Phân tích đánh giá ảnh hưởng của nước đối với lò chợ 30 + 0 vỉa 12 mỏ than bắc cọc sáu và đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả khai thác

Khi đi vào đào lò và khai thác thực tế địa chất của vỉa than và các lớp đất đá xung quanh có nhiều biến đổi cục bộ phức tạp cộng với trên bề mặt địa hình khu vực này trước đây được dùng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

LÊ VĂN QUÂN

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC ĐỐI

VỚI LÒ CHỢ -30 0 VỈA 12 MỎ THAN BẮC CỌC SÁU VÀ

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT NHẰM NÂNG CAO

HIỆU QUẢ KHAI THÁC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

LÊ VĂN QUÂN

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI LÒ CHỢ -30 0 VỈA 12 MỎ THAN BẮC CỌC SÁU VÀ

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT NHẰM NÂNG CAO

HIỆU QUẢ KHAI THÁC

Ngành: Khai thác mỏ

Mã số: 60520603

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Trần Văn Thanh

HÀ NỘI - 2014

Tôi xin cam đoan đề tài cao học này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Văn Thanh Các số liệu và tài liệu nêu ra trong đề tài là trung thực, đảm bảo khách quan, khoa học Các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, các luận điểm và kết quả nghiên cứu chưa

từng được ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2014

Tác giả luận văn

LÊ VĂN QUÂN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC Kí HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HèNH VẼ , BIỂU ĐỒ

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 : ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ BẮC CỌC SÁU 3

1.1 Địa lý tự nhiên 3

1.2 Điều kiện địa chất 5

1.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ 5

1.2.1.1 Địa tầng 5

1.2.1.2 Kiến tạo 5

1.2.2 Cấu tạo các vỉa than 7

1.2.4 Địa chất thuỷ văn 10

1 2.4.1.Nước mặt 10

1.2.4.2 Nước dưới đất 10

1.2.5 Địa chất công trình 11

1.2.6 Trữ lượng 13

1.2.6.1 Trữ lượng địa chất 13

1.2.6.2 Trữ lượng công nghiệp 14

1.3 Nhận xột 14

CHƯƠNG 2 : HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC ĐẾN Lề CHỢ -35   0 VỈA 12 MỎ BẮC CỌC SÁU 15

2.1.Đặc điểm cấu tạo chung vỉa 12 mỏ Bắc cọc sỏu 15

2.2 Hiện trạng cụng tỏc chuẩn bị và khai thỏc lũ chợ -35/+0 vỉa 12 17

2.2.1 Hiện trạng cụng tỏc chuẩn bị 17

2.2.2.1 Hiện trạng hệ thống khai thác 18

2.2.2.2 Hiện trạng công nghệ khai thác

2.2.3 Hiện trạng công tác tổ chức sản xuất 19

2.2.4 Hiện trạng công tác thông gió và vận tải 23

2.3.Hiện trạng xuất lộ nước và ảnh hưởng của nước đến lò chợ -35/+0 vỉa 12 mỏ Bắc cọc sáu 23

2.3.1 Hiện trạng xuất lộ nước và ảnh hưởng của nước 23

2.3.1.1 Ảnh hưởng đến công tác chống giữ lò chợ : 24

2.3.1.2 Ảnh hưởng đến công tác vận tải : 28

2.3.1.3 Ảnh hưởng đến công tác khoan nổ mìn : 28

2.3.1.4 Ảnh hưởng đến công tác tổ chức sản xuất : 28

2.4 Nguyên nhân 30

2.5 Hướng giải quyết 32

CHƯƠNG 3 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ GIẢM THIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI KHAI THÁC LÒ CHỢ -35  0 VỈA 12 MỎ BẮC CỌC SÁU 34

3.1 Giải pháp ngăn chặn trên bề mặt 34

3.1.1 Rải trên bề mặt lớp sét ( hoặc phủ đệ tứ ) 34

3.1.2 Rải trên bề mặt lớp chống thấm 34

3.2 Giải pháp tháo khô mỏ 36

3.2.1 Tháo khô mỏ bằng hệ thống lỗ khoan tháo khô từ bề mặt 36

3.2.2 Giải pháp tháo khô bãi thải bằng hệ thống lò tiêu nước 37

3.2.3 Giải pháp khoan tháo khô bãi thải từ trong lò 38

3.3 Giải pháp khai thác an toàn phòng chống bục nước từ bãi thải 41

3.3.1 Tính toán lựa chọn độ sâu khai thác hợp lý 41

3.3.2 Chèn lò và để lại trụ bảo vệ 42

3.5 Giải pháp phòng chống nước trong lò 43

3.5.1 Thi công hoàn chỉnh hầm bơm trước khi khai thác lò chợ 43

3.5.4.Làm cửa chắn nước bảo vệ hầm bơm 44

3.6.Các biện pháp kỹ thuật áp dụng khi khấu lò chợ có nước 44

3.7 Nhận xét 44

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

TKV Tập đoàn công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam

Bảng Biểu

Trang

Bảng 3.1: Đặc tính kỹ thuật máy khoan KD150-1

62 Bảng 3.2: Thiết bị nắp đặt giám sát hầm bơm tự động

68

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ , BIỂU ĐỒ

Hình vẽ , Biểu đồ

Trang Bản vẽ 1.1 :Bản đồ địa hình khu mỏ BCS

6 Bản vẽ 1.2 : Bình đồ đồng đẳng trụ và tính trữ lượng vỉa 12 mỏ

26 Bản vẽ 2.3 : Sơ đồ khai thông mức -35/+0 vỉa 12

63

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Khu mỏ Bắc Cọc Sáu được Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) giao cho Công ty TNHH MTV than Hạ Long -Vinacomin quản lý, bảo vệ, thăm dò và tổ chức khai thác theo các quyết định

số 1863/QĐ-HĐQT ngày 08/08/2008, với công suất thiết kế 700.000 tấn / năm Khi đi vào đào lò và khai thác thực tế địa chất của vỉa than và các lớp đất đá xung quanh có nhiều biến đổi cục bộ phức tạp cộng với trên bề mặt địa hình khu vực này trước đây được dùng làm khu đổ đất đá thải cho các công ty khai thác lộ thiên là cao sơn và cọc sáu nên tầng đất đá thải này lại là nơi chứa một lượng nước khá lớn Theo bản đồ địa hình khu vực thì phần tài nguyên khoáng sản được khoanh vùng đào lò và khai thác khá gần với với bề mặt địa hình đổ thải cộng với các lớp đất đá xung quanh vỉa than có nhiều biến đổi địa chất cục bộ phức tạp cho nên việc đào lò và khai thác gặp rất nhiều khó khăn

do nước trên bề mặt địa hình và nước ngậm trong các lớp đất đá tràn vào các đường lò và khu vực khai thác gây ảnh hưởng lớn công tác chống giữ , vận tải, thoát nước , năng xuất lao động thấp dẫn tới sản lượng khai thác không cao Do vậy nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của nước đối với quá trình khai thác than là rất cần thiết và cần nghiên cứu đề xuất các giải pháp kĩ thuật nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của nước đối với quá trình khai thác để nâng cao hiệu quả khai thác

2 Mục đích nghiên cứu

giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả khai thác

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là phân tích đánh giá ảnh hưởng của nước đối với

lò chợ

- Phạm vi nghiên cứu là lò chợ -30  0 vỉa 12 mỏ than Bắc cọc sáu Công ty than Hạ Long

4 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập tài liệu địa chất, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ

- Tổng quan kinh nghiệm khai thác các vỉa than nằm dưới khu vực bãi thải

- Nghiên cứu địa chất thủy văn khu vực bãi thải

5 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng để hoàn thành công trình này bao gồm:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp thống kê phân tích

- Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp đồ thị

- Phương pháp chuyên gia

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu nguyên nhân và khả năng nước chảy từ bãi thải vào khu vực khai thác và sự ảnh hưởng của nó đối với khu vực khai thác

- Ý nghĩa thực tiễn: nghiên cứu và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác và đảm bảo công tác an toàn mỏ

7 Cơ sở tài liệu

Luận văn được viết trên cơ sở

- Tài liệu địa chất khoáng sàng mỏ than Bắc cọc sáu

- Tài liệu quy hoạch mỏ than Bắc cọc sáu do Viện khoa học công nghệ mỏ lập

- Tài liệu các phương pháp sử lý nước trong khai thác mỏ tại một số Công ty trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam

- Tài liệu tham khảo của Viện Khoa học Công nghệ Mỏ

- Tư liệu của Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm khai thác Mỏ - trường Đại học Mỏ - Địa chất, thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất và một số tài liệu được biên dịch từ nước ngoài

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm phần mở đầu, 3 chương và phần kết luận được trình bày trong 72 trang với 12 bảng biểu,13 hình vẽ và biểu đồ

Trong thời gian thực hiện đề tài, tác giả xin cảm ơn sự giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Phòng sau Đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác Hầm Lò , tập thể cán bộ nhân viên phòng Kỹ thuật Công ty than Hạ Long – TKV và CB kỹ thuật Viện khoa học công nghệ mỏ - TKV đã giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn Đặc biệt là sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của PGS.TS Trần Văn Thanh và các thầy giáo trong bộ môn Khai thác Hầm Lò Đồng thời tác giả xin chân thành cảm ơn tới các nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ tác giả để hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU

MỎ BẮC CỌC SÁU

1.1 Địa lý tự nhiên

Khu mỏ Bắc Cọc Sỏu được Tập đoàn cụng nghiệp Than - Khoỏng sản Việt Nam (Vinacomin) giao cho Cụng ty TNHH MTV than Hạ Long -Vinacomin quản lý, bảo vệ, thăm dũ và tổ chức khai thỏc theo cỏc quyết định

số 1863/QĐ-HĐQT ngày 08/08/2008 Khu mỏ nằm về phía Đông Bắc thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Khu vực được giới hạn bởi toạ độ:

X = 26.815  29.270

Y = 428.381 431.255 Ranh giới khu vực được giới hạn:

- Phía Đông giáp khu Quảng Lợi

- Phía Tây giáp khu Cao Sơn và Khe Chàm I

- Phía Nam giáp Công trường khai thác Tả Ngạn mỏ than Cọc Sáu

- Phía Bắc giáp khu Mông Dương

Địa hình nguyên thuỷ của khu mỏ bị chia cắt bởi các thung lũng và khe suối Nhìn chung địa hình khu mỏ thuộc loại đồi núi thấp và thoải, ở khu trung tâm thấp hơn và cao dần ra bốn phía, độ cao tuyệt đối của nơi thấp nhất

là mức +27 và nơi cao nhất là +145

Trong những năm qua do khu vực này được dùng làm bãi thải cho mỏ Cọc Sáu nên địa hình Bãi thải Bắc Cọc Sáu đã hoàn toàn bị thay đổi Hiện nay tầng đất đá thải đã bao phủ toàn bộ bề mặt địa hình với chiều cao đất đá thải

từ 50120 m

(Xem bản vẽ số 1.1: Bản đồ địa hình khu mỏ BCS)

Trong khu vực không có sông suối lớn, chỉ có những suối nhỏ, xuất phát từ sườn đồi, thung lũng chảy theo các hướng khác nhau, tập trung về một suối chính

ở trung tâm, suối chính này chảy theo hướng Bắc và đổ về sông Mông Dương

Khu mỏ nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa ẩm ướt kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Trong mùa khô, hướng gió chủ yếu là Bắc và

lượng mưa không đáng kể, độ ẩm từ 6065%

Lượng mưa hàng năm từ 2280  2800 mm, lượng mưa trung bình hàng năm là 2500 mm, lượng mưa lớn nhất trong năm thường vào tháng 8, trên 1000

mm

1.2 Điều kiện địa chất

1.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ

1.2.1.1 Địa tầng

Chiều dày trầm tích chứa than khu mỏ ước tính dày trên 1000 m, song mới xác định được khoảng 550 m Trong địa tầng xác định có chứa 12 vỉa than với tổng chiều dày các vỉa than chiếm trung bình 5% chiều dày địa tầng

Trầm tích đệ tứ gồm các loại đất đá có thành phần và nguồn gốc khác nhau, chủ yếu là các loại tàn tích, sườn tích Chiều dày trầm tích đệ tứ khoảng 3

 6 m

Trầm tích chứa than không có tầng chuẩn rõ ràng Vì vậy việc đồng danh vỉa liên hệ với các khu kế cận gặp nhiều khó khăn

Tham gia vào cấu tạo địa tầng chứa than khu Bãi thải Cọc Sáu bao gồm

toàn diện tích bởi lớp trầm tích đệ tứ dày 3  6 m và đất đá thải dày từ 50 

100 m Mổt cắt trầm tích chứa than, trong toàn khu mỏ là sự sắp xếp xen kẽ các loại đất đá gồm : công lô mê rát, gravêlít, sa thạch, alêvrôlit, các vỉa than

và các lớp ácgilit hoặc ácgilít than mỏng Loại đất đá phổ biến là alêvrôlit và

sa thạch

Đặc điểm chung của các loại đá trong cột địa tầng được mô tả như sau:

Cuội kết: có màu xám đến xám sáng, thành phần hạt chủ yếu là thạch anh

Các hạt thạch anh tương đối tròn cạnh, đường kính hạt không đều, kích thước hạt thay đổi từ 2  15 mm Xi măng gắn kết thuộc loại cơ sở là cát thạch anh,

ít silic, cấu tạo khối rắn chắc, vết vỡ không bằng phẳng, trong đá có nhiều khe nứt, trong các khe nứt có nhiều vết bám oxit sắt màu xám nâu

Sạn kết: là loại đá tương đối phổ biến trong cột địa tầng, độ hạt chuyển tiếp từ

cuội kết sang cát kết Sạn kết có màu xám sáng, thành phần chủ yếu là thạch anh, silic, kích thước hạt không đều, sắc cạnh Xi măng gắn kết cơ sở thành phần là các hạt thạch anh Đá có cấu tạo rắn chắc

Cát kết: là loại đá phân bố rộng rãi và phổ biến nhất trong cột địa tầng, đá có

màu xám sáng đến xám tối, thành phần chủ yếu là cát thạch anh, độ hạt biến

đổi đều, độ gắn kết chặt, cấu tạo khối và phân lớp dày Trong đá thường có ít

kẽ nứt được các mạch thạch anh và oxit sắt lấp đầy

Bột kết: thường phân bố trong địa tầng giữa các vỉa than hoặc sát vách, trụ

các vỉa than, đá có màu xám đến xám đen, cấu tạo phân lớp, gắn kết tương đối rắn chắc Trong đá có chứa hoá thạch thực vật dạng lá cây bảo tồn tốt, đôi chỗ gặp khoáng hoá oxit sắt và các mạch thạch anh xuyên cắt

Sét kết: là loại đá thường nằm gần vách, trụ vỉa, đá có màu xám đến xám đen,

hạt mịn, bị nén mạnh nên có cấu tạo phân phiến

Than: các vỉa than thường được thành tạo liền kề với các lớp đá hạt mịn như

bột kết, sét kết Trong cột địa tầng khu mỏ chứa 12 vỉa than, trong đó có 9 vỉa than có giá trị công nghiệp Sự tồn tại và phân bố các vỉa than từ tương đối ổn

định đến rất không ổn định trên diện tích khu mỏ và khoảng cách giữa các vỉa không đồng đều Than thuộc loại antraxit đến bán antraxit, than có màu đen,

ánh kim, vết vỡ dạng vỏ sò, dạng bậc thang, cấu tạo khối, phân lớp dày, dòn,

dễ vỡ, độ cứngtrung bình đến yếu, đa phần là loại than cám, màu đen

kẽ nhau Các uốn nếp nhỏ này lại bị hàng loạt các đứt gãy phân cắt, làm cho

nó càng trở lên phức tạp Trục của các nếp uốn nhỏ này có nhiều phương khác nhau, nhưng nhìn khái quát thì chúng có phương gần trùng với phương kinh

Toàn bộ cấu trúc khu mỏ bị các đứt gãy lớn H-H, T-T và C-C phân ra làm khối địa chất có cấu trúc khác nhau

Khối IA (khối TB): Phía Đông giới hạn bởi đứt gãy C-C, phía Bắc và

phía Tây giới hạn bởi BGM, phía Nam giới hạn bởi đứt gãy H-H

Khối IB (khối ĐB): Phía Đông giới hạn bởi đứt gãy T-T, phía Bắc giới

hạn bởi BGM, phía Nam giới hạn bởi đứt gãy H-H, phía Tây giới hạn bởi đứt gãy C-C

Khối II (TN): Phía Bắc giới hạn bởi đứt gãy H-H, phía Đông giới hạn

bởi đứt gãy T-T, phía Tây và phía Nam giới hạn bởi BGM

Khối III (ĐN): Phía Tây Bắc giới hạn bởi đứt gãy T-T, phía Đông và

Nam giới hạn bởi BGM

a Dạng đứt gãy có hướng á vĩ tuyến

1 Đứt gãy A-A: Là một phần phía Đông của đứt gãy lớn phía Nam khối trung tâm khu mỏ Cẩm Phả Đứt gãy A-A kéo dài từ Tây sang Đông, được chọn làm ranh giới mỏ phía Nam khu bãi thải Bắc Cọc Sáu

độ dịch chuyển và đới huỷ hoại của đứt gãy, chưa có đủ công trình nghiên cứu nên chưa xác định được chính xác

Đây là một đứt gãy nghịch có biên độ huỷ hoại rất lớn, ít nhất cũng từ

200  300 m và biên độ theo mặt trượt khá lớn nâng phần phía Nam lên cao

2 Đứt gãy H-H : nằm ở trung tâm khu mỏ kéo dài từ khu Khe Chàm sang theo hướng Tây Bắc, Đông Nam cắm về phía Nam, góc dốc mặt đứt gãy

m

b Dạng đứt gãy có hướng á kinh tuyến

3 Đứt gãy thuận L-L : nằm ở phía Tây khu mỏ, có hướng từ Nam lên Bắc và bị giới hạn bởi đứt gãy H-H (đứt gãy này trong báo cáo thăm dò tỷ mỷ khu Bắc Cọc Sáu năm 1964 gọi là đứt gãy A-A)

Đứt gãy L-L được xác định là đứt gãy thuận cắm về phía Tây với độ dốc

m

Đứt gãy L-L xác định cắm về phía Tây và được chọn làm giới hạn phía Tây của khu thăm dò

4 Đứt gãy nghịch G-G : Nằm ở phía Tây Bắc khu mỏ, trong phạm vi từ

đứt gãy A-A đến đứt gãy H-H, có dạng hơi cong và chạy theo hướng Bắc

theo mặt trượt đứt gãy 40 50 m ; chiều dày đới huỷ hoại 10  15 m

5 Đứt gãy nghịch C-C : Kộo dài từ Mông Dương xuống, theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và mất đi ở đứt gãy H-H Đứt gãy cắm về hướng Đông

huỷ hoại không xác định rõ

6 Đứt gãy nghịch T-T : Nằm gần phía Đông khu thăm dò, hướng đi hơi cong theo Tây Nam - Đông Bắc, cắm về phía Tây Bắc, góc dốc mặt trượt đứt gãy 75 

1.2.2 Cấu tạo các vỉa than

Trong khu bãi thải Bắc Cọc Sáu từ độ sâu -350 trở lên mặt đất đã phát hiện được 12 vỉa than gồm các vỉa 3a, 4, 4a, 5, 5a, 6, 7, 8, 9, 10, 11 và vỉa 12, trong đó các vỉa: 3a, 4, 4a, 5, 5a,6 , 7 là các vỉa mỏng , chiều dày không ổn

định, trung bình từ 0,0m  4,1m, trung bình 1,21m, đa phần vỉa bị vát nhọn, thường chỉ thể hiện lớp Acgilít hoặc Acgilít than mỏng, vì vậy các vỉa này không đưa vào khai thác Các vỉa: 8, 9, 10, 11 và 12 có chiều dày ổn định,

được huy động vào khai thỏc, đặc điểm các vỉa than này như sau:

Vỉa 8: Chiều dày vỉa rất không ổn định, biến đổi từ 0,08,6 m, trung bình là 2,49 m Một số vị trí trong vỉa 8 chỉ thể hiện là những lớp than rất mỏng kẹp trong Alêvôlít hoặc Acgilít ậ những điểm bắt được vỉa, phần trên là Alêvrôlít chiếm chủ yếu, một vài điểm thể hiện vách là lớp sa thạch hạt mịn, tiếp theo là sa thạch và Alêvrôlít xen kẽ nhau, trên cùng là lớp Acgilít mỏng hoặc Alêvrôlít trụ vỉa 9 Khoảng cách từ vỉa 8 đến trụ vỉa 9 từ 12,0  81,0 m, trung bình 38,0 m

Vỉa 9: Là vỉa tương đối ổn định về chiều dày và cấu tạo tương đối đơn

giản, có một vài điểm cấu tạo phức tạp (hào 305 có 8 lớp kẹp), thường từ 1 tới

3 phân vỉa Chiều dày chung toàn vỉa thay đổi từ 0,00  9,35 m, trung bình 2,84 m Vách vỉa phổ biến là lớp Alêvrôlít hoặc Acgilít mỏng, dày trung bình

1  2 m, một điểm xuất hiện lớp Gravilít mỏng không đáng kể Trên cùng là lớp Alêvrôlít, khoảng địa tầng từ vách vỉa 9 đến trụ vỉa 10 biến đổi từ 25  89

m trung bình 49 m Nhìn chung chiều dày vỉa 9 tương đối ổn định, cấu tạo vỉa tương đối phức tạp trên toàn diện tích thăm dò

Vỉa 10: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp và kém ổn định, gồm từ 0 đến 5

phân vỉa Chiều dày toàn vỉa từ 0,51  16,80 m, trung bình 4,2 m Vách vỉa là lớp Alêvrôlít chiều dày khoảng từ 1  5 m, tiếp đến là lớp sa thạch hạt thô Gravilít tương đối dày, trung bình 40  50 m, tiếp đến là sự xen kẽ giữa các lớp Alêvrôlít, sa thạch với nhau Trên cùng là lớp Alêvrôlit hoặc Acgilít trụ vỉa

11 Khoảng cách từ vách vỉa 10 đến trụ vỉa 11 từ 15  51 m trung bình 32 m

Vỉa 11: Cấu tạo tương đối phức tạp, gồm từ 1  5 phân vỉa, chiều dày vỉa

tương đối ổn định và biến đổi từ 0,45  7,7 m, trung bình 4,2m Vách vỉa là lớp Alêvrôlít dày trung bình 5 m, tiếp đến là lớp sa thạch, Alêvrôlít xen kẽ nhau Một số điểm xuất hiện lớp Gravilít (lỗ khoan 844) và mất đi ở các lỗ khoan bên cạnh Trên cùng là lớp Alêvrôlít tương đối dày, trung bình từ 8  10

m và cũng là trụ của vỉa 12 Khoảng cách từ vách vỉa 11 đến trụ vỉa 12 từ 56,5

 96 m trung bình 78m

Vỉa 12: Chiều dày chung của vỉa từ 1,61  7,52 m, trung bình 4,99 m Cấu

tạo vỉa tương đối phức tạp, gồm từ 2 đến 4 phân vỉa Vách vỉa là Alêvrôlít dày trung bình từ 3  4 m, tiếp theo là lớp sa thạch hoặc Gravilít và Alêvrôlít xen

kẽ nhau lên tới đất phủ của trầm tích đệ tứ Vứa 12 thuộc loại vỉa có chiều dày tương đối ổn định, cấu tạo vỉa tương đối phức tạp

Lộ vỉa phõn bố thành những diện nhỏ hẹp ở phần phớa Tõy nam và Đụng bắc khu mỏ, cỏch vỉa 11 từ 20m đến 33m, trung bỡnh 25m Chiều dày biến đổi từ 1,24m (LK.163) đến 8,74m (LK.2494), trung bỡnh 4,99m Vỉa cú gúc

từ 1  5 (LK.161) lớp kẹp, chiều dày đỏ kẹp biến đổi từ 0,0m2,13m (H.804), trung bỡnh 0,99m Chiều dày riờng than thay đổi từ 1,24m (LK.163) đến 7,52m (LK.2494), trung bỡnh 4,04m Vỉa cú 12 cụng trỡnh khoan khống chế dưới sõu và 4 cụng trỡnh khai đào khống chế lộ vỉa Vỏch trụ vỉa chủ yếu

là cỏc lớp sột, bột kết

(Xem bản vẽ số 1.2 v 1.3: Bình đồ đồng đẳng trụ và tớnh trữ lượng vỉa 12

và Mặt cắt địa chất tuyến VI khu mỏ BCS.)

Bản vẽ 1.3 : Mặt cắt địa chất tuyến VI khu mỏ BCS

1.2.3 Phẩm chất than

Các vỉa than trong khu mỏ thường có cấu tạo tương đối phức tạp, các vỉa không đồng nhất về tính chất vật lý trong cùng một vỉa, bao gồm có than cứng

và than vụn xen kẽ nhau

Than cám màu đen, ánh mờ Than cứng có màu đen ánh kim loại, hoặc

ánh bán kim loại, vết vạch hơi xám đen, vết vỡ không bằng phẳng có dạng vỏ

sò, cấu tạo dạng khối dòn, trong than có nhiều kẽ nứt không định hướng Dưới kính hiển vi than có kiến trúc than sáng (Claren) cấu tạo dạng phân lớp Than của khu bãi thải Bắc Cọc Sáu thuộc loại Antraxít và bán Antraxít Chỉ tiêu chất lượng các vỉa than thể hiện trong bảng 1-1

D g/m 3

5,7313,05 8,39

8.1168.8

33 8.462

1,371,5

6 1,46

0,320,7

4 0,58

4,7613,45 8,07

7.9518.7

36 8.475

1,381,5

6 1,46

0,350,7

4 0,48

5,3214,43 8,38

8.1848.7

74 8.469

1,431,6

9 1,48

0,170,7

8 0,57

5,2513,61 7,96

8.1268.8

73 8.606

1,371,5

9 1,47

0,080,7

8 0,42

5,0314,44 7,18

8.0888.9

00 8.598

1,371,5

6 1,46

0,280,6

7 0,44

0,050,

35 0,20

* Thể trọng và tỷ trọng của than

Theo kết quả tính trung bình của 6 mẫu:

Thể trọng lớn thay đổi từ 1,37 đến 1,40kg/m3, trung bình 1,39 kg/m3 Thể trọng nhỏ thay đổi từ 1,31 đến 1,46kg/m3, trung bình 1,40kg/m3

Tỷ trọng than thay đổi từ 1,31 đến 1,64kg/m, trung bình 1,48kg/m3

1.2.4 Địa chất thuỷ văn

1 2.4.1.Nước mặt

Địa hình nguyên thuỷ của khu bãi thải Bắc Cọc Sáu thuộc loại đồi núi Nhìn chung địa hình thấp dần theo hai hướng: từ Đông sang Tây và từ Nam lên Bắc Khi khu vực này chưa được đổ thải, phần Tây khu mỏ có một con suối lớn chảy từ khu vực cống +70 (Bắc công trường Tả Ngạn) chảy về hướng Bắc, đây

là nhánh suối chính của suối Vũ Môn hiện nay Độ cao tuyệt đối của nơi thấp

- Alêvrôlít: là loại nham thạch được phân bố nhiều ở trong khu mỏ, chiếm

36,04% so với các loại nham thạch khác; lớp có chiều dày thay đổi từ 1 mét đến

32 mét, cá biệt có lớp dày tới 51 mét, được phân bố chủ yếu ở vách trụ của các vỉa than, thường có màu xám đến xám tối, hạt có kích thước thay đổi từ 0,01 đến 0,1 mm, hầu hết có cấu tạo dạng phân lớp khoáng vật sét chiếm từ 40 đến 70 %

- Argilit: là loại nham thạch được phân bố ở trong khu mỏ ít, chỉ chiếm

4,14% so với loại nham thạch khác, lớp có chiều dày thay đổi từ 1 mét đến 15 mét, trung bình từ 3 mét đến 4 mét, được phân bố chủ yếu ở vách và trụ của các vỉa than, thường xuyên có màu đen, phân lớp không rõ Khoáng vật sét chiếm từ 32,5  92%

Sự có mặt của các nếp uốn và đứt gãy ở trong khu mỏ làm xuất hiện nhiều bối tà và hướng tà nhỏ lại bị phân cắt ra làm nhiều khối bởi các đứt gãy với nhiều cự ly dịch chuyển khác nhau, làm cho sự chênh lệch độ cao vách của các lớp chứa nước nằm trong tầng đều nhỏ, dẫn đến việc làm cho độ cao cột nước áp lực của toàn tầng chứa nước đều thấp Do vậy mức thuỷ tĩnh của hầu hết các lỗ khoan trong khu mỏ đều thấp hơn hoặc bằng mặt đất tại miệng lỗ khoan

Kết quả quá trình quan trắc sự dao động mực thuỷ tĩnh ở các lỗ khoan

đã cho thấy như sau:

Giữa nước mặt, nước dưới đất ở trong khu mỏ và nước mưa đã có quan hệ thuỷ lực với nhau Kết quả việc thu thập các tài liệu về cấu tạo và kiến tạo địa chất cho thấy tầng chứa nước áp lực nằm trong phạm vi mỏ có hướng cắm đặc trưng là từ hướng Đông, Đông - Nam sang hướng Tây, Tây - Bắc với góc cắm

vỉa than số 6 trở lên lần lượt được lộ ra trên bề mặt địa hình, do vậy đầu lộ ra của các lớp nham thạch chứa nước nằm trong khu mỏ chính là miền cung cấp của tầng chứa nước này, còn phần các lóp nham thạch chứa nước bị phủ kín nằm trong khu mỏ chính là miền phân bố của phân tầng chứa nước nằm trong phạm vi thăm dò Riêng miền thoát nước của tầng chủ yếu được phân bố ở phần phía Tây ngoài khu thăm dò Nguồn cung cấp nước chủ yếu cho tầng

chứa nước này là nước mưa, với lượng nước mưa bổ cập cho nước ngầm khoảng từ 13,98% đến 18,79% tổng lượng nước mưa rơi xuống hàng năm

1.2.5 Địa chất công trình

- Sa thạch: là loại nham thạch được phân bố ở trong khu mỏ nhiều nhất, chiếm tới 51,01% so với các loại nham thạch, lớp có chiều dày thay đổi từ 1 mét đến 66 mét, trung bình là 20 mét, được phân bố trong toàn diện tích khu

mỏ, thường có màu xám đến xám tối hạt biến đổi đều, kích thước hạt thay đổi

từ 0,01 mm đến 0,5 mm, đa phần cấu tạo dạng khối, các biệt mới có sự phân lớp

- Alêvrôlit: là loại nham thạch được phân bố nhiều ở trong khu thăm dò, chiếm 36,04% so với các loại nham thạch, lớp có chiều dày thay đổi từ 1 mét

đến 32 mét, cá biệt có lớp dày tới 51 mét, được phân bố chủ yếu ở vách và trụ của các vỉa than, thường có màu từ xám đến xám tối, hạt có kích thước thay

đổi từ 0,01 mm đến 0,1 mm, hầu hết có cấu tạo dạng phân lớp

- Acgilit: là loại nham thạch ít được phân bố ở trong khu mỏ, chỉ chiếm 4,14 % so với các loại nham thạch khác, các phân lớp có chiều dày thay đổi từ

1 mét đến 15 mét, trung bình từ 3 mét đến 4 mét, được phân bố ở vách và trụ của các vỉa than, thường có màu đên, phân lớp không rõ ràng, đa phần mềm bở,

có chỗ dẻo, mẫu vụn nát nhiều, không quan sát thấy kẽ nứt

S- Chiều dài theo phương của vỉa than; m

H- Chiều dài theo hướng dốc của vỉa than; m

 sin

h

h- Hình chiếu thẳng đứng của vỉa than lên mặt phẳng thẳng đứng

Trữ lượng cân đối được thể hiện qua bảng 1-2

Bảng 1-2 :Trữ lượng địa chất trong bảng cân đối Tên vỉa S (m) H (m) m tb (m) tb (độ) tb (T/m 3

1.2.6.2 Trữ lượng công nghiệp

Z cn = Z đc - Z tt ; tấn (1.2) Trong đó:

lò chợ trụ hạ trần sử dụng giá khung di động Tuy nhiên địa hình trong khu vực khai thác là khu bãi thải Bắc Cọc Sáu của Cty than Cao Sơn, do vậy quá trình khai thác cần có biện pháp thoát nước mặt cho phù hợp nhất là vào mùa mưa Lượng nước chảy vào mỏ và các khu vực khai thác không lớn nhưng lưu lượng nước tăng đột biến trong và sau các đợt mưa bão, nên trong quá trình

đào lò, khai thác có thể bị ngập nước trong thời gian ngắn Vì vậy phải có giải pháp chủ độngvà tối ưu thoát nước cho tầng đá thải nhằm giảm bớt lưu lượng dòng chảy vào mỏ và ngăn ngừa các sự cố bục nước, ngập mỏ

Điều kiện địa chất khu vực khá phức tạp, phay phá, đứt gãy nhiều, ảnh hưởng rất lớn đến công tác thi công đào lò và khai thác Do công tác thăm dò

đã lâu và không được chi tiết nên trong quá trình khai thác cần tiến hành thăm

dò và cập nhật làm sáng tỏ thêm những thông tin về đặc điểm địa chất để phục

vụ cho quá trình khai thác được tốt hơn

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ ẢNH HƯỞNG

BẮC CỌC SÁU

2.1.Đặc điểm cấu tạo chung vỉa 12 mỏ Bắc cọc sáu

Vỉa 12: Lộ vỉa phân bố thành những diện nhỏ hẹp ở phần phía Tây nam và

Đông bắc khu mỏ, cách vỉa 11 từ 20m đến 33m, trung bình 25m Chiều dày biến đổi từ 1,24m (LK.163) đến 8,74m (LK.2494), trung bình 4,99m Vỉa có góc dốc

(LK.161) lớp kẹp, chiều dày đá kẹp biến đổi từ 0,0m2,13m (H.804), trung bình 0,99m Chiều dày riêng than thay đổi từ 1,24m (LK.163) đến 7,52m (LK.2494), trung bình 4,04m Vỉa có 12 công trình khoan khống chế dưới sâu và 4 công trình khai đào khống chế lộ vỉa Vách trụ vỉa chủ yếu là các lớp sét, bột kết

Khu vực nghiên cứu (Lò chợ -35/+0 ) vỉa 12 có chiều dày từ 2,65 đến 3,75

đến 2 phân vỉa Vách vỉa là Alêvrôlít dầy trung bình từ 3  4m, tiếp theo là lớp sa thạch hoặc Gravilít và Alêvrôlít xen kẽ nhau lên tới đất phủ của trầm tích đệ tứ

24Vỉa 12 thuộc loại vỉa có chiều dầy tương đối ổn định cấu tạo vỉa tương đối phức tạp Vách trực tiếp bao gồm sát vỉa than là lớp sét than, sét kết dạng thấu kính phân bố không đều dày 0,22  0,69 m, có nơi kẹp các lớp than dày 0,92  1,47 m tạo thành tập đá mềm yếu dày 1,64  3,14 m, dễ sập lở, không ổn định Phân bố trên tập đá mềm yếu là tập bột kết dày từ 4,2  8,0 m, trung bình 6,0 m Nhiều chỗ bột kết phân bố trực tiếp trên vỉa than Vách có nơi không ổn định

kết có chiều dày từ 6  24 m, trung bình 8 m Một vài chỗ phân bố trên vỉa than

và cách vách vỉa từ 16  25 m là bãi thải có chiều dày từ 20  50 m Vách sập lở

trực tiếp là các lớp sét kết, sét than dạng thấu kính dày 0,2  0,91 m, phân bố không đều, thuộc loại đá mềm yếu dễ tiếp xúc Phân bố dưới tập đá yếu là tập bột kết lẫn cát kết phân bố đều dày từ 5  18 m có nơi bột kết phân bố trực tiếp dưới vỉa than Trụ bền vững trung bình đến bền vững (Xem bản đồ địa hình nguyên thủy và mặt cắt địa chất Hình 2.1 và 2.2 )

26

Bản vẽ 2.2 : Mặt cắt địa chất tuyến VII

Lũ DV m? c +0 v?a 12 cỏnh dụng

mặt cắt địa chất

tỷ lệ 1:1000

2.2 Hiện trạng công tác chuẩn bị và khai thác lò chợ -35/+0 vỉa 12

2.2.1 Hiện trạng công tác chuẩn bị

Công tác khai thông:

+ Từ lò dọc vỉa mức -35 đã khai thông khai thác lò chợ mức -35/+0 cánh Tây, tiến hành đào lò dọc vỉa mức -35 cánh Đông đến giới hạn khai thác của cánh

+ Từ lò xuyên vỉa -10 (tại điểm gặp vỉa 12) tiến hành đào lò nối thông gió mức -10/+0, từ đó đào lò dọc vỉa mức +0 đến giới hạn khai thác của cánh

+ Từ lò dọc vỉa mức -35 (tại giới hạn khai thác của cánh) tiến hành đào

lò khởi điểm mức -35/+0 nối thông lên lò dọc vỉa thông gió +0.( Xem sơ đồ khai thông hình 2.3)

Bản vẽ 2.3 : Sơ đồ khai thông mức -35/+0 vỉa 12

Bảng 2.1: Bảng thống kê mét lò khai thông cho lò chợ vỉa 12 mức -35/+0

Khu vực lò chợ áp dụng giá thủy lực di động bám trụ hạ trần thu hồi than

nóc mức -35/+0 cánh Đông Vỉa 12 đã được khai thông và chuẩn bị theo sơ

đồ hệ thống khai thác cột dài theo phương

Các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống khai thác:

- Chiều dày lớp khai thác: 3,2m

- Chiều cao khấu: 2,2 m

- Chiều cao thu hồi than nóc: 1 m

- Chiều dài lò chợ trung bình theo hướng dốc: 48 m

- Độ kiên cố trung bình của than: f = 1  2

- Chiều dài theo phương: 160 m

2.2.2.2 Hiện trạng công nghệ áp dụng

Dựa vào điều kiện địa chất, kỹ thuật khu vực lò chợ áp dụng giá thuỷ lực Căn cứ vào phạm vi áp dụng của các loại giá thuỷ lực Trung Quốc Áp dụng chọn giá thuỷ lực di động loại XDY- 1 T2/LY với các đặc tính kỹ thuật sau:

Bảng 2.2 : Bảng đặc tính kỹ thuật giá TLDĐ XDY - 1T2/LY

1 Xà di động

2 Cột thủy lực đơn

3 Dầm tiến gương

4 Van và ống dẫn dầu nhũ tương

Hình 2.4 : Giá thuỷ lực di động XDY - 1T2/LY

2.2.3 Hiện trạng công tác tổ chức sản xuất

Công tác tổ chức trong lò chợ áp dụng giá TLDĐ XDY -1T2/LY như sau: ngày làm việc 3 ca/ngày, với 2 ca hoàn thành một chu kỳ khai thác Trong mỗi chu kỳ khai thác, khấu gương hoàn chỉnh một tiến độ, mỗi tiến độ 0,8 m Sau đó, tiến hành thu hồi than hạ trần với bước hạ trần 0,8 m Các công việc trong một chu kỳ khai thác bao gồm:

- Di chuyển giá thủy lực chống chính

- Thu hồi than hạ trần

- Di chuyển máng cào sang luồng mới, cắt máy cào lò DVVT và di chuyển xà hộp lò dọc vỉa

Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất và bố trí nhân lực được thể hiện trong bảng 2.3 và 2.4

1

3

2

4

32 Bảng 2.3 : Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất