Nghiên cứu công nghệ khai thác các mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn phức tạp ở Việt Nam

i

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





LƯU VĂN THỰC







NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÁC MỎ
QUẶNG SẮT LỘ THIÊN DƯỚI MỨC THOÁT NƯỚC
TỰ CHẢY TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA
CHẤT THUỶ VĂN PHỨC TẠP Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT













HÀ NỘI: 2014



ii

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





LƯU VĂN THỰC







NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÁC MỎ
QUẶNG SẮT LỘ THIÊN DƯỚI MỨC THOÁT NƯỚC
TỰ CHẢY TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA
CHẤT THUỶ VĂN PHỨC TẠP Ở VIỆT NAM






Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 62520603

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC


NGƯT. PGS.TS Hồ Sĩ Giao










i
lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các số liệu,
kết quả trình bày trong luận án là đúng sự thật và cha từng đợc ai công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 08 tháng 3 năm 2014




Lu Vn Thc

ii
MỤC LỤC
TT Nội dung Trang
MỞ ĐẦU 1

Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC SẮT LỘ THIÊN Ở
VIỆT NAM VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
5
1.1
Hiện trạng công tác khai thác quặng sắt ở VN

5
1.1.1 Tình hình khai thác và sản lượng các mỏ sắt VN 5
1.1.2.

Công nghệ khai thác 6
1.1.3
Thiết bị sử dụng trong các khâu công nghệ
7
1.1.4 Quy hoạch phát triển ngành khai thác quặng sắt VN 9
1.2.
Tiềm năng trữ lượng quặng sắt VN
10
1.3.
Đặc điểm tự nhiên các khoáng sàng quặng sắt VN
10
1.3.1 Đặc điểm phân bố các khoáng sàng sắt VN 10
1.3.2.

Đặc điểm về nguồn gốc thành tạo 14
1.3.3 Đặc điểm cấu trúc các thân quặng 15
1.3.4.

Đặc điểm ĐCCT - ĐCTV các khoáng sàng sắt VN 15
1.4.
Phân loại mức độ phức tạp các mỏ quặng sắt theo yếu tố tự
nhiên
17
1.5
Tổng quan về công tác nghiên cứu công nghệ khai thác quặng
sắt ở VN

20
1.6.
Một số nét về công nghệ khai thác quặng sắt trên thế giới
26
1.6.1 Phân bố trữ lượng và tình hình khai thác quặng sắt trên thế giới 26
1.6.2 Kinh nghiệm khai thác các mỏ quặng sắt trên thế giới 28
1.6.3 Một số nghiên cứu về khai thác mỏ quặng lộ thiên trên thế giới 31
1.7
Kết luận
33

Chương 2:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÓ TIỀM
NĂNG ÁP DỤNG CHO CÁC MỎ QUẶNG SẮT LỘ THIÊN Ở
VIỆT NAM
36
2.1
Khái quát vần đề
36
2.2
Công nghệ khai thác dưới mức thoát nước tự chảy
38
2.2.1 Khái quát về khai thác dưới mức thoát nước tự chảy 38
2.2.2 Các thông số cơ bản của đáy mỏ hai cấp khi khai thác dưới mức
thoát nước tự chảy
39
2.2.3 Đào sâu đáy mỏ và khai thác quặng bằng MXTLGN 43
2.3
Công nghệ khai thác với góc nghiêng bờ công tác lớn
49

2.3.1 Cơ sở thực tiễn và khoa học 49
2.3.2 Trình tự phát triển công trình mỏ 50


iii
2.4
Công nghệ khai thác chọn lọc các mỏ quặng sắt
50
2.5
Tiềm năng sử dụng các thiết bị cho các mỏ quặng sắt lộ thiên
VN
55
2.5.1
Thiết bị cho khâu chuẩn bị đất đá 55
2.5.2
Thiết bị cho khâu xúc bốc 57
2.5.3
Thiết bị cho khâu vận tải 59
2.6
Kết luận
61

Chương 3:
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI
THÁC PHÙ HỢP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG
CHO CÁC MỎ QUẶNG SẮT LỘ THIÊN TRONG ĐIỀU KIỆN
TỰ NHIÊN PHỨC TẠP VIỆT NAM
63
3.1
Nghiên cứu hoàn thiện công tác đào sâu cho các mỏ quặng sắt

lộ thiên khai thác dưới mức thoát nước tự chảy
63
3.1.1 Khái quát về đào sâu đáy mỏ lộ thiên 63
3.1.2
Nghiên cứu các giải pháp tăng tốc độ đào sâu đáy mỏ quặng sắt
lộ thiên khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy bằng
MXTLGN
63
3.2 Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác với góc bờ công tác
cao cho các mỏ quặng sắt lộ thiên VN
70
3.2.1 Ý nghĩa của việc nâng cao góc nghiêng bờ công tác 70
3.2.2
Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới góc nghiêng bờ công tác và
khả năng nâng cao góc nghiêng bờ công tác khi khai thác các
mỏ quặng sắt dưới mức thoát nước tự chảy
71
3.3
Nghiên cứu khai thác với đáy mỏ hai cấp đối với các mỏ có
điều kiện ĐCTV phức tạp
79
3.3.1 Áp dụng công nghệ khai thác đáy mỏ hai cấp đối với các mỏ có
chiều dài đường phương lớn
79
3.3.2 Lựa chọn công nghệ phân khu vực khai thác theo mùa 80
3.4
Nghiên cứu xây dựng các sơ đồ công nghệ khai thác chọn lọc
đối với các thân quặng (gốc) có cấu trúc địa chất phức tạp
82
3.4.1 Cơ sở xác định tổn thất và làm nghèo quặng 82

3.4.2 Các nguyên nhân gây lên tổn thất và làm nghèo quặng trong quá
trình khai thác lộ thiên
83
3.4.3 Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới tổn thất và làm nghèo khi khai
thác mỏ quặng sắt lộ thiên
84
3.4.4 Công nghệ KNM khai thác chọn lọc thân quặng sắt gốc 85
3.4.5 Xác định chiều cao xúc chọn lọc của MXTL 90
3.4.6 Cơ sở xác định tổn thất và làm nghèo quặng vùng tiếp xúc giữa đất
đá và quặng khi khai thác
94


iv
3.4.7 Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ khai thác chọn lọc hợp lý đối với các
mỏ quặng sắt có cấu trúc địa chất phức tạp
97
3.5
Nghiên cứu lựa chọn ĐBTB xúc bốc – vận tải hợp lý cho các mỏ
quặng sắt lộ thiên có điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp
108
3.5.1 Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến lựa chọn ĐBTB 108
3.5.2 Nghiên cứu lựa chọn thiết bị xúc bốc – vận tải hợp lý đối với các
mỏ quặng sắt lộ thiên có điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp
109
3.5.3 Quan hệ giữa thiết bị xúc bốc – vận tải 127
3.5.4 Xác định số ô tô hợp lý khi phục vụ một máy xúc 132
3.5.5 Nghiên cứu xác định tổ hợp thiết bị xúc – bốc vận tải hợp lý 133
3.6
Kết luận

137

Chương 4:
TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CHO MỎ QUẶNG SẮT
THẠCH KHÊ
138
4.1
Đặc điểm chung mỏ quặng sắt Thạch Khê
138
4.1.1 Vị trí địa lý, địa hình, khí hậu khu mỏ 138
4.1.2 Đặc điểm địa chất khu mỏ 138
4.1.3 Kích thước khai trường 139
4.1.4 Hiện trạng khu mỏ 139
4.2
Xác định góc nghiêng bờ công tác hợp lý đối với tầng đá cứng
139
4.3

Xác định chiều cao xúc chọn lọc đối với các MXTLGN

141
4.4

Xác định ĐBTB xúc bốc - vận tải hợp lý
143
4.4.1 Xác định loại ô tô phù hợp với các lớp đất yếu
143
4.4.2 Xác định loại máy xúc phù hợp với tải trọng ô tô và công suất mỏ 147
4.5
Kết luận

149
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 151
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
153
TÀI LIỆU THAM KHẢO
155
PHỤ LỤC










v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. ĐBTB: Đồng bộ thiết bị
2. ĐCĐLCT Địa chất động lực công trình
3. ĐCCT: Địa chất công trình
4. ĐCTV: Địa chất thủy văn
5. KNM: Khoan nổ mìn
6. KTLT: Khai thác lộ thiên
7. HTKT: Hệ thống khai thác
8. MXTL Máy xúc thủy lực
9. MXTLGN: Máy xúc thủy lực gầu ngược
10. MXTLGT: Máy xúc thủy lực gầu thuận

11. VN Việt Nam


















vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT Bảng Nội dung Trang
1 Bảng 1.1 Thông số HTKT một số mỏ 6
2 Bảng 1.2 Các chỉ tiêu biên giới khai trường và kế hoạch khai
thác một số mỏ quặng sắt
11
3 Bảng 1.3 Trữ lượng và tài nguyên dự báo quặng sắt ở VN 12
4 Bảng 1.4 Tổng hợp trữ lượng, chất lượng của một số mỏ quặng
sắt lớn
12

5 Bảng 1.5 Phân loại các mỏ quặng sắt trên cơ sở điều kiện địa
chất và ĐCTV
18
6 Bảng 1.6 Trữ lượng quặng sắt ở một số nước thế giới 27
7 Bảng 1.7 Công suất và kích thước khai trường một số mỏ quặng
sắt trên thế giới
28
8 Bảng 2.1 Bảng phân loại HTKT mỏ lộ thiên của V.V.Rjepxki 37
9 Bảng 3.1 Quan hệ tỷ lệ giữa các yếu tố với tốc độ xuống sâu 64
10 Bảng 3.2 Quan hệ giữa chiều cao tầng đất và chiều cao phân
tầng quặng
66
11 Bảng 3.3 Quan hệ giữa tốc độ xuống sâu và chiều dài blốc máy
xúc
67
12 Bảng 3.4 Quan hệ giữa năng suất máy xúc và tốc độ xuống sâu
yêu cầu
69
13 Bảng 3.5 Quan hệ giữa t
β
với các thông số 77
14 Bảng 3.6 Loại máy xúc phụ thuộc chiều cao tầng 118
15 Bảng 3.7 Khả năng chịu tải của nền đất yếu mỏ Thạch Khê đối
với các loại máy xúc
120
16 Bảng 4.1 Các thông số cơ bản biên khai trường mỏ Thạch Khê 139
17 Bảng 4.2 Xác định giá trị góc nghiêng bờ công tác mỏ Thạch
Khê theo yếu tố địa kỹ thuật thay đổi
140
18 Bảng 4.3 Chiều cao xúc chọn lọc của MXTLGN phụ thuộc vào

góc cắm thân quặng
142
19 Bảng 4.4
Các chỉ tiêu tổn thất và làm nghèo quặng mỏ
Thạch Khê
142
20 Bảng 4.5 Một số chỉ tiêu cơ bản của các lớp đất yếu mỏ Thạch
Khê
143
21 Bảng 4.6 Áp lực của một số ô tô CAT đối với các tầng đất yếu
mỏ Thạch Khê
145
22 Bảng 4.7 Áp lực của một số ô tô Komatsu đối với các tầng đất
yếu mỏ Thạch Khê
146


vii
23 Bảng 4.8 ĐBTB máy xúc – ô tô phù hợp với mỏ Thạch Khê 148
24 Bảng 4.9 Các tổ hợp thiết bị máy xúc – ô tô mỏ Thạch Khê 148
25 Bảng 4.10 Tổ hợp thiết bị máy xúc bốc – ô tô hợp lý mỏ Thạch
Khê
149

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
TT Hình Nội dung Trang
1 Hình 1.1 Ảnh hưởng của nước ngầm đến độ ổn định tầng cát tại
mỏ sắt Thạch Khê
22
2 Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ khai thác tầng đất yếu MXTLGN
đứng ở phân tầng giữa chất tải lên ôtô dưới mức máy

đứng tại mỏ sắt Thạch Khê
22
3 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của HTKT đáy mỏ hai cấp 42
4 Hình 2.2 Sơ đồ xác định các thông số của HTKT đáy mỏ hai
cấp
42
5 Hình 2.3 Sơ đồ trình tự đào sâu đáy mỏ khi sử dụng MXTLGN
chuẩn bị tầng mới và khấu quặng theo phân tầng còn
bóc đất đá trên toàn bộ chiều cao tầng
44
6 Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ đào sâu đáy mỏ, chuẩn bị tầng mới
và khấu quặng theo phân tầng khi sử dụng 4
MXTLGN
45
7 Hình 2.5 Biểu đồ chuẩn bị tầng mới theo L = f(T) 48
8 Hình 2.6 Các phương án bố trí thiết bị xúc bốc trên tầng khi sử
dụng công nghệ khai thác với góc nghiêng bờ công tác
lớn

51
9 Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ dùng MXTLGN xúc chọn lọc thân quặng
mỏng dốc nghiêng và dốc đứng
52
10 Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ khi dùng MXTLGN xúc chọn lọc
thân quặng dày dốc nghiêng và dốc đứng
53
11 Hình 2.9 Sơ đồ dọn vách thân quặng theo lớp xiên bằng
MXTLGN
54
12 Hình 2.10

Sơ đồ khấu khoáng sản đối với chùm thân quặng
mỏng dốc đứng
55
13 Hình 3.1 Đồ thị quan hệ giữa h và V
t
65
14 Hình 3.2 Đồ thị quan hệ giữa V
s
với L
K
và h (L
K1
< L
K2
<L
K3
) 65
15 Hình 3.3 Đồ thị quan hệ giữa V
C
và h 66
16 Hình 3.4 Đồ thị quan hệ giữa L
K
và h 68
17 Hình 3.5 Đồ thị quan hệ giữa B
min
và V
s
68
18 Hình 3.6 Đồ thị quan hệ giữa Q

x
với V
s
và L
ct
70
19 Hình 3.7 Đồ thị quan hệ giữa γ với V
s
và V
n
70
20 Hình 3.8 Sơ đồ xác định B
min
khi đất đá không cần KNM 72
21 Hình 3.9 Sơ đồ xác định B
min
khi đất đá phải làm tơi sơ bộ bằng
KNM
72


ix
22 Hình 3.10

Sơ đồ nguyên lý HTKT dọc, bờ mỏ chia thành nhiều
nhóm tầng, khấu đuổi trong nhóm, áp dụng khi các
máy xúc có công suất nhỏ
74
23 Hình 3.11

Sơ đồ công nghệ khai thác áp dụng các máy xúc có
công suất lớn
75
24 Hình 3.12

Sơ đồ xác định tối ưu hoá góc nghiêng bờ bờ công tác 76
25 Hình 3.13

Đồ thị quan hệ giữa góc nghiêng bờ công tác và hệ số
dự trữ ổn định với các chiều cao khác nhau của bờ mỏ

78
26 Hình 3.14

Đồ thị quan hệ giữa lợi nhuận L và hệ số dự trữ độ ổn
định n
78
27 Hình 3.15

Sơ đồ nguyên lý khi phân khu vực khai thác theo mùa 81
28 Hình 3.16

Phân loại các nguyên nhân cơ bản gây tổn thất và làm
nghèo quặng
84
29 Hình 3.17

Sơ đồ nổ tách quặng và đá khi sử dụng lỗ khoan
nghiêng
86

30 Hình 3.18

Sơ đồ nổ mìn giữ nguyên cấu trúc trường hợp có một
thân quặng
88
31 Hình 3.19

Sơ đồ nổ mìn đồng thời giữ nguyên cấu trúc trường
hợp thân quặng có cấu trúc phức tạp hoặc mỏ có chùm
thân quặng phân bố gần nhau
88
32 Hình 3.20

Sơ đồ khoan nổ mìn tách theo phân tầng 89
33 Hình 3.21

Sơ đồ công nghệ nổ mìn tách riêng đất đá và quặng
bằng phương pháp vi sai trong lỗ khoan
89
34 Hình 3.22

Nổ tách riêng quặng và đá theo dải cụt 90
35 Hình 3.23

Sơ đồ xác định mối quan hệ giữa các thông số làm
việc của MXTLGN với góc cắm thân quặng và chiều
cao xúc chọn lọc khi đứng bên vách xúc phía dưới
91
36 Hình 3.24

Sơ đồ xác định mối quan hệ giữa các thông số làm
việc của MXTL với góc cắm thân quặng và chiều cao
xúc chọn lọc khi xúc gương xúc phía trên
92
37 Hình 3.25

Sơ đồ xác định mối quan hệ giữa các thông số làm
việc của MXTLGN với góc cắm thân quặng và chiều
cao xúc chọn lọc khi máy xúc đứng trên nóc tầng
quặng xúc gương phía dưới
94
38 Hình 3.26

Sơ đồ thuật toán xác định chiều cao xúc chọn lọc của
MXTLGN theo góc cắm thân quặng
95
39 Hình 3.27

Các phương án tổn thất và làm nghèo quặng 96
40 Hình 3.28

Sơ đồ xác định tổn thất và làm nghèo quặng đối với
thân quặng cấu trúc phức tạp hoặc chùm thân quặng
phân bố gần nhau

97


x
41 Hình 3.29

Sơ đồ công nghệ sử dụng MXTLGN bóc đất đá và
khai thác quặng có vách và trụ thân quặng chỉnh hợp
98
42 Hình 3.30

Sơ đồ công nghệ MXTLGN đứng ở mức trung gian
bóc đất đá và khai thác thân quặng có vách và trụ
chỉnh hợp với nhau, chất tải lên ô tô ở dưới
99
43 Hình 3.31

Sơ công nghệ khai thác thân quặng khi chiều dày thay
đổi theo chiều sâu
101
44 Hình 3.32

Sơ đồ công nghệ khai thác thân quặng cấu tạo phức
tạp (hoặc chùm thân phân bố gần nhau) có hướng cắm
chỉnh hợp bằng MXTLGN
102
45 Hình 3.33

Sơ đồ công nghệ khai thác khi các thân quặng phân bố
gần nhau có thế nằm bất chính hợp bằng MXTLGN
103
46 Hình 3.34

Sơ đồ công nghệ sử dụng MXTLGT phối hợp với
MXTLGN bóc đá và khai thác quặng (thân quặng dốc

đứng phải bóc bờ trụ)
105
47 Hình 3.35

Sơ đồ công nghệ khai thác thân quặng có cấu trúc
phức tạp kết hợp giữa MXTLGN và MXTLGT
106
48 Hình 3.36

Đồ thị quan hệ giữa chi phí sản xuất của MXTLGN
với dung tích gàu xúc khi khai thác với thân quặng
dốc thoải có cấu trúc phức tạp
107
49 Hình 3.37

Đồ thị quan hệ giữa chi phí sản xuất của MXTLGN
với dung tích gàu xúc khi khai thác thân quặng dốc
đứng có cấu tạo phức tạp
107
50 Hình 3.38

Đồ thị quan hệ giữa chi phí sản xuất của MXTLGN
với dung tích gàu xúc khi khai thác các thân quặng
dốc nghiêng có cấu trúc phức tạp
108
51 Hình 3.39

Biểu đồ quan hệ giữa lực tác động và độ lún của nền
đất
111

52 Hình 3.40

Sơ đồ xác định áp lực của bánh ô tô và độ lún của
đường
112
53 Hình 3.41

Biểu đồ ứng suất tự nhiên của một số tầng đất yếu mỏ
Thạch Khê
115
54 Hình 3.42

Đồ thị quan hệ giữa ứng suất tự nhiên của tầng đất yếu
lớp 1 mỏ Thạch Khê với áp lực các loại ô tô lên đường
vận theo theo chiều sâu
116
55 Hình 3.43

Đồ thị quan hệ giữa ứng suất tự nhiên của tầng đất
yếu lớp 2 mỏ Thạch Khê với áp lực các loại ô tô lên
đường vận theo theo chiều sâu
116
56 Hình 3.44

Đồ thị quan hệ giữa ứng suất tự nhiên của tầng đất yếu
lớp 6 mỏ Thạch Khê với áp lực các loại ô tô lên đường
116


xi

vận theo theo chiều sâu
57 Hình 3.45

Sơ đồ xác định lực cản xúc K
F
và lựa chọn máy xúc
hợp lý
118
58 Hình 3.46

Đồ thị hệ giữa hệ số nở rời đất đá trong gầu xúc với
đường kính cục đá trung bình
121
59 Hình 3.47

Đồ thị quan hệ của năng suất máy xúc với độ cục và tỉ
lệ đá quá cỡ
122
60 Hình 3.48

Sơ đồ công nghệ xúc bốc đất đá trên bờ công tác 122
61 Hình 3.49

Đồ thị quan hệ giữa E với V
n
và L
K
124
62 Hình 3.50

Đồ thị quan hệ giữa E với L
K
124
63 Hình 3.51

: Đồ thị quan hệ giữa E với V
n
và R 125
64 Hình 3.52

Đồ thị quan hệ giữa hệ số K
otô
và K
mx
với E 130
65 Hình 3.53

Đồ thị quan hệ giữa hệ số K
otô
và K
mx
với L 130
66 Hình 3.54

Đồ thị quan hệ giữa E và q
0
với L 131
67 Hình 3.55

Đồ thị sự thay đổi năng suất của tổ hợp máy xúc – ô tô 132

68 Hình 3.56

Sơ đồ thuật toán xác định dung tích gàu xúc và tải
trọng ô tô hợp lý theo sản lượng mỏ và điều kiện khai
thác
136
69 Hình 4.1 Chương trình phần mềm tính chiều sâu (cao) xúc chọn
lọc của MXTLGN
141
70 Hình 4.2 Chương trình phần mềm tính tối ưu hoá thiết bị máy
xúc – ô tô
148








1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong công cuộc “Công nghiệp hóa - Hiện đại hoá” ở nước ta hiện nay, ngành
công nghiệp khai khoáng có một vị trí đặc biệt quan trọng. Ngoài dầu thô, than và khí
tự nhiên, các khoáng sản rắn là nhu cầu không thể thiếu cho sự phát triển của các
ngành công nghiệp khác của nền kinh tế quốc dân. Để đẩy mạnh sự nghiệp công
nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong thời kỳ hội nhập, một trong các nguồn lực
quan trọng là khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên quặng sắt.
Cho đến nay trên lãnh thổ VN đã phát hiện và khoanh định được 216 mỏ và

điểm quặng sắt với trữ lượng và tài nguyên gần 1,2 tỷ tấn. Các mỏ và điểm mỏ phân
bố chủ yếu ở các khu vực: Đông Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, một số ít ở
Trung Trung Bộ. Các mỏ quặng sắt có trữ lượng lớn được phân bố ở các vùng rừng
núi của các tỉnh phía Bắc và Trung Bộ.
Theo ”Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng sắt đến năm
2010, đị nh hướng đến năm 2020” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại
Quyết định số: 124/2006/QĐ-TTg ngày 30/5/2006, trong đó một số mỏ sắt lộ thiên
hiện đang khai thác như: Trại Cau, Nà Lũng, Kíp Tước, v.v sẽ được đầu tư mở
rộng và nhiều mỏ khác sẽ được đầu tư mới, nhằm đáp ứng nhu cầu sắt thép cho nền
kinh tế quốc dân và xuất khẩu như: Thạch Khê, Nà Rụa, Quý Xa, Sàng Thần, Tùng
Bá, Tiến Bộ, v.v Các mỏ quặng sắt lộ thiên của nước ta có cấu trúc địa chất phức
tạp. Địa tầng phía trên gồm trầm tích đệ tứ, neogen và các tàn tích, đây là các loại
đất yếu, độ bão hoà thấp. Địa tầng chứa quặng một số mỏ là đá hoa, đá hoa xen đá
sừng, v.v có nhiều hang karst do hoạt động của nước ngầm.
Điều kiện khai thác của các mỏ quặng sắt nước ta khá khó khăn: Hầu hết các
mỏ phải khai thác xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy, điều kiện địa chất và
ĐCTV phức tạp, vỉa quặng có chiều dày từ mỏng đến trung bình, các vỉa quặng có
điều kiện sản trạng và cấu trúc phức tạp; chúng thay đổi khá mạnh mẽ trong từng
khu vực, từng độ sâu của mỏ. Nước ta nằm trong vùng khí hậu mưa mùa nhiệt đới,
nên hàng năm lượng bùn và nước đổ xuống đáy mỏ nhiều, do vậy công tác vận tải,


2
xử lý bùn và thoát nước cũng là vấn đề khó khăn, công tác khai thác quặng chủ yếu
tập trung vào mùa khô. Nhiều mỏ có chiều cao bờ tới 150÷550m, nên hệ số bóc giai
đoạn đầu lớn, dẫn tới tăng chi phí sản xuất và hạn chế khả năng tăng sản lượng của
các mỏ.
Trong những năm qua các mỏ quặng sắt khai thác với quy mô sản lượng nhỏ,
chủ yếu khai thác quặng deluvi, một số mỏ chưa thực hiện nghiêm túc theo thiết kế
được phê duyệt như: Thông

số của HTKT chưa đúng, còn chập tầng, độ dốc dọc
đường lớn, v.v Thông số HTKT và thiết bị khai thác trên các mỏ chưa đồng bộ,
thiết bị lạc hậu, không phù hợp với yêu cầu khi khai thác xuống sâu trong điều kiện
ĐCTV phức tạp. Do vậy, để nâng cao sản lượng các mỏ quặng sắt trong giai đoạn
tới nhằm đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế quốc dân, các mỏ cần hoàn thiện và đổi
mới công nghệ, thiết bị khai thác.
Trong những năm qua ở VN đã có một số nhà khoa học, trong đó có nghiên
cứu sinh đã quan tâm nghiên cứu và giải quyết được một số vấn đề khó khăn trên
của các mỏ quặng sắt lộ thiên. Tuy nhiên, đến nay chưa có công trình nào nghiên
cứu đầy đủ và hoàn chỉnh để đưa vào áp dụng trong sản xuất tại các mỏ. Đặc biệt
các vấn đề xúc bốc, vận tải trên nền đất yếu, ĐBTB khai thác và đào sâu đáy mỏ
phù hợp với điều kiện của từng mỏ. Với những đặc điểm trên, để đảm bảo hoàn
thành kế hoạch sản lượng theo Quy hoạch, việc “Nghiên cứu công nghệ khai thác
đối với các mỏ quặng sắt lộ thiên dư ới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa
chất và địa chất thuỷ văn phức tạp của Việt Nam” là cần thiết và cấp bách.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Trên cơ sở đặc điểm điều kiện tự nhiên của các mỏ quặng sắt lộ thiên, lựa chọn
sơ đồ công nghệ khai thác và đồng bộ thiết bị xúc bốc – vận tải phù hợp với các mỏ
quặng sắt khai thác dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và ĐCTV
phức tạp nói chung và cho mỏ sắt Thạch Khê nói riêng, nhằm đáp ứng yêu sản
lượng và nâng cao hiệu quả khai thác cho doanh nghiệp.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là các mỏ quặng sắt lộ thiên khai thác dưới


3
mức thoát nước tự chảy có điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp ở VN, chú trọng
mỏ sắt Thạch Khê.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ khai thác quặng sắt lộ thiên;

- Nghiên cứu về đặc điểm tự nhiên của các mỏ quặng sắt có tác động đến cơ
hội phát triển ngành công nghiệp khai thác quặng sắt VN;
- Nghiên cứu công nghệ khai thác có tiềm năng áp dụng cho các mỏ quặng sắt
lộ thiên khai thác dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và ĐCTV
phức tạp ở VN;
- Nghiên cứu các giải pháp công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện của các
mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và
ĐCTV phức tạp ở VN.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp kế thừa để phát triển, hoàn thiện;
- Sử dụng phương pháp giải tích, mô hình hoá toán và trí tuệ nhân tạo;
- Phương pháp phân tích, chọn lọc, so sánh và kinh nghiệm chuyên gia.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1. Ý nghĩa khoa học:
Góp phần bổ sung và hoàn thiện lý thuyết khai thác mỏ lộ thiên nói chung và
khai thác quặng sắt lộ thiên trong điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp nói riêng.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn:
Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa học để các Công ty khai thác
quặng sắt lộ thiên tham khảo, nhằm đưa ra được những giải pháp công nghệ và kỹ
thuật thích hợp, khắc phục những khó khăn do điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp
trong quá trình khai thác, đảm bảo hoàn thành kế hoạch sản xuất.
7. Luận điểm bảo vệ
7.1. Ngoài quy mô sản lượng yêu cầu, các đặc điểm tự nhiên như nguồn gốc
thành tạo, tính chất cơ lý đất đá, điều kiện ĐCTV là cơ sở để lựa chọn công nghệ
khai thác và ĐBTB sử dụng cho mỏ lộ thiên.


4
7.2. Khai thác dưới mức thoát nước tự chảy và điều kiện ĐCTV phức tạp là
các yếu tố có ảnh hưởng đến góc nghiêng của bờ công tác trên mỏ lộ thiên.

7.3. Để giảm tổn thất và làm nghèo cho các mỏ khai thác lộ thiên đặc biệt là
các mỏ quặng sắt có điều kiện tự nhiên phức tạp và khai thác dưới mức thoát nước
tự chảy cần có phương pháp khai thác chọn lọc phù hợp.
7.4. Với điều kiện khai thác trên nền đất yếu thì trong ĐBTB sử dụng (máy
xúc - ô tô) cho mỏ lộ thiên, ô tô là thiết bị được ưu tiên lựa chọn đầu tiên.
8. Những điểm mới của luận án
8.1. Đã đề xuất được phương pháp phân loại mức độ phức tạp đối với các mỏ
quặng sắt lộ thiên VN theo nguồn gốc thành tạo và yếu tố địa chất và ĐCTV, làm
cơ sở để lựa chọn công nghệ và thiết bị khai thác phù hợp cho các mỏ;
8.2. Đã xây dựng được phương pháp xác định góc nghiêng bờ công tác cho
HTKT có góc nghiêng bờ công tác lớn khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy
phù hợp với điều kiện tự nhiên các mỏ quặng sắt VN;
8.3. Đã xây dựng được các sơ đồ khai thác chọn lọc phù hợp với điều kiện tự
nhiên phức tạp của các mỏ quặng sắt VN khi khai thác dưới mức thoát nước tự
chảy;
8.4. Đề xuất phương pháp lựa chọn ĐBTB xúc bốc – vận tải phù hợp với điều
kiện các mỏ quặng sắt VN khai thác trên nền đất yếu.
9. Lời cảm ơn
Trong quá trình thực hiện luận án, nghiên cứu sinh đã nhận được sự hướng dẫn,
giúp đỡ tận tình của NGƯT.PGS.TS Hồ Sĩ Giao và các ý kiến đóng góp quý báu
của các nhà khoa học Trường Đại học Mỏ-Địa chất, các thầy, cô giáo đã và đang
công tác tại Bộ môn Khai thác lộ thiên, các Giáo sư, Tiến sĩ ngành khai thác mỏ,
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin, các Công ty khai thác quặng sắt và các
bạn đồng nghiệp. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, đóng góp quý
báu đó.




5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC SẮT LỘ THIÊN Ở VIỆT NAM
VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
1.1. Hiện trạng công tác khai thác quặng sắt ở VN
1.1.1. Tình hình khai thác và sản lượng các mỏ sắt VN
Hiện tại, các mỏ sắt quặng ở VN chủ yếu khai thác quặng eluvi-deluvi, một số
mỏ bước đầu khai thác quặng gốc, một số mỏ đang tiến hành đầu tư xây dựng cơ
bản. Theo chủ trương của Chính Phủ từ năm 2006 trở đi các loại khoáng sản trên
địa bàn cả nước không được phép xuất khẩu quặng thô; hoạt động khoáng sản phải
đi kèm chế biến sâu; tuy nhiên, các doanh nghiệp do thiếu vốn hoặc quy mô sản
xuất nhỏ, v v…chưa đủ điều kiện để xây dựng nhà máy chế biến và luyện gang thép,
nên sản lượng của các mỏ sắt giảm so với những năm trước đây. Sản lượng của một
số mỏ như: Trại Cau, Nà Lũng, Kíp Tước, Quý Xa đạt từ 100÷250 ngàn tấn/năm.
Các mỏ nhỏ và điểm mỏ chỉ đạt từ vài ngàn đến vài chục ngàn tấn/năm.
Công suất khai thác của các mỏ hiện nay thấp hơn rất nhiều so với công suất
thiết kế được phê duyệt. Công nghệ và thiết bị khai thác ở mức trung bình, một số
thiết bị khai thác cũ và lạc hậu, nên công suất khai thác bị hạn chế và không đảm
bảo theo các dự án được phê duyệt. Các mỏ được cấp giấy phép tận thu thì hầu như
không có thiết kế, hoặc có nhưng khi khai thác không theo thiết kế. Vì chạy theo lợi
nhuận trước mắt, các doanh nghiệp khai thác tận thu đã làm tổn thất tài nguyên và
làm suy giảm môi trường nghiêm trọng.
Để thực hiện chủ trương của Chính phủ trong lĩnh vực khoáng sản, những năm
qua một số doanh nghiệp đã triển khai đầu tư các nhà máy tuyển và luyện, đến nay
các nhà máy đang trong giai đoạn xây dựng như: Khu liên hợp gang thép Cao Bằng,
công suất 0,22 triệu tấn/năm; Nhà máy Gang thép Lào Cai, công suất 0,5 triệu
tấn/năm; Khu liên hợp Gang thép Vũng Áng, công suất 4,5 triệu tấn/năm; Nhà máy
sản xuất thép do Tập đoàn Kobelco đầu tư tại khu Công nghiệp Nghi Sơn, công suất
2,0 triệu tấn/năm, v.v Khi các nhà máy luyện gang thép đi vào hoạt động sẽ tạo
điều kiện để các mỏ gia tăng sản lượng khai thác.

6
1.1.2. Công nghệ khai thác
Do đặc điểm cấu trúc địa chất phần lớn các khoáng sàng sắt VN có vỉa quặng
cắm dốc với góc cắm trung bình 30
o
÷65
o
, nên hầu hết các mỏ quặng sắt lộ thiên đều
được thiết kế áp dụng HTKT có xuống sâu, 2 bờ công tác, đất đá thải được đổ ra bãi
thải ngoài. Các thông số HTKT của các mỏ quặng sắt lộ thiên chưa đạt yêu cầu so
với thiết kế được nêu trong bảng 1.1. Trong thời gian qua, do nhu cầu thị trường
trong nước không lớn, nên sản lượng các mỏ không đạt thiết kế. Tuy nhiên, để duy
trì sản xuất và hoạt động kinh doanh các mỏ tập trung chủ yếu khai thác quặng, còn
khối lượng đất bóc không tương ứng với thiết kế, dẫn đến tình trạng phá vỡ các
thông số của HTKT.
Bảng 1.1: Thông số
HTKT
một số mỏ
Tên mỏ
Nà Lũng Trại Cau Tiến Bộ Quý Xa
Chỉ tiêu
Đơn
vị
Thiết
kế
Hiện

trạng
Thiết

kế
Hiện

trạng

Thiết
kế
Hiện

trạng

Thiết
kế
Hiện

trạng
Chiều cao
tầng khai
thác
10 5 10 8 10 10 12 10
Chiều cao
tầng kết thúc
m 20 10 20 20
10÷20

10 24
Chiều rộng
mặt tầng
công tác
m

30÷31

15 20 15 42 43 35
50÷60

Chiều rộng
mặt tầng
nghỉ
m
10÷15

3÷10
10 8 14 14 12 12
Chiều rộng
dải khấu A
m
15÷16

4,1 13 10 8 13 20 18
Góc dốc
sườn tầng
độ
65÷75

55÷75

70 65 60 60 65 60
Góc nghiêng
bờ công tác
(φ)

độ
28÷30

15 25 22 20 12 26 22
Nhiều khu vực của các mỏ như Nà Lũng, Kíp Tước, Bản Quân đã xảy ra chập


7
tầng, chiều rộng mặt tầng chỉ đạt từ 10÷20m, góc bờ công tác lên tới 40÷50
0
, gây
nguy hiểm cho thiết bị và người trong quá trình sản xuất. Đường vận tải trong khai
trường có độ dốc lớn, có đoạn tới 14%, chiều rộng mặt đường hẹp không đảm bảo
thông số thiết kế, gây khó khăn và làm giảm năng suất đối với các thiết
bị vận tải.
Chiều dài luồng xúc ngắn
không tương xứng với điều kiện làm việc của các thiết bị
khai thác. Điều đó ảnh hưởng tới khả năng tăng công suất khi thị trường có nhu cầu.
Mỏ Thạch Khê đang trong thời kỳ bóc đất xây dựng cơ bản, do tầng phủ gồm
cát, sét nên các thông số HTKT chưa được hình thành, các tầng cát thường bị chảy
khi có mưa lớn. Để giảm sự sụt lún và sa lầy của ô tô, đường vận tải phải sử dụng
đất cấp phối, rải với chiều dày từ 25÷30cm.
1.1.3. Thiết bị sử dụng trong các khâu công nghệ
1.1.3.1. Công tác làm tơi đất đá và quặng
Các mỏ khai thác quặng gốc, công tác làm tơi đất đá và quặng được thực hiện
bằng phương pháp KNM. Thiết bị khoan tại các mỏ có qui mô lớn là máy khoan
đập cáp KZ hoặc DK có đường kính D = 200 mm, một số mỏ sử dụng máy khoan
đập xoay có đường kính nhỏ. Các máy khoan do Liên Xô (cũ), Trung Quốc và các
nhà máy cơ khí của VN chế tạo. Các máy khoan loại KZ và DK di chuyển chậm,
không thích hợp khi làm việc trong điều kiện địa hình khó khăn, không có hoặc khả

năng khoan nghiêng kém chỉ thích hợp khi khai thác quy mô nhỏ và phân tầng thấp.
Năng suất của các máy khoan thấp, chỉ đạt từ 5000÷6000 mk/năm.
Một số mỏ mới được đầu tư thiết bị khoan xoay đập KQG-165 (D = 165mm),
nhưng tính cơ động kém đặc biệt khi làm việc trong điều kiện địa hình chật hẹp. Mỏ
Nà Lũng mới đầu tư loại máy khoan thủy lực ECM-6 của hãng Atlas Copco (D =
105mm), nhưng do trình độ công nhân vận hành còn hạn chế, nên chưa phát huy hết
tính năng ưu việt của loại máy khoan này [1].
Phương pháp nổ tức thời vẫn được sử dụng phổ biến trên các mỏ nhỏ, quy mô
bãi nổ phần lớn từ 1000÷2000 kg/vụ. Công nghệ nổ mìn chọn lọc cũng như việc
ứng dụng công nghệ nổ mìn tiên tiến chưa được quan tâm đúng mức.
1.1.3.2. Công tác xúc bốc - vận tải


8
Hiện nay, trên các mỏ quặng sắt lộ thiên đang sử dụng chủ yếu MXTLGN với
dung tích gàu từ 1,0÷2,0 m
3
để xúc đất đá và quặng. Phần lớn các mỏ áp dụng sơ đồ
xúc với gương ở dưới và chất tải lên ô tô cùng mức máy đứng. Mỏ Thạch Khê đang
trong giai đoạn bóc đất xây dựng cơ bản và thử nghiệm công nghệ, sử dụng
MXTLGN có dung tích gàu từ 1,4÷4,0 m
3
phối hợp với ô tô tải trọng từ 15÷40 tấn.
Mỏ Quý Xa đang sử dụng MXTLGN có dung tích gàu E = 0,8÷1,2 m
3
kết hợp với ô
tô tải trọng 22 tấn. Với các ĐBTB trên đều không phù hợp với điều kiện khai thác
và quy mô công suất của các mỏ.
Các mỏ Nà Lũng, Kíp Tước, Ngườm Cháng áp dụng ĐBTB gồm: MXTLGN
có dung tích gàu xúc từ 1,0÷2,0 m

3
phối hợp với ô tô tải trọng từ 15÷20 tấn là tương
đối phù hợp trong những năm trước đây khi chiều sâu khai thác chưa lớn, hệ số bóc
thấp, sản lượng thấp, chưa đòi hỏi cường độ khai thác lớn. Những năm tới các mỏ
càng xuống sâu, chiều cao và cung độ vận tải tăng, khai thác với hệ số bóc lớn, các
ĐBTB trên sẽ có nhiều nhược điểm, dẫn tới giảm năng suất và tăng giá thành khai
thác. Mặt khác, khi sử dụng ĐBTB có công suất nhỏ sẽ không đủ điều kiện để áp
dụng những giải pháp công nghệ và kỹ thuật tiên tiến như: Sử dụng chiều cao tầng
lớn để giảm cung độ vận tải, giảm các khâu phụ trợ, giảm chi phí KNM; sử dụng
chu trình vận tải hở để nâng cao năng suất cho thiết bị xúc bốc và vận tải.
Trong những năm qua công tác khai thác chọn lọc chưa được các mỏ chú
trọng, các mỏ chủ yếu tập trung khai thác ở những vỉa quặng và khai trường có hàm
lượng sắt cao, các khu vực có hàm lượng sắt thấp thì để lại. Một mỏ khai thác quặng
bằng nhặt thủ công, nên tỷ lệ tổn thất và làm nghèo còn lớn, gây lãng phí tài
nguyên.
Công tác vận tải: Thiết bị vận tải ở các mỏ là các loại ô tô có tải trọng phổ
biến từ 15÷20 tấn. Hệ thống đường vận tải ở một số khai trường chưa đảm bảo yêu
cầu kỹ thuật như độ dốc dọc lớn, nền và mặt đường xấu, công trình thoát nước
không đầy đủ, v.v đã ảnh hưởng lớn đến năng suất vận tải. Những năm tới khi các
mỏ khai thác xuống sâu, chiều cao nâng tải và cung độ vận tải lớn, số đoạn cua
vòng tăng. Do vậy, để đảm bảo năng suất của các thiết bị vận tải các mỏ phải tuân


9
thủ theo thiết kế được phê duyệt.
Nhận xét:
Qua nghiên cứu, phân tích, đánh giá hiện trạng công nghệ khai thác của các
mỏ quặng sắt lộ thiên VN cho thấy:
- Hầu hết các mỏ có thông số HTKT chưa đảm bảo theo đúng thiết kế, nhiều
mỏ đã xảy ra chập tầng, góc nghiêng bờ công tác lớn hơn quy định, nhiều khu xảy

ra trượt lở bờ mỏ;
- Hiện nay, đa số các mỏ đang khai thác quặng Eluvi-Deluvi trên mặt, công
nghệ đơn giản, một số mỏ sử dụng nhặt quặng thủ công. Công tác khai thác chọn
lọc chưa được quan tâm đúng mức;
- Các mỏ Nà Lũng, Tiến Bộ, Kíp Tước, v.v bước đầu khai thác quặng gốc
với thiết bị khoan đập cáp có năng suất thấp, đường kính khoan chưa phù hợp,
không đáp ứng được nhu cầu khi tăng công suất mỏ. Hầu hết các mỏ chưa tiếp cận
với công nghệ nổ mìn tiên tiến vi sai phi điện, nên hiệu quả chưa cao, chất lượng nổ
mìn chưa đáp ứng tốt cho yêu cầu nghiền tuyển. Thiết bị xúc bốc sử dụng
MXTLGN với dung tích gầu nhỏ, từ 1,0÷2,0m
3
. Thiết bị vận tải sử dụng ô tô nhiều
chủng loại khác nhau, tải trọng nhỏ [1], [25].
Trong thời gian tới, hầu hết các mỏ quặng sắt nước ta sẽ khai thác các vỉa
quặng gốc và xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy. Khi đó các mỏ sẽ gặp phải
những khó khăn như: Độ bền nén, độ nguyên khối của đất đá và quặng tăng, khai
thác với hai bờ công tác, chiều cao bờ mỏ lớn, số tầng công tác nhiều, cường độ
khai thác lớn, điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp. Nếu các mỏ khai thác với công
nghệ, các thông số HTKT và ĐBTB như hiện nay sẽ không đảm bảo sản lượng
cũng như hiệu quả kinh tế. Vì vậy, việc hoàn thiện công nghệ khai thác các mỏ
quặng sắt lộ thiên phù hợp với điều kiện tự nhiên, nhằm phát huy tối đa năng lực
của thiết bị, giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp, v.v… đó
là vấn đề cần thiết và cấp bách.
1.1.4. Quy hoạch phát triển ngành khai thác quặng sắt VN
Theo Quy hoạch phát triển ngành khai thác quặng sắt VN [22] đã được Thủ


10
tướng Chính phủ phê duyệt và Dự án đầu tư của các mỏ, sản lượng của nhiều mỏ sẽ
đạt từ 100÷10.000 ngàn tấn/năm. Trong đó, các mỏ có sản lượng lớn như: Thạch

Khê, Nà Rụa, Quý Xa, Tiến Bộ, v.v được nêu trong bảng 1.2.
Thực hiện kế hoạch khai thác trên, các mỏ đang triển khai đồng bộ các giải
pháp để tăng sản lượng. Tuy nhiên, với điều kiện khai thác của các mỏ quặng sắt lộ
thiên VN thuộc loại khó khăn, phức tạp, nhưng đến nay chưa hình thành công nghệ
khai thác rõ nét trong điều kiện của mỗi mỏ, đặc biệt đối với các mỏ có điều kiện tự
nhiên và ĐCTV phức tạp như Thạch Khê, Nà Rụa, Tùng Bá, v.v Vì vậy, để đáp
ứng yêu cầu sản lượng theo kế hoạch đã đề ra, cần thiết phải nghiên cứu, lựa chọn
công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện của từng mỏ như: Khai thác với góc bờ
công tác lớn, công nghệ đào sâu đáy mỏ, khai thác chọn lọc, thiết bị xúc bốc – vận
tải hợp lý.
1.2. Tiềm năng trữ lượng quặng sắt VN
Theo kết quả thăm dò và dự báo tổng trữ lượng và tài nguyên quặng sắt VN
gần 1,2 tỷ tấn, gồm cấp: 111 + 121 + 122 + 222 + 333. Trong đó, mỏ Thạch Khê có
trữ lượng lớn nhất là 544,08 triệu tấn, tiếp đến mỏ Quý Xa 121,92 triệu tấn, còn lại
hầu hết các mỏ có trữ lượng dưới 20 triệu tấn. Trữ lượng quặng sắt cấp (111+121)
là 610,7 triệu tấn, chiếm 52,57% tổng trữ lượng và tài nguyên, tập trung chủ yếu ở
mỏ Thạch Khê và mỏ Quý Xa. Trữ lượng quặng sắt cấp 122 là 344,69 triệu tấn,
chiếm 48,51% tổng trữ lượng, tập trung ở mỏ Thạch Khê, Quý Xa, Tiến Bộ, Nà Rụa.
Tổng hợp về trữ lượng, chất lượng quặng sắt ở các tỉnh được nêu trong bảng
1.3, trữ lượng một số mỏ quặng sắt lớn được nêu trong bảng 1.4 [2], [9], [10], [11],
[12], [14], [19], [20], [22], [24], [27], [28].
1.3. Đặc điểm tự nhiên các khoáng sàng quặng sắt VN
1.3.1. Đặc điểm phân bố các khoáng sàng sắt VN
Hiện nay, ở nước ta đã phát hiện và khoanh định 216 mỏ và điểm quặng sắt,
chúng phân bố ở các vùng như:
- Vùng Tây Bắc Bắc Bộ quặng sắt phân bố chủ yếu ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái và
rải rác ở một số khu vực khác thuộc các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình và Phú Thọ.


11

Bảng 1.2. Các chỉ tiêu biên giới khai trường và kế hoạch khai thác một số mỏ quặng sắt
TT

Chỉ tiêu Đơn vị
Thạch
Khê
Nà
Lũng
Nà
Rụa
Thanh
Kỳ
Kíp
Tước

Tiến
Bộ
Sàng
Thần
Làng
Mỵ
Quý Xa

Làng
Vinh-
Làng Cọ

Tùng Bá

1

Kích thước khai
trường: Dài
m 3350 905 1174 303 568 1680 1088 796 1800 1000
520-
1860
Rộng m 2100 540 816 60 281 660 265 368 700 400 380-650
Diện tích ha 48,87 95,79 1,8 11,2 110,8 28 29,3 96 102 243
2 Cốt cao đáy mỏ -550 +210 -70 +20 +115

-20 +930 +20 +220 +50 +270
3 Chiều cao bờ mỏ

m 555 250 350 60 126 200 180÷250

70 210÷350

4
Chiều cao KT
dưới mức thoát
nước tự chảy
m 555 50 270 30 40 40 80÷140 80÷140
5 TL quặng ĐC 10
3
Tấn 544.080

3.351 10.676

662 1.394

23.228

32.012

5.141 101.292

12.923 15.158
6 K.L quặng NK 10
3
Tấn 370.000

3.400 10.266

662 1.375

21.730

31.372

4.884 105.000

13.154 15.000
7 Đất bóc 10
3
m
3
661.700

21.894

70.811

2.442 4.091

23.509

101.86

17.735 25.610 6.247 136.900
8 Hệ số bóc K
TB
m
3
/t 1,79 6,44 6,9 3,69 2,98 1,75 0,0032

3,63 0,24 0,48 9,13
Sản lượng mỏ:
- Đất bóc
10
3

m
3
/n
15.000-
19.5000

2.600 4.250 424 450 1.580 10 870 1.800 317 20.600
9
- Quặng NK
10

3
Tấn/n
10.000 350 448 102 121 550 741 160 3.000 480 1850
10
Thời gian khai
thác
Năm 40 18 28 7 12 26 43 33 37 27 12
11 Loại mỏ Lớn TB TB Nhỏ Nhỏ Lớn Lớn Nhỏ Lớn Lớn Lớn
12
Điều kiện khai
thác

Phức
tạp
Phức
tạp
Phức
tạp
Phức
tạp
Phức
tạp
Phức
tạp
Đơn
giản
Đơn
giản
Đơn
giản

Đơn
giản
Phức tạp



12

Bảng 1.3: Trữ lượng và tài nguyên dự báo quặng sắt ở VN
Trữ lượng (10
3
tấn)
Tài nguyên
(10
3
tấn)

Tên tỉnh
111 121

122 222+333
Tổng cộng
(10
3
tấn)
Sơn La 2,260 53,6 55,86
Lào Cai 40.031 89.570,8 24.259,6 12.570,12 153.861,49
Yên Bái 6.073,71 80.503,9 7.949,3 86.577,67
Hà Giang 2.777,8 86.631,1 57.553,96 89.408,9
Cao Bằng 1.050,5 10.705,6 9.840,2 15,0 21.596,3

Bắc Kạn 1.897,4 4.500,0 6.684,6 6.397,48
Tuyên Quang 263,6 263,65
Thái Nguyên 9.941,5 26.639,3 4.357,7 888,23 41.236,83
Lạng Sơn 304,18 1.600,1 1.904,31
Bắc Giang 350,0 150,0 350,0
Quảng Ninh 41,57 16,2 70,0 57,79
Phú Thọ 191,3 460,9 625,22
Hải Phòng 15,97 15,97
Hoà Bình 511,2 169,87 681,1
Thanh Hoá 262,97 113,4 291,07 376,39
Hà Tĩnh 86.042,5

325.913,3

132.124 120.000,0 544.080,0
Quảng Ngãi 8.130,0 8.130,0
Phú Yên 95,96 55,3 95,96
Tổng cộng 137.107 473.593,6

344.689,5 206.281,29 1.161.671,5
Bảng 1.4: Tổng hợp trữ lượng, chất lượng của một số mỏ quặng sắt lớn

TT

Tỉnh/Tên mỏ
Hàm lượng
Fe (%)
Trữ lượng và tài nguyên

(10

6
tấn)
1 2 3 4
1 Hà Giang
- Sàng thần (Bắc Mê)
42,8÷44,1
32,39
- Tùng Bá (Vị Xuyên )
38,1÷41,38
15,158
- Suối Thâu
33÷51
7,22
- Thầu Lũng
31÷46
8,25
2 Lào Cai