Nghiên cứu lựa chọn phương án mở vỉa hợp lý khi khai thác phần sâu đến mức 325 khu trung tâm mỏ than khe tam công ty than dương huy tkv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----------------o0o---------------

NGUYỄN THANH LƢU

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN MỞ VỈA HỢP LÝ
KHI KHAI THÁC PHẦN SÂU ĐẾN MỨC -325
KHU TRUNG TÂM MỎ THAN KHE TAM –
CÔNG TY THAN DƢƠNG HUY - TKV

Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 8520603

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. ĐỖ MẠNH PHONG

HÀ NỘI – 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong bất
kỳ cơng trình nào.
Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2018
Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Lưu


ii

Môc lôc
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................. vi
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. Đ C ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHO NG S NG KHE TAM, C NG
TY THAN DƢƠNG HUY ................................................................................ 4
1.1. Điều kiện địa chất ................................................................................... 6
1.2. Đặc điểm khoáng sàng than Dƣơng Huy. ............................................. 12
1.3. Phân loại vỉa.......................................................................................... 14
1.4. Nhận xét ................................................................................................ 20
CHƢƠNG 2. HIỆN TRẠNG KHAI TH C MỎ THAN DƢƠNG HUY ...... 22
2.1. Khai quát chung .................................................................................... 22
2.2. Hiện trạng cơng tác mở vỉa và chuẩn bị của khống sàng Khe Tam
công ty than Dƣơng Huy đến mức -100. ..................................................... 22
2.3. Hiện trạng cơng tác khai thác khống sàng Khe Tam công ty than
Dƣơng Huy .................................................................................................. 26
2.4. Nhận xét về hiện trạng cơng tác mở vỉa phần lị giếng xuống mức -100
mỏ than Dƣơng Huy. ................................................................................... 37
CHƢƠNG 3. ĐỀ XUẤT C C PHƢƠNG

N MỞ VỈA CÓ THỂ

P DỤNG

ĐƢỢC KHI KHAI TH C PHẦN SÂU ĐẾN MỨC -325 KHU TRUNG
TÂM C NG TY THAN DƢƠNG HUY ........................................................ 38
3.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến công tác mở vỉa .......................................... 38


iii

3.2. Công tác chuẩn bị mức -325 -:- -100 khu Trung Tâm Công ty than
Dƣơng Huy .................................................................................................. 39
3.3. Đề xuất các phƣơng án mở vỉa khi khai thác xuống sâu mức -325 khu
Trung tâm Công ty than Dƣơng Huy. .......................................................... 40
3.4 Mở vỉa theo phƣơng án I. Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng đào tiếp từ
mức -100 đến mức -325 khu Trung tâm kết hợp với các đƣờng lò xuyên vỉa
tầng .............................................................................................................. 40
3.5 Mở vỉa theo phƣơng án II. Mở vỉa bằng cặp giếng đứng đào từ mức
+40 đến mức -325 khu Trung tâm kết hợp với các đƣờng lò xuyên vỉa tầng.51
3.6. Nhận xét. ............................................................................................... 62
3.6.1. Nhận xét về sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị của phƣơng án I: Mở vỉa bằng
cặp giếng nghiêng đào tiếp từ mức -100 đến mức -325 khu Trung tâm kết
hợp với các đ-ờng lò xuyên vỉa tầng . ......................................................... 62
3.6.2. Nhn xột về sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị của phƣơng án II: Mở vỉa
bằng cặp giếng đứng đào từ mức +40 đến mức -325khu Trung tâm kết hợp
với các đƣờng lò xuyên vỉa tầng. ................................................................. 63
CHƢƠNG 4. LỰA CHỌN PHƢƠNG

N MỞ VỈA HỢP LÝ KHI KHAI

TH C XUỐNG SÂU ĐẾN MỨC -325 KHU TRUNG TÂM CHO MỎ

THAN DƢƠNG HUY .................................................................................... 64
4.1. Phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật ..................................... 64
4.2. Đánh giá ƣu nhƣợc điểm....................................................................... 70
4.3. Dự kiến công nghệ khai thác cho phần sâu mỏ than khe tam. ............. 71
4.4. Nhận xét. ............................................................................................... 74
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ............................................................................. 75
T I LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 77


iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
- CGH

Cơ giới hóa

- TLDĐ

Thủy lực di động

-

Khu Trung Tâm

KTT

- DVTG

Dọc vỉa thơng gió

- DVVT

Dọc vỉa vận tải


v

DANH MỤC BẢN VẼ
Hình 1. 1. Bản đồ địa hình khu mỏ ................................................................... 5
Hình 1. 2. Phân loại vỉa theo góc dốc (%) ...................................................... 15
Hình 1. 3. Phân loại chiều dày vỉa theo trữ lƣợng than % .............................. 16
Hình 2. 1. Sơ đồ các đƣờng lị khai thơng mức -100 cơng ty than Dƣơng Huy25
Hình 2. 2. Sơ đồ hệ thống khai thác liền gƣơng khấu đuổi............................. 26
Hình 2. 3. Sơ đồ hệ thống khai thác cột dài theo phƣơng khấu dật ................ 28
Hình 2. 4. Sơ đồ cơng nghệ chống giữ lị chợ bằng giá xích .......................... 32
Hình 2. 5. Sơ đồ công nghệ khai thác CGH đồng bộ ..................................... 34
Hình 2. 6. Sơ đồ cơng nghệ khai thác chống giữ giá XDY ............................ 36
Hình 3. 1. Mặt cắt tuyến giếng phƣơng ỏn I ................................................... 40
Hình 3. 2. Sơ đồ khai thơng mức -325 phƣơng án I ....................................... 41
Hình 3. 3. Sơ đồ sân ga hầm trạm mức -325 theo phƣơng án I ...................... 45
Hình 3. 4. Sơ đồ khai thơng mức -325 phƣơng án II ...................................... 51
Hình 3. 5. Mặt cắt tuyến giếng phƣơng án II .................................................. 53
Hình 3. 6. Sơ đồ sân ga hầm trạm mức -325 theo phƣơng án II ..................... 56
Hình 4. 1. Giỏ khung phõn thể và kết cấu liờn kết mềm ................................ 73


vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1. Các chỉ tiêu cơ lý của đá vách các vỉa than ................................... 11

Bảng 1. 2. Các chỉ tiêu cơ lý của đá trụ các vỉa than ...................................... 12
Bảng 1. 3. Bảng thống kê đặc điểm các vỉa than Khống sàng than Khe Tam Cơng ty than Dƣơng Huy ................................................................................ 13
Bảng 1. 4. Độ bền vững của đá vách trực tiếp các vỉa than ............................ 17
Bảng 1. 5. Phân loại trụ vỉa ............................................................................. 18
Bảng 1. 6. Cấp kháng lún của trụ các vỉa than ................................................ 18
Bảng 2. 1. So sánh ƣu nhƣợc điểm của hệ thống khai thác ............................ 30
Bảng 3. 1. Khối lƣợng các đƣờng lò đƣợc thể hiện trong ............................... 47
Bảng 3. 2. Khối lƣợng các đƣờng lò đƣợc thể hiện trong ............................... 58
Bảng 4. 1. Khối lƣợng đƣờng lò mở vỉa khai thông theo phƣơng án I ........... 64
Bảng 4. 2. Khối lƣợng đƣờng lị mở vỉa khai thơng theo phƣơng án II ........ 65
Bảng 4. 3. So sánh khối lƣợng các đƣờng lị khai thơng theo 2 phƣơng án ... 65
Bảng 4. 4. Chi phí đào các đƣờng lị XDCB ................................................... 66
Bảng 4. 5. Chi phí bảo vệ đƣờng lị ................................................................ 67
Bảng 4. 6. Tổng chi phí của 2 phƣơng án mở vỉa ........................................... 69
Bảng 4. 7. So sánh ƣu nhƣợc điểm của 2 phƣơng án mở vỉa.......................... 70
Bảng 4. 8. Đặc tính kỹ thuật của giá khung phân thể ZH1800/17/25F .......... 73


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Cơng ty than Dƣơng Huy hiện nay đang tiến hành khai thác từ mức 100 -:- +38, sản lƣợng trung bình hàng năm cho một lò chợ từ 140 ngàn - 180
ngàn tấn/năm. Sản lƣợng than hầm lò của cả mỏ năm 2017 là 1,55 triệu tấn.
Theo kế hoạch sản xuất kinh doanh mà Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống sản Việt Nam (TKV) giao cho Cơng ty than Dƣơng Huy thì sản
lƣợng than hầm lò ngày càng tăng lên, vào các năm 2018 sản lƣợng là
1.600.000T; năm 2019 sản lƣợng là 1.650.000T; năm 2020 sản lƣợng là
2.000.000T. Thực hiện chủ trƣơng của TKV nhằm khơng ngừng nâng cao sản
lƣợng than hầm lị, mục tiêu phát triển bền vững của công ty trong các năm
tiếp theo thì Cơng ty than Dƣơng Huy cần phải khai thông xuống các mức sâu

hơn nhƣ mức -325, mức -450… Đặc biệt là khu Trung tâm của Công ty có
trữ lƣợng tƣơng đối lớn.
Để có thể áp dụng sơ đồ khai thơng một cách có hiệu quả vào khống
sàng than Dƣơng Huy thì vấn đề đầu tiên cần phải nghiên cứu là lựa chọn
điều kiện áp dụng sơ đồ mở vỉa, chuẩn bị ruộng mỏ đến mức -325 phù hợp
nhất với điều kiện của mỏ đặc biệt là khu Trung tâm. Vì vậy đề tài “NGHIÊN
CỨU LỰA CHỌN PHƢƠNG

N MỞ VỈA HỢP LÝ KHI KHAI TH C

PHẦN SÂU ĐẾN MỨC -325 KHU TRUNG TÂM MỎ THAN KHE TAM
C NG TY THAN DƢƠNG HUY - TKV” là cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài.
Lựa chọn phƣơng án mở vỉa hợp lý khi khai thác xuống sâu đến mức 325 khu Trung tâm cho Công ty than Dƣơng Huy, đảm bảo hiệu quả kinh tế,
tiết kiệm tài nguyên và đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững của cơng ty cũng
nhƣ của Tập đồn cơng nghiệp than-khống sản Việt Nam.


2

3. Đối tƣợng nghiên cứu.
- Nghiên cứu điều kiện địa chất của khoáng sàng than Dƣơng Huy đặc
biệt là khu Trung tâm.
- Nghiên cứu thiết kế kỹ thuật đầu tƣ khai thác phần lị giếng cơng ty
than Dƣơng Huy mức +38 -:- -100.
- Lựa chọn phƣơng án mở vỉa hợp lý khi khai thác phần sâu đến mức 325 khu Trung tâm mỏ than Dƣơng Huy - TKV
4. Nội dung nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu các nội dung sau:
4.1. Thu thập tài liệu về đặc điểm điều kiện địa chất mỏ các vỉa than
thuộc khoáng sàng than mỏ Than Dƣơng Huy.

4.2. Phân tích và đƣa ra các phƣơng án mở vỉa khi khai thác phần sâu
đến mức -325 khu Trung tâm mỏ than Dƣơng Huy.
4.3. Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của các phƣơng án mở vỉa khi khai thác
phần sâu đến mức -325 khu Trung tâm mỏ than Dƣơng Huy.
4.4. Đề xuất phƣơng án mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ khai khai thác
xuống mức -325, so sánh ƣu nhƣợc điểm của phƣơng án đã chọn với các
phƣơng án còn lại.
4.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của phƣơng án đề xuất.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu.
Các phƣơng pháp đánh giá hiệu quả khai thác mỏ: sử dụng tổng hợp các
phƣơng pháp nghiên cứu nhƣ thu thập, khảo sát, thống kê, phân tích về thiết kế
kỹ thuật đầu tƣ khai thác phần lò giếng mỏ than Dƣơng Huy đến mức -325.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Ý nghĩa khoa học: làm sáng tỏ mối liên quan giữa điều kiện địa chất vỉa
với các thông số của phƣơng án khai thông và các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu
quả của phƣơng án.


3

Ý nghĩa thực tiễn: làm cơ sở cho việc áp dụng sơ đồ khai thông và
chuẩn bị ruộng mỏ mức -325 vào khoáng sàng than Dƣơng Huy.
7. Cấu trúc luận văn.
Nội dung của Luận văn gồm: Phần Mở đầu, 4 chƣơng, Kết luận-kiến
nghị, tài liệu tham khảo và gồm 19 hình vẽ, 19 bảng biểu .
8. Lời cảm ơn.
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với Ban giám hiệu
Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đại học và Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ
môn Khai thác Hầm Lị và Ban lãnh đạo các Cơng ty than: Dƣơng Huy đã
giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Đặc biệt là sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Đỗ
Mạnh Phong và các thầy giáo trong bộ mơn Khai thác Hầm lị, Trƣờng Đại
học Mỏ - Địa chất. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn tới các nhà khoa học,
bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tơi để hồn thành luận văn này.


4

CHƢƠNG 1.
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHỐNG SÀNG KHE TAM, CƠNG TY
THAN DƢƠNG HUY
Hiện nay, Công ty than Dƣơng Huy đang tiến hành khai thác than hầm lị
tại khống sàng than Khe Tam, nằm ở phía Bắc thị xã Cẩm Phả. Phía Bắc và
phía Tây Bắc giáp với cơng trƣờng khai thác của xí nghiệp Xây lắp Cẩm Phả,
Xí nghiệp 86, E35; phía Nam giáp với sƣờn núi cao Khe Sim; phía Đơng là
Xí nghiệp khai thác than Thăng Long, 397; phía Tây là khu Bao Gia.
Khống sàng than Khe Tam nằm trong giới hạn hệ tọa độ Nhà Nƣớc 1972
X = 26.000 ÷ 30.000
Y = 422.800 ÷ 424.800
Về đơn vị hành chính Đơng Nam Khe Tam thuộc xã Dƣơng Huy thành
phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh.
Dân số chủ yếu là cán bộ, cơng nhân đang làm việc tại các Xí nghiệp
khai thác than, ngồi ra có một vài điểm dân cƣ là ngƣời dân tộc Sán Dìu sống
ở các thung lũng bằng nghề nông, trồng rừng.


5

Hình 1. 1. Bản đồ địa hình khu mỏ

6

1.1. Điều kiện địa chất
Đ a t ng
Trầm tịch chứa than khoáng sàng Khe Tan đƣợc xếp vào các giới Cổ
sinh (Paleozoi), giới Trung sinh (Mêzôzôi) và giới Tân sinh (Kainozoi)
1111 i i

sin

* Hệ Cacbon-Pecmi (C-P)
Trầm tích hệ Cacbon-Pecmi phân bố kéo dài theo Trũng Dƣơng Huy, ở
phía bắc khống sàng, thành phần chủ yếu là Canxit, Đôlômit với những tầng
dày 30 ÷ 40m. Chiều dày trầm tích của hệ Cacbon-Pecmi quan sát đƣợc từ
200m ÷ 400m.
1112

i i rung sin

* Hệ Triat thống trên-Bậc Nori-Reti- Điệp Hòn Gai (T3 n-r hg)
Hệ Triat thống trên-Bậc Nori-Reti- Điệp Hòn Gai (T3 n-r hg) chia ra 3
phụ hệ tầng: Phụ hệ tầng trên (T3 n-r hg3) gần nhƣ không xuất hiện trong khu
vực khoáng sàng, hai phụ hệ tầng dƣới và giữa đƣợc mơ tả nhƣ sau:
- Phụ hệ tầng Hịn Gai dƣới (T3 n-r hg1): Phân bố thành những dải h p ở
phía Bắc khu mỏ, thành phần gơm: Cát kết màu xam, xám đen, xen lẫn các
lớp k p than, than lẫn sét dạng thấu kính, chứa nhiều di tích thực vật. Chiều
dày của Phụ hệ tầng Hòn Gai dƣới (T3 n-r hg 1) từ 400 ÷ 500m.
- Phụ hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2 ): Đây là phụ tầng chứa than
chính, nằm chỉnh hợp lên phụ hệ tầng Hịn Gai dƣới và bao phủ phần lớn diện

tích khống sàng. Phụ hệ tầng Hịn Gai giữa (T3 n-r hg2)có thể phân chia
thành 4 tập trầm tích nhƣ sau:
+ Tập thứ nhất (T3n-r hg21): Từ trụ vỉa 2A trở xuống dƣới, có các vỉa than
thay đổi nhiều về chiều dày, chất lƣợng và diện phân bố các vỉa phụ thì phân
nhánh và thƣờng là thấu kính. Nham thạch chủ yếu là các loại xám màu, hạt
mịn, giàu thành phần Cácbonát và vật chất thực vật. Hoá thạch thực vật kém


7

phát triển, khoảng cách địa tầng giữa các vỉa thay đổi tế 30m đến 50m. Tổng
chiều dày của tập 1 từ 850m đến 1000m và chứa các vỉa than: 2A, 2C, 2B, 2, 1,
1A, 1B, 1C.
+ Tập thứ 2 (T3n-r hg22) : Từ trụ vỉa 8 đến vỉa 2A, gồm các vỉa than có
giá trị cơng nghiệp. Khoảng cách giữa các vỉa thay đổi từ 58m ÷ 100m. Các
vỉa phụ phát triển tƣơng đối đồng đều, có vị trí nằm cách các vỉa chính ở trên
nó, trong khoảng địa tầng từ 15 ÷ 30m. Hố thạch thực vật phát triển rất
phong phú. Nham thạch xám và xám màu, hạt từ trung đến mịn. Chiều dày
tập 2 khoảng1000m, chứa các vỉa than: 8, 8A, 7, 7A, 7B, 6, 6A, 6B, 5, 5A, 5B, 4,
4A, 4B, 3, 3A, 3B, 2.
+ Tập thứ 3 (T3n-r hg23) : Từ vỉa 14 đến vỉa 8, gồm các vỉa than tƣơng đối
ổn định. Khoảng cách giữa các vỉa thay đổi từ 30m đến 40m, vỉa phụ phát triển
ít. Nham thạch sáng màu, hạt từ trung đến mịn. Hố thạch thùc vật phát triển
nhiều. Tập này có tổng chiều dày khoảng 800m, chứa các vỉa than có triển vùng
trữ lƣỡng lớn: là: vỉa 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8 và các vỉa phụ 14A, 10A, 9A.
+ Tập thứ 4: (T3n-r hg24) : Từ vách vỉa 14 đến vỉa 17. Tập này gồm các
vỉa than có chiều dày cấu tạo và chất lƣợng tƣơng đối ổn định và không ổn
định. Nham thạch sáng màu, hạt từ trung đến thơ. Hố thạch thực vật kém
phát triển. Khoảng cách địa tầng giữa các vỉa thay đổi từ 15m đến 75m. Chiều
dày tập 4 khoảng1000m, có chứa các vỉa than: 15, 16, 17 và vỉa phụ 15A.

Chiều dày trầm tích phụ hệ tầng Hòn Gai giữa ở khu Khe Tam khoảng
1400m.
1113

i i tân sin (KZ):

* Hệ Đệ Tứ (Q): Nằm bất chỉnh hợp lên địa tầng chứa than là lớp phủ Đệ tứ
(Q). Trầm tích Đệ tứ phân bổ trên tồn bộ diện tích khu mỏ, với chiều dày từ 3m
 5m. Thành phần lớp phủ Đệ tứ gồm có: Đất trắng lẫn cuội, sỏi, cát, bột, sét kết
và các tảng lớn có kích thƣớc khác nhau, chúng đƣợc hình thành chủ yếu do quá


8

trình phong hố tự nhiên, kết hợp với tác động của dịng chảy tạo thành.
2 Kiến tạo
Khống sàng than Khe Tam nằm trong cấu tạo nếp lõm lớn Khe Tam,
thuộc khối trung tâm Cẩm Phả, đƣợc giới hạn bởi đứt gãy A - A ở phía Nam
và đứt gãy Bắc Huy ở phía Bắc. Trên hai cánh nếp lõm phát triển các nếp uốn
bậc cao nhƣ nếp lồi, lõm Nam Khe Tam, nếp lồi Tây bắc. Đặc điểm kiến tạo
cụ thể nhƣ sau:
* Đứt gãy:
Gồm hai hệ thống, theo phƣơng vĩ tuyến, á vĩ tuyến (gồm các đứt gãy
lớn) và hệ thống đứt gãy theo phƣơng kinh tuyến.
Đứt gãy thuận: F.B, F.C, F.T1, F.T3, F.4, F.6, đứt gãy Bắc Huy .
Đứt gãy nghịch: F.A, F.D, F.E, F.1, F.2, F.3, F.5, F.7, F.N, F.T2 .
- Đứt gãy t uận Bắc Huy: Đứt gãy này là ranh giới phía Bắc khống
sàng, phân chia ranh giới tầng chứa than và không chứa than phía Bắc. Đứt
gãy Bắc Huy là đứt gãy thuận, phát triển theo phƣơng vĩ tuyến, phát triển
sang Khe Chàm, Ngã Hai, cắm Nam, dốc 550- 600, biên độ dịch chuyển

khoảng trên 1000m, cánh Bắc nâng lên, lộ ra phụ diệp dƣới than, cánh Nam
hạ, tồn tại các vỉa than thuộc phụ điệp chứa than của khu vực.
- Đứt gãy t uận B-B: Đứt gãy này đƣợc hình thành ở phía Đông Bắc khu
mỏ, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và đứt gãy F4 phát triển theo phƣơng
Tây Bắc - Đông Nam. Đứt gãy cắm Tây Nam, độ dốc 800 850, biên độ thay
đổi từ 200m  250m, đới huỷ hoại rộng 15  20m.
- Đứt gãy t uận

- C : Xuất hiện ở phân khu Bao Gia, trong phạm vi từ

đứt gãy F4 đến đứt gãy Bắc Huy, phát triển theo phƣơng kinh tuyến. Đứt gãy
có hƣớng cắm Tây, độ dốc 700  750, biên độ dịch chuyển từ 30m  50m.
- Đứt gãy t uận F4 : Xuất hiện ở cánh Nam nếp lõm Khe Tam, kéo dài
theo phƣơng vĩ tuyến và phát triển liên tục sang khu Ngã Hai, khu Khe Chàm


9

(Là ranh giới giữa phân khu Bao Gia và Nam Khe Tam). Đứt gãy cắm Nam,
dốc từ 700  750, chiều rộng đới phá huỷ 15m  20m. Biên độ dịch chuyển
70m  100m ở phần phía Đơng, phần cịn lại 200  250m.
- Đứt gãy t uận F6: Xuất hiện ở phía Đơng Nam khu mỏ, giữa hai đứt
gãy F4 và FA, phát triển theo phƣơng vĩ tuyến, về hai đầu có phƣơng Đơng
Bắc - Tây Nam. Đứt gãy F6 thuận, cắm Tây Nam, góc dốc 700  750, biên độ
dịch chuyển từ 150m đến 200m, đới huỷ hoại rộng 20m  25m . Hai bên cánh
F6 các vỉa than bị biến đổi nhiều.
+ Đứt gãy t uận FT1: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phƣơng á vĩ tuyến qua tuyến IVa, cắm Nam với góc dốc 70  80. Biên độ
dịch chuyển theo mặt trƣợt 15  20m.
+ Đứt gãy ng ịc F 2: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo

phƣơng á vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc từ 70  800. Biên độ dịch theo mặt
trƣợt 40  50m. Đứt gãy có hƣớng chạy Tây bắc - Đơng bắc.
+ Đứt gãy t uận F 3: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phƣơng á vĩ tuyến có hƣớng cắm Nam với góc dốc mặt trƣơt từ 70  800. Biên
độ dịch chuyển nhỏ từ 15  20m, xuất phát từ F2, chạy theo hƣớng Tây sang
Đông và chập vào F2 giữa T.Va và V.
+ Đứt gãy A-A: Là đứt gãy nghịch lớn, là ranh giới thăm dị phía Nam
giữa Khe Tam và Khe Sim. Đứt gãy kéo dài theo phƣơng vĩ tuyến, cắm Nam
với góc dốc mặt trƣợt từ 800 850, đới huỷ hoại rộng 40  60m, biên độ dịch
chuyển khoảng1000m. Đứt gãy A-A xuất hiện ở phÍa Nam khu thăm dị, dài
khoảng1500m.
+ Đứt gãy ng ịc D-D: Tƣơng ứng là đứt gãy F.KT mỏ Ngã Hai, xuất
hiện ở phÍa Tây khu Bao Gia, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và F4, phát
triển theo phƣơng kinh tuyến, cắm Đơng, góc dốc 70 0 750, biên độ dịch


10

chuyển từ 100m đến 150m, đới huỷ hoại rộng 15m đến 20m.
+ Đứt gãy ng ịc F1 (F.2NH): Xuất phát từ đứt gãy FE, phát triển theo
phƣơng vĩ tuyến kéo dài sang mỏ Ngã Hai, tƣơng ứng là đứt gãy nghịch F.2
của khoáng sàng than Ngã Hai. Đứt gãy cắm Nam, góc dốc 75 0  800, biên độ
dịch chuyển từ 150m  200m, đới huỷ hoại nhỏ.
+ Đứt gãy ng ịc F2: Xuất hiện ở khu Đông bắc giữa đứt gãy Bắc huy và
FB, phát triển theo phƣơng vĩ tuyến, chếch về Đơng bắc, cắm Nam, góc dốc
mặt trƣợt 750800, biên độ dịch chuyển từ 100m 150m, đới huỷ hoại rộng
15m  20m.
+ Đứt gãy ng ịc F3: Xuất hiện ở phân khu Đơng Bắc, có vị trí nằm ở phía
Nam và song song với đứt gãy F2. Hƣớng cắm Nam với góc dốc  = 75  800.
Biên độ dịch chuyển theo mặt trƣợt là 150  180m, đới huỷ hoại rộng 15  20m.

+ Đứt gãy ng ịc F7: Xuất hiện ở Đông Nam khu mỏ, giữa đứt gãy A-A và
F4, phát triển theo phƣơng á kinh tuyến, chếch về Tây bắc, hƣớng cắm Đơng
Nam, góc dốc 750 800, biên độ dịch chuyển từ 20m đến 40m, đới huỷ hoại rộng
15m đến 20m, đứt gãy F7 mới đƣợc phát hiện trong q trình khai thác (1998).
Ngồi các đứt gãy đã đƣợc mơ tả trên, trong khống sàng than Khe Tam
- Cơng ty than Dƣơng Huy cịn gặp các đứt gãy phân bổ hạn h p, khi đào lò
khai thác còn phát hiện các đứt gãy nhỏ.
3 Điều kiện đ a chất thủy văn, đ a chất công trình
Khu Đơng Nam Khe Tam nằm trong tầng chứa nƣớc có áp. Tính áp lực
cục bộ, khi vận động thƣờng mang tính chuyển áp, hệ số thấm nhỏ, tỷ lƣu
lƣợng ít. Mùa khô nƣớc chảy vào công trƣờng khai thác không nhiều. Việc
tháo khô bằng biện pháp tháo nƣớc vẫn thực hiện đƣợc.
Khai thác lò bằng trên mức +40, áp dụng điều kiện tháo khơ nhƣ tháo
khơ lị giếng, vì khơng thể tạo ra điểm thốt tự nhiên ở dƣới mức +40. Khi các
đƣờng lò tầng trên đã lấy hết than, ngừng hoạt động, dễ trở thành nơi tích


11

đọng nƣớc là mối nguy hiểm cho tầng dƣới, cần lƣu ý cập nhật để chủ động
xử lý, tránh hiện tƣợng bục nƣớc đột ngột.
Điều kiện ổn định địa chất cơng trình ở vách và trụ các vỉa than là tƣơng
đƣơng nhau, đồng thời cũng là nơi kém bền vững trong tồn địa tầng. Vì là
nơi có nhiều lớp mỏng sét kết, sét than.
Từ các giá trị các chỉ tiêu áp lực mỏ lên nóc lị cho thấy điều kiện địa
chất cơng trình ở mức độ bền vững trung bình.
- Đất đá thải trong khai thác đầu lộ vỉa chứa nhiều, có trong phạm vi hạn h p.
Bảng 1 1

ác c ỉ tiêu cơ lý của đá vác các vỉa t an

C C CHỈ TIÊU CƠ LÝ

STT

TÊN VỈA
THAN

Tỷ trọng
γ

Cƣờng độ Cƣờng độ Lực dính
kháng nén kháng kéo

Góc nội

kết

ma sát

σn

σk

C

φ

(g/cm3)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(độ)

154

220

25o45'
33o00'

1

V 15

2,65

667,52

2

V 14

2,64

514,53

3

V 13

2,65

467,5

4

V 12

2,64

661,26

5

V 11

2,66

596,88

98

275

6

V 10

2,67

430,83

236

268

7

V9

2,68

560,6

157

271

28o00'

8

V8

2,67

460,69

156

508

33o45'

9

V7

2,68

570,31

75,27

182,25

30038'

10

V6

2,68

457,09

11

V5

2,65

664,18

12

V4

2,71

646,7

13

V3

2,62

256,6


12

Bảng 1 2

ác c ỉ tiêu cơ lý của đá trụ các vỉa t an

C C CHỈ TIÊU CƠ LÝ
Cƣờng

STT

TÊN VỈA

Cƣờng

Tỷ trọng độ kháng độ kháng
γ

Lực

Góc

dính

nội ma

nén

kéo

kết

sát

σn

σk

C

φ

(g/cm3)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

THAN

1

V 15

2,66

379,81

2

V 14

2,64

496,87

3

V 13

2,68

450,77

4

V 12

2,65

493,41

5

V 11

2,69

520,36

6

V 10

2,68

7

V9

8

(kg/cm
2

)

(độ)

34o07'

123

357,5

507,95

100,5

196

2,68

754,76

86

240

32o45'

V8

2,65

881,54

193,5

350

29o20'

9

V7

2,67

588,21

10

V6

2,68

528

11

V5

2,67

541,37

12

V4

2,65

647,53

13

V3

2,65

413,03

1.2. Đặc điểm khoáng sàng than Dƣơng Huy.
Khoáng sàng than Khe Tam - Công ty than Dƣơng Huy bao gồm 34 vỉa
than, đƣợc chia thành 2 nhóm.

Nhóm có giá trị công nghiệp gồm 14 vỉa: V.14, V.13, V.12, V.11, V.10,
V.9, V.8, V.7, V.6, V.5, V.4, V.3, V2, V1


13

Nhóm ít có giá trị cơng nghiệp gồm 20 vỉa: V.17, V.16, V15, V.15A,
V.14A, V12A, V.10A, V.8A, V8B, V.6A, V6B, V.5A, V.4A, V.3A, V2A,
V2B, V2C, V1A, V1B, V1C.
1 2 1 Đặc điểm các vỉa t an của k oáng sàng than Khe Tam
Theo thứ tự từ trên xuống, đặc điểm về chiều dày, chiều dày riêng than,
chiều dày dá k p, số lớp k p, góc dốc vỉa, mức độ ổn định và cấu tạo các vỉa
than của khoáng sang than Khe Tam thuộc Cơng ty than Dƣơng Huy đƣợc
trình bày trong bảng 1.3.
Bảng 1 3 Bảng t ống kê đặc điểm các vỉa t an Khoáng sàng than Khe Tam ông ty t an Dương Huy
Tên

Chiều dày Chiều dày Số lớp Độ dốc

Phân loại

tổng quát

đá k p

k p

vỉa

Mức

của vỉa (m)

(m)

(số lớp)

(độ)

ổn định

16

0.97

0.05

0

29

Không ổn định

Đơn giản

15

2.13

0.07

0

28

Không ổn định

TĐ đơn giản

15A

1.24

0.06

0

34

TĐ ổn định

Đơn giản

14

5.82

0.47

1

29

TĐ ổn định

TĐ phức tạp

14A

2.40

0.14

0

28

TĐ ổn định

Đơn giản

13

2.54

0.25

0

25

TĐ ổn định

Đơn giản

12

2.45

0.05

0

27

Không ổn định

TĐ đơn giản

11

3.06

0.18

1

26

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

10

2.15

0.15

0

28

TĐ ổn định

Đơn giản

10A

0.95

0.04

0

30

Không ổn định

Đơn giản

9

2.63

0.16

0

26

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

8

3.06

0.24

1

27

TĐ ổn định

TĐ phức tạp

8A

1.51

0.06

0

29

TĐ ổn định

Đơn giản

Vỉa

Cấu tạo vỉa


14

Tên

Chiều dày Chiều dày Số lớp Độ dốc

Phân loại

tổng quát

đá k p

k p

vỉa

Mức

của vỉa (m)

(m)

(số lớp)

(độ)

ổn định

8B

1.51

0.11

0

28

TĐ ổn định

Đơn giản

7

3.11

0.25

1

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

7A

1.34

0.01

0

24

TĐ ổn định

Đơn giản

6

3.10

0.43

1

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

6A

1.77

0.15

0

25

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

6B

2.34

0.21

1

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

5

2.60

0.19

0

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

5A

1.32

0.01

0

28

Không ổn định

Đơn giản

4

2.98

0.12

0

23

TĐ ổn định

TĐ phức tạp

4A

1.04

0.1

0

24

Không ổn định

TĐ phức tạp

3

1.48

0.1

0

25

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

3A

1.49

0.26

0

27

Không ổn định

Đơn giản

2

1.46

0.07

0

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

2A

1.52

0.25

0

30

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

2B

1.36

0.25

0

24

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

2C

1.66

24

1

1.09

28

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

1A

1.25

38

Không ổn định

TĐ phức tạp

1B

1.39

35

Không ổn định

TĐ phức tạp

1C

1.17

Vỉa

0.09

0

34

Cấu tạo vỉa

Rất không ổn định TĐ phức tạp

1.3. Phân loại vỉa
Để đánh giá mức độ phức tạp khi khai thác các vỉa than, ngƣời ta thƣờng
phân loại các vỉa than theo các yếu tố công nghệ đặc trƣng sau:


15

3

Góc dốc vỉa
Góc dốc vỉa là yếu tố quan trọng để lựa chọn công nghệ cũng nhƣ chủng

loại thiết bị khai thác, chống giữ lị chợ.
Góc dốc vỉa đƣợc phân ra các loại nhƣ:
+ Vỉa dốc thoải: α = 00 ÷ 180
+ Vỉa dốc nghiêng: α = 180 ÷ 350.
+ Vỉa dốc nghiêng đứng: α = 350 ÷ 550.
+ Vỉa dốc đứng: α = 550 ÷ 900.
Đối với khống sàng than Dƣơng Huy, có các phân loại sau:

Hình 1. 2. Phân loại vỉa theo góc dốc (%)
Xác định độ biến đổi góc dốc vỉa: Góc dốc vỉa và mức độ biến động góc

dốc vỉa ảnh hƣởng rất lớn đến lựa chọn công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị
và chế độ làm việc.
Độ biến đổi góc dốc của vỉa đƣợc xác định theo cơng thức:

rong đó:

- Trị số góc dốc của vỉa tại điểm đo; độ
- Trị số góc dốc trung bình của vỉa; độ
n - Số điểm đo.

Những vỉa dốc thoải, dốc nghiêng và có độ biến đổi góc dốc nhỏ (

<


16

30%) rất thuận lợi cho việc áp dụng các dạng vì chống tổ hợp và vì chống cơ
khí hóa.
3 2 Chiều dày vỉa
Lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác cần thực hiện phân tích, đánh giá và
phân loại theo chiều dày vỉa. Theo chiều dày vỉa đƣợc phân thành 5 nhóm:
+ Vỉa rất mỏng: Khi chiều dày m < 0,7m.
+ Vỉa mỏng: Khi chiều dày m = 0,71 ÷ 1,2m.
+ Vỉa dày trung bình: Khi chiều dày m = 1,21 ÷ 3,5m.
+ Vỉa dày: Khi chiều dày m = 3,51 ÷ 5,0 m.
+ Vỉa rất dày: Khi chiều dày m > 5,0 m.
Đối với khoáng sàng than Dƣơng Huy, có các phân loại sau:

Hình 1. 3. Phân loại chiều dày vỉa theo trữ lƣợng than %

Ngoài việc xác định đƣợc chiều dày vỉa còn phải xác định đƣợc độ biến
đổi chiều dày vỉa.
1.3.4. Cấu tạo và tính chất đá vách
a. ấu tạo và tín c ất đá vác trực tiếp và đá vác cơ bản
Theo mức độ bền vững, đá vách đƣợc phân thành bốn nhóm: Bền vững,
bền vững trung bình, khơng bền vững và rất yếu. Chỉ tiêu phân loại là diện


17

tích lộ trần sau khi nổ mìn và thời gian tồn tại ổn định bền vững. Các chỉ tiêu
này đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị chống giữ gƣơng khai
thác và xây dựng quy trình cơng nghệ khai thác.
Tại khoáng sàng than Dƣơng Huy, vách trực tiếp chủ yếu là bột kết và
cát kết có tính bền vững trung bình đến tƣơng đối bền vững (thể hiện trong
bảng 1 7).
Bảng 1 4 Độ bền vững của đá vác trực tiếp các vỉa t an

STT

TÊN VỈA
THAN

C C CHỈ TIÊU CƠ LÝ

LOẠI
ĐẤT
Đ

γ

σn

φ

(g/cm3)

(kg/cm2)

(độ)

Độ bền vững

1

V 15

Bột kết

2,65

667,52

Trung bình

2

V 14

Bột kết

2,64

514,53

Trung bình

3

V 13

Bột kết

2,65

467,5

4

V 12

Bột kết

2,64

661,26

5

V 11

Bột kết

2,66

596,88

V 10

Bột kết

2,67

430,83

7

V9

Bột kết

2,68

560,6

28o00'

8

V8

Cát kết

2,67

460,69

33o45'

9

V7

Bột kết

2,68

570,31

30038'

10

V6

Cát kết

2,68

457,09

11

V5

Bột kết

2,65

664,18

Trung bình

12

V4

Bột kết

2,71

646,7

Trung bình

13

V3

Bột kết

2,62

256,6

Trung bình

6

25o45'

Trung bình
Trung bình

33o00'

Trung bình
Trung bình
Trung bình
Tƣơng đối bền
vững
Trung bình
Tƣơng đối bền
vững


18

1.3.5 Cấu tạo và tính chất của đá trụ
Nền lị chợ thông thƣờng là đá trụ vỉa, nhƣng khi khấu vỉa dày theo sơ đồ

công nghệ khai thác chia lớp thì nền lị chợ lớp vách lại là than.

p dụng vì

chống cơ giới, vì chống thủy lực trong trƣờng hợp nền lị mềm yếu sẽ có nguy
cơ vì chống sẽ bị tụt vào nền lị gây mất an tồn lao động và ảnh hƣởng đến
quy trình cơng nghệ khai thác. Để đề xuất đƣợc biện pháp hữu hiệu chống
tình trạng tụt lún vì chống vào nền lị phải xác định đƣợc độ kháng lún của
nền lò. Đánh giá khả năng kháng lún của trụ các vỉa than ta có thể sử dụng
phân loại trụ vỉa (nền lò chợ) theo các cấp kháng lún theo bảng 1 5.
Bảng 1 5 P ân loại trụ vỉa
Cấp

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

KG/cm2

40

60

80

100

120

150

170

200

250

500

Nền lị có độ kháng lún từ cấp 1 đến cấp 4 thƣờng phải có biện pháp
chống tụt lún vì chống vào nền lị.
Tại Cơng ty than Dƣơng Huy có thể phân loại trụ vỉa theo cấp kháng lún
nhƣ sau:
Bảng 1 6

TT

TÊN VỈA

ấp k áng lún của trụ các vỉa t an
Tỷ

Cƣờng độ kháng

trọng γ

lún σkl

(g/cm3)

(KG/cm2)

Cấp kháng lún

1

V 15

2,67

171

7

2

V 14

2,66

224

8

3

V 13

2,68

203

8

4

V 12

2,65

222

8

5

V 11

2,69

234

8

6

V 10

2,68

229

8