thiết kế khai thác sơ bộ khu đông cao sơn

Lời mở đầu
Nớc ta đang trên đờng đổi mới cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học
kỹ thuật công nghệ, đòi hỏi nhu cầu về năng lợng cao và cần thiết , trong đó than là
nguồn năng lợng quan trọng cung cấp cho công nghiệp , tiêu dùng và xuất khẩu .
Để đạt đợc yêu cầu về khối , chất lợng than đoì hỏi phải áp dụng khoa học kỹ
thuật , công nghệ để khai thác than có hiệu quả cao. Vì vậy công tác thiết kế khai
thác luôn gắn chặt với thực tế khai thác.
Sau năm năm học tập tại trờng Đại học Mỏ Địa Chất, với hai năm chuyên
ngành khai thác lộ thiên , bớc đầu tôi đã làm quen với công tác thiết kế . Vừa qua
tôi đã đợc cử về Công ty than Cao Sơn - Cẩm Phả- Quảng Ninh để thực tập tốt
nghiệp với đề tài : Thiết kế khai thác sơ bộ khu Đông Cao sơn thuộc Công ty
than Cao Sơn.
Qua thời gian thực tập và viết đồ án tốt nghiệp, đến nay bản đồ án đã hoàn
thành . Trong quá trình làm đồ án, tôi đã đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo
Nguyễn Sỹ Hội cùng các thầy, cô giáo trong bộ môn. Các cán bộ nhân viên mỏ
than Cao Sơn và các bạn đồng nghiệp, đến nay đồ án tốt nghiệp của tôi đã đợc hoàn
thành.
Tuy bản thân có cố gắng tìm tòi, học hỏi song do lần đầu làm quen với công
tác thiết kế và trình độ còn hạn chế nên bản đồ án này sẽ không tránh đợc những
sai sót. Rất mong đợc sự ân cần chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn và
những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô giáo trong bộ
môn cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và chỉ bảo để bản đồ án này đợc hoàn
thành đúng thời gian quy định .
Hà Nội, ngày tháng năm 2004
Tác giả


Phần I
Thiết kế sơ bộ
khu đông cao sơn

mỏ than cao sơn
Chơng I
Tình hình chung của vùng mỏ
Và các đặc điểm địa chất khoáng sàng
I.1 tình hình chung của vùng mỏ:
I.1.1: Vị trí địa lý:
Khu Đông Cao Sơn cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 12 km về phía
Đông Bắc, là một phân khu khai thác lộ thiên thuộc khu vực Cao Sơn (mỏ than Cao
Sơn)
Phía đông và phía Bắc của khu tiếp giáp bãi thải Đông Cao Sơn và mỏ than
Cọc Sáu
Phía Tây tiếp giáp công trờng Tây Cao Sơn đang khai thác .
Phía Nam giáp mỏ than Đèo Nai.
Chiều dài khu vực khoảng 1.4 km, rộng từ 1.1-1.3 km , diện tích khoảng 1.5
km
2
, trong giới hạn toạ độ :
X = 26.880 - 28300
Y = 427.900 - 429.250
Z = Từ Lộ vỉa - 80m
( Theo quyết định số: 1682/QĐ-KHĐT ngày 10/8/1998 của Bộ trởng Bộ
Công nghiệp ), có bản đồ ranh giới kèm theo.
Phía Nam là đứt gãy AA
Phía Đông - Bắc là đứt gãy LL
Phía Tây là T XIII
A
I.1.2: Hệ thống giao thông:
1: Đờng bộ : Theo hai đờng vào khu Đông Cao Sơn .
a. Từ thị xã Cẩm Phả đi Cửa Ông theo đờng quốc lộ số 18, qua Mông Dơng
vào mỏ Cao Sơn , đi qua khu Tây Cao Sơn đến khu Đông Cao Sơn , chiều dài

khoảng 20 km.
b. Từ đờng quốc lộ số 18 đi qua khai trờng mỏ than Cọc Sáu đến khu Đông
Cao Sơn, đây là đờng liên lạc chính chở công nhân đi làm,vận chyuển nguyên,
nhiên, vật liệu , than đã sàng tuyển đi Cảng mỏ , than từ khu Đông Cao Sơn đến
Máng ga mỏ than Cọc sáu đẻ kéo bằng đờng sắt đi Cửa Ông , chiều dài tuyến đờng
khoảng 10km.
2: Đờng sắt:
Từ khu Đông Cao Sơn dùng ô tô chở than đến Máng ga Cao sơn . Từ đây vận
tải trung chuyển bằng đờng sắt đi Cửa Ông.
I.1.3: Địa hình :
Địa hình mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa , có các đặc điểm
của khí hậu vùng núi Đông Bắc, chia thành hai mùa rõ rệt : mùa ma và mùa khô.
Mùa ma nóng từg tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ trung bình 17-30
o
c , lợng ma
lớn 144-260ml/ ngày đêm .
Do ảnh hởng của núi cao phía Nam ngăn cách nên khu mỏ có đặc tính của
khí hậu miền núi ven biển. Mùa đông thờng có sơng mù , mùa hè có ma đột ngột .
Vũ lợng ma hàng năm thay đổi từ : 1106.68- 2834.7mm , lợng ma phân bố hàng
tháng không đều : tháng 8.9 lợng ma lớn từ 781.6- 1165 mm, tháng 12,1 lợng ma
còn 1.3-5 mm
I.1.4: Dân c
Khu vực Cẩm phả có mật độ dân c khá đông, chủ yếu là dân tộc kinh, một số
ít là dân tộc Sán Dìu . Dân c chủ yếu từ các vùng khác đến c trú , nghề nghiệp
chính là khai thác than, ngoài ra làm nghề rừng biển và một số nghề phụ khác.
I.1.5: Kinh tế :
Cẩm phả là một thị xã lớn của tỉnh Quảng Ninh, kinh tế tập trung chủ yếu
vào ngành than, ngoài ra có các ngành kinh tế : Nông-Lâm-Ng- Nghiệp Thơng
nghiệp.
I.1.6: Văn hoá :

Thị xã Cẩm Phả xây dựng nhiều trờng học tại các phờng, các trờng đào tạo
Đại học , trung học chuyên nghiệp, đào tạo các ngành nghề để phục vụ nhu cầu sản
xuất . Hệ thống thông tin, truyền hình, truyền thanh phát triển mạnh tại các cơ quan
xí nghiệp và toàn thị xã phục vụ CBCNVC và nhu cầu của nhân dân khu vực .
I.2 Đặc điểm địa chất khoáng sàng :
I.2.1: Lịch sử thăm dò :
Lịch sử thăm dò khu Đông Cao Sơn gắn với mỏ than Cao Sơn và khu mỏ Khe
Chàm :
Năm 1963- 1968: Kết thúc thăm dò sơ bộ cùng với khu Khe Chàm .
Năm 1967-1968: Kết thúc thăm dò tỷ mỷ phục vụ khai thác lộ thiên vỉa 14-
5 phân khu Cao Sơn .
Năm 1969-1980: thăm dò tỷ mỷ cùng toàn khu vực Khe Chàm .
Năm 1983-1986: Thăm dò bổ sung các vỉa: 13-1, 14-5 cùng với toàn mỏ
than Cao Sơn .
Năm 1967: Thành lập báo cáo địa chất kết quả thăm dò và khai thác 1986-
1996 cùng với toàn mỏ than Cao sơn (trữ lợng tính đến 31/12/1996) Báo cáo đã
trình duyệt Tổng Công ty than Việt Nam .
I.2.2 Đặc điểm địa chất của khoáng sàng :
I.2.2.1: Điều kiện sản trạng của vỉa khoáng sản:
- Đặc điểm các vỉa than :
Trong khoáng sàng Cao Sơn , các chùm vỉa 13,14 bị phân nhánh mạnh ở phía
Tây hình thành các vỉa 13-1,13-2,14-2,14-4,14-5,14-5
a
. Trong khu vực Đông Cao
Sơn có vỉa 14-5 và 13-1 .Khoảng cách giữa hai vỉa từ 40-80m.
+ Vỉa 14-5: Nằm trong diện tích khu Đông Cao Sơn, có 66 lỗ khoan thăm dò
cắt qua . Lộ vỉa 14-5 thể hiện đầy đủ ở cánh Đông , cánh Bắc, cánh Tây (Tây Cao
Sơn).
Chiều dày tổng quát của vỉa thay đổi từ 0.9m (LKCT-T-XIII
B

) đến 29,38m
(LK123-T-XII).Trung bình 14,22m . Trong đó chiều dày than T1 từ 0,9-26,24m,
trung bình 0,69m. Toàn bộ vỉa phân bố trong nếp lõm Cao Sơn, chìm sâu nhất ở
trục nếp lõm mức 70m(T-XIII
A
) , cao nhất mức +120 ở phía Nam Tây Nam
( T-XIII
B
; T-XIV
D
). Độ dốc vỉa trung bình 21
0
, lớn nhất 70
0
(LKS 45) , nhỏ nhất 8
0
(LKS 63) .Vỉa 14-5 đợc xếp vào nhóm có chiều dày tơng đối ổn định đến ổn định .
Khảo sát ở 66 lỗ khoan thăm dò cắt vỉa sử dụng để tính trữ lợng cho thấy chiều dày
than T1 nh sau:
- 1 lỗ khoan có chiều dày < 1m : chiếm 1,5 %
- 37 lỗ khoan có chiều dày từ 10-26m: chiếm 56 %
- 20 lỗ khoan có chiều dày từ 5-1 : chiếm 30,3 %
- 8 lỗ khoan có chiều dày từ 1-5m : chiếm 12,2 %
Than T2 có ở 34 lỗ khoan làm tăng chiều dày tính trữ lợng lên 5,5%
Đất dá kẹp : Khảo sát trong 64 lỗ khoan có:
- 9 lỗ khoan cắt vỉa không có đá kẹp : Chiếm 14%
- 10 lỗ khoan cắt vỉa không có đá kẹp : Chiếm 15,6%
- 45 lỗ khoan cắt vỉa có từ 1-4 lớp đá kẹp : Chiếm 70,4%.
Số lớp đá kẹp trung bình 2,67 lớp/1 điểm cắt vỉa : Trong đó loại > 1m là 0,58
lớp /1điểm cắt vỉa , loại < 1m là 2,09 lớp /1 điểm cắt vỉa .

Vỉa 14-5 xếp vào nhóm vỉa có cấu tạo tơng đối phức tạp, số lớp than trung
bình là 3,7 lớp/ 1 điểm cắt vỉa, lớn nhất 9 lớp /1 điểm cắt vỉa. Chiều dày đá kẹp
trung bình cho 1 điểm cắt vỉa toàn bộ là 1,93 m / 1 điểm cắt vỉa , trong đó:
- Loại < 1m trung bình là : 0,93m/1 điểm cắt vỉa.
- Loại < 0,5m trung bình là : 0,28m/1 điểm cắt vỉa.
- Loại < 0,2m trung bình là : 0,08m/1 điểm cắt vỉa.
Thành phần đá kẹp: Chủ yếu là bột kết và sét kết, đá kẹp phân bố trong vỉa t-
ơng đối đều của toàn khu, phổ biến gặp vỉa có 2-4 lớp đá kẹp, độ dốc vỉa trung bình
21
0
, chủ yếu từ 15-30
0
. Độ tro trung bình cân than T1 là 11,75%, than T2 là
49,27% , đá kẹp là 82,66% và 73,36%( sét kết).
Tỷ trọng trung bình của than T1 là: 1,44g/cm
3
than T2 là: 1,85g/cm
3
, đá kẹp
là: 2,46 g/cm
3
( bột kết) và 2,2g/cm
3
(sét kết).
+ Vỉa 14-2:
Phần lớn diện tích phân bố ở khu Tây Cao Sơn ( Phía Tây T-XIII
A
) , phía
Đông Cao Sơn ( theo báo cáo TDBS 1986 ) chỉ tồn tại một diện tích hẹp ở phía
Nam T-XIII

A
và T-XIII
B
có 5 lỗ khoan cắt qua với chiều dày tổng quát trung bình
3,93 m , độ dốc trung bình cân than T1 là12%, than T2 là: 48%, đá kẹp là69,6%
(sét kết ) Tỷ trọng trung bình than T1 là: 1,46g/cm
3
,than T2 là: 1,88 g/cm
3
, đá kẹp
là 2,12 g/cm
3
(sét kết ).
Do đặc điểm phân bố của vỉa nêu trên nên phần vỉa này đợc nhập chung vào
vỉa 14-5 , trữ lợng của vỉa 14-5 bao gồm cả vỉa 14-2.
+ Vỉa 13-1: Phân bố trên toàn bộ diện tích khu Đông Cao Sơn , lộ vỉa lộ ra ở
một phần phía Bắc T-XIII
A
, XIII
B
, XIV
D
và một phần ở phía Nam T-XIV
A
, T-XIV
B
phần lớn diện tích vỉa chìm trong nếp lõm Cao Sơn, trụ vỉa chìm sâu nhất ở đáy nếp
lõm tơng ứng mức 110m ( T-XIII
A
) , cao nhất ở trục nếp lồi 151 mức + 70 ( Phía

NAm T-XIV
B
). Vỉa 13-1 có 45 lỗ khoan cắt qua , chiều dày tổng quát thay đổi từ
0,69m( LK571) đến 36,72m (LK74).Chiều dày tổng quát trung bình 11,246m,
trong đó than T1 là 7,47m, than T2 là 0,68m. Khảo sát ở 45 lỗ khoan thăm dò cát
vỉa đợc sử dụng tính trữ lợng cho thấy chiều dày than T1 nh sau:
+ 3 lỗ khoan có chiều dày < 1m : Chiếm 6,70%
+ 13 lỗ khoan có chiều dày 1-5m : Chiếm 29%
+ 15 lỗ khoan có chiều dày từ 5-10m: Chiếm 33,30%%
+ 14 lỗ khoan có chiều dày > 10m : Chiếm 31,0%
Vỉa 13-1 đợc xếp vào nhóm vỉa có chiều dày tơng đối ổn định , cấu tạo vỉa t-
ơng đối phức tạp .
+ Đá kẹp : số lớp đá kẹp trung bình 3,9 lớp / 1 điểm cắt vỉa, nhiều nhất 10
lớp / 1 điểm cắt vỉa. Số lớp đá kẹp < 1m chiếm chủ yếu là 3,17 lớp , nhiều nhất là 9
lớp Số lớp đá kẹp > 1m chiếm 0,73 lớp nhiều nhất là 4 lớp . Thành phần đá kẹp chủ
yếu là bột kết , sét kết . Độ dốc trung bình của vỉa là 25
0
, nhỏ nhất là 12
0
, lớn nhất
là 50
0
,phần lớn có độ dốc từ 20-35
o
số lớp than trung bình T1, T2 trung bình 5,03
lớp , lớn nhất là 11 lớp . Độ tro trung bình cân than T1 là 12,2%, than T2 là 53,03%
đá kẹp là 81,88% ( bột kết) và 66,85%(sét kết ) Tỷ trọng trung bình than T1 là
1,46g/cm
3
, than T2 là 1,99 g/cm

3 ,
đá kẹp là 2,27g/cm
3
(bột kết), 2,15 g/cm
3

(sét
kết).
I.2.21.2: Đất đá:
+ Cuội kết: Phân bố rộng rãi trong toàn khu mỏ Đông Cao Sơn, chiếm nhiều
nhất từ vách vỉa 14-5 trở lên . Cuội kết có cấu tạo khối xi măng Silíc và các bon nát
gắn kết chặt chẽ, màu sắc trắng đục đến xám nhạt .
+ Sạn

kết : Có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, tahnhf phần hạt thạch anh
chiếm 50-70%, xi măng gắn kết là xi măng cơ sở hoặc xi măng lớp dày, có màu
xám sáng . sạn kết mang tính chuyển tiếp giữa cuội kết và cát kết.
+ Cát kết: Có cấu tạo phân lớp từ mỏng đến dày, có màu xám sáng đến xám,
là loại đá phổ biến, chiếm tỷ lệ lớn, phổ biến trong khoảng giữa hai vỉa 13-1và 14-5
+ Bột kết: Thành phần chủ yếu là cát thạch anh 50% và các vật chất tạo than,
vảy xê ri xit, phân lớp tơng đối dày . Bột kết có màu xám đến xám sẫm. Phân bố
rộng, chiếm tỷ lệ tơng đối lớn, chủ yếu từ trụ vỉa 14-5 trở xuông.
+ Sét kết: Có cấu tạo phân lớp mỏng, thành phần chủ yếu là sét , màu xám
đen , phân bố ở sát vách , trụ vỉa than.
I.2.2.1.3: Cột địa tầng :
Địa tầng khu Đông Cao sơn gồm chủ yếu là trầm tích chứa than hệ trias-
thống thợng bậc Nori-Reti-điệp Hòn Gai (T3n-r.hg2) và một ít là trầm tích đệ tứ
(Q) . Trầm tích chứa than hệ Trias gồm chủ yếu các loại đá: Cuội kết , sạn kết, cát
kết , bột kết, sét kết và các vỉa than. Tổng bề dày địa tầng 1800m , nham thạch bao
gồm: Cuội kế, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than. (Từ dới lên gồm các

vỉa than từ 1-22)
I.2.2.1.4: Kiến tạo :
1- Uốn nếp:
Nếp lõm Cao Sơn : Cấu trúc uốn nếp chính của khu Đông Cao Sơn là một
nếp lõm thuộc phần đông của nếp lõm Cao Sơn kéo dài từ Bàng Nâu qua Tây cao
Sơn đến Đông Cao Sơn, phơng của trục nếp lõm : Tây bắc- Đông nam , chìm sâu
nhất ở tuyến XIII
A
(-130m), nâng dần lên ở mức -50m, ở các tuyến XIII
B
XIV và
kết thúc ở trục nếp lồi 151 . Độ dốc hai cánh nếp lõm không đồng đều , cánh Bắc
dốc 30-50
0
, canh Nam thoải hơn : 10-20
0
. Trên cánh Nam của nếp lõm CAo Sơn
hình thành gờ nâng tách ra làm hai nếp lõm ( gọi là hai lòng máng) Bắc và nam .
Nếp lõm Bắc là phần chính của nếp lõm Cao Sơn , nếp lõm nam chạy sát đứt gãy
A-A chìm sâu nhất tới mức 100m .9 khảo sát theo vỉa 13-1) .
+Nếp lồi 15-1: Phân bố ở phía Đông ( T-XIV
D
) , trục chạy gần theo hớng
Nam- Bắc, mặt trục gần thẳng đứng, độ dốc hai cánh thay đổi : 35-40
0
, cánh phía
Nam chuyển tiếp sang nếp lõm 186, cánh phía Tây chuyển tiếp với nếp lõm Cao
Sơn.
+ Nếp lõm 186: Phân bố ở phần khu Đông Cao Sơn giáp đứt gãy LL, là nếp
uốn cuối cùng . Trục nếp lõm phát triển theo hớng nam bắc , dài 700-800m, mặt

trục gần thẳng đứng , độ dốc hai cánh thay đổi từ 35-40
o
2. Đứt gãy:
Bao gồm hai đứt gãy A A và LL trong khu Đông Cao Sơn :
Đứt gãy AA là đứt gãy thuận , cắm Bắc , góc dốc 65-75
o
ở biên giới phía
nam khu Đông Cao Sơn
+Đứt gãy LL: Là đứt gãy nghịch , mặt trợt cắm về phía Nam tây nam , góc
dốc 50-70
o
, đới phá huỷ 30-50 m ở biên giới phía bắc và phía đông khu Đông Cao
Sơn.
3: Tính chất lý hoá của vỉa than:
Than có cấu tạo phân lớp dày,đồng nhất , độ cứng bằng 750-900 kg/cm
2
, có
màu đen , vết vạch ánh kim , bán ánh kim hoặc ánh mờ . Vết vỡ dạng bằng hoặc
theo bậc . Than có điện trở suất ( ) từ 600-1000 , mật độ riêng 1,1-1,4g/cm
3
,
dẫn điện kém . Cơ bản than ở khu Đông Cao Sơn có chất lợng tốt , nhiệt lợng cao ,
lu huỳnh thấp , độ tro thấp thể hiện nh sau:
Bảng I.1: Các chỉ tiêu chất lợng than
STT Tên chỉ tiêu
Vỉa 14-5 Vỉa 13-1
Min Max TB Min Max TB
1 Độ tro A
K
(%) 4,72 24,68 9,83 4,6 34,53 10,24

2 Chất bốc V
ch
(%) 2,26 39,7 6,54 1,0 37,3 7,41
3 Độ ẩm W
PT
(%) 0,1 12 3,5 3,4 9,3 5,4
4 Hàm lợng S
ch
(%) 0,16 1,98 0,5 0,3 1,07 0,3
5 Nhiệt lợng (K.Cal/kg) 6530 8281 8033 3857 8268 8126
I.3: Điều kiện thuỷ văn và địa chất thuỷ văn :
I.3.1:Nớc mặt:
Trong khu Đông Cao Sơn có suối bắt nguồn từ núi Cao Sơn , mạng suối theo
hớng chảy từ Nam đến Bắc theo suối Khe Chàm và hớng chảy vào Moong bắc Cọc
sáu hớng này có suối lớn luôn tồn tại dòng chảy , nguồn cung cấp chủ yếu là
nớc ma , một phần là nớc dới đất . Các suối khác chỉ có nớc vào mùa ma , khô cạn
vào mùa khô .
Hiện tại Moong Bắc Cọc Sáu là một hồ nớc lớn , nguồn nớc tập trung ở đây
do suối chảy thờng xuyên vào mùa ma nớc ở xung quanh chảy xuống tơng đối lớn .
Nớc ở Moong Bắc Cọc sáu chảy đi qua Cống phía Đông , qua bãi thải mỏ Cọc Sáu .
Mực nớc ở Moong thay đổi theo mùa : Mùa khô mực nớc ở mức +59-+60,mùa ma
mực nớc dâng lên mức (+63) (+64)
I.3.2: Nớc dới đất :
+Nớc dới đất bao gồm: nớc trong lớp phủ đệ tứ Q và nớc chứa trong tầng
chứa than T3n-r.
+Nớc trong lớp phủ đệ tứ : Phần lớn lớp phủ đệ tứ đã bị bóc đi , phần còn lại
nghèo nớc , nguồn cung cấp chủ yếu là nớc ma nên sau mùa ma khô cạn nhanh .
Điểm xuất lộ nớc ở tầng này có lu lợng 0,1- 0,6 l/s và thờng không xuất lộ vào mùa
khô .
+ Nớc trong tầng chứa than T3n-r: Lớp chứa nớc trên vỉa 14-5 có đặc điểm

nham thạch là: Cuội kết , cát kết , bột kết , sét kết , riêng sét kết chiếm tỷ lệ nhỏ,
còn đá hạt thô có chiều dày lớn 30-80 m tạo thuận lợi cho nớc dới đất tồn tại và lu
thông.Nớc trong lớp này không có áp , là lớp nghèo nớc do các tầng khai thác cắ
qua , lúc này nớc dới đất đợc tháo đi trở thành nớc mặt chảy qua mơng rãnh . Lớp
chứa nớc ở giữa vỉa 13-1 và 14-5 đặc điểm nham thạch chủ yếu là cát kết hạt nhỏ
đến vừa và bột kết , hai loại đá này có cấu tạo phân lớp , nứt nẻ nhiều , chiếm tỷ lệ
lớn gần 90% .
Nớc trong lớp này có tính áp lực yếu , theo kết quả thăm dò tỉ mỉ và thăm dò
bổ xung trớc năm 1986: Lỗ khoan LK387, CS16 nớc phun lên mạnh, những năm
gần đây khoan vào lớp này nớc không phun lên mặt đất , nh vậy áp lực đã bị giảm
nhiều .
Hệ số thẩm thấu: K= 0,014- 0,0378m/ ngày đêm.
I.4: Điều kiện địa chất mỏ :
I.4.1: Đặc điểm địa chất công trình:
Khu Đông Cao Sơn bao gồm các loại đá: Cuội kết, sạn kết, cát kết , bột kết
và các vỉa than. Tỷ lệ các loại đá từ vách vỉa 14-5 trở lên nh sau:
- Cuội kết, sạn kết: chiếm 40,52%
- Cát kết chiếm 46,24%
- Bột kết chiếm chiếm 12,2%
- Sét kết chiếm 1,04%
Đá cuội , sạn kết có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, độ cứng lớn: f=12-13.
Đá nằm giữa hai vỉa than 14-5 và 13-1, phân bố chủ yếu là cát kết, bột kết có cấu
tạo phân lớp dày , nhiều khe nứt, sét kết phân bố thành lớp mỏng .
I.4.2: Đặc tính cơ lý của đất đá:
Đất đá của khu vực Đông Cao Sơn thể hiện theo bảng sau:
Bảng I.2: Đặc tính cơ lý của đất đá:
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị
Cuội sạn kết
Max-Min
TB

Cát kết
Max-Min
TB
Bột kết
Max-Min
TB
1 Cờng độ kháng nén KG/cm
2
1500-1300
1385
1400-1300
1375
800-400
621
2 Lực dính kết(c) KG/cm
2
870-75
470
600-80
462
*- *
490
3 Góc ma sát trong
()
Độ 35-30
32
33-30
31
*-*
35

4
Dung trọng (

)
g/cm
2
2,8-2,4
2,52
2,67-2,57
2,59
2,91-2,54
2,67
5
Tỷ trọng(

)
g/cm
2
2,87-2,55
2,64
2,75-2,65
2,66
2,91-2,71
2,77
6 Cờng độ kháng kéo
(G
k
)
KG/cm
2

*-*
86
*-*
119
*-*
132
Ghi chú: Phần để trống (*) là trị số cha đợc xác định.
I.5 kết luận:
Đặc điểm chung của vùng mỏ và các đặc điểm địa chất của khoáng sàng là
cơ sở rất quan trọng , đầu tiên trong công tác thiết kế khai thác mỏ .
Qua đây đã tạo những thuận lợi và gây khó khăn cho công tác thiết kế nh
sau:
I.5.1: Thuận lợi:
Về đặc điểm chung: Khu Đông Cao Sơn là khu vực độc lập , có hệ thống đ-
ờng giao thông thuận lợi cho việc liên lac, vận chuyển than khai thác đi ga Cao Sơn
, cảng. Vị trí thuận lợi cho việc mở bãi thải ngoài (140 Đông Cao Sơn) giảm cung
độ .Địa hình dốc thoải thuận lợi cho công tác thoát nớc ra suối Mông Dơng và
xuống moong Bắc Cọc Sáu.
Nớc trong tầng chứa than nằm trong các lớp đá hạt thô có chiều dày lớn
thuận lợi cho lu thông và thoát nớc đợc trong quá trình khai thác .
Khoáng sàng : Vỉa 14-5 khai thác có chiều dày tơng đối ổn định với độ dốc
vỉa và toàn bộ chiều sâu không lớn, than có chất lợng tốt, độ tro thấp , nhiệt lợng
cao , lu huỳnh thấp thuận lợi cho thiết kế vỉa 14-5 và đạt yêu cầu về chất lợng
than .
I.5.2: Khó khăn :
Về đặc điểm chung của vùng mỏ trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa , nhất
là mùa ma gây khó khăn cho khai thác mỏ.
Các loại đát đá khu vực có tính chất cơ lý, độ kiên cố lớn , phổ biến là cuội
kết, cát kết chiếm trên 58% từ vách vỉa 14-5 trở lên , độ cứng trung bình là: 11-11,5
gây khó khăn cho thiết kế khai thác cùng với hai đứt gãy lớn : AA' ở biên giới phía

Nam, LL' ở biên giới phía Bắc, Đông Bắc gây ảnh hởng khi thiết kế khai thác mỏ
xuống sâu.
Về tính chất khoáng sàng vỉa 14-5 có cấu tạo tơng đối phức tạp với số lớp đá
kẹp từ 2- 4 lớp phân bố đồng đều trong toàn khu, bột kết 82,66% sét kết 73,36%,
chiều dày trung bình 1,93m/1 điểm cắt vỉa khó khăn cho thiết kế khai thác. Nhìn
chung khu Đông Cao Sơn có nhiều thuận lợi cho công tác thiết kế khai thác.
chơng II
những số liệu gốc dùng làm thiết kế
II.1: tài liệu địa chất :
1.Báo cáo sơ bộ tình hình địa lý , địa chất khu mỏ.
2.Bản đồ địa hình, điạ chất khu mỏ Đông Cao Sơn .Tỷ lệ 1/2000.
3.Mặt Cắt địa chất tuyến XIV
c
, tỷ lệ:1/2000
4.Mặt Cắt địa chất tuyến XVI
A
, tỷ lệ:1/2000
5.Mặt Cắt địa chất tuyến XXI , tỷ lệ:1/2000
II.2: tổ chức công tác trên mỏ :
II.2.1: Chế độ làm việc:
Mỏ áp dụng chế độ công tác liên tục quanh năm với 365 ngày / năm, 3 ca/
ngày và 8h/ca.
II.2.1.1: Với các loại thiết bị :
Số ngày làm việc trong năm đợc tính:
N
tb
= 365-( N
sc
+ L
lt

+ N
t
+ N
dt
) (Ngày/năm)
Trong đó:
N
sc
: Số ngày sửa chữa trong năm
N
sc
= N
1
+ N
2
+ N
3
+ N
4
N
1
: Số ngày đại tu thiết bị , phân bổ theo năm =20 ngày / năm
N
2
: Số ngày trung tu =28 ngày/ năm
N
3
: Số ngày tiểu tu =12 ngày/ năm
N
4

: Số ngày nghỉ bảo dỡng = 24 ngày/ năm
N
sc
= 20+28+12+24 = 84 ngày/ năm
N
lt
: Số ngày nghỉ lễ , tết trong năm =8 ngày/ năm
N
t
: Số ngày nghỉ do thời tiết trong năm = 10 ngày/ năm
N
dt
: Số ngày dự trữ trong năm =21 ngày/ năm
Nh vậy số ngày làm việc trong một năm của thiết bị là:
N
tb
= 365-(84+8+10+21) = 242 ngày/ năm .
II.2.1.2: Với cán bộ công nhân :
Số ngày công chế độ đợc tính nh sau:
N
c
=365-( N
tb
+ N
cn
+ N
lt
+ N
p
) (ngày/ năm)

Trong đó:
- N
tb
: Số ngày nghỉ thứ bảy trong năm =52 ngày.
- N
cn
: Số ngày nghỉ chủ nhật trong năm =52 ngày.
- N
p
: Số ngày nghỉ phép trong năm =12 ngày.
Nh vậy số ngày công chế độ 1 năm là:
N
c
= 365- (52+52+8+12) = 241( ngày/năm).
II.2.2: loại thiết bị đang sử dụng ở mỏ:
Mỏ than Cao Sơn hiện đang sử dụng các loại thiết bị do Liên Xô (cũ) trang
bị bao gồm: Máy khoan xoay cầu C - 250MH, máy xúc K-8, K-4,6, ô tô
-548
A
,-540. Ngoài ra sử dụng bổ xung một số máy xúc thuỷ lực
PC-750, CAT-365BL, Volvo để xúc than và làm mơng rãnh phục vụ công tác thoát
nớc cho mỏ .
Thiết bị sử dụng ở khu Đông Cao Sơn theo bảng dới đây:
Bảng II.1: Số lợng và năng xuất thiết bị:
Máy xúc : EKG -8Y : 8 chiếc
EKG-10Y : 1
EKG 4,6-5A : 11
PC 1800-6 : 1
PC 1250 : 1
V=6-7m

3
: 3 Komatsu 750
V=3-4m
3
: 2 CAT
Máy khoan CBIII-250 :16 fi 250
DML-1600 :1 fi 250
T-rock : 1 (Khoan xử lý)
Vận tải đất đá : xe HD và Cat từ 58-96 tấn
Vận tải than : Xe Volvo + HD

chơng III
xác định biên giới mỏ
III.1 xác định hệ số bóc giới hạn: (K
gh
)
Việc xác định hệ số bóc giới hạn là rất cần thiết vì đây là chỉ tiêu kinh tế-kỹ
thuật quan trọng, phụ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thiết kế. Hệ số bóc giới hạn
làm tiêu chính để xác định biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên .
K
gh
đợc tính gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế . Với trờng hợp tổng quát , xác
định theo công thức sau:
K
gh
=
b
aG
cp

(m
3
/t)
Trong đó:
G
cp:
Là giá thành khai thác một tấn thancho phép đảm bảo cân bằng thu chi
=181.000đ/t ( Tổng công ty TVN giao cho mỏ Cao Sơn năm 1998)
+a: Giá thành khai thác than = 55.529,1đ/t.
+b: Giá thành bóc đất , gồm cả khoan nổ mìn = 21.353,42 đ/m
3
Hệ số bóc giới hạn cho phép ở khu vực Đông Cao Sơn là:
K
gh
=
42,353.21
1,529.55000.181


5,9 (m
3
/t) =5,9 m
3
/0,71 m
3

III.2: chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ :
Lựa chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ căn cứ vào đặc điểm của vỉa than
14-5 khu Đông Cao Sơn có độ dốc nhỏ :

tb
= 20-22
0
, chiều dày lớp đất phủ trung
bình , do vậy khai thác vỉa bằng phơng pháp lộ thiên . Từ đó biên giới mỏ phụ
thuộc vào chiều dài và chiều sâu của vỉa , các yếu tố kinh tế , giá trị của than , giá
thành khai thác . Căn cứ vào hai yêu cầu chính là:
1-Tổng chi phí khai thác khoáng sàng nhỏ nhất .
2- Trong giai đoạn sản xuất : Giá thành phải nhỏ hơn hoặc tối đa bằng giá
thành khai thác .
Hai yêu cầu trên đòi hỏi rất cao trong quá trình khai thác, vì thể phải có biện
pháp cải thiện chế độ công tác mỏ phù hợp theo điều kiện cấu tạo của vỉa. Chọn
nguyên tắc xác định biên giới mỏ : K
gh

K
bg
.
III.3: xác định biên giới mỏ trên cơ sở nguyên tắc đã chọn
Sử dụng bằng phơng pháp đồ thị : Đo vẽ trực tiếp trên các lát cắt ngang đặc
trng để xác định biên giới mỏ . Vỉa 14-5 có thế nằm và chiều dày tơng đối ổn định
nên trong bản thiết kế sử dụng hai lát cắt ngang đặc trng và một lát cắt dọc để tính
toán .
+ Trên lát cắt ngang đặc trng ( Tuyến XVI
A
, Tuyến XXI) Kẻ các đờng song
song nằm ngang với khoảng cách lớn,bằng hoặc nhỏ hơn chiều cao tầng khai thác
(chiều cao tầng h=15 m).
.
+ Từ giao điểm của đờng nằm ngang với vách vỉa lần lợt từ trên xuống dới kẻ

các đờng xiên biểu thị bờ dừng phía vách với góc nghiêng 37
0
cho đến khi gặp mặt
đất .
+ Tiến hành đo diện tích than khai thác và đất đá phải bóc tơng ứng nằm giữa
hai vị trí bờ mỏ liên tiếp đối với tất cả các tầng và xác định hệ số bóc biên giới
+ Xác định hệ số bóc đất biên giới : K
bg
=
Q
v


-v : Khối lợng đất đá bóc giữa hai vị trí bờ mỏ .
-
Q
: Khối lợng than khai thác giữa hai bờ mỏ liên tiếp .
+ Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa K
gh
(không đổi) và K
bg
( thay đổi)
với chiều sâu khai thác theo kết quả tính toán trên . Hoành độ giao điểm của hai đ-
ờng là chiều sâu đáy mỏ cần xác định trên lát cắt đó .
+Kết quả đo vẽ tính toán đợc tổng hợp ở các bảng:(III.1,III-2,III-3)
Bảng III.1 : Xác định khối lợng mỏ trên mặt cắt dọc tuyến XIV
c
Cốt cao
V
( 10

3
m
3
)
Q
( 10
3
T)
K
bg
+125 768
+110 1464 312 4,69
+95 4656 840 5,54
+80 6864 1363 5,04
+65 8472 2064 4,1
+50 13104 1985 6,6
+35 10560 1752 6,03
+20 7224 1656 4,36
+5 5376 1452 3,7
-10 4944 1248 3,96
-25 4152 1176 3,53
-40 2664 1124 2,18
-55 2898 1380 2,10
-70 1564 1260 1,24
BiÓu ®å x¸c ®Þnh K
bg

cho mÆt c¾t XIV
c
B¶ng III.3: Khèi lîng má trªn mÆt c¾t ngang tuyÕn XXI

Cèt cao
ΔV
( 10
3
m
3
)
ΔQ
( 10
3
T)
K
bg
+125 1032
+110 1992
+95 220
+80 3708 720 5,15
+65 9490 2246 4,23
+50 10560 3720 2,84
+35 8760 3552 2,47
+20 7819 3048 2,57
+5 17712 2606 6,8
-10 11664 2369 4,92
-25 7608 2614 2,91
-40 4296 3336 1,29
-55 1846 3211 0,57
BiÓu ®å x¸c ®Þnh K
bg
cho mÆt c¾t XXI
B¶ng III.3: Khèi lîng má trªn mÆt c¾t ngang tuyÕn XVI

A
Cèt cao
ΔV
( 10
3
m
3
)
ΔQ
( 10
3
T)
Kbg
+110 3230
+95 3256
+80 3708 720 5,15
+65 9490 2246 4,23
+50 10560 3720 2,84
+35 8760 3552 2,47
+20 6752 3566 1,89
BiÓu ®å x¸c ®Þnh K
bg
cho mÆt c¾t XVI
A
Z n A M
A
n
K
Bn

III.4: Xác định kích thớc biên giới mỏ trên mặt đất và kích thớc đáy
mỏ:
Để xác định kích thớc biên giới mỏ trên mặt đất và kích thớc đáy mỏ, căn cứ
vào thế nằm của vỉa 14-5 . Căn cứ vào các lát cắt đặc trng thì tơng ứng với lát cẳt
dọc tuyến XIV
C
là mức (-70) m, lát cắt ngang tuyến XXI là (- 55 m ), lát cắt ngang
tuyến XVI
A
là (+20) m.
Qua kết quả tính toán đo vẽ trên mặt cắt ta thấy các mặt cắt đều có 1-2 tầng
có giá trị K
bg
>K
gh
, còn hầu hết các tầng có K
gh
> K
bg
.
Kiểm tra theo nguyên tắc K
gh


K
tb
ta có K
tb
= 4,96 nhỏ hơn K
gh

. Điều này
cho phép ta khai thác hết chiều sâu của vỉa.
Đảm bảo thoát nớc khi khai thác dới mức +40: Điều chỉmh đáy mỏ thành 2
cấp . Trên mặt cắt dọc tuyến XIV
C
từ lỗ khoan LK 149 đến lỗ khoan LK2477 là đáy
kết thúc mỏ.
Thông số đáy mỏ:
+ Chiều dài : 400m
+ Chiều rộng: 50m
+ Độ sâu: -70m
Biên giới mỏ trên mặt đất với kích thớc xác định trên từng mặt cắt trên cơ sở
điều chỉnh đáy mỏ và góc kết thúc bờ mỏ .
- Căn cứ theo mặt cắt XVI
A
: ứng với chiều sâu H = +20 m có B = 800m
- Căn cứ theo mặt cắt XXI : ứng với chiều sâu H = -55 m có B = 800m
Xác định trên mặt cắt XIV
C
có chiều dài trên mặt đất của mỏ là: L = 1300
m.
Với kết quả chọn đa lên bản đồ địa hình , xác định kích thớc biên giới mỏ
trên mặt đất là:
+ Chiều rộng: B = 800 m
+ Chiều dài : L = 1350 m
Kích thớc trên đã xác định không tính khu Bắc Cọc Sáu .
III.5 :Trữ lợng than và đất đá bóc trong biên giới mỏ :
Trữ lợng than công nghiệp trong biên giới đợc tính toán bằng phơng pháp
hình học với khoảng cách tác dụng giữa các mặt cắt . Diện tích quặng trên các mặt
cắt nhân với khoảng cách tác dụng giữa chúng . Kết quả tính căn cứ vào chiều dài

vỉa đợc xác định trong giới hạn khai thác, đợc kết quả nh sau:
Bảng III.4: Trữ lợng than và đất bóc trong biên giới mỏ:
Trữ lợng than
(m
3
)
Khối lợng
đất bóc (m
3
)
Tổng khối lợng
mỏ (m
3
)
K
tb
9.700.000
(13.580.000 tấn)
67.360.000 77.060.000 4,96

Hình IV.1: Sơ đồ chiều rộng hào ngoài
Hình 4.2: Sơ đồ xác định chiều rộng hào
chuẩn bị:
Ký hiệu:
-B
cb
: Chiều rộng đáy hào chuẩn bị
-b
0
: Chiều rộng xe ô tô

-l
o
: Chiều dài xe ô tô.
-R
0
: Bán kính vòng tối thiểu .
-m: khoảng cách an toàn của xe
đến mép sờn hào.
Phơng pháp đào hào thể hiện theo hình vẽ sau:
Hình IV.3: Sơ đồ đào hào mở vỉa:
m
l
o
R
O
b
o
Bn


R
x
R
d
2
1
3
IV.7 Chọn bãi thải khi xây dựng mỏ:
Trong giai đoạn xây dựng cơ bản , có một phần khối lợng đất đá cần phải
đắp để mở rộng đờng khi đào hào mở vỉa khối lợng kiến thiết cơ bản cần thải là:

1.56.000 m
3
đợc bóc và đổ ra bãi thải ngoài +140 Đông Cao Sơn . Chọn phơng
pháp thải đá theo chu vi hình rẻ quạt , xe ô tô dừng cách bờ chắn an toàn của bãi
thải tối thiểu là 2m để đổ thải , kết hợp với máy gạt D- 85A gạt đẩy đất đá xuống
nền bãi thải . Trong quá trình đổ thải theo sơ đồ quay đảo chiều .
Từ khu khai thác Đông Cao Sơn đến bãi thải ( +140) có cung độ vận chuyển
ngắn : L= 1600m, bãi thải có dung tích lớn, chứa đợc 350 triệu m
3
đất đá, phục vụ
tốt cho công tác đổ thải toàn khu Cao Sơn , vì thế với bãi thải đã chọn đáp ứng
công tác đổ thải trong giai đoạn xây dựng cơ bản và khai thác sau này của khu
Đông Cao Sơn.
IV.8: Lập lịch xây dựng cơ bản :
Căn cứ theo biểu đồ chế độ công tác và khối lợng xây dựng cơ bản tính ở
chơng 7 .Phân bố khối lợng trên các tầng nh sau:
Bảng IV.1: Khối lợng xây dựng cơ bản :
Tầng
Khối lợng Năm sản xuất (thứ)
Đất Than 1 2 3
+150 172.200 172.200
+135 1.305.800 559.112 731.312 15.376
+120 715.936 142.857 715.936
Cộng: 2.193.936 142.857 731.312 731.312 731.312
-Lịch điều động thiết bị:
Hai năm đầu khai thác, khai trờng mỏ còn trật hẹp nên sử dụng một máy xúc
K-8U đào hào và mở rộng tầng (+150) . Vào năm thứ 3 máy xúc K-8U
xúc mở rộng tầng (+135) bắt đầu bố trí 1 máy xúc K-8U và đào hào chuẩn bị
tầng (+120) và tiến hành khấu than .
Bố trí thiết bị nh sau:

Hình 4.2: Điều động thiết bị xúc bóc:
Tầng Loại thiết bị xúc bóc
Năm sản xuất (thứ)
1 2 3
+ 150
K- 8U
+135
+120
K- 4,6
Chơng V
Hệ thống khai thác và cơ giới hoá
đồng bộ thiết bị
V.1: Hệ thống khai thác :
V.1.1: Khái niệm:
Hệ thống khai thác mỏ là trình tự hoàn thành công tác mỏ trong giới hạn
khai trờng : công tác chuẩn bị ,xúc bốc và khai thác đảm bảo cho mỏ hoạt động đạt
yêu cầu sản lợng , kinh tế và an toàn, thu hồi tối đa lợng quặng trong lòng đất, đảm
bảo tốt môi trờng xung quanh . Hệ thống khai thác có quan hệ mật thiết với đồng
bộ thiết bị , thể hiện qua các yếu tố nh: Chiều cao tầng , chiều rộng mặt tầng công
tác, chiều rộng khoảnh khai thác, chiều dài luồng xúc của máy xúc, các yếu này
phải phù hợp với đặc tính kỹ thuật của các thiết bị .
Chọn Hệ thống khai thác hợp lý sẽ nâng cao năng xuất thiết bị , an toàn
trong quá trình khai thác mỏ , sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực , vốn đầu t, đạt
hiệu quả cao trong SXKD.
V.1.2: Chọn hệ thống khai thác áp dụng cho khu Đông Cao Sơn :
Căn cứ vào điều kiện địa hình , địa chất , địa chất thuỷ văn , cấu tạo và phân
bố của vỉa 14-5, sự ảnh hởng của nếp lồi 151, nếp lõm 186, các đứt gãy AA, LL
và vị trí , trình tự mở vỉa đã chọn . Có thể áp dụng hai phơng án khai thác vỉa 14-5
nh sau:
1- Phơng án 1: Công trình mỏ phát triển từ Đông sang Tây , hệ thống khai

thác xuống sâu , dọc 1 bờ công tác đổ thải ra bãi thải ngoài theo phân loại hệ
thống khai thác của viện sỹ Vvrjevxki.
2. Phơng án 2: Công trình mỏ phát triển từ Tây sang Đông, hệ thống khai
thác xuống sâu dọc 1 bờ công tác, đổ thải ra bãi thải ngoài theo phân loại hệ
thống khai thác của viện sỹ Vvrjevxki.
Phân tích hai phơng án trên cho thấy phơng án 1 u việt hơn phơng án 2 ở
những u điểm nổi trội sau:
- Khai thác và hạch toán kinh tế độc lập theo khu vực do không kết hợp khai
thác với công trờng Tây Cao Sơn .
- Chi phí xây dựng cơ bản ít do tận dụng vào vỉa than gần lộ ra trên mặt đất
nên khối lợng đất đá phủ mỏng , khối lợng xây dựng cơ bản nhỏ nhanh chóng đa
mỏ vào giai đoạn sản xuất.
-Thuận lợi cho cải tạo mặt bằng do tận dụng đợc các tầng khai thác cũ của
Bắc Cọc Sáu.
- Thuận lợi cho công tác thoát nớc của mỏ do địa hình cao , nớc ma chảy
xuống moong Bắc Cọc Sáu.
-Cung độ vận chuyển ngắn .So với phơng án 2 giảm đợc cung độ vận chuyển
từ 800-1000 m từ đó giảm công tác chi phí vận.
Qua phân tích : Chọn hệ thống khai thác theo phơng án 1.
Hình V.1: Sơ đồ chiều rộng mặt tầng công tác:
Hình V.2: Sơ đồ Chiều rộng khoảnh khai và thông số khoan nổ mìn:
Z C
2
T
C
1
X
A
Bmin

C
W

b
A
3
2
1
Hình V.3: Sơ đồ đai vận tải, đai bảo vệ.
Chơng VI
Xác định sản lợng mỏ
Việc xác định sản lợng mỏ là công việc quan trọng trong công tác thiết kế vì
mục đích đạt sản lợng yêu cầu , đem lại hiệu quả kinh tế cao theo điều kiện tự
nhiên và kỹ thuật . Vì vậy phải có cân nhắc tính toán chi tiết về kinh tế Kỹ thuật
của các phơng án và so sánh lựa chọn.
Vỉa 14-5 Đông Cao Sơn đã đợc xác định về điều kiện tự nhiên nên việc xác
định sản lợng mỏ phụ thuộc vào điều kiện kinh tế và kỹ thuật . Theo điều kiện kỹ
thuật yếu tố xác định sản lợng mỏ là tốc độ phát triển công trình mỏ , trị số sản l-
ợng là trị số tối đa có thể , trị số này là cơ sở xác định sản lợng hợp lý cho mỏ.
Theo phơng án 1 đã chọn , công trình mỏ phát triển theo hớng từ Đông sang
Tây . Cánh Đông có độ dốc từ 21-23
o
nên công trình mỏ phát triển chủ yếu theo tốc
độ xuống sâu .
Từ mức +40 vỉa 14-5 có thế nằm ngang( ứng với chiều dài vỉa
L

=250m),
công trình mỏ phát triển theo tốc độ phát triển ngang, lúc này V
s

=0.
Từ sự thay đổi của vỉa nên diện tích quặng trên các tầng và tốc độ phát triển
của mỏ khác nhau do đó sản lợng mỏ sẽ thay đổi liên tục trong quá trình phát triển
công trình mỏ .
Sản lợng mỏ trong bản thiết kế đợc tính toán cho giai đoạn khai thác đầu
tiên khi công trình mỏ phát triển theo tốc độ xuống sâu.Quan hệ giữa sản lợng với
các yếu tố ảnh hởng xác định theo công thức :
A
q
= V
s
* S
q
*

(1+r) (m
3
/năm)
Trong đó:
V
s
: Tốc độ xuống sâu công trình mỏ (m/năm)
S
q
: Diện tích quặng trên tầng tính toán (m
2
)

: Hệ số thu hồi khoáng sản (than) =0,95
r : Hệ số làm bẩn khoáng sản(than) = 0,12

VI.1 xác định tốc độ phát triển công trình mỏ :
Xác định tốc độ xuống sâu:(V
s
)
theo công thức : V
s
=
c
T
h
(m/năm)
Z C T
C
K
b
v



b
bv
- Thời gian chuẩn bị tầng mới là tính từ khi bắt đầu mở rộng tầng trên cho tới
khi kết thúc công tác đào hào chuẩn bị cho tầng dới .Thời gian chuẩn bị tầng mới
T
c
khi có đủ máy xúc đợc xác định theo công thức:
T
c
= t
d

+ t
m
+ m*t
cb
(năm)
+ t
d
: Thời gian đào hào dốc
t
d
=
cx
d
KQ
V
*
V
d
: Khối lợng đào hào dốc V
d
=
)cot*33,05,0(
2

ghB
i
h
o
+
+Q

x
: Năng suất máy xúc = 1.000.000 m
3
/ năm
+K
c
: Hệ số giảm năng suất của máy xúc khi đào hào :0,7
+t
cb
: Thời gian đào hào chuẩn bị cho tầng mới
t
cb
=
cx
KQ
ghBhLx
*
)cot*(*
0

+
(năm)
-L
x
: Chiều dài block xúc
- B
0
: Chiều rộng đáy hào chuẩn bị =25 m
- h : Chiều cao tầng, h = 15 m
+t

m
: Thời gian mở rộng tầng trên
t
m
=
Q
hBL **
0
(năm)
B
o
: Khoảng cách cần mở rộng tuyến công tác của tầng trên đảm bảo cho việc
chuẩn bị tầng mới .
B
o
= B
min
+ h(cotg

+cotg

) (m)
B
min
: Chiều rộng mặt tầng công tác

: Góc nghiêng sờn tầng
Mở vỉa bám vách : Góc véc tơ ăn sâu của mỏ trùng với góc cắm của vỉa

=21

0
Ta đợc B
0
= 90 (m)
-i: Độ dốc của hào dốc =7%
+m: Số blôc xúc:
m=
Lx
Lt
-L
t
: Chiều dài tuyến công tác (m)
- L
x
: Chiều dài luồng xúc (m)
Kết quả tính toán trình bày trong bảng VI.1
VI.1.2: Xác định tốc độ dịch chuyển ngang :(V
n
)
Đảm bảo cho tốc độ xuống sâu hàng năm của mỏ thì các tuyến công tác phải
dịch chuyển theo phơng ngang vơí các giá trị nhất định . Trong giai đoạn đầu công
trình mỏ phát triển xuống sâu thì: V
n
= V
s
( Cotg

+Cotg

) (m/năm)

Trong đó:

: Góc nghiêng bờ công tác =22
0
V
n
: 7,07( Cotg22
0
+ Cotg21
0
)=35,88 (m/năm)
Lấy giá trị V
s
trên tầng có tích số V
s
S
q
nhỏ nhất ở bảng VI.1
Giai đoạn khai thác mức +40 có thế vỉa nằm ngang , để đảm bảo sản lợng
mỏ đã chọn tốc độ dịch chuyển ngang tính theo công thức :
V
n
=
)1(*
'
rS
A
q
q
+

(năm)
Trong đó:
S
q
: Diện tích khoáng sản tính theo mặt cắt dọc , lấy trung bình bằng tích số
của chiều dày vỉa theo phơng thẳng đứng và chiều dài vỉa .
S
q
= 35 *720 =25.200 (m
2
)
Thay số ta tính đợc:
V
n
=
66,10
)12,01(95,0*200*25
714*285
=
+
(m/năm)
(Giá trị của A
q
đợc tính chọn trong phần VI.2)
VI.2: Xác định sản lợng mỏ
Sản lợng mỏ theo điều kiện kỹ thuật là đIều kiện cần để xác định sản lợng
mỏ hợp lý cho mỏ lộ thiên. Sản lợng đợc chọn trớc hết phảI thoả mãn đIều kiện kỹ
thuật. Tức phảI chọn theo tích số Vs . Sq nhỏ nhất trong giai đoạn nào đó trừ giai
đoạn xây dựng cơ bản và kết thúc mỏ để luôn đạt đợc sản lợng thiết kế.

Từ cơ sở xác định ở VI.1, xác định diện tích khoáng sản. Kết quả thể hiện ở bảng
VI.1
Bảng VI.1: Khối lợng và tốc độ công trình mỏ phát triển .
Tầng L
t
S
q
(m
2
) t
d
(năm) m*t
c
(năm) t
tm
T
c
(năm)
V
s
(m/năm)
V
s
*S
q
+165 570 0,05 0,37 1,15 1,57 9,55
+150 980 0,05 0,63 1,62 2,3 6,52
+135 970 0,05 0,63 1,55 2,23 6,72
+120 950 36.640 0,05 0,62 1,40 2,07 7,23 264.908
+105 890 37.380 0,05 0,58 1,49 2,12 7,07 264.277

+90 820 34.440 0,05 0,53 1,24 1,82 8,28 285.163
+75 780 32.760 0,05 0,50 1,11 1,66 9,03 295.823
+60 720 28.800 0,05 0,46 1,09 1,60 9,36 269.568
Căn cứ vào kết quả ở bảng VI.1 , để chọn sản lợng mỏ hợp lý lấy giá trị tốc
độ xuống sâu trung bình của các tầng . Nh vậy sản lợng mỏ chỉ phụ thuộc vào diện
tích quặng trên các tầng.
Chọn diện tích quặng trên tầng +105 là tầng có tích số V
s
*S
q
nhỏ nhất đảm
bảo cho mỏ đạt sản lợng trong quá trình khai thác
Sản lợng mỏ đợc xác định theo công thức :
A
q
= V
s
*S
q
*

(1+r) = 7,07*37.380*0,95(1+0,12)
A
q
= 281.190,3 m
3
/năm = 393.666,4 (T/năm)
Chọn sản lợng mỏ:A
q
= 400.000 (T/năm) ; 285.714 (m

3
/năm)
Chơng VIII
Chuẩn bị đất đá để xúc bốc
VIII.1: phơng pháp chuẩn bị đất đá để xúc bốc:
Để công tác xúc bốc chuẩn bị đợc thì phảI chuẩn bị đất đá cho thiết bị xúc
làm việc. Phơng pháp chuẩn bị là tổng hợp các biện pháp nhằm phá vỡ đất đá
nguyên khối tạo ra cỡ hạt phù hơpj tạo thuận lợi cho thiết bị xúc bốc, vận tải làm
việc an toàn đạt năng xuất cao . Để đạt đợc yêu cầu trên phải tiến hành khoan nổ
mìn phá vỡ đất đá .
Đối với công tác khoan nổ mìn phi đảm bảo yêu cầu sau:
1. Hình dạng , kích thớc đông đá nổ mìn và cỡ hạt phải phù hợp với khả năng
làm viêc của thiết bị xúc bốc và vận tải.
2. Cung cấp đủ đất đá tơi cho thiết bị xúc bốc làm việc liên tục đạt hiệu quả
cao và an toàn cho công tác khai thác mỏ .
3. Đảm bảo hình dạng tầng thiết kế: góc nghiêng sờn tầng, độ ổn định của
tầng, của mặt tầng kế tiếp , tạo thuận lợi cho thi công khoan , nạp nổ mìn tầng kế
tiếp bên dới.
4. Đẩm bảo độ bằng phẳng và độ cao mặt tầng theo yêu cầu.
5. Giảm tối đa chấn động, đá văng, hạn chế tới mức thấp nhất khí độc sinh ra
khi nổ mìn, đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị, ổn định các công trình, góc
nghiêng bờ kết thúc của mỏ.
VIII.2: xác định mức độ đập vỡ theo yêu cầu:
áp dụng 2 phơng pháp sau:
VIII.2.1: Phơng pháp trực tiếp:
Tiến hành xác định trực tiếp tại đống đá nổ mìn bằng cách đo đếm bao gồm:
VIII.2.1.1: Đo trực tiếp trên các cục đá quá cỡ phải nổ lần thứ 2 . Sau đó xác định
chỉ tiêu số cục đá quá cỡ trên 1 m
3
đất đá nổ ra

Theo công thức:
N =
v
n
(cục/m
3
)
Trong đó:
- N : Chỉ tiêu số cục đá quá cỡ trên 1 m3 đất đá phá vỡ .
- n: Số cục đá quá cỡ (cục)
- V: Thể tích đất đá nổ mìn (m
3
)
VIII.2.1.2:Phơng pháp tuyến tính:
Xác định theo công thức :
V
qc
=
%100*
t
qc
L
L

Trong đó:
-V
qc
: Tỷ lệ đá quá cỡ (%)
- L
qc

: Chiều dài cục đá quá cỡ (m)
- L
t
: Tổng chiều dài tuyến đo đợc (m)
VIII.2.1.3: Phơng pháp hình học:
Xác định theo công thức:
V
qc
=
d
qc
S
S
*100%
Trong đó:
S
qc
:Tổng diện tích các cục đá quá cỡ (m
2
)
S
đ
:Tổng diện tích đống đá nổ mìn (m
2
)
VIII.2.1.4: Phơng pháp định lợng :
Xác định bằng cách chụp ảnh và tính toán trên ảnh .
VIII.2.2: Phơng pháp gián tiếp :
Xác định theo các chỉ tiêu chi phí khoan nổ mìn cho đập vỡ đất đá lần thứ 2
nh: Chi phí thuốc nổ , phụ kiện nổ, phụ trợ và chi phí khoan nếu phải khoan để nổ

mìn sử lý.
Qua các phơng pháp trên tính với giá thành chi phí phá vỡ 1m
3
đất đá nhỏ
nhất và đạt yêu cầu kỹ thuật về tỷ lệ quy định thì đợc coi là mức độ đập vỡ hợp lý.
VIII.3: các thông số công nghệ cơ bản phá vỡ đất đá:
VIII.3.1: Quy định của mỏ về công tác chuẩn bị đất đá
Khi áp dụng phơng pháp khoan nổ mìn làm tơi đất đá. Sau khi nổ mìn kích
thớc của cục đá phải đảm bảo yêu cầu sau:
d
max
0,75
3
E
(m) và d
max
3
5,0 Q
(m)
Trong đó:
+ d
max
: Kích thớc lớn nhất của cục đá (m)
+ E: Dung tích gầu của máy xúc .( m3)
Khi sử dụng máy xúc K- 8U có E=8 m
3
:d
max
1,5 (m).
Khi sử dụng máy xúc K-4,6 có E=4,6 m

3
:d
max
1,25 (m).
+Q là dung tích thùng xe ôtô (m3).
Khi sử dụng xe ôtô có Q= 22,3 m
3
:d
max
1,41 (m).
Khi sử dụng xe ôtô có Q= 15,2 m
3
: d
max
1,24 (m).
Đảm bảo để các loại thiết bị làm việc đợc bình thờng, chọn kích thớc lớn
nhất của cục đá sau khi nổ mìn là: d
max
1,24 (m).
Để đạt yêu cầu về mức độ đập vỡ đất đá và kích thoiức cục đá khi áp dụng
phơng pháp khoan nổ mìn thì phải thắng đợc cờng độ kháng nén và kháng kéo của
đất đá có giá trị theo bảng sau đây.
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính
Cuội sạn
kết
Cát kết Bột kết
1 Cờng độ kháng nén Kg/cm
2
1385 1375 621
2 Cờng độ kháng kéo Kg/cm

2
86 119 132
VIII.3.2: Chọn phơng pháp khoan lỗ khoan để nạp mìn:
áp dụng phơng pháp khoan lỗ khoan phải đảm bảo các yêu cầu :
1: Khoan đợc trong đất đá có độ kiên cố F = 8-14 khu Đông Cao Sơn đảm
bảo đủ sản lợng mét khoan nạp mìn phù hợp tiến độ khai thác.
2. Có khả năng định hớng lỗ khoan, khoan đợc độ sâu theo thiết kế.
3. Giá thiết bị, vật t phụ tùng thay thế, khả bnăng phục hồi phù hợp với hợp
với điều kiện kinh tế, kỹ thuật của mỏ và nền kinh tế Quốc dân.
4. Có tính cơ động cao, khoan đợc trên địa hình khai trờng khu mỏ. Dựa theo
yêu cầu của hệ thồng khai thác, thi công khoan nạp nổ mìn, thiết bị xúc bốc. Chọn
loại máy khoan xoay cầu CBU 250 MH để khoan các lỗ khoan, áp dụng phơng
pháp khoan đứng.
( Khi cần thiét phải khoan xử lý mô chân tầng với áp dụng phơng pháp khoan
nghiêng ) .
Loại máy khoan đã chọn có đặc tính kỹ thuật cơ bản sau đây:
Bảng VIII.2:
TT Thông số Đơn vị tính Giá trị
1 Chiều sâu khoan (max) m 32
2 Đờng kính lỗ khoan Mm
234 ữ 269
3 Trọng lợng toàn bộ máy Tấn 71,5
4 Công suất động cơ KW 386
5 Công suất máy nén khí m
3
/phút
18 ữ 25
6 áp lực trục nén Tấn
0 ữ 30
7 áp lực khí nén át 7

8 áp lực bánh xích di chuyển nén lên mặt đất KG/cm
2
1,276
9 áp lực kích nén lên mặt đất KG/cm
2
10,04
10 Lực hớng ttâm (max) Tấn 38
11 Điện thế đa vào V 380
12 Tốc độ quay ty khoan V/ph
30 ữ 152
13 Tốc độ tiến khoan m/h 60
14 Tốc độ di chuyển Km/h 0,773
15 Tốc độ nâng nhanh dụng cụ khoan m/phút 7
16 Tốc độ hạ nhanh dụng cụ khoan m/phút 10
17 Khả năng khoan xiên độ
70 ữ 90
18 Góc lên dốc khi hạ cần độ 10
19 Chiều dài khi nâng cần m 9.2
20 Chiều dài khi hạ cần m 15
21 Chiều rộng máy m 5.45
22 Chiều cao khi nâng cần m 15,35
23 Chiều cao khi hạ cần m 6,5
24 Thổi phoi bằng nớc, khí ép
Ghi chú:
1: Cục đá cần nổ để phá vỡ.
2:Dây nổ.
3: Dây cháy chậm.
4: Kíp số 8.
5: Lợng thuốc nổ
6: Lợng bua (Đất dẻo)

7: Hớng truyền nổ.
Khi nổ kết hợp với bãi mìn chính (lần1) thì thay 3,4 trên sơ đồ bằng dây điều
khiển TLD đấu ghép với bãi mìn chính và tính toán hợp lý thời gian nổ của đá quá
cỡ với các lỗ mìn ở các bãi chính sao cho hiệu quả và an toàn.

1
2
4
3
5
7
6
Bảng IX.1: Đặc tính kỹ thuật của máy xúc
TT Thông số
Đơn vị
tính
Giá trị
K-8U K- 4,6
1 Dung tích gầu xúc m
3
8 4,6
2 Chu kỳ xúc lý thuyết S 27-37 27-37
3 Điện áp sử dụng trực tiếp Kv 6 6
4 Công suất động cơ Kw 520 250
5 Lực nâng, max Tấn 80 45
6 Lực ra vào tay gầu Tấn 37- 40 20,5
7 áp lực nén lên mặt đất KG/cm
2
2.08 2
8 Tốc độ di chuyển Km/h 0,45 0,45

9 Tốc độ nâng gầu m/s 0,91 0,87
10 Tốc độ ra vào tay gầu, max m/s 0,61 0,3-0,5
11 Bán kính xúc max m 18,34 14,4
12 Bán kính xúc trên mặt bằng đến trục giữa m 12 8,86
13 Bán kính dỡ tải, max m 16,3 12,65
14 Chiều cao xúc, max m 14,4 10,3
15 Chiều cao đổ khi bán kính đổ max m 7,93 6,3
16 Độ dốc cho phép khi di chuyển độ 12 12
17 Góc nghiêng của cần độ 47 45
18 Chiều dài cần máy m 13 10
19 Chiều dài xích m 8,23 6
20 Chiều rộng xích m 1,4 0,9
21 Chiều cao máy m 11,545(kh
ông kể cần)
11,46 (cả cần)
22 Trọng lợng đối trọng Tấn 30-35 33
23 Trọng lợng toàn bộ máy Tấn 341 196