Nghiên cứu quy hoạch tuyến đường vận tải mỏ cho cụm mỏ tân cang để giảm giá thành sản phẩm cho cụm mỏ và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường

Các thông số hệ thống khai thác của một trong các mỏ đặc trưng trong cụm mỏ.... Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nhưng do hiện thựccông tác khai thác chế biến, vận chuyển tại khu vực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

ĐỖ TẤT THOAN

NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH TUYẾN ĐƯỜNG VẬN TẢI MỎ CHO CỤM MỎ TÂN CANG ĐỂ GIẢM GIÁ BÁN SẢN PHẨM CHO CỤM MỎ VÀ GIẢM THIỂU

TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-*0* -

ĐỖ TẤT THOAN

NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH TUYẾN ĐƯỜNG VẬN TẢI MỎ CHO CỤM MỎ TÂN CANG ĐỂ GIẢM GIÁ BÁN SẢN PHẨM CHO CỤM MỎ VÀ GIẢM THIỂU

TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG

Mã số ngành : 60520603

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

GS.TS Trần Mạnh Xuân

HÀ NỘI - 2013

T«i xin cam ®oan đ©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i.C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn v¨n lµ trung thùc, do chÝnh t¸c gi¶ thùc hiÖn vµ ch-a tõng ®-îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

T¸c gi¶ luËn v¨n

Đỗ Tất Thoan

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI CỤM MỎ TÂN CANG 8

1.1 Đặc điểm khí hậu 8

1.1.1 Nhiệt độ: 8

1.1.2 Độ ẩm không khí: 8

1.1.3 Lượng bốc hơi: 8

1.1.4 Chế độ mưa: 8

1.1.5 Bức xạ mặt trời 9

1.1.6 Gió bão: 9

1.2 Điều kiện thuỷ văn: 9

1.3 Điều kiện địa hình: 10

1.4 Đặc điểm địa chất công trình: 10

1.5 Điều tra khảo sát giao thông 11

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CHẾ BIẾN VÀ VẬN CHUYỂN SẢN PHẨM ĐI TIÊU THỤ 13

2.1 Đặc điểm khai thác 13

2.1.1 Điều kiện địa chất 13

2.1.2 Điều kiện địa chất thủy văn – địa chất công trình 14

2.1.3 Các thông số hệ thống khai thác của một trong các mỏ đặc trưng trong cụm mỏ 15

2.1.3 Công nghệ khoan nổ mìn 24

2.2 Công tác chế biến 32

2.2.1 Quy trình công nghệ 32

2.3 Công tác vận chuyển 33

2.3.1 Vận chuyển nội bộ 33

2.3.2 Vận chuyển Sản phẩm đi tiêu thụ: 35

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG HỢP LÝ 36

3.1.Hiện trạng giao thông trên khu vực nghiên cứu : 36

3.1 1.Tình hình chung về mạng lưới giao thông khu vực 36

3.1.2 Hiện trạng tuyến Quốc lộ 51 từ Biên Hoà đến Long Thành, Nhơn Trạch 36

3.1.3 Các quy hoạch giao thông trong khu vực: 38

3.2 Thiết kế tuyến đường chuyên dụng cho cụm mỏ 40

3.2.1 yêu cầu thiết kế 40

3.2.2 Quy mô công trình: 42

3.2.4 Tổng mức đầu tư 59

3.2.5 Đánh giá hiệu quả đầu tư 60

KẾT LUẬN 67

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 Danh sách các mỏ khai thác khoáng sản trên địa bàn xã Phước

Tân, 11

xã Tam Phước, thành phố Biên Hoà 11

Bảng 1-2 Sản lượng khai thác các mỏ từ năm 2007 -2012 12

Bảng 2.1: Tổng hợp các thông số hệ thống khai thác 22

Bảng 2.2: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ 24

Bảng 2.3: Thống kê các thông số khoan nổ mìn 31

Bảng 3-1 Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến 45

Bảng 3-2 Tổng hợp các loại bán kính đường cong trên tuyến 46

Bảng 3-3 Tổng hợp các yếu tố đường cong nằm trên tuyến 46

Bảng 3.4: So sánh tổng mức đầu tư hai phương án 51

Bảng 3.5: Chỉ tiêu so sánh phương án KCAĐ 52

Bảng 3-6: ghi vịtrí rãnh xây đá hôc trên tuyến 54

Bảng 3.7 Tổng hợp các loại cống trên tuyến 55

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2-1 Mô tả sơ đồ công nghệ 15Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ khai thác sét gạch ngói, cát, đá 23Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý của tổ hợp đập – nghiền - sàng 33Hình 3-1 Vị trí đường chuyê n dụng trong hệ thống giao thông tỉnh Đồng Nai 44Hình 3-2: Vị trí đường chuyên dụng đi qua các mỏ trong Cụm Mỏ TânCang 44

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

HTKT: Hệ thống khai thác

BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường

BVMT: Bảo vệ môi trường

UBND: Ủy ban nhân dân

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH: Trách nhiệm hữu hạn

UBND: Uỷ ban nhân dân

VLNCN: Vật liệu nổ công nghiệp

VLXD: Vật liệu xây dựng

BXD: Bộ xây dựng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cụm mỏ Tân Cang gồm 11 mỏ với quy mô 412 ha đã được UBNDtỉnh Đồng Nai cấp phép Hiện nay tại khu vực đã có 05 mỏ đang khai thác.Các phương tiện vận chuyển sản phẩm các khu mỏ đang lưu thông trên haituyến đường Tân Cang tại xã Phước Tân và tuyến đường dân sinh tại xã TamPhước để đưa sản đi tiêu thụ Với lưu lượng xe hiện tại lưu thông trên haituyến đường trên đã phát sinh một khối lượng bụi rất lớn thải vào môi trườngđồng thời khả năng lưu thông của hai tuyến đường hiện tại không đủ đáp ứngnhu cầu vận chuyển của cụm mỏ nên thường xuyên gây ra ách tắc giao thôngcục bộ và gây mất an toàn cho các phương tiện tham gia giao thông trong khuvực Tất cả các yếu tổ trên kết hợp lại làm tăng chi phí vận chuyển sản phẩmcủa mỏ khiến cho giá thành sản phẩm tăng lên làm giảm sức cạnh tranh trênthị trường

Việc nghiên cứu quy hoạch một tuyến đường chuyên dụng chung cho tất cảcụm mỏ sẽ giải quyết tất cả các vấn đề trên làm nâng cao hiệu quả kinh tế(nhất là trong hoàn cảnh giá dầu luôn biến động tăng ) và giảm thiểu tác độngxấu đến môi trường

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Các mỏ khai thác đá trên cụm mỏ Tân Cang- TP Biên Hòa - Đồng Nai

3 Mục đích của đề tài

- Lựa chọn thiết kế tuyến đường chuyên dụng hợp lý cho cụm mỏ đảmbảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật và giảm được chi phí vận chuyển, nâng cao nănglực cạnh tranh sản phảm của Cụm mỏ

- Làm giảm thiểu tác động xấu đến môi trường

4 Nội dung nghiên cứu của đề tài

- Đặc điểm tự nhiên, xã hội củCụm mỏ Tân Cang

- Nghiên cứu đặc điểm khai thác chế biến và vận chuyển sản phẩm đitiêu thụ của Cụm mỏ

- Nghiên cứu thiết kế tuyến đường hợp lý

5 Phương pháp nghiên cứu

- Tổng hợp tài liệu, số liệu

- Khảo sát hiện trường

- Phân tích đánh giá tổng hợp

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp giải tích kết hợp với phân tích hình học mỏ

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

7 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và phần kết luận kiến nghị, luận văn gồm 3 chương:

1 Đặc điểm tự nhiên, xã hội của Cụm mỏ Tân Cang

2 Nghiên cứu đặc điểm khai thác chế biến và vận chuyển sản phẩm đitiêu thụ của Cụm mỏ Tân Cang.

3 Nghiên cứu thiết kế tuyến đường hợp lý

Được sự hướng dẫn nhiệt tình chu đáo của thầy hướng dẫn GS.TSTrần Mạnh Xuân và các thầy cô trong khoa Mỏ cộng với sự giúp đỡ tận tìnhcủa các bạn bè đồng nghiệp Luận văn tốt nghiệp của tôi đã hoàn thành đúngtiến độ được giao Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nhưng do hiện thựccông tác khai thác chế biến, vận chuyển tại khu vực mỏ đá Tân Cang luônbiến động hết sức phức tạp nên trong khuôn khổ của một luận văn tốt nghiệphọc viên không thể trình bày giải quyết hết được tất cả các vấn đề phát sinh.Tôi luôn mong nhận được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô và các bạn đồngnghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn!

.

-Lượng mưa vào vào mùa mưa chiếm 95% lượng mưa cả năm

-Lượng mưa vào mùa khô chiếm 5% lượng mưa cả năm

-Số ngày mưa trung bình trong năm; 155 ngày

-Số ngày mưa trung bình tháng: 22 ngày (mùa mưa từ tháng 4 đến tháng11)

-Lượng mưa bình quân năm: 1979mm

1.1.5 Bức xạ mặt trời

Lượng bức xạ mặt trời trong năm phụ thuộc vào số giờ nắng trungbình, cực đại, cực tiểu, số giờ nắng tăng lên trong các tháng mùa khô từ 222-

272 giờ (tháng 12 đến tháng 3), vào mùa mưa số giờ nắng trung bình giảm từ

196 (tháng 5) xuống 162 giờ (tháng 12) Số giờ nắng trung bình cả nămkhoảng 2489 giờ

1.2 Điều kiện thuỷ văn:

Vùng Mỏ nằm ở hạ lưu sông Đồng Nai Sông Đồng Nai là sông lớn thứhai tại miền nam Việt Nam về lưu lượng cũng như chiều dài Sông Đồng Naibắt nguồn từ cao nguyên Trung Nam Bộ, nhập vào sông La Ngà trước khi đổvào hồ Trị An, tại hạ nguồn sông nhận nước từ Bình Dương và chảy xuôi vàosông Sài Gòn tạo thành sông Nhà Bè Đường chuyên dùng vận chuyển vậtliệu xây dựng cắt ngang suối Sông Buông, đây là một nhánh suối bắt nguồn

từ Sông Đồng Nai tạo thành Mực nước bị ảnh hưởng bởi các biến động khíhậu theo mùa: mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng 12), sau đó là mùa khô Chênhlệch mực nước cao nhất và thấp nhất Sông Buông khoảng 2.03m Lưu lượngcủa suối Sông Buông tuỳ thuộc phần lớn vào mực nước mưa trong lưu vực;lượng mưa ngày trung bình hàng năm trong khu vực khoảng 249mm (tần suất

4%) Căn cứ vào mực nước hàng năm cao nhất/thấp nhất thu thập và điều trakhảo sát để bố trí khẩu độ thoát nước cầu Sông Buông đảm bảo thoát nướctheo quy định.

1.3 Điều kiện địa hình:

Đoạn đầu Đường chuyên dùng có địa hình tương đối bằng phẳng,cao độ trung bình 3.23m kéo dài khoảng 500m, sau đó địa hình bắt đầu lêncao dần (từ Km2+000-Km4+000, nhất là đoạn về cuối tuyến tuyến đi quanhiều đồi có cao độ lớn (lớn nhất 50.62m) Nhìn chung địa hình khu vực đồicao có cao độ thay đổi lớn nên trong quá trình thiết kế phải thiết kế các côngtrình đảm bảo thoát nước tốt tránh ngập úng cho đường và khu vực

1.4 Đặc điểm địa chất công trình:

Chi tiết về đặc điểm địa chất công trình trên tuyến được thể hiện cụ thểtrong hồ sơ Báo cáo địa chất công trình; sau đây chỉ nêu một số đặc điểmchính về địa tầng phân bố từ trên xuống dưới như sau:

Các hố khoan phần đường giao thông: gồm 18 hố khoan chiều sâu khảosát từ 4.5-7m

Lớp 1: Là lớp đất phủ bề mặt của toàn bộ tuyến, thành phần chứa nhiềuchất hữu cơ Lớp này có

chiều dày mỏng 0.5m

Lớp 2: sét chứa sạn sỏi laterit màu nâu vàng, dẻo

Lớp 3: Đất sét màu đen pha lẫn hữu cơ, cứng chắc, có cả thực vật cònsót lại

Lớp 4: Hiện diện ở các vùng đồi cao thuộc trầm tích sông phù sa cổgồm cát sét, sét cát xen kẽ, màu xám vàng loang lổ có lẫn sỏi laterit Nằm ở

độ sâu 6.2m ở dưới lớp 3 chiều dày chưa xác định hết

Lớp 5: sét pha cát (LK17, LK18) ở hai bên bờ sông Buông, bên dưới có

1 lớp cát mỏng

Các hố khoan phục vụ thiết kế cầu Sông Buông:

Nhìn chung, theo số liệu thăm dò địa chất của tuyến tại thực địa và kếtquả thí nghiệm cho thấy địa chất dọc tuyến đường ổn định cho công trìnhđường.

1.5 Điều tra khảo sát giao thông

Việc điều tra khảo sát giao thông dọc theo hành lang đường nhằm thuthập thông tin mới nhất về tình hình giao thông mà chủ yếu là xe chở đá từcác mỏ đá, phục vụ công tác xác định lưu lượng giao thông (số lượng xe chở

đá của các mỏ) Cuộc điều tra quan sát bao gồm điều tra đếm lưu lượng giaothông Điều tra quan sát chủ yếu nhằm hoàn thiện dữ liệu dự báo nhu cầu giaothông Đếm lưu lượng giao thông nhằm xác định số lượng phương tiện đi quacác vị trí khảo sát trong 24 giờ trong thời gian 3 ngày liên tục Đếm lưulượng (phương tiện chở đá)

Bảng 1-1 Danh sách các mỏ khai thác khoáng sản trên địa bàn xã Phước Tân,

xã Tam Phước, thành phố Biên Hoà

STT Đơn vị Tên mỏ Ngày

cấp

Hết hạn

Số

năm

Công suất

Công ty CP ĐTXD và

Bảng 1-2 Sản lượng khai thác các mỏ từ năm 2007 -2012

CHƯƠNG 2

ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CHẾ BIẾN VÀ VẬN CHUYỂN SẢN PHẨM

ĐI TIÊU THỤ

2.1 Đặc điểm khai thác

2.1.1 Điều kiện địa chất

Khu Mỏ có cấu trúc địa chất khá ổn định Đối tượng khai thác chủyếu là đá phun trào andesit và tuf andesit hệ tầng Long Bình; cát kết, bộtkết, cát bột kết hệ tầng Đray Linh; một ít đá bazan hệ tầng Phước Tân.Các loại đá có trong mỏ đều có tính chất cơ lý khá ổn định, màu sắc khá

ưa chuộng trên thị trường hiện nay nên rất thuận lợi cho quá trình khai thácvà tiêu thụ sau này Một số đặc điểm địa chất có ảnh hưởng đến điều kiệnkhai thác mỏ như sau:

* Đặc điểm đất phủ

Đất phủ trong khu mỏ là các trầm tích sông biển Holocen hạ trung;lớp vỏ phong hóa các đá phun trào bazan hệ tầng Phước Tân, đá phun tràotrung tính hệ tầng Long Bình và trầm tích hệ tầng Đray Linh Chiều dàylớp đất phủ thay đổi mạnh từ 3,5m đến 13,0m; trung bình 7,7m Trong thựctế chiều dày lớp phủ khi khai thác sẽ nhỏ hơn do giữa các lớp phủ còn cólớp bazan cứng chắc Tuy nhiên, cần phải có thêm biện pháp gia cố bờmoong trong đất phủ nhằm tránh các hiện tượng trượt lở bờ moong khaithác, nhất là khu vực phía Đông (những nơi sát sông Buông)

*Đặc tính cơ lý đá

Đá xây dựng khai thác trong mỏ chủ yếu là các đá andesit porpyrit,tuf andesit (đá loại1) Chúng có tính chất cơ lý khá ổn định, màu sắc được

ưa chuộng nên rất thuận lợi cho khai thác và tiêu thụ Ngoài ra trong khumỏ còn có một khối lượng nhỏ đá cát kết, cát bột kết, bột kết (đá loại 2);đá bazan olivin đặc sít; chúng có tính chất cơ lý không ổn định nên sau nàykhi khai thác loại đá này phải được khai thác riêng, đểù không ảnh hưởngnhiều đến thị hiếu khách hàng

2.1.2 Điều kiện địa chất thủy văn – địa chất cơng trình

2.1.2 1 Điều kiện địa chất thủy văn

Khu Mỏ có điều kiện địa chất thủy văn đơn giản Các đơn vị chứanước có trong mỏ có độ chứa nước nghèo đến trung bình Lượng nướcchảy vào mỏ chủ yếu từ nước mưa nên có thể tháo khô một cách dễ dàng.Để phục vụ thiết kế khai thác mỏ, có thể sử dụng số liệu tính toán tháokhô mỏ trên cơ sở các số liệu về hệ số thấm K từ kết quả bơm nước thínghiệm trong các lỗ khoan thăm dò

2.1.2.2 Điều kiện địa chất công trình

Khu Mỏ có điều kiện địa chất công trình đơn giản, khá thuận lợi chocông tác khai thác lộ thiên Tuy nhiên khi khác bờ moong trong đất phảiđược trồng cây xanh để gia cố bờ moong Số liệu thiết kế bờ mỏ trong đấtphủ sử dụng số liệu thí nghiệm từ các lớp đất nền thiên nhiên Số liệu thiếtkế bờ mỏ trong đá cứng phải áp dụng theo quy phạm thiết kế mỏ lộ thiên(góc dốc bờ moong kết thúc không quá 60o) Hệ thống khai thác của các

mỏ cĩ th ơng số khác nhau đơi chút nhưng hầu như chọn áp dụng cho mỏ đáxây dựng Tân Cang là HTKT xuống sâu dạng vành khuyên ly tâm, vận tảitrực tiếp trên tầng, khơng sử dụng bãi thải ngồi

Hình 2-1 Mô tả sơ đồ công nghệ

2.1.3 Các thông số hệ thống khai thác của một trong các mỏ đặc

trưng trong cụm mỏ

2.1.3.1 Chiều cao tầng khai thác (Ht)

2.1.3.1.1 Chiều cao tầng đất phủ, sét gạch ngói, cát:

Chiều dầy trung bình tầng đất phủ, sét gạch ngói, cát tại các khối t rữlượng thay đổi từ 3m (TC7-31) đến 51m (TC7-33) Phù hợp với đặc tính cơ lýcủa đất phủ trong mỏ, chiều cao tầng phủ lấy ≤ 6 m

2.1.3.1.2 Chiều cao tầng đá bán phong hóa và gốc:

Đá bán phong hóa và đá gốc của mỏ phải khoan nổ mìn làm tơi trướckhi xúc bốc Chiều cao tầng khai thác trong đá bán phong hóa và đá gốc liênquan chủ yếu đến các thông số khoan nổ mìn

Tương ứng với chiều cao đống đá nguyên khai nổ mìn và chiều cao xúchiệu quả của máy xúc, chiều cao tầng trong đá bán phong hóa và đá gốc lấybằng 10m.

2.1.3.2 Chiều cao tầng kết thúc (H kt )

2.1.3.2.1 Trong đất phủ, sét gạch ngói, cát:

Chiều cao tầng kết thúc trong đất phủ, sét gạch ngói, cát tối đa lấy bằng10m Tại vị trí có chiều dầy tầng phủ lớn hơn 10m được chia thành các tầng,đai bảo vệ giữa 2 tầng rộng 3,5m

2.1.3.2.2 Trong đá gốc:

Khi đến biên giới mỏ, cứ 02 tầng khai thác sẽ được chập lại để hìnhthành làm một tầng kết thúc Chiều cao tầng kết thúc trong đá gốc mỏ TânCang 7 như sau:

+ Trong đá gốc và bán phong hóa chiều cao tầng tối đ a 20m theo

QCVN 04: 2009/ BCT

+ Trong đất phủ: tính từ bề mặt địa hình tự nhiên xuống, cứ 10m đểthành một tầng kết thúc cho đến khi gặp tầng đá bán phong hóa Trong trườnghợp chiều dày lớp đất phủ ≤ 2m được gộp chung vào tầng đá bán phong hóa

2.1.3.3 Góc nghiêng sườn tầng khai thác ( t)

2.1.3.4 Góc nghiêng sườn tầng kết thúc (  kt )

Góc nghiêng sườn tầng kết thúc được tính toán dựa trên công thức tính

và các thông số cơ lý của đất phủ, sét gạch ngói, cát và đá xây dựng xác địnhtrong Báo cáo kết quả thăm dò mỏ Tân Cang 7

2.1.3.4.1 Trong đất phủ:

Theo tính chất cơ lý của đất phủ, sét gạch ngói, cát tương ứng với chiềucao tầng 10m, góc nghiêng sườn tầng kết thúc trong đất phủ lấy bằng 32

2.1.3.4 2 Trong đá bán phong hoá:

Theo tính chất cơ lý của đá bán phong hoá, tương ứng với chiều caotầng 10m, góc nghiêng sườn tầng kết thúc trong đá bán phong hoá lấy bằng50

2.1.3.4 3 Trong đá gốc:

Theo quy định của Quy phạm khai thác mỏ lộ thiên, góc nghiêng sườntầng kết thúc phải < 60° nên chọn góc nghiêng sườn tầng kết thúc trong đábán phong hóa và đá gốc kt = 60°

2.1.3.5 Chiều rộng dải khấu (A)

Chiều rộng dải khấu A có liên quan tới việc thiết kế mạng n ổ mìn của

mỏ Với một giá trị phù hợp nó sẽ đảm bảo đủ khối lượng đá nguyên khai chomáy xúc làm việc, chiều rộng đống đá nổ mìn không quá lớn làm giảm năngsuất máy xúc và cũng không đòi hỏi phải có chiều rộng tầng công tác lớn

Chiều rộng dải khấu được t ính:

2.1.3.6 Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu (B min )

Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu phải đảm bảo cho các thiết bịxúc bốc, vận tải hoạt động an toàn và có năng suất cao, đảm bảo chứa hếtđống đá nổ mìn Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu được tính theo côngthức:

Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu được xác định như sau:

đường xe chạy Lấy C1= 1,5m

- C2là khoảng cách an toàn từ mép ngoài đường xe chạy đến mép ngoàicùng của tầng Lấy C2= 1,5m

- T là chiều rộng vệt xe chạy, m

2.1.3.6.1 Chiều rộng đống đá nổ mìn (Bđ):

Được xác định theo công thức sau:

Bđ= Knx Kvx q x Ht+ b(n-1) (2)Trong đó:

- Knlà hệ số phụ thuộc vào mức độ khó nổ của đất đá, Kn= 5,5

- Kv= 0,9 là hệ số phụ thuộc mức độ nổ chậm giữa các phát mìn (mỏ

nổ vi sai qua lỗ)

- q là chỉ tiêu thuốc nổ Lấy q = 0,45 kg/m3

- Ht=15m là chiều cao tầng khai thác

- b là khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan, b = 3,8m

- b = 3m là chiều rộng làn xe chạy trên tầng

- m = 1m là khoảng cách an toàn giữa 2 xe khi chạy ngược chiều.Thay các giá trị trên vào công thức (3) ta có: T = 7 m

2.1.3.6 3 Chiều rộng tầng công tác tối thiểu:

Thay các giá trị Bđ, C1, C2, T vào công thức (1) ta có:

Bmin= 52,5 + 1,5 + 7 + 1,5 = 62,5m

2.1.3.7 Chiều rộng đai bảo vệ (B v )

Cứ mỗi tầng kết thúc để một đai bảo vệ có tác dụng giữ lại đất đá từ trêntầng khai thác rơi xuống các tầng phía dưới Chiều rộng được tính chọn Bv ≥1/3H

Chiều rộng đai bảo vệ tương ứng với chiều cao tầng kết thúc như sau:

- Lk: Chiều dài blốc khoan

V2ngày

Lk =

2xKkhA H

V2n là khối lượng đá nổ mìn đủ cho máy xúc làm việc trong 2 ngày, có

dự trữ khối lượng 10% , do vậy chu kỳ mỗi đợt nổ là 2 ngày

- N = 290 ngày là số ngày làm việc trong năm

Thay số có : V2n = 17.069 m3

- A là chiều rộng dải khấu: A = 22,8 m

- H = 15 m Chiều cao tầng khai thác

- Kkh : Hệ số thu hồi khi khai thác = 0,95

Từ trên tính được: Lk= 35,5 m, lấy tròn Lk= 36 m

Lxb chiều dài tuyến xúc bốc ;lấy bằng chiều dài tuyến khoan Lxb= Lk= 36 m

Lcb chiều dài khu xử lý đá quá cỡ lấy Lcb = 0,5x 36 = 18m

Do vậy Lct= 36 m + 36 m+ 18 m = 90 m

2.1.3.9 Góc nghiêng bờ kết thúc của mỏ ( )

Góc nghiêng bờ kết thúc của mỏ phụ thuộc vào độ ổn định của đất đá

mỏ, các yếu tố hệ thống khai thác (góc nghiêng sườn tầng, chiều rộng đai bảovệ), được tính theo công thức:

HTg

-Bv là tổng chiều rộng đai bảo vệ, m

Tổng hợp các yếu tố kể trên, phụ thuộc vào chiều dày lớp phủ và đágốc, góc nghiêng bờ kết thúc của mỏ thay đổi:  = 36o53'÷49

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ khai thác sét gạch ngói, cát, đá

Bóc tầng đất phủ bằng

máy xúc TLGN Dung Tích : 1.2 m3

Bóc tầng bán phong hoá bằng khoan nổ mìn.

Khoan khai thác bằng khoan lớn

Vận tải từ gương khai thác lên khu chế biến bằng Ôtô tự đổ 15 T

Nghiền sàng đá bằng bộ nghiền sàng liên hợp Công suất ≥200

2.1.3 Công nghệ khoan nổ mìn

Đá khai thác được làm tơi sơ bộ trước khi xúc bốc bằng phương phápkhoan nổ mìn Các chỉ tiêu mạng nổ được tính toán riêng cho từng đợt nổ

Công tác khoan nổ mìn ở mỏ bao gồm:

- Khoan nổ mìn trong quá trình khai thác sử dụng máy khoan thủy lựclắp cần 105mm

- Khoan nổ mìn làm đường, phá mô chân tầng sử dụng máy khoan conlắp cần 36-42mm

Nổ mìn vi sai qua hàng, số hàng mìn tùy theo hộ chiếu nổ

2.1.3.2 Thuốc nổ và phương tiện nổ

Lựa chọn 2 loại thuốc nổ nhũ tương có đặc tính chịu nước sử dụng vàomùa mưa và ANFO sử dụng vào mùa khô là phù hợp Hai loại thuốc này hiệnnay đã được sản xuất trong nước và có những đặc tính kỹ thuật như sau:

Bảng 2.2: Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ

- Thuốc nổ: Anfo và nhũ tương Ngoài ra còn có: Sofanit, TFD -15WR

- Phương tiện nổ: kíp nổ vi sai phi điện, máy nổ mìn

2.1.3.3 Các thông số khoan nổ mìn

Các thông số khoan nổ mìn được tính toán với chỉ tiêu thuốc nổ trungbình Phụ thuộc khối lượng thuốc nổ trong một lỗ khoan tăng lên hay giảmxuống sẽ điều chỉnh chiều sâu khoan thêm/chiều dài cột thuốc cho phù hợp,không điều chỉnh giảm chiều dài bua

Khoan nổ mìn lỗ khoan nhỏ được tính toán tương tự

2.1.3.3.1 Đường kính lỗ khoan

Đường kính lỗ khoan ảnh hưởng rất nhiều đến mức độ đập vỡ đất đá.Khi tăng đường kính lỗ khoan và mở rộng mạng lưới lỗ khoan thì ch i phíkhoan giảm xuống nhưng mức độ đập vỡ đất đá kém đi, khối lượng đá quá cỡtăng lên Lựa chọn đường kính lỗ khoan căn cứ vào tính chất cơ lý của đá vàyêu cầu cỡ hạt sau khi nổ mìn Dựa vào công suất khai thác mỏ và đồng bộthiết bị đã lựa chọn, đường kính lỗ khoan hợp lý d = 105mm

2.1.3.3.2 Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị

Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị áp dụng cho mỏ Tân Cang 7 là: 0,47 kg/m3đốivới đá bán phong hóa, 0,43 kg/m3đối với đá gốc, trung bình toàn mỏ 0,45kg/m3

2.1.3.3.3 Đường kháng chân tầng

Đường kháng chân tầng tính theo công thức của Damidop:

) 3 (

-  là thể trọng của đá, thay đổi từ 2,6 T/m3

(đới bán phong hóa của đáphun trào andesit, đá trầm tích) đến 2,81 T/m3 (trong đá gốc andesit, đá trầmtích) lấy trung bình 2,7 T/m3

Trong đó:

- Ht=10m là chiều cao tầng

- = 80o

là góc nghiêng sườn tầng công tác

- C = 2,0m là khoảng cách an toàn từ lỗ khoan hàng ngoài đến mép trêncủa tầng

Từ (1) và (2), W >Wmin, theo kết quả tính toán được ta lấy W = 3,8m

2.1.3.3.4 Khoảng cách giữa các lỗ khoan

Mỏ sử dụng mạng nổ hình tam giác đều

Khoảng cách giữa hai lỗ khoan:

a = m x W = 1 x 3,8 = 3,8m

Khoảng cách giữa hai hàng lỗ khoan:

b = a.sin600= 3,3 m

2.1.3.3.5 Chiều sâu khoan thêm (Lkt)

Chiều sâu khoan thêm nhằm tăng năng lượn g nổ vùng nền tầng đểkhắc phục sức cản lớn của nền tầng, đảm bảo chất lượng nền tầng tốt và đểđảm bảo chiều dài nạp thuốc và chiều dài bua Chiều sâu khoan thêm thườngdao động trong khoảng 10 ÷ 20% chiều cao tầng hoặc 10 lần đường kính lỗkhoan Căn cứ tính chất cơ lý mỏ Tân Cang, chiều sâu khoan thêm được lấybằng 15% chiều cao tầng khai thác

Lkt= 15%.Ht= 1,5m2.1.3.3.6 Chiều dài lỗ khoan (L)

Chiều dài lỗ khoan được tính theo công thức: Lk= Ht+ Lkt (3)Trong đó:

- H: chiều cao tầng

- Lkt: Chiều sâu khoan thêm

Thay vào công thức (3) ta tính được

Lk= Ht+ Lkt= 10 + 1,5 = 11,5m

2.1.3.3.7 Lượng thuốc nổ cho một lỗ khoan (Q)

Lượng thuốc nổ cho một lỗ khoan phụ thuộc vào các thông số mạng lỗkhoan, được tính theo công thức:

Q = q.a.W(b).H, kg

(4)Trong đó:

- q = 0,45 kg/m3 là chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị Chỉ tiêu này cần đượcđiều chỉnh cho phù hợp với điều kiện đất đá ở từng khu vực củamỏ

- a = 4m là khoảng cách giữa các lỗ khoan,

- b = 3,5m là khoảng cách giữa hai hàng lỗ khoan,

- W = 4m là đường kháng chân tầng,

- H = 10m là chiều cao tầng khoan nổ

Lượng thuốc nổ trong một lỗ khoan được xác định theo công thức (4):Thuốc nổ cho lỗ khoan hàng ngoài:

Qn= 0,45 x 3,8 x 3,8 x 10 = 65 kgThuốc nổ cho lỗ khoan hàng trong:

Qt= 0,45 x 3,8 x 3,3 x 10 = 56,4 kg

2.1.3.3.8 Lượng thuốc nổ cho một m dài lỗ khoan (P)

Lượng thuốc chứa trong 1m lỗ khoan, phụ thuộc vào mật độ nạp thuốcKg/m

2.1.3.3.9 Chiều dài lượng thuốc (Lt)

Chiều dài nạp thuốc trong lỗ khoan được tính theo công thức:

Lt= Q/P

Với lỗ khoang hàng ngoài: Ln= 65/7,8 = 8,3 m

Với lỗ khoang hàng ngoài: Lt= 56,4/7,8 = 7,2 m

2.1.3.3.10 Chiều dài bua (Lb)

Chiều dài bua ảnh hưởng đến sự văng xa của đá khi nổ mìn, đếnchiều rộng đống đá và đến hiệu quả sử dụng năng lượng nổ để phá vỡ đất đá.Nếu tăng chiều dài nạp bua sẽ giảm sự văng xa và chiều rộng đống đá, tăng hệ

số sử dụng năng lượng chất nổ Tuy nhiên, kh i đó chiều dài lượng thuốc trong

lỗ khoan giảm đi dẫn đến phải thu hẹp mạng lưới lỗ khoan Vì vậy, cần phảichọn chiều dài của bua theo điều kiện an toàn và tính chất công nghệ củađống đá Chiều dài bua lấy bằng 20 ÷ 30d hoặc Lb≥ 0,8W

Chiều dài bua trong lỗ mìn được xác định như sau:

Với lỗ khoan hàng ngoài: Lbn = Lk- Ln= 11,5 – 8,3= 3,2 m

Với lỗ khoan hàng trong: Lbt= Lk– Lt= 11,5 – 7,2= 4,3 m

2.1.3.3.11 Suất phá đá (S)

Khái niệm xuất phá đá được sử dụng để tính hiệu quả nổ mìn của 1mdài lỗ khoan, được xác định theo công thức:

Trong đó:

- V là thể tích đất đá phá được, m3

- Lklà chiều dài lỗ khoan, m

Thay số vào công thức tính được; suất phá đá với hàng ngoài Sn = 12,6

m3/m, suất phá đá với hàng trong St = 10,9 m3/m Suất phá đá trung bình (tínhcho bãi mìn 5 hàng, mỗi hàng 8 lỗ khoan) St= 11,24 m3/m

2.1.3.3.12 Quy mô đợt nổ

2.1.3.3.12.1 Quy mô đợt nổ

Mỏ đá Tân Cang 7 có công suất 1.500.000 m3/năm đá nguyên khối

Quy mô đợt nổ cho mỏ là: Nổ 5 hàng mìn, m ỗi hàng 8 lỗ (tính trung bình), số

lỗ khoan thực hiện trong một đợt nổ là 40 lỗ, khối lượng thuốc nổ sử dụng:

Q = 8x65 + 8x4x56,4 = 520 + 1.805 = 2.325 kg/đợt

Block khoan nổ mìn

- Chiều dài block khoan nổ mìn: L = 8a = 8 x 3,8 = 30,4 m

- Chiều rộng block khoan nổ mìn: A = W + 4b = 3,8 + 4x3,3 = 17 m.Căn cứ vào điều kiện cụ thể tại từng khu vực trong mỏ để bố trí mạng

nổ cho phù hợp với điều kiện thực tế

- Khối lượng đá 1 bãi mìn tính toán Q bm= Q/q = 2.325 /0,45 = 5.167

Trong thời gian nổ mìn đã đăng ký có thể nổ nhiều bãi mìn với thời gian dãncách theo quy định đã đăng ký với cơ quan chức năng Mỗi bãi mìn có hộchiếu nổ mìn riêng biệt được Giám đốc mỏ phê duyệt.

2.1.3.4.4 Khoảng cách giữa các lỗ khoan (a,b): a = b = 1,5 m

2.1.3.4.5 Lượng thuốc nổ cho một lỗ khoan (Q): 3,04 kg/lk

2.1.3.4.6 Lượng thuốc nổ cho một m dài lỗ khoan (P): 1,2 kg/m

2.1.3.4.7 Chiều dài lượng thuốc (Lt): 2,5 m

2.1.3.4.8 Chiều dài bua (Lb): 1,0 m

2.1.3.4.9 Chiều dài lỗ khoan (Lk): 3,5 m

2.1.3.4.10 Chiều sâu khoan thêm (Lkt): 0,5m

2.1.3.4.11 Suất phá đá (S): 1,9m3/m

Bảng 2.3: Thống kê các thông số khoan nổ mìn

LK 36-42 mm

9 Chiều dài lượng thuốc với lỗ

10 Chiều dài lượng thuốc với lỗ

-2.1.3.5 Phá đá quá cỡ

Việc phá đá quá cỡ sẽ dùng búa trọng lượng 2,8 tấn lắp đặt trên máyxúc thuỷ lực gầu ngược, công suất 50 m3/giờ tương đương 300 m3/ca Khốilương đá quá cỡ hàng năm được tính bằng 10% khối lượng đá nguyên khaitương đương 150.000m3/năm

Vậy cần một búa đập thủy lực phục vụ cho mỏ

2.2 Công tác chế biến

Hiện trong Khu mỏ đang sử dụng rất nhiều chủng loại máy nghiền sàngcủa nhiều hãng khác nhau với công suất khác nhau nhưng đều áp dụng chungmột quy trình công nghệ

2.2.1 Quy trình công nghệ

Áp dụng quy trình công nghệ nghiền hai giai đoạn, đá nguyên khai từbunke cấp liệu được chuyển trực tiếp vào máy nghiền thô (nghiền má) nhờbăng chuyền xích Đá nghiền ra được qua băng tải để chuyền vào máy sàng.Sau khi sàng đá được đưa qua máy nghiền côn rồi qua hệ thống băng tải ra bãichứa đá các loại