Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ khai thác than khoáng sàng bình minh khoái châu, bể than đồng bằng sông hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ---o0o--- NGUYỄN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN KHOÁNG SÀNG BÌNH MINH – KHOÁI CHÂU, BỂ THAN ĐỒNG BẰ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-o0o -

NGUYỄN ĐỨC THÀNH

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN KHOÁNG SÀNG BÌNH MINH – KHOÁI CHÂU, BỂ THAN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-o0o -

NGUYỄN ĐỨC THÀNH

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN KHOÁNG SÀNG BÌNH MINH – KHOÁI CHÂU, BỂ THAN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, tài liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và không phải là

kết quả của bất kỳ một công trình nào khác

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Đức Thành

Thứ tự Nội dung Trang

Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục các bảng biểu Danh mục các hình

MỞ ĐẦU

Chương 1

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT –

KỸ THUẬT CỦA KHOÁNG SÀNG THAN BÌNH MINH

KHOÁI CHÂU 1.1 Khái quát khoáng sàng than Bình Minh Khoái Châu 1 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế và xã hội 1

1.2 Phương pháp đánh giá điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ 22

1.3 Đánh giá tổng hợp trữ lượng và điều kiện kỹ thuật mỏ

1.3.2 Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất – kỹ thuật khối

Chương 2 KHAI THÁC TRONG CÁC KHOÁNG SÀNG THAN DƯỚI NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

VÙNG ĐỒNG BẰNG 2.1 Kinh nghiệm khai thác mỏ dưới các đồng bằng 45

2.2 Các giải pháp khai thác than dưới các đồng bằng 45

2.2.2 Phương pháp khai thác bằng sức nước 46

2.2.4 Phương pháp khai thác hầm lò sử dụng phá hỏa toàn

2.2.5 Phương pháp khai thác hầm lò sử dụng chèn lò 58

Chương 3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI THÁC

THAN KHOÁNG SÀNG BÌNH MINH – KHOÁI CHÂU 3.1 Đề xuất xây dựng các mỏ hầm lò trong khoáng sàng

Chương 4 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN XÂY DỰNG MỎ HẦM LÒ

TRONG KHOÁNG SÀNG BÌNH MINH KHOÁI CHÂU

4.1

4.2 Quy hoạch khai thác các mỏ than khoáng sàng Bình

4.3 Đề xuất phương án nghiên cứu bổ sung điều kiện địa

Tên bảng Nội dung Trang

Bảng 1.1 Tọa độ các điểm góc khu vực thăm dò 1 Bảng 1.2 Đặc điểm các vỉa than vùng Bình Minh – Khoái Châu 7

Bảng 1.3 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng và tính chất

Bảng 1.4 Tổng hợp trữ lượng theo nhóm mức cao khu Bình

Bảng 1.5 Tổng hợp trữ lượng - theo nhóm mức cao khu Khoái

Bảng 1.6 Tổng hợp trữ lượng - theo nhóm mức cao Vùng Bình

Bảng 1.7 Tổng hợp trữ lượng - theo từng mức cao - Khu Bình

Bảng 1.8 Tổng hợp trữ lượng - theo từng mức cao - Khu Khoái

Bảng 1.9 Tổng hợp trữ lượng - theo từng mức cao - Vùng Bình

Bảng 1.10 Ranh giới và kích thước các khối nghiên cứu vỉa 3 mỏ

Bảng 1.15 Đá vách, trụ và mức độ phá huỷ kiến tạo vỉa 3 mỏ

Bảng 1.16 Đá vách, trụ và mức độ phá huỷ kiến tạo vỉa 4 mỏ 35

Bảng 1.17 Phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển 36

Bảng 1.18 Lượng nước chảy vào giếng đứng từ phức hệ chứa

Bảng 1.19 Lượng nước chảy vào giếng đứng từ phức hệ Neogen 38

Bảng 1.20 Kết quả tính toán lượng nước chảy vào mỏ ở giai

Bảng 1.21 Dự tính lượng nước lớn nhất chảy vào mỏ khi khai

Bảng 1.22 Trữ lượng các khối nghiên cứu vỉa 3 40 Bảng 1.23 Trữ lượng các khối nghiên cứu vỉa 4 40 Bảng 3.1 Trị số biến dạng của một số công trình xây dựng 64

Bảng 3.2 Phân bố độ lún theo mặt cắt chính của munđa dịch

chuyển theo hàm phân bố tiêu chuẩn S(Z) 67

H×nh Néi dung Trang

H×nh 1-1 Cột địa tầng miền võng Hà Nội và phần Tây - Bắc bể

H×nh 2-2 Sơ đồ các phương án công nghệ có thể khai thác bằng

H×nh 2-3 Sơ đồ nguyên lý tổ hợp công nghệ khí hóa than ngầm

H×nh 3-1 Đồ thị dự báo độ lún võng của munđa dịch chuyển với

chiều dài lò chợ 80 đến 100 m, độ sâu khai thác trung

bình 150m

58

H×nh 3-2 Đồ thị dự báo độ lún võng của munđa dịch chuyển với

chiều dài lò chợ 150 m, độ sâu khai thác trung bình

500m

59

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Hiện nay Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã và đang thực hiện có hiệu quả “Chiến lược phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2015, có xét triển vọng đến năm 2025” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 89/2008/TTg ngày 07.7.2008 Từ khi thực hiện chiến lược đến nay do tốc độ phát triển các ngành công nghiệp, các hộ sử dụng than chủ yếu như nhiệt điện chạy than, xi măng, vật liệu xây dựng, hoá chất, giấy… đã tăng rất nhanh, do vậy ngành than đã tiến hành lập

“Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030”

Các loại hình đầu tư chủ yếu là: Cải tạo mở rộng nâng công suất các mỏ hiện có, xây dựng các mỏ mới có công suất cao với trình độ kỹ thuật và công nghệ ở mức độ tiên tiến của thế giới Trong đó đầu tư phát triển các mỏ hầm lò là chủ yếu

Để đảm bảo nhu cầu sản lượng rất lớn của nền kinh tế quốc dân, ngành than cần quan tâm đầu tư chiều sâu để thực hiện quá trình cơ giới hoá và hiện đại hoá các mỏ than hầm lò trong đó cần đặc biệt quan tâm việc áp dụng công nghệ khai thác than tiên tiến cơ giới hoá ở những khu vực có điều kiện địa chất và kỹ thuật thích hợp Song song với đó là việc đầu tư phát triển các vùng than tiềm năng mới đặc biệt là bể than đồng bằng sông Hồng

Theo "Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030" đang trình chính phủ phê duyệt, giai đoạn năm 2019 sẽ đưa vào thử nghiệm và khai thác một số mỏ than đồng bằng sông Hồng mà trong đó khoáng sàng than Bình Minh-Khoái Châu là có nhiều triển vọng nhất

Trữ lượng bể than đồng bằng sông Hồng lớn gấp nhiều lần bể than Đông Bắc tuy nhiên điều kiện khai thác lại vô cùng phức tạp Trước nhu cầu về than ngày càng tăng cao theo sự phát triển của nền kinh tế đất nước, khả năng mở rộng sản xuất của bể than vùng Đông Bắc có hạn, việc đưa vào khai thác và sử dụng than vùng đồng bằng sông Hồng mà

trước mắt là khu vực than Bình Minh Khoái Châu vô cùng cần thiết Chính vì vậy tác giả

lựa chọn đề tài “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ khai thác than khoáng sàng

Bình Minh-Khoái Châu, bể than đồng bằng sông Hồng” mang tính cấp thiết và đáp

ứng được yêu cầu thực tế

2 Mục đích của đề tài

- Đánh giá điều kiện địa chất của khoáng sàng than Bình Minh - Khoái Châu bể than đồng bằng sông Hồng;

- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ khai thác than khoáng sàng Bình Minh

- Khoái Châu bể than đồng bằng sông Hồng;

- Đưa ra các diện áp dụng thử nghiệm tại khu vực dự kiến khai thác

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu điều kiện địa chất kỹ thuật của khoáng sàng than Bình Minh - Khoái Châu, bể than đồng bằng sông Hồng nhằm đưa ra được công nghệ khai thác phù hợp

4 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá tổng quan điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ vùng Bình Minh Khoái Châu -

- Tính toán áp dụng các giải pháp đã lựa chọn ;

5 Phương pháp nghiên cứu:

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu như: thu thập, khảo sát, so sánh, thống kê,

phân tích, phương pháp định tính, định lượng

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Đánh giá tổng thể điều kiện khai thác của khoáng sàng than Bình Minh Khoái Châu

- Luận giải lý do lựa chọn các giải pháp công nghệ khai thác than khoáng sàng Bình Minh Khoái Châu, bể than đồng bằng sông Hồng

- Lựa chọn được công nghệ khai thác phù hợp với các điều kiện địa chất kỹ thuật

mỏ của khoáng sàng Bình Minh Khoái Châu, bể than đồng bằng sông Hồng

7 Cơ sở tài liệu:

- Các tài liệu về công nghệ khai thác than Hầm lò vùng Quảng Ninh và trên thế giới;

- Các tài liệu trong thư viện Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư mỏ và công nghiệp – Vinacomin và Viện khoa học công nghệ mỏ liên quan đến đề tài;

- Các quy hoạch phát triển ngành, vùng;

- Các dự án đầu tư khai thác Hầm lò vùng Quảng Ninh;

- Các tài liệu trong thư viện Trường Đại học Mỏ địa chất liên quan đến đề tài;

8 Cấu trúc luận văn:

Toàn bộ luận văn được cấu trúc gồm phần mở đầu, 4 chương, phần kết luận, phần tài liệu tham khảo

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đối với Ban giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác hầm lò và ban lãnh đạo các Công ty đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tuấn và các thầy giáo trong bộ môn Khai thác hầm

lò, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn tới các nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi để hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KỸ THUẬT CỦA

KHOÁNG SÀNG THAN BÌNH MINH KHOÁI CHÂU

1.1 KHÁI QUÁT KHOÁNG SÀNG THAN BÌNH MINH KHOÁI CHÂU

1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế và xã hội

1.1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Khoáng sàng than Bình Minh Khoái Châu nằm ở các xã: Đông Tảo, Bình Minh, Dạ Trạch, Hàm Tử, Đông Kết, Ông Đình, Thị trấn Khoái Châu, Bình Kiều, Phùng Hưng, Việt Hòa, Hồng Tiến, Liên Khê, Chí Tân, Thuần Hưng, Thành Công, Tứ Dân, An Vĩ, Tân Dân, Đại Hưng, Dân Tiến, Đông Tiến thuộc huyện Khoái Châu; các xã: Toàn Thắng, Nghĩa Dân, Vĩnh Xá, Ngũ Lão, Đồng Thanh thuộc huyện Kim Động; các xã: Yên Hòa, Yên Phú thuộc huyện Yên Mỹ; và xã Mễ Sở thuộc huyện Văn Giang - tỉnh Hưng Yên (chủ yếu nằm

ở huyện Khoái Châu) Trong sơ đồ cấu trúc bể than Đồng bằng Sông Hồng, vùng than Khoái Châu nằm trong phạm vi dải nâng Khoái Châu-Tiền Hải, nằm cách Hà Nội về phía Đông Nam khoảng 30km Phía Tây Bắc lấy tuyến thăm dò

IIB làm ranh giới, Đông Nam đến tuyến thăm dò XVI, Đông Bắc đến đứt gãy Vĩnh Ninh, Tây Nam đến đứt gãy FK, diện tích thăm dò khoảng 85,4 km2

Khu vực thăm dò vùng than Khoái Châu, trên bản đồ tỷ lệ 1:10000 - hệ tọa độ VN 2000, kinh tuyến trục 105o00’, múi chiếu 3o, được giới hạn bởi các điểm góc có tọa độ nêu trong Bảng 1

Bảng 1.1: Tọa độ các điểm góc khu vực thăm dò

E 2305727 596998

Địa hình khu vực tương đối bằng phẳng, dốc dần về phía Đông Nam,

độ cao bình quân khoảng 3 - 6 m Hệ thống sông ngòi, kênh mương tưới tiêu chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam là chủ yếu Chiều rộng sông đào từ 10-20m, kênh mương từ 15m Mạng lưới giao thông đường bộ tương đối phát triển và nhìn chung là thuận lợi Về sông có sông Hồng là con sông lớn nhất chảy gần trùng với ranh giới phía Tây Nam khu vực thăm dò, mực nước cao nhất trong lịch sử khu vực này là 9,24m, mực nước thấp nhất là 1,01m Đê sông Hồng có độ cao 6 -10 m

Khí hậu khu vực là nhiệt đới gió mùa, hàng năm có hai mùa rõ rệt Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, nóng nhất từ tháng 6 đến tháng 7 nhiệt độ thay đổi từ 28-340 Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 8-150 Độ ẩm trung bình hàng năm từ 80-84% lượng mưa trung bình từ 1800-

3000 mm/năm, mưa nhiều nhất vào tháng 8 và tháng 9

1.1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

Dân cư tập trung đông đúc, mật độ bình quân 1100-1900 người/km2, cao nhất là khu vực thị trấn và trung tâm các xã, chủ yếu là người Kinh Ngoài ra đây còn là một trong những trung tâm nông nghiệp, vựa lúa của cả nước Trong khu vực đã có một số khu vực quy hoạch là khu công nghiệp

1.1.2 Địa tầng

Vùng Bình Minh Khoái Châu là một phần của khối nâng Khoái Châu- Tiền Hải, cũng là một phần của khu khảo sát thăm dò than đồng bằng sông Hồng, có những đặc điểm của trầm tích miền võng Hà Nội Đó là mật độ chứa than lớn và có nhiều vỉa than phân bố ở địa cấp nông, trầm tích Đệ tứ phủ kín toàn bộ khu vực

Các lỗ khoan tìm kiếm thăm dò vùng Khoái Châu mới chỉ xác nhận sự có

mặt của hệ tầng Phù Cừ, hệ tầng Tiên Hưng và trầm tích Đệ tứ Địa tầng miền võng Hà Nội từ dưới lên gồm có:

- Phụ thống Mioxen trên (N13)

+ Hệ tầng Tiên Hưng (N13th):

Phân bố từ Việt Trì tới vịnh Bắc Bộ Đặc trưng của hệ tầng Tiên Hưng là chứa nhiều vỉa than nâu Dựa vào đặc điểm trầm tích, độ chứa than chia hệ tầng Tiên Hưng làm 3 phụ hệ tầng:

* Phụ hệ tầng Tiên Hưng dưới (N13th1):

* Phụ hệ tầng Tiên Hưng giữa (N13th2):

* Phụ hệ tầng Tiên Hưng trên (N13th3):

Tồn tại trong diện hẹp ở trung tâm miền võng kéo dài ra vịnh Bắc Bộ, phần dưới địa tầng là tích tụ hồ sông, đầm lầy, phần trên là tích tụ của lũ tích sông, dòng chảy tạm thời, chứa khoảng 20 vỉa than Chiều dày phụ hệ tầng khoảng 450m

* Thống Pleitoxen (Q1)

+ Hệ tầng Hải Dương (Q1hd): Dày trung bình 80 m

* Thống Holoxen (Q2kx): Dày trung bình 50 m

+ Hệ tầng Kiến Xương (Q2kx): Dày trung bình 50m

Hình 1-1: Cột địa tầng miền võng Hà Nội và Phần Tây – Bắc

bể than đồng bằng sông Hồng (PIDC, năm 2004)

1.1.3 Kiến tạo:

Vùng Bình Minh Khoái Châu có cấu tạo là một nếp lồi chạy dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam và nằm giữa hai đứt gãy: đứt gãy Vĩnh Ninh và đứt gãy FK Trên cánh nếp lồi lớn có các nếp uốn nhỏ

- Nếp lồi lớn: Trầm tích Neogen vùng Khoái Châu có dạng một nếp lồi lớn Trục nếp lồi kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, từ lỗ khoan 61 đến lỗ khoan 45, nghiêng về phía Đông Bắc, cánh Đông Bắc dốc 3050, gần đứt gãy Vĩnh Ninh dốc 600800, cánh Tây Nam dốc 50100

- Nếp lồi nhỏ: Cách đứt gãy Vĩnh Ninh 200350m, trục nếp lồi song song với trục nếp lồi lớn

- Nếp lõm: Giữa hai nếp lồi là một nếp lõm, chiều ngang 5001000m Trục nếp lõm song song với trục nếp lồi

- Đứt gãy Vĩnh Ninh là ranh giới phía Đông Bắc khu thăm dò

- Đứt gãy FK là ranh giới phía Tây Nam khu thăm dò

Đứt gãy Vĩnh Ninh và đứt gãy FK là hai đứt gãy nghịch, đã có nhiều lỗ khoan và tài liệu đo địa chấn tuyến II, IB xác định Hai đứt gãy này có phương kéo dài Tây Bắc - Đông Nam, cắm dốc 750800, cự ly dịch chuyển từ 1001000m, đới huỷ hoại lớn hơn 100m

1.1.4 Đặc điểm các vỉa than

Khoáng sàng Bình Minh Khoái Châu từ trên xuống có 19 vỉa than (bảng1.2) được đồng danh từ 1 đến 19, trong đó có 5 vỉa chiều dày duy trì tương đối liên tục và được tính trữ lượng là các vỉa 3,4,14,15,17

Bảng 1-2: Đặc điểm các vỉa than vùng Bình Minh Khoái Châu

Khoảng cáchvỉa,m Nhỏ nhất-Lớn nhất Trung bình

19

) 6 ( 41 , 0

16 , 1 15

09 , 2 20 ,

Rất không ổn định T.VI T.VIII

32

00 , 70 50 ,

17

) 18 ( 05 , 4

71 , 9 98 ,

Tương đối ổn định T.VI T.VIII

45

50 , 66 60 ,

16

) 10 ( 00 , 1

58 , 1 80 ,

50 , 44 00 ,

5

15

) 26 ( 71 , 3

91 , 5 40 ,

Tương đối ổn định T.II

b

 T.VI

45

00 , 105 3 ,

46 

14

) 35 ( 89 , 4

29 , 14 38 ,

Tương đối ổn định T.II

b

 T.IV

60

00 , 85 00 ,

13

) 22 ( 19 , 1

20 , 3 10

,

00 , 45 00 ,

12

) 22 ( 26 ,

1

69 , 3 4 ,

00 , 35 00 ,

11

) 21 ( 00 , 1

79 , 2 39 ,

4

10

) 24 ( 93 , 0

46 , 4 10

) 29 ( 00 , 1

41 , 2 20 ,

00 , 90 50 ,

8

) 30 ( 89 , 0

16 , 5 03 ,

00 , 72 50 ,

2

7

) 20 ( 05 , 1

02 , 5 10

,

50 , 29 00 ,

6

) 38 ( 10 , 1

30 , 7 10

) 30 ( 62 , 0

19 , 2 15

4

) 67 ( 08 , 3

76 , 6 19

,

Tương đối ổn định T.IV

b

 T.Ib

22

00 , 27 50 ,

3a

) 38 ( 29 , 1

10 , 10 16

3

) 69 ( 00 , 7

09 , 19 58 ,

Tương đối ổn định T.IV T.II

12

00 , 18 00 ,

2

) 17 ( 11 , 1

95 , 29 40 ,

Không ổn định T.II T.VIII

19

00 , 62 50 ,

1

) 13 ( 78 , 2

11 , 7 23 ,

Nhìn chung phần lớn các vỉa than có cấu tạo đơn giản đến tương đối đơn giản, mức độ ổn định vỉa thuộc loại trung bình, trong số 19 vỉa than có 5 vỉa có chiều dày trung bình lớn là các vỉa: V3 chiều dày 6,95m, V4 - 3,08m, V14 - 4,89m, V15 - 3,91m, V17 - 4,05m Các vỉa than có thế thoải 7  100 và duy trì trên diện rộng

Chất lượng than:

Chất lượng và tính chất công nghệ của than được xác định trên cơ sở tổng hợp kết quả phân tích than từ nhiều báo cáo địa chất qua các giai đoạn tìm kiếm thăm dò và những kết quả nghiên cứu mới nhất trong giai đoạn 1998 

2002

Bảng 1.3: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng và tính chất công nghệ than đồng

bằng sông Hồng

Chỉ tiêu

phân tích mẫu than

Tìm kiếm tỉ mỉ 1987 Nhỏ nhất  Lớn nhất Trung bình

Thăm dò sơ bộ 2002 Nhỏ nhất  Lớn nhất Trung bình

Chênh lệch giữa TKTM và TDBS

Wpt

Độ ẩm phân tích

10,528,5 14,5

1,321,42

d n

1,211,29 1,24

0,2823,46

TiO 3

0,221,31 0,53

Theo phân loại của Mỹ (ASTM D388-64) và Nhật Bản (JCOKZ) đang

áp dụng, thì than vùng Bình Minh – Khoái Châu chủ yếu thuộc loại Subbituminous (nhóm C, B, A) và có một phần thuộc loại Bituminous (nhóm C) Đây là loại than nâu cứng có độ than hóa cao, khả năng đóng bánh thấp,

có thể sử dụng cho các mục đích khí hóa, hóa lỏng và sản xuất nguyên liệu tổng hợp, nhiên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng

1.1.5 Điều kiện địa chất thủy văn

1.1.5.1 Nước mặt:

Khu mỏ Bình Minh Khoái Châu nằm giữa đồng bằng Bắc Bộ, về mặt địa hình tương đối bằng phẳng với độ cao 36m so với mặt nước biển Trong khu mỏ, sông Hồng là con sông lớn nhất chảy qua theo hướng Bắc-Nam, có lòng sông rộng từ 200300m, chiều sâu lòng sông trung bình 67m Lượng nước thay đổi theo hai mùa rõ rệt mùa khô tháng 10 đến hết tháng 4 năm sau, có lưu lượng nước trong bình 80100m3/s, tốc độ dòng chảy 214m/s,

lượng phù sa ít Lượng nước mặt trong khu mỏ còn chứa một lượng đáng kể trong các ao hồ

và nơi trũng thấp

Do đặc điểm sông ngòi phần lớn có chiều sâu nhỏ hơn 2,5m và đặt lòng trong lớp đất sét, sét pha cát màu xám xanh, xám vàng không chứa nước và thấm nước yếu nên mức độ cung cấp cho nước dưới đất bị hạn chế rất lớn, chỉ

có sông Hồng đặt lòng trong lớp cát nên có quan hệ thuỷ lực rất chặt chẽ với nước dưới đất của phức hệ Đệ Tứ Do đó nguồn nước mặt có khả năng ảnh hưởng tới việc khai thác sau này phần lớn là nước sông Hồng

1.1.5.2 Nước ngầm:

Căn cứ vào điều kiện trầm tích, thành phần thạch học mức độ nước, tính chất thuỷ lực có thể chia làm hai phân hệ chứa nước được mô tả như sau:

*Phức hợp chứa nước đệ tứ có thể chia làm 2 tầng:

- Tầng trên chứa nước trong trầm tích hạt mịn: Phân bố khắp khu mỏ có chiều dày từ

4050m Nước ngầm trong tầng hạt mịn có quan hệ thuỷ lực chặt chẽ với nước mặt, nhất là nước sông Hồng khi mực nước sông Hồng lên xuống thì mực nước dưới đất ở lỗ khoan cũng lên xuống theo Lỗ khoan 31 tuyến 7 vào một số ngày tháng 8/1982 và 9/1983 khi mực nước

lũ sông Hồng báo động từ cấp 1 trở lên thì mực nước ở lỗ khoan 31 cũng dâng cao và trào ra khỏi miệng lỗ khoan với độ cao phun cách mặt đất 0,30m Nguồn cung cấp cho nước ngầm tầng hạt mịn là nước sông Hồng và nước mưa, miền thoát có thể bù cấp cho sông Hồng vào mùa khô và cung cấp cho nước dưới đất của tầng cuội sỏi bên dưới

- Tầng dưới chứa nước trong trầm tích hạt thô: phân bổ khắp khu mỏ

từ chiều sâu 4050m đến 110115m Nguồn cung cấp cho tầng này chủ yếu là nước mặt và thấm xuyên từ tầng hạt mịn ở phía trên xuống cung cấp cho tầng Neogen nằm ở phía dưới Tầng chứa nước trong trầm tích hạt thô thuộc phức hệ chứa nước Đệ Tứ rất phong phú nước, nằm phủ trực tiếp lên địa tầng chứa than Neogen Các chùm lỗ khoan 82 tuyến I, LK 79 tuyến Ib và chùm LK54 tuyến 0, bơm nước thí nghiệm để xem xét mối quan hệ thuỷ lực giữa hai địa tầng nhưng do mực

nước không hạ được sâu (không quá 35m) và thời gian một đợt bơm không quá 5 ngày nên rất khó phát hiện ra mối quan hệ này

Tuy vậy sau này khai thác các vỉa than, thì buộc phải đào hầm lò đi qua tầng trầm tích hạt thô của phức hệ chứa nước Đệ Tứ, và việc lấy than bên dưới buộc phải tháo khô sẽ gây nên hiện tượng không cân áp lực giữa hai địa tầng và nước của tầng trên sẽ chảy xuống tầng dưới Như vậy tầng chứa nước trong trầm tích hạt thô của Đệ Tứ sẽ ảnh hưởng tới khai thác than

*Phức hệ chứa nước trong trầm tích Neogen

Phức hệ chứa nước trong trầm tích Neogen phân bố khắp khu mỏ và nằm dưới phức hệ chứa nước trong trầm tích đệ tứ Chúng cách mặt đất từ 110115m và bao gồm các loại đá: cuội, sét, cát kết, bột kết, sét kết, sét than

và các vỉa than nâu Nước chứa trong trầm tích Neogen chủ yếu trong các

lớp cát kết, cuội kết còn các lớp khác coi như không chứa nước Chiều sâu mực nước cách mặt đất từ 0,746,8m và thay đổi theo hai mùa khô và mùa mưa, biên độ dao động từ 12 nước áp lực Lượng nước chứa trong địa tầng không nhiều, tỉ lưu lượng q=0,070,47 l/sm Hệ số thấm K=0,180,6 m/mg

có hiện tượng cát chảy

1.1.6 Điều kiện địa chất công trình

1.1.6.1 Tính chất địa chất công trình của đất và đá

* Đất Đệ Tứ

Đất Đệ Tứ được thành tạo trong nhiều điều kiện phức tạp có nhiều nguồn gốc Vì vậy, chất địa chất công trình của Đệ tứ cũng rất phức tạp Đất Đệ Tứ từ trên xuống dưới bao gồm: Đất phù sa màu nâu gụ, đất sét màu xám xanh, cát hạt mịn màu xám sáng, xám tro, đất sét màu xám vàng xám trắng đỏ loang lổ, cuội sỏi sạn lẫn cát

* Đá Neogen

Đá của địa tầng Neogen bao gồm cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than, chúng nằm xen kẽ nhau trong địa tầng và nằm cách mặt đất từ 110115m Nhìn chung các lớp đá có chiều dày biến đổi phức tạp từ 0,51m đến 510m và có khi đạt tới 3035m Các vỉa than có chiều dày từ 0,310m trung bình 4m có khi đạt tới 810m Đá có mức độ gắn kết yếu đến tương đối rắn chắc, thuộc loại nửa cứng Các vỉa than có độ biến chất cao hơn, cứng và dòn

1.1.6.2 Đặc điểm cơ lí đá vách, đá trụ vỉa than

Đá vách trụ vỉa than thường là sét kết, bột kết cấu tạo phân lớp mỏng, chiều dày biến đổi từ 15m gắn kết yếu, mẫu tươi bẻ gãy, sét kết có thể bẻ nhỏ vê thành cục được Nhìn chung cũng như địa tầng, khả năng bền vững kém, đá thuộc loại nửa cứng, phần lớn các lớp cát kết gắn kết yếu chứa nước dễ gây xập lở

và bục nước, các lớp sét kết phân lớp mỏng gắn kết yếu, ngoài việc dễ gây nên sập lở còn

có khả năng gây nên hiện tượng bùng nền vì trong thi công khoan hiện tượng trương thành

lỗ khoan hay xảy ra Việc khai thác lò giếng ở dưới sâu còn có khả năng gây nên hiện tượng trên mặt đất bị nứt nẻ, sụt lún

1.1.6.3 Đánh giá về điều kiện địa chất công trình

Đất đá trong hệ Đệ tứ gồm 8 lớp: 6 lớp phía trên (sét pha, cát pha, sét pha, sét, bùn sét pha, cát hạt mịn) có cường độ yếu đến rất yếu, mođun biến

dạng từ 15-110 kg/cm2, áp lực tính toán quy ước từ 0,34-1,1 kg/cm2, 2 lớp phía dưới (sỏi sạn lẫn cát và cuội sỏi) có cường độ tốt, tuy nhiên đây là lớp bở rời, chứa nhiều nước, nên khả năng sạt trượt trong quá trình thi công giếng lò

là rất lớn

Các lớp đá trong hệ Neogen gồm các lớp cát kết, sạn kết, bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than Các lớp đá ở vách và trụ vỉa cũng như các lớp đá trong địa tầng có mức độ gắn kết yếu, kém bền vững; cường độ kháng nén trung bình của đá vách là 41,67kg/cm2 và trung bình của đá trụ là 40kg/cm2 Trong báo cáo kết quả khảo sát thăm dò năm 2003 do Công ty Địa chất Mỏ lập, đối với đường lò chuẩn bị có tiết diện vòm một tâm (bề rộng 2,5m) tính toán theo phương pháp Prôtôđiakônnôv thì áp lực lên nóc lò trung bình đối với các vỉa có trữ lượng công nghiệp là 10,85t/m2

Ngoài ra vẫn còn thiếu những tài liệu liên quan đến điều kiện kỹ thuật khai thác như: chưa phản ánh được những đoạn phay phá, đới cà nát tại các đứt gãy trên bản đồ chính thức, đây là những yếu tố ảnh hưởng rất lớn hiệu suất khai thác cơ giới hóa, cũng có thể thông với các tầng chứa nước, dẫn đến nước ngầm sẽ chảy vào đường lò dưới giếng và xảy ra các sự cố ngoài ý muốn; các tầng đá ở vách và trụ vỉa nhìn chung là yếu và yếu hơn cả địa tầng vỉa than, chưa có tài liệu nghiên cứu tính sụt lún, mềm hóa của đá xung quanh sau khi xảy ra sự cố bục nước

1.1.7 Độ chứa khí của các vỉa than

Độ chứa khí tự nhiên của than và đá vây quanh trung bình không quá 2

m3/TKc nên xếp khoáng sàng than Bình Minh Khoái Châu vào loại mỏ có cấp khí loại I

1.1.8 Trữ lượng than

Khoáng sàng Bình Minh Khoái Châu có thể phân thành 3 khu vực trữ

lượng phụ thuộc vào mật độ các công trình thăm dò:

- Khu Bình Minh: được tính trữ lượng đến -600 và giới hạn là tuyến IIB phía Tây Bắc, tuyến VI phía Đông, đứt gãy Vĩnh Ninh phía Đông Bắc và ở phía Tây Nam được khống chế bởi các lỗ khoan 60 T.IIB, 79 T.IB, TD10, 11 T.II, 18 T.IV và 30 T.VI

- Khu Khoái Châu: được tính trữ lượng đến mức -1100 và giới hạn bởi tuyến IVB phía Tây Bắc, tuyến XIV ở phía Đông Nam, phía Đông Bắc, từ tuyến IVB đến tuyến IIB là đứt gãy Vĩnh Ninh; từ tuyến IIB đến tuyến VI là các lỗ khoan 60 T.IIB, 79 T.IB, 54 T.O, TD 10, 11 T.II, 18 T.IV và 30 T.VI,

từ tuyến VI đến tuyến XIV là đứt gãy Vĩnh Ninh, phía Tây Nam là đứt gãy

FK

- Khu Khoái Châu - Đông Hưng: được tính trữ lượng đến mức -2000 có

giới hạn ở phía Tây Bắc là tuyến XIV, ở phía Đông Nam là ranh giới khảo sát

đi qua lỗ khoan 108 Đông Hưng, phía Đông Bắc là đứt gãy Vĩnh Ninh, ở phía

Tây Nam là đứt gãy Thái Bình

Trữ lượng than được tính theo hai phương pháp: Theo quy định của Hội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản Nhà nước tại quyết định số 23/QĐ-HĐ ngày 14 tháng 2 năm 1984 (thể hiện ở các bảng 1.4, 1.5, 1.6) và theo tiêu chuẩn của cục khảo sát địa chất Mỹ (USGS) (thể hiện ở các bảng 1.7, 1.8, 1.9)

Từ kết quả tổng hợp trữ lượng cho thấy chênh lệch giữa các phương pháp tính là 10% Trữ lượng than khu vực từ tuyến XIV Khoái Châu đến lỗ khoan

108 Đông Hưng được xác định là 28 692 197,52 ngàn tấn Như vậy tổng cả 3 khu vực khảo sát với diện tích rộng 932,28 Km2 là khoảng 30 tỷ tấn

Bảng 1.4: Tổng hợp trữ lượng theo nhóm mức cao khu Bình Minh (đơn vị: 10 3 tấn)

Theo 23/QĐHĐ - Hội đồng trữ lượng Theo 2034/CVĐC – TVN Trữ lượng theo 2034 tăng

Tổng 140539,37 59736,76 1711,91 200276,13 70,17 148240,54 64445,08 2249,42 212685,62 69,70 7701,77 4708,32 537,51

3 56200,18 13022,10 0,00 69222,28 81,19 57787,91 13465,92 0,00 71253,83 81,1 1587,73 443,82 0,00

4 27866,43 7547,16 0,00 35413,58 78,69 28349,55 7844,20 0,00 36193,75 78,33 483,13 297,04 0,00

14 1944,83 5630,51 0,00 7575,34 25,67 2031,94 5795,43 154,30 7827,37 25,96 87,11 164,92 154,43 -300 -450

Tổng 86011,44 21199,76 0,00 122211,20 76,65 88169,41 27105,54 154,30 115274,95 76,49 2157,97 905,78 154,43

3 13098,05 26097,98 0,00 39196,03 33,42 13192,12 26284,12 0,00 39476,24 0,00

4 5912,50 14221,02 0,00 20133,52 29,37 6092,38 14507,18 0,00 20599,55 0,00

14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -450 -600

Tổng 19010,55 40319,01 0,00 59329,56 32,04 19284,50 40791,30 0,00 60075,79 32,1 273,95 472,29 0,00

LV-1100 Tổng cộng 245561,36 126255,54 1711,91 371816,89 66,04 255694,44 132341,92 2403,73 388036,36 65,89 10133,09 6086,38 691,82

Bảng 1.5: Tổng hợp trữ lượng - theo nhóm mức cao khu Khoái Châu (đơn vị: 10 3 tấn)

Theo 23/QĐHĐ - Hội đồng trữ lượng Theo 2034/CVĐC – TVN Trữ lượng theo 2034 tăng

Bảng 1.6: Tổng hợp trữ lượng - theo nhóm mức cao Vùng Bình Minh - Khoái Châu (đơn vị: 10 3 tấn)

Theo 23/QĐHĐ - Hội đồng trữ lượng Theo 2034/CVĐC – TVN Trữ lượng theo 2034 tăng

Bảng 1.7: Tổng hợp trữ lượng - theo từng mức cao - Khu Bình Minh (đơn vị: 10 3 tấn)

Trữ lượng (Tấn) Mức cao từ - đến

<400m 400m  800m 800m  1200m Lồi  đứt gãy Theo mức cao

Bảng 1.8: Tổng hợp trữ lượng - theo từng mức cao - Khu Khoái Châu (đơn vị: 10 3 tấn)

Trữ lượng (Ngàn tấn) Mức cao từ - đến

<400m 400m  800m 800m  1200m Låi - §øt g·y Theo mức cao

LV  -150 12.612,63 16.201,70 15.037,09 1.898,78 45.750,20 -150  - 200 18.343,48 22.895,06 12.417,86 1.659,44 55.315,83 -200  -250 22.160,17 35.084,63 13.677,99 2.254,44 73.177,23 -250  -300 26.655,63 43.267,98 18.834,94 4.959,93 93.718,47

LV  -300 79.771,91 117.449,36 59.967,87 10.772,59 267.961,73

-300  -350 25.765,93 42.417,86 19.621,99 10.564,27 98.370,04 -350  -400 22.984,67 40.878,91 21.884,34 11.104,06 96.851,98 -400  -450 15.629,75 40.409,08 31.834,90 10.588,27 98.461,99

-300  -450 64.380,35 123.705,85 73.341,23 32.256,59 293.684,02

-450  -500 17.938,48 37.303,53 32.126,65 10.103,44 97.471,80 -500  -550 21.744,08 39.231,79 24.054,39 9.112,62 94.142,88 -550  -600 20444.62 40.067,33 37.476,26 11.824,16 109.812,38

-450  -600 60.127,18 116.692,66 93.657,00 31.040,22 301.427,06

-600  -650 20.583,72 30.017,46 25.548,57 13.684,67 39.834,42 -650  -700 4.924,95 19.046,67 20.612,72 11.151,59 55.735,93 -700  -750 2.071,12 12.805,84 18.993,58 7.013,63 40.884,17 -750  800 2.674,28 7.162,22 20.034,79 6.728,12 36.599,40 -800  -850 233,50 6.387,26 8.660,97 3.661,94 18.943,66 -850  900 2.800,48 2.325,40 5.054,17 1.842,41 12.022,45 -900  950 796,73 1.147,31 1.313,44 1.165,99 4.423,47 -950  1000 1.150,97 1.150,97 -1000  1050 891,79 891,79 -1050  1100 806,71 806,71

Bảng 1.9: Tổng hợp trữ lượng - theo từng mức cao - Vùng Bình Minh - Khoái Châu (đơn vị: 10 3 tấn)

Trữ lượng (Ngàn tấn) Mức cao từ - đến

<400m 400m  800m 800m  1200m Lồi - Đứt gãy Theo mức cao

LV  -150 32.269,90 22.912,96 15.037,09 6.417,27 76.637,21 -150  - 200 64.122,92 33.659,27 12.417,86 5.661,74 115.861,79 -200  -250 68.951,37 49.374,06 13.677,99 6.379,08 138.382,50 -250  -300 82.136,16 66.621,43 19.036,65 11.089,42 178.883,65

LV  -300 247.480,36 172.567,72 60.169,58 29.547,50 509.765,15

-300  -350 67.361,87 63.899,63 20.283,68 17.650,72 169.195,29 -350  -400 48.021,21 56.483,46 21.909,89 18.366,15 144.780,71 -400  -450 37.024,91 47.056,18 31.860,79 14.299,15 130.241,03

-300  -450 152.407,99 167.439,26 74.054,36 50.315,42 444.217,03

-450  -500 33.031,80 43.740,29 32.131,60 11.807,70 120.711,39 -500  -550 31.170,85 52.204,30 24.054,39 10.742,20 118.171,74 -550  -600 26.696,19 48.767,12 38.247,55 13.089,32 126.800,19

-450  -600 90.898,85 144.711,72 94.433,55 35.639,22 365.683,33

-600  -650 20.583,73 30.017,46 25.548,57 13.684,67 89.834,42 -650  -700 4.924,95 19.046,67 20.612,72 11.151,59 55.735,93 -700  -750 2.071,12 12.805,84 18.993,58 7.013,63 40.884,17 -750  800 2.674,28 7.162,22 20.043,79 6.728,12 36.599,40 -800  -850 233,50 6.387,26 8.660,97 3.661,94 18.943,66 -850  900 2.800,48 2.325,40 5.054,17 1.842,41 12.022,45 -900  950 796,73 1.147,31 1.313,44 1.165,99 4.423,47 -950  1000 1.150,97 1.150,97 -1000  1050 891,79 891,79 -1050  1100 806,71 806,71

-600 -1100 34.084,77 78.892,14 100.218,23 48.097,82 26.192,97 Tổng theo cấp 524.871,97 563.610,84 328.875,71 163.599,96

Tổng cộng

1.2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KỸ THUẬT MỎ

Hiện nay trên thế giới có hai phương pháp phổ biến rộng rãi nhất nhằm đánh giá khả năng áp dụng hợp lý các sơ đồ công nghệ khai thác trong các mỏ hầm lò

1.2.1 Phương pháp thứ nhất:

Phương pháp cho điểm được sử dụng rộng rãi tại các nước tư bản phát triển và một số nước khác Nội dung của phương pháp là đánh giá tổng hợp các điều kiện được lượng hóa bằng thang điểm Căn cứ trên cơ sở tổng số điểm cao hay thấp để đánh giá khả năng áp dụng công nghệ khai thác lựa chọn nhiều hay ít của mỗi khoáng sàng than cụ thể

Ưu điểm của phương pháp này là đề cập một cách tổng hợp các quá trình khai thác than tại một khoáng sàng sẽ ảnh hưởng tới mọi vấn đề xã hội như :

Phân tích các yếu tố về kinh tế, xã hội, môi trường, sinh thái của cả vùng

bị ảnh hưởng do quá trình khai thác sàng than cụ thể nào đó nằm trong khu vực

Dự báo thị trường tiêu thụ than, phân tích giá cả, dự trù số lượng than cần thiết theo từng thời gian

Phân tích điều kiện địa chất, tính chất cơ lý đất đá, than

Đề cập tới công tác xây dựng cơ sở hạ tầng như tuyến vận tải than, kho bãi chứa than, bến cảng rút than, hệ thống cung cấp nước, hệ thống thông gió, nhà xưởng sửa chữa,v v trong cả vùng ảnh hưởng

Dự báo kế hoạch đào tạo đội ngũ cán bộ và công nhân tham gia trực tiếp

và gián tiếp vào công nghệ

Để đáp ứng được yêu cầu nói trên của phương pháp này thì số liệu đầu vào phải đa dạng và đảm bảo độ chính xác cao như dùng kỹ thuật phân tích ảnh viễn thám, số liệu thống kê địa chất theo thời gian, số liệu cập nhật thống

kê các thông tin kỹ thuật,v v Số lượng mẫu phân tích phải đầy đủ về định

tính và định lượng, phân tích xử lý bằng máy móc hiện đại

Nội dung của phương pháp là phân tích trữ lượng than của khoáng sàng theo các điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ có ảnh hưởng đến lựa chọn công nghệ khai thác Hay nói cách khác là làm sáng tỏ điều kiện địa chất kỹ thuật

mỏ của từng khu vực khai thác trong phạm vi khai trường mỏ Như vậy ứng với mỗi yếu tố địa chất trong phạm vi khu vực nghiên cứu là một khối lượng trữ lượng than cụ thể, và phụ thuộc vào khối lượng trữ lượng này có thể xác định được các yếu tố đặc trưng cho khoáng sàng cần thiết, từ đó phân tích nhằm xác định công suất khai thác và đề ra các giải pháp mở vỉa, chuẩn bị và công nghệ khai thác phù hợp

Trữ lượng than được đánh giá theo các khối kiến tạo, khối kiến tạo là một khu vực vỉa được giới hạn bởi các ranh giới tự nhiên hoặc ranh giới kỹ thuật như các đứt gãy lớn, lộ vỉa, ranh giới khai thác lộ thiên - hầm lò, giới hạn các trụ bảo vệ tương đối tự nhiên hoặc nhân tạo trên bề mặt địa hình hoặc trong

lò, giới hạn chiều dày tối thiểu, trục các lớp lồi lõm hoặc nếp uốn vỉa,v.v

Trong phạm vi từng khối kiến tạo, trữ lượng than được xác định theo các tài liệu địa chất và phương pháp hiện hành và tiến hành phân tích trữ lượng theo các yếu tố như kích thước khu vực khai thác có hình dạng hình chữ nhật

có thể tách ra được từ khối kiến tạo (chiều dài theo phương và độ dốc vỉa); kích thước và hình dạng hình học các khu vực còn lại sau khi tách các khu

vực hình chữ nhật ra khỏi khối kiến tạo; các trụ bảo vệ khỏi biên giới hầm lò -

lộ thiên, lộ vỉa, đứt gãy địa chất, trụ bảo vệ các đối tượng tự nhiên và nhân tạo trên mặt địa hình và trong lò; khoảng cách giữa các vỉa than; chiều dày và góc dốc vỉa; độ bền vững và tính chất sập đổ của đá vách vỉa; độ bền vững đá trụ vỉa; độ sâu khai thác; cấu tạo vỉa, số lớp đá kẹp, tỷ kệ kẹp trong vỉa, mức độ phay phá; độ chứa khí; lực cản cắt than, v.v từng chỉ tiêu điều kiện địa chất

và kỹ thuật mỏ được tiến hành đánh giá với từng định tính và định lượng riêng biệt Trên cơ sở tổng hợp trữ lượng được phân bố theo các yếu tố trên trong phạm vi từng vỉa và toàn bộ khai trường mỏ, phân tích xác định yếu tố đặc trưng lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác phù hợp, định hướng quy hoạch phát triển khai thác, khuyến nghị các giải pháp kỹ thuật cơ bản về mở vỉa, chuẩn bị hệ thống khai thác

Trong luận văn của mình, tác giả lựa chọn phương pháp đánh giá của Liên Xô để đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất khoáng sàng Bình Minh Khoái Châu Qua xem xét phần tài nguyên trữ lượng đã được tổng hợp của khoáng sàng, tác giả nhận thấy hai vỉa than 3 và 4 có

đủ điều kiện huy động vào khai thác

1.3 ĐÁNH GIÁ TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KỸ THUẬT MỎ KHOÁNG SÀNG BÌNH MINH KHOÁI CHÂU

1.3.1 Phân chia khu vực để đánh giá

Trong phần đánh giá này chỉ đề cập tới hai vỉa than 3 và 4 trong khu mỏ Theo phương pháp đánh giá đã lựa chọn, hai vỉa than trên được chia thành các khối để nghiên cứu đánh giá Những khối này đã được xem xét sơ bộ trong quá trình phân chia, những khu vực còn lại của vỉa do không đủ điều kiện để khai thác (vỉa quá mỏng, góc dốc quá lớn, bị vò nhầu do phay phá.v.v.) sẽ bị loại trừ ngay Qua xem xét nghiên cứu vỉa 3 và 4, mỗi vỉa được chia thành 6 khối để nghiên cứu đánh giá

Bảng 1.10: Ranh giới và kớch thước cỏc khối nghiờn cứu

vỉa 3 mỏ Bỡnh Minh

Kích thước khối Tên

khối Ranh giới khối Chiều dài theo

khối Ranh giới khối Chiều dài theo

1.3.2 Đỏnh giỏ tổng hợp điều kiện địa chất - kỹ thuật cỏc khối nghiờn cứu

Mục đớch phần đỏnh giỏ này nhằm chỉ rừ ảnh hưởng của cỏc yếu tố địa

chất một cách định lượng tới công tác khai thông, chuẩn bị và khai thác các vỉa than

Các yếu tố chính cần đánh giá:

- Mức độ phay, phá kiến tạo;

- Độ biến động về chiều dày, góc dốc của vỉa than;

Để giải quyết các vấn đề trên sử dụng các phương pháp nghiên cứu

đánh giá sau: (phương pháp của viện VNIMI, IGĐ và KUZNIUI)

- Phương pháp xác suất thống kê các thông số địa chất;

- Phương pháp xác định định lượng các giá trị ảnh hưởng theo các thông số kỹ thuật địa chất thu được bằng các lỗ khoan thăm dò;

- Phương pháp quan trắc, kiểm định thực nghiệm;

- Một số phương pháp khác;

Kết quả đánh giá cụ thể được thể hiện ở các phần dưới đây:

1.3.2.1 Mức độ phá hủy kiến tạo

Mức độ phá huỷ kiến tạo được đặc trưng bởi mật độ đứt gẫy và kích thước đới huỷ hoại Kích thước đới huỷ hoại phụ thuộc chính vào biên độ dịch chuyển của các phay phá Trong khu mỏ qua thăm dò đới huỷ hoại của các phay phá chưa xác định rõ cho nên kích thước đới huỷ hoại không đề cập trong báo cáo này

Mật độ đứt gẫy xác định bằng hệ số đứt gẫy Kd, theo công thức của VNIMI

l- tổng chiều dài đứt gẫy, (m)

S- diện tích khu vực nghiên cứu, (ha)

Theo phân loại của viện VNIMI:

K d 50m/ha phá huỷ kiến tạo yếu

K d=50150m/ha phá huỷ tương đối mạnh

K d=150250m/ha phá huỷ mạnh

K d250m/ha phá huỷ rất mạnh

Kết quả tính toán, phân loại kiến tạo cho hai vỉa 3 và 4 xem bảng 1.12 và 1.13

1.3.2.2 Mức độ biến động chiều dày và góc dốc vỉa than

Độ biến động chiều dầy, góc dốc vỉa có ảnh hưởng lớn tới việc lựa chọn công nghệ khai thác, đặc biệt là các công nghệ sử dụng dàn chống tự hành và máy khấu than Sự biến động mạnh của chiều dày, góc dốc sẽ gây khó khăn lớn cho máy làm việc và dịch chuyển các thiết bị Để đánh giá độ biến động chiều dày, góc dốc dùng công thức sau:

%100a

1n

)aa(

V

tb

n

1 i

2 tb i

) (

V m( )- hệ số biến đổi chiều dày (góc dốc), (%)

n - số điểm lấy thông số chiều dày góc dốc,

a i - chiều dày (góc dốc) vỉa tại điểm nghiên cứu, (m), (độ)

a tb - trị số trung bình chiều dày (góc dốc) vỉa trong khối nghiên cứu, (m) (độ)

Dựa vào V m(  ) vỉa được chia làm hai loại:

- V m(  ) 15% vỉa ổn định về chiều dày (góc dốc)

- V m(  ) 15% vỉa không ổn định về chiều dày (góc dốc)

Kết quả tính toán độ ổn định chiều dày, góc dốc ghi trong bảng 1.12 và 1.13

1.3.2.3 Đá kẹp trong vỉa than

Đá kẹp trong vỉa than ảnh hưởng lớn tới phẩm chất than, gây khó khăn cho công tác khoan nổ mìn, đặc biệt là khi khấu than bằng các máy khấu than

đá kẹp sẽ ảnh hưởng lớn đến năng suất và độ bền máy khấu.v.v Đá kẹp trong vỉa than được đặc trưng bởi: số lớp kẹp trong vỉa than, chiều dày mỗi lớp kẹp, chiều dày tổng cộng các lớp kẹp, hệ số % đá kẹp (Kk), độ cứng đá kẹp.v.v

Hệ số % đá kẹp xác định:

% 100 m

m K

v

k

Trong đó:

m k- tổng chiều dày các lớp kẹp trong vỉa, (m)

m v - chiều dày vỉa trong khu nghiên cứu, (m) Kết quả tính toán đá kẹp cho các khối ghi trong bảng 1.12 và 1.13

Bảng 1.12: Kết quả đánh giá chiều dày, góc dốc và đá kẹp vỉa 3

Chiều dầy vỉa