TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC ðÁ VÔI TRẮNG TRONG NƯỚC, TRÊN ðỊA BÀN HUYỆN LỤC YÊN, TỈNH YÊN BÁI
Tổng quan về ủối tượng trong nước
Cùng với sự phát triển của xã hội, hàng năm Việt Nam khai thác một khối lượng lớn khoáng sản phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu Tuy nhiên, do chưa đầu tư sâu cho công nghệ, đặc biệt là nghiên cứu và phát triển các giải pháp thâm nhập thị trường, việc khai thác và sử dụng khoáng sản của Việt Nam vẫn chưa đạt hiệu quả cao.
Trong bối cảnh phát triển xây dựng mạnh mẽ của nước ta và khu vực, nhu cầu về ốp lát chất lượng ngày càng tăng Để đáp ứng nhu cầu này, cần xây dựng chính sách phù hợp, tập trung vào nghiên cứu và thử nghiệm ứng dụng của từng loại khoáng sản trong ốp lát Đối với các loại đá trầm tích có quy mô lớn, chúng ta có thể xuất khẩu đá khối hoặc đá chế biến Đối với đá vôi trắng, cần có giải pháp kinh tế rõ ràng cho việc xuất khẩu sản phẩm Ngoài việc sử dụng trong ốp lát, đá vôi trắng ở Nghệ An, Yên Bái và một số nơi khác còn được ứng dụng làm chất phụ gia cho ngành công nghiệp giấy, sơn, và compozit.
Trong những năm gần đây, ngành ốp lát đã phát triển mạnh mẽ, với sản lượng tăng từ 0,2 triệu m2 vào năm 1990 lên 0,5 triệu m2 vào năm 1995 và 1,52 triệu m2 vào năm 2000 Đến nay, sản lượng ốp lát đã đạt 6,5 triệu m2, tăng gấp 32 lần so với năm 1990.
Nhiều trung tâm khai thác chế biến ủỏ ốp lỏt đã hình thành tại các địa phương, đặc biệt là tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Yên Bái, Bình Định, Khánh Hoà, Phú Yên và một số tỉnh miền Đông Nam Bộ Hiện nay, thực trạng ủỏ ốp lỏt ở Việt Nam rất đa dạng và phong phú, với nhiều màu sắc như ủỏ, ủen, hồng, xanh, xám, trắng, lục… và kích thước cũng khác nhau, từ 10 x 10 x 10 cm.
Chúng tôi cung cấp các loại đá ốp lát với kích thước đa dạng từ 10 x 20 x 4 cm đến 60 x 60 cm và lớn hơn theo yêu cầu kiến trúc Chất lượng đá được sản xuất từ nhiều loại như granite, cẩm thạch, bazan và gabro, đáp ứng nhu cầu xây dựng cho mọi công trình và thay thế hàng nhập khẩu cao cấp cho các dự án kiến trúc hiện đại Đá ốp lát Việt Nam được sử dụng rộng rãi trong các công trình nội thất và ngoại thất, từ tường rào đến lát vỉa hè đường phố Sản phẩm không chỉ phổ biến trên thị trường nội địa mà còn xuất khẩu ra 87 quốc gia và vùng lãnh thổ, được thị trường thế giới ưa chuộng.
Kim ngạch xuất khẩu năm 2007 ủạt 99.317.547 USD so với năm 2001 tăng gấp 7,2 lần; với tốc ủộ tăng trưởng bỡnh quõn 38,5% năm Xuất khẩu lớn nhất là Công ty Vinastone
Trong số 87 quốc gia và vùng lãnh thổ nhập khẩu đá ốp lát từ Việt Nam, chỉ có 15 nước có kim ngạch nhập khẩu trên 1 triệu USD, 22 nước trên 100.000 USD, và hơn 48 thị trường có kim ngạch dưới 100.000 USD Tổ chức xuất khẩu của Việt Nam hiện đang hoạt động với nhiều đơn vị nhỏ lẻ, dẫn đến kim ngạch phân tán, sức mạnh tổng hợp và khả năng cạnh tranh yếu, chưa đủ sức thâm nhập vào các thị trường lớn Vinastone là công ty nổi bật trong ngành, với doanh thu xuất khẩu đá ốp lát thạch anh nhân tạo đạt 16 triệu USD năm 2007 và 22 triệu USD năm 2008 Việc khai thác đá trắng nói chung và đá ốp lát nói riêng đã có sự tăng trưởng mạnh mẽ, luôn vượt trội về giá trị kinh tế so với các khoáng sản kim loại Đặc biệt, giá trị kinh tế của đá ốp lát càng lớn càng phụ thuộc vào quy trình khai thác và công nghệ sử dụng.
Khỏi quỏt về phõn loại ủỏ ốp lỏt
Trong bối cảnh hiện nay, giá trị kinh tế của gạch tự nhiên ngày càng gia tăng, đặc biệt là gạch ốp lát không chỉ dựa vào màu sắc và hoa văn mà còn phụ thuộc vào kích thước và độ bền Gạch xây dựng và gạch ốp lát thường được phân loại theo nguồn gốc hình thành và lĩnh vực sử dụng Tuy nhiên, ở các nước phát triển như Tây Âu, Mỹ, Canada và Australia, hiện nay có xu hướng phân loại gạch theo giá trị kinh tế, hay còn gọi là phân loại thương mại.
1.2.1 Phõn loại ủỏ ốp lỏt theo nguồn gốc đá ốp lát có nguồn gốc trầm tắch (ựá vôi, cát kết), nguồn gốc magma (granit, gabro, diorit, ), nguồn gốc biến chất (ủỏ hoa, quarzit) a ð á ố p lát ngu ồ n g ố c tr ầ m tích
Việt Nam có nguồn tài nguyên đá vôi phong phú, chủ yếu được sử dụng làm vật liệu xây dựng, nguyên liệu sản xuất xi măng và hóa chất Đá vôi tuổi Carbon sớm và giữa phát triển rộng rãi ở miền Bắc với màu sắc đa dạng, cấu trúc hạt mịn và trung bình, chất lượng tốt Đá vôi tuổi Trias cũng hình thành các dải lớn tại các tỉnh Sơn La, Ninh Bình và Thanh Hoá, có ý nghĩa công nghiệp quan trọng Tổng trữ lượng đá vôi Việt Nam ước tính khoảng 130.707 triệu tấn, trong đó B + C1 là 7.310 triệu tấn Các loại đá vôi màu xám và màu sắc sặc sỡ như ở Nùi Nhồi, Nùi Bền, Thanh Hoá, được khai thác để làm đá ốp lát, tiêu biểu là trong công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh.
Việt Nam đang sử dụng magma làm vật liệu xây dựng, bao gồm ủỏ xõm nhập và ủỏ phun trào Các thành phần chính bao gồm axit (granit), trung tính (diorit) và mafic-siêu mafic (gabro).
Đá magma xâm nhập là nguồn cung cấp chính cho các loại đá xây dựng và đá ốp lát chất lượng cao, với quy mô lớn Những loại đá này chủ yếu được khai thác từ các phức hệ nổi bật như Phia Bioc, Ba Vì, Núi Chúa, Phù Mỹ, Vân Canh, Hải Vân, Cà Ná, định Quán và đèo Cả.
Các mỏ có giá trị công nghiệp chủ yếu tập trung từ Quảng Nam đến Bà Rịa - Vũng Tàu, trong đó nổi bật là mỏ granit màu đỏ An Trường tại Bình Định.
An Trường có 8 loại khoáng sản, trong đó 5 loại có chất lượng tốt và 3 loại có chất lượng trung bình Đặc điểm của khoáng sản này bao gồm phẩm chất ốp lát tốt, màu sắc đẹp, với dung trọng trung bình đạt 2,56 g/cm³ và cường độ chịu nén khô trung bình là 2,05 kg/cm² Độ mài mòn trung bình là 0,29 g/cm², trong khi độ bóng dao động từ 73% đến 90% Tài nguyên trữ lượng ốp lát của mỏ ước tính đạt 1.709 nghìn m³ (C1 + C2) và 6.619 nghìn tấn (P1) Đá magma phun trào tại khu vực này bao gồm các loại đá axit (ryolit, ryolit porphyr), trung tính (andezit) và mafic (bazan bọt và bazan đặc sệt) Các khoáng sản phun trào có giá trị nằm trong các hệ tầng Viên Nam, Đồng Trầu, Cẩm Thủy, Bảo Lộc, Long Bình, Nha Trang, Đơn Dương và Xuân Lộc.
1.2.2 Phõn loại ủỏ ốp lỏt theo giỏ trị thương mại
Trong ngành công nghiệp ốp lát, ốp lát được phân thành ba loại chính: ốp hoa (marble), ốp hoa cương (granite) và ốp quarzit (cát kết, gneis, ốp sừng, v.v…).
Trong phân loại theo giá trị thương mại, đá hoa được chia thành ba loại chính: đá hoa thực thụ (marble), đá vụn và travertin Cơ sở phân loại thương mại của đá hoa tương tự như đá granit, dựa trên thị hiếu, tính kỹ thuật và khả năng sử dụng thực tế.
Thị hiếu người tiêu dùng là yếu tố quan trọng nhất trong việc phân loại hoa, dựa trên màu sắc, cấu tạo và độ hạt của sản phẩm Màu sắc đóng vai trò quyết định trong việc hình thành thị hiếu người tiêu dùng.
Có 8 hàng ủầu, tùy thuộc vào từng vùng và từng dân tộc Thị hiếu ủối về màu sắc và phân loại ủỏ hoa được thể hiện theo đặc trưng thị trường và màu sắc trong bảng.
B ả ng 1.1 Tổng tài nguyờn - trữ lượng ủỏ xõy dựng cao cấp (ốp lỏt) ủỏ magma xõm nhập axit - trung tớnh Việt Nam (triệu m 3 )
TL-I + II TL - III TN - 3 TN - 4 Tổng cộng
(Nguồn: Theo tài liệu của Trần Văn Trị và nnk, 2000)
B ả ng 1.2.Tổng tài nguyờn - trữ lượng ủỏ hoa Việt Nam (triệu m 3 )
TL-I + II TL - III TN - 3 Tổng cộng
(Nguồn: Theo tài liệu tìm kiếm- thăm dò 1956 - 1996, tính theo triệu m 3 )
Màu sắc của ủỏ hoa (cẩm thạch hay marble) rất đa dạng, bao gồm màu trắng tinh khiết, màu vàng, hồng và nâu Những màu sắc này được hình thành nhờ sự hiện diện của các vi tinh thể hematit, tạo nên vẻ đẹp độc đáo cho loại đá này.
9 limonit), màu tím (do có oxyt mangan), màu xám (do có các vi tinh pyrit), màu xỏm ủen và màu ủen (do cú vật chất hữu cơ)
Cấu tạo của ủỏ bao gồm các loại như cấu tạo ủồng nhất, cấu tạo võn/vi mạch, cấu tạo võn chữ, cấu tạo dạng mây và cấu tạo gương, với độ hạt phân chia thành hạt mịn, hạt trung bình và hạt thô Đặc tính kỹ thuật của ủỏ xác định tiềm năng sử dụng của chúng, bao gồm các yếu tố như đặc điểm thạch học, khoáng vật, thành phần hóa học và đặc điểm cơ - lý Trong các đặc điểm cơ - lý, độ bền (cường độ kháng nén) ở trạng thái khô, trạng thái bão hòa, và độ cứng là những yếu tố quan trọng nhất Ủỏ trên thị trường có khả năng đáp ứng về màu sắc, số lượng và kích thước chuẩn.
Qua tìm hiểu thực tế về thị hiếu của thị trường đối với sản phẩm vải trắng trong nước, nhận thấy hai vùng Quỳ Hợp (Nghệ An) và Lục Yên (Yên Bái) được chú ý hơn cả về chất lượng vải trắng và vải liền khối Hai vùng này đáp ứng một phần lớn nhu cầu của thị trường xuất khẩu vải trắng hiện nay.
ðặc ủiểm ủỏ vụi trắng tỉnh Nghệ An và tỉnh Yờn Bỏi
1.3.1 Khỏi quỏt chung về ủỏ vụi trắng Nghệ An
Vào năm 2006, Liên đoàn địa chất Bắc Trung Bộ đã thực hiện đề án điều tra và đánh giá trữ lượng, chất lượng cũng như quy hoạch thăm dò, khai thác quặng bạch vân tại các khu vực Quỳ Hợp, Quỳ Châu, Tân Kỳ và Con Cuông, tỉnh Nghệ An, dưới sự chủ trì của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nghệ An Tài liệu cho thấy nguồn quặng bạch vân ở Nghệ An thuộc hệ tầng Bắc Sơn, với các dải quặng nằm ở khu vực Quỳ Hợp, Quỳ Châu, Tân Kỳ và Con Cuông, có địa hình karst đặc trưng với bề mặt lởm chởm Theo đặc điểm thạch học, quặng thuộc hệ tầng Bắc Sơn được phân thành ba tập từ dưới lên.
Tập 1 gồm đá vôi dolomit với màu trắng, trắng xám và hạt mịn, có phân bố hẹp chỉ xuất hiện ở một số khu vực như Thọ Hợp (Thung Khăng), Châu Cường, Châu Quang, Văn Lợi Tập này thường tạo thành các lớp mỏng với chiều dày từ 5 đến 25m, và các ranh giới của tập có sự chuyển tiếp lên các lớp của hệ tầng La Khờ, với chiều dày tổng thể từ 5 đến 30m.
Tập 2 của cỏc ủỏ bao gồm ủỏ vụi trắng tạo thành vỉa, với thấu kớnh dày từ 5 đến 25m, có nơi dày tới 50 đến 100m xen kẹp khụng ủồng ủều các lớp Vỉa và thấu kớnh ủỏ vụi xỏm, xỏm trắng có độ dày từ 2 đến 10m Đặc trưng của tập này là ủỏ vụi bị hoa húa mạnh, với cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, kiến trúc hạt lớn đến hạt nhỏ Thỉnh thoảng cũng xuất hiện lớp mỏng ủỏ vụi sột màu xỏm sỏng xen kẹp Tổng chiều dày của tập này dao động từ 300 đến 350m.
Tập 3 bao gồm đá vôi tồn tại dưới dạng các chỏm sót nghiêng hoặc phần nhân của nếp lõm Đá vôi trong tập này thường có màu xám và xỏm tro ủen, với cấu tạo khối ủến phõn lớp dày và kiến trúc hạt lớn ủến hạt nhỏ.
Chiều dày tập: 170 ÷ 200m Chiều dày chung của hệ tầng: 470 ÷ 500m, đá vôi trắng nằm chủ yếu ở tập 1 và tập 2
* ðặc ủiểm chung của cỏc thõn khoỏng ủỏ vụi trắng
Thớt khoáng ủỏ vụi trắng là một loại khoáng chất có màu trắng tự nhiên, với tỷ lệ trắng ≥ 85% và độ dày ≥ 5m Chiều dài của nó có thể từ hàng chục đến hàng trăm mét Thành phần hóa học của thớt khoáng này đạt tiêu chuẩn chất lượng, phù hợp để sản xuất bột siêu mịn và các sản phẩm công nghiệp Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong làm ủỏ mỹ nghệ và ốp lát, yêu cầu phải có nguyên khối và không lẫn các khoáng vật dễ gây ố hoặc dễ bị oxy hóa như pyrit và các sulfur khác.
Diện phõn bố ủỏ vụi trắng là những thể ủỏ vụi trắng ủó ủược phỏt hiện trong lộ trỡnh ủịa chất nhưng chưa ủược kiểm tra về chất lượng
Dựa trên việc tổng hợp hơn 1.100 kết quả phân tích hóa và ủ trắng trong vựng, cùng với 394 kết quả phân tích hóa và ủ trắng của đề ản, cho thấy những xu hướng và đặc điểm quan trọng trong lĩnh vực này.
Trong số 11 chỉ tiêu liên quan đến chất lượng bột trắng, hàm lượng CaO và MgO có ảnh hưởng mạnh nhất đến chất lượng sản phẩm Các oxyt khác như SiO2, Al2O3, Fe2O3 có hàm lượng dưới mức cho phép và không ảnh hưởng đến chất lượng bột trắng Để phân biệt các thân khoáng, cần dựa vào thành phần hóa học của chúng.
- Thõn khoỏng ủỏ vụi trắng là ủỏ vụi màu trắng, hàm lượng CaO ≥ 54%, MgO ≤ 0,5%
- Thõn khoỏng ủỏ vụi dolomit trắng là ủỏ vụi dolomit màu trắng, hàm lượng CaO ≥ 32,03 ≤ 54%, MgO ≥ 0,5 ÷ 17%
- Thõn khoỏng ủỏ dolomit trắng là ủỏ dolomit màu trắng, cú hàm lượng CaO ≥ 32,03 ≤ 54%, MgO 17 ÷ 20,05%
Kết quả thực hiện ủề ỏn ủú khoanh ủịnh ủựợc 90 thõn khoỏng, bao gồm 70 thõn khoỏng ủỏ vụi trắng, 10 thõn khoỏng ủỏ vụi dolomit trắng và 10 thõn khoỏng ủỏ dolomit trắng Các thân khoáng này được phân bố theo các vùng cụ thể.
- Vựng Quỳ Hợp: 75 thõn khoỏng, trong ủú cú 60 thõn khoỏng ủỏ vụi trắng, 6 thõn khoỏng ủỏ vụi dolomit trắng và 9 thõn khoỏng ủỏ dolomit trắng
- Vựng Tõn Kỳ: 14 thõn khoỏng, trong ủú 9 thõn khoỏng ủỏ vụi trắng, 4 thõn khoỏng ủỏ vụi dolomit trắng và 1 thõn khoỏng ủỏ dolomit trắng
- Vựng Quỳ Chõu: 01 thõn khoỏng ủỏ vụi trắng
- Vựng Con Cuụng: chỉ cú một vài thõn khoỏng bộ, ủiều kiện khai thỏc khó khăn, không thống kê
Các thân khoáng ủa vụi trắng, ủa vụi dolomit và ủa dolomit trắng thường có cấu tạo là những lớp ủơn nghiêng, dạng vỉa, thấu kính, ổ, và thường nằm xen kẹp với các lớp mỏng ủa vụi màu xám Chiều dày của các thân khoáng thay đổi từ 5 đến 25m, có nơi lên tới 50 đến hơn 100m; góc cắm thoải từ 15 đến 250 độ Vùng phía bắc Quỳ Hợp cắm về phía tây nam hoặc đông nam, trong khi vùng phía nam cắm về hướng bắc hoặc tây bắc.
B Hiện trạng khai thỏc và chế biến ủỏ vụi trắng
Việc khai thác và chế biến khoáng sản ủỏ trắng tại Nghệ An đã trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng cho sản xuất đồ mỹ nghệ, bột siêu mịn và vật liệu trang trí cao cấp Hiện tại, khu vực này có gần 90 thân khoáng ủỏ vụi trắng, chủ yếu tập trung ở huyện Quỳ Hợp với tổng trữ lượng khoảng 700 triệu tấn Các thân quặng thường được khai thác theo phương pháp lộ thiên, dẫn đến tổn hại cho cảnh quan và môi trường Đến tháng 9/2007, có 53 giấy phép thăm dò và khai thác ủỏ trắng được cấp, trong đó có 29 giấy phép khai thác với tổng diện tích khoảng 310 ha Công ty liên doanh Việt Nhật hiện là đơn vị duy nhất được cấp mỏ dài hạn, trong khi các đơn vị khác chỉ được cấp phép khai thác ngắn hạn từ 3-5 năm Tính đến tháng 10 năm 2008, có thêm 6 cơ sở sản xuất được cấp phép thăm dò ủỏ trắng, cho thấy tiềm năng phát triển khai thác ủỏ trắng trong tương lai tại khu vực này.
Hiện tại, chỉ có Công ty YABASHI đang khai thác khoáng sản với dây chuyền hiện đại và đầu tư lớn cho hoạt động này Mặc dù chất lượng thiết bị tốt, công suất sử dụng thiết bị vẫn ở mức thấp, và công ty mới chỉ sản xuất đến giai đoạn nghiền thô.
Hiện nay, có 3 đơn vị được Bộ Công nghiệp và Bộ Tài nguyên Môi trường cấp phép thăm dò nguyên liệu xuất khẩu để nghiền bột siêu mịn, bao gồm Công ty liên doanh Việt Nhật, Công ty TNHH Khoáng sản Nghệ An và Công ty HTKT Quân khu 4 Các đơn vị này đã đầu tư các dây chuyền khai thác và chế biến đồng bộ Mặc dù việc chế biến bột siêu mịn đang diễn ra, nhưng do thị trường tiêu thụ hạn chế, nên ngành này chưa phát triển mạnh mẽ.
Doanh nghiệp Việt Nam chủ yếu khai thác tài nguyên theo hình thức tận thu với đầu tư nhỏ lẻ và không đồng bộ, sử dụng thiết bị chủ yếu từ Trung Quốc và Việt Nam Sản phẩm chính bao gồm ủỏ hộc, ủỏ block, ủỏ xay sản xuất granito, ủỏ ốp lỏt và ủỏ nghiền thụ ủến cỡ hạt 20àm Tại TP HCM, chỉ có Liên hợp sản xuất XNK sở hữu dây chuyền công nghệ chế biến hiện đại, sản xuất bột siêu mịn với cỡ hạt từ 2-7àm và công suất khoảng 80.000 tấn/năm, bên cạnh Công ty CP Trung Đức với công suất 20.000 tấn/năm.
Các cơ sở khai thác ủỏ vụi trắng thường sản xuất lẫn lộn ba nhóm sản phẩm chính: ủỏ bloc, ủỏ tạc tượng và ủỏ nguyên liệu để xay nghiền ủỏ trắng Điều này xảy ra do tính chất xen kẽ của tài nguyên và điều kiện điều tra địa chất không đầy đủ.
Qua khảo sát các đơn vị khai thác urani trắng, chỉ có Công ty urani YABASHI có trình độ khai thác tương đối tốt và tính đồng bộ cao, trong khi các đơn vị khác chỉ đạt mức trung bình hoặc kém.
Cỏc giải phỏp cụng nghệ khai thỏc ủỏ khối
Hàng năm, các mỏ khai thác ủỏ ốp lỏt phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu với khối lượng lớn Tuy nhiên, việc đầu tư cho công nghệ, đặc biệt là nghiên cứu và tìm kiếm giải pháp xâm nhập thị trường, vẫn chưa được chú trọng Điều này dẫn đến những vấn đề chưa phù hợp, khiến cho hiệu quả khai thác và sử dụng ủỏ ốp lỏt của Việt Nam chưa cao.
Trong những năm gần đây, tốc độ phát triển xây dựng ở nước ta và khu vực rất lớn, và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ trong tương lai Do đó, nhu cầu về gạch ốp lát chất lượng ngày càng cao Để đáp ứng nhu cầu này, ngành gạch mỹ nghệ cần xây dựng chính sách phù hợp, đặc biệt là nghiên cứu và thử nghiệm các ứng dụng của từng loại khoáng sản trong sản xuất gạch ốp lát.
Khai thác đá khối là một công nghệ phức tạp, yêu cầu kỹ thuật cao để tách đá ra khỏi nguyên khối và gia công định hình các khối đá theo kích thước thương phẩm cần thiết.
Một trong những thách thức lớn trong việc truyền công nghệ bóc tách khỏi nguyên khối là giảm thiểu tối đa sự lan truyền sức chấn động từ ngoại lực vào các khối rỗng, nhằm tránh làm rạn nứt chúng.
H ình 1.1 Khối Block thương phẩm
Công nghệ khai thác khoáng sản bao gồm ba giai đoạn chính: mở vỉa khoáng sản, bốc tách khoáng ra khỏi nguyên khối và gia công hình thành khoáng sản thương phẩm.
Công tác mở vỉa bao gồm các bước xây dựng hệ thống giao thông vận tải trong và ngoài mỏ, đồng thời tạo ra diện khai thác ban đầu bằng cách bóc một phần khối lượng đất đá không có khả năng thu hồi Đặc điểm nổi bật của công tác mở vỉa khoáng sản là việc tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên, với những mặt phẳng nằm ngang ở độ cao phù hợp với phương pháp bóc tách đã chọn, đảm bảo độ bằng phẳng cần thiết của phần nguyên khối và duy trì sự ổn định tự nhiên, tránh hiện tượng rạn nứt.
H ỡnh 1.2 Cụng tỏc mở vỉa tạo mặt bằng khai thỏc ủầu tiờn
Để thuận lợi cho việc búc tách khối ủỏ ủầu tiờn, mặt bằng cần được chuẩn bị chạy thẳng theo hướng phương đến cuối tuyến và cắt vuông góc vào khối nguyên với khoảng cách bằng bề dày của lớp khấu ủầu tiờn, tạo bề mặt tự do cho khối ủỏ tách ủầu tiờn Việc bạt ngọn và tạo mặt bằng công tác phải được thực hiện bằng nổ mìn lỗ nhỏ và điều khiển nổ vi sai, nhằm giảm tối đa các rung chấn để tránh làm rạn nứt ủỏ trong khối nguyên Ở lớp tiếp giáp cuối cùng, nên sử dụng phương pháp nổ mìn tạo biên hoặc phương pháp nêm chẻ để đảm bảo độ nhẵn của gương công tác.
Búc tỏch ủỏ khối và gia cụng ủịnh hỡnh ủỏ thương phẩm theo kớch thước cần thiết là hai khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ Hai khâu này không chỉ có mối liên hệ chặt chẽ mà còn có thể áp dụng chung một phương pháp bóc tách.
Theo nguyên tắc phá vỡ ủ ở các mặt cắt, có thể phân thành các phương pháp như: cưa cắt bằng các thiết bị khác nhau, khoan và nêm chẻ cơ học hoặc thủy lực, khoan các lỗ khoan gần nhau, khoan và nổ mìn, sử dụng dòng nhiệt cao, dòng nước áp lực cao, và dựng máy ủập - rạch.
Thông thường, ở khâu bốc tách khối đá, người ta kết hợp nhiều phương pháp như khoan nổ mìn với cưa cáp diamant Phương pháp này sử dụng dòng nhiệt cao để cắt các mặt phẳng bên hông, đồng thời khoan nổ mìn để cắt mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng song song với gương nhằm đẩy khối đá ra phía ngoài Ở khâu gia công, thường áp dụng phương pháp cưa, cắt hoặc nêm chẻ, trong khi phương pháp khoan nổ mìn được sử dụng cho các khối đá lớn.
Việc lựa chọn phương pháp búc tỏch cần căn cứ vào các điều kiện cụ thể như tính chất cơ lý của khoáng sản, độ nứt nẻ của khối nguyên liệu, mặt bằng công tác và khả năng trang bị kỹ thuật cho quá trình khai thác.
1.4.1 Búc tỏch ủỏ khối bằng phương phỏp cưa cắt
Thiết bị dựng để cưa cắt bao gồm 4 loại chính: máy cưa đĩa, máy cưa trang bị dao phay vòng, máy cưa trang bị dao phay kiểu xích và máy cưa cáp.
Cưa ủĩa được thiết kế để cưa ủỏ với độ bền nộn nhỏ hơn 250 kG/cm², sử dụng thép cacbon chất lượng cao hoặc thép hợp kim dày từ 10 - 20mm Trên vành ủĩa, các răng bằng hợp kim cứng được lắp theo một, hai hoặc ba hàng tùy thuộc vào độ bền vững và cấu trúc của ủỏ Chiều sâu ủĩa cưa có thể đạt tới 40% đường kính ủĩa, thường dao động từ 35 - 50 cm, đây là nhược điểm chính của cưa ủĩa và hạn chế phạm vi áp dụng của nó Tuy nhiên, cưa ủĩa có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, vận hành chắc chắn và chiều dày mạch cưa nhỏ Năng suất của máy cưa ủĩa có thể đạt từ 4 - 20 m³/h.
H ỡnh 1.3 Mỏy cưa ủĩa cắt ủỏ khối thành tấm
Mỏy cưa dao phay vũng bao gồm các bánh răng quay quanh một trục lắp cứng với khung máy, có mép ngoài bánh răng ăn khớp với bánh răng dẫn động Trên vành bánh răng, các răng cắt được làm bằng hợp kim cứng, cho phép cưa các loại vật liệu cứng với độ bền lên tới 1200-1800 kG/cm2 Chiều sâu của trục cưa có thể đạt tới 70% đường kính, với chiều dài khoảng 800 - 1050mm.
Máy dao phay kiểu xích có cấu tạo gồm tay rạch phẳng với bộ truyền động xích, được thiết kế với khung kim loại hình hộp và xích cắt vô tận di chuyển trên rãnh trượt Các mắt xích được trang bị răng bằng hợp kim cứng, giúp tăng độ bền cho lưỡi cưa Ưu điểm nổi bật của loại máy này là chiều dài làm việc lớn, có thể đạt tới 2000mm hoặc hơn, phù hợp cho các ứng dụng cần mạch cưa sâu Tuy nhiên, nhược điểm của máy là lưỡi cưa dễ mòn và khả năng chịu tải lớn Loại máy này thường được sử dụng để khai thác gỗ có độ bền dưới 50kG/cm³.
Sử dụng mỏy cắt ủỏ cho phộp cơ giới hoỏ toàn bộ khõu tỏch ủỏ ra khỏi nguyên khối
Hỡnh 1 4 Cắt ủỏ khối bằng phương phỏp cưa cắt
Kết luận về cỏc giải phỏp và ủiều kiện ỏp dụng
Qua phân tích thực tiễn sản xuất và ưu nhược điểm của các phương pháp bốc tách khoáng, có thể rút ra một số kết luận quan trọng Phương pháp khoan - nổ mìn mang lại năng suất cao nhất và giá thành thấp nhất, với đường kính lỗ mìn từ 27 - 45mm và khoảng cách khoan trung bình 18-20cm Phương pháp khoan nêm chẻ hiệu quả trong việc gia công khối khoáng thương phẩm, đặc biệt khi mặt tách trùng với mặt phân lớp Phương pháp dựng nhiệt cao thuận lợi cho việc tạo ra bề mặt tự do trong quá trình tách khối khoáng Sử dụng cưa kim cương giúp tăng năng suất thu hồi khoáng nguyên khai và thương phẩm Mặc dù phương pháp cưa bằng máy yêu cầu đầu tư lớn và tiêu tốn vật tư, nhưng hiệu quả bị hạn chế khi bốc tách khối lớn Do đó, trong bối cảnh hiện tại, nên áp dụng phương pháp nổ mìn kết hợp với khoan nêm chẻ để tối ưu hóa khai thác và chế biến khoáng sản.