờ mỏ

- Cuội kết: Loại này phân bố không rộng rãi Đá có màu trắng

đến phớt hồng, thành phần hạt chủ yếu là thạch anh, Silic, kíchthớc hạt từ 5 - 12mm, xi măng gắn kết là cát thạch anh, đá có cấutạo khối, xắp xếp không theo quy luật, phân lớp dầy và nứt nẻmạnh

- Sạn kết: Mầu xám đến xám phớt hồng, thành phần hạt chủ

yếu là thạch anh, cỡ hạt từ 1 - 3mm, xi măng gắn kết là cát thạchanh, Silic, đá bị nứt nẻ mạnh đá thờng có cấu tạo khối, phân kớpdầy

- Cát kết: Là đá phổ biến trong khu mỏ, mầu xám tro đến

xám trắng, thành phần hạt chủ yếu là thạch anh cỡ hạt nhỏ hơn1mm Đá có cấu tạo phân lớp dầy ít nứt nẻ

- Bột kết: Phân bố ở vách trụ vỉa than, bột kết có mầu xám

tro đến xám đen Thành phần chủ yếu là sét, cát, cỡ hạt từ 0,01

- 0,1mm, xi măng chiếm tỷ lệ 50 - 70%, chủ yếu là sét Đá có cấutạo phân lớp, ít nứt nẻ

- Sét kết: Mầu xám đến xám đen, cấu tạo dạng phân lớp, bị

nén ép có dạng phân phiến, đá kém bền vững dễ bị vỡ vụn bởrời, các chỉ tiêu cơ lý đá của từng loại nh bảng 1-05 :

Bảng 1-05

Loại đá

Trọng ợng thể tích (g/m 3 )

l-Độ bền nén (kg/cm 2 )

Độ bền kéo (kg/cm 2 )

lực dính kết (kg/cm 2 )

Goc ma sat (ϕ0 )

Độ cứng (f)

Cuội

kết

2,26 2,672,5

461 1010844

-38 - 8070

240 420340

209 26401163

33 229110

180 480385

263 2547926

16 280114

111 560313

132 1987570

-18 - 9155

62,5 309177

-160

-370 29

6 - 12

Sét

kết

2,22 2,742,6

-Trong năm 2004 Công ty than Núi Béo đã hoàn tất công tác

“Xác định các chỉ tiêu cơ lý đá và lập bản đồ nham thạch năm2004” Trong đó, công tác lấy mẫu thí nghiệm chủ yếu tập trungvào các loại nham thạch: Sạn kết, cát kết, bột kết và sét kết chokết quả trong bảng( bảng 1-06) tổng hợp kết quả thí nghiệm cácchỉ tiêu cơ lý đá đến năm 2004 của công trờng vỉa 11- mỏ núibéo

S¹n kÕt C¸t kÕt Bét kÕt SÐt

kÕt VØa

11

Dung träng γ

(g/m 3 )

2,50 - 2,54 2,53

2,50 2,67 2,63

2,55 2,78 2,68(23)

-2,39 (1)

Tû träng ∆

(g/m 3 )

2,66 - 2,68 2,67(5)

2,67 2,71 2,68(4)

2,71 3,48 2,83(10)

-2,70 (1)

§é bÒn nÐn σn

(kg/cm 2 )

558 - 1609 1016(23)

565 1877 1026(28)

184 1151 679(23)

-§é bÒn kÐo σk

(kg/cm 2 )

37,7 108,7 68,7(23)

38,2 126,8 69,4(28)

13,2 82,2 48,5(23)

-Lùc dÝnh kÕt C

(kg/cm 2 )

170 - 550 334(5)

49 - 330 331(4)

35 - 190 110

3,1 - 10,0 6,9

Theo viện khảo sát địa chất Bộ mỏ và than đã tính toán trị

số khoáng trợt thông qua các thí nghiệm thì điều kiện cấu tạo

địa chất công trình mỏ Núi Béo có thể sử dụng các chỉ tiêuchống trợt gần sát với trị số khoáng trợt đất đá ở các mỏ Đèo Nai,Cọc Sáu Bảng trị số khoáng trợt thể hiên trong bảng 1-07 :

Vùn g pha y phá

Mặt phân lớp

Tro ng khối

Vùn g pha y phá

Mặt phân lớp Than

và sét kết

Sa thạc h bột kết

Than và sét kết

Sa thạch bột kết

Ch ¬ng ii Nh÷ng sè liÖu gèc dïng lµm thiÕt kÕ

I Chế độ làm việc đối với công tác bóc đất đá

Do nhu cầu của nền kinh tế quốc dân, nhu cầu tiêu thụ thanngay càng tăng Vì vậy mỏ than Núi Béo cũng nh các mỏ thankhác ở Quảng Ninh phải tiến hành sản xuất quanh năm để tăngsản lợng

Số ngày làm việc trong một năm đợc tính :

Nm = N- ( Ncn + NL + NT )

Trong đó: N- số ngày tính trong một năm dơng lịch; N =365 ngày

Ncn- số ngày chủ nhật trong năm; Ncn = 52 ngày

NL- số ngày nghỉ lễ trong năm ; NL =6.5 ngày

N T - số ngày nghỉ do thời tiết xấu; NT= 6.5 ngày

Số ngày làm việc trong một năm : Nm = 300 ngày

Đặc biệt trực chỉ huy, vận hành trạm bơm thoát nớc khai trờng, cùng với các trạm biến áp, đờng dây điện và bảo vệ trị an, …làm việc liên tục 365 ngày

Chế độ làm việc trong ngày đợc áp dụng :

- Số ca làm việc trong ngày : 3 ca

- Thời gian làm việc trong một ca : 8h

Các khâu trong dây chuyền sản xuất đợc bố trí chế độ làm việc nh sau :

- Khâu khoan 3 ca/ngđ

- Khâu nổ mìn 1 ca ( cuối ca 1 đầu ca 2 )

- Khâu xúc bốc 3 ca / ngđ

- Khâu vận tải 3 ca/ ngđ

- Sửa chữa thiết bị 2 ca ( làm việc theo giờ hành chính

Giờ hành chính làm việc từ 7h30’ – 16h30’

Ii Các chủng loại thiết bị sử dụng

1 Thiết bị khoan và vật liệu nổ

a Thiết bị khoan

Mỏ hiện tại đang sử dụng 2 loại máy khoan :

- Khoan xoay cầu CbIII 250 MHA-32 đờng kính lỗ khoan

Sè îng

l-§¼c ®iÓm kü thuËt

11 Giá thành bóc 1 m3 đất đá (b) đ/m3 31.000

12 Giá thành khai thác 1 tấn than ( C1 ) đ/tấn 18.000

chơng iii Xác định biên giới mỏ

I Khái niệm chung

Trong nghành công nghiệp mỏ của nớc ta việc khai tháckhoáng sản có ích có thể tiến hành bằng phơng pháp lộ thiên,bằng phơng pháp hầm lò hoặc bằng phơng pháp phối hợp cả lộthiên và hầm lò

Nhiều khoáng sản có ích đợc tiến hành khai thác bằng phơng pháp lộ thiên, bởi nó có thể cho phép thu hồi tối đa trữ lợng

khoáng sản có ích, tiết kiệm chi phí sản xuất, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân Chiều sâu cuối cùng của khai thác

lộ thiên phải nằm trong giới hạn nhất định Nừu vợt qua giới hạn

đó thì xí nghiệp mỏ không những không có lãi mà còn bị thua

lỗ Vì vậy việc xác định chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ

lộ thiên sao cho thu đợc mức lợi nhuận lớn nhất và chi phí để khaithác toàn bộ khoáng sàng là nhỏ nhất là nội dung cần làm trong phần này

Khi thiết kế biên giới mỏ lộ thiên ta chú ý tới các yếu tố tự nhiêntác động đến nh: Chiều dày của vỉa, góc cắm của nó, chất lợng

và loại khoáng sàng có ích Điều kiện địa hình, chiều dày lớp

đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá vây quanh… và các yếu tố kinh tế kĩ thuật nh: Giá trị của quặng, giá thành các khâu gia công chế biến quặng, các chỉ tiêu kinh tế trong dây chuyền công nghệ khai thác khoáng sàng có ích, vốn đầu t cơ bản, tác

động của các yếu tố thời gian và tiến bộ khoa học kĩ thuật sản lợng mỏ, tổn thất, làm nghèo quặng, phơng pháp tiến hành công tác mỏ

Muốn xác định biên giới mỏ lộ thiên sao cho hợp lý nhất Ngời

ta căn cứ vào các chỉ tiêu hệ số bóc đất đá và trị số giới hạn của

nó để so sánh Tuỳ theo điều kiện cụ thể của khoáng sàng,

ph-ơng pháp tiến hành công tác mỏ mà ngời ta dùng hệ số bóc trungbình, hệ số bóc thời gian hay hệ số bóc biên giới làm chỉ tiêu so sánh với hệ số bóc giới hạn

Việc chọn nguyên tắc nào để đánh giá, xác định biên giới

mỏ phải xuất phát từ yếu tố cơ bản sau:

- Tổng chi phí cho khai thác toàn bộ khoáng sàng là nhỏ

nhất

- Giá thành sản phẩm trong mỗi giai đọan sản xuất phải nhỏ

hơn hay tối đa là bằng giá thành cho phép

II xác định hệ số bóc giới hạn

Hệ số bóc giới hạn ( Kgh ) còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý hay

hệ số bóc hoà vốn , là tỷ số giữa khối lợng đất đá phải bóc(m3 ) tối đa cho phép và khối lợng khoáng sản có ích ( T,m3 )khai thác tơng ứng trong điều kiện có lợi về kinh tế khi khaithác bằng phơng pháp lộ thiên

Hệ số bóc giới hạn là chỉ tiêu kinh tế quan trọng phụ thuộc vào

điều kiện kinh tế cụ thể của từng khoáng sản, từng vùng mỏ , từng loại quặng và theo giai đoạn khác nhau

Trong thiết kế sơ bộ mỏ Núi Béo qua các số liệu về giá thành khai thác, chi phí vận chuyển, sàng tuyển, hệ số bóc giới hạn đợcxác định :

K gh =

C0- ( Ct + Cv

+C1 ) , m

3/m3 ( m3/ tấn)

bTrong đó :

- C0: Giá một tấn than nguyên khai

C0 = C01ξ1 + C02ξ2 + C03ξ3 + + C0nξn , đ/t

ξ1, ξ2, …., ξn: Suất thu hồi các loại than từ 1 tấn than nguyên khai sau khi tuyển

C01, C02, …., C0n: Giá bán một tấn than các loại , đ/t

- Theo giá bán của công ty than Núi Béo : C0 = 220.000 đ/t

1,4 t/m3 là dung trọng của than

III Xác định biên giới mỏ

1 Nguyên tắc xác định biên giới mỏ

Vỉa 11 của mỏ Núi Béo có dạng lòng chảo Độ dốc cánh Tây thay đổi trong khoảng (250-300 ) , độ dốc cánh Đông thay đổi

từ (200- 250 ) Ta thấy các cánh của vỉa 11 có góc cắm thoải ,

địa hình bề mặt đồi núi , lớp đất phủ không lớn lắm Trữ lợng tập trung ở phần dới của khoáng sàng Do đó đồ án chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ là so sánh hệ số bóc biên giới ( Kbg ) và

hệ số bóc trung bình ( Ktb ) với hệ số bóc giới hạn (Kgh )

Vì vỉa 11 các cánh có góc cắm thoải, lớp đất phủ không lớn lắm nên biên giới mỏ hợp lý khi :

- K gh ≤ K bg

- K gh ≤ K tb

Trong đó:

- Hệ số bóc biên giới ( K bg ) là tỷ số giữa số gia khối lợng đất

bóc và số gia khối lợng quặng tơng ứng thu hồi đợc khi mở rộng biên giới của mỏ trên một khoảng cách không gian nào

Đối với vỉa 11 ta sử dụng 3 lát cắt ngang đặc trng là lát cắt các tuyến IVB , V,

VIB để tính toán Nội dung phơng pháp này nh sau :

Trên lát cắt ngang xây dựng từ tài liệu địa chất kẻ các đờng song song nằm ngang với khoảng cách lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao tầng, ở đây ta chọn nhỏ hơn chiều cao tầng

=15 m

Từ giao điểm của các đờng nằm ngang này với vách và trụ vỉa lần lợt từ trên xuống dới ta kẻ các đờng xiên biểu thị bờ dừng :

Bờ dừng phía vách γV = 350

Bờ dừng phía trụ: γT = 250

Tiếp theo ta tiến hành đo diện tích phần nằm giữa 2 bờ mỏ liên tiếp với các tầng mà ta đẵ vẽ đợc Nó sẽ biểu thị cho ta biết diện tích đất đá phải bóc và diện tích quặng tơng ứng Sau

đó xác định hệ số bóc biên giới theo công thức trên

Vẽ đồ thị biẻu diễn mối quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn và hệ

số bóc biên giới với chiều sâu khai thác theo kết quả tính toán trên

Hoành độ giao điểm 2 đờng biểu diễn hệ số bóc và độ sâukhai thác cần xác định trên mặt cắt đó

Kết quả tính toán cụ thể trên các lát cắt đợc ghi trong bảng

ChiÒu s©u khai th¸c

ChiÒu s©u khai th¸c

Hình 3.3 - Đồ thị mối quan hệ Kgh - Kbg mặt cắt VIB

Từ kết quả tính toán trên lát cắt và đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Kbg và Kgh ta thấy Kgh ≥ Kbg Điều đó chứng tỏ cho phép chúng ta khai thác hết vỉa 11 tới độ sâu lớn nhất của vỉa

ở mức –135m

Thực tế mỏ Núi Béo cho thấy vì vỉa 11 có dạng lòng chảo do

đó càng khai thác xuống sâu thì hệ số bóc càng giảm Khối lợng

đất bóc từng năm cũng giảm đi Theo số liệu thống kê đợc thì trong năm 2004 khối lợng đất bóc của vỉa 11 chỉ khoảng

8.850.000m3 , trong năm 2005 khối lợng đất bóc 8.500.000 m3

3 Xác định kích thớc biên giới mỏ trên mặt đất

Căn cứ vào các lát cắt địa chất, kết hợp với chiều sâu khai thác cuối cùng trên các mặt cắt này ta tìm đợc thông số kích th-

ớc trên mặt và đáy mỏ nh sau:

- Chiều dài lớn nhất : 1400m

- Chiều rộng lớn nhất 1200m, trung bình 800m

- Biên giới phía trên cụ thể :

Theo tài liệu địa chất vỉa 11 có cấu tạo hình lòng máng độ sâu tơng đối đều nên ta không cần phải điều chỉnh đáy mỏ

Độ sâu của mỏ là : -135m

4 Trữ lợng mỏ

Căn cứ vào chiều sâu khai thác và biên giới phía trên ta tiến hành tính toán trữ lợng trong biên giới khai thác

Trên cơ sở từ các lát cắt địa chất ta xác định lợng quặng và

đất đá bằng cách đo diện tích của quặng và đất đá trên đó

Ta xác định khối lợng giữa 2 lát cắt bằng trung bình của diện tích quặng nhân với chiều cao tác dụng của chúng Theo tuyến dọc II vỉa 11 mỏ than Núi Béo có chiều dài theo phơng là

1400m

Các thông số tính toán tại các lát cắt Các thông số Mặt cắt

Ta tính đợc trữ lợng than của mỏ Núi Béo

- Trữ lợng than địa chất : 18.597.982 tấn

- Trữ lợng than địa chất huy động vào khai thác : 17.265.208tấn

- Trữ lợng than công nghiệp : 17.831.715 tấn

- Tổng khối lợng đất bóc : 76.625.055 tấn

Thiết kế mở vỉa

I – Mục đính yêu cầu của công tác mở vỉa

Để khai thác khoáng sản dới lòng đất thì công việc đầu tiên

là công tác mở vỉa bóc đất đá phục vụ cho việc lấy khoáng sản

có ích Do đó việc lựa chọn hình thức và phơng pháp mở vỉa

là nhiệm vụ kinh tế kỹ thuật là hết sức quang trọng

1) Mục đính của công tác mở vỉa

Tạo nên các đờng hào giao thông trên các tầng nối với mặt

đất, đảm bảo việc vận tải đất đá và khoáng sản có ích các tầng đến mặt đất hoặc sân công nghiệp của mỏ Việc mở vỉa khoáng sản hoặc các tầng công tác đợc tiến hành bằng các hào lò đặc biệt, các hào lò bắt đầu từ mặt đất hoặc một tầng trung gian nào đó và kết thúc ở mức cao của tầng

2 Yêu cầu của công tác mở vỉa

Việc mở vỉa khoáng sản có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong suốt quá trình khai thác mỏ Ngợc lại mở vỉa không hợp lý sẽdẫn đến khó khăn trong quá trình khai thác Phơng án mở vỉa phụ thuộc hình thức vận tải, thế nằm của vỉa Mỗi phơng pháp

mở vỉa có một trật tự khai thác nhất định

Vỉa 11 của công ty than Núi Béo có cấu tạo địa hình phức tạp, vỉa dạng lòng chảo Có thể áp dụng nhiều phơng pháp mở vỉa khác nhau Tuy nhiên có 2 phơng án khả thi mà ta có thể xéttới là :

phải lớn, có khả năng nâng cao sản lợng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về than, tổ chức sản xuất đơn giản …

Chỉ tiêu so sánh Phơng án I Phơng án II

Khả năng tận dụng

các tuyến đờng

Chỉ tận dụng đợc một cánh

Tận dụng hoàn toàn các tuyến đ-ờng đã có để đi

đến bãi thảiChiều dài vận

Năng lực thông qua

của hào

Năng lực thông qua của hào nhỏ

Năng lực thông qua của hào lớn

Tổ chức sản xuất Phức tạp hơn Đơn giản hơn

Sản lợng mỏ Không nâng cao

sản lợng

Cho phép nâng cao sản lợng

Thiết bị Không nâng cao

hiệu quả sử dụng thiết bị

Nâng cao hiệu quả sử dụng thiết

bị , giảm khấu haothiết bị

Thải đất đá Không tận dụng hết

các bải thải hiện có, nên phải xây dựng thêm bãi thải

Tận dụng hết các bãi thải hiện có, tổchức đổ thải đơngiản

Hệ thống cung cấp

điện và thoat nớc

Tập trung thiết bị khai thác ở một cánh, phải xây dựngthêm hệ thống cung cấp điện và thoát n-ớc

Sử dụng đợc toàn

bộ hệ thống cung cấp điện nớc và thoát nớc hiện có ở cánh Tây, xây dựng mới ở cánh

Đông

Qua so sánh các chỉ tiêu trên ta chọn phơng án II để mở vỉa cho vỉa 11.

II- Vị trí và hình thức mở vỉa

1 Vị trí

Địa hình vỉa11 rất phức tạp, đồi núi, thung lũng và hệ thốngsuối nhỏ xen kẽ nhau Trớc kia thực dân Pháp đã tiến hành khai thác song quy mô nhỏ sử dụng bãi thải trong Do khai thác nên ở cánh Tây và Đông đã tạo thành 2 hồ lớn là hồ Hà Tu và hồ

MongPlance Phía Nam có bãi thải cọc 3, phía Bắc có bãi thải phụ Bắc, phía Tây có bãi thải Tây ở các khu vực bãi thải đã có đờng giao thông đi lại Sau khi nghiên cứu điều kiện địa chất - địa hình của khu vực vỉa 11 Ta lựa chọn hình thức mở vỉa là hào hỗn hợp Tuyến hào ngoài dựa vào các tuyến đờng đã có từ trớc, xây dựng thêm các tuyến hào trong từ 2 cánh

+ Cánh Tây : Tuyến hào phát sinh từ độ cao +24 đến độ cao tầng cần mở vỉa Tuyến hào này đợc nối với đờng ô tô qua sân giếng công nghiệp dùng để chở đất đá thải ra bãi thải Nam

và chở than ra kho than Tuyến đờng này là tuyến đờng chính của mỏ, nó đợc xây dựng trên cơ sở một con đờng mòn có trớc Quá trình xây dựng chỉ cần mở rộng đờng và đảm bảo độ dốc cho phù hợp với phơng tiện vận tải ô tô Quá trình xây dựng bằng máy xúc kết hợp với xe gạt

+ Cánh phia Đông : Đợc mở bằng hào đơn hào đợc đào từ phía Bắc phát triển từ mức +75 đến độ cao của tầng cần mở +

36 Tuyến đờng hào đợc nối với đờng ô tô để vận tải đất đá ra bãi thải Tây và phụ Bắc,

2) Dạng tuyến hào

Để giảm khối lợng đào hào mà vẫn đảm bảo năng lực thông qua của tuyến đờng ta sử dụng tuyến hào đơn các phơng tiện vận tải chạy theo sơ đồ con thoi

Tuyến hào ngoài là tuyến hào cố định, do địa hình đồi núi

ta xây dựng hào bán hoàn chỉnh

Vì ta mở vỉa 2 cánh nên giảm bớt thời gian xây dựng cơ bản,

tổ chức sản xuất đơn giản hơn, cho phép có thể nâng cao sản lợng mỏ Tuyến hào ngắn do đó giảm chi phí sản xuất Song bêncạnh đó có nhợc điểm là khối lợng đào hào trong nhiều, phải tăng chi phí xây dựng cơ bản do cần nhiều thiết bị hơn

Độ sâu hợp lý của hào ngoài xuất phát từ sự cân bằng khối ợng hào ngoài của tầng ở độ sâu H và khối lợng hào trong kế tiếp Chiều sâu H đợc xác định:

l-H =

2

2

h + α + , mTrong đó:

H - độ sâu của hào ngoài , m

h - chiều cao tầng , m

b0 - chiều rộng hào ngoài ; ta chọn sơ bộ b0 = 22 m

α0 – góc nghiêng sờn hào , α0 = 700

Vậy H = 30 m

Với độ sâu 30m tơng ứng với 2 tầng công tác Với bề mặt địahình của mỏ Núi Béo cho phép ta mở hào ngoài cho 2 tầng đầutiên

3) Tuyến hào trong mỏ

b Hào tạm thời

Đợc bố trí trong phạm vi khai trờng bên bờ vách của mỗi cánh Các tuyến này dùng để vận chuyển khối lợng mỏ ở mỗi tầng Trong quá trình khai thác xuống sâu để vận chuyển than và

đất đá lên trên mặt mỏ ta bố trí các tuyến hào cố định ở phía trụ của mỗi cánh

III Các thông số của tuyến đờng hào

1 Độ dốc khống chế của tuyến đờng

Là một thông số quan trọng, nếu độ dốc khống chế quá lớnthì các thiết bị làm việc sẽ không di chuyển đợc và không antoàn, nếu độ dốc nhỏ thì khối lợng xây dựng cơ bản sẽ tănglên

Hiện nay mỏ Núi Béo cũng nh các mỏ khác ở nớc ta đều sử dụng hình thức vận tải bằng ô tô Do đó độ dốc khống chế đợc xác định

Trong đó:

N- công suất động cơ Sử dụng xe Belaz 7548 có N= 315kW

η- hiệu suất truyền động cơ ; η = 0,85

Wc- khối lợng mỏ vận chuyển qua hào trong 1 ca , tấn/ca Trong 1 năm khối lợng đất đá phải chuyển là 7966800 m3 , trong

1 năm mỏ làm việc 300 ngày , mỗi ngày làm việc 3 ca => trong

1 ca khối lợng đất đá phải chuyển là 8852m3/ca hay 12392.8 tấn/ca Vậy Wc = 12392,8 tấn/ca

Kb- hệ số bì của ô tô , đối với ô tô Belaz 7548 có Kb = 0,68Vậy :

%

Vậy ta lấy độ dốc khống chế của tuyến đờng là 8%

2 Chiều dài tuyến hào

− Chiều dài của tuyến hào ngoài là :

Lng = H

=

H, m

Trong đó:

H – chiều sâu của hào ngoài ; H = 30m

I – góc nghiêng của tuyến đờng ; tgI = i0 = 0,08

Vậy Lng = 375 m

− Chiều dài của hào dốc vận chuyển từ tầng dới lên tầng trên

kế tiếp nhau đợc xác định theo công thức:

Ld = H0 − Hc

=

H, m

Trong đó:

H0- độ cao điểm đầu tuyến đờng hào , m

Hc- độ cao điểm cuối tuyến đờng hào , m

I- góc nghiêng tuyến đờng

3

H = Ho − Hc = 15 m : chiều cao tầng

Ld = 15

= 190 , m0,08

- Tổng chiều dài toàn bộ tuyến đờng hào theo lý thuyết là :

H0- độ cao điểm đầu tuyến hào ; H0 = 0

Hc- độ cao điểm cuối tuyến hào ; Hc = -135

i0- độ dốc khống chế tuyến đờng hào ; i0 = 0.08

Góc nghiêng thành hào đợc chọn phụ thuộc vào tính chất cơ

lý của đất đá.Trong khu vực mỏ đất đá có độ cứng thay đổi f

= 8 – 10, thành phần chủ yếu là cát kết, sạn kết, đất đá bị

phong hoá… Ta chọn góc nghiêng thành hào α = 700

5 Chiều rộng đáy hào

Mỗi loại hào có chức năng khác nhau do đó có chiều rộng đáy hào cũng khác nhau

- Chiều rộng đáy hào cơ bản : cho 2 làn xe chạy đợc xác

định theo công thức:

bd = Z + 2( A + N ) + M + K , mTrong đó:

Z- khoảng cách an toàn từ mép tầng đến mép đờng vận tải ;

Z = 3 m

A- chiều rộng một làn xe chạy, lầy theo loại xe lớn nhất Belaz 7548

A = 3,8 mN- chiều rộng lề đờng ; N = 1 m

M- khoảng cách an toàn giữa 2 luồng xe ; M = 1,5 m

K- chiều rộng rãnh thoát nớc ; K = 0,8 m

=> bd = 3 + 2( 3,8 + 1 ) + 1,5 + 0,8 = 14,9 m

Vậy ta chọn bd = 15m

- Chiều rộng đáy hào chuẩn bị : Chiều rộng đáy hào

chuẩn bị đợc xác định theo điều kiện ô tô làm việc theo sơ đồquay đảo chiều, đợc xác định theo công thức:

b0 = R0 + 0,5.b0 + l0 +2.m , mTrong đó :

R0- bán kính vòng quay của ô tô, đối với ô tô Belaz 7548 thì

R0 = 11 m

b0- chiều rộng của ô tô ; bo = 3,8 m

l0- chiều dài của ô tô ; l0 = 8,28 m