Cứu ảnh hưởng của công nghệ khai thác các mỏ kim loại màu khu vực thái nguyên bắc kạn đến môi trường

Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thống kê phân tích: Các công trình đã nghiên cứu về hiện trạng khai thác, công nghệ khai thác và các tác động môi trường của các mỏ kim loại màu k

HOÀNG THÁI HỢP

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÁC MỎ

KIM LOẠI MÀU KHU VỰC THÁI NGUYÊN –BẮC KẠN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

CNH-HĐH Công nghiệp hoá-hiện đại hoá

TNHH NN MTV Trách nhiệm hữu hạn nhà nước một thành viên

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng khai thác quặng kim loại màu lộ thiên 25

Bảng 1.2 Khối lượng bóc đất đá tại một số mỏ lộ thiên 25

Bảng 1.3 Diện tích chiếm đất của một số mỏ lộ thiên 25

Bảng 1.4 Sản lượng khai thác hầm lò của một số mỏ điển hình 32

Bảng 2.1 Kết quả phân tích mẫu khí khu vực khai thác lộ thiên (KTLT) tại mỏ Chợ Điền 42

Bảng 2.2 Kết quả phân tích mẫu khí khu vực KTLT tại mỏ Đồng Xuân 43

Bảng 2.3 Kết quả phân tích mẫu khí khu vực KTLT tại mỏ vàng Bản Ná 43

Bảng 2.4 Kết quả phân tích nước ngầm khu vực KTLT tại mỏ Chợ Điền 44

Bảng 2.5 Kết quả phân tích nước ngầm tại mỏ vàng Bản Ná 45

Bảng 2.6 Kết quả phân tích nước mặt tại suối Keo Nàng mỏ Chợ Điền 46

Bảng 2.7 Kết quả phân tích nước mặt tại suối Tân Kim mỏ vàng Bản Ná 47

Bảng 2.8 Kết quả phân tích mẫu đất khu vực KTLT tại mỏ Đồng Xuân 48

Bảng 2.9 Kết quả phân tích mẫu đất tại mỏ thiếc Đại Từ 49

Bảng 2.10 Kết quả phân tích mẫu đất tại mỏ vàng Bản Ná-Khắc Kiệm 49

Bảng 2.11 Diện tích chiếm dụng đất đai của một số mỏ lộ thiên 50

Bảng 2.12 Kết quả phân tích mẫu khai thác hầm lò (KTHL) tại mỏ Chợ Điền51 Bảng 2.13 Kết quả phân tích mẫu khí khu vực KTHL tại mỏ Làng Hích 52

Bảng 2.14 Kết quả phân tích mẫu nước khu vực KTHL tại mỏ Chợ Điền 52

Bảng 2.15 Kết quả phân tích nước ngầm khu vực KTHL tại mỏ Đồng Xuân 53

Bảng 2.16 Kết quả phân tích nước ngầm tại mỏ kẽm chì Làng Hích 54

Bảng 2.17 Kết quả phân tích nước mặt tại suối Quảng Bạch mỏ Chợ Điền 55 Bảng 2.18 Kết quả phân tích mẫu đất khu vực KTHL tại mỏ Đồng Xuân 56

Bảng 2.19 Kết quả phân tích mẫu đất khu vực khai thác mỏ Làng Hích 56

Bảng 2.20 Diện tích chiếm dụng đất đai của một số mỏ hầm lò 57

Bảng 2.21 Kế hoạch sản lượng khai thác hàng năm tại các mỏ lộ thiên 60

Bảng 2.22 Dự báo thải lượng bụi phát sinh hoạt động khai thác mỏ 61

Bảng 2.23 Thải lượng khí độc sinh ra tại các mỏ lộ thiên 64

Bảng 2.24 Độ lan truyền của tiếng ồn trong không gian 66

Bảng 2.25 Kế hoạch sản lượng khai thác mỏ hầm lò hàng năm 68

Bảng 2.26 Dự báo thải lượng khí độc sinh ra tại các mỏ hầm lò 71

Bảng 2.27 Thải lượng khí độc sinh ra tại các mỏ hầm lò 73

Bảng 2.28 Kết quả phân tích chất lượng nước mặt khu vực Bản Ná 77

Bảng 2.29 Kết quả phân tích chất lượng nước mặt khu vực Bản Ná 78

Bảng 2.30 Thành phần nước thải mỏ Làng Hích (chưa qua xử lý) 81

Bảng 2.31 Chiếm dụng đất đai tại các mỏ lộ thiên đến năm 2015 84

Bảng 2.32 Chiếm dụng đất đai tại các mỏ hầm lò đến năm 2015 85

Bảng 2.33 Kết quả khám lâm sàng tại mỏ Chợ Điền 90

Bảng 2.34 Số người mắc bệnh bụi phổi 92

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Thái Nguyên 9

Hình 1.2 Vị trí địa lý tỉnh Bắc Kạn 17

Hình 1.3 Khoan phá đá bóc thải tại mỏ Chợ Điền 22

Hình 1.4 Xúc bóc thải lộ thiên tại mỏ Chợ Điền 23

Hình 1.5 Khai thác lộ thiên quặng kẽm tại mỏ Chợ Điền 23

Hình 1.6 Hiện trạng khai thác vàng tại Bản Ná-Thái Nguyên

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ khai thác quặng kẽm ôxyt lộ thiên 27

Hình 1.8 Sơ đồ công nghệ khai thác quặng thiếc sa khoáng 27

Hình 1.9 Mặt bằng cửa lò LC4 Mêtit-mỏ Làng Hích 29

Hình 1.10 Mặt bằng cửa giếng nghiêng Bắc Lũng Hoài-mỏ Chợ Điền 29

Hình 1.11 Vận tải goòng thủ công ngoài cửa lò bằng 30

Hình 1.12 Công nhân vận hành tời ngoài cửa lò nghiêng 30

Hình 1.13 Sơ đồ công nghệ khai thác quặng kẽm hầm lò 34

Hình 1.14 Sơ đồ công nghệ tuyển quặng kẽm chì 35

Hình 1.15 Xưởng tuyển nổi kẽm chì Chợ Điền 36

Hình 1.16 Sơ đồ công nghệ tuyển quặng thiếc sa khoáng 37

Hình 1.17 Sơ đồ công nghệ tuyển vàng sa khoáng 38

Hình 3.1 Nổ mìn dùng túi nước treo 97

Hình 3.2 Nạp bua nước khi nổ mìn 97

Hình 3.3 Quy trình xử lý nước thải mỏ 100

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Môi trường và bảo vệ môi trường ngày nay đang là mối quan tâm chung của toàn xã hội, quản lý và bảo vệ môi trường hướng tới phát triển bền vững và vấn đề đặt ra hết sức cấp bách Nghị quyết Đại hội Trung ương IX khẳng định còn đường đi lên Công nghiệp hoá-hiện đại hoá (CNH-HĐH) ở nước ta, phấn đấu đến năm 2020 nước ta cơ bản là nước công nghiệp Trong những thời kỳ đầu CNH-HĐH, việc khai thác các tài nguyên thiên nhiên, trong đó có tài nguyên khoáng sản kim loại màu phục vụ xây dựng và phát triển đất nước là một việc không thể thiếu, vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của khai thác tới môi trường ngày càng được quan tâm

Với hơn 400 mỏ và điểm mỏ quy mô nhỏ và vừa trên địa bàn, Thái Nguyên và Bắc Kạn được coi là những tỉnh có tiềm năng khoáng sản phong phú và đa dạng, đặc biệt là kim loại màu gồm chì kẽm, vàng và thiếc sa khoáng tập trung chủ yếu tại khu vực huyện Chợ Đồn, huyện Na Rì tỉnh Bắc Kạn, huyện Đồng Hỷ, huyện Đại Từ và huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên

Hoạt động khai thác khoáng sản trong những năm qua đã có những đóng góp tích cực vào ngân sách của địa phương, nâng cao một phần thu nhập, ổn định đời sống của nhân dân các dân tộc trong tỉnh Tuy nhiên, mặt trái của việc khai thác bước đầu cũng đã được bộc lộ: Ảnh hưởng tới cảnh quan, môi trường, đất đai, môi trường nước và nhất là tới sức khoẻ con người

Ảnh hưởng đặc thù tới môi trường của khai thác khoáng sản kim loại mầu là hàm lượng các kim loại nặng trong môi trường mà hiện tại các công trình nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động này chưa nhiều Chính vì vậy, việc nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ khai thác các mỏ kim loại màu khu vực Thái Nguyên-Bắc Kạn đến môi trường mang tính cấp thiết và đáp ứng nhu cầu thực tế hiện nay

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các mỏ kim loại màu khu vực tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là công nghệ khai thác các mỏ kim loại màu khu vực tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn

3 Mục đích của đề tài

- Đánh giá thực trạng khai thác, công nghệ khai thác và các tác động môi trường của các mỏ kim loại màu khu vực Thái Nguyên-Bắc Kạn

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường

4 Nội dung nghiên cứu của đề tài

- Đánh giá chính xác hiện trạng khai thác các mỏ kim loại màu khu vực Thái Nguyên-Bắc Kạn, công nghệ khai thác và các tác động môi trường của các mỏ kim loại màu khu vực Thái Nguyên-Bắc Kạn

- Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ khai thác các mỏ kim loại màu đến môi trường

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê phân tích: Các công trình đã nghiên cứu về

hiện trạng khai thác, công nghệ khai thác và các tác động môi trường của các

mỏ kim loại màu khu vực Thái Nguyên-Bắc Kạn

- Phương pháp khảo sát, đo đạc, tổng hợp số liệu: Số liệu về hiện

trạng công nghệ khai thác, hiện trạng môi trường khu vực

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các chuyên gia

chuyên ngành khai thác mỏ

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Đánh giá chính xác hiện trạng công nghệ khai thác

và các tác động môi trường

- Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp về công nghệ giảm thiểu tác động môi trường áp dụng cho các mỏ kim lại màu

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm phần mở đầu, 3 chương và phần kết luận được trình bày trong 111 trang A4, 23 hình vẽ,

Trong quá trình học tập, nghiên cứu, hoàn thiện luận văn này, tôi đã được sự quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện của Ban giám hiệu, Khoa Mỏ, Bộ môn khai thác hầm lò Trường Đại học Mỏ-Địa chất, các khoa, bộ môn trong trường, nhất là PGS.TS Trần Xuân Hà-người thầy trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Nhà trường, trong bộ môn, PGS.TS Trần Xuân Hà, cảm ơn Lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên, Bắc Kạn, Lãnh đạo Công ty TNHH NN một thành viên Kim loại mầu Thái Nguyên, đồng nghiệp trong cơ quan đã tạo mọi điều kiện cho tôi được tham gia học tập và hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG 1 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CÁC MỎ KIM LOẠI MÀU

Với vị trí rất thuận lợi về giao thông, cách sân bay quốc tế Nội Bài 50

km, cách biên giới Trung Quốc 200 km, cách trung tâm Hà Nội 75 km và cảng Hải Phòng 200 km Thái Nguyên còn là điểm nút giao lưu thông qua hệ thống đường bộ, đường sắt, đường sông hình rẻ quạt kết nối với các tỉnh thành, đường quốc lộ 3 nối Hà Nội đi Bắc Kạn; Cao Bằng và cửa khẩu Việt Nam - Trung Quốc; quốc lộ 1B Lạng Sơn; quốc lộ 37 Bắc Ninh, Bắc Giang

Hệ thống đường sông Đa Phúc - Hải Phòng; đường sắt Thái Nguyên - Hà Nội

- Lạng Sơn Gần đây Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt và phát lệnh khởi công xây dựng đường cao tốc Hà Nội-Thái Nguyên, góp phần quan trọng vào phát triển kinh tế xã hội tỉnh

1.1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội [22]

Dân số Thái Nguyên khoảng 1,2 triệu người, trong đó có 8 dân tộc chủ yếu sinh sống đó là Kinh, Tày, Nùng, Sán dìu, H’mông, Sán Chay, Hoa và Dao Ngoài ra, Thái Nguyên được cả nước biết đến là một trung tâm đào tạo

nguồn nhân lực lớn thứ 3 sau Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh với 8 Trường Đại học, 11 trường Cao đẳng và trung học chuyên nghiệp, 9 trung tâm dạy nghề, mỗi năm đào tạo được khoảng gần 100.000 lao động;

Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Thái Nguyên Tình hình kinh tế - xã hội của tỉnh trong những năm gần đây có nhiều thuận lợi trong hoạt động sản xuất kinh doanh, một số ngành nghề trọng điểm đều có sự tăng về năng lực sản xuất; các thành phần kinh tế đều có sự tăng trưởng, nhất là kinh tế ngoài quốc doanh đã khẳng định vị trí của mình trong

nền kinh tế nhiều thành phần song cũng phải đối mặt với nhiều khó khăn, thách thức như: thiên tai, dịch bệnh gia súc; giá cả đầu vào ở hầu hết các ngành sản xuất đều tăng làm cho chi phí sản xuất tăng cao đã đẩy giá thành sản phẩm tăng lên, ảnh hưởng không nhỏ tới sức cạnh tranh; kết cấu cơ sở hạ tầng, nhất là kết cấu hạ tầng khu vực nông thôn miền núi tuy đã cải thiện nhưng vẫn thiếu và xuống cấp; lĩnh vực xã hội còn nhiều bức xúc, tai nạn giao thông tuy có nhiều biện pháp nhằm kiềm chế nhưng vẫn chưa có xu hướng giảm Song với sự chỉ đạo quyết tâm và nỗ lực cố gắng các cấp, các ngành

và nhân dân toàn tỉnh nên tình hình kinh tế xã hội đã thu được kết quả đáng

kể, kinh tế tiếp tục phát triển theo chiều hướng tích cực

Tài nguyên khoáng sản phong phú về chủng loại, là một lợi thế so sánh lớn trong việc phát triển các ngành công nghiệp luyện kim, khai khoáng… Tỉnh Thái Nguyên có trữ lượng than lớn thứ hai trong cả nước, than mỡ trữ lượng trên 15 triệu tấn, than đá trữ lượng khoảng 90 triệu tấn; kim loại màu có thiếc, chì, kẽm, vonfram, vàng, đồng, niken, thuỷ ngân… Khoáng sản vật liệu xây dựng cũng là tiềm năng nguyên liệu rất lớn để sản xuất xi măng, sản xuất

đá ốp lát các loại và sản xuất vật liệu xây dựng

1.1.1.3 Đặc điểm địa chất các mỏ quặng

1 Địa tầng

Trên tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 đã xác định được các phân vị địa tầng cho các thành tạo có tuổi từ Peleozoi đến Kainozoi Các phân vị địa tầng được mô tả từ già đến trẻ như sau:

Giới Paleozoi (PZ) Trầm tích Paleozoi chiếm khoảng 2/3 diện tích Chúng bao gồm chủ yếu các thành tạo trầm tích lục nguyên, lục nguyên xen silic, lục nguyên - cacbonat, cacbonat thuộc các hệ Devon, Cacbon-Pecmi, gồm các phân vị địa tầng sau:

- Hệ Devon, thống dưới - giữa, bậc Eifeli - Điệp Sông Cầu (D1-D2 e sc) Trầm tích điệp Sông Cầu có diện tích phân bố khá rộng, nằm ở phía đông và phía nam của vùng tạo thành dải kéo dài từ bắc xuống nam chiếm diện tích 19,8 km2 Trầm tích điệp sông Cầu hầu hết có tiếp xúc kiến tạo với trầm tích hệ tầng Bản Cải (ê2 bc), điệp Thần Sa (ê3-O1 ts), hệ tầng Nà Mọ (O nm) Trầm tích điệp Sông Cầu có quan hệ chuyển tiếp với trầm tích điệp Nà

Quản (D2e-gv nq), ở phía đông và trung tâm khu vực chúng bị trầm tích cacbon - pecmi phủ không chỉnh hợp lên trên và ở phía đông nam cũng bị phủ không chỉnh hợp bởi trầm tích điệp Sông Hiến (T3 a sh)

- Hệ Devon, thống giữa, bậc Eifeli - Giveti, Điệp Nà Quản (D2 e-g nq) Điệp Nà Quản do Phạm Đình Long xác lập năm 1974 trên tờ bản đồ địa chất Long Tân - Chinh Si (F-48-XI) và (F-48-XVII) tỉ lệ 1:200.000 Lịch sử nghiên cứu điệp Nà Quản đã có từ năm 1925 do nhà địa chất Pháp N.Bure tiến hành Năm 1965 S.D.Vaxilevxkâi và tiếp theo là M.A.RJonsniskaya và Dương Xuân Hảo nghiên cứu, đã tách trầm tích cacbonat phân bố ở vùng Nà Quản, Hạ Lang vào trầm tích của bậc eifeli gọi là "Tầng vị Nà Quản" Trên

cơ sở so sánh thành phần thạch học của mặt cắt, đặc điểm cấu tạo địa chất và những di tích hoá đá các tác giả của báo cáo kết quả tìm kiếm tờ Làng Hit - Thái Nguyên đã sếp các thành tạo trầm tích này vào điệp Nà Quản có tuổi eifeli - giveti (D2 e-g nq)

Trầm tích điệp Nà Quản chiếm diện tích khoảng 6,5km2, các thành tạo của điệp phân bố tạo thành dải kéo dài từ bắc vào trung tâm bản đồ tạo thành nhân nếp lõm phía đông núi Tèn, tây bắc Thần Sa, vùng mỏ Ba - Bắc Lâu, núi Hang Xạ và phía đông Trung Thành (Thượng Nung) Trầm tích điệp Nà Quản chủ yếu là đá vôi màu xám đen, xám tro phân lớp mỏng đến trung bình, xen

đá vôi silic, vôi sét, vôi dolomit, silic màu đen, xám đen, có nơi xen lớp mỏng hoặc thấu kính cát kết, bột kết màu xám sáng, xám vàng Chúng có mức độ lộ

tốt, rất thuận lợi cho việc nghiên cứu và khảo sát Trầm tích điệp Nà Quản có quan hệ chuyển tiếp với trầm tích điệp Sông Cầu (D1-D2 e sc) và bị trầm tích cacbonat hệ cacbon-pecmi (C-P) phủ không chỉnh hợp lên trên Thế nằm trung bình 110  45 cắm về đông (cá biệt có một số nơi do bị uốn nếp cục bộ thế năm 30  40 đá cắm về đông bắc)

Chiều dày của phụ điệp trên tập 1 khoảng 180 - 200m

- Hệ Cacbon - Pecmi (C-P)

Các thành tạo của hệ Cacbon - Pecmi phân bố chủ yếu ở khu vực trung tâm và phía đông bắc của bản đồ 1:10.000 (bản vẽ số 01) chiếm diện tích khoảng 15,2km2 Những trầm tích này từ trước đến nay đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước nghiên cứu nhưng việc phân chia chi tiết chúng vẫn chưa hoàn toàn thống nhất Trên cơ sở tổng hợp những tài liệu nghiên cứu trước đây và những tài liệu thu tập được trong công tác thành lập bản đồ địa chất tỉ lệ 1:50.000 của Đoàn 208, căn cứ vào đặc điểm thành phần thạch học của mặt cắt, kết quả xác định các di tích hoá đá, cấu tạo địa chất và so sánh mặt cắt, quan hệ địa tầng v đã chia trầm tích hệ cacbon-pecmi thành các phân vị địa tầng sau:

Giới Mezozoi (MZ)

- Hệ Triat, thống giữa, bậc Anizi - Hệ tầng Sông Hiến (T2 a sh)

Tên điệp Sông Hiến được các tác giả bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1:50.000 xác lập năm 1965 trên cơ sở nghiên cứu mặt cắt và sưu tập hoá đá ở lưu vực sông Hiến có tuổi Triat thống giữa - trên (T2-3 sh) Trên tờ bản đồ địa chất Lạng Sơn (F-48-XXIII) tỉ lệ 1:200.000 năm 1976, các tác gia

đã xác định chắc chắn điệp sông Hiến có tuổi Anizi (T2 a sh)

Các trầm tích hệ tầng Sông Hiến phân bố ở phía dông nam tờ bản đồ 1:10.000 với diện tích khoảng 8km2 Nhìn chung trầm tích hệ tầng Sông Hiến

có mức độ lộ tốt Thành phần trầm tích của hệ tầng chủ yếu là cuội kết, sạn

kết, riolit, riolit pocfia tuf riclit, đá phiến sét, cát kết, cát bột kết và bột kết Chúng phủ không chỉnh hợp lên trầm tích điệp sông Cầu (D1 - D2 e sc ) hệ cacbon-pecmi (C3 - P1), nhiều nơi chúng có quan hệ tiếp xúc kiến tạo với các phân vị địa tầng nói trên và trầm tích hệ tầng Nà Mọ (O nm), điệp Nà Quản (D2 e-g nq) Thế nằm của các thành tạo hệ tầng sông Hiến là 150  60700

Chiều dày của hệ tầng khoảng 1.350m

Giới Kainozoi (KZ)

- Hệ Đệ tứ không phân chia (Q)

Trong diện tích bản đồ 1:10.000, các trầm tích hệ thứ tư (Q) phát triển rộng và chiếm diện tích đáng kể Các trầm tích aluvi phân bố dọc theo các thung lũng sông Cầu, sông Công, sông Đu và các suối lớn

Các tích tụ tàn tích - sườn tích (eluvi - deluvi) phân bố trên các bề mặt, đường phân thuỷ, đỉnh núi, đồi và trên các sườn có độ dốc lớn thành phần lớp phủ của chúng phụ thuộc vào đá nền Bề dày trung bình của tàn tích - sườn tích khoảng 2-3m

Các tích tụ sườn tích (deluvi) phân bố rộng khắp ở chân các sườn núi, đồi liền kề với thung lũng, kéo dài theo chân sườn núi Thành phần lớp phủ

bở rời phụ thuộc vào thành phần đá gốc của sườn nằm dưới chúng Bề dày lớp phủ sườn tích trong vùng trung bình từ 3-4m

Các tích tụ aluvi phân bố dọc theo các thung lũng sông Cầu, sông Công, sông Đu và các thung lũng suối lớn trong vùng Vật liệu aluvi bao gồm cuội, tảng được gắn kết yếu bởi sét pha cát màu nâu đỏ, xám vàng Cuội có kích thước phổ biến từ 3 - 5cm, tảng từ 12 - 15cm, độ mài tròn cấp 2-3 Thành phần cuội, tảng gồm thạch anh, cát kết, quaczit

Bề dày lớp phủ phổ biến từ 3 -10m

2 Đặc điểm khoáng sản

a Đặc điểm quặng kẽm chì

Quặng kẽm chì tập trung chủ yếu ở khu vực mỏ Làng Hích, Bản Tèn, Phú Đô đang hoạt động Ngoài ra còn một số điểm mỏ nhỏ khác tập trung tại khu vực huyện Đại Từ, Võ Nhai và Định Hoá đang trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư

Quặng kẽm chì tồn tại ở hai dạng là quặng kẽm chì sunfua và quặng kẽm chì ôxit (quặng ôxy hoá)

Quặng kẽm chì sunfua chủ yếu phân bố dọc theo những phá huỷ kiến tạo, hoặc các khe nứt gần các phá huỷ kiến tạo đó Tất cả các mỏ kẽm chì trong khu vực đều có nguồn gốc nhiệt dịch từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ trung bình

Khoáng vật chiếm ưu thế trong quặng là sfalerit thành những đám, ổ không đề và dạng xâm tán Trong sfalerit có nhiều tinh thể chalcopyrit, chúng

là những thành phần tách được trong quá trình kết tinh sfalerit Qua kết quả phân tích còn thấy: Cd = 0,5  1%; Ag = 1%; ngoài ra còn có Cu, As, S có tỷ

lệ thấp hơn, hàm lượng Fe2O3 = 3,3% Kết quả phân tích cho biết hàm lượng quặng Zn = 10  12%, Pb = 1  2%

Quặng ôxy hoá là sản phẩm của quá trình ôxy hoá quặng kẽm chì sunfua Quặng kẽm ôxy hoá thường tồn tại trên mặt, thành phần khoáng vật chủ yếu oxyt kẽm-chì và có lẫn ít oxyt sắt và sét Hàm lượng quặng phân tích trung bình:

Pb = 5,88%, Zn = 15,99%, S = 0,08%, Ag = 1g/T, Cd = 0,008%

b Đặc điểm quặng thiếc

Quặng thiếc tập trung tại khu vực huyện Đại Từ thuộc 02 mỏ lớn là mỏ thiếc Đại Từ và mỏ Núi Pháo Mỏ thiếc Đại từ hiện tại đã bước vào giai đoạn hoàn thổ và sử lý môi trường đối với bãi thải Đông Bắc của mỏ Hoạt động khai thác chỉ thực hiện ở một số điểm trong khu vực Suối Cát Mỏ Núi Pháo

là mỏ đa kim gồm bismut, wonfram, vàng, đồng và thiếc, hiện tại đang trong giai đoạn đầu tư

Đặc trưng sa khoáng là trầm tích sốp kể từ trên mặt đất xuống gồm các lớp trầm tích sau:

+ Lớp đất trồng: có chiều day 20-30 cm

+ Lớp Đêluvi: Phân bố ở rìa thung lũng

+ Lớp sét cát: Có mặt hầu khắp thung lũng

+ Lớp cát sét cuội sỏi: xuất hiện kèm liên tục

+ Lớp cát sét cuội sỏi: có mặt hầu khắp thung lũng

Nền sa khoáng: Bao gồm các loại đá trầm tích cổ và xâm nhập axit, đại

bộ phận đất đá có độ phân huỷ cao, rất mềm bở và có nhiều khe nứt nhỏ

Đặc tính của lớp đất quặng công nghiệp: là những lớp cát cuội sỏi, cát sét cuội sỏi Trong đó tỷ lệ cuội không quá 10%, đá không quá 5%, còn lại là cát, sét, sạn, sỏi

Độ dày của thân quặng dao động trong khoảng 2-4m Hàm lượng bình quân 500-600g/m3 đất quặng

c Đặc điểm quặng vàng sa khoáng

Vàng sa khoáng phân bố trong các bãi bồi Các thềm bậc II và một phần các điểm tích tụ Đêluvi, Aluvi, đất đá bao gồm: cát, cuội sỏi, tảng, sét, sạn thạch anh, cát có độ từ hạt thô tới hạt kích thước vừa đến lớn Đất đá vây quanh: là đá vôi dạng khối, đá vôi dolomit, đá hoa, sét, phiến serixit, bột kết, cát kết… Tại Thái Nguyên, vàng sa khoáng tập trung chủ yếu ở khu vực xã Thần Xa, huyện Võ Nhai, hiện tại có mỏ vàng sa khoáng Bản Ná, Khắc Kiệm đang hoạt động Thân quặng phân bố kéo dài không liên tục với bề dày từ 2,3m đến hơn 15m Có nơi được lót bởi lớp sét dày từ 1-2m Vàng thường tập trung ở độ sâu 8-15m kích thước hạt vàng từ 0,30mm-0,5mm rất ít gặp hạt có kích thước 2-3mm Vàng có hàm lượng cao ở những nơi thân quặng ở phần dưới có đá tảng đường kính 0,2-0,3m, hoặc những nơi trầm tích bở rời có

chứa nhiều oxit sắt màu nâu hoặc màu xám xanh Vàng có hàm lượng trung bình 0,3-1,55 g/m3

Các dải đất đá xen giữa các ao, hồ chạy xen kẽ có chiều rộng từ vài mét đến vài chục mét, trên bề mặt hoàn toàn phủ các đất đá, cuội sỏi, một số tảng lăn đá vôi, kích thước từ vài cm đến hàng trăm cm Chiều dày thay đổi từ 20-

120 cm; lớp này hoàn toàn là cuội sỏi không có vàng Lớp đất dưới lớp đá bề mặt gồm cát, cát pha sét cuội sỏi nhỏ, hàm lượng vàng qua phân tích trung bình là 0,1 g/m3; sườn các ao, hồ hàm lượng vàng trung bình là 0,3 g/m3

Lớp đáy và các hang hốc castơ: là thềm bậc II, là vị trí có tiềm năng lớn nhất chứa vàng còn lại của khu vực, lớp này có chiều dày từ 1,5-4m, trung bình 3,25m, với chiều rộng phần đáy thung lũng: 209.720m2 Hàm lượng vàng trung bình 0,512g/m3 Đáy mỏ theo cấu tạo tương tự các địa hình có cấu tạo trầm tích trên thềm đá vôi là địa hình đáy nhấp nhô, gồ ghề và các hang castơ, ở các vị trí này là các bẫy chứa vàng, khả năng hàm lượng sẽ cao hơn hàm lượng vàng trung bình của lớp 0,512g/m3

1.1.2 Đặc điểm chung của Bắc Kạn

1.1.2.1 Vị trí địa lý [23]

Bắc Kạn là một tỉnh miền núi nằm sâu trong nội địa vùng Đông Bắc Phía Đông giáp Lạng Sơn Phía Tây giáp Tuyên Quang Phía Nam giáp Thái Nguyên Phía Bắc giáp Cao Bằng Tỉnh có vị trí quan trọng về mặt kinh tế và

an ninh quốc phòng

Bắc Kạn là tỉnh nằm trên quốc lộ 3 đi từ Hà Nội lên Cao Bằng-trục quốc

lộ quan trọng của vùng Đông Bắc, đồng thời nằm giữa các tỉnh có tiềm năng phát triển kinh tế lớn Chính quốc lộ 3 chia lãnh thổ thành 2 phần bằng nhau theo hướng Nam-Bắc, là vị trí thuận lợi để Bắc Kạn có thể dễ dàng giao lưu với tỉnh Cao Bằng và các tỉnh của Trung Quốc ở phía Bắc, với tỉnh Thái Nguyên,

Hà Nội cũng như các tỉnh của vùng Đồng bằng sông Hồng ở phía Nam

Vị trí của tỉnh có địa hình núi cao, lại ở sâu trong nội địa nên gặp nhiều khó khăn trong việc trao đổi hàng hoá với các trung tâm kinh tế lớn cũng như các cảng biển Mạng lưới giao thông chủ yếu trong tỉnh chỉ là đường bộ nhưng chất lượng đường lại kém Chính vị trí địa lí cũng như những khó khăn

về địa hình đã ảnh hưởng không nhỏ đến việc phát triển kinh tế xã hội của toàn tỉnh

Hình 1.2 Vị trí địa lý tỉnh Bắc Kạn

1.1.2.2 Đặc điểm địa chất các mỏ quặng

- Phân hệ tầng Phia Phương 1 (S2-D1pp1):

Diện phân bố kéo dài  5km, rộng từ 1,5 2km, ranh giới phía nam dọc theo bên trái suối Bản Thi, Than Tàu bao chùm hết phần phía bắc và chiếm gần 1/2 diện tích trong giới hạn khu Nam mỏ Chợ Điền (> 9km2) Đặc trưng của phân hệ tầng phần dưới là trầm tích carbonat xen lục nguyên, chuyển dần lên là trầm tích carbonat

- Phân hệ tầng Phia Phương 2 (S2-D1pp2):

Các đá thuộc phân hệ tầng này lộ ra ở phía tây kéo dài qua phía nam sang phía đông chiếm 1/3 diện tích tờ bản đồ, đặc trưng là trầm tích carbonat xen trầm tích lục nguyên, chuyển dần phần trên trầm tích lục nguyên Quan hệ chuyển tiếp chỉnh hợp lên trên phân hệ tầng Phia Phương 1 (S2-D1pp1)

- Phân hệ tầng Phia Phương 3 (S2- D1 pp3):

Các đá thuộc phân hệ tầng này lộ ra ở phía tây - tây nam tờ bản đồ, đặc trưng của phân hệ tầng là trầm tích carbonat xen ít trầm tích lục nguyên

Giới Kainozoi

Hệ Đệ Tứ không phân chia (Q)

Các thành tạo của hệ Đệ Tứ (Q) không phân chia phân bố kéo dài dọc theo dòng chảy suối Than Tàu và suối Bản Thi tạo thành các thung lũng khép kín (thung lũng Than Tàu; thung lũng Bản Thi)

Thành phần của hệ Đệ Tứ (Q) không phân chia chủ yếu bao gồm đá tảng, cuội, sỏi, mảnh vụn cát sét

Chiều dày từ 215m

2 Đặc điểm địa chất các mỏ quặng

a Đặc điểm quặng kẽm chì

Quặng kẽm chì tập trung chủ yếu tại khu vực huyện Chợ Đồn, trong đó

có các mỏ Chợ Điền, Lùng Váng, Nà Tùm, Khuổi Chun

Quặng kẽm chì tồn tại ở hai dạng là quặng ôxy hoá và quặng sunfua Quặng ôxy hoá chì kẽm tập trung ở dạng đống, túi, trao đổi thay thế và lấp đầy nằm trong các hang hốc lớn, nhỏ của đá hoa màu xám, một phần nằm dọc theo thung lũng ở dưới dạng deluvi, eluvi Quặng ôxy hoá tại chỗ khá rắn chắc, quặng ở dạng túi thì xốp và bở rời, chất lượng quặng tốt Hàm lượng kim loại Zn>15% Thành phần khoáng vật chủ yếu của quặng ôxy hoá gồm có pirit, asenpirit, pirotin

Quặng sunfua chì kẽm hình thành ở dạng lấp đầy, trao đổi thay thế nhiệt dịch còn tồn tại ở dưới sâu Các khoáng vật chủ yếu gồm có Xfalerit Pirit, Galenit ít Asen Pirit Cấu trúc hạt nhỏ đến trung bình, hay Xfalerit đặc xít ở dạng vỉa rất ít Pirit, galennit thường chỉ ở dạng xâm tán hay ổ nhỏ, xfalerit loại này có cấu tạo tỉnh thể lớn, màu nâu đến nâu sẫm

Quặng kẽm chì tồn tại ở dạng sunfua, đới quặng kéo dài dọc theo các đứt gãy Chiều dày thay đổi từ 0,5-2,5m, có hàm lượng Pb thay đổi từ 0,5-2,0%, hàm lượng Zn thay đổi từ 9-13%, đôi chỗ cá biệt lên tới 15% Zn

b Đặc điểm quặng vàng sa khoáng

Quặng vàng sa khoáng phân bố dọc theo lưu vực sông, suối khu vực Ngân Sơn, Na Rỡ nằm trong các trầm tích bở rời gồm cát, sét, sỏi, sạn, đá tảng Phân bố dọc 2 bờ sông Ngân Sơn - Bắc Giang được tạm chia thành 4 đơn vị địa mạo khác nhau, đặc biệt trong đó có vàng sa khoáng khá tập trung tạo thành những thân quặng có giá trị khác nhau

Sau đây là phần mô tả chi tiết các đơn vị địa mạo từ trẻ đến già như sau:

+ Bãi bồi thấp: (aQNb)

Diện phân bố của trầm tích này, không ổn định theo thời gian và theo nước sông Trên bản đồ phân bố thành dải dọc theo sông Ngân Sơn - Bắc Giang, với chiều rộng từ 20-100m, dày 0,2-0,60m thành phần chính là cát, cuội sỏi, tảng, sét, cát có độ từ hạt thô tới hạt kích thước vừa

Trong bãi bồi có chứa vàng vẩy nhỏ liti với hàm lượng không đáng kể + Bãi bồi cao: (aQIVa)

Phân bố ở phía bờ phải thành giải liên tục dọc thung lũng còn ở bờ trái chúng phân bổ không liên tục thành giải hẹp, chiều rộng trung bình 200-1.100m Trầm tích bãi bồi cao gồm hai tập

++ Tập trên (aQIVa2): thành phần thạch học là sét pha cát trong đó chủ yếu sét, sét màu xám, đều có chứa mùn hữu cơ có bề dày từ 2,40-8,80m Trong tập này có chứa vàng sa khoáng ở dạng vảy nhỏ với hàm lượng rất thấp Nhiều nơi gần như không có vàng

++ Tập dưới (aQIVa1): là trầm tích bở rời chứa vàng thành phần gồm cát, cuội, sỏi, tảng chiếm 70-80%, sét 5-15%, đá tảng 5-15%, thành cuội, sỏi sạn tảng chủ yếu là thạch anh Độ mài tròn và lựa chọn tốt, các thành phần cuội sỏi khác là đibazơ, cát kết, đá, phiến ít Ngoài ra trong trầm tích bở rời,

có chỗ gặp những thấu kính đất sét mỏng, phần đáy giáp đá vôi có nhiều tảng lăn, đôi nơi có sét lót đáy Chiều dày từ 20-28m Trong tập này là nơi có tích

tụ vàng sa khoáng chủ yếu ở Lương Thượng - Phiêng Bang Trong trầm tích

bở rời của tập có các thân quặng có giá trị công nghiệp Thân quặng phân bố kéo dài không liên tục với bề dày từ 2,3m đến hơn 20m Có nơi được lót bởi lớp sét dày từ 1-2m Vàng thường tập trung ở độ sâu 8-15m kích thước hạt vàng từ 0,30mm-0,5mm rất ít gặp hạt có kích thước 2-3mm

Vàng có hàm lượng trung bình 93-94g/tấn, vàng ở thể thềm sót trên núi

đá vôi (thềm 3) như ở Nà Mìn, Bãi Mây và những vùng tương tự, có vùng cao hơn, trung bình là 96%, vàng trong vùng này dân thường nói vàng sông có tuổi thấp hơn vàng núi Đây là điểm khác biệt so với vàng sa khoáng ở các nơi khác

1.2 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÁC MỎ QUẶNG 1.2.1 Công nghệ khai thác lộ thiên (KTLT)

Khai thác lộ thiên áp dụng để khai thác quặng kẽm ôxit (ZnO), vàng và thiếc sa khoáng Quặng kẽm ôxit thường tồn tại ngay trên mặt hoặc dưới những lớp phủ mỏng, ngoài ra còn áp dụng để khai thác tận thu lại các bãi thải cũ do Pháp để lại Khai thác lộ thiên quặng kẽm ôxy hoá hiện tại chỉ còn

ở mỏ kẽm chì Chợ Điền thuộc Công ty Kim loại màu Thái Nguyên

1.2.1.1 Đặc điểm công tác mở vỉa và khai thác

Khai thác lộ thiên sử dụng để khai thác các khối quặng ôxy hoá dạng đống, dạng ổ, một số bãi thải quặng nghèo từ thời Pháp để lại, điển hình là các khu vực Đỉnh Phia Khao, Tây Nam Phia Khao, Mán, Cao Bình, Bô Luông thuộc mỏ kẽm chì Chợ Điền Công nghệ khai thác bằng cơ giới kết hợp với thủ công Công tác mở vỉa và chuẩn bị khai thác gồm mở đường vào gương khai thác, bóc thải đất phủ và tạo mặt bằng khai thác đầu tiên Bóc đất phủ thường được thực hiện bằng máy xúc dung tích gầu 0,25-0,50m3 kết hợp với ôtô để đổ thải Khai thác được thực hiện bằng đào thủ công kết hợp với khoan

nổ mìn Các điểm khai thác lộ thiên thường có quy mô và trữ lượng nhỏ nên công tác chuẩn bị và khai thác thường xuyên phải di chuyển không cố định

Trong quá trình khai thác phải kết hợp với sơ tuyển quặng bằng thủ công loại bỏ đá xen kẹp Do đặc điểm của quặng kẽm ôxy hoá ở dạng bở rời

và hay bị dính bết nên quá trình khai thác thường bị ảnh hưởng rất lớn bởi điều kiện thời tiết, thông thường những ngày mưa phải dừng sản xuất

Thiết bị khai thác lộ thiên chủ yếu sử dụng diezen và kéo di động theo công trường

Hình 1.3 Khoan phá đá bóc thải tại mỏ Chợ Điền

Công nghệ khai thác bằng ôtô + máy xúc kết hợp khai thác sức nước sử dụng cho các mỏ thiếc và vàng sa khoáng Tuy nhiên phương pháp khai thác bằng sức nước hiện nay ít được áp dụng do ảnh hưởng lớn đến môi trường

Hình 1.4 Xúc bóc thải lộ thiên bằng cơ giới tại mỏ Chợ

Điền

Hình 1.5 Khai thác lộ thiên quặng kẽm tại mỏ Chợ Điền

Đặc điểm của quặng sa khoáng là phân bố trên mặt dưới lớp đất phủ khoảng 5-7m và ở độ sâu 1020m, với quặng thiếc sa khoáng độ sâu khai thác lên tới 40-50m Quặng sa khoáng thường phân bố tại các thung lũng ruộng, tập trung chủ yếu tại khu vực huyện Đại Từ, Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên và khu vực Na

Rì tỉnh Bắc Kạn

Quy trình công nghệ khai thác bằng ôtô + máy xúc như sau:

- Tiến hành đào hào dốc và khai thác trực tiếp bằng máy xúc thuỷ lực gầu ngược, chất tải lên ô tô tự đổ các dải đá kẹp, đất phủ vận chuyển vào bãi thải trong, đất quặng về xưởng tuyển

- Các tầng đáy mỏ, khai thác trực tiếp bằng phương pháp xúc chia phân tầng, máy xúc đứng ở mặt tầng trung gian, xúc gương xúc phía dưới, đổ lên ô

tô đứng ở phân tầng trên nhận tải với sơ đồ quay đảo chiều

- Trong quá trình khai thác tiến hành san gạt đá to trên bề mặt, gom đống vận chuyển về khu mặt bằng văn phòng để chế biến thành đá rải đường Đắp đê chắn chia thành từng khoảnh khai thác trong thời gian khoảng 1 năm

để ngăn nước mặt chảy vào moong khai thác

Hình 1.6 Hiện trạng khai thác vàng tại Bản Ná-Thái Nguyên

Sản lượng khai thác quặng kim loại màu lộ thiên tại một số mỏ được thể hiện trong Bảng 1.1

Bảng 1.3 Đơn vị: ha Diện tích chiếm đất

1.2.1.2 Công tác vận tải mỏ

Vận tải mỏ trong khai trường sử dụng các thiết bị cơ giới và sức nước Ngoài ra một số điểm khai thác nhỏ lẻ vẫn sử dụng vận tải bán cơ khí kết hợp với thủ công bằng goòng đẩy tay với cự ly 50100m Tời trục quặng thường phải sử dụng khi khai thác quặng tại các hố, moong dưới sâu Vận tải ngoài

mỏ bằng ôtô tải trọng 5-10 tấn từ khai trường về bãi chứa của mỏ

1.2.1.3 Công tác thải đất đá

Đặc điểm các công trường khai thác lộ thiên quặng ôxit và quặng sa khoáng có hệ số bóc dao động từ 2-3,5 m3/tấn, cự ly đổ thải 0,5-1km Khối lượng đổ thải trung bình tại mỗi công trường từ 5-10 nghìn m3/năm được đổ thải quanh khu vực khai thác Công tác thải đất đá thực hiện bằng cả thủ công kết hợp với thiết bị cơ giới

1.2.1.4 Thiết bị khai thác

Khi khai thác bằng cơ giới sử dụng máy xúc thuỷ lực dung tích gầu xúc 0,5m3, chủ yếu dùng để bóc đất đá thải, vận tải sử dụng xe 5-10 tấn loại xe Trung Quốc

Khai thác thủ công sử dụng các công cụ thủ công để đào, xúc quặng Vận tải bằng xe cải tiến kết hợp với goòng đẩy tay

Khoan nổ mìn trong khai thác chủ yếu sử dụng nổ mìn lỗ khoan con, sử dụng các thiết bị chạy dầu diezen kéo di động theo công trường

Quặng nghèo

<12%Zn

Vận tải thủ công, bán cơ

khí trong khai trường

Vận tải bằng ôtô về bãi

chứa

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ khai thác quặng kẽm ôxyt lộ thiên

Hình 1.8 Sơ đồ công nghệ khai thác quặng thiếc sa khoáng

Thân quặng

Tạo mặt bằng khai thác

(Máy gạt)

Bốc xúc chọn lọc (Máy xúc)

Vận tải (Ôtô) Bãi thải

Xưởng tuyển Quặng

Đất thải

1.2.2 Khai thác hầm lò (KTHL)

1.2.2.1 Đặc điểm công tác mở vỉa và hệ thống khai thác

Quặng kim loại màu khai thác bằng phương pháp hầm lò hiện tại chủ yếu sử dụng cho khai thác kẽm chì Trong tương lai sẽ có thêm một số mỏ khác đi vào hoạt động như vàng gốc, ăngtymon, thiếc gốc

Quặng kẽm chì khai thác hầm lò được mở vỉa theo cả ba phương thức: bằng lò bằng, giếng đứng và giếng nghiêng Tuy nhiên khối lượng được mở vỉa bằng giếng đứng và giếng nghiêng chiếm tỷ lệ cao trên 60% do hiện tại các vị trí khai thác đều đã xuống sâu dưới mức thông thuỷ

Phương án mở vỉa bằng lò bằng áp dụng tại một số khu vực như Nam Lũng Hoài, Bình Chai, Bôben thuộc mỏ kẽm chì Chợ Điền, mỏ Cuội Nác và Phú Đô Mở vỉa bằng giếng đứng áp dụng ở mỏ Làng Hích bằng 04 giếng chính cho các khu vực Mêtít và Mỏ Ba với chiều sâu từ 80120m Mở vỉa bằng giếng nghiêng điển hình tại mỏ Chợ Điền với chiều dài giếng nghiêng chính tới 350m, chiều sâu khai thác 100m tại các khu vực Bắc Lũng Hoài, Bình Chai và Đèo An Sơ đồ mở vỉa bằng giếng đứng giếng nghiêng điển hình tại mỏ Chợ Điền và Làng Hích được trình bày ở phần lục

Đặc trưng của công tác mở vỉa khai thác hầm lò quặng kẽm chì là từ các lò, giếng mở vỉa chính đi các đường lò dọc vỉa vận tải và thông gió cho từng khu khai thác Các đường lò dọc vỉa vận tải và thông gió này sẽ tồn tại trong suốt quá trình khai thác Từ đường lò dọc vỉa vận chuyển đào các đường

lò chuẩn bị đi vào khối khai thác Công tác chuẩn bị phù hợp với hệ thống khai thác buồng cột và lưu quặng bao gồm các đường lò khống chế đầu khối, cuối khối, các thượng thông gió và tháo rút quặng Các đường lò dọc vỉa vận tải có kết cấu một đường xe, tiết diện từ 3,64,4m2 Các đường lò hầu hết được đào trong đá rắn nguyên khối nên không phải chống giữ

Hình 1.11 Vận tải goòng thủ công ngoài cửa lò bằng

Hình 1.12 Công nhân vận hành tời ngoài cửa lò nghiêng

Hệ thống khai thác (HTKT) phổ biến được sử dụng trong các mỏ kẽm chì là HTKT buồng trụ và lưu quặng Với đặc điểm rắn chắc của quặng sunfua kẽm chì cho phép hình thành các buồng khai thác lớn với diện tích lên tới 40m2 Ngoài việc sử dụng các trụ đá tự nhiên, trụ quặng nghèo làm trụ bảo

vệ cho buồng khai thác thì hiện nay trong các mỏ đã áp dụng xây trụ đá nhân tạo hoặc xếp dọ đá bằng đá thải Đối với hệ thống khai thác lưu quặng chủ yếu được áp dụng cho mỏ kẽm chì Làng Hích với các vỉa quặng có chiều dày mỏng và dốc đứng Đặc trưng của HTKT lưu quặng là quặng khoan nổ mìn ra được lưu lại trong buồng khai thác và được tháo rút điều hoà đảm bảo chiều cao lò chợ cho công nhân thao tác được thuận lợi Khi áp dụng hệ thống khai thác lưu quặng thường khó khống chế được lượng đá thải lẫn vào làm tăng hệ

số làm nghèo và tăng lượng đá thải trong quá trình tuyển quặng

Ngoài các hệ thống khai thác nêu trên, đối với các khối quặng kẽm ôxyt khai thác bằng hầm lò còn áp dụng HTKT chia lớp bằng kết hợp phá hoả toàn phần Các khu vực khai thác quặng kẽm ôxyt đất đá có bền vững rất kém (f=1-2) và không liên kết do vậy áp lực mỏ rất lớn Quá trình khai thác quặng kẽm ôxyt chịu ảnh hưởng rất lớn của áp lực từ nóc lò và các lớp đất đá vách bên trên Do vậy việc khai thác quặng kẽm ôxy hoá có nguy cơ làm biến dạng

bề mặt địa hình bên trên

Công nghệ khai thác sử dụng khoan nổ mìn lỗ khoan con có đương kính 3642mm Phương pháp nổ mìn sử dụng nổ mìn điện và đốt bằng dây cháy chậm Nổ mìn đốt bằng dây cháy chậm thường áp dụng tại các gương khai thác và lò bằng, nổ mìn điện áp dụng khi đào giếng và lò thượng Thiết

bị khoan sử dụng là máy khoan cầm tay chạy bằng khí nén khoan được chiều sâu 1,52,0m, mã hiệu Y18 và YO24 của Trung Quốc Thuốc nổ sử dụng chủ yếu hai loại là AD1 và nhũ tương, thuốc nổ nhũ tương chỉ áp dụng tại mỏ kẽm chì Làng Hích do điều kiện khai thác dưới sâu rất nhiều nước Hiệu quả công

tác nổ mìn đã đạt được các chỉ số về tiêu hao vật liệu nổ, hệ số sử dụng lỗ mìn, hệ số thừa tiết diện và đảm bảo biên đường lò khá tốt Việc áp dụng nổ mìn bằng dây cháy chậm có giá trị kinh tế cao, tuy có nhược điểm sinh ra nhiều khói đòi hỏi công tác thông gió phải được thực hiện tốt

Sản lượng khai thác hầm lò của một số mỏ điển hình được trình bày trong Bảng 1.4

1.2.2.2 Đặc điểm công tác thông gió

Đặc thù tại các mỏ kẽm chì là không có khí và bụi nổ nên việc thông gió mỏ sẽ đơn giản hơn so với các loại tài nguyên khác Thông gió khi đào lò

sử dụng thông gió cục bộ bằng quạt QLT4100-150 đặt tại các vị trí thích hợp trong lò, thông thường đặt tại các các thượng, giếng thông gió Trong khai thác chủ yếu sử dụng thông gió tự nhiên do chênh áp đủ lớn, việc thông gió cưỡng bức chỉ thực hiện khi nổ mìn hoặc tại các buồng khai thác chưa có điều kiện thông gió tự nhiên Tuy nhiên trong thời gian tới do khai thác ở độ sâu lớn nên công tác thông gió sẽ khó khăn hơn đòi hỏi phải có nhiều giải pháp

hiệu quả cho việc thông gió đảm bảo điều kiện làm việc tốt cho người lao động

1.2.2.3 Đặc điểm công tác vận tải và cơ giới hoá

Vận tải trong buồng khai thác chủ yếu thực hiện bằng xe cải tiến kết hợp đẩy goòng thủ công Vận tải trong lò bằng hầu hết sử dụng goòng đẩy thủ công dung tích 0,5m3, do khối lượng vận tải không lớn nên chỉ sử dụng một đường xe Công tác tháo rỡ tải giữa các mức thực hiện bằng tháo rút, vận tải qua các máng trung gian Tại các mỏ sử dụng hệ thống khai thác lưu quặng thì quặng từ buồng khai thác hay lò chợ được tháo trực tiếp từ buồng lưu quặng xuống thùng trục đặc trên khung goòng, đẩy qua lò dọc vỉa ra giếng chính và được tời trục lên mặt bằng Các thiết bị tời trục sử dụng điện năng với công suất động cơ từ 1222kW

Việc đi lại của người qua giếng đều phải đi bộ, hiện tại chưa có thiết bị

hỗ trợ người lên xuống giếng

Vận tải ngoài mỏ từ bãi cửa lò về bãi chứa và xưởng tuyển bằng ôtô tải trọng 510 tấn

1.2.2.4 Công tác thải đá và thoát nước mỏ

Đối với khai thác hầm lò khối lượng đất đá thải rất ít, việc đổ thải được quy hoạch tại các bãi chứa ngoài cửa lò, cự ly vận tải 50100m

Công tác thoát nước mỏ được thực hiện bằng tự chảy kết hợp với bơm cưỡng bức qua hệ thống đường lò, giếng Tại các cửa lò thoát nước đều xây dựng các hố lắng nước trong trước khi thải ra môi trường

Quặng nguyên khối

hÖ thèng khai th¸c l­u quÆng

Quặng nguyên khối

Khoan nổ mìn

VC qua giếng (lò bằng)

Tháo rút vào goòng,

VC lò bằng

Bãi chứa quặng

Hình 1.13 Sơ đồ công nghệ khai thác quặng kẽm hầm lò

1.2.3 Công nghệ tuyển quặng

1.2.3.1 Tuyển nổi quặng kẽm chì

Quặng kẽm chì được tuyển bằng phương pháp tuyển nổi có sử dụng hoá chất Các công đoạn chế biến kẽm chì gồm: Đập, nghiền quặng, tuyển thô kết hợp với tuyển tinh Sản phẩm của quá trình tuyển quặng là tinh quặng kẽm

và tinh quặng chì có hàm lượng trên 50%Zn (Pb) được làm khô qua máy lọc

ép và chứa trong bunke chờ xuất xưởng

1.2.3.2 Tuyển quặng thiếc sa khoáng

Công nghệ tuyển quặng thiếc sử dụng phương pháp tuyển trọng lực bằng bàn đãi

Quặng nguyên khai sau khi được đánh tơi, đá +40mm sẽ được loại ngay tại công trường bằng súng bắn nước Vữa quặng - 40mm được bơm lên sàng 10mm và loại tiếp đá +10mm bằng súng bắn nước Cấp hạt –10mm đưa vào hệ thống máy lắng để lấy tinh quặng có hàm lượng ~30%Sn Quặng đuôi của các máy lắng được tận thu bằng máng đãi

Hình 1.15 Xưởng tuyển nổi kẽm chì Chợ Điền

1.2.3.3 Tuyển quặng vàng sa khoáng

- Sơ đồ tuyển trong khâu công nghệ gồm khâu đãi kết hợp tuyển nổi, (tận thu) quặng đầu chuyển vào máng đãi nhằm thu hồi cấp hạt thô, quặng đuôi và trung gian đãi cấp hạt đến -0,1mm được tuyển nổi nhằm thu hồi vàng

cỡ hạt mịn

Với cùng loại quặng nguyên khai, sơ đồ này cho kết quả như sau:

+ Quặng tinh (bao gồm quặng tinh bàn đãi và quặng tinh tuyển nổi):

 = 6,06%;  = 97 g/T Au ;  = 80%

+ Quặng đuôi:  = 93,94%;  = 0,6 g/T Au,  = 8,41%

Quặng nguyên khai

- Sàng song tĩnh 1 a= 40mm +

- Sàng song tĩnh 2 a= 10mm +

Máy lắng thô

Máy lắng tuyển tinh

Máy tuyển vét

Máng đãi

Hình 1.16 Sơ đồ công nghệ tuyển quặng thiếc sa khoáng

Quặng nguyên khai từ mỏ về được sàng loại bỏ các hạt +2mm Sản phẩm sau sàng cấp được đưa tuyển trên các bàn đãi thô rồi sau đó là bàn đãi tinh Tinh quặng bàn đãi được tập trung để đưa đi xử lý hỗn hống thuỷ ngân

và phân kim vàng thành phẩm 99,9 % Au Quặng đuôi bàn đãi thô và đãi tinh được đưa vào máy phân cấp ruột xoắn hình thành một chu trình kín: Bùn tràn phân cấp xoắn được đưa vào thùng khuấy tiếp xúc tuyển nổi Au qua 1 lần tuyển chính và 1 lần tuyển tinh

1.3 NHẬN XÉT

Hiện tại các mỏ khai thác lộ thiên quặng kim loại màu gồm quặng gốc

và quặng ôxy hoá (chủ yếu là kẽm chì) hoạt động với quy mô nhỏ lẻ, sản lượng các công trường khai thác thấp đạt dưới 10.000 tấn/năm Do vậy công nghệ khai thác tại các khu vực này, điển hình là mỏ kẽm chì Chợ Điền khá đa dạng, bao gồm cả cơ giới, bán cơ giới và thủ công Các thiết bị sử dụng phần lớn chạy bằng nhiên liệu diezen hoạt động không cố định

Các mỏ khai thác lộ thiên quặng sa khoáng có công suất tương đối lớn Đồng bộ thiết bị được đầu tư hiện đại đáp ứng được yêu cầu sản lượng

Đối với các mỏ hầm lò, do điều kiện về địa chất và trữ lượng phân tán, mức độ thăm dò địa chất còn sơ sài nên quy mô sản xuất ở mức độ trung bình

và nhỏ Có mỏ đạt sản lượng trên dưới 100.000 tấn/năm nhưng hoạt khai thác phải thực hiện ở rất nhiều điểm, lò khai thác nhỏ Công nghệ khai thác quặng kim loại màu bằng phương pháp hầm lò chủ yếu sử dụng các thiết bị nhỏ phi tiêu chuẩn mỏ, công nghệ thủ công kết hợp với bán cơ khí hoá Về công tác vận tải hiện nay đã được nhiều doanh nghiệp quan tâm đầu tư những đường lò

có quy mô lớn hơn đáp ứng yêu cầu tăng sản lượng trong những năm tiếp theo

Công tác tuyển quặng: Việc đầu tư một hệ thống nhà tuyển thực hiện trong một thời gian tương đối dài nên các hệ thống thiết bị được đầu tư hiện đại với công suất cao, từ 20.000 đến 50.000 tấn/năm Do đặc thù quặng kim loại màu thuộc loại tài nguyên không tái sinh được, hàm lượng quặng khai thác ngày một thấp đi thì quy mô các xưởng tuyển sẽ phải được đầu tư nâng cấp đáp ứng yêu cầu của khâu luyện kim và thị trường