Thiết kế sơ bộ vỉa 16 mỏ than hà tu và chuyên đề lựa chọn phương án thoát nước hợp lý cho vỉa 16 mỏ than hà tu

Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Lời mở đầu
Ngành khai khoáng là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và chiếm
tỷ trọng tơng đối lớn của nền sản xuất công nghiệp nặng. Hàng năm ngành công
nghiệp khai khoáng đặc biệt là công nghiệp khai thác than đã đóng góp một phần rất
lớn vào ngân sách nhà nớc. Đồng thời còn tạo ra công ăn việc làm cho số đông lực lợng lao động, góp phần làm ổn định nền kinh tế, chính trị và trật tự xã hội.
Ngành than Việt Nam là một trong những ngành công nghiệp ra đời sớm. Sau khi
hòa bình lập lại trên miền Bắc năm 1954, nhà nớc ta đã xác định vị trí quan trọng
của ngành than trong nền kinh tế quốc dân, là ngành đáp ứng nhu cầu cung cấp
nguyên liệu cho các ngành kinh tế khác nh: Điện lực, luyện kim, hóa chất, xây dựng,
đời sống sinh hoạt hàng ngày . Ngoài ra than còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị
kinh tế cao đem lại lợi nhuận lớn cho nền kinh tế quốc dân.
Nền kinh tế nớc ta từ khi chuyển từ bao cấp sang nền kinh tế thị trờng theo
định hớng xã hội chủ nghĩa ( XHCN ), các ngành kinh tế nói chung và ngành than nói
riêng đã có nhiều đóng góp tích cực trong sự nghiệp phát triển của đất nớc. Trong
một số năm gần đây sản lợng than khai thác và tiêu thụ của ngành than ngày một
tăng. Điều này khẳng định sự trởng thành và vị trí quan trọng của ngành than trong
nền kinh tế quốc dân của nớc ta.
Mỏ than Hà Tu là một trong những mỏ khai thác than lộ thiên lớn thuộc vùng
than Quảng Ninh, nằm ở Đông Bắc của tổ quốc. Sản lợng hàng năm của mỏ hiện nay
đạt từ 800.000 đến 1.000.000 Tấn than/năm. Than khai thác của mỏ đợc tiêu
thụ cho các hộ trong nớc và phục vụ cho xuất khẩu.
Là một sinh viên đợc đào tạo thành kỹ s trong giai đoạn hiện nay trớc khi ra
trờng cần phải đợc trang bị kiến thức thực tế nhằm bổ xung kiến thức đã đợc đào
tạo , thực hiện học đi đôi với hành mới có thể đáp ứng đợc yêu cầu sản xuất.
Sau năm năm theo học tại trờng Đại học Mỏ Địa chất, bản thân đã học hỏi đợc từ thày cô từ đồng nghiệp những kiến thức và kinh nghiệm vô cùng quý báu. Với
đề tài tốt nghiệp " Thiết kế sơ bộ vỉa 16 mỏ Than Hà Tu và

chuyên đề : lựa chọn phơng án thoát nớc hợp lý cho vỉa 16
mỏ Than Hà Tu " . Bằng tất cả cố gắng bản thân đã đem hết sức mình để hòan

thành bản đồ án này. Tuy nhiên do thời gian có hạn kinh nghiệm cho công tác thiết
kế cha có do vậy bản đồ án cha mang lại kết quả mỹ mãn. Kính mong đợc sự tận
tình hớng dẫn của các thày cô và đồng nghiệp tham gia đóng góp để bản đồ án
hoàn thành tốt hơn nữa. Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ hớng dẫn tận tình
của thầy giáo Tiến sỹ Nguyễn Sĩ Hội và của các thày cô trong bộ môn khai thác Lộ

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

1

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

thiên trờng Đại học mỏ địa chất cùng cán bộ nhân viên của mỏ than Hà tu đã giúp
tôi hoàn thành đồ án này...

Chơng 1
Tình hình chung của mỏ than Hà tu
đặc điểm địa chất khoáng sàng
1.1. tình hình chung của mỏ than hà tu

1.1.1.đặc điểm tự nhiên
1. Vị trí địa lý

Khoáng sàng Bàng Danh - Hà Tu cách thành phố Hạ Long 15 Km về phía
Đông Bắc, phía Đông giáp mỏ than Tân Lập, phía Bắc là khu Bắc Bàng Danh,
phía Tây giáp mỏ than Hà Lầm, phía Nam giáp quốc lộ 18A. Trung tâm văn
phòng mỏ thuộc địa phận thị trấn Hà Tu. Diện tích mỏ quản lý 7. 000. 000m2
có ranh giới trong khoảng tọa độ:
X : 19. 740. 000 ữ 24. 000.000
Y : 410. 000. 000 ữ 412. 000.000
2. Địa hình
Địa hình khu vực thăm dò không còn dạng nguyên thuỷ nữa mà đã bị khai
đào hầu khắp diện tích thăm dò.
Địa hình nguyên thuỷ cao nhất ở phía Đông-Bắc trên đờng phân thuỷ
+381m. Đờng phân thuỷ phía Đông chạy qua các đỉnh cao trên +300m; phía Bắc
giảm dần từ +350 tới + 230 m ; phía Tây đờng phân thuỷ chạy qua đỉnh cao +
294,2 m. Phía Nam địa hình thấp dao động từ + 50m đến +10m là thung lũng
suối Lộ Phong.
Địa hình (nhân tạo) thấp nhất ứng với đáy moong đến thời điểm
31/12/2000 là - 58 m. Trong mỏ Hà Tu các tầng khai thác có chiều hớng thấp
dần từ Bắc xuống Nam. ở phía bắc tầng cao nhất là +240m, phía nam tầng thấp
nhất là +20m, khu trung tâm mỏ đã bóc xuống sâu -58m. Phần phía Bắc đã khai
đào chạm tới đờng phân thuỷ ở mức +340 m. Phía Đông Bắc và Đông là diện
tích nguyên thuỷ trong phạm vị đờng phân thuỷ còn nhiều nhất cha bị khai đào.
Diện tích đổ thải chiếm khoảng 1,4 km2. Diện tích đào đắp bóc mất lớp phủ
chiếm khoảng 3,191 km2, Diện tích lớp phủ trong ranh giới quản lý tài nguyên
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

2

Lớp: Khai thác K45

Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

còn khoảng 4,309 km2

3. Khí hậu
Khí hậu khu vực thăm dò mang đặc điểm khí hậu vùng Đông Bắc Việt
Nam, một năm có hai mùa : mùa hè kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ
thay đổi từ 24o ữ 340, trung bình 28o ữ 30o, nóng nhất hơn 38o; mùa đông kéo
dài từ tháng 11 đến hết tháng 3 năm sau, nhiệt độ thờng thay đổi từ 16o ữ 210,
thấp nhất là 80. Độ ẩm trung bình 72-87 %.
a/ Ma: Lợng ma trung bình hàng năm hơn 2000 mm (1700-2750 mm), chủ
yếu rơi vào các tháng mùa ma (tháng 8 hơn 500 mm), có những trận ma lớn 4-5
ngày với vũ lợng trên 800 mm.

Tháng
12

Tháng
11

Tháng
10

Tháng 9

Tháng 8

Tháng 7

Tháng 6

Tháng 5

Tháng 4

Tháng 3

Tháng 2

1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Tháng 1

Lượng mưa tháng ( mm )

Biểu đồ 4-1 Lượng mưa lớn nhất các tháng trong năm
vùng than Quảng Ninh

Tháng quan trắc

b/ Bốc hơi: Là thành phần quan trọng trong cân bằng nớc lu vực. Trong

năm lợng bốc hơi chiếm từ 30 tới 60 % tổng lợng ma.
c/ Sông suối: Các suối ở khu vực lu lợng nhỏ hầu hết chỉ có nớc trong thời
kỳ ma lớn suối ở đây đợc bắt nguồn từ tầng có độ cao lớn chảy theo hớng Bắc
Nam. Phía Tây bắc có suối Hà tu chảy theo hớng Tây Bắc- Đông Nam, lu lợng
nớc suối biến đổi theo mùa.
Phía tây nam khu vực Hà Tu là suối Lộ Phong bắt nguồn từ khu nam Bàng
Danh chảy ra vịnh Hạ long. Lòng suối nông nhng rộng có đoạn rộng từ 5 ữ 7m
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

3

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

(đoạn dới máng ga). Suối Lộ Phong có nớc chảy thờng xuyên. Phơng án thăm
dò 1976 của đoàn địa chất trắc địa công ty than Hòn Gai đặt trạm đo nớc kết quả
cho thấy :
Mùa ma lu lợng đạt
Qmax = 15,640 l/s
Mùa khô lu lợng đạt
Qmin = 0,690 l/s
Có trận ma to suối Lộ phong chảy tràn qua khỏi hai bên bờ suối, lu lợng
tăng lên đột ngột (trạm quan trắc không xác định đợc lu lợng vì nớc chảy ra
ngoài khu vực suối). Hiện nay suối Lộ Phong là đờng bơm thải nớc của khai trờng vỉa 16.
1.1.2.Đặc điểm nhân văn

1. Dân c
Khu vực Hà tu dân c sinh sống chủ yếu là ngời Kinh ở các tỉnh trong cả nớc
tập trung đến là công nhân viên chức nhà nớc làm tại mỏ Hà tu và một số ngành
nghề trong tỉnh. Ngoài ra trong khu vực còn có một số ít dân địa phơng là dân
tộc Sán dìu & dân tộc Hoa sống tập trung tại làng Lộ phong.
2. Kinh tế - xã hội
Vùng than Hà Tu - Hà Lầm - Cẩm Phả tiến hành khai thác từ thời Pháp
thuộc. Sau ngày hòa bình lập lại, mỏ Hà Tu là một trong những mỏ khai thác lộ
thiên lớn ở nớc ta, nên rất đợc chú trọng từ khâu khảo sát, thăm dò địa chất đến
khai thác, chế biến. Cơ sở hạ tầng ỏn định rất thuận lợi cho việc phát triển kinh
tế lâu dài. Khu mỏ nằm cạnh quốc lộ 18A, phía Tây bắc mỏ là cảng Hồng Gai Cái Lân, phía tây Nam là nhà sàng Nam cầu trắng. Phía Nam là nhà máy
Ximăng Hà tu do vậy diều kiện giao thông kinh tế vô cùng thuận lợi cho việc
cung cấp vật t thiết bị và tiêu thụ than. Mỏ than Hà tu nằm trong địa phận thành
phố Hạ long ảnh hởng nền kinh tế du lịch thăm quan vì vậy các công trình văn
hoá công cộng đợc phát triển mạnh nh chơi thể thao, nhà văn hoá công nhân mỏ.
v. . v. Tạo nên khu vực dân c sầm uất.
1.2. Đặc điểm địa chất khoáng sàng
1.2.1.Điều kiện địa chất

1. Địa hình của vùng:
Chia làm hai phần
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

4

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

+ Khu phía Nam: Gồm nhiều đá vôi thuộc quần sơn Đèo Bụt kéo dài theo
vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, chúng nối tiếp nhau có vách dựng đứng và bị
phong hoá mạnh mẽ nên đỉnh lồi lõm và hay thay đổi.
+ Khu phía Bắc: Gồm những dãy núi thấp bị hệ thống suối chia cắt mạnh
làm cho địa hình phức tạp, hớng thấp dần ở phía Nam.
Đỉnh cao nhất về phía Bắc là +250m, +300m, nơi thấp nhất ở phía Nam là
+20m đến +30m so với mực nớc biển. Càng về phía Nam địa hình càng phức tạp
do yếu tố kiến tạo và trong quá trình khai thác gây nên mức độ phong hoá tơng
đối cao, nhìn chung phía Bắc bằng phẳng hơn phía Nam.
2. Địa tầng:
Trầm tích chứa than ở khoáng sàng Bàng Danh Hà Tu đợc xếp vào giới
Mezozoi, hệ triat thống thợng bậc Nori-rêti, điệp Hòn Gai.
Địa tầng chứa than của khoáng sàng kể từ vỉa trụ trở lên dầy khoảng 300m.
Nham thạch bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết hạt thô đến hạt mịn, bột kết, sét
kết và các vỉa than xen kẽ nhau. Các vỉa than kể từ dới lên là vỉa trụ, vỉa 16, vỉa
16a và vỉa dày. Vỉa dày đã khai thác hết từ năm 1965.
3. Kiến tạo:
a, Uốn nếp:
Cấu tạo uốn nếp chính của khoáng sàng Bàng Danh là một nếp lõm tơng đối
hoàn chỉnh không đối xứng. Cánh Đông của nếp uốn thoải từ 15o ữ 35o. Cánh
phía Tây dốc từ 30o ữ 80o. Trục nếp phát triển theo phơng Đông Bắc - Tây
Nam.
Trên 2 cánh nếp uốn lớn này có phát triển các nếp uốn nhỏ kế tiếp nhau
làm cho các vỉa than bị uốn lợn liên tục. Hai nếp uốn nhỏ hiện rõ nhất là nếp
lõm phía Tây Bắc khoáng sàng (khu vực tuyến IV) và nếp lõm phát triển dọc
tuyến IX.
- Nếp lõm phía Tây có phơng trục gần song song với phơng trục của nếp
lõm chính. Hai cánh nếp uốn nhỏ này gần đối xứng nhau. Nếp lõm này bị phay

KK cắt qua làm đất đá bị dịch chuyển. Góc dốc trên 2 cánh nếp uốn khoảng 20o
ữ 40o.
- Nếp lõm phát triển trong khu vực tuyến IX có phơng trục gần vuông góc
với nếp lõm chính. Vỉa 16a đợc thành tạo chủ yếu trên nếp lõm này.
b) Đứt gãy:
Bằng quan sát trên tầng và kết hợp với lỗ khoan ở dới sâu xác định đợc các
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

5

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

đứt gãy sau:
- Đứt gãy A-A có phơng chạy gần vĩ tuyến phía Bắc khoáng sàng. Mặt trợt của đứt gãy cắm hớng Bắc với góc dốc 60o ữ 80o. Đới huỷ hoại 300 ữ 350m.
- Đứt gãy nghịch D-D phát triển hình vòng cung theo hớng Bắc Nam, nằm
ở phía Tây công trờng. Mặt trợt đứt gẫy cắm phía Tây với góc độ 50o ữ 70o.
Biến độ dịch chuyển thay đổi từ 20 ữ 80m.
- Đứt gãy nghịch M-M. Nằm ở phía bờ Tây công trờng phát triển gần song
song với đứt gãy D-D. Mặt trợt đứt gãy cắm phía Đông Nam, góc cắm từ 70o ữ
80o, cự ly dịch chuyển 40 ữ 50m.
- Đứt gãy thuận K-K. Nằm ở phía bờ Tây công trờng phát triển từ đứt gãy
D - D. Mặt trợt đứt gãy cắm về phía Tây Nam với góc độ 50o ữ 60o, cự ly dịch
chuyển 40 ữ 50m.
- Đứt gãy thuận H-H : Nằm ở phía bờ Đông Nam công trờng mặt trợt cắm
về phía Tây, góc dốc 80o ữ 88o, cự ly dịch chuyển 25m ữ 30m.

- Đứt gãy thuận G - G. Nằm ở bờ Đông Nam công trờng có phơng song
song với đứt gãy H-H: Hớng cắm phía Đông, góc cắm 55oữ 60o, cự ly dịch
chuyển 20m ữ 30m.
- Đứt gãy T-T: Là đứt gãy nhỏ có phơng Tây Bắc - Đông Nam, nằm ở phía
bờ Tây công trờng (song song đứt gãy K-K). Mặt trợt cắm phía Tây với góc dốc
khoảng 50o, cự ly dịch chuyển 15m.
4. Đặc điểm và chất lợng vỉa than:
a) Đặc điểm
- Vỉa 16: Là vỉa than có trữ lợng lớn. Diện phân bố còn lại từ tuyến Va ở
phía Bắc đến tuyến XIII ở phía Nam. Vỉa có dạng lòng chảo. Vỉa có cấu tạo
phực tạp. Sự biến đổi chiều dầy rất đột ngột ở một số khu vực. vỉa than dầy nhất
tại khu vực nếp lõm chính chìm sâu và đặc biệt là cánh Tây nếp lõm này.
Chiều dầy toàn vỉa thay đổi từ 1,8m đến 66,9m, trung bình là 17,47m.
Chiều dầy riêng than tính trữ lợng thay đổi từ 1,8m đến 54,99mm, trung bình
13,05 mét. Số lợng lớp kẹp từ 0 ữ 13 lớp, trung bình khoảng 3 lớp, chiều dầy
đá kẹp nhỏ nhất 0,05m đến 13,91m, ở cánh Tây trục nếp lõm chính dốc hơn cánh
Đông. Độ dốc thay đổi từ 15o ữ 80o.
- Vỉa trụ: Phân bố trên toàn bộ khoáng sàng, vỉa không ổn định, có cấu tạo
phức tạp. Một số khu vực vỉa bị vát nhọn hoặc chỉ còn là các lớp sét than.
- Vỉa 16a: Phân bố hẹp ở nhân nếp lõm chính, chủ yếu dọc tuyến IX. Qua 8
công trình cắt vỉa 16a cho thấy vỉa than có cấu tạo khá phức tạp, chiều dầy biến
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

6

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

đổi nhanh, chiều dầy toàn vỉa từ 1,3m đến 24,74m, trung bình 8,81m. Chiều dầy
riêng than thay đổi từ 1,3m ữ 19,16m, trung bình 6,44m. Số lớp kẹp thay đổi từ
0 ữ 7 lớp, trung bình 2 lớp. Chiều dầy lớp kẹp thay đổi từ 0,31m ữ 3,77m. Độ
dốc vỉa thay đổi từ 27o ữ 60o.
- Vỉa 7 và 8 có dạng 1 đơn tà, chiều dầy là 7 ữ 9m.
b)Phẩm chất vỉa than:
-Vỉa 16: Than có chất lợng tốt. Mẫu lõi khoan thờng là than
cứng, ánh kim, dòn. Kết quả phân tích mẫu than xem bảng 1.
-Vỉa trụ: Phần lớn là than cám, tại trung tâm khu vực Đông Bắc tỉ lệ than
cứng cao hơn. Than cứng tại đây mầu đen, ánh bán kim, độ cứng vừa đến mềm.
Kết quả phân tích mẫu than xem bảng 1
- Vỉa 16a: Than thờng là than cứng (ít than cám) mầu đen, ánh kim dòn.
- Vỉa 7 +8: Than cám là chủ yếu, chiếm 81,7% trong than nguyên khai.
Dới đây là đặc tính cỡ hạt của các vỉa than:
Bảng 1
Loại than
Than cục +50
Cục xô 15-50
Cám số 2
Cám số 3
Cám 4a
Cám 4b
Cám 5
Đá

Tỉ lệ trong 1 Tấn than nguyên khai %
Vỉa 16
1,01

7,96

Vỉa 7, 8
0,09
1,89
7,27
63,19
10,02

50,03
0,35
13,16
9,49
18

Vỉa trụ
0,32
2,35
6,46
28,40
13,00
26,30
23,20

16,85

1.2.2.Điều kiện thuỷ văn và địa chất thủy văn:

1. Nớc mặt:
Địa hình mạng sông suối và khí tợng thuỷ văn:

Địa hình khu Bắc Bàng Danh mỏ than Hà Tu gồm các tầng khai thác có
chiều hớng thấp dần từ Bắc xuống Nam. Các suối ở đây bắt nguồn từ tầng có độ
cao lớn chảy theo hớng Bắc Nam và Tây Bắc- Đông Nam. Suối ở đây phụ thuộc
theo mùa.
- Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 10o ữ 18o,
trung bình là 16o. Mùa này khô hanh ít ma.
- Mùa ma từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ thay đổi từ 27o ữ 34o trung
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

7

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

bình 30o. Khí hậu nóng bức thờng có ma to. Phía Tây Nam mỏ có suối Lộ
Phong bắt nguồn từ khu Nam Bàng Danh chảy ra vịnh Hạ Long. Lu lợng đo đợc
15. 640 l/s về mùa ma và 0,690 l/s về mùa khô.
2. Nớc dới đất:
Nớc dới đất chia làm 2 tầng chứa nớc:
- Tầng nớc ngầm nằm trên vỉa trụ: Phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ,
nham thạch chứa nớc là cuội kết, sạn kết, cát kết nứt nẻ. Nớc lu thông trong kẽ
nứt vỉa và kẽ nứt kiến tạo. Chiều dày nham thạch chứa nớc tầng này khá lớn nhng đất đá bị nứt nẻ mạnh lên mức độ phong phú nớc tầng này nhỏ, lu lợng từ
0,061 ữ 1,81 l/s. Nguồn cung cấp nớc cho tầng này chủ yếu là nớc ma. Hớng
vận động của tầng nớc này từ Bắc xuống Nam.
- Tầng nớc áp lực nằm dới vỉa trụ: Phân bổ trên toàn bộ diện tích khu mỏ, nớc dới đất lu thông trong kẽ nứt vỉa, kẽ nứt kiến tạo nham thạch chứa nớc gồm
có: Cuội kết, sạn kết, cát kết. Độ phong hóa nớc của tầng khá lớn và tính áp lực

rất mạnh. Nguồn cung cấp nớc cho tầng này là nớc ma. Hớng vận động của
tầng này là Tây Bắc - Đông Nam và Bắc Nam.
1.2.3.Điều kiện địa chất công trình

1. Các hiện tợng địa chất công trình:
- Hiện tợng phong hóa: Mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa.
Nhiệt độ, lợng ma, độ ẩm, độ bốc hơi chênh lệch lớn làm cho quá trình phong
hỏa xảy ra mãnh liệt. Đất đá lộ ra trên gơng tầng khai thác bị hóa bở rời, tính
chất cơ lý giảm sút.
- Hiện tợng trợt lở bờ mỏ: Đã phát hiện bờ mỏ có dấu hiệu chuyển dịch nhng mức độ không liên tục có giai đoạn dịch chuyển, có giai đoạn ổn định (khu
vực bờ phía Đông). Sau khi thực hiện công tác khoan giảm áp lực thì việc dịch
chuyển đã dừng lại một thời gian. Đến nay lại có dấu hiệu tiếp tục tụt lở.
2. Đặc tính cơ lý nham thạch:
Khu mỏ có các loại nham thạch sau: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết sét
kết và sét than, phân bổ nh sau:
Nham thạch ở trụ vỉa trụ thờng là sét kết, bột kết màu xám. Nham thạch từ
vách vỉa trụ đến trụ vỉa 16 là sét kết, bột kết, cuội kết. Nham thạch từ vách vỉa
16 đến trụ vỉa 16a là bột kết cát kết. Nham thạch từ vách vỉa 16 a đến địa hình
hiện tại gồm có các lớp cát kết và bột kết xen kẽ nhau.
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

8

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

1.2. 4. Trữ lợng than địa chất:

Trữ lợng địa chất của các vỉa than tính đến ngày 31/12/1996 theo Báo cáo
tổng hợp năm 1997 của Trung tâm tin học công nghệ đợc thể hiện trong bảng dới
đây:

TT

Cấp trữ lợng

Vỉa trụ

Vỉa 16

Toàn mỏ

1
2
3

Cấp A
Cấp B

549,69
1114
11509,27

1036,78
2693,65
3699,78

1586,5
3807,7
15209

4
5
6
7

Cấp C1
Cấp C2
A+B

501

501

A+B+ C1

1663,69
13172,962

3730,43
7430,21

5394
20603

A+B+C1+ C2

13673,96

7430,21

21104

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

9

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Chơng 2
các số liệu gốc dùng để thiết kế
Ngoài các số liệu nh đã trình bày ở chơng I (tình hình chung của mỏ và đặc
điểm địa chất khoáng sản), các dữ liệu dùng để lập bản thiết kế còn có những dữ
liệu khác nh sau :
2.1 Độ ổn định bờ mỏ
2.1.1.Dự tính góc ổn định chung của bờ công trờng

Do ảnh hởng của một số đứt gẫy trong khu vực đất đá ở mỏ bị phong hóa
mãnh liệt nên tính chất cơ lý của chúng bị giảm sút. Hiện nay đã phát triển bờ
mỏ có dấu hiệu dịch chuyển nhng không liên tục, có giai đoạn dịch chuyển, có
giai đoạn ổn định vì vậy trong quá trình thiết kế khai thác cần phải có biện pháp

khắc phục tình trạng không ổn định của bờ mỏ.
Theo kết quả nghiên cứu của Viện nghiên cứu khoa học công nghệ mỏ
lập tháng 11/1993 thì góc kết thúc bờ mỏ nên lấy 35o và góc nghiêng sờn tầng
nên lấy 70o.
Kết quả nghiên cứu xác định ổn định bờ mỏ của viện khoa học
công nghệ mỏ cho thấy.
- Trụ của vỉa là lớp bột kết ổn định
- Nớc dới đất nghèo tính áp lực yếu
- Các yếu tố khí tợng thủy văn
- Hiện tợng phong hoá đất đá
2.1.2. chế độ làm việc của mỏ và thiết bị

1. Chế độ làm việc của mỏ.
Là chế độ làm việc không liên tục nghỉ ngày lễ và chủ nhật.
Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày
Số ca làm việc trong ngày: 3 ca/ngày
Số giờ làm việc trong ca : 8h/ca
2. Chế độ làm việc của thiết bị.
Cũng là chế độ làm việc không liên tục. Số ngày làm việc trong năm: 240
ngày (còn lại là thời gian sửa chữa, bảo dỡng hiết bị).
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

10

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Số ca làm việc trong ngày : 3 ca.
Số giờ làm việc trong ca : 8h

một số thiết bị chủ yếu
trong dây chuyền khai thác của mỏ than Hà Tu

Stt

Tên Thiết Bị
T. Bị vận tải
1 Xe Volvo
2 NL10
3 Xe TEREX
4 Xe BELAZ
5 Xe HD
6 ISUZU
7 Xe chở ngời
8 Xe con
T. Bị Khai thác
1 Máy xúc EKG4,6
2 Máy xúc thủy lực EX700
3 Máy xúc thủy lực CAT
4 Máy xúc lật KAWASAKI
5 Khoan xoay cầu CB III 250
6 Gạt xích D-85A
7 Gạt lốp
8 Bơm nổi 900m3/h
9 Bơm chìm Flygt
10 Cụm sàng máy

T. Bị chuyên dùng
1 Xe nâng kéo
2 Cần cẩu
3 Xe cứu thơng
Nhà cửa, vật kiến trúc
1 Nhà cửa
2 Vật kiến trúc

Số
Lợng
2
6
1
52
12
17
18
6
10
1
1
2
5
15
2
4
2
4
1
4

1
67
14

NGTSCĐ đến30/12/1999

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

Nguyên giá
78. 113. 796. 206
9. 074. 762. 702
9. 630. 599. 296
3. 901. 960. 034
27. 116. 600. 699
16. 940. 959. 380
4. 626. 784. 109
2. 133. 554. 189
1. 522. 997. 871
69. 468. 797. 358
32. 913. 692. 116
4. 822. 215. 425
1. 182. 991. 925
3. 268. 530. 115
13. 796. 475. 990
5. 961. 721. 091
397. 181. 647
399. 524. 768
958. 175. 804
1. 141. 073. 606
2. 129. 187. 659

349. 607. 676
1. 729. 128. 678
50. 451. 305
23. 587. 054. 376
12. 713. 703. 238
10. 872. 351. 128

Khấu hao
55. 000. 717. 812
3. 389. 452. 906
1. 724. 518. 038
1. 724. 257. 515
21. 798. 283. 659
15. 841. 869. 944
4. 626. 784. 109
1. 668. 814. 099
1. 069. 329. 746
60. 659. 134. 841
31. 627. 871. 035
3. 752. 712. 152
350. 266. 146
696. 326. 348
13. 796. 475. 990
5. 913. 340. 702
397. 181. 647
275. 714. 768
439. 163. 910
506. 031. 531
2. 129. 187. 659
349. 607. 676

1. 729. 128. 678
50. 451. 305
6. 528. 096. 197
4. 616. 739. 585
1. 911. 356. 582

209. 939. 849. 462

144. 202. 394. 625

11

Năm sử dụng
1997
1998
1997
1984-1989
1986
1984
1981-1989
1989-1996
1978-1987
1996
1997
1997-1999
1983-1988
1982-1987
1986
1994-1996
1998

1994
1983
1979-1983
1989
1969-1999
1984-1999

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Đơn giá 1 số loại vật liệu chủ yếu

Stt
I
1
2
II
1
2
3
III
1
2
3
4
IV

1
2
3
V
1
2
3
4
VI
1

Vật liệu
Vật liệu khoan
Mũi khoan
Ty khoan
Vật liệu nổ
Thuốc nổ AN FO
Thuốc nổ NT - 13
Thuốc nổ EE - 31
Vật liệu cho máy xúc
Cáp nâng gầu
Cáp cần
Cáp mở gàu
Răng gàu
Vật liệu cho ô tô
Săm lốp Ben la - 540
Săm lốp HD - 320
Săm lốp ISUZU
Vật liệu động lực
Dầu

Mỡ máy
Ga doan
Điện
Vật liệu khác
Bóng đèn

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

Đơn vị

Đơn giá(103đ)

Cái
Bộ

3500
4500

Kg
Kg
Kg
Sợi
Sợi
Sợi
Bộ

6,675
10,808
7,52

Bộ
Bộ
Bộ
KG
Kg
Lít
KWh

3900
3700
10000
3800
1800
1800
1235
9
3,4
2,7
0. 95

Cái
2,8

12

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

chơng 3
xác định biên giới mỏ lộ thiên
3.1. Mục đích yêu cầu:

Để khai thác khoáng sàng trong lòng đất có thể tiến hành bằng nhiều phơng pháp. Có thể áp dụng phơng pháp khai thác lộ thiên, phơng pháp khai thác
hầm lò hoặc kết hợp cả hai phơng pháp lộ thiên và hầm lò. Tuy nhiên nếu áp
dụng phơng pháp khai thác lộ thiên sẽ cho phép thu hồi đợc gần nh toàn bộ trữ lợng quặng một cách an toàn, tiết kiệm đợc một số chi phí về vật t không cần
thiết nh các thiết bị phòng chống cháy nổ do làm việc trong điều kiện an toàn
cao. Ngoài ra khai thác bằng Phơng pháp lộ thiên việc áp dụng cơ khí hóa tự
động hóa dễ dàng nếu khai thác bằng phơng pháp hầm lò không áp dụng đợc.
Song khi khai thác khoáng sàng bằng phơng pháp lộ thiên thì chiều sâu khai thác
cuối cùng phải nằm trong một giới hạn nhất định, nếu vợt quá giới hạn đó, xí
nghiệp mỏ sẽ không thu đợc lợi nhuận thậm chí còn bị lỗ. Mục tiêu đặt ra ở đây
là với chiều sâu cuối cùng là bao nhiêu, ranh giới giữa khai thác lộ thiên và hầm
lò nh thế nào để mỏ lộ thiên thu đợc mức lợi nhuận cao nhất. Vì vậy để đạt đợc
mục đích trên yêu cầu cần phải có phơng pháp thiết kế biên giới mỏ sao cho
hợp lý để mỏ đem lại hiệu quả trong sản xuất kinh doanh.
3.2. Nguyên tắc xác định biên giới mỏ:

Biên giới mỏ lộ thiên bị ảnh hởng bởi các yếu tố tự nhiên nh : Chiều dày và
góc cắm của vỉa, chất lợng và loại khoáng sản có ích, điều kiện địa hình, chiều
dầy lớp đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh... và các yếu tố kinh tế kỹ
thuật : giá trị khoáng sản đợc khai thác, các chỉ tiêu kinh tế trong dây chuyền
công nghệ khai thác, vốn đầu t xây dựng cơ bản, v. v... Việc xác định biên giới
mỏ không hợp lý, sẽ mang lại những hậu quả xấu cho hoạt động sản xuất kinh
doanh của mỏ.
Để xác định biên giới mỏ lộ thiên hợp lý đợc căn cứ vào chỉ tiêu hệ số bóc
đất đá và trị số giới hạn của nó để làm nguyên tắc so sánh. Tuỳ theo điều kiện cụ

thể của khoáng sàng, phơng pháp tiến hành công tác mỏ và quan điểm kinh tế
khoa học khác nhau mà ngời ta dùng hệ số bóc trung bình, hệ số bóc biên giới,
hệ số bóc thời gian... làm chỉ tiêu so sánh với hệ số bóc giới hạn.
Kgh
Kbg, Kgh K tb, Kgh Kt, Kgh Ksx+Ko...
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

13

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Việc chọn nguyên tắc để xác định biên giới mỏ hợp lý phải đạt đợc tối
thiểu các yêu cầu sau:
+ Tổng chi phí khai thác khoáng sàng là nhỏ nhất.
+ Giá thành sản phẩm trong mọi giai đoạn phải nhỏ hơn hoặc bằng giá
thành cho phép.
3. 3. Chọn góc nghiêng bờ dừng theo điều kiện ổn định :

Góc ngiêng bờ dừng phụ thuộc vào điều kiện địa chất thủy văn, điều
kiện địa chất công trình, tính chất cơ lý của đất đá.
Khoáng sàng chứa than của mỏ Hà Tu có cấu tạo phức tạp, nhiều đứt
gãy, phay phá, vỉa than là nếp lõm không đối xứng cánh Đông thoải hơn độ dốc
ít thay đổi từ 15o ữ 30o, cánh Tây dốc độ dốc thay đổi nhiều từ 30o ữ 80o, chiều
dầy toàn vỉa thay đổi từ 1,8 ữ 66,9 m.
Theo kết quả nghiên cứu và các số liệu quan trắc dịch động bờ mỏ &

tính toán ổn định bờ mỏ của Viện Khoa học Công nghệ Mỏ tháng 11 năm 1993
cho thấy. Đối với đất đá vỉa 16 sử dụng góc nghiêng sờn tầng o 70o, góc
nghiêng bờ kết thúc 35o thì khả năng đảm bảo ổn định bờ mỏ trong khai
thác lớn.
Vì vậy ta chọn góc nghiêng bờ dừng theo điều kiện ổn định là :
v = 35o
t = 35o
3. 4. Xác định hệ số bóc giới hạn : ( Kgh)

Hệ số bóc giới hạn hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý là tỷ số giữa
khối lợng đất đá phải bóc (m3) tối đa cho phép và khối lợng khoáng sản có ích
(m3 hoặc tấn) tơng ứng khai thác đợc trong điều kiện có lợi về kinh tế khi khai
thác khoáng sáng bằng phơng pháp lộ thiên.
Trong thiết kế, hệ số bóc giới hạn đợc dùng làm chỉ tiêu chính để xác
định biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên.
Hệ số bóc giới hạn phụ thuộc vào các yếu tố nh : điều kiện kinh tế kỹ
thuật của từng khoáng sàng, từng vùng mỏ và từng thời gian.
Hệ số bóc giới hạn đợc xác định theo công thức sau :
(Gb - C t - T). Kth
Kgh =
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

, t / m3
14

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên
Cđ

Trong đó :
- Gb - giá bán trung bình một tấn than thơng phẩm:(giá than của tổng
công ty than Việt nam giao cho mỏ Hà tu) Gb =295000 đ/t
- C t - giá thành khai thác 1 tấn than gồm : Chi phí khai thác, chi phí
vận tải, chi phí sàng tuyển, chi phí bốc rót, lãi vay ngân hàng, chi phí môi trờng,
chi phí khác... (Lấy theo chi phí hiện tại mỏ Hà tu đang thực hiện)
Ct = 103970đ/t
-T - các khoản thuế, phí theo quy định hiện hành cho 1 tấn than tiêu
thụ(Lấy theo chi phí hiện tại mỏ Hà tu đang thực hiện)...
T = 8300 đ/t
- Cđ - giá thành bóc 1m3 đất đá gồm khoan nổ, xúc bốc, vận tải, thải
đá. Dựa trên định mức XDCB của tỉnh quảng Ninh
Cđ = 27500 đ/t
-Kth- hệ số thu hồi than sạch từ than nguyên khai: Kth = 0,82 (lấy theo
số liệu cập nhât hệ số thu hồi than của mỏ Hà tu)
Vậy thay số vào phơng trình ta có: Kgh = 5,31 m3/t = 7,87 ( m3/ m3 )

3.5. Xác định biên giới mỏ
3. 5. 1 Chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ lộ thiên:

Để đánh giá hiệu quả kinh tế của các phơng án xác định biên giới mỏ lộ
thiên ngời ta thờng dựa vào hệ số bóc đất đá và trị số giới hạn của nó để làm
nguyên tắc so sánh.
Hiện nay, có nhiều nguyên tắc để xác định biên giới mỏ, tuỳ thuộc vào
những đặc điểm cụ thể của khoáng sàng nh chiều dày lớp đát phủ hình dạng vỉa,
mức độ phức tạp của vỉa... , phơng pháp tiến hành công tác mỏ và các quan điểm
khoa học mà có thể dùng hệ số bóc trung bình(Ktb), hệ số bóc thời gian(Kt)

Vỉa 16 của mỏ Hà Tu làvỉa than có cấu tạo phức tạp, nhiều đứt gãy, phay
phá, vỉa có dạng lòng chảo không đối xứng, cánh Đông dốc từ 15o ữ 30o, cánh
Tây dốc từ 30o ữ 80o, chiều dầy toàn vỉa thay đổi từ 1,8 ữ 66,9 m và đa phần
vỉa ở dới mức thoát nớc tự chảy. Tuy nhiên xét địa hình hiện tại của mỏ do khai
thác từ trớc số liệu vỉa than còn lại từ mức +20 trở xuống khu cánh Tây và -10
khu cánh Đông chiều dày của vỉa tuy có thay đổi đáng kể nhng theo quy luật
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

15

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

nhất định. hơn nữa vỉa có dạng lòng chảo khu cánh Đông vỉa dốc thoải gó cắm
của vỉa < 35o góc cắm bờ dừng đã chọn vì vây ta có thể chọn nguyên tắc Kgh
Kbg xác định biên giới vỉa 16 của mỏ Hà Tu.
Cở sở của xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc Kgh Kbg là so sánh hệ
số bóc đất đá Kbg với hệ số bóc đất đá Kgh. Biên giới mỏ xác định theo nguyên
tắc này xuất phát từ việc tính mức tiết kiệm tổng chi phí để khai thác là tối thiểu.
2. 5 . 2. phơng pháp xác định biên giới mỏ :

Để xác định biên giới mỏ lộ thiên ngời ta có thể sử dụng phơng pháp giải
tích hoặc đồ thị. Dựa vào điều kiện địa chất của vỉa 16 mỏ Hà Tu đã nói ở chơng
trớc, để nâng cao mức độ chính xác và giảm khối lợng tính toán ta xác định biên
giới mỏ theo phơng pháp đồ thị.
Trình tự tiến hành của phơng pháp này theo nguyên tắc

Kgh Kbg nh sau:
+ Chọn mặt cắt địa chất đặc trng : Mắt cắt ngang VIIIA-VIIIA,X-X, XI-XI
và mặt cắt dọc XV-XV.
+ Trên các lát cắt ngang đặc trng, kẻ các đờng song song nằm ngang
với khoảng cách bằng chiều cao tầng.
+ Từ các giao điểm của đờng nằm ngang với vách và trụ vỉa, dựng các đờng
xiên biểu thị bờ dừng của mỏ với góc dốc: v = 35o, t = 35o lần lợt từ trên
xuống.
+ Đo khối lợng khối đất đá phải bóc và khối lợng quặng tơng ứng nằm giữa
hai vị trí bờ mỏ liên tiếp nhau với tất cả các tầng từ trên xuống dới, và xác định
Kbg của từng tầng.
+ Xây dựng đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa Kbg (thay đổi) và Kgh (không
đổi) theo chiều sâu khai thác theo kết quả tính toán ở phần trên. Hoành độ giao
điểm của hai đờng biểu diễn Kgh và Kbg là chiều sâu kết thúc hợp lý của mỏ.
Vẽ lát cắt dọc đa kết quả xác định chiều sâu cuối cùng của nó trên lát cắt
ngang vào lá cắt dọc và điều chỉnh. Trong quá trình điều chỉnh độ dốc và chiều
dài đáy mỏ phải đảm bảo điều kiện cho các hoạt động của thiết bị xúc bốc và
phù hợp vói phơng pháp mở vỉa chọn. Sau đó đa lên bình đồ của mặt đất

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

16

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Bảng xác định khối lợng than đất theo mặt cắt tuyến X

Chiều cao
tầng

Khối lợng
than m3

Khối lợng
đất bóc m3

Hệ số bóc K
theo các tầng

-10

666,59

1713,8

2,57

-25

806,36

2259

2,80

-40

993,45

3568

3,59

-55

1090,58

5266,5

4,83

-70

1631,47

9000

5,52

-85

1221,9

8925,8

7,30

-100

1155,54

9049

7,83

-115

1188,779

6067

5,10

-130

1049

4436,8

4,23

-145

1032,7

2847

2,76

-160

1169

3158

2,70

Biểu đồ so sánh Kgh & K bg
9,00
8,00

Hệ số bóc

7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Hệ số bóc K
Kgiới hạn

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0,00

2,57

2,80

3,59

4,83

5,52

7,30

7,83

5,10

4,23

2,76

2,70

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

Chiều sâu khai thác

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

17

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Bảng xác định khối lợng than đất theo mặt cắt
tuyến
VIIIA
Chiều cao
tầng

Khối lợng
than m3

Khối lợng
đất bóc m3

Hệ số bóc K
theo các tầng

-10

2235,9

3369

1,51

-25

973,09

2957,97

3,04

-40

1110,72

4269,8

3,84

-55

1164,908

4279,7

3,67

-70

1168

6452

5,52

-85

1348,5

9261,8

6,87

-100

1468,13

9686

6,60

-115

1446,3

9258,9

6,40

-130

2220,34

7504

3,38

-145

2124,8

5094

2,40

-160

3390

4823

1,42

Biểu đồ so sánh Kgh & Kbg theo mặt căt tuyến VIIIa
9,00
8,00

Hệ số bóc

7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Hệ số bóc K
Kgiới hạn

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0,00

1,51

3,04

3,84

3,67

5,52

6,87

6,60

6,40

3,38

2,40

1,42

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

Chiều sâu khai thác

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

18

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

3. 5. 3. Xác định biên giới cuối cùng của mỏ.
Bảng xác định khối lợng than đất theo mặt cắt tuyến XV

Chiều cao
tầng

Khối lợng
than m3

Khối lợng
đất bóc m3

Hệ số bóc K
theo các tầng

-10

1305

2088,25

1,60

-25

1040,27

2138

2,06

-40

1108,29

3944,98

3,56

-55

1150,28

5633,23

4,90

-70

1169,07

6756

5,78

-85

1207,95

8153,4

6,75

-100

1317,85

8119,25

6,16

-115

1317,85

7449

5,65

-130

1398,5

6498

4,65

-145

1579,1

5509,8

3,49

-160

2197

1913

0,87

-175

1612

0

0,00

Biểu đồ so sánh Kgh & Kbg theo mặt căt tuyến VIIIa
9,00
8,00

Hệ số bóc

7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Hệ số bóc K
Kgiới hạn

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0,00

1,51

3,04

3,84

3,67

5,52

6,87

6,60

6,40

3,38

2,40

1,42

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

7,7

Chiều sâu khai thác

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

19

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp
Điều chỉnh đáy mỏ

Ngành khai thác lộ thiên

Căn cứ vào các kết quả đo vẽ và tính toán trên 3 mặt cắt tuyến VIIIAVIIIA,
X-X, XV-XVvà đồng đẳng trụ, vì đáy vỉa là dạng lòng chảo chiều sâu cuối cùng
của vỉa là -170m bề rộng mặt bằng đáy vỉa không đáp dứng đợc yêu cầu vận tải.
Đồng thời không thể đào sâu xuống dới trụ cho đáy mỏ bằng phẳng đợc vì khối
lợng đất bóc khi mở rộng biên giớ quá lớn do yếu tố địa hinh vì vậy phải điều
chỉnh đáy mỏ sao cho độ dốc và chiều dài các khu vực đáy mỏ đảm bảo điều
kiện tốt nhất cho các thiết bị làm việc bình thờng. Mặt khác độ sâu kết thúc của
mỏ phải đảm bảo điều hoà hệ số bóc toàn mỏ, tạo điều kiện kinh tế và tận thu tài
nguyên Phần than còn lại sẽ đợc tổ chức khấu vét tận thu nếu có thể.
Ta đa 2 mặt cắt ngang tuyến VIIIAVIIIA, X-X, lên mặt cắt dọc tuyến XVXV để điều chỉnh đáy mỏ. Dựa vào các điều kiện trên, để công tác mỏ thu lợi
nhuận tối u và tận thu hết khoáng sản trong lòng đất ta chọn chiều sâu cuối cùng
của mỏ là: H = -160m.

Bảng chỉ tiêu biên giới mỏ

STT
1

2
3
4
5

Tên chỉ tiêu
Kích thớc mỏ trên mặt đất
- Dài (hớng Bắc - Nam)
- Rộng (hớng Đông - Tây)

Đơn vị

Cao độ đáy mỏ
Trữ lợng trong biên giới mỏ:
Khối lợng đất bóc
Hệ số bóc trung bình

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

20

Số lợng

m
m

820
800

m
tấn
m3

-160
8. 194. 240
34. 778. 553

m3/T

4,2

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

chơng 4
thiết kế mở vỉa
4.1. Mục đích yêu cầu

Để khai thác khoáng sản trong lòng đất, công việc đầu tiên cần phải làm đó
là công tác mở vỉa. Mở vỉa nhằm tạo nên các tuyến đờng giao thông trên các
tầng nối với các tuyến đờng chính, tới các kho tàng bến bãi hoặc nơi tiêu thụ &

tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên sao cho khi đa mỏ vào sản xuất các thiết bị
hoạt động bình thờng. Đảm bảo khả năng vận chuyển khoáng sản có ích và đất
đá bóc từ các tầng công tác lên mặt đất hoặc mặt bằng công nghiệp mỏ theo thiết
kế yêu cầu.
Mở vỉa là khâu đầu tiên quan trọng có quan hệ chặt chẽ đến việc lựa chọn
HTKT và việc bố trí các công trình trên mặt đất để khai thác than có hiệu quả.
Phơng pháp mở vỉa phụ thuộc vào địa hình của toàn khu vực cấu tạo của
vỉa nh thế nằm và góc dốc, chiều dày của vỉa, hình thức vận tải. Với mỗi phơng
pháp nhất định sẽ xác định một trật tự khai thác khoáng sản, chế độ công tác mỏ
và mang lại hiệu quả kinh tế nhất định.
Yêu cầu của phơng án khi lựa chọn phải đảm bảo chi phí vận tải trong mọi
thời kỳ là nhỏ nhất.
Thời gian đa mỏ vào sản xuất nhanh nhất.
Khối lợng các công tác san gạt tạo mặt bằng nhỏ nhất.
Đảm bảo vệ sinh môi trờng, đảm bảo an toàn trong suốt thời kỳ khai thác.
4.2. lựa chọn phơng án mở vỉa
Vỉa 16 của mỏ Hà Tu có cấu tạo địa chất phức tạp vỉa có dạng hình lòng
chảo, cánh Đông thoải, cánh Tây dốc. Vì vậy ta có thể đa ra phơng án mở vỉa
bằng hào hỗn hợp vận tải bằng ôtô. hào ngoài cố định kết hợp hào trong bán cố
định trình tự phát triển công trình mỏ nh sau:
- Phơng án 1: Công trình mỏ phát triển từ cánh Đông sang cánh Tây và tiếp
tục phát triển cho đến khi kết thúc mỏ.
- Phơng án 2: Công trình mỏ đợc tiến hành từ hai cánh Đông và Tây vào
trung tâm. Giai đoạn đầu cánh Đông sẽ đợc đa vào khai thác trớc và hình thành
bờ thì dừng tạm thời, nằm ở cốt- 50. Dùng hào mở vỉa bám vách vỉa để có thể
điều hoà hệ số bóc.
Trong 2 phơng án trên trình tự phát triển mỏ trên, ta chọn phơng án 2 để
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

21

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

tiến hành phát triên mở vỉa cho V16. Với trình tự phát triển công trình nh trên
vừa đảm bảo sản lợng mỏ ổn định lại phù hợp với công tác vận tải than đất đảm
bảo an toàn trong quá trình sản xuất trên mỏ phù hợp với điều kiện địa hình, địa
chất khu mỏ.
4. 2. 1. Trình tự mở vỉa

Công trình mỏ bắt đầu tuyến vận tải mức + 30 theo tuyến hào đã có sẵn từ
mức -11 của trung tâm khu mỏ, đào hào dốc phát triển từ cánh Đông tới mức -25
mở hào chuẩn bị bám vách để mở vỉa. Tùy theo yêu cầu sản lợng có thể phát
triển hào về hai phía. Đồng thời trên mặt bằng mức -10 đào mở rộng phân trên
tạo chiều rộng bờ công tác.
Trong quá trình xuống sâu ở khu cánh Đông vào thời điểm hệ số bóc bắt
đầu xuống thấp (từ các mức - 40, - 55 trở đi) hoặc do yêu cầu tăng sản lợng sẽ
tiến hành cải tạo bờ phía Tây tạo ra tầng sẵn sàng. Tạo điều kiện khi chuyển
sang khai thác cánh Tây cũng duy trì đợc một chế độ công tác bình thờng. Nh
vậy sẽ điều hòa hệ số bóc đảm bảo sản xuất khai thác than và bóc đất đá ổn định.
Để giảm khối lợng cải tạo bờ Tây đảm bảo mỏ ổn định, có thể tạo ra bờ
dừng tạm thời ở mức -85 nhằm giảm chỉ tiêu bóc đất .
Việc cải tạo bờ dừng cánh Tây sẽ đợc thực hiện vào thời điểm hệ số bóc bắt
đầu.
Việc cải tạo bờ dừng đợc thực hiện để điều hòa hệ số bóc đồng thời tạo ra
khu khai thác các mức trên vào mùa ma, đảm bảo sản lợng khai thác. Do đó vừa

có thể tiến hành lấy than ở tầng dới vừa có thể bóc đá các tầng phía trên.
4. 2. 2. Vị trí và hình thức hào mở vỉa

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khoáng sản dựa vào u nhợc điểm
củaphơng pháp mở vỉa, đối với mỏ Hà Tu ta mở vỉa bằng hào hỗn hợp, công
trình mỏ phát triển từ hai cánh Đông và Tây vào trung tâm (cánh Đông khai thác
trớc). Hào chuẩn bị là hào hoàn chỉnh bám vách vỉa. Hào cơ bản là hào di động
bán hoàn chỉnh trên các tầng khai thác.
Mỏ Hà Tu có địa hình không bằng phẳng, do ảnh hởng của các động tụ
dạng lòng chảo và sơn tụ, đờng hào mở vỉa từ trục đờng quốc lộ vào khai trờng là
tuyến hào ngoài đi từ văn phòng mỏ đến biên giới mỏ ở mức +50.
4. 2. 3. Các tuyến đờng hào trong mỏ

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

22

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

1. Tuyến đờng hào cố định
Đờng hào đi từ mặt bằng sân công nghiệp ở chân núi lên khai trờng đợc bố
trí ở phía Tây Nam công trờng. Nó đợc dùng vận chuyển than từ mỏ ra, đa đón
công nhân lên công trờng (từ +50 ữ +35). Khi khai thác xuống sâu, những
tuyến đờng hào bán cố định sẽ đợc di chuyển dần vào trụ vỉa và đợc đào đến khi
các tuyến hào này có góc nghiêng bờ dừng đạt 35o thì dừng và trở thành cố

định. Tùy theo mức độ suống sâu mà các hào cố định này dùng làm đai vận
chuyển hoặc đai dọn sạch hoặc đai bảo vệ cho các đai này phải đảm bảo an toàn
trong khai thác mỏ và đảm bảo yêu cầu vận tải than đất từ dới moong lên mặt
bằng mỏ.
2. Tuyến đờng hào trong tạm thời
Là tuyến đờng hào dùng cho công tác vận tải than và đất đá từ dới moong
lên mặt bằng, đợc phân bố theo từng giai đoạn sản xuất sao cho phù hợp với yêu
cầu khai thác của từng giai đoạn khối lợng đất bóc cho các tuyến hào này đợc
tính vào khối lợng đất bóc sản xuất do vậy không ảnh hởng đến tiến độ sản xuất.
4. 3. các thông số cơ bản của tuyến đờng hào
4.3. 1. Độ dốc khống chế của tuyến đờng hào

Đối với khai trờng vỉa 16 sử dụng thiết bị vận tải là ô tô vận tải than đất đá
lên dốc. Do vậy để đảm bảo điều kiện làm việc bình thờng của thiết bị ta chọn
độ dốc dọc của tuyến đờng hào: i = 6%.
4. 3. 2. Chiều dài của tuyến hào

1. Chiều dài của hào dốc giữa hai tầng kế tiếp nhau
Ld =

h
i0

;m

h- Chiều cao tầng :h= 15 m
i0- Độ dốc khống chế đờng hào :i= 6%
Vậy Ld =

15

6%

= 250m

2. Tổng chiều dài tuyến đờng hào trong mỏ
+ Chiều dài lý thuyết áp dụng khi kết thúc mỏ
Llt =

H0 Hc
i0

;m

H0- độ cao điểm đầu tuyến hào : chọn H0 = +32m
Hc- độ cao điểm cuối tuyến hào : Hc = - 160m
sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

23

Lớp: Khai thác K45


Đồ án tốt nghiệp
Llt =

Ngành khai thác lộ thiên

+ 32 +160
0.06

= 3250m

+ Chiều dài thực tế : Lt = Llt. kd ; (m)
kd- hệ số kéo dài tuyến đờng hào do ảnh hởng bởi các đoạn có độ dốc giảm
của các đoạn đờng cong và đoạn tiếp giáp giữa tuyến đờng hào với mặt tầng
công tác chọn kd = 1,2
Lt = 3250. 1,2 = 3900 m
4.3. 3. Số lần đổi hớng của tuyến hào

Chiều dài tuyến đờng hào trên một cánh là 3900 m lớn hơn chiều dài theo
phơng của vỉa Lm = 800 m.
Vậy: n =
là 5 lần.

3900
800

= 4,8 lần. Nh vậy số lần đổi hớng của tuyến đờng hào trong

4.3. 4. Chiều rộng đáy hào chuẩn bị

Đợc xác định theo điều kiện ô tô vào nhận tải theo sơ đồ quay đảo chiều.
B0 = R0 + 0,5b0 + 2m +l0 ,( m ).
Trong đó:
l0- chiều dài của ô tô : l0 =10,5m
R0- Bán kính vòng của ô tô : R0 = 9m
b0- Chiều rộng của ô tô : b0 = 4,2m
m: Khoảng cách an toàn từ ô tô tới mép dới của hào; m = 1,5m
Vậy :
B0 = 9+ 0,5. 4,2 +3.2 + 10,5 = 24,6 ( m )

Đảm bảo thông số an toàn ta chọn chiều rộng hào b0 = 25m

1

Sơ đồ đáy
hào chuẩn bị

4.3. 5. Góc nghiêng thành hào

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

Lớp: Khai thác K45

24
2


Đồ án tốt nghiệp

Ngành khai thác lộ thiên

Dựa vào tính chất cơ lý của đất đá của vỉa 16 là đất đá cứng vừa với hệ số
kiên cố f = 8 ữ 11, và các yếu tố kỹ thuật khác ta chọn: = 700.
4.3. 6. Bán kính vòng của đờng hào

ở những nơi thay đổi hớng của tuyến hào, bán kính vòng phải đủ lớn để
phù hợp với thiết bị vận tải. Với ô tô Belaz 540; Rmin= 8,4 (Bán kính vòng nhỏ
nhất). Do đó để đảm bảo cho ô tô di chuyển đợc dễ dàng và an toàn ta chọn bán
kính vòng của tuyến hào R = 17m.
4.3. 7. Chiều rộng hào cơ bản.

Đợc tính theo công thức :
B = Z +T + K +C, m
T- chiều rộng 2 làn xe chạy
khi hai làn xe ;T=7 m(T=T1+T2)
Z- chiều rộng đai an toàn : Z = 3 m.
K- chiều rộng rãnh thoát nớc ; K=1m.
B = 5 + 7 +1 = 13 m
C-khoảng cách an toàn giữa 2 xe (C=2m)

Z

T1

C

T2

K
= 70 0

chiều rộng đáy hào cơ bản

4. 4. Tính toán khối lợng đào hào

sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

25

Lớp: Khai thác K45