PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ ĐỂ GIẢM TỔN THẤT TRONG KHAI THÁC THAN CÁC VỈA DÀY DỐC NGHIÊNG CHỐNG GIỮ BẰNG GIÁ ZH 1600-16-24ZL; GIÁ XDY TẠI CÔNG TY THAN QUANG HANH-TKV

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
TRẦN THANH HIỆP
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP
KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ ĐỂ GIẢM TỔN THẤT
TRONG KHAI THÁC THAN CÁC VỈA DÀY DỐC
NGHIÊNG CHỐNG GIỮ BẰNG GIÁ ZH 1600-16-24ZL;
GIÁ XDY TẠI CÔNG TY THAN QUANG HANH-TKV
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2010
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
TRẦN THANH HIỆP
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ ĐỂ GIẢM TỔN THẤT TRONG KHAI THÁC THAN
CÁC VỈA DÀY DỐC NGHIÊNG CHỐNG GIỮ BẰNG GIÁ ZH 1600-16-
24ZL; GIÁ XDY TẠI CÔNG TY THAN QUANG HANH-TKV
Chuyên ngành: Khai thác Mỏ
Mã số đề tài: 60.53.05
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS-TS. Trần Văn Thanh
HÀ NỘI- 2010
3
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam oan ây l công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các sđ đ à ứ ủ ố
li u, t i li u trong lu n v n l trung th c v k t qu nghiên c u trong lu nệ à ệ ậ ă à ự à ế ả ứ ậ
v n ch a t ng c ai công b trong b t k công trình n o.ă ư ừ đượ ố ấ ỳ à
Tác giả luận văn

Trần Thanh Hiệp
4
MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA 1
LỜI CAM ĐOAN 2
MỤC LỤC 3
DANH MỤC CÁC BẢNG 8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9
MỞ ĐẦU 11
CHƯƠNG 1 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ TỔN THẤT
THAN TRONG KHAI THÁC CÁC VỈA DÀY
DỐC NGHIÊNG Ở CÔNG TY THAN QUANG
HANH
14
1.1 Đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ 14
1.1.1 Đặc điểm tự nhiên, xã hội 14
1.1.2 Đặc điểm địa chất khu mỏ Quang Hanh 14
1.1.2.1 Kiến tạo 14
1.1.2.2 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than 15
1.1.3 Đặc điểm cấu tạo đá vách và đá trụ vỉa than 16
1.1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình 17
1.1.4.1 Đặc điểm địa chất thủy văn 17
1.1.4.2 Đặc điểm địa chất công trình 19
1.1.5 Khí mỏ 20
1.2 Đánh giá tổng hợp đặc điểm điều kiện địa chất các
khu vực vỉa dày dốc nghiêng của Công ty than
Quang Hanh
21
1.2.1

Phương pháp đánh giá 21
1.2.2
Nội dung đánh giá 21
1.2.2.1
Yếu tố sản trạng vỉa 21
1.2.2.2
Tính chất đá vách và đá trụ vỉa 24
1.2.2.3
Mức độ phá hủy kiến tạo 25
1.2.3
Kết quả đánh giá phân loại trữ lượng các khu vực vỉa
dày dốc nghiêng Công ty than Quang Hanh
26
5
1.3
Hiện trạng khai thác và tổn thất than tại các vỉa dày
dốc nghiêng ở Công ty than Quang Hanh.
29
1.3.1
Hiện trạng khai thác các vỉa dày dốc nghiêng ở Công
ty than Quang Hanh
29
1.3.1.1
Hệ thống mở vỉa, chuẩn bị 29
1.3.1.2
Công nghệ khai thác, phương pháp bảo vệ lò chuẩn
bị
29
1.3.1.3
Công nghệ khấu than 33

1.3.2
Hiện trạng tổn thất than trong khai thác các vỉa dày
dốc nghiêng ở Công ty than Quang Hanh
33
1.3.2.1
Phương pháp phân tích, đánh giá tổn thất than 33
1.3.2.2
Hiện trạng tổn thất than trong khai thác vỉa dày dốc
nghiêng ở Công ty than Quang Hanh
35
1.4
Xác định các nguyên nhân gây tổn thất than lớn
trong quá trình khai thác ở Công ty than Quang Hanh
36
1.4.1
Tổn thất than do điều kiện tự nhiên 36
1.4.2
Tổn thất than do sơ đồ công nghệ khai thác và khai
thác không đúng kỹ thuật
36
1.4.2.1
Nguyên nhân gây tổn thất theo chiều dày vỉa và
chiều cao khai thác
37
1.4.2.2
Tổn thất do để lại trụ bảo vệ giữa các vị trí khai thác
trong khu vực và các nguyên nhân khác
38
1.5
Nhận xét 39

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ KHAI THÁC NHẰM GIẢM TỔN
THẤT THAN
40
2.1 Các biện pháp kỹ thuật công nghệ khai thác nhằm
giảm tổn thất than
40
6
2.1.1
Phương hướng giảm tổn thất than theo chiều cao
khai thác
42
2.1.2
Phương hướng giảm tổn thất than ở trụ bảo vệ lò
chuẩn bị
45
2.1.3
Khai thác các vỉa than mỏng 45
2.1.4
Khai thác các trụ than và các khu vực phức tạp 45
2.2
Đề xuất công nghệ và phương hướng giảm tổn thất
than trong khai thác các vỉa dày dốc nghiêng ở Công
ty than Quang Hanh
46
2.3 Nhận xét
52
CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI
THÁC LỰA CHỌN VÀO THỰC TẾ SẢN XUẤT.
54

3.1 Đặc điểm điều kiện địa chất và Hiện trạng khu vực
áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác thử nghiệm
54
3.1.1 Đặc điểm điều kiện địa chất khu vực áp dụng
54
3.1.1.1 Địa hình
54
3.1.1.2 Địa tầng
55
3.1.1.3 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than
55
3.1.1.4 Chất lương than
55
3.1.1.5 Đặc điểm địa chất công trình
56
3.1.1.6 Đặc điểm khí mỏ
57
3.1.2 Hiện trạng khu vực áp dụng
57
3.2 Công nghệ khai thác áp dụng thử nghiệm
57
3.2.1 Công tác đào lò chuẩn bị
59
3.2.2 Lựa chọn vật liệu chống lò chợ
61
7
3.2.3 Hộ chiếu chống lò chợ
65
3.2.3.1 Xây dựng hộ chiếu chống giữ lò chợ
65

3.2.3.2 Tính toán áp lực mỏ và xác định mật độ vì chống lò
chợ
66
3.2.3.3 Kiểm tra khả năng lún chân cột chống vào nền lò chợ
68
3.2.3.4 Tính toán số lượng vì chống lò chợ
69
3.2.4 Công tác trải lưới nóc lò chợ
70
3.2.5 Công tác khai thác lò chợ
70
3.2.6 Tính toán một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
70
3.2.7 Công tác điều khiển đá vách
78
3.2.7.1 Công tác phá hỏa ban đầu
78
3.2.7.2 Công tác phá hỏa thường kỳ
78
3.2.8 Công tác tổ chức sản xuất
79
3.2.9 Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cơ bản
79
3.3 Công tác chuẩn bị và khai thác
83
3.4 Sơ đồ công nghệ
84
3.5 Đánh giá tổn thất than khai thác của công nghệ thử
nghiệm
86

3.6 Xác định hiệu quả kinh tế của công nghệ khai thác
thử nghiệm
87
3.7 Nhận xét
92
KẾT LUẬN
94
TÀI LIỆU THAM KHẢO
96
8
PHỤ LỤC
100
9
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng Trang
Bảng 1.1
Lưu lượng nước chảy vào khai trường mỏ Quang
Hanh
19
Bảng 1.2
Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các loại nham
thạch trong trầm tích chứa than mỏ Quang Hanh
20
Bảng 1.3
Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ giá
ZH1600/16/24ZL
31
Bảng 1.4 Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ giá XDY 32
Bảng 2.1
Bảng đề xuất công nghệ khai thác phù hợp với điều

kiện từng vỉa dày dốc ngiêng của Công ty than Quang
Hanh
50
Bảng 2.2
Đặc tính kỹ thuật của giá khung đi động ZH
1600/16/24ZL
51
Bảng 2.3
Đặc tính kỹ thuật của giá thuỷ lực XDY-1T2/Hh/Lr
51
Bảng 3.1
Đặc tính kỹ thuật của giá thuỷ lực XDY-1T2/Hh/Lr
62
Bảng 3.2
Đặc tính kỹ thuật của xà khớp HDJA-1200, xà hộp
HDFBC-2600, xà khớp HDJA-1200
63
Bảng 3.3
Đặc tính kỹ thuật của trạm bơm dung dịch nhũ hoá
XRB2B 80/200
64
Bảng 3.4
Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa dung dịch nhũ hoá
XRXTC
64
Bảng 3.5
Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGB-420/22 và
SKAT-80
64
Bảng 3.6 Bảng đặc tính kỹ thuật của băng tải DTC-80 65

Bảng 3.7
Bảng chỉ tiêu KTKT công nghệ khai thác lò chợ
79
Bảng 3.8
Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cơ bản đạt
được của lò chợ thử nghiệm
82
Bảng 3.9
Chi phí sản xuất kinh doanh than và giá thành sản
phẩm
88
Bảng 3.10 Hiệu quả kinh tế của phương án 89
Bảng 3.11 Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế chủ yếu thực tế áp dụng 91
10
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Tên hình vẽ, đồ thị Trang
Hình 1.1
Biểu đồ đánh giá phân loại trữ lượng các khu vực vỉa
dày dốc nghiêng Công ty than Quang Hanh
26 -:-
28
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò chợ
trụ hạ trần thu hồi than nóc
31

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm 43
Hình 2.2
Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu
toàn bộ chiều dày vỉa
44
Hình 2.3
Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, không
để lại trụ bảo vệ, chống giữ lò chợ bằng giá khung
ZH1600/16/24ZL.
47
Hình 2.4
Giá khung di động loại ZH 1600/16/24ZL
47
Hình 2.5
Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, không
để lại trụ bảo vệ, chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực
XDY
48
Hình 2.6 Giá thuỷ lực di động XDY-1T2/Hh/Lr 48
Hình 2.7
Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, chia lớp
khấu toàn bộ chiều dày vỉa, chống giữ lò chợ lớp vách
bằng cột thủy lực đơn DZ-22; xà khớp HDJA-1200;
chống giữ lớp trụ bằng giá thủy lực di động
49
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ lò chợ áp dụng thử nghiệm. 59
Hình 3.2 Sơ đồ chuẩn bị lò chợ áp dụng thử nghiệm. 61
Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của giá thủy lực trong lò chợ 66
Hình 3.4 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất lò chợ thử nghiệm 76
11

Tên hình vẽ, đồ thị Trang
Hình 3.5 Biểu đồ bố trí nhân lực lò chợ thử nghiệm 77
Hình 3.6
Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương khấu lò
chợ bám trụ thu hồi than nóc, chống giữ bằng giá thủy
lực di động XDY
85
12
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Tổn thất than là một trong những chỉ tiêu quan trọng phản ánh hiệu quả
của công nghệ khai thác ở các lò chợ. Mỗi tấn trữ lượng than kể từ khi thăm
dò phát hiện đến khi trở thành đối tượng khai thác đã mang trong mình các
giá trị tích luỹ qua nhiều giai đoạn: đầu tư thăm dò địa chất, thiết kế, xây
dựng, đào lò chuẩn bị, khai thác,v.v.. Tổn thất than làmcho các chỉ tiêu hiệu
quả kinh tế giảm xuống, nếu giảm được tổn thất thì sẽ làm tăng các chỉ tiêu
hiệu quả kinh tế. Chính vì vậy, đầu tư cho nghiên cứu và áp dụng các giải
pháp kỹ thuật để giảm tổn thất than không những có ý nghĩa bảo vệ và tiết
kiệm tài nguyên, mà còn đem lại những hiệu quả kinh tế to lớn.
Tình trạng tổn thất than hiện nay là đáng báo động ở hầu hết các mỏ hầm
lò. Theo con số thống kê sơ bộ, tổn thất than lớn hơn 50 -:- 55 %; tức là hơn
một nửa trữ lượng than bị mất trong lòng đất trong quá trình khai thác (ở lò
chợ từ 35 -:- 40%). Quang Hanh là một trong số các Công ty khai thác than
hầm lò của Tập đoàn Công nghiệp than Khoáng sản Việt nam. Khoáng sàng
than Quang Hanh nằm trong khu vực: Ngã Hai. Trữ lượng các khu vực vỉa
dày dốc nghiêng chiếm tỷ lệ > 20% tổng trữ lượng. Việc khai thác những năm
qua tại các vỉa dày dốc nghiêng của Công ty có tỷ lệ tổn thất than >40 %; vì
vậy đòi hỏi phải có những nghiên cứu đề xuất và áp dụng các sơ đồ công
nghệ, các giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm giảm tổn thất trong khai thác than ở
các vỉa dày dốc nghiêng ở Công ty than Quang Hanh.

2. Mục đích nghiên cứu:
Phân tích, đánh giá và đề xuất công nghệ khai thác, các biện pháp kỹ
thuật hợp lý nhằm giảm tổn thất trong thu hồi khi khai thác các vỉa dày dốc
nghiêng ở Công ty than Quang Hanh.
13
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các vỉa than dày, dốc nghiêng của
Công ty than Quang Hanh.
4. Nội dung nghiên cứu:
- Hiện trạng khai thác và tổn thất than trong quá trình khai thác vỉa dày
dốc nghiêng ở Công ty than Quang Hanh.
- Phân tích, đề xuất một số biện pháp kĩ thuật công nghệ khai thác nhằm
giảm tổn thất tài nguyên trong khai thác vỉa dày dốc nghiêng ở Công ty than
Quang Hanh.
- Công tác triển khai áp dụng công nghệ khai thác trong thực tế sản xuất.
- Kết quả công tác áp dụng thử nghiệm sơ đồ công nghệ khai thác ở
Quang Hanh.
- Kết luận.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp đánh giá tổng hợp.
- Phương pháp thực nghiệm.
- Phương pháp phân tích tổng hợp.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
- Phân tích, đánh giá và đề xuất công nghệ khai thác, các biện pháp kỹ
thuật hợp lý nhằm giảm tổn thất than trong quá trình khai thác các vỉa dày dốc
nghiêng ở Công ty than Quang Hanh.
- Từ việc đánh giá kết quả áp dụng thử nghiệm, có thể làm tài liệu để
Công ty than Quang Hanh và các đơn vị khác trong ngành khai thác hầm lò
tham khảo, xem xét áp dụng theo điều kiện tương tự.
14

7. Cấu trúc luận văn:
Luận văn gồm 3 chương được trình bày trong 100 trang đánh máy vi tính
A4 với 18 Bảng và 20 Hình vẽ.
Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Văn
Thanh, với sự tạo điều kiện giúp đỡ của các thầy giáo trong Bộ môn Khai thác
Mỏ Hầm lò, Khoa Mỏ, Phòng Đại học và Sau Đai học, Ban lãnh đạo và các
đồng nghiệp các phòng ban, cán bộ, công nhân viên chức của Công ty than
Quang Hanh.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!

15
CHƯƠNG 1
HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ TỔN THẤT THAN
TRONG KHAI THÁC CÁC VỈA DÀY DỐC NGHIÊNG
Ở CÔNG TY THAN QUANG HANH.
1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT - KỸ THUẬT MỎ.
1.1.1 Đặc điểm tự nhiên, xã hội:
Khai trường của Công ty than Quang Hanh nằm trên địa bàn Thị xã Cẩm
phả, tỉnh Quảng Ninh. Khu mỏ có địa hình đồi núi có độ cao thuộc loại thấp
đến trung bình. Phần lớn có độ cao từ 50m -:- 150m. Khu vực phía nam và
phía tây khu mỏ núi có độ cao 200 -:- 250m. Địa hình phân cắt mạng sông
suối, về mùa mưa ảnh hưởng nhiều đến giao thông đi lại trong khu mỏ.
Vào những năm trước 1990, rừng phát triển khá phong phú, từ sau năm
1990 việc khai thác than với nhiều hình thức qui mô khác nhau, rừng bị khai
thác bừa bãi. Hầu hết những diện tích rừng hiện có trong khu mỏ là rừng tái
sinh và rừng keo, bạch đàn mới trồng của dân và các mỏ.
1.1.2 Đặc điểm địa chất khu mỏ Quang Hanh.
1.1.2.1 Kiến tạo.
Khu mỏ Đông Ngã Hai là diện tích ven rìa phía Tây bắc của khối Cẩm
Phả, ngăn cách với địa tầng hệ D

1-2
phía bắc là đứt gãy Bắc Huy, ngăn cách
với địa tầng chứa than khu mỏ Tây Ngã Hai ở phía Tây bởi đứt gãy F.Đ và
ngăn cách với điạ tầng khu mỏ Khe Tam bởi đứt gãy F.Đ
KT
và ngăn cách với
địa tầng chứa than khu Khe Sim bởi đứt gãy A-A.
Trong phạm vi diện tích khu mỏ lại xuất hiện các đứt gãy bậc cao hơn
các đứt gãy ở trên. Các nếp uốn ở khu mỏ Đông Ngã Hai phần nhiều tồn tại
dạng đoản do hình thái ban đầu của nếp uốn đã bị đứt gãy cắt qua làm xê
dịch.
16
Hệ thống nếp uốn và các hệ thống đứt gãy gây xáo trộn thế nằm ban
đầu của các vỉa than, tạo nên cấu trúc khu mỏ rất phức tạp.
1.1.2.2 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than.
Kết quả thăm dò và khai thác cho thấy: Khu Ngã Hai tồn tại 35 vỉa than,
trong 35 vỉa trên chỉ có 30 vỉa gồm: 2, 3, 3
A
, 3
B
, 3
C
, 4
A
, 4
B
, 4
C
, 5
A

, 5
B
, 6
A
, 6
B
,
7
A
, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 17
A
, 18, 19 có giá trị công
nghiệp. Còn lại các vỉa khác chỉ tồn tại dưới dạng lớp mỏng dạng thấu kính
không duy trì mới chỉ có một hoặc hai điểm công trình bắt gặp.
- Vỉa 3: Có chiều dày không ổn định, thay đổi từ 5,54 -:- 8,83m, trung
bình 6,72m. Phần phía Nam vỉa than có chiều dày lớn hơn phần trung tâm.
Vỉa 3 thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 -:- 5 lớp kẹp, phổ biến từ
2 -:- 3 lớp kẹp. Chiều dày các lớp kẹp thay đổi từ 0,05 -:- 0,41 mét. Độ tro
trung bình 27,55%.
- Vỉa 6: Có chiều dày không ổn định, thay đổi từ 6,31m -:- 9,15m, trung
bình 7,66m. Chiều dày vỉa giảm dần từ Tây sang Đông. Vỉa 6 thuộc loại vỉa
có cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 -:- 5 lớp kẹp, phổ biến từ 1 -:- 3 lớp. Chiều
dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,25 -:- 1,35 mét. Độ tro trung bình của vỉa là
30,89%.
- Vỉa 7: Có chiều dày không ổn định, thay đổi từ 4,81m -:- 8,11m, trung
bình 6,06m. Vỉa 7 thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 -:- 11 lớp
kẹp, phổ biến từ 2 -:- 6 lớp. Chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,38 -:- 1,52
mét. Độ tro trung bình của vỉa là 35,32%.
- Vỉa 8: Có chiều dày không ổn định, thay đổi từ 4,43 -:- 6,07m, trung
bình 5,11m. Chiều dày vỉa giảm dần từ Tây sang Đông. Vỉa 8 thuộc loại vỉa

có cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 -:- 8 lớp kẹp, số lượng lớp kẹp giảm dần từ
Tây sang Đông. Độ tro trung bình của vỉa là 33,81%.
17
- Vỉa 9: Vỉa có chiều dày không ổn định. Chiều dày vỉa thay đổi từ 5,03
-:- 10,08m. Vỉa có từ 1 -:- 12 lớp kẹp, phổ biến từ 2 -:- 5 lớp. Chiều dày các
lớp đá kẹp thay đổi từ 0,27 -:- 1,09 mét. Độ tro trung bình của vỉa là 28,58%.
- Vỉa 10: Chiều dày vỉa không ổn định, thay đổi từ 5,71 -:- 9,83, trung
bình 7,94m. Vỉa có từ 1 -:- 6 lớp kẹp, phổ biến từ 1 -:- 4 lớp, chiều dày lớp
kẹp thay đổi từ 0,0 -:- 0,66m. Độ tro trung bình của vỉa là 24,57%.
- Vỉa 14: Có chiều dày không ổn định, thay đổi từ 5,37m -:- 11,94m,
trung bình 8,58m. Vỉa có từ 1 -:- 10 lớp kẹp, phổ biến từ 3 -:- 6 lớp chiều dày
lớp kẹp thay đổi từ 0,16 -:- 1,23m. Độ tro trung bình của vỉa là 22,55%.
- Vỉa 16: Có chiều dày tương đối ổn định, thay đổi từ 8,15 -:- 10,21,
trung bình 9,45m. Vỉa có từ 1 -:- 6 lớp kẹp, phổ biến từ 2 - :- 3 lớp, chiều dày
lớp kẹp thay đổi từ 0,00 -:- 0,30m. Độ tro trung bình của vỉa là 23,37%.
Tổng hợp trữ lượng than của toàn khu vực Khoáng sàng Ngã Hai do
Công ty than Quang Hanh quản lý từ mức -350 lên lộ vỉa là 107.862.000 tấn.
1.1.3 Đặc điểm cấu tạo đá vách và đá trụ vỉa than.
* Cấu tạo đá vách: do điều kiện cấu tạo trầm tích nhịp điển hình nên
vách vỉa thường tồn tại một tập đá yếu, kém bền vững.
- Nằm trực tiếp lên vách vỉa là tập lớp đá gồm: sét kết, sét than xen kẹp
các lớp than mỏng. Chiều dày tập đá này từ 0,3 -:- 2,1 m, đôi chỗ ở vách vỉa
V6, V8, V9 chiều dày đạt tới 2,9 -:- 5,0 m; đây là tập đá dễ bị tách lớp, sập lở
và trượt trong quá trình khai thác. Tuy nhiên tập đá yếu lại phân bố không
đều, nhiều chỗ nằm trực tiếp trên vỉa là tập bột kết dày tương đối bền vững.
- Nằm trên tập đá yếu là tập bột kết màu xám đen cấu tạo phân lớp
mỏng, chiều dày từ 1,5 -:- 7,0 m, nứt nẻ mạnh.
- Trên tập bột kết là tập cát kết màu xám, phân lớp dày; đây là tập đá
tương đối vững chắc, nứt nẻ trung bình, khó sập lở; chiều dày dao động từ 5,0
-:- 15,0 m.

18
* Cấu tạo đá trụ.
- Nằm trực tiếp dưới vỉa than là một tập đá mềm yếu gồm: sét kết, sét
than và kẹp các lớp than mỏng; chiều dày của tập đá từ 0,4 -:- 2,6 m. Tập đá
này thường gây ra hiện tượng trượt, bùng nền. Tuy nhiên tập đá trụ yếu cũng
phân bố không đều, đôi chỗ nằm trực tiếp dưới vỉa than là tập bột kết dày,
tương đối ổn định.
- Nằm dưới tập đá yếu là tập bột kết phân lớp mỏng với chiều dày cả tập
từ 1,6 -:- 13,5 m, đôi chỗ dày tới 25 m. Xen kẹp trong tập bột kết là các lớp
sét than hoặc các lớp than mỏng, các thấu kính than dày duy trì không liên
tục, đôi chỗ đạt chiều dày khai thác.
1.1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình:
1.1.4.1 Đặc điểm địa chất thủy văn:
+ Nước mặt.
Nước mặt có trong khu mỏ tồn tại trong các suối và những thung lũng
thấp.
Hệ thống suối lớn nhất là hệ thống suối Ngã Hai được hình thành bởi hệ
thống suối chảy từ Khe Tam ra và hệ thống suối Hữu Nghị xuống. Suối chính
Ngã Hai từ trung tâm khu mỏ theo hướng Tây đổ ra sông Diễn Vọng.
Nguồn cung cấp cho nước mặt:
Vào mùa khô nguồn cung cấp chủ yếu cho suối là nước ngầm.
Vào mùa mưa ngoài nước ngầm còn có lượng nước mưa rơi.
Về thành phần hoá học nước cả hai mùa đều là nước Bicácbônat clorua
natri, thuộc nước trung tính, nước nhạt, rất ít cặn, nước không sủi bọt.
+ Nước dưới đất.
Do đặc điểm về động thái và điều kiện tàng trữ, nước dưới đất trong khu
mỏ được chia thành hai tầng chứa nước:
- Tầng chứa nước trong trầm tích đệ tứ.
19
Do điều kiện thành tạo, trầm tích đệ tứ có chiều dầy thay đổi từ 1m (nơi

địa hình cao) tới 10m (nơi có địa hình thấp). Nham thạch trong trầm tích đệ tứ
là cát, sét, pha sạn sỏi có mầu nâu vàng.
Tầng chứa nước trong trầm tích đệ tứ có trữ lượng ít, không ảnh hưởng
nhiều cho khai thác than, vì dễ dàng tháo khô. Nước thuộc loại Bicácbônat
clorua Natri canxi, nước có thể sử dụng cho ăn uống sinh hoạt.
- Tầng chứa nước trong trầm tích chứa than.
Đá trong trầm tích chứa than có khả năng chứa nước gồm cuội kết, sạn
kết, cát kết. Đá ít có khả năng chứa nước, có khả năng cách nước là bột kết,
sét kết.
Nước tàng trữ trong các khe nứt của đá là chính. Do đặc điểm trầm tích
nhịp có sự xen kẽ lớp chứa nước và cách nước. Do hiện tượng tái sét hoá của
sét ở các lớp bột kết, sét kết mà các kẽ nứt trong đó trở thành kín dẫn đến tính
duy trì cách nước của bột kết và sét kết được bảo tồn làm cho nước tàng trữ
trong trầm tích chứa than mang tính áp lực. Nguồn cung cấp cho nước dưới
đất là nước mưa. Miền cung cấp là toàn bộ diện tích khu mỏ.
Miền tàng trữ là địa tầng nham thạch chứa than.
Miền thoát của tầng chứa nước là các điểm lộ để hình thành dòng mặt
tạo nên suối.
Về thành phần hoá học nước, thuộc nước trung tính cả hai mùa đều là
nước nhạt, loại hình Bicácbônát Natri Canxi, độ cứng đều nhỏ hơn 240 có xẩy
ra ăn mòn axít, nước không sủi bọt và có cặn mềm, mức độ ăn mòn Cácbônát
vào mùa khô ăn mòn yếu, vào mùa mưa từ ăn mòn yếu đến ăn mòn. Qua tổng
hợp số liệu nhiều năm và thực tế sản xuất của mỏ, mực xâm thực địa phương
khu vực mỏ Quang Hanh ở mức +16,0m. Do vậy những công trình khai thác
lò bằng ở từ mức +16 trở lên đều có thể áp dụng biện pháp tháo khô tự nhiên.
20
Bảng 1.1 Lưu lượng nước chảy vào khai trường mỏ Quang Hanh
Mức KT
Lưu lượng (m
3

/h)
Q
k
(tb mùa khô)
Q
mưa
(tb mùa mưa)
Q
max
Q
tb

năm
LV -:- -175 200 692 1.171 487
1.1.4.2 Đặc điểm địa chất công trình.
a.Nham thạch trong trầm tích đệ tứ
Thành phần là cát, sét, đất sét pha lẫn mùn thực vật mầu nâu vàng, trạng
thái bão hoà nước bị nhão, trạng thái khô dễ bở rời. Trầm tích đệ tứ có chiều
dầy tới 10m, nham thạch có mặt rộng khắp.
b. Nham thạch trong trầm tích chứa than tuổi T3n- rhg2 gồm:
- Loại nham thạch hạt thô gồm sạn kết, cát kết, loại hạt mịn là bột kết,
sét kết, sét than, nằm xen kẽ nhau theo đặc điểm trầm tích nhịp.
- Sạn kết: Được phân bố rải rác trong địa tầng thường cách xa vỉa than,
đá có mầu xám sáng, thành phần hạt thạch anh mầu trắng xi măng cơ sở thành
phần là sét, silíc cấu tạo lớp không rõ, chuyển tiếp với đá khác rõ ràng, chiều
dầy không ổn định có chỗ tới 11,2m; các chỉ tiêu cơ lí đá như sau: γ = 2.636
g/cm
3
; ∆ =2.721 g/cm
3

, δn = 810 kG/cm
2
.
- Cát kết: Gặp phổ biến rộng khắp trong khu mỏ cả về diện và chiều sâu
địa tầng, đá có mầu xám tro đến xám sáng, thành phần hạt cát, Silíc, sét, cấu
tạo phân lớp dầy, độ hạt từ mịn đến thô, ranh giới chuyển tiếp không rõ ràng,
chiều dầy thay đổi có chỗ lên tới 30-:- 40m. Các chỉ tiêu cơ lý như sau: γ =
2.636 g/cm
3
; ∆ = 2.721 g/cm
3
, δn = 810 kG/cm
2
.
- Bột kết: Gặp phổ biến rộng khắp trong khu mỏ như cát kết, đá có mầu
xám đen, thành phần cát sét hạt nhỏ, cấu tạo phân lớp rõ, có chỗ phân lớp
21
mỏng, có khả năng bảo tồn hoá thạch, thường hay gặp ở địa tầng vách, trụ vỉa
than. Ranh giới chuyển tiếp với cát kết không rõ ràng. Các chỉ tiêu cơ lý như
sau: γ = 2.652 g/cm
3
; ∆ =2.746 g/cm
3
, δn = 612 kG/cm
2
. Cùng với cát kết, bột
kết đều là đá thường gặp ở vách thật trực tiếp của các vỉa than, về phương
diện ĐCCT bột kết nhỏ thua cát kết và sạn kết cả về chiều dầy và diện phân
bố, đá có mầu xám đen, cấu tạo lớp mỏng, chiều dầy không ổn định. Sét kết
thường là vách giả dễ bị sập đổ hoặc bị khai thác kéo theo cùng than. Các chỉ

tiêu cơ lý như sau: γ = 2,44 g/cm
3
; ∆ =2,657 g/cm
3
, δn = 68 kG/cm
2
.
- Sét kết: Là đá yếu kém nhất về phương diện ĐCCT, thường hay gặp ở
vách trụ vỉa than khi khai thác bị trộn lẫn làm giảm chất lượng than.
Bảng 1.2 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các loại nham thạch
trong trầm tích chứa than mỏ Quang Hanh
TT Tên chỉ tiêu
Đơn
vị
Nham thạch
Sạn kết Cát kết
Bột
kết
Sét
kết
1 Cường độ kháng nén
KG/cm
2
1.286
858 409 199
2 Cường độ kháng kéo
KG/cm
2
182
109 69 33

3 Góc nội ma sát
Độ 33
30 29 26
4 Dung trọng
g/cm
3
2,59
2,64 2,66 2,42
5 Tỷ trọng
g/cm
3
2,68
2,72 2,75 2,66
1.1.5. Khí mỏ.
Cũng như các khu mỏ khác trong vùng than Hòn Gai-Cẩm Phả, trầm tích
chứa than khu mỏ Đông Ngã Hai có chứa các loại khí N
2
, O
2
, CO
2
, H
2
, CH
4
,
các loại khí khác cũng có nhưng không đáng kể. Các loại khí CO
2
, H
2

, CH
4
là
loại khí phổ biến và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khai thác nên được coi
là đối tượng nghiên cứu chính. Hàm lượng các chất khí như sau:
22
Khí CO
2
từ 0,016 -:- 28,13; Trung bình: 7%.
Khí H
2
+ CH
4
từ 0,30 -:- 98,70; Trung bình: 65%
Khí N
2
có hàm lượng từ 0,05 -:- 90,00; Trung bình: 28,20%.
Theo “Báo cáo địa chất kết quả thăm dò tỉ mỉ khu mỏ than Đông Ngã
Hai, Cẩm Phả - Quảng Ninh”. Phần lớn các vỉa thuộc loại I theo khí Mê Tan.
Cục bộ một số khu vực thuộc loại II theo khí Mê Tan, từ -150m trở xuống có
cấp khí II theo Mêtan.
- Trong đới phong hoá (từ mặt địa hình tới chiều sâu trung bình khoảng
200m, tương ứng với cốt cao từ LV-:- -150) có độ chứa khí tự nhiên của khí
cháy nổ (H
2
+ CH
4
) trung bình 2,56m
3
/tấn ngày đêm, có thể xếp vào loại mỏ

cấp khí I theo độ chứa khí.
- Trong đới khí mêtan (khoảng từ 200m so với mặt địa hình trở xuống
tương ứng với cốt cao từ -150 trở xuống) có độ chứa khí tự nhiên của khí
cháy nổ (H
2
+ CH
4
) = 6,28cm
3
/kg ứng với độ thoát khí tương đối 8,02m
3
/tấn
ngày đêm. Có thể xếp vào loại mỏ cấp khí II theo độ chứa khí.
Theo quyết định số 942/QĐ-BCN ngày 22 tháng 03 năm 2007 của Bộ
Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương) và nội dung công văn số 244/CV-AT
của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam ngày 13 tháng 01
năm 2008 về việc xếp loại mỏ theo cấp khí Mêtan năm 2008 thì một số vỉa
của Công ty than Quang được xếp hạng III về khí nổ Mêtan (vỉa 7 khu Đông
nam; vỉa 14).
1.2 - ĐÁNH GIÁ TỔNG HỢP ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA
CHẤT CÁC KHU VỰC VỈA DÀY DỐC NGHIÊNG CỦA CÔNG TY
THAN QUANG HANH.
1.2.1. Phương pháp đánh giá.
Luận văn sử dụng phương pháp đánh giá của Viện VNIMI (Cộng hoà
Liên bang Nga). Các yếu tố đánh giá bao gồm: mức độ biến động chiều dày,
23
góc dốc vỉa, tính chất đá vách, đá trụ vỉa, tổng hợp phân loại trữ lượng. Phạm
vi đánh giá là các vỉa dày, dốc nghiêng của Công ty than Quang Hanh.
1.2.2. Nội dung đánh giá.
1.2.2.1. Yếu tố sản trạng vỉa.

1. Chiều dày và mức độ biến động chiều dày vỉa.
+ Chiều dày vỉa. m
min
, m
tb
, m
max
, m
i
.
m
tb
=
n
m
n
i
i
∑
=
1
; (1-1)
m
min
- Chiều dày vỉa nhỏ nhất trong giới hạn của hình đánh giá (mét).
m
max
- Chiều dày vỉa lớn nhất trong giới hạn của hình đánh giá (mét).
m
tb

- Chiều dày vỉa trung bình trong giới hạn của hình đánh giá (mét).
m
i
- Chiều dày vỉa tại điểm thứ i (mét).
n - Số điểm đo.
+ Mức độ biến động về chiều dày vỉa.
Đặc trưng bằng hệ số được tính theo công thức:
%100.
1
)(
2
tb
n
i
tbi
m
m
n
mm
−
−
=
∑
ν
(1-2)
Trong đó:
ν
m
- Hệ số biến đổi chiều dày (%).
Chỉ tiêu đánh giá chiều dày vỉa như sau:

ν
m
≤ 25 % - Vỉa ổn định chiều dày
ν
m
= 25 % -:- 50 % - Vỉa tương đối ổn định chiều dày
ν
m
= 50 -:- 75 % - Vỉa không ổn định chiều dày
ν
m
> 75 % - Vỉa rất không ổn định chiều dày.
2. Góc dốc vỉa, mức độ biến động góc dốc.
24
+ Góc dốc vỉa. α
min
, α
tb
, α
max
, α
i
.
α
tb
=
n
n
i
i

∑
=
1
α
; (1-3)
α
min
- Góc dốc vỉa nhỏ nhất trong giới hạn của hình đánh giá (độ).
α
max
- Góc dốc vỉa lớn nhất trong giới hạn của hình đánh giá (độ).
α
tb
- Góc dốc vỉa trung bình trong giới hạn của hình đánh giá (độ).
α
i
- Góc dốc vỉa tại điểm thứ i (độ).
n - Số điểm đo.
+ Mức độ biến động về góc dốc.
Đặc trưng bằng hệ số được tính theo công thức:
%100.
1
)(
2
tb
n
i
tbi
n
V

α
αα
α
−
−
=
∑
(1-4)
Trong đó:
ν
α
- Hệ số biến đổi góc dốc (%).
Chỉ tiêu đánh giá góc dốc vỉa như sau:
ν
α
≤ 15 % - Vỉa ổn định góc dốc
ν
α

=15 % -:- 35 % - Vỉa tương đối ổn định góc dốc
ν
α
> 35 % - Vỉa không ổn định góc dốc.
3. Cấu tạo vỉa.
Hệ số đá kẹp và hệ số lớp kẹp.
- Hệ số đá kẹp được tính. K
đk
=
v
dk

m
m
x 100 (%) (1-5)
Trong đó:
m
dk
- Chiều dày trung bình của đá kẹp trong vỉa (m)
m
v
- Chiều dày trung bình của vỉa than (m).
25
- Hệ số lớp kẹp được tính. K
lk
=
v
lk
m
n
(1-6)
Trong đó:
m
lk
- Số lớp kẹp trung bình trong vỉa
m
v
- Chiều dày trung bình của vỉa than (m).
Số lớp kẹp n
lk
≤ 2 - vỉa có cấu tạo đơn giản
Số lớp kẹp n

lk
> 2 - vỉa có cấu tạo phức tạp.
1.2.2.2 Tính chất đá vách và đá trụ vỉa.
1. Tính chất bền vững của đá vách:
Được đặc trưng bởi khả năng của đá vách duy trì ổn định, không bị tách
lớp, tụt đổ xuống khoảng không gian trong gương khấu khi chưa có cột
chống. Về mặt định lượng là diện tích mặt lộ vách và thời gian tồn tại ổn định
trong gương khấu chưa được chống giữ.
Theo kinh nghiệm phân loại của Viện VNIMI được áp dụng rộng rãi ở
Việt Nam, có thể chia đá vách trực tiếp thành 4 loại: rất ổn định, ổn định, ổn
định trung bình, không ổn định.
Đối với các khu vực vỉa chưa đưa vào khai thác, không có điều kiện theo
dõi đánh giá tại hiện trường, có thể dự báo tính chất bền vững của đá vách
theo chiều dày và độ cứng của các lớp đá vách sát vỉa than. Trong trường hợp
này hệ số tính chất bền vững của đá vách xác định theo công thức:
η = K x h
CP
x σ
n
(1-7)
Với : η - Hệ số bền vững của đá vách
K - Hệ số lấy bằng 1/m. MPa.
h
CP
- Chiều dày trung bình các lớp dưới của vách (trong phạm vi 1mét)
hoặc sập đổ trong khoảng đã khai thác.
σ
n
- Giới hạn bền vững trung bình của các lớp khi nén đồng trục; MPa.
2. Tính chất sập đổ của vách: