Bài giảng cơ sở khai thác mỏ lộ thiên potx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
BỘ MÔN KHAI THÁC LỘ THIÊN











KS. TRẦN ĐÌNH BÃO




BÀI GIẢNG
CƠ SỞ KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN






HÀ NỘI - 2010
CHƯƠNG I
NH NG C ĐIỂM CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP KTLT

I.1. CÁC LOẠI HÌNH KHAI THÁC MỎ

Khoáng sản có ích ñược phân bố trên vỏ trái ñất không giống nhau; ở sâu trong lòng
ñất, vùi lấp nông dưới mặt ñất, nằm rải rác dưới ñáy biển, dưới dạng rắn, ñặc xít, bở rời,
lỏng, khí, Do vậy, ñể thu hồi chúng cần phải áp dụng các loại hình công ngh
khác nhau
với nh
ng phương ti n thi t bị k thu t khác nhau.
Loại hình thứ 1: Khai thác lộ thiên (KTLT) có lịch sử phát tri n lâu ñời, gắn liền với
lịch sử phát triển xã hội loài người. Loại hình KTLT ñược áp dụng ñể khai thác những
khoáng sàng có vỉa vùi lấp không sâu dưới mặt ñất, cho phép thu hồi khoáng sản có ích bằng
những công trình mỏ ñào trực tiếp trên mặt ñất, trong những ñiều kiện kinh tế kĩ thuật nhất
ñịnh.


Hình 1.1 Khai thác mỏ l
thiên

Loại hình thứ 2: Khai thác hầm lò (KTHL). Khi khoáng sản có ích nằm sâu trong
lòng ñất, do những hạn chế về kĩ thuật hoặc kinh tế, không thể áp dụng KTLT thì người ta
phải thu hồi chúng thông qua các hệ thống ñường lò, giếng ñứng hoặc giếng nghiêng, ñào
sâu vào lòng ñất.


Hình 1.2 Các loại hình khai thác hầm lò, sức nước, lỗ khoan
Loại hình th 3 của ng mỏ khai bằng lưới vớt hoặc bằng thiết bị , bơm,
ñặt n i hoặc tầu ngầm ñể thu hồi ng sản dạng rời rạc, dạng kết
hạch như , sỏi, titan, sắt, mangan v dạng ho tan như muối natri, v nhiều
quặng
k ở ñ biển v ñại dương
Loại hình th 4 của ng mỏ thu hồi kho ng sản t ng ñất ng qua c
l khoan ñể khai dầu mỏ, ñốt v nước sạch, muối mỏ, than, lưu huỳnh c ng như một

số kim loại k (bằng lỏng kho g sản)
I. 2 KHÁI NI M V KHAI THÁC LỘ THIÊN
1. Định nghĩa về mỏ l thiên
- Phương diện kĩ thuật:
Để tiến
khai ng sản bằng phương p lộ , t mặt ñất, ở ng i
hoặc ở trong
n giới mỏ người ta ñ h o v ng mỏ cần thiết phục vụ mục
ñ lấy k ng sản ñ b t ng ñất ñồng thời vận chuyển ng ñến kho chứa hoặc
thải ng h p hố v g nh ñ g i mỏ lộ
- Phương diện hành chính:
Mỏ lộ thiên là một ñơn vị hành chính, một ñơn vị kinh doanh ñộc lập, chịu trách
nhiệm khai thác một phần hay toàn bộ khoáng sàng bằng phương pháp lộ thiên.

10
8
4
1
6
9
7
5
3
2

Hình 1.3. Sơ ñồ tổng quát của m
t mỏ l thiên
Các ký hiệu: 1– Khai trường MLT ; 2– Hệ thống ñường hào cơ bản; 3 – Ga (vận tải) ; 4–
Khu chứa KSCI ; 5 – Xưởng cơ khí ; 6– Bãi thải dất ñá ; 7– Nhà máy (xưởng tuyển) ; 8–
Biên giới ñất ñai của mỏ; 9– Mặt bằng sân công nghiệp; 10– Biên giới MLT.

2. Các thành ph n và thông số cơ bản của mỏ l thiên
2.1. T ng và phân t ng

ầng khai th c lộ ñ c tiến t xuống dưới theo t ng lớp,
lớp
v t trước lớp dưới 1 khoảng nhất ñịnh, tạo dạng bậc thang, m i bậc thang
như vậy g i một tầng
Phân tầng là một phần của tầng ñ c chia theo chiều cao. ệc chia tầng thành phân
tầng có nhiều mục ñích khác nhau:
+ Để t
ng cường ñộ khai thác.
+ Giảm t n thất và làm nghèo khoáng sản khi khai thác vỉa mỏng, thoải.
+ Nâng cao ñộ n ñịnh của sườn tầng khi khai thác qua các lớp ñá yếu.
- Các thành phần của tầng:
+ Mặt tầng (mặt tầng trên và mặt tầng dưới);
+ Sườn tầng;
+ Mép tầng (mép trên của tầng và mép dưới của tầng);
+ Góc dốc sườn tầng;
+ Chiều rộng và chiều cao của tầng.
- Phân loại: có 2 loại tầng:
+ Tầng công tác: tầng trên ñó có tiến hành công tác khai thác và bóc ñá, nói cách
khác, trên tầng công tác có bố trí các thiết bị mỏ làm việc như máy khoan, máy xúc, thiết bị
vận tải và các thiết bị phụ tr
khác, do ñó mặt tầng công tác phải ñủ rộng.
+ Tầng không công tác: tầng trên ñó không tiến hành công tác khai thác và bóc ñá,
tuỳ vào chức năng nhi m vụ của từng tầng mà người ta gọi là ñai vận tải, ñai bảo v , ñai dọn
sạch, Chiều rộng mặt tầng không công tác nhỏ hơn rất nhiều so với chiều rộng mặt tầng công
tác.

Hình 1.4. Các yếu tố của tầng

1-Mặt trên của tầng; 2-Mặt dư
ới của tầng;
3-Sườn tầng trong ñất ñá; 4-Mép trên của
tầng; 5-Mép dưới của gương xúc; 6-Mép
trên của gương xúc; 7-Sườn tầng trong
quặng; 8- máy xúc tay gàu; 9- Ôtô tự ñổ.


2.2. B mỏ
- Khái niệm: Tập h
p tất cả các tầng về một phía của mỏ gọi là bờ mỏ.
- Phân loại:
+ Bờ công tác là bờ mỏ trên ñó có các tầng ñang công tác. Trên bờ công tác có thể có
một số tầng không làm vi
c hoặc ñã ở vị trí kết thúc.
+ Bờ không công tác: trên ñó có các tầng không làm việc (còn gọi là bờ dừng), nếu ở
vị trí kết thúc (biên giới mỏ) thì gọi là bờ kết thúc.
Góc tạo bởi ñường xiên nối t
chân tầng thấp nhất tới mép tầng cao nhất với ñường
thẳng nằm ngang gọi là góc bờ mỏ. Góc của bờ công tác gọi là góc công tác (ϕ), góc của bờ
dừng gọi là góc dừng (γ), nếu ở vị trí kết thúc mỏ gọi là góc kết thúc (γ
kt
).
8
m
3
6
c

γ
4
5
1
γ
ϕ
t
9
7
Hc
α
Hk
2

Hình 1.5. y u tố của khai trường mỏ l thi n
Trong ñ

1,2- biên giới trên của khai trường mỏ, m ;
1-4 ; 2-3- bờ kết thúc của mỏ, m ;
3-4- kích thước cuối cùng của ñáy khai trường (ñáy mỏ), (biên giới ñáy
mỏ) ;
2, bờ không công tác của mỏ ;
5- tầng không công tác của mỏ ;
6- tầng công tác của mỏ ;
8- ñai vận tải ;
α- góc nghiêng sườn tầng, ñộ ;
φ- góc nghiêng bờ công tác, ñộ ;
γ
, γ
T

- góc bờ vách và bờ trụ khi kết thúc khai thác mỏ, ñộ; m -
2.3. Biên giới mỏ
- Biên giới mỏ là vị trí không gian của mỏ lộ thiên.
- Biên giới của mỏ ñ
c xác ñịnh thông qua:
+ Đường giới hạn trên mặt ñất.
+ Đường giới hạn ñáy mỏ.
+ Chiều sâu khai thác. (kết thúc)
+ Bờ mỏ.(kết thúc)
- Biên giới mỏ ñến lúc kết thúc khai thác gọi là biên giới cuối cùng, chiều sâu mỏ lúc
ñó gọi là chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ, bờ mỏ ứng với chiều sâu kết thúc gọi là bờ
kết thúc.
3. Các giai ñoạn khai thác của mỏ LT
Để khai thác khoáng sàng bằng phương pháp lộ thiên phải tiến hành qua các giai ñoạn
sau:
- Giai ñoạn XDM: Tuỳ theo qui mô, ñiều ki
n tự nhiên và k thuật mà giai ñoạn này
có thể kéo dài 2 ñến 3 n m hoặc hơn.
+ Tháo khô mỏ, chu n bị mặt bằng (di dời các công trình trên mặt, nắn sông
suối, ).
+
dựng ng h dụng v ng nghiệp (khu d cư, v n ng
nghiệp, kho ng, xưởng )
+ Lắp ñặt thiết bị (thiết bị khai thác,xưởng sửa chữa, ñường dây ñiện, ñường
dây thông tin, và các thiết bị phụ tr khác).
+ Mở vỉa khoáng sàng (xây dựng tuyến ñường hào ra vào mỏ, tạo tuyến công
tác ñầu tiên, bóc khối l
ng ñất ban ñầu, )
- Giai ñoạn ñưa mỏ vào sản xuất và ñạt sản lượng thiết kế: Giai ñoạn này mỏ bắt ñầu
hoạt ñộng kinh doanh với sản l ng ban ñầu nhỏ hơn sản l ng thiết kế, ñồng thời tiếp tục

ñầu tư b
sung ñể hoàn thành nốt một số công trình như:
+ Lắp ñặt thêm thiết bị
+ Mở thêm tuyến công tác
+ Hoàn thiện mặt bằng công nghiệp.
Giai ñoạn này kéo dài cho tới khi hoàn tất các công việc xây dựng cơ bản và mỏ ñạt
sản l
ng thiết kế.
- Giai ñoạn sản xuất bình thường: Thời gian của giai ñoạn này tuỳ thuộc trữ lượng
mỏ và qui mô sản xuất của mỏ. Sản lượng mỏ (quặng và ñất ñá) của giai ñoạn này có thể
không ñổi trong suốt quá trình sản xuất hoặc thay ñổi theo từng thời gian nhất ñịnh (ñối với
mỏ có tuổi thọ lớn).
- Giai ñoạn kết thúc mỏ: Nội dung công vi
c của giai ñoạn này là:
+ ận thu phần ng lại ở dưới ñ mỏ v dưới trụ bảo vệ
+ d thiết bị v xưởng
+ Phục hồi ñất ñai, khắc phục các hậu quả gây ra do hoạt ñộng của mỏ ñối với môi
trường sinh thái.
4. Các ñặc ñiểm của KTLT so với KTHL
4.1. Ưu ñiểm
- An toàn lao ñộng cao và ñiều kiện sản xuất tốt do không gian khai thác rộng.
- N
ng suất lao ñộng trong các mỏ lộ thiên cao hơn, giá thành khai thác 1 ñơn vị sản
ph
m thấp hơn do mỏ lộ thiên có khả n ng cơ giới hoá cao, sử dụng các thiết bị khai thác có
n
ng suất cao
- Thời gian xây dựng mỏ lộ thiên nhỏ hơn thời gian xây dựng mỏ hầm lò có cùng
công suất. Chi phí cho xây dựng cơ bản nhỏ hơn so với xây dựng mỏ hầm lò.
- Dễ dàng tiến hành khai thác chọn lọc, có thể tiến hành tách riêng các loại quặng

khác nhau trong quá trình khai thác, vì vậy giảm ñ
c t n thất và làm nghèo khoáng sản.
- Đ
c phép khai thác những khoáng sản mà phương pháp KTHL không ñ c phép
khai thác (mỏ có khí và bụi n
, khí ñộc ).
4.2. Nhược ñiểm của phương pháp KTLT
- Phụ thuộc vào ñiều kiện khí hậu và thời tiết.
- Khó kh
n trong việc bố trí bãi thải ñể chứa ñất ñá bóc của mỏ.
- Cần thiết phải ñầu tư chi phí cơ bản lớn trong một thời gian ngắn.
5. Ph
n loại mỏ l th n
5.1.Theo ñi
u kiện ñịa hình mặt ñất
- Mỏ có ñiều kiện ñịa hình bằng phẳng.
- Mỏ có ñiều ki
n ñịa hình sườn dốc.
- Mỏ có ñiều ki
n ñịa hình ñỉnh núi.
- Mỏ có ñiều ki
n ñịa hình dồi núi mấp mô.
5.2. Theo vị trí tương ñối giữa mặt ñất với thân quặng
- Mỏ có thân quặng lộ ra trên mặt ñất.
- Mỏ có thân quặng bị vùi lấp nông.
- Mỏ có thân quặng bị vùi lấp sâu
5.3. Theo góc cắm của khoáng sàng
- Mỏ có thân quặng nằm ngang và dốc thoải khi góc cắm nhỏ hơn 8
0
-10

0
).
- Mỏ có thân quặng dốc nghiêng (góc cắm từ 10
0
÷ 25 -30
0
).
- Mỏ có thân quặng dốc ñứng (góc cắm ≥ 25
0
÷ 30
0
)
5.4. Theo chi u dày thân quặng
- Mỏ có thân quặng rất mỏng (m ≤ 2 - 3m)
- Mỏ có thân quặng mỏng khi khai thác bằng 1 tầng hoặc 2 phân tầng.
- Mỏ có thân quặng dày trung bình khi khai thác bằng 2 tầng hoặc nhiều phân tầng.
- Mỏ có thân quặng dày khi tiến hành khai thác t
3 tầng hoặc nhiều phân tầng.
5.5. Theo hình dáng thân quặng
- Mỏ có thân quặng dạng (kích thước 3 hướng gần như nhau).
- Mỏ có thân quặng dạng vỉa (kích thước 2 hướng thì lớn, hướng còn lại kém phát
triển).
- Mỏ có thân quặng dạng ống, trụ (kích thước phát triển chủ yếu theo 1 hướng).
5.6. Theo cấu t o
- Mỏ có cấu tạo ñơn giản (thân quặng ñồng nhất, không có ñá kẹp xen lẫn).
- Mỏ có cấu tạo phức tạp (thân quặng gồm nhiều loại có chất lượng khác nhau hoặc
có ñá kẹp xen k
khoáng sản, cần thiết phải tiến hành khai thác chọn lọc).
5.7. Theo thành ph
n hoá h c

- Mỏ kim loại ñen (sắt, mangan, crôm, titan, )(thạch khê, Cổ ñịnh, ven biển Bình
Định)
- Mỏ kim loại màu (ñồng, chì, kẽm, nhôm, niken ) ( Đồng Sin Quyển, bauxit, niken
Bản Phúc )
- Mỏ kim loại quí (vàng , bạc, platin) (
- Mỏ quặng phóng xạ (uran, tôri)
- Mỏ kim loại hiếm và nhẹ (tiricôni, tântn, liti, )
- Mỏ vật li
u xây dựng (ñá vôi, ñá granit, ñất sét, cát sỏi, )
- Mỏ nguyên li
u luy n kim (ñá vôi, ñôlômit, grafit, ñất chịu lửa, cao lanh, )
- Mỏ nguyên li
u công nghi p (barit, nguyên li u cách ñi n và quang học, kim cương,
mica, )
- Mỏ nguyên li u cho công nghi p hoá học và thực phẩm (phôtphorit, apatit, lưu
huỳnh, pirit, muối khoáng vật,
- Mỏ nhiên li
u: than bùn, than ñá, than nâu, di p thạch cháy,
Tuỳ theo ñịa hình mặt ñất, chiều sâu vùi lấp thân quặng, góc cắm và chiều dày của
thân quặng, cũng như hình dạng và thành phần hoá học của nó mà người ta lựa chọn phương
pháp khai thác và thiết bị sử dụng cho mỏ lộ thiên.

Hình 1.6. Nh ng dạng thế nằm chủ yếu của khoáng sản
6. Sơ ñồ công nghệ và phương tiện cơ giới hoá trên mỏ l
thiên
6.1. Sơ
công nghệ

Hình 1.7. Sơ ñồ công nghệ khai thác
6.2. Phương tiện cơ giới hoá trên mỏ lộ thiên
+
phương tiện cơ giới thiết bị cơ bản tiến g mỏ
- Mục ñích:
+ Cơ giới hiện ñại thì mới có khả n
ng khai thác khoáng sản bằng phương pháp lộ
thiên với quy mô lớn.
Chu
ẩn bị ñất ñá v
à
quặng ñể xúc bốc
Xúc

và b
ốc l
ên
phương tiện vận tải


Vận tải
Gia công chế biến Đổ thải vào bãi thải

Ch
ất v
ào kho thành
phẩm
Tháo khô và thoát
nước
+ ệc thiện cơ giới m giảm nhẹ lao ñộng của ng nh n, tăng năng suất
lao ñộng, giảm chi
khai cho 1 tấn k ng sản v tăng mức tiết kiệm của
phương
KTLT
- Mức ñộ và hình thức cơ giới hoá công tác mỏ ñ
c xác ñịnh:
+ Bằng các kết quả kinh tế của phương pháp lộ thiên.
+ Chiều sâu và các thông số khác của mỏ.
+ Sản l
ng của nó, phương pháp mở vỉa và hệ thống khai thác.
- Nguyên tắc tiến hành cơ giới hoá: t
ñơn giản ñến phức tạp, t cơ khí hoá t ng khâu
riêng biệt tới cơ khí hoá toàn bộ quá trình công nghệ.
- Sơ ñồ cơ giới hoá: Sự kết h p các thiết bị và máy móc ñ c thực hiện cơ giới hoá
quá trình sản xuất t
khi bắt ñầu ñến khi kết thúc.

Đặc ñiểm cơ bản của cơ giới hoá toàn bộ là:
+ Số l
ng, công suất và các thông số làm việc của thiết bị trong các khâu công nghệ
liền nhau có mối quan hệ và sự phối h
p h p lý.
+ Các mối quan hệ này ñ

c xác ñịnh theo thông số của máy, công suất, cũng như
ñơn giá và mức tiết kiệm của chúng.
- Những sơ ñồ cơ giới hoá ñ c xác ñịnh bởi các yếu tố sau:
+ Phương pháp tiến hành công tác mỏ;
+ Độ cứng của ñất ñá;
+ Quy mô công tác mỏ, những yếu tố thế nằm của khoáng sản.
6.2.1. Khâu làm tơi ñất ñá và khoáng sản có ích
+Có thể dùng phương pháp cơ giới: dùng máy xúc, máy xới, …;
+ Bằng khoan n
mìn công nghệ sử dụng là máy khoan kết h p với chất n và
phương tiện n
với ñất ñá có ñộ cứng f = (7÷14);
+ Phương pháp thuỷ lực: dùng súng bắn nước, ống thẩm thấu, …;
+ Phương pháp vật lý: dùng xung ñi
n, siêu âm, …;
+ Phương pháp hoá học: chất trương nở, …
6.2.2. Khâu xúc bốc
Vi
c xúc bốc ñất ñá hoặc khoáng sản có 2 nhi m vụ:
+ Xúc ñất ñá ñã ñược làm tơi ở gương tầng vào thùng của phương ti
n vận tải thường
bằng máy xúc.
+ Xúc ñất ñá mềm và tơi không cần làm tơi sơ bộ, máy xúc sẽ xúc bốc trực tiếp t

khối nguyên.
Để cơ giới hoá khâu xúc bốc:
+ Dùng máy xúc: máy xúc một gầu-máy xúc tay gầu, máy gầu treo, máy xúc nhiều
gầu kiểu xích hay kiểu rôto, máy xúc tải, máy chất tải,
+ Các thiết bị xúc bốc thuỷ lực: máy xúc thuỷ lực gầu thuận, gầu ngược, máy bốc, có
dung tích từ 1÷2 ñến 35÷100 m

3
, máy bơm bùn, súng bắn nước, tàu cuốc, …, máy khoan
xoắn ruột gà,…
6.2.3. Khâu v
n t i
Đ
c tiến hành vận chuyển khoáng sản, ñất ñá t gương khai thác ñến kho chứa
khoáng sản hoặc là bãi thải bằng:
+ Đường sắt: sử dụng các loại ñầu máy hơi nước, ñiện ácquy, ñiện cần vẹt, ñiêzen,
…;
+ Ôtô: ôtô tự lật, ôtô kéo moóc, ôtô cần vẹt, ;
+
ận tải liên tục: bằng băng tải, vận tải bằng sức nước, trục kíp,…
6.2.4. Khâu thải ñá
c ñổ ñất ñá thải vào bãi thải gọi là công tác thải ñá.
Công tác thải ñá sử dụng: máy xúc (một gầu hoặc nhiều gầu), tàu gạt, thiết bị thải
chuyên dùng (cầu thải ñá, công sơn thải ñá,), máy ủi và các thiết bị khác…
Một số mỏ lộ thiên còn ñảm nhận khâu gia công, chế biến quặng như: với mỏ than thì
tuyển, phân loại, ; mỏ quặng thì tuyển, làm giàu chất l
ng, phân loại, …; mỏ ñá thì nghiền
sàng, phân loại theo cỡ,…

Hình 1.
. Các quá trình sản xuất trên mỏ l thiên
1- khu vực c tầng phủ 2- khu vực xúc bốc tầng ñất mền trên mặt; 3- khu vực khoan và n
mìn; 4- khu vực xúc bốc và vận tải; 5- khu vực xúc bốc và
thải của máy xúc cần dài; 6-
khu vực xúc bốc quặng;
khu vực thải và hoàn th .

I.3. KHOÁNG SẢN VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA CHÚNG
1. Định nghĩa khoáng sản
Khoáng sản có ích (KSCI) là những tài nguyên thiên nhiên, có nguồn gốc thạch học
từ lòng ñất, có thể khai thác và chế biến một cách hiệu quả ñể sử dụng vào mục ñích khác
nhau của con người.
Mộ
cách cụ thể với khai thác lộ thiên thì KSCI là những khoáng chất và ñất ñá thu
hồi ñược trong quá trình khai thác lộ thiên, ñược sử dụng một cách trực tiếp hoặc gián tiếp
qua quá trình gia công chế biến, phục vụ cho các mục ñích khác nhau như công nghiệp,
nông nghiệp, xây dựng, NCKH, quốc phòng,
Ngày nay KSCI không chỉ là những tài nguyên khai thác t
lòng ñất, mà còn mở rộng
cho những tài nguyên lắng ñọng từ ñáy biển và thềm lục ñịa (kết hạch sắt, magan, titan, …)
cho tới các hoá chất hoà tan trong nước và bản thân nước nữa.
Sự phân biệt giữa khoáng sản và ñất bóc (ñá thải) chỉ là tương ñối. Với sự tiến bộ của
công nghệ khai thác và chế biến nhiều loại ñất ñá bóc bắt ñầu ñ c sử dụng như khoáng sản
và số l
ng này ngày càng t ng.
KSCI ñóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Quy mô khai thác và
chế biến chúng phản ánh trình ñộ sản xuất vật chất, sự giàu có và sự phát triển kinh tế của
một quốc gia.
Theo thành ph
n hoá học và mục ñích sử dụng người ta chia ra các loại khoáng sản
sau ñây:
a- Khoáng sản chứa kim loại (quặng) gồm có:
- Quặng kim loại ñen: chứa sắt, m
ng gan, crôm, titan;
- Quặng kim loại màu: chứa ñồng, chì, kẽm, nhôm, niken, thuỷ ngân;
- Quặng kim loại quý: chứa vàng, bạc, platin;
quặng phóng xạ chứa uranium, tôli;

- Quặng chứa kim loại quí hiếm và nhẹ: tilicôni, tantala, …
b- Khoáng sản phi kim loại
+ Dùng làm vật li
u xây dựng : granít, ñá vôi, ñá sét, cát sỏi, … ;
+ Nguyên li
u dùng cho công nghi p : ñá vôi ñônômit, fluôrit, grafit, manhêtít, ñất
sét, cao lanh,…,
+ Nguyên li
u dùng cho nông nghi p: atbét, barit;
+ Nguyên li u cách ñi n và quang học: kim cương, mica …
+ g liệu cho ng nghiệp học v thực phẩm: forit, apatit, lưu huỳnh,
pirit, muối kho
g
c Nhóm khoáng sản nhiên liệu
Dùng làm nguyên li
u chất ñốt: than ñá, than bùn, di p thạch, than nâu.
2. Các chỉ tiêu chất lượng m
t số khoáng sản thông dụng
- Chất lượng khoáng sản là tổng hợp các tính chất xác ñịnh mức ñộ thuận lợi hay khó
khăn và hi
u quả kinh tế khi sử dụng.
vd : + Chỉ tiêu chất l
ng than: ñộ tro, ñộ m, cỡ hạt than, nhi t năng, tạp chất
khoáng vật, lưu huỳnh, chất bốc.
+ Chỉ tiêu chất lượng quặng: ñó là thành phần hoá học, thành phần khoáng vật
và một số tính chất khác.
- Tính chất có ích: một số tính chất thể hi
n chất lượng của khoáng sản.
- Tính chất có hại: một số tính chất khác làm phức tạp hoặc làm ñắt thêm khi khai
thác và chế biến nó

Phân lo
i chất lượng của
a- Chất lượng tuyệt ñối: ñ c ñặc trưng bằng t ng h p các chỉ tiêu có tính chất khách
quan như thành phần hoá học, tính chất cơ lý, ñặc trưng công ngh
,
b- Chất lượng tiêu thụ (chất lượng yêu cầu): ñược ñặc trưng bởi một hay một số chỉ
tiêu nào ñó theo yêu cầu sử dụng.
c- Chất lượng toàn ph
n: ñược ñặc trưng cho cả quá trình khai thác, vận tải, chế biến,
tiêu thụ KSCI, thông qua chi phí toàn phần cho 1 tấn KSCI thương ph
m.
C
tp
= C
kt
+ C
vt
+ C
cb
> C
min
, ñồng/tấn ; (1)
Trong ñó:
C
tp
- chí phí toàn phần cho một tấn KSCI thương ph
m, ñồng/tấn ;
C
kt
- chi phí khai thác, ñồng/tấn ;

C
vt
- chi phí vận tải, ñồng/tấn ;
C
cb
- chi phí chế biến, ñồng/tấn.
3. Các phương pháp xác ñịnh chất lượng của khoáng sản
3.1. Phương pháp so sánh riêng ph
n ương pháp vi
Đánh giá các chỉ tiêu chất l
ng thực tế và chất l ng quy ñịnh theo tính chất có ích
và tính chất có hại của một khối l
ng khoáng sản nhất ñịnh.
Nếu ta gọi (n) là số lượng tính chất có ích trong KSCI thì (i = 1, 2, 3, n), trong ñó
(i) là tính chất có ích thứ i khi xem xét của KSCI. Còn (m) là số lượng tính chất có hại trong
KSCI thì (j = 1, 2, 3, m), trong ñó (j) là tính chất có hại thứ j khi xem xét của KSCI.
KSCI có chất lượng khi:
q
ci
≥ q
cñmi
v q
chj
≤ q
chñmj
(2)
Trong ñó:
q
ci
, q

cñmi
- chỉ tiêu chất l ng thực tế và ñịnh mức của thành phần có ích thứ i,
% ;
q
chj
, q
chñmj
- chỉ tiêu chất l
ng thực tế và ñịnh mức của thành phần có hại thứ
j, %.
3.2. Phương pháp ñánh giá tổng hợp
ph
Dựa trên cơ sở tính toán các chỉ tiêu chất l ng khác nhau thể hiện ảnh hưởng của
chúng ñến kết quả sản xuất và hiệu quả của nền kinh tế quốc dân.
Là phương pháp so sánh giữa giá trị thực tế toàn phần KSCI và giá trị của sản phẩm
cuối cùng theo yêu cầu:
Z
b.qa.q
q
m
1j
jjch
n
1i
iic
pt
∑∑
==
−
= , % ; (3)

Trong ñó:
q
tp
- chỉ tiêu chất lượng thực tế toàn phần của KSCI, % ;
a
i
, b
i
- giá trị của thành phần có ích thứ i và có hại thứ j , ñồng ;
Z- giá thành của sản phẩm cuối cùng theo yêu cầu, ñồng.
KSCI ñạt chất có chất lượng: q
tp
≥ 1 và khi các chỉ tiêu chất lượng thành phần có ích
và có hại không vượt quá giới hạn chỉ tiêu ñịnh mức tương ứng: q
ci
≥ q
cñmi
và q
chj
≤ q
chñmj
.
Ví dụ: Chỉ tiêu chất lượng của một số KSCI thông dụng:
- Quặng sắt: hàm lượng nhỏ nhất của sắt khi ñưa ra luy
n ñối với các loại quặng
ñược quy ñịnh như sau:
+ Quặng Hematít-manhêtít (Fe
3
O
4

): 56÷60% ;
+ Quặng sắt ñôlônit: 45÷50%;
+ Quặng quăczit: 50÷64 %;
+ Quặng Siñêrit (FeCO
3
): 33÷35%;
- Quặng
ng: có hàm lượng ñồng (Cu) lớn hơn 2% là quặng giàu, 1÷2 % có hàm
lượng trung bình, 0,7÷1% có hàm lượng nghèo, < 0,7 % có hàm lượng rất nghèo.
- Đá vôi: Nếu dùng ñể rải ñường thì σ
n
> (400÷600) kG/cm
2
, hệ số hút nước W ≤ 3%,
hệ số biến mền (0,6÷0,7), trọng lượng riêng γ ≤ 2,1 tấn/m
3
, Nếu dùng ñể sản xuất Cacbua
- Canxi thì hàm l
ng CaO > 53%, SiO
2
< 1,5%, Mg <1,0%, SO
3
<1,0%,
- Than: Chủng loại than ñ
c quy ñinh bởi ñộ tro A
K
(%) như: cám 1-8%, cám 2-
10%, cám 3a-13%, cám 3b-15%, cám 3c-18%, cám 4a-22%, cám 4b- 26%, cám 5- 33%,
m 6a- 40%, cám 6b- 45%; cục 2a- 8%, cục 2b- 10%, cục 3- 5%, cục 4a- 6%, cục 4b- 12%,
cục 5a-

, cục 5b- 12%, cục xô ( 25mm)- 13%.
I.4. ĐẤT ĐÁ MỎ
1. Định nghĩa
Những khoáng chất và ñất ñá thu hồi ñ
c trong quá trình khai thác mà không phải là
KSCI thì gọi là ñất ñá mỏ.
Đất ñá mỏ rất ña dạng, nói chung có thể chia làm hai loại: ñá gốc và ñá phủ.
Đá gốc thường có chiều dày lớn, ñặc sít và có ñộ cứng lớn bao gồm 3 loại ñá: ñá mác
ma, ñá biến chất và ñá trầm tích.
Đá phủ là lớp ñất ñá phong hoá có chiều dày không lớn, thường bở rời do quá trình
phong hoá tại ch
, hoặc bồi tích, sườn tích.
Những ñặc trưng cơ bản của ñất ñá mỏ là: mật ñộ, ñộ r
ng, ñộ ẩm, ñộ mài mòn, ñộ
dính kết, ñộ dòn, ñộ
n ñịnh, ñộ kiên cố, hệ số nở rời,… Những ñặc trưng ñó là cơ sở ñể lựa
chọn phương pháp và phương ti
n k thuật ñể phá vỡ và tách chúng ra khỏi nguyên khối ñể
xúc bốc, chuyên chở và chất chúng vào bãi thải.
Đối với ngành KTLT tất cả ñất ñá ñược chia thành ba nhóm: (theo Vi n sĩ Liên Xô
B.B Pjievxki):
+ Nhóm 1- Đất ñá cứng và cứng vừa (ở trạng thái tự nhiên);
+ Nhóm 2- Đất ñá ñã bị phá vỡ hay ñất ñá tơi vụn (thành tạo từ nhóm trên do quá
trình tự nhiên, nhân tạo);
+ Nhóm 3- Đất ñá ñặc sít, mềm và bở rời.
Mỗi một nhóm ñất ñá nói trên ñòi hỏi những phương pháp và phương ti n khác nhau
ñể khai thác chúng.
2. Tính chất của ñất ñá cứng và cứng vừa
Đất ñá thuộc loại cứng bao gồm phần lớn các ñá biến chất, ñá trầm tích (thạch anh),
granít,…, sa thạch, silic, … giới hạn bền nén một trục trên mẫu bão hoà nước là 500 kG/cm

2
.
Đất ñá loại cứng vừa gồm các loại ñất ñá biến chất bị phong hoá, các ñá trầm tích
nguyên sinh như ñá phiến sét thạch, phiến sét thạch pha cát, sa thạch vôi, d
m kết, … giới
hạn bền nén một trục trên mẫu bão hòa nước là 200÷500 kG/cm
2
.
Đặc trưng công ngh
của ñất ñá cứng và cứng vừa là phải làm tơi sơ bộ trước khi khai
thác.
Bảng 1: Phân loại ñất ñá theo mức nứt nẻ trong nguyên khối
ấp nứt
nẻ
Mức ñộ nứt nẻ
Kh.cách
T.bình
các kẽ nứt,
cm
Số khe
nứt trên 1
m
Tỉ l
% các khối nứt
có kích thước, cm
30 70 100
I Rất mạnh ≤ 10 > 10 <10
≈ 0
0
II Mạnh

10÷15 2÷10 10÷70
<30 <5
III Vừa
50÷100 1÷2 70÷100 30÷80 5÷40
IV Ít
100÷150 1÷0,65
100
80÷100 40÷100
V Đá nguyên khối >150 <0,65 100 100 100
3. Tính chất của ñất ñá ñã bị phá vỡ
Do kết quả của n
mìn, hoặc phá vỡ bằng cơ giới hay bởi các lực tự nhiên khác, ñất
ñá cứng trở thành tơi vụn và do vậy thuận lợi cho vi
c xúc bốc và vận chuyển chúng.
Các ñặc trưng công ngh
của ñất ñá tơi vụn là ñộ dính kết cỡ hạt và ñộ bền trong mẫu
của chúng.
Theo ñộ dính kết người ta phân ñất ñá tơi vụn làm 3 cấp:
- Cấp I: Đất ñá ở dạng rời, có nhiều khe hở không khí xen giữa các cục ñá. Khi ñắp
ñống, ñất ñá có xu hướng l
n và tạo thành sườn dốc rõ nét. Hệ số nở rời K
r
= 1,4÷1,65.
- Cấp II: Đất ñá ở dạng rời hơi dính kết, có ít kẽ hở xen kẽ. Khi ñắp ñống không có
sườn dốc rõ nét. H
số nở rời K
r
= 1,2÷1,3.
- Cấp III: Đất ñá bị phá vỡ nhưng không hoàn toàn tách khỏi nhau. Độ nứt nẻ tăng
lên, nhưng vẫn duy trì ñược sự dính kết giữa chúng. Đống ñá có sườn dốc thẳng ñứng. H

số
nở rời K
r
= 1,03÷1,05.
Theo cỡ ñá, ñất ñá ñược phân làm 5 cấp ( bảng 2).
Bảng 2
Cấp hạt Cỡ hạt
Kích thước cục ñá, cm
H
số nở rời K
r
Lớn nhất Trung bình
I Rất nhỏ
< 40
÷
60
10 1,4
II Nhỏ
< 60
÷
100 15
÷
25
1,45
III Trung bình
< 100
÷
140 25
÷
35

1,5
IV Lớn
150
÷
200 40
÷
60
1,5
V Rất lớn
250
÷
350 70
÷
90
1,5


4. Tính ch t của ñá ñặc sít, mềm và bở rời
Đất ñ
ñặc bao gồm ñất cứng, ñ phấn than v than ñ , quặng chứa Độ
bền
một trục t 50÷200 kG/cm
2
.
ới các thiết bị xúc bốc có lực cắt lớn hơn 3÷4 kG/cm
2
thì có thể xúc trực tiếp mà
không cần làm tơi sơ bộ.
Đất ñá mềm bao gồm các loại sét pha, cát pha, than mềm, các ñá biến chất, … ñã bị
phân huỷ,…giới hạn bền nén một trục là 10÷15 kG/cm

2
, có thể xúc bóc trực tiếp với lực cắt
không nhỏ hơn 2÷3 kg/cm
2
, khi khô sẽ trở thành ñá cứng vừa, nhưng khi gắp nước sẽ bị
trương nở và mềm trở lại.
Đất ñá chứa sét không ñặc sít có ñộ bền nén không lớn hơn 10 kG/cm
2
. Loại ñất này
có ñộ ẩm cao, dễ thấm rã, khó tháo khô, ñặc bi
t không ổn ñịnh trong tình trạng bão hoà
nước.
Đất ñá mềm tơi như sét á sét, cát pha sét, … bị mất lực dính kết tự nhiên khi có ñộ ẩm
cao. Loại ñất ñá này mật ñộ và lực dính kết ñ
c tặng lên trong ñiều kiện ñộ ẩm không quá
lớn, không có dòng nước ngầm và ñược ñắp ñống cao trong thời gian dài.
Cát ñồng nhất thuộc loại ñất ñá rời, lực dính hầu như không có.

CHƯƠNG II
BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN

II.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BIÊN GIỚI MLT VÀ HỆ SỐ BÓC ĐẤT ĐÁ
1. Biên giới mỏ l
thiên
1.1. Khái niệm
-
ệc khai KSCI có thể tiến hành bằng:
+ Phương pháp Lộ thiên,
+ Phương pháp Hầm lò
+ Phương pháp phối h

p cả Lộ thiên và Hầm lò.
- Những khoáng sàng có thể khai thác hoàn toàn bằng khai thác lộ thiên:
+ Vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp ñất phủ không lớn;
+ Hoặc khi vỉa có chiều dày lớn, khi thân quặng dạng
, dạng thấu kính, quặng
tập trung thành khối nằm gần mặt ñất.
⇒ thì áp dụng phương pháp khai thác Lộ thiên là có hiệu quả kinh tế nhất.
+ Ngoài ra, phương pháp khai thác lộ thiên còn ñ
c áp dụng ñể khai thác
những khoáng sàng có cấu tạo ñặc biệt, không thể khai thác bằng hầm lò như khoáng sàng
chứa quặng có tính tự bốc cháy, khoáng sàng có cấu tạo ñịa chất quá phức tạp, khoáng sàng
chứa loại quặng ñòi hỏi yêu cầu khắt khe về khai thác chọn lọc.
- Những khoáng sàng có thể khai thác phối hợp giữa phương pháp khai thác lộ thiên
và hầm lò:
+ Khoáng sàng có vỉa (hoặc mạch) cắm dốc và dốc ñứng.
+ Thân quặng ngày càng ăn sâu vào lòng ñất.
Tuy nhiên, dù khoáng sàng ñược khai thác chỉ bằng phương pháp Lộ thiên hay hỗn
hợp cả Lộ thiên và Hầm lò thì chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ Lộ thiên là xác ñịnh tuỳ
theo ñiều ki
n tự nhiên, kĩ thuật và kinh tế của khoáng sàng ñó và của ngành khai thác mỏ
nói chung. Chiều sâu ñó ñ
c gọi là biên giới theo chiều sâu của mỏ lộ thiên.
1.2. Phân lo
i biên giới mỏ Lộ thiên
Trong thực tế có thể xảy ra 3 trường h
p: biên giới theo ñiều kiện tự nhiên, biên giới
theo ñiều kiện kỹ thuật và biên giới theo ñiều ki
n kinh tế.
- Biên giới theo ñiều kiện tự nhiên là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể khai
thác ñ

c toàn bộ phần trữ l ng trong cân ñối của khoáng sàng mà vẫn mang lại hi u quả
kinh tế và không v
t ra ngoài khả n ng kỹ thuật ñược trang bị. Biên giới này thường gặp
khi khai thác những khoáng sàng có thân quặng nằm nông gần mặt ñất, các khoáng sàng
VLXD có cấu tạo dạng khối nổi trên mặt ñất. Các trường hợp này, vi c xác ñịnh BGM ñơn
giản và nhanh chóng.
- Biên gi i mỏ theo ñiều kiện kỹ thuật: phạm vi cuối ng của k ng ng c
thể tiến h nh khai bằng phương p lộ trong ñiều kiện trang thiết bị kỹ thuật
cho
- Biên giới mỏ theo ñiều kiện kinh tế: phạm vi cuối ng m mỏ lộ thể
mở rộng phạm vi hoạt ñộng tới ñ
với một hi u quả kinh tế nhất ñịnh, theo ñiều kiện gi
quặng khai ng v t g th nh cho Biên giới theo ñiều kiện kinh tế
là biên giới h
p lý của mỏ lộ thiên mà người ta cần xác ñịnh khi tiến hành thiết kế một mỏ
mới hay cải tạo, mở rộng một mỏ cũ.
Tuy nhiên, do tác ñộng của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật vào các chỉ tiêu kinh
tế, nên việc xác ñịnh biên giới h
p lý cho những mỏ lộ thiên có trữ l ng và thời gian tồn tại
lớn sẽ thiếu chính xác. Bởi vậy người ta ñưa ra khái niệm biên giới tạm thời và biên giới
triển vọng.
Biên giới tạm thời: là biên giới của 1 giai ñoạn sản xuất trong một số năm nhất ñịnh
(thường 8 ÷ 12 năm).
ới những mỏ lộ thiên có thời gian tồn tại lớn, người ta có thể phân
chia quá trình sản xuất ra nhiều giai ñoạn, ngăn cách nhau bằng biên giới tạm thời, sao cho
hi u quả hoạt ñộng kinh tế của m i giai ñoạn và của cả quá trình tồn tại của mỏ lộ thiên là
lớn nhất.
Biên giới triển vọng: của mỏ lộ thiên là biên giới cuối cùng xác ñịnh cho mỏ, trong
ñó ñã quan tâm tới tác ñộng của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật tới quá trình hoạt ñộng
kinh tế và kỹ thuật của mỏ trong tương lai. Biên giới triển vọng của mỏ lộ thiên là cơ sở ñể

quyết ñịnh qui mô ñầu tư xây dựng và sản xuất của mỏ, sơ ñồ bố trí t
ng mặt bằng và mặt
bằng công nghiệp mỏ, ñịnh hướng về qui mô và chất l
ng các công trình xây dựng và là cơ
sở ñể làm thủ tục pháp lý về tài nguyên và ñất ñai cho mỏ lộ thiên.
2. Hệ số bóc ñất ñá
2.1. Khái niệm
- Một trong những ñặc ñiểm quan trọng của phương pháp KTLT là:
+ Để thu hồi ñược KSCI từ lòng ñất, cần phải bóc ñất ñá phủ nằm phía trên và xung
quanh thân khoáng sản.
Vd: Lớp ñất phủ càng dầy, vỉa nằm càng dốc thì khối lượng ñất ñá phải bóc càng lớn.
+ Vốn ñầu tư cơ bản và chi phí sản xuất thường xuyên của MLT phụ thuộc chủ yếu
vào tỷ số giữa khối lượng ñất ñá phải bóc và khối lượng khoáng sản thu hồi ñược.
+ Mỏ lộ thiên càng thu ñược lợi nhuận lớn khi tỷ số ñó càng nhỏ. Ngược lại, lợi
nhuận mỏ lộ thiên càng giảm khi tỷ số ñó càng lớn và ñến một mức ñộ nào ñó thì mỏ lộ
thiên buộc phải ng
ng hoạt ñộng do tỷ số ñó quá lớn, làm cho giá thành khai thác vượt quá
giá thành cho phép.
Tỷ số giữa khối lượng ñất ñá bóc với khối lượng khoáng sản thu hồi ñược tương ứng
khi khai thác gọi là hệ số bóc ñất ñá (HSB), kí hiệu là K.
K =
Q
V
(m
3
/m
3
, T/T, m
3
/T);

g c g nghiệp than thường ng ñơn vị m
3
, trong ng nghiệp sắt v LXD
dùng ñơn vị T/T, trong khai thác kim loại màu và phi kim loại thường dùng m
3
/m
3
, trong
thiết kế BGM thường dùng ñơn vị m
3
/m
3
.
- Ý nghĩa hệ số bóc:
+ Giá trị HSB thể hiện mức ñộ thuận l
i hay khó kh n v ñiều kiện tự nhiên, thể hiện
trình ñộ khoa học kỹ thuật của ngành công ngh
mỏ.
+ HSB là cơ sở ñể so sánh- ñánh giá kinh tế trong KTLT, là cơ sở ñể xác ñịnh biên
giới mỏ, lập lịch khai thác dài và ngắn hạn cho mỏ cũng như ñể xây dựng kế hoạch giá thành
cho mỏ trong t
ng giai ñoạn sản xuất kinh doanh.
H
h
o
m
M
V
Q
γ

v
γ
t
c

Hình 2.1.Hệ số bóc trung bình
H
h
o
V
Q
γ
v
γ
t
k1
k1
V
k2
Q
k2

Hình 2.2. Hệ số bóc biên giới
H
h
o
V
γ
v
γ

t
T
Q
T
ϕϕ

Hình 2.3. Hệ số bóc thời gian
H
h
o
V
Q
γ
v
γ
t
o
o
α

Hình 2.4. Hệ số bóc ban ñầu
2.2. Phân lo
i HSB
2.2.1. Hệ s
bóc trung bình
HSB trung bình là tỷ số giữa khối lượng ñất ñá phải bóc với khối lượng khoáng sản
khai thác ñược trong toàn bộ phạm vi biên giới mỏ lộ thiên (hình 2.1)
K
TB
=

V
∑
∑
, m
3
/m
3
;
Trong ñó:
∑
v
∑
l
khối l ng ñất ñ v ng sản trong phạm vi n giới mỏ, c
ñịnh bằng phương
ño vẽ bản ñồ hoặc cắt ñịa chất
Ý nghĩa của HSB trung bình:
+ Làm chỉ tiêu ñánh giá tổng quát khả năng kinh tế trong suốt thời kỳ hoạt
ñộng của mỏ lộ thiên.
+ Phản ánh mức ñộ thuận lợi hay khó khăn về ñiều ki
n tự nhiên của khoáng
sàng.
+ Làm chỉ tiêu so sánh khi xác ñịnh BGM cho những khoáng sàng có vỉa nằm
ngang, dốc thoải, thân quặng dạng ổ, dạng thấu kính hoặc vỉa cắm dốc nghiêng và dốc ñứng
nhưng trữ lượng nhỏ.
Với khoáng sàng có vỉa kéo dài theo ñường phương, khối lượng ñất bóc 2 ñầu mỏ
không ñáng kể so với khối lượng ñất bóc toàn bộ, ñịa hình bằng phẳng thì HSB trung bình
có thể xác ñịnh theo biểu thức:
K
TB

=
(
)
[
]
( )
( )
1
2
2
0
−
−−
++
M
ccM
C
tVCC
γγ
; m
3
/m
3

Trong ñó:
H
C
– chiều sâu cuối cùng của mỏ lộ thiên, m ;
M – chiều dày của vỉa khoáng sản, m ;
m- chiều dày các lớp ñá kẹp, m ;

h
0
– chiều dày lớp ñất mặt, m ;
γ
V
, γ
T
– góc nghiêng bờ dừng phía vách và phía trụ vỉa.
K
H
He so boc, m3/m3
Chieu sau mo, m
Kbg= f(H)
Kt= f(H)
Kl= f(H)

2.2.2 Hệ số bóc biên giới,
BG
.
HSB biên giới là tỷ số giữa số gia khối lượng ñất bóc với số gia khối lượng khoáng
sản tương ứng thu hồi ñược khi mở rộng biên giới của mỏ trên một khoảng cách không gian
nào ñó (hình 2.2).
K
BG
=
k
k
Q
V
∆

∆
; m
3
/m
3

HSB biên giới ñ c dùng làm chỉ tiêu so sánh kinh tế- kĩ thuật khi tiến hành cải tạo
mỏ, mở rộng biên giới khai thác hoặc xác ñịnh biên giới cho mỏ khai thác theo giai ñoạn.
Khi chiều dày và góc dốc của vỉa không i, ñịa hình mặt ñất bằng phẳng thì trị số của HSB
biên giới tăng theo chiều sâu của mỏ.
Khi ñiều ki
n ñịa hình mặt ñất và vỉa có cấu tạo phức tạp thì HSB biên giới biến thiên
không theo qui luật.
Với những khoáng sàng có vỉa qui cách và kéo dài theo ñường phương, ñịa hình bằng
phẳng thì h
số bóc biên giới có thể xác ñịnh theo biểu thức:
K
BG
=
M
cc
TV
−
++ )(
γγ
; m
3
/m
3
;

Trong ñó:
H là chiều sâu của mỏ ở ñộ sâu tính toán, m. Khi góc cắm của vỉa α ≤ γ
T
thì lấy γ
T
=
α.
2.2.3. Hệ số bóc th
i gian
TG

HSB thời gian là tỷ số giữa số gia khối lượng ñất bóc với số gia khối lượng quặng
tương ứng khai thác ñược do sự phát triển của bờ công tác trên một khoảng cách thời gian
(hoặc không gian) nào ñó (hình 2.3)
K
TG
=
T
T
V
∆
∆
; m
3
/m
3

HSB thời gian là chỉ tiêu chủ yếu ñể ñánh giá kinh tế của mỏ lộ thiên qua các thời kì
sản xuất, phản ánh sự phân bố ñất bóc và khoáng sản trong t
ng n m, t ng giai ñoạn hay

trên t
ng tầng khai thác, là cơ sở ñể lập lịch kế hoạch dài và ngắn hạn cho mỏ lộ thiên. HSB
thời gian còn ñ
c dùng làm chỉ tiêu so sánh khi xác ñịnh BGM cho khoáng sàng có vỉa dốc
nghiêng và dốc ñứng.
HSB thời gian luôn thay i trong quá trình phát triển của MLT. Khi mỏ mới ñưa vào
sản xuất, HSB thời gian thường không lớn và ñạt giá trị cực ñại khi công trình mỏ phát triển
tới biên giới phía trên của mỏ, sau ñó giảm dần và ñạt giá trị cực tiểu khi mỏ bước vào giai
ñoạn kết thúc.
HSB thời gian ñ
c xác ñịnh bằng cách ño vẽ trực tiếp trên các lát cắt ñịa chất hoặc
trên bình ñồ phân tầng. Nếu khoáng sàng có vỉa kéo dài theo ñường phương thì có thể xác
ñịnh theo biểu thức:
K
TG
=
(
)
(
)
M
cccc
−
+
+
+
+
222111
α
ϕ

α
ϕ
; m
3
/m
3
.
Trong ñó:
ϕ
1
,ϕ
2
– góc nghiêng bờ công tác phía vách và phía trụ vỉa, ñộ;
H
1
, H
2
– chiều cao ñới công tác ở phía vách và phía trụ, m;
M,m – chiều dày của vỉa và của các lớp ñá kẹp ở ñộ sâu khai thác tương ứng,
m.
2.2.4. Hệ số bóc sản xuất
SX
HSB sản xuất là tỷ số giữa khối lượng ñất ñá phải bóc và khối lượng quặng tương
ứng khai thác ñược trong một giai ñoạn sản xuất nào ñó.
Thực chất K
SX
là giá trị trung bình của K
TG
trong từng giai ñoạn.
Với những mỏ lộ thiên nhỏ,thời gian tồn tại ngắn thì thời gian ổn ñịnh của HSB sản

xuất có thể kéo dài suốt cả ñời mỏ, trong trường hợp ñó người ta gọi là HSB sản xuất trung
bình và ñược tính theo biểu thức:
K
SX
=
0
0
VV
−
−
; m
3
/m
3
;
Trong ñó:
Q, V - khối lượng khoáng sản khai thác ñược và khối lượng ñất ñá phải bóc
trong toàn bộ phạm vi biên giới mỏ, m
3
;
Q
0
, V
0
– khối lượng khoáng sản thu hồi ñược và khối lượng ñất ñá phải bóc
trong thời kỳ XDM, m
3
.
2.2.
. Hệ s bóc ban ñầu

0
.
HSB ban ñầu là tỷ số giữa khối lượng ñất ñá bóc trong thời kỳ XDCB với khối lượng
khoáng sản khai thác ñược trong toàn bộ phạm vi biên giới mỏ (hình 2.4).
K
=
V
0
; m
3
/m
3
.
HSB ban ñầu phụ thuộc vào chiều dầy lớp ñất phủ, góc cắm của vỉa và vị trí mở vỉa
khoáng sàng. Khi mở vỉa bám vách, trụ vỉa thì HSB ban ñầu là nhỏ nhất.
Đối với một mỏ cụ thể thì HSB ban ñầu phản ánh mức ñộ thuận lợi hay khó khăn của
vi
c mở vỉa khoáng sàng, khối lượng XDCB. HSB ban ñầu cũng ñược dùng làm chỉ tiêu so
sánh khi xác ñịnh biên giới mỏ.
- Khối lượng ñất ñá bóc xây dựng cơ bản ñược xác
nh như sau:
V
XDCB
= V
n
– V
sx
(m
3
)

Trong ñó:
V
n
– Khối lượng ñất ñá bóc theo lịch khai thác hàng n
m toàn mỏ
V
sx
- Khối lượng ñất ñá bóc sản xuất
V
sx
= P
n
x K
sxhl

P
n
– Khối lượng khai thác theo lịch hàng n m của mỏ.

2.2.6. Hệ số bóc giới hạn
GH
.
gọi là HSB kinh tế hợp .
HSB giới hạn là tỷ số giữa khối lượng ñất ñá phải bóc tối ña cho phép V
max
và khối
lượng khoáng sản tương ứng khai thác ñược Q
KT
trong ñiều ki
n có lợi về kinh tế khi khai

thác khoáng sàng bằng phương pháp lộ thiên.
K
GH
=
MAX
Q
V
; m
3
/m
3

HSB giới hạn là một chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật quan trọng, nó phụ thuộc vào ñiều ki
n
kinh tế và kỹ thuật cụ thể của từng khoáng sàng, từng vùng mỏ, từng loại khoáng sản và
từng thời gian. Trong thiết kế, HSB giới hạn ñ c dùng làm chỉ tiêu chuẩn ñể xác ñịnh biên
giới cuối cùng của MLT.
HSB giới hạn ñược tính gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế, trong trường h
p t ng quát
ñ
c xác ñịnh theo biểu thức:
K
GH
=
b
aG
CP
−
; m
3

/m
3

Cơ sở kinh tế của HSB giới hạn là giá thành quặng khai thác không v
t quá giá
thành cho phép của nó, tức là:
C
K
= a + K
SX
.b ≤ G
CP
Trong ñó:
C
K
- Giá thành quặng khai thác lộ thiên, ñ/T;
G
CP
- Giá thành cho phép của loại khoáng sản ñ
c thiết kế khai thác, ñ/m
3
;
a- Giá thành riêng cho khâu khai thác khoáng sản, ñ/m
3
(không kể bóc ñá);
b – Giá thành bóc ñất ñá, ñ/m
3
.
II.2. NGUYÊN TẮC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN
1. Nguyên tắc xác ñịnh BGM l

thiên
1.1. Nguyên t
c chung
Đ
g hiệu quả kinh tế của phương giới mỏ lộ
+ n c v chỉ HSB ñất ñá và trị số giới hạn của nó ñể làm nguyên tắc so sánh.
+ Để ñảm bảo cho MLT luôn luôn thu ñ
c l i nhuận, kể cả thời kỳ khó khăn nhất,
thì HSB ñất ñá của mỏ trong mọi lúc phải nhỏ hơn hoặc tối ña là bằng HSB giới hạn.
+ Tuỳ theo ñiều ki
n cụ thể của khoáng sàng, phương pháp tiến hành công tác mỏ và
quan ñiểm khoa học khác nhau mà người ta dùng HSB trung bình, biên giới, thời gian hay
sản xuất trung bình, làm chỉ tiêu so sánh với HSB giới hạn. Các nguyên tắc ñó tóm tắt như
sau:
1. K
GH
≥ K
BG
2. K
GH


≥ K
TB


4. K
GH

≥ K
SX
+ K
0
. 3. K
GH


≥ K
T

Một số trường hợp khác, người ta ñề nghị sử dụng tổng hợp các nguyên tắc:
5. K
TB
≤ K
GH


≥ K
BG
6. K
TB
≤ K
GH


≥ K
BG
và K
GH

≥ K
T

Những tiêu chuẩn ñánh giá trên ñược xây dựng trên cơ sở chi phí cho khai thác
khoáng sàng là nhỏ nhất (lãi lớn nhất), ñồng thời có quan tâm ñến giá thành sản phẩm trong
các giai ñoạn khai thác vì có thể gặp trường hợp: tổng chi phí ñể khai thác toàn bộ trữ lượng
trong toàn bộ phạm vi biên giới mỏ ñạt giá trị nhỏ nhất, song ở một giai ñoạn sản xuất nào
ñó giá thành thực tế của một ñơn vị sản phẩm lại lớn hơn giá thành cho phép. Ngược lại có
thể gặp trường hợp giá thành thực tế của sản phẩm trong mọi giai ñoạn sản xuất luôn nhỏ
hơn giá thành cho phép nhưng tổng mức lợi nhuận thu ñược nhỏ hơn khi khai thác ñến ñộ
sâu lớn hơn.
Do vậy, khi chọn nguyên tắc ñánh giá ñể xác ñịnh biên giới mỏ lộ thiên phải xuất
phát từ 2 yêu cầu:
- Tổng chi phí cho khai thác toàn bộ khoáng sàng là nhỏ nhất.
- Giá thành sản phẩm trong mọi giai ñoạn sản xuất phải nhỏ hơn giá thành cho phép.
Để ñạt ñược ñồng thời cả 2 yêu cầu trên không phải bao giờ cũng thực hi
n ñược. Do
vậy, khi thiết kế biên giới mỏ, ngoài việc lựa chọn nguyên tắc ñánh giá còn phải cải thi
n
chế ñộ công tác của mỏ lộ thiên ñể ñạt ñ
c các yêu cầu trên.
1.2. Phân lo
i khoáng sàng theo ñi u kiện xác ñịnh biên giới
Công tác thiết kế thường gặp những khoáng sàng có ñiều kiện tự nhiên khác nhau. Do
vậy, ñể xác ñịnh biên giới cho m
i trường h p ñó phải lựa chọn nguyên tắc và phương pháp
xác ñịnh cho thích hợp với từng ñiều ki
n cụ thể.
Với khoáng sàng ñơn giản thì tuỳ theo ñiều ki
n vùi lấp nông, sâu), ñộ dốc vỉa quặng

mà lựa chọn nguyên tắc xác ñịnh biên giới. Ví dụ, với những vỉa nằm ngang hay dốc thoải,
có chiều dầy ñất phủ không lớn thì dùng nguyên tắc K
GH
≥ K
BG
và K
GH
≥ K
TB
ñể xác ñịnh