Nghiên cứu khả năng thu hồi cát từ đá mạt trong khai thác đá bazan tại Công ty TNHH Quang Long, Lương Sơn, Hòa Bình

Header Page 1 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Bình Minh

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI CÁT TỪ ĐÁ MẠT TRONG
KHAI THÁC ĐÁ BAZAN TẠI CÔNG TY TNHH QUANG LONG,
LƢƠNG SƠN, HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - Năm 2016

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Bình Minh

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI CÁT TỪ ĐÁ MẠT TRONG
KHAI THÁC ĐÁ BAZAN TẠI CÔNG TY TNHH QUANG LONG,
LƢƠNG SƠN, HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số: 60520320
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Trần Thị Hồng
TS. Lê Thị Hoàng Oanh

Hà Nội - Năm 2016

Footer Page 2 of 126.


Header Page 3 of 126.

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ từ
nhiều đơn vị tổ chức và cá nhân.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo của Bộ môn Công
nghệ môi trường cũng như các thầy cô trong Khoa Môi trường đã tận tình dạy bảo,
truyền đạt cho tôi kiến thức nền tảng trong suốt thời gian học tập.
Tôi đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Trần Thị Hồng, TS.
Lê Thị Hoàng Oanh, PGS.TS. Đồng Kim Loan,người trực tiếp hướng dẫn khoa học
đã đóng góp ý kiến và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu
khoa học, thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tác giả xin cám ơn sự ủng hộ, hỗ trợ kinh phí và tạo điều kiện được đi điều
tra, khảo sát, lấy thông tin và mẫu nghiên cứu từ một số cơ sở khai thác và chế biến
đá xây dựng tại Lương Sơn-Hòa Bình của Dự án Hợp tác song phương Việt-Đức
“Quản lý khai thác tài nguyên khoáng sản tỉnh Hòa Bình - một đóng góp cho phát
triển bền vững tại Việt Nam”.

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến công ty TNHH Quang Long, Phòng thí nghiệm
Công nghệ Môi trường, Phòng thí nghiệm Phân tích Môi trường khoa Môi trường –
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và Trung tâm Xi
măng - Bê tông - Viện Vật liệu Xây dựng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
trong quá trình nghiên cứu khoa họcđể tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Tác giả

Footer Page 3 of 126.


Header Page 4 of 126.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................3
1.1. Sơ lược về việc khai thác đá bazan tại công ty TNHH Quang Long, Lương
Sơn, Hòa Bình ...........................................................................................................3
1.1.1. Mỏ đá bazan Núi Voi ....................................................................................3
1.1.2. Quy trình công nghệ khai thác đá bazan .......................................................8
1.2. Các vấn đề môi trường do đá mạt tại mỏ .........................................................14
1.2.1. Ảnh hưởng tới môi trường đất, nước, không khí ........................................14
1.2.2. Các tác động khác .......................................................................................15
1.3. Một số hướng tận dụng đá mạt trong khai thác đá ..........................................15
1.3.1. Sử dụng đá mạt làm cốt liệu bê tông và gạch không nung .........................16
1.3.2. Sử dụng đá mạt trong nông nghiệp .............................................................17
1.3.3. Sản xuất cát nhân tạo ..................................................................................18
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................. Error! Bookmark not defined.
2.2.1.Phương pháp thu thập tư liệu ....................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Phương pháp điều tra, phỏng vấn thực địa . Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Phương pháp khảo sát, lấy mẫu, phân tích mẫu ....... Error! Bookmark not
defined.
2.2.4. Phương pháp thực nghiệm .......................... Error! Bookmark not defined.
2.2.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ...... Error! Bookmark not defined.
2.3. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất ............................... Error! Bookmark not defined.

Footer Page 4 of 126.


Header Page 5 of 126.

2.3.1. Thiết bị, dụng cụ ......................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Hóa chất và thuốc thử ................................. Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................... ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED.
3.1. Kết quả điều tra và đánh giá hiện trạng môi trường tại công ty TNHH Quang
Long ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Sơ lược về công tác bảo vệ môi trường tại công ty TNHH Quang Long
............................................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Kết quả quan trắc không khí và nước tại khu vực mỏ ..... Error! Bookmark
not defined.
3.1.3. Hiện trạng tồn lưu đá mạt ........................... Error! Bookmark not defined.
3.2. Kết quả phân tích các chỉ tiêu lý - hóa của đá mạt ........ Error! Bookmark not
defined.
3.2.1. Thành phần hạt của đá mạt ......................... Error! Bookmark not defined.

3.2.2. Hàm lượng sét, clorua và phản ứng kiềm-silic của đá mạt................. Error!
Bookmark not defined.
3.3. Tiềm năng và hiệu suất thu hồi cát từ đá mạt .. Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Kết quả thử cường độ nén của vữa tạo từ cát nghiền và cát sông ...... Error!
Bookmark not defined.
3.3.2. Phương án thu hồi cát và đánh giá hiệu quả kinh tế . Error! Bookmark not
defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Kết luận: ................................................................ Error! Bookmark not defined.
Kiến nghị: ............................................................. Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................23

Footer Page 5 of 126.


Header Page 6 of 126.

Footer Page 6 of 126.


Header Page 7 of 126.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CP

Cổ phần

KTT

Kinh tuyến trục

LLHD

Ký hiệu các loại dây sử dụng trong nổ mìn

MC

Múi chiếu

MMCT

Máy móc công trình

KV6

Khu vực 6

PTN

Phòng thí nghiệm

TLD

Ký hiệu các loại dây sử dụng trong nổ mìn

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

Footer Page 7 of 126.


Header Page 8 of 126.

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1: Quy trình khai thác đá bazan khu vực Đông Nam Núi Voi ..................9
Hình 1-2: Quy trình chế biến đá bazan khu vực Đông Nam Núi Voi .................10
Hình 1-3: Dây chuyền chế biến đá .......................................................................11
Hình 1-4: Lưu trữ đá mạt tại mỏ ...........................................................................11
Hình 1-5: Quy trình sản xuất gạch không nung có sử dụng đá mạt .....................16
Hình 1-6: Quy trình sản xuất cát nhân tạo Công ty Sông Đà 7 ............................22
Hình 2-1: Quy trình phân tích hàm lượng sét ....... Error! Bookmark not defined.
Hình 2-2: Quy trình phân tích hàm Clorua ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 2-3: Quy trình thử phản ứng kiềm - silic ..... Error! Bookmark not defined.
Hình 2-4: Quy trình chế tạo cát trong phòng thí nghiệm.... Error! Bookmark not
defined.
Hình 3-1: Diễn biến chỉ số coliform trong nước mặt tại ao lắng .................. Error!
Bookmark not defined.
Hình 3-2: Sơ đồ công nghệ kèm sản phẩm ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 3-3: Biểu diễn trên giản đồ phản ứng kiềm - silic ..... Error! Bookmark not
defined.
Hình 3-4: Biểu đồ so sánh sự phát triền cường độ nén của vữa Error! Bookmark
not defined.
Hình 3-5: Biểu đồ lợi nhuậnsau thuế theo giá bánError! Bookmark not defined.

Footer Page 8 of 126.

Header Page 9 of 126.

Footer Page 9 of 126.


Header Page 10 of 126.

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1: Các chỉ tiêu chủ yếu về biên giới khai trường ......................................4
Bảng 1-2: Tính chất cơ lý của đá bazan .................................................................5
Bảng 1-3: Thành phần hóa học của đá bazan ........................................................6
Bảng 1-4: Trữ lượng đá khai thác trong biên giới khai trường ..............................7
Bảng 1-5: Các chỉ tiêu khoan nổ mìn lớp bằng và lớp đứng ...............................12
Bảng 1-6: Các thiết bị chính trong công tác chế biến đá .....................................13
Bảng 3-1:Thành phần hạt của đá mạt trong 1000 g mẫu .... Error! Bookmark not
defined.
Bảng 3-2:Thành phần hạt của cát nghiền theo TCVN 9205 : 2012 ............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3-3:Kết quả phân tích hàm lượng sét, clorua và thử phản ứng kiềm-silic của
đá mạt .................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3-4: Kết quả thử cường độ nén của vữa từ cát nghiền và cát sông .... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3-5: Tính toán thành phần hạt của cát nhân tạo theo các phương án tuyển
rửa khác nhau ........................................................ Error! Bookmark not defined.
Bảng 3-6:Chi phí sản xuất cát và đá sạch bằng phương pháp tuyển ............ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3-7:Chi phí cho sản xuất cát bằng phương pháp nghiền .. Error! Bookmark
not defined.

Footer Page 10 of 126.


Header Page 11 of 126.

MỞ ĐẦU
Cát là loại vật liệu vô cùng quan trọng trong ngành xây dựng, là thành phần
không thể thiếu trong bê tông và vữa. Loại cát truyền thống được sử dụng trong xây
dựng là cát sông, cát mỏ được hình thành do quá trình phong hóa lâu dài các loại đá
gốc một cách tự nhiên.Quá trình phát triển kinh tế, bùng nổ dân số kéo theo nhu cầu
rất lớn về vật liệu xây dựng nói chung và cát xây dựng nói riêng. Theo quy hoạch
tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng dẫn
năm 2030 dự báo nhu cầu cát xây dựng trong nước là 92 triệu m3 năm 2015 và 130
triệu m3 năm 2020. Trong khi đósố liệu của tổng cục thống kê đưa ra năm 2015, sản
lượng cát khai thác chưa được 52 triệu m3. Điều này cho thấy nhu cầu cát xây dựng
ở Việt Nam đang thiếu một cách nghiêm trọng, dẫn đến khai thác cát tràn lan trên
các sông suối và để lại những hậu quả nghiêm trọng về môi trường như sạt lở bờ,
thay đổi dòng chảy, đào lòng, ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm, mất đất canh tác,
làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái của sông, suối. Chính vì những tác động tiêu cực
trên lại thêm việc thắt chặt chính sách quản lý trong khai thác cát càng làm cho nhu
cầu tìm kiếm loại vật liệu mới thay thế cát tự nhiên càng trở nên cấp bách.
Cát nhân tạo hay còn có các tên gọi khác như cát xay, cát nghiền, cát công
nghiệp được sản xuất từ các loại đá đã được nghiên cứu và chứng minh có khả năng
thay thế, một phần hay toàn bộ cát sông, cát mỏ; thậm chí trong nhiều trường hợp
còn có ưu thế hơn hẳn về mặt kinh tế và kỹ thuật. Đá mạt là sản phẩm phụ, thải
trong quá trình khai thác và chế biến đá xây dựng tại các mỏ đá nhưng về mặt thành
phần hóa học và khoáng vật thì không khác gì so với các loại đá gốc. Năm 2015 sản
lượng khai thác đá của Việt Nam là gần 155 triệu m3, do đó lượng đá mạt phát sinh
hàng năm lên tới hàng chục triệu m3 và đây chính là một nguồn sản xuất cát nhân
tạo rất tiềm năng.

Hòa Bình là tỉnh miền núi thuộc vùng núi phía tây bắc Việt Nam, với nhiều
mỏ đá có trữ lượng lớn đang được đầu tư khai thác vật liệu xây dựng, nên rất có
tiềm năng để sản xuất cát nhân tạo.Tuy nhiên hiện nay tỉnh vẫn phải phụ thuộc

Footer Page 11 of 126.

1


Header Page 12 of 126.

nhiều vào nguồn cát tự nhiên được khai thác từ sông Bôi, sông Bưởi và sông
Đà.Việc đầu tư cho sản xuất cát nhân tạo chưa được chú trọng, các hệ thống nghiền
đá khi được đầu tư trước đây thường không chú ý tới khả năng sản xuất cát nghiền
nên sinh ra rất nhiều đá mạt trong quá trình sản xuất. Vì vậy, việc “Nghiên cứu khả
năng thu hồi cát từ đá mạt trong khai thác đá bazan tại Công ty TNHH Quang
Long, Lƣơng Sơn, Hòa Bình” là cần thiết, góp phần bảo vệ môi trường, giảm tiêu
thụ tài nguyên không tái tạo và tận thu chất thải.Mục tiêu của luận văn nhằm:
- Thu hồi cát từ đá mạt trong khai thác đá bazan tại Công ty TNHH Quang
Long nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và giải phóng lượng đá mạt - chất thải trong
quá trình khai thác và chế biến đá bazan -hiện đang tồn đọng tại mỏ.
- Nghiên cứu khả năng thay thế cát sông của cát sản xuất từ đá mạt.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sản xuất cát từ đá mạt để áp dụng vào
thực tế sản xuất tại Công ty.

Footer Page 12 of 126.

2

Header Page 13 of 126.

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Sơ lƣợc về việc khai thác đá bazan tại công ty TNHH Quang Long, Lƣơng
Sơn, Hòa Bình
1.1.1. Mỏ đá bazan Núi Voi
a) Vị trí địa lý và các đặc điểm kinh tế, xã hội, tự nhiên của khu vực mỏ
Theo Báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) của Công ty Cổ phần tư
vấn và thiết kế xây dựng Nhân Hòa [1], khu vực mỏđá bazan thuộc dãy Núi Voi (xã
Hòa Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình) có diện tích là 7,8 ha thuộc tờ bản đồ
địa hình tỷ lệ 1:50000 hệ VN2000, tờ Chương Mỹ ký hiệu 61050 IV.
Khu vực quanh vùng mỏ chủ yếu là người Kinh và Mường sống tập trung
thành các thôn, bản ở khu vực suối Nảy, Đồng Gội, Đồng Táu, Gò Bài, Đồng
Quýt… Nghề chính của dân trong vùng là trồng lúa nước, làm nương rãy, nuôi
trồng thủy sản và dịch vụ thương mại. Trong những năm gần đây, do nhà nước có
chính sách đầu tư trọng điểm cho nông nghiệp, việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở
các địa phương nói chung trong đó có xã Hòa Sơn nói riêng đã đem lại hiệu quả nên
đời sống của nhân dân đang ngày càng được cải thiện.
Trong khu vực mỏ đá bazan khu vực Đông Nam Núi Voi (KV6) hiện nay
không có dân cư sinh sống, không có di tích lịch sử văn hóa và cảnh quan du
lịch.Trong vùng có một số cơ sở khai thác, chế biến đá làm vật liệu xây dựng quy
mô vừa và nhỏ như Công ty Sông Đà 11, công ty cổ phần Hà Sơn nằm liền kề với
diện tích khu vực mỏ của Công ty TNHH Quang Long.
Hòa Sơn còn là xã có nguồn lực lao động tương đối lớn. Toàn xã có 1.789 hộ
với 7.261 nhân khẩu. Lực lượng dân số tương đối trẻ trong độ tuổi lao động.Khu
vực nghiên nằm phía Đông Bắc của huyện Lương Sơn, cách trung tâm huyện 5 km
theo quốc lộ 6 đi từ Hà Nội lên thành phố Hòa Bình. Tuy là xã miền núi nhưng Hòa
Sơn là một trong 8 xã vùng trung tâm huyện có địa bàn tương đối bằng phẳng, các
xóm nằm theo dải đồi thấp[13].
Xung quanh khu vực mỏ chủ yếu là núi đá bazan và khu canh tác của người

Footer Page 13 of 126.

3


Header Page 14 of 126.

dân địa phương. Vị trí cụ thể:
+ Tiếp giáp phía Đông là mỏ đá của công ty CP Hà Sơn
+ Phía Đông Nam là mỏ đá của công ty Sông Đà 11
+ Phía Tây Bắc là mỏ đá của công ty CP đầu tư Xuân Hòa
+ Phía Tây Nam là khu phụ trợ của mỏ
b) Đặc điểm địa chất công trình, trữ lƣợng và chất lƣợng mỏ
- Biên giới khai trường:Các chỉ tiêu chủ yếu về biên giới khai trường của mỏ
đá bazan Núi Voi được trình bày trong bảng 1-1.
Bảng 1-1: Các chỉ tiêu chủ yếu về biên giới khai trƣờng [1]
TT

1

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

Kích thước khai trường

m

-

Chiều rộng trung bình

m

295

-

Chiều dài trung bình

m

400

2

Cốt cao nhất

m

3

Cốt cao đáy mỏ

m

284

4

Trữ lượng địa chất (121)

m3

110

5

Trữ lượng khai thác

m3

10.541.000

6

Khối lượng đất đá thải

m3

5.210.156

7

Hệ số bóc

0,08

- Đặc điểm địa chất công trình
+Lớp đất phủ
Lớp đất phủbao gồm lớp đất thổ nhưỡng, lớp đất phong hóa mạnh đến triệt
để từ đá bazan có chiều dày từ 5,0 đến 21,0 m, trung bình 13,0 m. Thành phần chủ
yếu là sét, sét pha lẫn các dăm sạn và mảnh đá bazan là sản phẩm phong hóa từ đá
gốc. Lớp phủ này nếu mưa nhiều gặp nước có thể xảy ra hiện tượng trượt lở.

Footer Page 14 of 126.

4


Header Page 15 of 126.

+Lớp đá bazan phong hóa yếu - không phong hóa
Lớp đá bazan phong hóa yếu đến không bị phong hóa (đá tươi) chiếm khối
lượng chủ yếu trong khu vực, nằm dưới lớp phủ và gặp ở độ sâu 5,0 đến 21,0 m;
chiều dày lớp này đến độ sâu 169,0 m, trung bình khoảng 162,0 m. Đá có màu xám
xanh, xanh phớt lục, chủ yếu là bazan biến đổi, bazan biến đổi bị ép yếu, bazan bị
ép, biến đổi có cấu tạo khối đến cấu tạo định hướng, rắn chắc, ít bị nứt nẻ, độ bền cơ
học cao và không bị hóa mềm khi gặp nước.
- Chất lượng mỏ
+ Tính chất cơ lý của đá bazan
Đá bazan có cường độ kháng nén ở trạng thái bão hòa > 800KG/cm2 và
không bị hóa mềm khi bão hòa nước, nên đá bazan khai thác trong khu vực mỏ
hoàn toàn có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng và cốt liệu bê tông.Tính chất cơ lý
của đá bazan khu vực Núi Voi được trình bày trong bảng 1-2.
Bảng 1-2:Tính chất cơ lý của đá bazan[1]
TT

Tên thông số

Đơn vị

Giá trị

Trung bình

%

0,06 - 0,14

0,09

1

Độ ẩm

2

Dung trọng tự nhiên

g/cm3

2,76 - 2,83

2,83

3

Tỷ trọng

g/cm3

2,81 - 2,89

2,85

4

Cường độ kháng nén

KG/cm2

887 - 1249

1044

KG/cm2

842 - 1198

1011

0,95 - 0,99

0,97

5

6

Cường độ kháng nén ở
trạng thái bão hòa
Hệ số hóa mềm

+Thành phần hóa học của đá bazan:
Thành phần hóa học của đá bazan mỏ Núi Voi trình bày trong bảng 1-3 cho
thấy: Hàm lượng lưu huỳnh (tính theo dạng tồn tại SO3) trong đá bazan nhỏ hơn

Footer Page 15 of 126.

5


Header Page 16 of 126.

giới hạn cho phép < 1%, thỏa mãn yêu cầu làm cốt liệu bê tông.
Bảng 1-3:Thành phần hóa học của đá bazan [1]
Nhỏ nhất

Lớn nhất

Trung bình

(%)

(%)

(%)

SiO2

43,82

65,21

52,09

2

Al2O3

7,11

12,76

9,49

3

Fe2O3

7,56

15,73

12,22

4

TiO2

0,005

0,009

0,007

5

CaO

6,92

13,39

10,48

6

MgO

2,16

8,93

5,95

7

MnO

0,003

0,007

0,005

8

SO3

0,02

0,91

0,19

9

P 2O 5

0,012

0,090

0,032

10

H2O+

0,25

2,09

1,40

11

K2O

0,82

1,65

1,18

12

Na2O

1,34

3,08

2,58

13

TP khác

1,19

6,21

3,82

TT

Thành phần

1

- Trữ lượng khai thác
Trữ lượng đá khai thác được tính toán dựa trên cơ sở trữ lượng đá địa chất
trong khai trường trừ đi lượng đá tổn thất do để lại bờ moong trong quá trình khai
thác, vận tải, …và đất đá có chất lượng kém, lẫn bẩn.
Kết quả tính khối lượng đá địa chất, tổn thất và khai thác trong biên giới khai
trường khu vực Đông Nam Núi Voi (KV6), xã Hòa Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh

Footer Page 16 of 126.

6


Header Page 17 of 126.

Hòa Bình được nêu trong bảng 1-4 dưới đây.

Bảng 1-4:Trữ lƣợng đá khai thác trong biên giới khai trƣờng
Diện tích

Khoảng cách

Thể tích

Trữ Lƣợng
Q (m3)

TT

Tầng

1

284

2

270

833

14

3887

3693

3

250

5165

20

53815

51124

4

230

8291

20

133333

126666

5

210

19503

20

277940

264043

6

190

32518

20

520210

494200

7

170

38361

20

708790

673351

8

150

48378

20

867390

824021

9

130

53442

20

1018200

967290

10

110

48589

20

1020310

969295

11

90

39461

20

880500

836475

5.484.375

5.210.156

2

(m )

3

(m)

V (m )

Tổng
c) Chế độ làm việc, công suất, tuổi thọ mỏ
- Chế độ làm việc:

+Công tác khoan nổ mìn: 260 ngày/năm, 2 kíp/ngày, 6 giờ/kíp;
+Công tác xúc bốc, chế biến, vận tải: 300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 8 giờ/ca.
Khối hành chính, nghiệp vụ: nghỉ chủ nhật - 52 ngày; Nghỉ lễ, tết - 13 ngày;
Số ngày làm việc trong năm là 300 ngày.
- Công suất khai thác của mỏ
Sản lượng của mỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố kỹ thuật và kinh tế. Đối với
mỏ đá bazan xây dựng, sản lượng của mỏ không lệ thuộc vào tốc độ đào sâu mỏ,
chuẩn bị tầng mới, chiều dài tuyến khai thác, mà chủ yếu là do nhu cầu thị trường

Footer Page 17 of 126.

7


Header Page 18 of 126.

và quy mô dầu tư.
Sản lượng của mỏ dự kiến 180000 - 230000 m3, sản lượng của năm 2014 là
185000 m3, năm 2015 là 180000 m3 đá nguyên khai.
- Tuổi thọ của mỏ
Tuổi khai tháccủa mỏ được tính bằng trữ lượng khoáng sản và sản lượng
được khai thác hàng năm. Được tính theo công thức:
𝑇𝐾𝑇 =

𝑊𝐾𝑇 − 𝑊đ −𝑊𝑏𝑥 5210156 − 51538 − 25650
=
= 28,5 (𝑛ă𝑚)
𝐴𝑞
180000

Trong đó:
Wđ - Khối lượng làm đường(m3), Wđ = 51538 m3
Wbx - Khối lượng xây dựng bãi xúc (m3), Wbx = 25650 m3
WKT - Trữ lượng đá khai thác (m3), WKT = 5210156 m3
Aq - Sản lượng dự kiến hàng năm (m3/năm), Aq = 180000 m3/năm
Tuổi thọ của mỏ: Tm = TKT + Tcb = 28,5 + 1,5 = 30 (năm)
Trong đó:
Tm - Tuổi thọ của mỏ (năm)
TKT - Tuổi khai thác của mỏ (năm)
Tcb - Thời gian xây dựng cơ bản của mỏ và thời gian thu dọn hoàn trả đất đai
(năm), xây dựng cơ bản là 1 năm, thời gian thu dọn là 0,5 năm, tổng cộng là 1,5
năm.
1.1.2. Quy trình công nghệ khai thác đá bazan
a) Quy trình khai thác và chế biến đá bazan
- Công nghệ khai thác đá bazan: .
Sau khi bốc xúc lớp đất phủ tạo diện khai thác, áp dụng hệ thống khai thác
hỗn hợp, khai thác khấu kép theo lớp đứng cắt tầng nhỏ và khai thác theo lớp bằng
vận tải trực tiếp. Trình tự khai thác từ trên xuống dưới, từ ngoài vào trong, hết lớp
này đến lớp khác theo tầng. Từ độ cao + 230 m trở lên tiến hành khai thác theo lớp
đứng cắt tầng nhỏ chuyển tải bằng nổ mìn, sau đó từ độ cao + 230 m trở xuống khai
thác theo lớp bằng vận tải trực tiếp. Dưới đây là sơ đồ quy trình khai thác đá

Footer Page 18 of 126.

8


Header Page 19 of 126.

bazan
Bóc tầng đất + đá phong hóa
bằng 2 máy xúc thủy lực 1m3

Khoan khai thác bằng
khoan lớn 125mm

Xử lý đá lớn bằng búa

Nổ mìn làm tơi bằng

đập thủy lực

phương pháp nổ vi sai

Xúc bốc
bằng máy xúc D584

Vận tải từ bãi đá nguyên khai đến bunke cấp
liệu rung cho trạm nghiền bằng ôtô 10 T

Nghiền sàng đá bằng bộ nghiền sàng liên hợp.
100T/h

Bốc lên xe cho khách hàng

Lưu kho

:

Hình 1-1: Quy trình khai thác đá bazan khu vực Đông Nam Núi Voi [1]
- Quy trình chế biến đá bazan:
Công nghệ xử lý đá lớn sau nổ mìn: Dùng búa khoan tay và nổ mìn lần 2 để
phá các tảng đá lớn sau khi nổ mìn lần 1 từ đá nguyên khai
Công nghệ nghiền sàng: Công ty sử dụng thiết bị nghiền sàng bao gồm 2 tổ

Footer Page 19 of 126.

9


Header Page 20 of 126.

máy nghiền với tổng công suất là 100 m3/giờ.
Công nghệ xúc sản phẩm: Công ty sử dụng 01 máy xúc với dung tích gàu là
3 m3. Ngoài ra công ty còn sử dụng hệ thống bunke cấp liệu, sàng rung và băng tải
có chiều dài tổng cộng 50 mét.
Đá nguyên liệu

Nghiền sơ cấp bằng máy kẹp hàm
PE750x1560
Sàng cấp 1

Nghiền côn thứ cấp bằng máy XS
0917

4x6

0,75

1x2

2x4

Đá mạt

Hình 1-2: Quy trình chế biến đá bazan khu vực Đông Nam Núi Voi [1]
Dưới đây là một số hình ảnh về hoạt động khai thác, chế biến đá tại mỏ:

Footer Page 20 of 126.

10


Header Page 21 of 126.

Hình 1-3: Dây chuyền chế biến đá

Hình 1-4: Lƣu trữ đá mạt tại mỏ
b)Công tác khoan nổ mìn
Để đảm bảo chất lượng đập vỡ đất đá (giảm tỷ lệ đá quá cỡ), mạng lưới lỗ
khoan được bố trí theo mạng tam giác đều, 2 hàng mìn với phương pháp nổ mìn vi
sai qua lỗ. Sử dụng dây dải mặt TLD 17 ms và TLD 42 ms, sử dụng dây xuống lỗ
LLHD 400 ms.
Ưu điểm của phương pháp nổ mìn vi sai:

+ Giảm chiều rộng đống đất đá, giảm chấn động khi nổ mìn
+ Tăng mức độ đồng đều của đống đá nổ mìn, giảm khối lượng của đá quá
cỡ phải nổ mìn lần 2
+ Giảm chi phí thuốc nổ 10 - 15% so với khi nổ mìn tức thời 2 hàng
Lượng thuốc nổ sử dụng hàng năm là 70000 kg trong đó: thuốc nổ ANFO
22000 kg, thuốc nổ AD1 30000 kg, thuốc nổ NT 18000 kg.
Phương tiện nổ sử dụng là kíp điện thường, kíp vi sai, máy nổ mìn điện và

Footer Page 21 of 126.

11


Header Page 22 of 126.

dây nổ với phương pháp nổ mìn điện, vi sai qua hàng. Hàng 1 nổ tức thời, hàng 2,3
nổ vi sai với độ chậm Δt = 0,25%
Các chỉ tiêu nổ mìn mỏ đá bazan khu vực Đông Nam Núi Voi (KV6) tại xã
Hòa Sơn, huyện Lương Sơn xem chi tiết tại bảng 1-5.
Bảng 1-5:Các chỉ tiêu khoan nổ mìn lớp bằng và lớp đứng [1]
TT

Thông số

Đơn vị

Trị số

Chiều cao tầng khai thác (h) - Lớp đứng

m

5,0

- Lớp bằng

m

10,0

2

Góc nghiêng sườn tầng (α)

độ

75

3

Đường cân chân tầng (W)

m

4

4

Khoảng cách giữa các hàng mìn (b)

m

4

5

Đường kính lỗ khoan

m

0,125

6

Khoảng cách giữa các lỗ mìn trong hàng (b)

m

4,6

7

Chi phí riêng về chất nổ (q)

kg/m3

0,55

m

2,5

m

3,7

m

3,1

m

7,8

m

300

m

150

1

Chiều dài cột bua

8

- Lớp đứng
- Lớp bằng

Chiều dài nạp thuốc

9

- Lớp đứng
- Lớp bằng

Khoảng cách an toàn do đá bay - Với người

10

- Với MMCT

11

Khoảng cách an toàn do chấn động

m

53

12

Khoảng cách an toàn do sóng không khí

m

132

Công tác khoan nổ mìn gồm nổ mìn khi khai thác và khoan nổ mìn phá đá quá cỡ,
đá quá cỡ có thể được phá bằng búa khoan con.
c) Công tác chế biến đá
Bao gồm các công việc đập, nghiền, sàng phân loại các loại đá có kích thước

Footer Page 22 of 126.

12


Header Page 23 of 126.

khác nhau tùy theo nhu cầu của thị trường.
Đá sau khi nổ mìn, khoan phá bằng máy đạt được kích thước mong muốn sẽ
được máy xúc bốc lên xe tải và chuyển tới trạm nghiền kẹp hàm cách đó khoảng 70
m để giảm kích thước. Lượng đá này sau đó được tách đất nhờ sàng lọc đất và được
chuyển tới tổ hợp máy nghiền côn nhờ hệ thống băng tải. Tổ hợp máy nghiền côn sẽ
thực hiện công việc nghiền đá tới kích thước yêu cầu của khách hàng và phân loại
các loại đá trên. Các thiết bị chính trong công tác chế biến đá nêu trong bảng 1-6.
Bảng 1-6:Các thiết bị chính trong công tác chế biến đá [1]
TT

Tên thiết bị

Mã hiệu

Số lƣợng

1

Bunke + cấp liệu rung

GDZ-960x3800

1

2

Máy nghiền kẹp hàm

PE750x1060

1

3

Băng tải

1000x10000

1

4

Băng tải

1000x15000

1

5

Sàng lọc đất

1250x3000

1

6

Băng tải

1000x12000

1

7

Sàng rung

3YZS1548

1

8

Tổ hợp máy nghiền côn

XS 0917

1

9

Máy xúc lật bánh lốp

D584

1

Đá sau khi chế biến được bốc lên ô tô chở về các vị trí lưu trữ hoặc được chở thẳng
tới cho khách hàng.
d) Thành phẩm hàng năm
Trên thực tế qua điều tra, khảo sát tại công ty cho thấy sản lượng khai thác
hàng năm của công ty là 180.000 m3 đá nguyên khai, trong đó 80% là sản phẩm đá
các loại, 20% là đá mạt. Hiện nay 90% sản phẩm đá của công ty bán cho công ty
Việt Hàn dùng sản xuất bê tông tươi, đá mạt chủ yếu dùng trong san lấp mặt bằng,
tuy nhiên nhu cầu của thị trường không cao nên thường tồn đọng nhiều tại công ty.

Footer Page 23 of 126.

13


Header Page 24 of 126.

1.2. Các vấn đề môi trƣờng do đá mạt tại mỏ
1.2.1. Ảnh hƣởng tới môi trƣờng đất, nƣớc, không khí
a) Ảnh hƣởng tới môi trƣờng nƣớc
Các tác động của đá mạt tới môi trường nước chủ yếu do bị nước mưa rửa

trôi và gió thổi bay làm vương vãi ra các vùng quanh bãi chứa rồi đẩy xuống ao, hồ
hay vực chứa nước xung quanh. Khi vào nước, đá mạt đã làm tăng độ đục của nước
gây ảnh hưởng đến sự xuyên sâu của ánh sáng mặt trời và hấp thụ nhiệt mạnh hơn.
Điều này đã gây tác động xấu cho động thực vật sống trong nước, làm giảm hàm
lượng ô xy hòa tan trong nước, tăng phân hủy yếm khí các hợp chất hữu cơ và tạo
mùi xú uế dẫn đến làm giảm chất lượng nước. Mặt khác, về bản chất đá mạt có
thành phần hóa học như đá gốc, ở điều kiện bình thường đá bazan rất khó bị hòa
tan;Tuy nhiên, do đá mạt có kích thước đa dạng và nhỏ hơn nhiều so với trước khi
chúng bị khai thác điều này làm tăng diện tích tiếp xúc với nước mưa khiến quá
trình hòa tan diễn ra nhanh hơn rất nhiều.Các nguyên tố kim loại nặng phân tán
cùng đất đá, cũng như các ion Ca2+, Mg2+ có thể làm thay đổi thành phần hóa học và
độ cứng của nước do tác động của các yếu tố môi trường trong vực nước như pH,
nồng độ oxy hòa tan, hàm lượng hữu cơ... Tất nhiên, đá mạt tác động tới môi trường
nước như thế nào còn phụ thuộc vào thành phần hóa học của đá gốc.
Như đã nêu trong bảng 1-6 ở trên, ta thấy trong đá bazan gốc ở khu vực Núi
Voikhông chứa các kim loại nặng gây hại, ngoài ra sunfat (nhân tố tạo thành axit)
và photphat (gây phú dưỡng) trong đá không đáng kể nên đá mạt hầu như không
gây ảnh hưởng tới môi trường nước về mặt hóa học. Ngoài ra, do đá mạt có rất
nhiều bột mịn rất dễ bị rửa trôi theo nước mưa, gây nên hiện tượng bồi lắng mà cụ
thể ở đây là bồi lắng khe nước phía sau nhà điều hành của khu mỏ.
b) Ảnh hƣởng tới môi trƣờng không khí
Do đá mạt có chứa tỷ lệ bột mịn lớn nên rất dễ sinh ra bụi do các hoạt động
xung quanh khu vực lưu giữ làm ảnh hưởng tới công nhân trong khu vực.
c) Ảnh hƣởng tới môi trƣờng đất
Việc chất tải lên đất cũng làm cho đất bị nén ép mất độ tơi xốp, giảm chất

Footer Page 24 of 126.

14

Header Page 25 of 126.

lượng đất. Bột đá bazan khi gặp nước sẽ cứng lại như xi măng, một khi lèn vào các
kẽ hở của đất sẽ làm đất cứng, rắn khó thấm nước từ đó hạn chế sự phát triển của
thực vật. Việc bột đá hình thành lớp phủ cứng cũng làm tăng tốc độ dòng chảy của
nước mưa sau khi không còn lưu trữ đá tại vị trí đó nữa.
1.2.2.Các tác động khác
a) Nguy cơ trƣợt lở
Hàng năm công ty TNHH Quang Long khai thác khoảng 486 nghìn tấn đá
trong đó lượng đá mạt sinh ra trong quá trình chế biến đá lên tới 20% (khoảng
97.200 tấn). Tuy nhiên do lượng đá mạt này không tiêu thụ được nên đã bị tồn lưu
tại công ty với số lượng rất lớn tại bãi thải trên sườn đồi sẽ có những nguy cơ nhất
định về trượt lở do theo thời gian nước mưa sẽ làm yếu sườn đồi, một khi lực liên
kết của đất không đủ giữ toàn bộ khối lượng của đất đá sẽ gây hiện tượng trượt lở.
b) Lãng phí tài nguyên
Bãi thải của mỏ được thiếu kế để chứa đá thải, đất bóc, tuy nhiên do lượng
đá mạt quá nhiều nên hiện nay không gian của bãi chứa còn rất ít, nếu không có
biện pháp giải phóng lượng đá mạt sẽ gây lãng phí quỹ đất thậm chí trong tương lai
gần sẽ không còn chỗ chứa đá mạt tại mỏ.
Bản thân đá mạt cũng là một nguồn tài nguyên quý giá và có nhiều công
dụng (sẽ bàn ở các phần tiếp theo) do đó nếu không tận thu được thì cũng đồng
nghĩa với việc gây lãng phí tài nguyên.
1.3. Một số hƣớng tận dụng đá mạt trong khai thác đá
Đá mạt vốn là sản phẩm thừa, thải trong quá trình khai thác và chế biến đá và
thường được dùng để san nền đường, nền các công trình xây dựng. Tuy nhiên do
nhu cầu san lấp mặt bằng không cao nên loại đá này thường tồn trữ nhiều tại các mỏ
khai thác gây nên các vấn đề về môi trường như: bụi, nguy cơ sạt lở, lún, sụt, cản
trở dòng chảy và tốn rất nhiều không gian lưu trữ của mỏ. Do là sản phẩm phụ nên
giá thành của đá mạt cũng rẻ hơn so với các sản phẩm đá khác.

Hiện nay ngoài sử dụng đá mạt để san nền, còn có các hướng sử dụng sau:
- Sử dụng đá mạt làm cốt liệu bê tôngvà gạch không nung

Footer Page 25 of 126.

15