Xem mẫu
- Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn
thông số nổ mìn hợp lý cho
mỏ Apatit Lào Cai
- Lời nói đầu
Trong cuộc cách mạng Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước thì nền công nghiệp
khai thác mỏ đóng góp một phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Để tận thu khoáng sản có ích nằm sâu trong lòng đất một cách có hiệu quả, đòi hỏi phải
có một đội ngũ cán bộ- kỹ sư được trang bị đầy đủ những kiến thức khoa học- kỹ thuật.
Hiện nay khai thác quặng Apatit Lào Cai là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong
công tác khai thác khoáng sản của đất nước. Apatit vừa là nguyên liệu xuất khẩu, vừa là
nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy sản xuất phân bón hóa học trong cả nước. Do tình
hình sản xuất của mỏ còn nhiều hạn chế dẫn đến hiệu quả năng suất khai thác chưa cao.
Nguyên nhân chủ yếu là do các khâu công nghệ trong sản xuất của mỏ còn chưa được đầu
tư hiện đại.
Với số liệu và tình hình khai thác thực tế thu được trong quá trình thực tập trên mỏ
Apatit Lào Cai em được bộ môn giao cho đề tài thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần chính:
Phần chung: Thiết kế sơ bộ khai trường đồi 1 Cam Đường 3- mỏ Apatit Lào Cai
Phần chuyên đề: Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ Apatit Lào
Cai thuộc xí nghiệp khai thác II khai trường đồi 1 Cam Đường 3
Trong quá trình làm đồ án em được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo
GS.TS. Lê quang Hồng và các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Khai thác lộ thiên, cán bộ
công nhân viên Công ty Apatit Việt Nam và các bạn đồng nghiệp. Do khả năng của em còn
có hạn và thời gian còn hạn chế, hơn nữa do đây là lần đầu tiên làm quen với công tác thiết
kế nên bản đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi sai sót. Kính mong thầy giáo, cô giáo trong
bộ môn và bạn đọc đóng góp ý kiến để bản đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Khai thác lộ thiên, cán
bộ công nhân viên Công ty TNHH một thành viên Apatit Việt Nam và cùng toàn thể các
bạn đồng nghiệp.
Hà Nội, tháng 6 năm 2010
Phần chung
Thiết kế sơ bộ khai trường đồi I - Cam Đường 3
Chương I
Giới thiệu chung về vùng mỏ apatit và đặc điểm địa chất của khoáng sàng
I.1. Tình hình chung của vùng mỏ
I.1.1- Vị trí địa lý vùng mỏ Apatit
Mỏ Apatit Lào Cai thuộc tỉnh Lào Cai, mỏ nằm ở hữu ngạn sông Hồng, nằm ở phía Tây
Bắc nước ta. Mỏ cách Hà Nội 300 km. Khoáng sàng Apatit có độ dài hơn 100 km kéo dài
từ Lũng Pô- Bát Xát đến Bảo Hà- Bảo Yên, chiều rộng thay đổi từ 1÷ 4 km. Khoáng sàng
Apatit là tập hợp của các lộ đá Apatit đã biến chất của điệp Kốc San, phân bố hầu như liên
tục dọc theo bờ hữu ngạn sông Hồng.
Khoáng sàng Apatit được chia làm 3 khu vực.
- Khu trung tâm: Bát Xát- Ngòi Bo, hiện đang khai thác.
- Khu Ngòi Bo- Bảo Hà.
- Khu Bát Xát- Lũng Pô.
Khu trung tâm là nơi tập trung khai thác chính trong suốt thời gian qua và sắp tới.
Khoáng sàng Apatit là khoáng sàng điển hình về tính phân cách theo điều kiện khai thác.
Mỏ Apatit nằm ở tọa độ: X: 2.440.725 - 2.524.550
Y: 18.428.025 -18.395.925
1
- Khai trường Đồi 1- Cam Đường 3 thuộc khu mỏ Cam Đường, xã Cam Đường, thành
phố Lào cai, tỉnh Lào Cai nằm kéo dài theo hướng Tây bắc- Đông nam giới hạn từ MC26
đến MC33 (theo hệ thống mạng lưới thăm dò địa chất); chiều rộng giới hạn từ tuyến khống
chế (TKC) 200 ÷ 300+50m. Phía Tây bắc giáp với khai trường Đồi 2 Cam Đường 2; Phía
Đông nam giáp với khai trường Đồi 2 Cam đường 3; phía Tây nam là thung lũng trồng lúa
phía bên kia thung lũng là khai trường 7 và các khai trường trong khu mỏ Làng Cáng III.
Khai trường đồi 1-Cam Đường 3 có toạ độ:
X: 399300 ÷ 399700,
Y: 2477800 ÷ 2478100,
I.1.2- Hệ thống giao thông vận tải
Lào Cai có hệ thống giao thông tương đối phát triển về cả đường bộ, đường sắt, đường
thủy. Trên địa bàn tỉnh có 5 tuyến quốc lộ đi qua với tổng chiều dài hơn 400 km. Vùng mỏ
có hệ thống giao thông vận tải chủ yếu là đường ô tô, mạng lưới đường ô tô nội bộ trong
mỏ nối với các khai trường với thành phố và nhà máy tuyển, ga quặng.
Đường sắt quốc gia khổ 1000 mm dài gần 100 km có từ hơn 100 năm nay. Tuyến
đường sắt được kéo dài từ Hà Nội đến Lào Cai dài gần 300 km. Vùng mỏ có tuyến đường
sắt công nghệ dài gần 50 km chuyên chở quặng từ ga 2, ga 3 và ga Mỏ Cóc đi nhà máy
tuyển Tằng Loỏng.
Đường thủy có sông Hồng, sông Chảy nhưng chủ yếu là vận chuyển lâm sản do có
nhiều thác ghềnh. Nhưng đó là tiềm năng lớn cho sau này nếu Mỏ Apatit có nhu cầu tăng
nhu cầu vận tải.
I.1.3- Khí hậu
1- Nhiệt độ: Vùng mỏ có khí hậu lục địa, gió mùa chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa khô hanh
và mùa mưa. Mùa khô hanh từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Mùa mưa từ tháng 4 đến
tháng 9 cùng năm.
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng và trong ngày khá lớn, mùa đông thường rất lạnh,
từ 8 ÷ 200 có khi xuống 10 hoặc 20. Mùa mưa chịu sự ảnh hưởng khắc nghiệt của thời tiết.
2- Lượng mưa: Lượng mưa được tính bằng mm trung bình nhiều năm về hai mùa như sau
Mùa mưa
Tháng Mùa khô Tháng
(mm) (mm)
1 186 4 1162
2 345 5 2007
3 552 6 2321
10 1359 7 2778
11 591 8 3357
12 252 9 2355
Lượng mưa lớn nhất hàng năm vào tháng 8, có năm lên tới 6.000 mm (năm 1971, lượng
mưa 6.395 mm).
c- Độ ẩm không khí
Độ ẩm cao nhất trong năm 97,5%, Độ ẩm thấp nhất trong năm 67,9%.
d- áp suất không khí
Giá trị tối đa 1039 mm bar, Giá trị tối thiểu 991 mm bar.
e- Gió và hướng gió
Vùng mỏ ít có gió bão, thỉnh thoảng có gió lốc xoáy tốc độ khá lớn có thể làm đổ cây,
tốc mái nhà cấp 4. Gió có hướng Đông Bắc và Tây Nam.
Tốc độ lớn nhất trong năm 20m/giây,
Tốc độ gió nhỏ nhất trong năm 0,7÷2,7 m/giây.
2
- I.1.4- Cơ sở công nghiệp trong vùng
Trong vùng, ngoài mỏ Apatit còn có các mỏ đang khai thác như: Đồng Sin Quyền- Bát
Xát, mỏ sắt Quý Sa- Văn Bàn, Grafit- Sơn Mãn, cao lanh- Kim Tân, đá vôi của nhà máy xi
măng Lào Cai, v.v... đó là những cơ sở tài nguyên thiên nhiên để phát triển công nghiệp
của tỉnh Lào Cai.
Hiện nay trong tỉnh Lào Cai đã mở ra khu công nghiệp và thương mại như: Bắc Duyên
Hải, Tằng Loỏng, Kim Thành.
I.1.5- Cung cấp năng lượng và nước
Hiện nay, theo Hiệp ước tiểu vùng sông Mê Kông mở rộng về trao đổi điện năng trong
vùng từ năm 2004, tỉnh Lào Cai sử dụng điện từ tỉnh Vân Nam- Trung Quốc để sinh hoạt
và sản xuất, kinh doanh.
Nước cung cấp cho mỏ chủ yếu là ngòi Đường, ngòi Bo, ngòi Đông Hồ. Khai trường
Cam Đường 3 sử dụng nước do công ty cung cấp từ trạm nước sạch của Công ty
I.1.6- Nhân văn
1- Dân tộc: Vùng mỏ có mật độ dân cư khoảng 30 người/km2 với 15 dân tộc khác nhau.
Dân cư chủ yếu là người Kinh sống tập trung quanh vùng mỏ. Lân cận mỏ, trên các triền
núi là dân tộc ít người như: Tày, Nùng, Dao, H’Mông v.v... sống chủ yếu bằng nghề chăn
thả gia súc, trồng trọt, làm nương rẫy,…
2- Văn hóa: Do có sự giao lưu và quen thuộc với công tác khai thác mỏ Công ty Apait
Việt Nam, nói chung bà con dân tộc trong vùng đã sống chung với công nghiệp nhiều năm
nên trình độ dân trí đã phát triển nâng cao nhất định. Hơn thế nữa do ánh sáng của Đảng đã
đến tận buôn, bản, làng nên trình độ dân trí của bà con đã phát triển hơn.
I.2. Đặc điểm địa chất của khoáng sàng
I.2.1- Địa hình vùng mỏ
Địa hình khu mỏ khá phức tạp gồm những dải đồi núi liên tiếp kéo dài theo phương Tây
Bắc- Đông Nam, thấp dần về phía Tây Nam. Khu trung tâm có địa hình nhô cao và thấp
dần về phía hai đầu, chia làm 3 khu vực địa hình:
- Khu vực núi cao trên 450 m,
- Khu vực trung bình từ 200 ÷ 450 m,
- Khu vực thấp dưới 200 m.
Với đặc điểm địa hình chia cắt như trên sẽ gây nhiều khó khăn cho việc mở đường giao
thông và bố trí các công trình trên mặt.
I.2.2- Đặc điểm khoáng sàng
Đất đá vùng mỏ thuộc trầm tích biến chất Protorozoi (giả thiết), Paleozoi sớm (Pz1) và các
trầm tích Đevon. Về mac ma có các xâm nhập Protorozoi giả định, xâm nhập Pecmi muộn.
Về cấu tạo toàn bộ vùng mỏ thuộc cấu trúc nhỏ của đới Phanxipang, nằm trong nếp lõm
lớn Cam Đường, giữa nếp lồi Poxen và đới sông Hồng, chúng phân cách với các cấu trúc
khác bởi đứt gãy lớn và đứt gãy khu vực.
I.2.3- Cấu trúc địa chất khu mỏ
Theo Kanmucop A.F thì điệp Kốc San (KS) gồm 9 tầng ký tự từ KS1 ÷ KS9. Trên tờ bản
đồ tỷ lệ 1:10.000 có các tầng liên quan đến quặng apatit đó là các tầng KS4, KS5, KS6, KS7.
Dựa vào hàm lượng P2O5 trong quặng mà chia ra làm 4 loại quặng: Quặng 1- (QI),
quặng 2- (QII), quặng 3- (QIII) và quặng 4- (QIV). Nằm trong mức phong hóa có QI và QIII,
nằm dưới mức phong hóa có QII và QIV.
Điệp Cốc San gồm các đá cacbonat, thạch anh biến chất ở các mức độ khác nhau.
Khu khai trường chỉ có từ KS2 ÷ KS8.
3
- Bảng I.1- Cột địa tầng điệp Kốc San
Tên địa tầng Ký hiệu Độ dày
STT
trung bình (m)
12 ÷ 15
Tầng cuội kết (conglomerat)
1 KS1
80 ÷ 100
Tầng sạn kết, cát kết
2 KS2
8 ÷ 10
Tầng thạch anh chứa Actimonit
3 KS3
40 ÷ 45
Tầng diệp thạch Cacbonat thạch anh- mica than và
4 KS4
diệp thạch, thạch anh cacbonat chứa apatit
3 ÷ 12
Tầng quặng apatit, apatit cacbonat
5 KS5
25 ÷ 40
Tầng diệp thạch apatit cacbonat thạch anh mica,
6 KS6
diệp thạch cacbonat thạch anh mica chứa apatit
20 ÷ 40
Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh
7 KS7
fenfat chứa apatit
180 ÷ 250
Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh
8 KS8
Quặng 1: Là quặng apatit đơn khoáng và apatit chứa thạch anh quặng mềm hoặc nửa
cứng màu xám nhạt, quặng nằm ở tầng KS5 trên mức phong hóa.
Quặng 2: Là quặng apatit domolit thạch anh canxit, quặng cứng và có mầu xám, nằm
trong tầng KS5 dưới mức phong hóa.
Quặng 3: Là quặng apatit thạch anh mutcovit, quặng mềm hoặc nửa cứng có mầu xám,
nâu hay nâu nhạt. Quặng 3 nằm trên mức phong hóa, tầng KS4, KS6, KS7
Quặng 4: Là quặng apatit domolit thạch anh và apatit thạch anh mutcovit. Quặng nửa
cứng hoặc bở rời, màu xám nâu, nâu nhạt hoặc vàng nhạt.
Bảng I.2- Thành phần khoáng vật và hóa học các loại quặng
Nội dung
Tt QI QII QIII -KS4 QIII- KS6 QIV
Thành phần khoáng vật (%)
I
70÷ 99 50÷ 80 19÷ 48 19 ÷ 60 12 ÷ 25
1 Apatit
2÷ 10 1÷ 10 30 ÷60 20 ÷ 30 30 ÷ 35
2 Thạch anh
1÷2 1÷ 2 5 ÷ 20 10 ÷ 20 1÷4
3 Mutcovit
1÷ 5 1÷ 3 5 ÷ 15 1÷ 3
4 Vật chất than
1÷5 2 ÷6 4 ÷6
5 Hidroxit sắt 5
0 ÷1 1 ÷3
6 Thànhphần khác
10 ÷50
7 Cacbonat
II Thành phần hoá học (%)
10 ÷13
1 P2O5 37,36 28,45 14,02 16,45
2 Chất không tan 5,76 5,98 50,76 41,34
1,2 ÷4,6
3 Fe2O3 1,79 0,96 3,81 3,01
0,2 ÷3,4
4 MgO 0,76 4,71 2,4 3,54
2,5÷9,5
5 Al2O3 1,26 0,82 6,53 4,12
6 CO2 0,02 11,11 0,73 0,92
Tổng số tạp chất/ P2O5 (Thực tế/ cho phép)
7
Fe2O3 4,79/8 3,56/8 27,18/8 18,3/8
Al2O3 1,26/2 1,17/2 0,58/2 0,70/2
MgO 2,03/8 17,45/8 17,12/8 21,52/8
phần
Thành 0,02/6 11,11/6 0,73/6 0,92/6
tạp chất CO2
4
- Bảng I.3- Tính chất vật lý của quặng
Tỉ trọng, g/cm3 Độ ẩm tự nhiên, %
Quặng Hệ số nở rời Hệ số kiên cố
2÷3
Quặng 1 2,56 11,12 1,45
1÷4 8÷12 (13)
Quặng 2 2,95 1,5
3÷4
Quặng 3- KS4 1,84 17,1 1,5
3÷4
Quặng 3- KS6 1,87 17,1 1,5
2,37÷2,74 0,5÷1,4
Quặng 4
(a) (b)
(c)
Hình I.1- Mẫu quặng mỏ Apatit Lào Cai
a- Quặng 1; b- quặng 2; c- quặng 3
- Đá măcma: phát triển phong phú nhất trong khu mỏ là các đai cơ Lamprofia ngoài ra
còn có mặt của granit fooc fia.
Các đá Lamprofia xâm nhập chia cắt, kích thước mạch thay đổi từ vài chục cm đến vài
chục mét, có khi hàng trăm mét đến hàng nghìn mét, phổ biến nhất là các mạch xâm nhập
có chiều dày 2÷3 m. Hầu hết chúng đều có phương vị trùng với phương vị của vỉa đá gốc.
- Mạch nhiệt dịch: Trong khu mỏ gặp nhiều mạch canxit- thạch anh có bề dày chừng vài
cm. Các mạch thạch anh có bề dày lơn hơn có khi đạt đến 0,2 ÷ 0,5 m. Trong một số mạch
thạch anh và Lamprofia thấy có khoáng hoá pyrit.
- Đứt gãy: Hệ thống đứt gãy phát triển trong khu mỏ phát triển mạnh, có loại đứt gãy
điển hình.
+ Hệ thống đứt gãy theo phương uốn nếp: Loại này chiếm chủ yếu trong vùng, kéo dài
từ 300 m đến hàng nghìn mét.
+ Hệ thống đứt gãy nham thạch: Có phương gần như vuông góc với đường phương của
nham thạch, đứt gãy này nhỏ, cự ly dịch chuyển 2 ÷ 3 m có thể là đứt gãy thuận hoặc nghịch.
Đứt gãy này làm dịch chuyển thân quặng nhưng không ảnh hưởng đến trữ lượng mà chỉ ảnh
hưởng đến công tác thăm dò.
+ Hệ thống đứt gãy chờm: Gây khó khăn cho công tác thăm dò và làm ảnh hưởng tới
trữ lượng. Chúng thường xuất hiện nơi thân quặng nằm ngang hoặc hơi thoải, làm cho
chiều dày thân quặng không ổn định và để lại các ô không liên tục bám quanh đường đứt
gãy.
Ngoài ra còn có các khối trượt nằm phủ lên trên nền đất đá gây khó khăn khi tổng hợp
tài liệu thăm dò.
- Phong hoá hoá học: Nguyên nhân chủ yếu tạo ra ranh giới các loại quặng và phân bố
quặng. Quá trình rửa lũa cơ học do nước thẩm thấu, gió, rễ thực vật v.v... các đá gần mặt
đất bị phong hoá, chiều sâu phổ biến từ 50 ÷ 80 m, sâu nhất là 110 m. Tuỳ theo điều kiện
địa hình, những nơi có địa hình cao và bị chia cắt thì lớp phong hoá dày và ngược lại.
I.3- Địa chất thuỷ văn
I.3.1- Đặc điểm nước mặt
5
- Nước mặt trong khu mỏ gồm 2 con suối: Năm 1955 mỏ đã được Đoàn 1 nghiên cứu,
năm 1956 Xí nghiệp Mỏ Apatit bắt đầu khai thác quặng 1, quặng 3 được tập trung vào các
kho bãi chứa; sau năm 1979 quặng 2 được cung cấp cho nhà máy Phân lân Văn Điển và
Ninh Bình sản xuất phân lân nung chảy. Trong quá trình khai thác Mỏ Apatit đã tiến hành
khai thác thăm dò khai thác phục vụ công tác khai thác suối Cóc và suối Pèng đều chảy
vuông góc với phương cấu tạo chung và đổ vào ngòi Đường.
- Suối Cóc rộng từ 5 ÷ 20 m sâu 0,3 ÷ 1 m, độ dốc lòng suối 5 ÷100, lưu lượng lớn nhất
vào mùa mưa 5,23 m3/s và nhỏ nhất vào mùa khô 0,13 m3/s.
- Suối Pèng rộng từ 10÷ 30 m, độ dốc lòng suối 10÷ 150, lưu lượng lớn nhất vào mùa
mưa 22,51 m3/s và nhỏ nhất vào mùa khô 0,41 m3/s.
- Ngòi Đường rộng từ 10 ÷ 50 m có chỗ 100 m, sâu từ 0,5 ÷ 2 m, lưu lượng lớn nhất vào
mùa mưa 36,72 m3/s và nhỏ nhất vào mùa khô 1,8 m3/s.
Những con suối này thường có lũ đột ngột, thời gian lũ từ 2 ÷ 4 h, chênh lệch mực nước
tối đa là 2 m đến độ cao tuyệt đối 120 m. Ngoài ra trong suối còn có các lạch nhỏ lưu lượng
thường xuất hiện vào mùa mưa và sau những cơn mưa lưu lượng tổng cộng 0,33 m3/s
I.3.2- Đặc điểm nước dưới đất
Nước dưới đất nằm trong 2 đơn vị chứa nước: Tầng chứa nước aluvi (ALQ) và phức hệ
chứa nước điệp Kốc San (T1KS)
- Tầng chứa nước aluvi (ALQ): Tầng này tạo thành dải hẹp trong các thung lũng suối Pèng,
suối Cóc và ngòi Đường do cuội, sỏi, đá, sét cấu thành, chiều dày trung bình 7 m, mực nước tĩnh
thay đổi từ 0,6 ÷ 1,2 m và có quan hệ mật thiết với nước mặt. Nói chung tầng này ít ảnh hưởng
đến công tác khai thác.
- Phức hệ chứa nước điệp Kốc San (T1KS): Phức hệ này bao trùm toàn bộ khu mỏ trong đó
các tầng ít ảnh hưởng là KS2-3-4-5, KS7. ảnh hưởng là KS6, KS8.
+ Tầng KS8: Chiếm toàn bộ phần trung tâm mỏ với chiều dài 4000 m chiều rộng 100 ÷
200 m, chiều dày trung bình 200 m. Trong những lỗ khoan gặp nước áp lực phun khỏi mặt
địa hình 0,9 ÷ 1,9 m. Lưu lượng thay đổi đột ngột từ 4,04 ÷ 22,20 l/s. Hệ số thấm K dao
động từ 2,15 ÷ 4,27 m/ngđ, nước không có quan hệ với nước mặt.
+ Tầng KS6: Chiều rộng từ 20 ÷ 140 m, chiều dày trung bình 35 m.
Q= 0,131÷ 1,688 l/s
K=0,038 ÷ 0,162 m/ngđ+ Nước trong đứt gãy: Các đứt gãy phát triển phong phú. Vì
mặt địa chất thuỷ văn, đứt gãy F2 có thể ảnh hưởng đến công trình khai thác sau này.
I.4- Địa chất công trình
Với mục đích phục vụ thiết kế khai thác cho quặng 2, 3. quặng 2 nằm dưới mức phong
hóa hóa học ,quặng 3 nằm trong vỏ phong hoá hoá học và quặng 4 trong đới chưa bị phong
hoá. Khu mỏ được chia ra làm 4 đới sau
I.4.1- Đới đất phủ
Lộ ra trên mặt và phân bố khắp nơi. Thành phần là sét và sét pha lẫn dăm sạn đá gốc
phong hoá nguồn gốc eluvi hay eluvi- deluvi, chiều dày 1 ÷ 15 m, trung bình 10 m. Đất có
màu xám, xám vàng, bị laterit hoá nhẹ. Hàm lượng nhóm hạt cát 47,26%; hạt bụi 24,37%;
hạt sét 28,37%. Phân tích 13 mẫu trị số dung trọng tự nhiên từ 1,49÷ 1,83 g/cm3; trung bình
1,66 g/cm3; tỷ trọng từ 2,64÷2,76g/cm3; trung bình 2,7g/cm3; lực dính kết 0,07 ÷ 0,25;
trung bình 0,16kG/cm3 tương ứng với góc ma sát trong từ 20007’÷ 41056’ trung bình
34011’.
Bãi chứa chủ yếu là bãi chứa quặng 3 và đất đá thải do khai thác trước đây, chất đống
trong các sườn đồi và thung lũng. Thành phần là sét pha lẫn dăm vụn, đá tảng, quặng apatit.
6
- Chiều dày từ 10 ÷ 50 m. Phân tích 3 mẫu hạt cát 40,5%; hạt bụi 28,8%; hạt sét 14,2%; dăm
sạn 16,5 %. Độ ẩm tự nhiên 27%; dung trọng tự nhiên 1,66 ÷ 1,89 g/cm3. Dung trọng khô
là 1,48g/cm3. Tỷ trọng 2,70 ÷ 2,76 g/cm3. Đất đá ở trạng thái xốp rời. Hệ số hổng 0,86.
Tính thấm nước kém 0,007 m/ng. Không trương nở, sức bền cơ học giảm khi độ ẩm trong
đất tăng. Lực dính kết 0,255 kG/cm2 và góc ma sát trong 20033’ ở trạng thái cắt tự nhiên
giảm tương ứng còn 0,15kG/cm2 và 14014’ khi cắt trong điều kiện bão hoà nước.
Bảng I.4- Đặc trưng cơ lý của đất phủ
γW γK ε
Đất đá Số W Cắt tự nhiên Cắt bão hoà
Ä K
mẫu % g/cm3 g/cm3 g/cm3 0 0
m/ng
ử ử bh
C Cbh
kG/cm2 kG/cm2
độ độ
0
Lớp phủ 13 1,66 2,70 0,16 34 11’
20033’ 0,15 14044’ 0,007
Bãi chứa 3 27 1,89 1,48 2,76 0,86 0,225
I.4.2- Đới đá gốc phong hoá mạnh
Nằm dưới lớp phủ Đệ Tứ và các bãi chứa quặng đã khai thác, đất đá thải. Đá vây quanh
là đá phiến sét khi phong hoá nhìn bề ngoài giống như sét, sét pha mềm bở, dễ bóp vỡ bằng
tay, cát kết tựa như cát pha nhưng còn giữ nguyên mặt lớp. Đá Lamprofia bị caolin hoá
mạnh, không phân lớp. Quặng phong hoá được làm giàu tự nhiên thuộc loại I và III chất
lượng cao. Nhiều khe nứt và mặt lớp, mặt tiếp xúc giữa đá macma và đá trầm tích bị xoá
mờ do bị lấp đầy vật chất sét, chiều dày từ 10 ÷ 45 m, trung bình 32 m.
Tính chất vật lý và sức bền cơ học của đất đá thuộc đới này tương tự như đất lớp phủ.
Thậm chí đất phong hoá từ các tầng đá mẹ Kốc San khác nhau cũng có những tính chất cơ
lý gần giống nhau.
Qua thí nghiệm trên 68 mẫu cho ra kết quả trung bình như sau: Độ ẩm tương đối thấp
17 ÷ 21%, trung bình 18,6%. Dung trọng tự nhiên 1,91 ÷ 2,06 g/cm3, trung bình 2,0 g/cm3,
sau khi sấy khô làm mất nước chỉ còn 1,63 ÷ 1,76 g/cm3, trung bình 1,68 g/cm3. Tỷ trọng
2,73 ÷ 2,78 g/cm3; trung bình 2,75 g/cm3. Hệ số hổng tương đối lớn 0,55 ÷ 0,71; trung bình
0,63 chứng tỏ đất xốp, ở trạng thái không bị nén chặt. Sức kháng cắt tuỳ thuộc vào độ ẩm.
Lực dính kết trung bình 0,271 kG/cm2 và góc ma sát trong 26005’ khi cắt ở độ ẩm tự nhiên
và giảm tương ứng 0,234 kG/cm2 và 22047’ khi cắt ở độ ẩm bão hoà. Hệ số thấm từ 0,02 ÷
0,55 m/ng; trung bình 0,163 m/ng.
Đất đá thường mềm rời, sức bền cơ học thấp. Tương đối thuận lợi cho việc khai đào mở
moong khai thác quặng nhưng dễ mất ổn định, nhất là về mùa mưa
Bảng I.5- Đặc trưng cơ lý của đất đá đới phong hoá mạnh
Cắt tự nhiên Cắt bão hoà
γW γK
W Ä K
ε ử0
Tầng C Cbh
g/cm3
g/cm3 g/cm3 ử0bh độ
% m/ng
2
kG/cm2
độ
kG/cm
17051’
KS8 21 1,99 1,64 2,73 0,66 0,27 0,02
0
27050’
KS7 17 1,91 1,63 2,78 0,71 0,306 27 53’ 0,223 0,149
28049’ 25041’
KS6 18 2,06 1,75 2,75 0,57 0,25 0,171 0,55
21033’ 20051’
KS4 20 1,98 1,64 2,77 0,68 0,257 0,229 0,075
21042’
ĐM 17 2,06 1,76 2,74 0,55 0,278 0,021
27053’ 22047’
18,6
T sốtbình 2,0 1,68 2,75 0,63 0,271 0,234 0,163
I.4.3- Đới đá gốc phong hoá yếu
Nằm dưới đới phong hoá mạnh với ranh giới chuyển tiếp không rõ rệt, mang tính quy
ước. Thành phần thạch học như khối II, chủ yếu là đá phiến, đá mạch Lamprofia và quặng
apatit. Khó bóp vỡ bằng tay. Tốc độ khoan tương đối nhanh 1 ÷ 2 m/h. Mẫu lõi khó lấy
nguyên dạng, thường bị vỡ thành từng mảnh vụn, cục nhỏ. Các khe nứt được lấp đầy bởi
vật chất sét chiều dày từ 7,4 ÷ 57,3 m; trung bình 24,4 m.
7
- Đặc trưng là khối đá vẫn giữ nguyên khối về cấu trúc nhưng mối liên kết giữa các hạt bị
suy giảm hơn nhiều so với đá tươi chưa bị phong hoá. Vì vậy xếp chúng vào loại đá nửa
cứng. Dung trọng 1,85 ÷ 2,73 trung bình 2,07 g/cm3. Tỷ trọng 2,76 ÷ 3,08 trung bình 2,88
g/cm3. Cường độ kháng nén từ 59 ÷ 306 kG/cm2, trung bình 147 kG/cm2. Cường độ kháng
kéo từ 7 ÷ 11 (40), trung bình 22 kG/cm2. Lực dính kết 13,1 ÷ 91,5 KG/cm2, trung bình 42
kG/cm2 tương ứng với góc ma sát trong 28050’ ÷ 34023’, trung bình 31050’.
Đới đá gốc phong hoá yếu có cường độ chịu tải tương đối cao, ít bị biến dạng nén dưới
tác dụng tải trọng ngoài, đảm bảo an toàn đối với sự hoạtđộng của máy móc thiết bị và các
công trình xây dựng trên mặt nhưng dễ bị biến dạng trượt theo mặt khe nứt yếu.
Bảng I.6- Đặc trưng cơ lý của đá nửa cứng
γW σn σk ϕ0
Tầng Số Ä C
g/cm3 kG/cm2
g/cm3 kG/cm2 kG/cm2
mẫu độ
31040’
KS8 6 1,85 2,76 70 26 22,2
31025’
KS7 2 2,37 2,83 306 40 91,5
28050’
KS6 3 1,93 2,95 170 26 13,1
32035’
KS5 1 2,31 3,08 139 20 50
34023’
KS4 15 1,89 2,8 140 11 56
32010’
Đá mạch 3 2,09 2,86 59 7 19
31050’
Trị số trung bình 2,07 2,88 147 22 42
I.4.4- Đới đá cứng chưa bị phong hoá
Nằm dưới cùng và phân cách với đới III bởi ranh giới phong hoá hoá học, bao gồm các
tầng Kốc San chứa quặng 2, 4 và không quặng. Thành phần chính là đá phiến sét xericit
thạch anh- cacbonat- apatit- mica- than bị xuyên cắt bởi các đai mạch Lamprofia. Đá rắn
chắc ít nứt nẻ. Tốc độ khoan không quá 1m/h. Mẫu lõi lấy thành thỏi 20 ÷ 40 cm. Nhiều
khi bị gãy theo mặt phân lớp và khe nứt. Mật độ khe nứt trung bình 3,14 khe nứt/m.
Trị số dung trọng tự nhiên 2,72 ÷ 2,95 trung bình 2,8 g/cm3. Tỷ trọng 2,8 ÷ 3,05 g/cm3
trung bình 2,87 g/cm3. Cường độ kháng nén cao do đá bị biến chất nén ép mạnh, thay đổi
trong phạm vi từ 720 ÷ 1738 kG/cm3; trung bình 1185 kG/cm2. Cường độ kháng kéo từ 95
÷ 122 (167); trung bình 130 kG/cm2. Lực dính kết từ 260 ÷ 660; trung bình 424 kG/cm2,
tương ứng góc ma sát trong từ 26043’ ÷ 35039’; trung bình 32007’.
Bảng I.7: Đặc trưng cơ lý và khe nứt của đá cứng
Khe nứt
Ä
γW σn σk ϕ0
Số C Số Khoảng
Tầng g/cm
KG/cm2
g/cm3 KG/cm2 KG/cm2
mẫu độ khe cách tb
3
nứt/m m
26043’
KS8 79 2,73 2,83 720 127 260 3 0,366
33056’
KS7 19 2,74 2,84 1229 122 439 4 0,280
33045’
KS6 118 2,82 2,88 1397 146 489 6 0,329
35039’
KS5 20 2,95 3,05 1738 115 660 2,5 ,0423
31018’
KS4 141 2,78 2,85 1230 167 423 3 0,336
32013’
KS2-3 23 2,72 2,8 1103 95 347 3,5 0,285
31017’
ĐM 33 2,87 2,89 876 136 3 0,35
32007’
Tsố t bình 2,80 2,87 1185 130 424 3,14
Như vậy địa chất công trình khu mỏ khá phức tạp. Sự hình thành tính chất cơ lý không
chỉ phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc địa chất, thành phần thạch học- khoáng vật, quá trình
tạo đá và biến đổi sau tạo đá mà còn chịu tác động bởi một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và
nhân tạo. Như vậy đánh giá mức độ ổn định các sườn dốc và mái dốc cần xem xét tổng hợp
các điều kiện, yếu tố có thể ảnh hưởng hoặc làm thay đổi chúng.
8
- .1- Tổ chức công tác trên mỏ trong năngày có 3 ca liên tục.
Chương II
Những số liệu gốc dùng làm thiết kế
II.1- Tổ chức công tác trên mỏ
II.1.1- Chế độ công tác
Theo biểu đồ lập lịch kế hoạch làm việc các ngày trong năm, một ngày có 3 ca liên tục.
II.1.2- Số ngày làm việc trong năm
- Số ngày làm việc của khai trường:
+ Tổng số ngày trong năm: 365 ngày,
+ Số ngày ngừng làm việc: 87 ngày,
Trong đó: Nghỉ chủ nhật: 52 ngày,
Nghỉ lễ tết: 10 ngày,
Nghỉ do thời tiết: 25 ngày.
Do vậy tổng số ngày làm việc của khai trường là: 278 ngày.
- Số ngày làm việc trong năm của thiết bị (278-60).0,95= 207 ngày
Trong đó:
60: Số ngày ngừng làm việc để sửa chữa,
0,95: Hệ số xét đến tổn thất thời gian làm việc,
- Số ca làm việc trong ngày đêm,
+ Khâu khoan nổ: 3 ca/ ngày đêm,
+ Khâu xúc bốc, vận tải: 3 ca/ ngày đêm,
+ Khâu sửa chữa thiết bị: 2 ca/ ngày đêm,
+ Hành chính sự nghiệp: 1 ca/ ngày đêm.
II.2- Các chủng loại thiết bị sử dụng
- Thiết bị khoan: Máy khoan tự hành của Nga SBU– 100G, đường kính lỗ khoan
110mm.
- Thiết bị xúc bốc: CAT- 345B.
- Thiết bị vận tải: CAT- 725,
- Thiết bị thải đá: Máy gạt T- 130.
- Máy nén khí: PV-10 của Nga.
- Vật liệu nổ: + Chất nổ: AD-1.
+ Phương tiện nổ: Kíp nổ đốt, kíp nổ điện, dây nổ thường, dây nổ chịu nước.
Chương III
Xác định biên giới mỏ
III.1- Khái niệm
III.1.1- Khái niệm
Việc khai thác khoáng sản có ích chỉ có thể khai thác bằng phương pháp lộ thiên hay
hầm lò hoặc kết hợp cả hai phương pháp lộ thiên ở trên và hầm lò ở dưới.
Những vỉa khoáng sàng nằm sâu trong lòng đất chiều dày lớp đất phủ lớn, chiều dày vỉa
mỏng thường được khai thác bằng phương pháp hầm lò mang lại lợi ích tối đa nhất.
Những khoáng sàng có vỉa dốc thoải, nằm ngang chiều dày lớp đất phủ nhỏ, chiều dày
vỉa lớn. Khoáng sàng có dạng ổ quặng tập trung thành khối lớn, nằm gần mặt đất thường
được khai thác bằng phương pháp lộ thiên. Ngoài ra phương pháp lộ thiên còn được áp
dụng để khai thác khoáng sàng sa khoáng, khai thác bằng sức nước.
Trong mọi trường hợp nhất định khai thác lộ thiên chỉ có một giới hạn nhất định. Tại vị trí
không gian của khoáng sàng mà việc khai thác lộ thiên không còn hiệu quả gọi là biên giới
của mỏ. Biên giới mỏ lộ thiên bao gồm biên giới trên mặt đất và biên giới theo chiều sâu.
9
- Biên giới theo điều kiện tự nhiên là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể khai thác được
toàn bộ trữ lượng trong bảng cân đối của khoáng sàng mà vẫn đem lại hiệu quả kinh tế và không
vượt qua ngoài khả năng kỹ thuật được trang bị như chiều dày vỉa, độ dốc của vỉa, chất lượng loại
khoáng sàng có ích, điều kiện địa hình, chiều dày lớp đất đá phủ và tính chất cơ lý của đất đá.
Biên giới theo điều kiện kỹ thuật là phạm vi cuối cùng của khoáng sàng có thể tiến hành
bằng phương pháp lộ thiên trong điều kiện trang bị cho phép.
Biên giới theo điều kiện kinh tế là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể mở rộng
phạm vi hoạt động tới đó với một hiệu quả kinh tế nhất định, theo điều kiện giá thành
quặng khai thác không vượt quá giá thành cho phép vốn đầu tư cơ bản, tác động của các
yếu tố thời gian, tiến độ kỹ thuật, sản lượng mỏ, tổn thất và làm nghèo quặng, phương pháp
khai thác.
Việc áp dụng hợp lý biên giới mỏ lộ thiên mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn cho công tác
khai thác mỏ.
III.2- Xác định hệ số bóc giới hạn
Hệ số bóc giới hạn còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý là khối lượng đất đá phải bóc lớn
nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng với giá thành bằng giá thành cho phép.
Hệ số bóc giới hạn còn là một chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật quan trọng của mỏ lộ thiên, có ý
nghĩa quyết định trong việc xác định biên giới mỏ, xây dựng kế hoạch sản xuất lâu dài và
ngắn hạn cho mỏ.
Hệ số bóc giới hạn được xác định gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế tính toán của mỏ lộ
thiên. Chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện kinh tế và kỹ thuật có giá trị khác nhau ở từng thời
điểm khác nhau.
Trong trường hợp tổng quát hệ số bóc giới hạn được xác định theo công thức sau.
G −a
K gh = cp ; m3 /m3 ; m3 /tÊn.
b
Trong đó:
Gcp: Giá thành cho phép khai thác khoáng sản có ích.
Gcp=350.000 đ/tấn (giá thành tính cho quặng 2)
a: Chi phí khai thác 2 tấn quặng 2: a= 176.000 đ/tấn,
b: Chi phí bóc 1m3 đất đá thuần tuý: b=23.200 đ/m3
350000 − 176000
K gh = = 7,5 m3 /tÊn
23200
Hay Kgh=7,5.2,95 =22,1 m3/ m3 (Tỉ trọng quặng 2: d = 2,95).
III.3- Nguyên tắc xác định biên giới mỏ
III.3.1- Khái niệm chung
Ngạch chi phí tổng quát của khai thác lộ thiên chủ yếu phụ thuộc vào hệ số bóc. Mỏ lộ
thiên chỉ có thể hoạt động có hiệu quả khi hệ số bóc sản xuất của nó nhỏ hơn hoặc chí ít
bằng hệ số bóc giới hạn. Bởi vậy, biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên được xác định trên
cơ sở so sánh các hệ số bóc của mỏ với hệ số bóc giới hạn và gọi đó là nguyên tắc xác định
biên giới mỏ.
Theo tài liệu “Thiết kế mỏ lộ thiên” của PGS.TS. Hồ Sỹ Giao đưa ra 5 nguyên tắc xác
định biên giới mỏ như sau:
1, Kgh ≥ Kbg
2, Kgh ≥ Ktb
3, Kgh≥ Kt
4, Kgh≥Ksx + Ko
10
- K tb
5, K gh ≥
K bg
Trong đó: Kgh, Ktb, Kbg, Kt, Ksx, Ko là hệ số bóc giới hạn, trung bình, biên giới, thời
gian, sản xuất và ban đầu của mỏ. Đơn vị tính bằng m3/ m3; m3/tấn; tấn/ tấn.
Khai trường đồi 1 Cam Đường 3 đối tượng khai thác chủ yếu là quặng I tầng KS5 với
hàm lượng 37,36%; quặng II với hàm lượng 28,45% và quặng III với hàm lượng 16% trở
lên thì nhập ga mỏ và 14% thì nhập kho khai trường.
Với vỉa quặng dốc đứng, chiều dày vỉa ít thay đổi do đó ta chọn nguyên tắc
Kgh ≥ Kbg để xác định biên giới khai trường nhằm đảm bảo nguyên tắc sau:
- Tổng chi phí cho toàn bộ khoáng sàng là nhỏ nhất.
- Giá thành sản xuất trong mọi giai đoạn khai thác phải nhỏ hơn hay tối đa bằng giá
thành cho phép.
- Cơ sở nguyên tắc Kgh ≥ Kbg là xuất phát từ việc tính toán mức tiết kiệm chi phí sản
xuất tối đa hoặc tổng chi phí để khai thác toàn bộ khoáng sàng là tối thiểu.
III.3.2- Nội dung phương pháp xác định biên giới mỏ dựa trên nguyên tắc Kgh ≥ Kbg
Có hai phương pháp để xác định biên giới mỏ đó là phương pháp giải tích và phương
pháp đồ thị. Căn cứ và đặc điểm địa chất của khoáng sàng ta sử dụng phương pháp đồ thị
để xác định biên giới mỏ.
Phương pháp đồ thị được tiến hành đo vẽ trực tiếp trên các lát cắt địa chất và dùng
phương pháp đồ thị để xác định chiều sâu mỏ.
Nội dung của phương pháp đồ thị được xác định như sau:
- Trên các lát cắt địa chất kẻ các đường song song nằm ngang, khoảng cách lớn hơn,
nhỏ hơn chiều cao tầng.
- Từ giao điểm của các đường nằm ngang với vách và trụ vỉa kẻ các đường xiên biểu thị
bờ dừng phía vách và bờ dừng phía trụ của vỉa với góc ổn định đã chọn.
- Tiến hành đo diện tích quặng và diện tích đất đá tương ứng nằm giữa hai bờ mỏ liên
tiếp với tất cả các tầng và xác định hệ số bóc biên giới.
∆V
K bg =
∆P
Trong đó:
∆V: Diện tích đất đá bóc
∆P: Diện tích quặng tương ứng.
- Vẽ biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn và hệ số bóc biên giới. Hoành
độ giao điểm giữa hai đường biểu diễn là độ sâu cuối cùng cần xác định trên lát cắt đó.
- Vẽ lát cắt dọc dựa trên cơ sở xác định chiều sâu cuối cùng trên các lát cắt dọc, ngang
và điều chỉnh.
III.4- Xác định chiều sâu khai thác mỏ lộ thiên
* Để xác định biên giới mỏ lộ thiên ta dựa vào phương pháp đồ thị. Trên bản đồ địa chất
ta chọn các tuyến mặt cắt 27-29, 29-31, 31-33 của khai trường đồi 1 Cam Đường 3
* Trình tự công tác tiến hành như sau:
- Dựa vào các lát cắt đặc trưng, xây dựng từ tài liệu địa chất trên 4 tuyến mặt cắt đã
chọn kẻ các đường song song nằm ngang, khoảng cách các tầng lấy bằng chiều cao tầng
khai thác (H = 10m)
- Từ giao điểm của đường nằm ngang với vách kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía
vách và phía trụ
11
- - Tiến hành đo khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng quặng tương ứng khai thác được nằm
giữa hai bờ mỏ liên tiếp và xác định hệ số bóc biên giới.
∆V
K bg = i ; (m3 /m3 )
∆Pi
Trong đó
∆Vi: Thể tích đất đá bóc thứ i
∆Pi: Thể tích quặng tương ứng thứ i.
Bảng III.1: Khối lượng mỏ tuyến lát cắt 27-29
Tầng Quặng I Quặng II Quặng III (m3) Đất đá Kbg
khai thác (m3) (m3) KS4 KS6 Bãi (m3) (m3/m3)
160 8550 0,00
150 350 10500 30,00
140 6150 19100 3,11
130 2300 25100 10,91
120 2600 1875 32750 7,32
110 8875 875 1025 29675 2,75
100 13925 290 0 11775 0,83
90 0 0,00
Hình III.1- Đồ thị quan hệ giữa Kbg, Kgh và độ sâu khai thác tuyến 27-29
Tuyến mc: 27-29
Kbg
25
Kgh =22,1
20
15
10
5
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
0
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
Bảng III.2: Khối lượng mỏ tuyến lát cắt 29-31
12
- Tầng Quặng I Quặng II Quặng III (m3) Đất đá Kbg
khai thác (m3) (m3) KS4 KS6 Bãi (m3) (m3/m3)
160 10675 21925 2,05
150 610 35850 58,77
140 2200 43475 0,00
130 2600 1810 51200 11,61
120 4975 47275 9,5
110 9200 0 22925 2,49
100 9875 0 4610 0,47
90 0 0 0,00
Tuyến mc: 29-31
Kbg
25
Kgh =22,1
20
15
10
5
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
0
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
Hình III.2- Đồ thị quan hệ giữa Kbg, Kgh và độ sâu khai thác tuyến 29-31
Bảng III.3: Khối lượng mỏ tuyến lát cắt 31- 33
Tầng Quặng I Quặng II Quặng III (m3) Đất đá Kbg
khai thác (m3) (m3) KS4 KS6 Bãi (m3) (m3/m3)
160 3310 3925 1,19
150 590 9025 15,30
140 12250 11200 0,91
130 1225 4300 2800 41800 5,02
120 9500 4810 2625 29235 1,73
110 13125 0 21750 1,66
100 9275 0 0 5425 0,58
90 0 0 0 0,00
13
- Tuyến mc: 31-33
Kbg
25
Kgh =22,1
20
15
10
5
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
0
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
Hình III.3: Đồ thị quan hệ giữa Kbg, Kgh và độ sâu khai thác tuyến 31-33
III.4- Điều chỉnh đáy mỏ
Bằng phương pháp đồ thị với tuyến lát cắt 27-29; 29-31; 31-33 ta xác định được chiều
sâu cuối cùng của mỏ, tại các tuyến lát cắt đó là chiều sâu cuối cùng (Hc) giống nhau +90.
Do vậy ta không phải điều chỉnh đáy mỏ.
III.6- Xác định kích thước của khai trường
III.6.1- Chiều dài khai trường
Vỉa quặng kéo dài theo đường phương do đó chiều dài khai trường ta tính theo chiều dài
vỉa quặng trong phạm vi khai thác là 400m. Chiều rộng của khai trường 130m. Chiều sâu
kết thúc khai thác là +90. Diện tích của khai trường là 52000 m2.
III.6.2- Chiều rộng đáy mỏ
Chiều rộng đáy mỏ đảm bảo để khai thác được toàn bộ trữ lượng quặng theo thiết kế
đồng thời đảm bảo đủ không gian để thiết bị khai thác hoạt động tốt nhất trên đáy mỏ. Vỡ
vậy ta thiết kế đáy mỏ có chiều rộng Bđ = 10m.
III.7- Trữ lượng quặng và khối lượng đất đá bóc trong khai trường Đồi 1
III.7.1- Trữ lượng quặng
Do vỉa kéo dài theo đường phương, bề rộng ít thay đổi, địa hình tương đối bằng phẳng.
Vì vậy trữ lượng quặng được tính theo phương pháp mặt cắt.
Q= ∑Qi; tấn.
Trong đó: Qi= Si.Li.γi; tấn, Si: Diện tích thân quặng tại mặt cắt thứ i,
Li: Khoảng cách tác dụng tương ứng với mặt cắt thứ i,
γi: Khối lượng riêng của quặng,
III.7.2- Khối lượng đất đá cần phải bóc
V=∑Vi; tấn.
Trong đó: Vi= Si.Li.γđ; tấn,
Si: Diện tích đất đá tại mặt cắt thứ i,
Li: Khoảng cách tác dụng tương ứng với mặt cắt thứ i
γđ: Khối lượng riêng của đất đá γđ=2,6 m3/tấn.
BảngIII.5: Khối lượng quặng và đất đá
14
- Thông số Đơn vị Khối lượng
Tt Ghi chú
Chiều dài theo phương
1 m 400
Chiều rộng khai trường
2 m 130
Chiều sâu cuối cùng
3 m +90
Tấn 208981
Tổng khối lượng quặng 2
4 d=2,95
3
m 70841
Tấn 101416
Tổng khối lượng quặng 3
5 d=1,87
3
m 54233
Tấn
6 310397
Tổng khối lượng quặng 3
m 125074
3
Khối lượng đất đá
7 m 596826
3
Tổng khối lượng mỏ
8 m 721900
3 3
Hệ số bóc trung bình
9 m/m 5,77
3
m /tấn
10 7,5
Hệ số bóc giới hạn 3 3
m /m 22,1
đảm bảo việc
Chương IV
Thiết kế mở vỉa
IV.1- Khái niệm
Mở vỉa khoáng sàng hay một phần khoáng sàng của nó là tạo nên hệ thống đường vận
tải, đường liên lạc từ mặt đất đến khoáng sàng đảm bảo việc vận tải khoáng sàng và đất đá
từ các tầng công tác đến các trạm tiếp nhận. Việc mở vỉa có quan hệ chặt chẽ với hệ thống
khai thác và việc bố trí các công trình trên mặt đất, nó ảnh hưởng đến quá trình ảnh hưởng
sản xuất của mỏ, việc mở vỉa hợp lý làm tăng năng suất của thiết bị, phát huy tối đa năng
lực sản xuất của các thiết bị trong các dây truyền công nghệ mỏ.
Phương pháp mở vỉa phụ thuộc vào điều kiện địa hình, hình thức vận tải và điều kiện
thế nằm của vỉa.
Trình tự tiến hành mở vỉa tuỳ thuộc vào điều kiện ban đầu, thường qua các giai đoạn
sau:
1- Trên cơ sở các mặt cắt ngang, dọc xây dựng bình đồ của mỏ trên đó vẽ các biên giới
cuối cùng của mỏ, các đường đồng đẳng tầng và địa hình mặt đất.
2- Chọn vị trí bãi thải, các công trình chủ yếu trên mặt như sân công nghiệp, công trình
nhà cửa, đường sá.
3- Chọn vị trí và bố trí tuyến hào ra vào mỏ.
4- Tính toán lựa chọn các thông số của tuyến đường, độ dốc dọc, bán kính vòng, hình
dạng chỗ tiếp cận hào với mặt tầng công tác, chiều dài các khu vực đường có độ dốc không
đổi.
5- Chọn loại hào (hào trong hoặc hào ngoài) hình dạng đường hào.
6- Hình thành sơ bộ tuyến đường hào trong biên giới cuối cùng của mỏ.
IV.2- Lập luận để chọn phương pháp mở vỉa cho khai trường
IV.2.1- Mở vỉa bám trụ vỉa
ưu điểm: Khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ nhanh đưa mỏ vào sản xuất, giảm chi phí
đầu tư, nhanh thu hồi vốn.
Nhược điểm: Chất lượng quặng không đảm bảo gây tổn thất và làm nghèo quặng
IV.2.2- Mở vỉa bám vách vỉa
ưu điểm: Khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ, nhanh đưa mỏ vào sản xuất, giảm chi phí
đầu tư ban đầu, chất lượng quặng đảm bảo, hệ số thu hồi cao.
15
- Nhược điểm: Chất lượng đường không tốt.
IV.2.3- Mở vỉa bám bờ trụ
ưu điểm: Hào cơ bản cố định do chất lượng đường sá tốt
Nhược điểm: Gây tổn thất và làm nghèo quặng lớn, chậm thu hồi vốn, khối lượng xây
dựng cơ bản lớn.
IV.2.4- Mở vỉa bám bờ vách
ưu điểm: Khối lượng xúc bốc trong thời kỳ sản xuất nhỏ, điều hoà chất lượng quặng tốt.
Nhược điểm: Thời gian xây dựng cơ bản lớn, chậm đưa mỏ vào sản xuất.
IV.2.5- Kết luận
Qua phân tích các phương án mở vỉa khai trường đồi 1 Cam Đường 3 ta thấy phương án
mở vỉa bám vách có khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ, nhanh đưa mỏ vào sản xuất vỡ vậy
giảm chi phí đầu tư, nhanh thu hồi vốn phù hợp với địa hình của khai trường mỏ.
IV.3- Thiết kế tuyến đường hào mở vỉa
IV.3.1- Tuyến đường hào mở vỉa
Do điều kiện địa hình khu mỏ đồi 1, khoáng sàng nằm trong sườn đồi, núi dốc thoải nên
ta tiến hành khai thác từ trên xuống, từ độ cao +167,26 mở vỉa hào phía vách.
a- Hào ngoài
Bắt đầu từ độ cao +127,93 ở khu vực phía đông mỏ từ tuyến MC33 ÷34, hào thi công
xong đạt độ cao mức +150.
b- Hào trong
Được xây dựng từ mức +140 đến +90 và được nối với hào ngoài. Ngoài ra ta có thể coi
đường hào từ mức +160 đến +90 đi bãi thải đất đá là hào trong.
IV.3.2- Thiết kế hào chính trong mỏ
Độ dốc hào phụ thuộc vào thiết bị vận tải và được xác định trên cơ sở khả năng leo dốc
của ôtô được sử dụng, ô tô ở mỏ chủ yếu là có tải khi lên dốc và không tải khi xuống dốc.
Độ dốc dọc của tuyến đường: Chọn độ dốc khống chế đường hào từ 6 ÷ 8%. Ta chọn i
=8%.
Độ dốc ngang của tuyến đường. Để đảm bảo cho việc thoát nước và giảm sức cản
chuyển động của xe ôtô thì ta chọn như sau.
+ Thoát nước dốc về 2 phía i = 1 ÷ 2%.
+ Chống lực ly tâm ở những đoạn đường cong (siêu cao) in = 2 ÷ 5 %.
IV.3.3- Chiều rộng đáy hào
1- Hào mở vỉa
Được xác định theo điều kiện làm việc bình thường, an toàn của thiết bị vận tải và phù
hợp với sơ đồ quay xe cần áp dụng, đảm bảo khối lượng đào hào giảm. Chiều rộng đáy hào
được xác định theo công thức:
B = Z + 2(A + n) + M + k + t (m)
Trong đó:
Z: Khoảng cách khối trượt lở Z= 3m
A: Chiều rộng làn xe chạy tính cho xe CAT 725 là A= 3,2 m
n: Chiều rộng lề đường n = 1m
M: Khoảng cách an toàn giữa 2 xe M = 1m
k: Chiều rộng rãnh thoát nước k=1 m
r: Chiều rộng từ rãnh thoát nước đến chân tầng t = 0,5 m
Vậy B= 3 +2(3,2+1)+1+1+0,5= 13,9 m
Ta chọn chiều rộng hào là B = 14 m
16
- δ: Góc ổn định tự nhiên
δ
Hình IV.1- Chiều rộng hào trong
2- Hào chuẩn bị
Chiều rộng đáy hào chuẩn bị được xác định theo điều kiện ôtô vào nhận tải theo sơ đồ
quay đảo chiều.
Bcb=Ro +0,5bo + lo + 2M; m
Trong đó:
Ro: Bán kính quay vòng ôtô Ro= 8m
bo: Chiều rộng ôtô bo=3,2m
lo: Chiều dài ôtô lo= 10m.
M: Khoảng cách an toàn từ ô tô đến mép tầng M=2m
Vậy Bcb= 8+0,5.3,2+10+2.2= 23,6m
Lấy Bcb= 24m
M
lo
1
Hình IV.2- Chiều rộng
hào chuẩn bị
Ro
1- Máy xúc; 2- Ôtô
2
bo
M
IV.3.4- Bán kính vòng của đường hào
Bán kính vòng đảm bảo giảm sức cản chuyển động của ôtô, đảm bảo sự an toàn cho xe
chạy. Vấn đề đặt ra là xác định bán kính vòng sao cho cho hợp lý với bán kính vòng quay
của tuyến đường.
Bán kính vòng của đường hào được xác định theo công thức
V2
R min = ; (m)
127(µ n + i n )
µn: Hệ số bám dính của đường với lốp xe µn= 0,15
In: Độ dốc ngang của mặt đường in= 0,02
V: Vận tốc xe chạy ở đoạn đường vòng V= 20 km/h
20 2
Vậy R min = = 18,5 (m)
127(0,15 + 0,02)
17
- IV.4 - Khả năng thông qua của tuyến đường
Khả năng thông qua của tuyến đường xác định theo công thức
1000.V.n.k
N= ; ( xe / h )
L0
Trong đó: V: Vận tốc trung bình của xe V=25km/h
n: Số làn xe chạy n=2
k: Hệ số điều hoà k=0,6
L0: Khoảng cách giữa 2 xe chạy cùng chiều L0= 60 m
1000.25.2.0,6
Vậy N = = 500( xe / h )
60
IV.5 - Khối lượng xây dựng cơ bản
IV.5.1- Hào ngoài
Hào ngoài là loại hào có đầu hào dốc nên khối lượng được tính như sau
π
H 2 b0 H b 3
V= + cot gα + H cot gα 0 + H cot gα ; m
2
i0 2 3 2 6
H: Độ chênh cao của đường hào
H= 150 - 127,93 = 22,07 m
b0: Chiều rộng đáy hào b0 = bcb=24 m
α: góc nghiêng thành hào α= 600
Thay số vào cụng thức ta cú:
V=104222 m3
IV.5.2- Hào trong
Đây là tuyến đường hào bán hoàn chỉnh do β ≥ 100 nên khối lượng đào hào được xác
định theo công thức:
H.b 0 .sin α.sin β 3
2
V= ;m
2 sin(α − β)
H: Độ chênh cao của đường hào
H= H1 - H2 = 150 -90 = 60 m
b0: Chiều rộng đáy hào b0= 14 m
α: góc nghiêng thành hào α= 600
β: Góc nghiêng sườn núi β=300
60.142.sin 600.sin 300
V= = 5092; m3
2sin(60 − 30 )
0 0
IV.5.3- Khối lượng đào hào chuẩn bị
Vcb=H.L.(b+H.cotgα); m3
Trong đó: H: Chiều cao tầng h = 10 m
L: Chiều dài hào
b: Chiều rộng đáy hào chuẩn bị b =24 m
α: góc nghiêng thành hào α= 600
Trong quá trình thi công chiều dài hào ở mỗi tầng là thay đổi nên khối lượng thi công ở
mỗi tầng khác nhau.
Bảng IV.1: Khối lượng thi công hào chuẩn bị
Tầng Chiều dài hào Chiều cao tầng Chiều rộng Khối lượng
thi công, m3
đáy hào, m
m m
160 124 10 24 36952
18
- 150 203 10 24 60494
140 243 10 24 72414
130 267 10 24 79566
120 485 10 24 144530
IV.6 - Chọn vị trí bãi thải
Bãi thải ở khai trường Đồi 1 Cam Đường 3 được chia làm 2 mức +150 và mức +130.
Mức 1: Nằm ở mức + 130, bãi thải này tồn tại trong thời kỳ xây dựng cơ bản và giai
đoạn đầu của mỏ, thể tích V= 917000 m3.
Mức 2: Được đổ đất đá trên nền bãi thải +130 và được nâng lên +150, đây là bãi thải tồn tại
trong suốt thời gian tồn tại của mỏ, thể tích V= 342.000 m3.
IV.7 - Phương pháp đào hào
IV7.1- Đào hào chính
Hào ngoài là hào hoàn chỉnh, nằm trờn nền đất đá có độ cứng nhỏ f= 1÷4 bị phong hoá
mạnh. Do vậy khi đào không cần khoan nổ mìn, ta dùng máy xúc CAT-345B tiến hành
xúc, máy gạt tạo mặt bằng nghiêng theo độ dốc của hào.
Hào trong là hào bán hoàn chỉnh và hoàn chỉnh phương pháp thi công như hào ngoài. Đối với
đá cứng thì dùng máy khoan đập xoay SBU– 100G để khoan lỗ khoan nạp thuốc phá đá. Đất đá
được máy xúc xúc trực tiếp đổ ra mép hào sau đó dùng máy gạt ủi tạo mặt bằng cho đường hào.
Những chỗ không gạt xuống bên sườn núi thì dùng máy xúc xúc lên ôtô chở ra ngoài bãi thải.
IV.7.2- Hào chuẩn bị
Dùng máy xúc CAT-345B để xúc trực tiếp. Đối với đất đá cứng dùng máy khoan đập
xoay SBU– 100G để khoan lỗ khoan nạp thuốc phá đá. Đất đá được máy xúc xúc trực tiếp
đổ ra mép hào sau đó dùng máy gạt T-130 tạo mặt bằng cho đường hào. Những chỗ không
gạt xuống bên sườn núi thì dùng máy xúc xúc lên ôtô chở ra ngoài bãi thải.
IV.7.3 - Trình tự thi công
Trình tự thi công: Với chiều cao tầng H=10m, máy xúc không thể đào hào hoàn chỉnh
ngay được mà phải đào theo phân tầng để hạ dần độ cao sau đó dùng máy gạt, gạt tạo mặt
bằng nghiêng theo độ dốc của hào. ở một số tầng phía trên đất đá có độ cứng nhỏ ta có thể
dùng máy xúc xúc trực tiếp, còn các tầng phía dưới dùng khoan nổ mìn và máy xúc kết hợp
với ôtô để thi công.
Chương V
Hệ thống khai thác - Đồng bộ thiết bị
V.1- Khái niệm
Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên được đặc trưng bởi tổng hợp các công trình hầm
hào, các tầng công tác, trình tự tiến hành các công tác chuẩn bị bóc đất đá và khai thác
quặng của mỏ.
Hệ thống khai thác có liên quan chặt chẽ tới đồng bộ thiết bị trong mỏ. Hệ thống khai thác
đảm bảo cho các máy móc thiết bị dùng trong quá trình sản xuất chính và phụ hoạt động được an
toàn, có năng xuất cao. Mối liên hệ giữa hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở
sự phù hợp giữa các thông số của yếu tố hệ thống khai thác với các thông số làm việc của thiết bị .
Như vậy hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên là trình tự xác định để hoàn thành công tác
chuẩn bị xúc bốc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt động được an toàn, kinh tế và
thu hồi đến mức tối đa trữ lượng công nghiệp khoáng sảng có ích trong lòng đất.
Lựa chọn hệ thống khai thác cùng với đồng bộ thiết bị phù hợp sẽ nâng cao năng suất
của thiết bị, đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác.
19
nguon tai.lieu . vn
