Phần Chung: “Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ Hồ Thiên – Khe Chuối từ mức +160 xuống đến mức +0 với công suất thiêt kế 1,2 triệu tấnnăm” Phần Chuyên đề: “Tính toán thông gió cho các giai đoạn phát triển của mỏ ”

Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

T

§å ¸n

LỜI MỞ ĐẦU

rong công cuộc " Công nghiệp hoá - hiện đại hoá " theo đường lối đổi
mới của Đảng, ngành khai khoáng có vai trò hết sức quan trọng trong
việc phát triển các ngành công nghiệp khác của đất nước, nó chiếm một
vị trí đặc biệt rất quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc. Chỉ
tính riêng về cân bằng năng lượng quốc gia trong những năm gần đây, than
chiếm tỷ lệ từ 45 ÷ 52%. Ngoài ra than còn là nguyên liệu cho ngành sản xuất
khác và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng để thu ngoại tệ.
Hiện nay tiềm năng than nằm ở độ sâu là rất lớn hầu như chưa được khai
thác, việc khai thác bằng phương pháp lộ thiên đang chuyển sang giai đoạn kết
thúc, do vậy việc thiết kế, áp dụng công nghệ khai thác bằng phương pháp hầm
lò cho các vỉa nằm dưới sâu là rất cần thiết.
Thiết kế mỏ có nhiệm vụ và vai trò quan trọng trong công tác khai thác.
Nghiên cứu thiết kế và lựa chọn phương án khai thác hợp lý góp phần trong sự
phát triển công nghệ khai thác, đảm bảo tăng năng suất lao động, tăng sản lượng
khai thác đáp ứng kịp thời nhu cầu ngày càng tăng về khoáng sản nói chung và
than nói riêng cho nền kinh tế quốc dân.
Để đánh giá kết quả học tập, Tôi được bộ môn khai thác hầm lò phân
công thực tập tốt nghiệp tại Công ty TNHH một thành viên 618. Với điều kiện
thực tế ở Công ty và kiến thức đã học được, tôi được giao đề tài tốt nghiệp với
nội dung sau:
Phần Chung:
“Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ Hồ Thiên – Khe Chuối từ mức

+160 xuống đến mức +0 với công suất thiêt kế 1,2 triệu tấn/năm”
Phần Chuyên đề:
“Tính toán thông gió cho các giai đoạn phát triển của mỏ ”
Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp cùng với sự nỗ lực, phấn đấu của bản
thân và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS. Đào Văn Chi. Bản đồ án tốt
nghiệp của em đã được hoàn thành. Tuy nhiên, với kiến thức học tập của bản
thân còn có mặt hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót nhất định cần
mong được sự đóng góp ý kiến và chỉ dạy của thầy cô giáo trong bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2017.
Sinh viên thực hiện
Đinh Công Ngọc

SV: Đinh Công Ngọc

1

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

CHƯƠNG I
ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ
I. 1. Địa lý tự nhiên
I.1.1. Địa lý của vùng mỏ, khu vực thiết kế
Khu Hồ Thiên thuộc xã Tràng Lương, huyện Đông Triều, Quảng Ninh

nằm về phía Bắc, cách thị trấn Mạo Khê khoảng 12km, Phía Bắc giáp huyện
Lục Nam tỉnh Bắc Giang; phía Nam giáp xã Tràng Lương; phía Tây giáp xã
Bình Khê huyện Đông Triều; phía Đông giáp xã Thượng Yên Công, thị xã Uông
Bí và mỏ Khe Chuối.
- Ranh giới khu mỏ:
+ Theo hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 1080:
X=

40.410 ÷ 42.500

Y = 357.580 ÷ 361.000
Diện tích khoảng 17,4 km2.
- Ranh giới địa chất khu mỏ:
Phía Bắc là trục nếp lõm Bảo Đài
Phía Nam giới hạn bởi toạ độ X= 40.410
Phía Tây là tuyến thăm dò XXXVI.
Phía Đông là đứt gẫy F1.
Khu Hồ Thiên là phần kéo dài về phía Tây của dãy núi Bảo Đài, địa hình
có dạng kéo dài theo phương vĩ tuyến, hình thành nên những dãy núi có độ cao
thay đổi từ 950m đến 1000m, thấp nhất 100m, càng lên cao trên những đỉnh núi
thường hình thành các vách đá thẳng đứng, hướng cắm của đá thường ngược với
hướng dốc của địa hình.
Phía Nam khu Hồ Thiên gồm chủ yếu các trầm tích không chứa than,
phần lớn là đồi trọc và sườn thoải.
Khu Hồ Thiên có 6 suối lớn, chảy theo hướng Bắc – Nam, cắt thẳng góc
với phương kéo dài của địa hình. Các suối đều đổ ra sông Trung Lương và nhập
vào sông Đá Bạch. Thượng nguồn của suối là những dãy núi cao, khi chảy qua
các trầm tích chứa than, lòng suối thường dốc, lưu lượng ít, về mùa khô hầu hết
đều không có nước. Chiều rộng của mực nước suối thường từ 2m đến 3m, chiều
sâu từ 0,4m đến 0,5m. Lưu lượng của suối về mùa khô là 7 l/s và mùa mưa có

khi lên đến 2170 l/s. Sau những trận mưa lớn thường gây ngập lụt từ một vài giờ
đến một hai ngày. Các suối này không có giá trị vận chuyển, nhưng lại thuận lợi
cho việc lộ trình khảo sát địa chất.
SV: Đinh Công Ngọc

2

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

I.1.2. Tình hình dân cư kinh tế và chính trị
Khu Hồ Thiên nằm trong vùng công nghiệp của tỉnh Quảng Ninh, gần các
mỏ Mạo Khê, Khe Chuối, Vàng Danh nên có điều kiện kinh tế và giao thông
khá phát triển.
Cách khu Hồ Thiên 5 km về phía Nam mới có rải rác dân cư sống theo
xóm và bản nhỏ, phần lớn là người Hoa Kiều, cũng có ít người Kinh đến định
cư, nghề nghiệp chính của họ là làm ruộng, đi rừng.
Cách khu Hồ Thiên 18 km về phía Nam là quốc lộ 18A, cách 25 km về
phía Nam có sông Đá Bạc, sà lan có tải trọng đến 300 tấn có thể lấy than vào các
khu vực Bến Cân (Mạo Khê), cách 23 km cũng về hướng Nam còn có tuyến
đường sắt Kép - Bãi Cháy nối liền với hệ thống tuyến đường sắt quốc gia, cách 5
km có đường ô tô 18B chạy qua xã Tràng Lương.
I.1.3. Điều khiện khí hậu.
Khu mỏ than Hồ Thiên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ven biển chịu
ảnh hưởng của gió mùa. Hàng năm có hai mùa rõ rệt:

- Mùa khô bắt đầu từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau. Mùa khô
thường có gió Bắc và Đông Bắc, gió mạnh có lúc lên tới cấp 7, cấp 8, nhiệt độ
trung bình 50÷ 150C, những ngày giá rét nhiệt độ có thể xuống đến 20C. Trong
mùa khô lượng mưa không đáng kể, độ ẩm trung bình từ 60÷ 65%
- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9. Mùa mưa hướng gió chủ yếu là Nam,
Đông Nam và thường chịu ảnh hưởng của các cơn bão nhiệt đới, nhiệt độ trung
bình từ 250÷ 330C, nhiệt độ cao nhất khoảng 380C. Mưa nhiều và hay mưa đột
ngột vào các tháng 6, 7, 8 lượng mưa lớn nhất trong ngày là 250mm.
I.1.4. Quá trình thăm dò khai thác trước kia, hiện nay và sau này.
Khu mỏ đã trải qua các giai đoạn thăm dò như sau:
Năm 1959 Đoàn khảo sát số 5 - Bộ Địa chất và bảo vệ Khoáng sản Liên
Xô trong quyển sơ lược về tình hình khoáng sản có ích miền Bắc Việt Nam
(phần nhiên liệu) xác định tuổi của địa hình tầng than là Rêti (T3r).
Năm 1961 Bạch Hiển Canh trong báo cáo tìm kiếm bể than Uông Bí Quảng Yên liệt các trầm tích chứa than ở đây vào tuổi T3+J1, gần 3 tầng:
- (T3+J1)1: Tầng trầm tích vụn thô, xen các lớp bột kết và một vài thấu
kính than mỏng nằm dưới cùng và phủ trái khớp góc lên các thành tạo Triát
trung hạ mầu đỏ;
- (T3+J1)2: Tầng chứa các vỉa than giá trị công nghiệp, xen kẽ với các lớp
cát kết, bột kết và sét kết dạng phân phiến,

SV: Đinh Công Ngọc

3

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

- (T3+J1)3: Tầng cuội sạn kết thạch anh hạt thô, gắn kết vững chắc nằm
trên cùng, thường là đỉnh các núi cao thuộc dãy Bảo Đài.
Năm 1963, bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1/500.000 do
Đốpjicốp chủ biên ra đời, tác giả đã xếp các trầm tích chứa than dải Bảo Đài vào
Jura hạ - tầng Hà Cối (trừ các trầm tích chứa than thuộc phía Đông Nam khu
Vàng Danh).
Năm 1971, bản đồ địa chất tỷ lệ 1/200.000 bể than Đông Bắc Bắc Bộ, tác
giả Phạm Văn Quảng đã cho tuổi của giai đoạn thành tạo than kéo dài từ Ladini
đến Crêta, các thành tạo trầm tích trong thời gian đó liên tục, chuyển tiếp chỉ có
một vài nơi bị rửa lũa cục bộ hoặc trái khớp địa phương. Tuổi chứa than của các
thành tạo này từ Cácmi, Nori đến Rêti là có giá trị công nghiệp, các kỳ Ladini,
Jura hoặc đầu Crêta thường ít ý nghĩa về than hoặc chỉ có giá trị địa phương.
Báo cáo địa chất tìm kiếm tỷ mỉ khu Hồ Thiên Đông Triều Quảng Ninh
do Liên đoàn Địa chất 2 Đoàn 2X Tổng Cục Địa chất lập năm 1975.
Kết quả tổng hợp tài liệu tính lại trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng và
cấp tài nguyên than mỏ Hồ Thiên xã Tràng Lương, huyện Đông Triều Quảng
Ninh. Do Công ty VITE lập đã được hội đông đánh giá trữ lượng khoáng sản
phê duyệt tháng 11 năm 2010.
Phía Đông khu Hồ Thiên trong những năm kháng chiến chống Pháp, ta đã
tiến hành khai thác than Hồ Thiên bằng phương pháp thủ công, quy mô rất nhỏ
không đáng kể dùng cho công binh xưởng.Từ những năm 1980 đến nay nhiều tổ
chức và cá nhân đã đến khai trường mỏ Hồ Thiên, mở lò khai thác phần lộ vỉa
cánh Nam vỉa 4, nhưng phạm vi và mức độ không được cập nhật đầy đủ.
I.2. Điều kiện địa chất
Qua kết quả thăm dò tỷ mỷ của đoàn địa chất trong khu vực thăm dò đã
xác định có 4 vỉa than từ trên xuống gồm : V5V, V5T, V4, V3 trong đó V3
không có giá trị công nghiệp.
I.2.1. Cấu tạo địa chất vùng mỏ

Địa tầng.
Các đá trầm tích thuộc mỏ than Hồ Thiên có thành phần chủ yếu gồm:
trầm tích lục nguyên màu đỏ, các trầm tích chứa than hệ tầng Hòn gai chứa
các vỉa than có giá trị công nghiệp và trầm tích bở rời Hệ Đệ Tứ.
Căn cứ vào kết quả tổng hợp tài liệu địa chất hiện có, toàn bộ địa tầng
khu Hồ Thiên gồm: địa tầng Thống Trias Trung - Thượng (T2- T3), Thống
Trías thượng(T3) thuộc hệ tầng Hòn gai (T3n-r hg), phần trên cùng là lớp phủ
đệ tứ (Q). Trong khu vực thăm dò đã xác định có 4 vỉa than: V5V, V5T, V4,
V3 xen kẹp giữa các vỉa than là các lớp đá trầm tích thường gặp như cuội,

SV: Đinh Công Ngọc

4

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết. Tổng chiều dày địa tầng khoảng 700m –
1200m.
Theo thứ tự thành tạo từ dưới lên trên địa tầng tổng hợp khu Hồ Thiên
như sau:
GIớI MEZOZOI (MZ)
Hệ Trias (T)
1) Thống Trias Trung - Thượng (T2-3)
Bậc Lađini – Cacni (T2l –T3c)

- Các đá của hệ tầng Nà Khuất lộ ra ở phía Nam khu mỏ, chúng kéo
dài theo phương gần Đông - Tây, thành phần chủ yếu: bột kết, cát kết, đá
phiến sét – xêrixit màu hơi đỏ, phớt tím, tím xen kẹp các lớp mỏng, thấu kính
sạn - cuội đa khoáng, dăm kết vôi, thành phần cacbonát, đá bị biến chất yếu.
Càng về phía Tây diện phân bố của hệ tầng Nà Khuất càng mở rộng, nối liền
với các đá trầm tích phân bố ở Nước vàng, phía Tây bắc nếp lõm Bảo Đài.
Qua các vết lộ quan sát được đá của bậc (T2l –T3c) có hướng cắm hầu hết phù
hợp với hướng cắm của đá trầm tích chứa than Hòn gai, góc dốc từ 50 - 70o.
Ranh giới giữa chúng là lớp cuội sạn kết vôi thạch anh dưới các lớp cát kết,
sạn kết hạt thô màu xám, trắng đục, phớt hồng gặp ở các lỗ khoan LK301 ( ở
chiều sâu 359m), LK313 ( ở chiều sâu 372m).
- Cơ sở xác định tuổi của địa tầng : Vào năm 1967 Đoàn Địa chất 2E
đã tìm thấy hoá đá động vật trong tập đá màu tím, kết quả nghiên cứu xếp
các đá trầm tích vào tuổi Lađini - Cácni.
2) Thống Trías thượng( T3).
Bậc Nori - ret (T3n -r)
Hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg )
Các đá trầm tích chứa than Hệ tầng Hòn Gai T3(n-r)hg phân bố từ trung tâm
khu mỏ đến hết diện tích phía Bắc khu mỏ. Thành phần chủ yếu : cát kết, bột
kết, sạn cuội kết, sét kết, sét than và chứa các vỉa than.
Căn cứ vào thành phần thạch học và đặc điểm chứa than, Hệ tầng Hòn Gai
được chia thành các phân hệ tầng chính sau :
*) Phân Hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1).
Phân Hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1) được giới hạn từ lớp cuội, sạn kết vôi
thạch anh mầu xám đến xám sáng, lộ ra ở phần thấp của các suối trong khu
mỏ, ở lỗ khoan LK.313 gặp từ chiều sâu 372m trở xuống, LK.301 gặp từ
chiều sâu 359m trở xuống. Thành phần chủ yếu: cát kết thạch anh, sét kết,
SV: Đinh Công Ngọc

5

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

bột kết màu xám đến xám sáng, bị biến chất yếu, đôi chỗ bị nén ép mạnh. Đá
có độ hạt từ trung bình đến thô, xen kẹp là các đá bột kết tối màu, sét kết màu
đen hạt mịn, đôi khi chứa các lớp sét than và vỉa than mỏng không duy trì,
không có giá trị công nghiệp bắt gặp ở các công trình: KN.3, H.107, H.26,
KN.5, KN.6, LK.311, 312, 313, 301. Tổng chiều dày của phân hệ tầng Hòn
Gai dưới (T3 n-r hg1) khoảng từ 100m ÷ 220m.
*) Phân Hệ Tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2).
Phân Hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2) nằm chuyển tiếp trên Phân Hệ tầng
Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1) đến lớp sạn kết nằm trên vỉa than số 9 (Khe
Chuối), thành phần chủ yếu gồm: sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết, sét than và
các vỉa than có giá trị công nghiệp.
*) Phân Hệ Tầng Hòn Gai trên (T 3 n-r hg 3)
Phân bố ở phía Bắc diện tích thăm dò, gồm: sạn kết, cuội kết, cát kết hạt
trung tới hạt thô, phân lớp dày, thành phần chủ yếu là thạch anh, ximăng gắn kết
là sét, xêrixít, silic, kết cấu rắn chắc. Càng về phía trên các lớp sạn kết, cuội kết
càng dày và hạt thô hơn, tổng chiều dày của phân Hệ Tầng Hòn Gai trên (T 3 n-r
hg 3) khoảng từ 300m ÷ 500m.
GIớI CENOZOI (CZ)
Hệ Đệ tứ (Q)
Đất đá của hệ Đệ tứ Q phân bố rộng khắp diện tích khu thăm dò, Thành
phần chủ yếu tàn tích, sườn tích, lũ tích, bồi tích hoặc trầm tích dòng. ở các

thung lũng có chiều dày từ 0÷ 25 m, ở các đỉnh núi và sườn đồi có chiều dày từ
0÷ 6.0m (có nơi dày tới >10.0m). Thành phần chủ yếu gồm : sét, cát, sạn, sỏi
thạch anh bở rời lẫn các tảng lăn phong hoá từ đá gốc có kích thước đa dạng.
Chiều dày trung bìnhcủa tầng Đệ Tứ từ 3÷ 5m.
Uốn nếp
Thế nằm của đá trầm tích và các vỉa than trong khu Hồ Thiên cắm Bắc,
góc dốc các đá màu đỏ thuộc hệ tầng Nà Khuất thay đổi từ 50o đến 60o, phần
trên các trầm tích màu đỏ, đá trầm tích chứa than hệ tầng Hòn Gai có góc dốc
thoải dần, thường từ 40o đến 45o. Chiều dày các trầm tích chứa than tăng dần về
phía Đông, vát mỏng về phía Tây.
Trong phạm vi từ tuyến T.XXIX về phía Đông xuất hiện các nếp uốn bậc
2, 3. các nếp uốn này có đặc điểm kéo dài theo phương Đông Tây gần trùng với
phương của nếp lõm Bảo Đài. Các cánh của nếp uốn khá cân đối, góc dốc thay
đổi từ 40o đến 50o.
Nếp lõm chính đựợc thể hiện dưới dạng một nếp uốn đơn giản gần như
cân xứng, độ dốc cánh Nam thay đổi từ 40o ÷ 50o và có xu hướng giảm dần độ
dốc theo hướng Tây.
SV: Đinh Công Ngọc

6

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Đứt gẫy

+ Đứt gẫy thuận F2: phát triển ở phần trung tâm khu Hồ Thiên, theo
phương Đông Bắc - Tây Nam góc dốc khoảng 700 ÷ 750, hướng cắm Đông
Nam. Về phía Đông Bắc đứt gẫy biểu hiện không rõ ràng hoặc bị tắt. Trong
phạm vi lộ vỉa 4, vỉa 5 thì biên độ dịch chuyển theo hướng cắm đạt đến 40 ÷
50m. Tuy nhiên, đứt gãy F2 chưa được khống chế bởi các công trình thăm dò.
Đứt gẫy F2 được kế thừa theo tài liệu báo cáo TKTM năm 1974, tác giả Lê Đình
Báu.
+ Đứt gãy nghịch F1: phát triển ở phần phía Đông khu mỏ, theo phương á
kinh tuyến, hướng cắm Đông, Đông Nam, với góc dốc 700 ÷ 750. Các tính chất
của đứt gãy chưa được xác định bằng các công trình thăm dò. Đứt gẫy F1 được
kế thừa theo tài liệu báo cáo cơ sở dữ liệu Địa chất Hồ Thiên – Khe Chuối năm
2006 của Công ty VITE.
Ngoài ra, trong công tác khảo sát, chỉnh lý bản đồ điạ chất đã quan sát
thấy tại các vết lộ tự nhiên hoặc nhân tạo, moong khai thác gặp các đá trầm tích
và các vỉa than bị vò nhàu, bị nén ép mạnh, có nơi xuất hiện các đứt gẫy nhỏ, có
cự ly dịch chuyển từ 5m÷ 10m. Với mạng lưới công trình còn thưa như hiện nay
chưa phát hiện được các cấu tạo nhỏ.
I.2.2. Cấu tạo các vỉa than
Các vỉa than trong phạm vi lập báo cáo, theo thứ tự từ dưới lên gồm:
+ Vỉa 3: Lộ vỉa không liên tục ở phía Nam khu mỏ từ T.XXVA đến
T.XXVII. Vỉa 3 nằm dưới cùng trong địa tầng chứa than mỏ Hồ Thiên. Vỉa 3 bị
biến đổi nhanh về chiều dày, diện phân bố nhỏ, có 07 công trình khoan khống
chế. Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,38m (LK.313) đến 5,49m (LK.HT12), trung
bình 1,46m. Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,38m (LK.313) đến 4,27m
(LK.HT12), trung bình 1,20m. Chiều dày đá kẹp từ 0.0m ÷ 1,22m (LK.HT12),
thường chứa 02 lớp kẹp, cấu tạo vỉa đơn giản. Góc dốc vỉa thay đổi từ 250 ÷ 700,
trung bình 450, độ tro hàng hoá 32,69%.
+ Vỉa 4: Lộ liên tục từ T.XXV đến T.XXXIV ở phía Nam khu mỏ, kéo dài
khoảng 5Km. Vỉa 4 nằm trên, cách Vỉa 3 trung bình khoảng 35m, vỉa có 23 công
trình khoan khống chế, 10 công trình khai đào bắt gặp. Chiều dày vỉa thay đổi từ

0,21m (H.809) đến 5,04m (HT.12), trung bình 1,38m. Chiều dày riêng than thay
đổi từ 0,0m (HT.4) đến 4,11m (XXIII.H4), trung bình 1,20m. Chiều dày đá kẹp
từ 0,0m ÷ 1,32m (HT.12), trung bình 0,17m, thường chứa từ 0 đến 13 lớp đá
kẹp, cấu tạo vỉa rất phức tạp. Góc dốc vỉa thay đổi từ 150 ÷ 700, trung bình 460,
hệ số chứa than trung bình 85%, độ tro hành hoá 23,81%. Vỉa 4 thuộc loại vỉa có
chiều dày không ổn định.
+ Vỉa 5 Trụ (V5-T): Duy trì khá ổn định trong toàn bộ diện tích cấp phép
của mỏ Hồ Thiên từ tuyến XXIX ở phía Tây đén tuyến XXVA ở phía Đông, sau
SV: Đinh Công Ngọc

7

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

đó bị vát mỏng dần ở tuyến XXV và không tồn tại ở tuyến XXIVA, cách vỉa 4 từ
10m (HT.13) đến 60m (HT.4, HT.6). V5 T có 14 công trình khoan khống chế, có
12 công trình hào. Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,42m (HT.19) đến 8,35m (HT.3),
trung bình 4,08m. Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,42m (HT.19) đến 7,78m
(HT.3), trung bình 2,03m. Chiều dày đá kẹp từ 0,0m ÷ 2,35m, trung bình
0,95m, thường chứa từ 0 đến 5 lớp đá kẹp, cấu tạo vỉa rất phức tạp. Góc dốc vỉa
thay đổi từ 150 ÷ 700, trung bình 450. V5-T thuộc loại vỉa có chiều dày không ổn
định, hệ số chứa than trung bình 89%, độ tro hàng hoá trung bình 29,84%. Vách,
trụ V5-T thường là sét kết, bột kết, cá biệt có cát kết.
+ Vỉa 5 Vách : Phân bố hầu khắp diện tích khu mỏ, nằm trên, cách vỉa 5-T

từ 0 m (HT.5, HT.8, HT.18) đến 13m (HT.11, HT.19), trung bình là 7,1m. V5-V
có 27 công trình khoan khống chế, 21 công trình hào, lò bắt gặp. Chiều dày vỉa
thay đổi từ 0.15m (H.5) đến 11,07m (HT.18), trung bình 3,26m. Chiều dày riêng
than thay đổi từ 0.15m (H.5) đến 7,30m (LK. HT18), trung bình 2,57m. Chiều
dày đá kẹp từ 0,0m ÷ 5,97m, trung bình 0,69m, thường chứa từ 0 đến 5 lớp đá
kẹp, cấu tạo vỉa rất phức tạp. Góc dốc vỉa thay đổi từ 150 ÷ 700, trung bình 450.
V5-V thuộc loại vỉa có chiều dày không ổn định, hệ số chứa than trung bình
89%, độ tro hàng hoá trung bình 29,62%. Vách, trụ V5-V thường là sét kết, bột
kết, cá biệt có cát kết.
Bảng I.1 - Bảng tổng hợp đặc điểm các vỉa than
TS lớp
kẹp
(số lớp)

CD tổng quát
của vỉa ( m)

Chiều dày
riêng than
(m)

Chiều dày
đá kẹp (m)

5-V

0,15-11,07
3,26

0,15-7,3

2,57

0-5,97
0,69

0-5
1

15-70
44

5-T

0,42-8,35
4,08

0,427,78
2,03

0-2,35
0,95

0-5
1

15-70
44

4

0,21-8,35
1,84

0-7,78
1,56

0-1,32
0,2

0-13
1

17-70
47

3

0,35-5,49
1,04

0-4,27
0,84

0-1,22
0,11

0-2
0

15-70

46

Tên
vỉa than

Độ dốc vỉa
(độ)

I.2.3. Phẩm chất than
- Đặc tính vật lý:
Khi quan sát bằng mắt thường than Hồ Thiên có màu đen, sắc xám, vết
vạch màu đen, ánh kim, bán kim, ánh mờ, phổ biến là loại ánh kim, vết vỡ dạng
SV: Đinh Công Ngọc

8

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

vỏ sò, dạng bậc, đôi khi thấy vết vỡ dạng mắt. Than có cấu tạo đồng nhất, xen kẽ
có cấu tạo giải, cấu tạo khía, đôi khi có cấu tạo hạt. Than mỏ Hồ Thiên thuộc
loại than cứng, dòn, vết vỡ sắc cạnh, tỷ lệ than cám khá cao.
Trong các loại than có cấu tạo đồng nhất thường quan sát thấy các khe nứt
nội sinh, ít khi gặp khe nứt ngoại sinh. Trong than cũng hay quan sát có tạp chất
xen lẫn như: sét, siđêrit, thạch anh nhiễm trong than, đôi khi là các ổ pyrit màu

vàng, làm cho than có tỉ trọng nặng hơn và thay đổi độ ánh.
- Đặc điểm thạch học than:
Than mỏ Hồ Thiên thuộc kiểu Claren, than ánh, cấu tạo dải, thấu kính
gồm hai nhóm chính: Nhóm Vitrinit và nhóm Telinit
Về nhãn hiệu than: Hầu hết các kết quả phân tích thạch học và phân tích
thành phần hoá học đều cho kết luận than Hồ Thiên có nhãn hiệu antraxit và bán
antraxit.
- Đặc tính kỹ thuật:
Các chỉ tiêu đặc tính kỹ thuật của than như: Độ ẩm, độ tro, chất bốc, nhiệt
lượng, lưu huỳnh, phốt pho, được phân tích tổng hợp chi tiết và có hệ thống, các
chỉ tiêu chất lượng cơ bản của than khu mỏ than Hồ Thiên cụ thể như sau:
1. Độ ẩm phân tích (Wpt):
Kết quả phân tích, hoá nghiệm than khu mỏ Hồ Thiên xác định độ ẩm
(W ) nhỏ, giá trị độ ẩm phân tích thay đổi từ 1,64% (V.4) ÷ 5,27% (V.5), trung
bình 1,64%.
pt

2. Độ tro:
- Độ tro (Ak ) thay đổi từ 12,20% (V.4) ÷ 39,17% (V.5-V), trung bình
26,48%.
- Độ tro (AHH ) thay đổi từ 12,23% (V.5) ÷ 41,16% (V.5-V), trung bình
28,07%.
Than khu mỏ Hồ Thiên chủ yếu thuộc nhóm có độ tro cao (Vỉa 4, 3) và rất
cao (vỉa 3, 5V, 5-T).
Các vỉa than khu mỏ Hồ Thiên thường có các lớp kẹp: sét kết, sét than,
bột kết làm cho độ tro của than tăng cao khi khai thác.
3. Chất bốc (Vch): Hàm lượng chất bốc của khối cháy (Vch) thay đổi từ
2,95% (V.4) ÷ 11,29% (V.4), trung bình 6,16%.
Than khu mỏ Hồ Thiên có hàm lượng chất bốc trung bình.
4. Nhiệt lượng Qk, Qch:

Nhiệt lượng của khối khô (Qk) thay đổi từ: 4314 Kcal/kg (V.5V) ÷ 7060
Kcal/kg (V.4), trung bình 5692 Kcal/kg.
SV: Đinh Công Ngọc

9

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Nhiệt lượng khối cháy (Qch ) thay đổi từ 5911 Kcal/kg (V.4) ÷ 8214
Kcal/kg (V.5-V) , trung bình 7726 Kcal/kg.
5. Lưu huỳnh S: Qua kết quả phân tích mẫu than, hàm lượng lưu huỳnh
thay đổi từ 0,33% (V.4) đến 9,63% (V.3), trung bình 3,36%. Than khu Hồ Thiên
chủ yếu thuộc nhóm lưu huỳnh cao (trên 3%).
6. Tỷ trọng (d): Tỷ trọng than (d) biến đổi từ 1,67g/cm3 (V.5) đến 2.00
g/cm3 V.5), trung bình 1,89g/cm3.
7. Phốt pho (P): Phốt pho biến đổi từ 0,004 – 0,320 %, trung bình 0,07%.
8. Thành phần nguyên tố của than.
+ Cacbon: CCh = 94,63%.
+ Hyđrô: HCh = 1,92% .
+ Nitiơ: N Ch = 0,56%.
+ Oxy: OCh = 3,08%.
Than khu mỏ Hồ Thiên có hàm lượng cacbon (C) cao, hàm lượng hyđrô
(H) và Nitơ (N) thấp, thành phần nguyên tố than thuộc loại tương đối ổn định.
9. Thành phần hoá học và nhiệt độ nóng chảy của tro than.

Thành phần hoá học của tro than bao gồm các loại: Oxit Nhôm (AI2O3), Oxit
Sắt (Fe2 O3), Oxit Silic (SiO2), Oxit Manhê (MgO), Oxit Canxi (CaO), Oxit
Mangan (MnO), Oxit Titan (TiO2). Trong giai đoạn tìm kiếm tỷ mỷ đã phân tích
02 mẫu thành phần tro than và tính nhiệt độ nóng chảy của tro than, kết quả tính
toán xác định than mỏ Hồ Thiên thuộc nhóm tro có nhiệt độ nóng chảy trung
bình. Trị số nhiệt nóng chảy tro than 12900C.
10. Thể trọng của than (D):
Trong giai đoạn tìm kiếm tỷ mỷ khu mỏ Hồ Thiên, từ năm 1971 đến 1973
đã lấy, phân tích 4 mẫu thể trọng lớn, xác định thể trọng lớn trung bình của than
1.65 T/m3.
Thể trọng lớn dùng để tính trữ lượng cho các vỉa là 1,65T/m3.
Kết luận: Kết quả tính toán chất lượng than của các vỉa trong khu mỏ Hồ Thiên
cho thấy độ tro (Ak ) của các vỉa than tương đối cao, chất lượng than khá tốt, có
giá trị công nghiệp và khai thác sử dụng làm nguyên liệu năng lượng, cho các
ngành kinh tế khác. Nhiệt năng Qk của than tỷ lệ nghịch với độ tro Ak , than có
độ tro (Ak) cao thì nhiệt lượng (Qk) thấp và ngược lai than có độ tro (Ak) thấp thì
nhiệt lượng (Qk) cao.
I.2.4. Địa chất thủy văn
- Nước mặt:
SV: Đinh Công Ngọc

10

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Khu Hồ Thiên là phần kéo dài về phía Tây của dãy núi Bảo Đài, địa hình
có dạng kéo dài theo phương vĩ tuyến, có độ cao thay đổi từ 950m đến 1000m,
thấp nhất 100m, càng lên cao trên đỉnh núi thường hình thành các vách đá thẳng
đứng.
Phía Nam khu Hồ Thiên phần lớn là đồi trọc và sườn thoải. Nước mặt tồn
tại trong hệ thống các suối.
Trong giới hạn TDTM khu Hồ Thiên có 6 suối lớn từ Tây sang Đông
gồm:
+ Suối Nước vàng nước bạc diện tích lưu vực khoảng 4,2km2
+ Suối Thùm gồm 2 nhánh diện tích lưu vực khoảng 6,6km2
- Nhánh suối Thùm Tây đã có trạm quan trắc II đo được Lưu lượng suối
Qmax = 14521l/s, lưu lượng nhỏ nhất Qmin = 15,72l/s hệ số biến đổi lưu lượng
trong năm thủy văn lên tới 92,5 diện tích lưu vực khoảng 3,0km2. Như vậy cứ
1km 2 sẽ hình thành dòng ngầm với lưu lượng là 5,24l/s (453 m 3 /ng).
- Nhánh suối Thùm Đông đã có trạm quan trắc I đo được Lưu lượng suối
Qmax= 2748,3l/s, lưu lượng nhỏ nhất Qmin = 21,86l/s hệ số biến đổi lưu lượng
trong năm thủy văn lên tới 126 diện tích lưu vực khoảng 3,7km2. Như vậy cứ
1km 2 sẽ hình thành dòng ngầm với lưu lượng là 5,91l/s (510 m 3 /ng).
+ Suối Cầu máng Tây.
+ Suối Cầu máng Đông.
+ Suối Đá trắng diện tích lưu vực khoảng 5,1km2
Các suối này có đặc điểm chung đều bắt nguồn từ sườn Nam của dãy núi
Rừng Thùng, Hồ Thiên ở độ cao từ 300 đến 700m chảy theo hướng Bắc – Nam,
cắt thẳng góc với phương kéo dài của địa hình .Riêng suối Cầu máng Tây có
phương vị dòng chảy khá ổn định không có nhánh phụ đổ vào còn lại các suối
đều có nhiều nhánh nhỏ chảy tập trung vào, tạo thành suối dạng cành cây, suối
có độ uốn khúc lớn.
Các suối đều chảy riêng biệt và đổ vào sông Trung Lương ở nhiều vị trí.
Thượng nguồn của suối là những dãy núi cao, hình thành đoạn dòng chảy tạm

thời, khi chảy qua các trầm tích chứa than, lòng suối rộng từ 5 đến 8 m, dốc từ 8
đến 15o, thường gặp các thác cao từ 2 đến 3m. Do những đặc điểm trên, lưu
lượng về mùa khô giảm rõ rệt tạo thành những dòng chảy nhỏ, hệ số biến đổi
lưu lượng theo mùa lên tới 100 lần Nguồn cung cấp nước về mùa khô chủ yếu
là nước xuất lộ từ tầng ngầm. Về mùa mưa, những trận mưa lớn thường gây
ngập lụt từ một vài giờ đến một hai ngày, lưu lượng suối tăng đến
Mạng sông, suối khu mỏ Hồ Thiên có dòng chảy gây cản trở nhiều cho
giao thông trong khu mỏ.
- Nước ngầm:
SV: Đinh Công Ngọc

11

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Dựa vào tuổi địa chất, thành phần thạch học và đặc điểm chứa nước của
các loại đất đá khu mỏ Hồ Thiên được chia ra các đơn vị chứa nước sau:
*. Tầng chứa nước trong lớp phủ Đệ tứ (Q):
Trầm tích Đệ tứ phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ. Địa hình càng lên
cao, chiều dày trầm tích càng mỏng, xuống thấp mức độ trầm tích càng dày.
Chiều dày từ 0-25m trung bình 10m. Thành phần lớp phủ Đệ Tứ Q gồm: Cuội,
sỏi, cát, đất bồi, đất phong hoá lẫn nhiều đá lăn đường kính từ 0,5-2m.
Lớp tàn tích đệ tứ ở đỉnh núi phân bố ở độ cao từ 300-700m, địa hình dốc,
bề dày lớp phủ mỏng từ 0,5 – 1,5m. Nước mưa ngấm xuống không lưu giữ được

lâu, bị ngấm chảy xuống dưới theo nguyên lý trọng lực. Vào mùa khô các lớp
tàn tích này không có nước.
Sườn tích phần lớn nằm trên phạm vi địa hình chứa các vỉa than, chúng
phân bố ở độ cao từ 300m trở xuống, chiều dày từ 2 – 15m, trung bình 8m, địa
hình ít dốc, lượng mưa rơi được ngấm một phần, còn lại chảy theo mặt địa hình
xuống thung lũng. Điểm lộ nước ở vùng này phát triển, về mùa mưa lưu lượng
từ 0,05 – 0,2 lít/s. Về mùa khô lưu lượng giảm dần, Q từ 0, 01 – 0,02 lít/s, ít xuất
lộ.
Khu bồi tích là các thung lũng nằm chủ yếu ở phía nam khu thăm dò.
Chiều dày tầng chứa nước từ 15 - 25m. Địa hình bằng phẳng thấp trũng nên
lượng nước được chứa nhiều.Trong vùng này điểm xuất lộ nước nhiều. Lưu
lượng các điểm lộ nước về mùa mưa Q từ 0,1 – 0,3 lít/s, mùa khô điểm lộ nước
ít, lưu lượng giảm dần Q từ 0,05 – 0,2 lít/s hệ số biến đổi lưu lượng ít từ 1-10.
Kết quả nghiên cứu xác định vùng này có khả năng chứa nước tốt, nguồn cung
cấp chủ yếu là nước mưa.
*. Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than T3n-r hg3:
Tầng này nằm ở phía Bắc khu mỏ, diện phân bố từ Đông sang Tây chiều
dày từ 300 – 500m, thành phần đá trầm tích của tầng chủ yếu là: sạn kết, cuội
kết, cát kết hạt trung, hạt thô, phân lớp. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch
anh, kết cấu rắn chắc, ximăng là sét serixit, silic. Điểm xuất lộ nước gặp không
nhiều, lưu lượng các điểm về mùa khô Q từ 0,03 – 0,06 lít/s, về mùa mưa Q từ
0,06 – 0,2 lít/s. Các công trình nghiên cứu xác định tầng chứa nước này chưa
nhiều, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước của tầng đệ tứ ngấm
xuống.
*. Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than T3n-r hg2:
Tầng này nằm kề dưới tầng trên, diện phân bố từ Tây sang Đông nằm ở
giữa trung tâm khu mỏ. Chiều dày từ 410( Tuyến XXXIII) – 560m ( Tuyến
XXV), thành phần chủ yếu gồm: cát kết, bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than,
đá từ màu xám tro đến xám đen, cấu tạo dạng lớp ít khe nứt, khả năng chứa

SV: Đinh Công Ngọc

12

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

nước yếu, phần trên tầng này đá bột kết và cát kết chiếm chủ yếu. Kết quả như
sau:

SV: Đinh Công Ngọc

13

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Bảng I.2 - Bảng tổng hợp thành phần hóa học nước ngầm
Các chỉ tiêu

Đơn vị
tính

Lớn nhất

Nhỏ nhất

8,7

5,0

6,3

g/l

0,255

0,001

0,071

Tạm thời

Độ

22,1

0,02

2,5

Vĩnh viễn

Đức

3,11

0,007

0,536

10,9

0,054

1,4

Độ pH
Tổng độ khoáng hóa
Độ
cứng

Tổng quát
CO2

Aniôn

Catiôn

Đặc tính

kỹ
thuật

Hàm lượng
Trung bình

Tự do

mg/l

34,66

2,14

14,12

Ăn mòn

mg/l

34,58

0,0

10,79

Hóa hợp

mg/l

63,36

0,0

14,27

CL-

mg/l

17,62

1,62

9,69

SO 4--

mg/l

51,84

0,0

5,83

HCO-3

mg/l

256

0,0

44,3

Ca++

mg/l

57,72

0,14

9,1

Mg++

mg/l

16,47

0,06

2,62

(Na+K)+

mg/l

50,96

0,1

10,28

Fe2+

mg/l

1,0

0,0

0,156

Lượng hấp thụ xà
phòng

g/m3

3837

310

1026

Tổng lượng cặn H

g/m3

171,8

1,05

31,03

3
Lượng cặn cứng Hh g/m

314,7

-116

25,21

Hệ số tạo cặn Kh

15

-9,5

2,39

Hệ số ăn mòn Kk

0,151

-4,17

-0,63

Hệ só sủi bọt F

134,9

0,698

29,12

Nước khu mỏ Hồ Thiên có khả năng sử dụng trong công nghiệp, còn sử
dụng trong sinh hoạt không đảm bảo, cần có biện pháp xử lý.
*. Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than T3n-r hg1:
SV: Đinh Công Ngọc

14

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Tầng này nằm kề dưới tầng giữa, diện phân bố từ Tây sang Đông nằm ở
phía Nam khu mỏ. Chiều dày từ 100 – 220m, thành phần chủ yếu gồm: cát kết
thạch anh, sét kết, bột kết màu xám đến xám sáng, bị biến chất yếu, có chứa các
lớp sét than và vỉa than mỏng không duy trì, không có giá trị công nghiệp. Điểm
lộ nước ở tầng này thưa, lưu lượng Q từ 0,03 – 0,10 l/s. Sơ bộ nhận xét phụ tầng

này có chứa nước.
*. Phức hệ chứa nước trong trầm tích (T2l-T3c):
Phức hệ này phân bố ở phía Nam mỏ Hồ Thiên, nằm dưới phức hệ chứa
nước của trầm tích chứa than (T3n-r hg), chúng kéo dài theo phương gần Đông Tây nằm ở phía Nam khu mỏ, thành phần chủ yếu: bột kết, cát kết, đá phiến sét
– xêrixit màu hơi đỏ, phớt tím, tím, chiều dày chưa xác định, găp chúng lộ nhiều
ở suối Đông, suối Đá Vôi và suối Hồ Thiên. Phần trên mặt đá của phức hệ bị
phong hoá mạnh, khe nứt phát triển nhiều, lại nằm ở phần địa hình thấp nên
nước mưa, nước mặt được thấm xuống phức hệ này.
Điểm lộ nước ở phức hệ này ít và thưa, lưu lượng Q từ 0,018 – 0,023 l/s.
Kết quả nghiên cứu giai đoạn điều tra khái quát nhận xét đây là phức hệ có khả
năng chứa nước, song mức độ chứa nước không lớn. Nguồn cung cấp chủ yếu là
nước mưa và nước mặt, phức hệ này nằm dưới và xa các vỉa than, nên không
ảnh hưởng lớn đến quá trình khai thác than.
– Thông số địa chất thuỷ văn:
Hệ số thấm K được tính toán bằng công thức sau:
K=

0.366 * Q R
lg
M *S
r

R = 10 * S K

Bảng I.3 – Bảng thống kê hệ số thấm
Tên
Q max
S max
lỗ khoan
(l/s)

(m)

q max
l/ms

K max
m/ng

301

0,056

52,68

0,001

0,001

315

0,045

12,3

0,0036

0,0046

HT.3

0,273

36,65

0,0074

0,019

SV: Đinh Công Ngọc

15

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

I.2.5. Điều kiện địa chất công trình
Trầm tích Đệ Tứ phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, chiều dày từ 0 25m trung bình 10m. Thành phần lớp phủ Đệ Tứ (Q) gồm: Cuội, sỏi, cát, đất
bồi, đất phong hoá lẫn nhiều đá lăn đường kính từ 0,5 - 2m, độ bền cơ học kém.
Hiện tượng trượt thường xuyên xảy ra trên các sườn núi và ta luy đường giao
thông trong mỏ.
Đất đá trầm tích trong địa tầng chứa than bao gồm: sạn kết, cát kết, bột kết,
sét kết.
- Cuội - Sạn kết: được phân bố rải rác trong địa tầng thường cách xa vỉa
than, đá có màu xám sáng, thành phần khoáng vật thạch anh màu trắng, xi măng
cơ sở có thành phần là sét, silic, cấu tạo lớp không rõ, chuyển tiếp với đá khác rõ

ràng, chiều dày không ổn định, có chỗ tới 14,29m (LK.HT7 - T.XXVI). Cuội –
sạn không phổ biến, chỉ chiếm tỷ lệ khoảng 2% chiều dày địa tầng mỏ Hồ Thiên.
- Cát kết: phân bố khá phổ biến trong khu mỏ, chiếm khoảng 38% chiều
dày địa tầng, đá có màu xám xẩm đến xám sáng, thành phần khoáng vật của cát
là thạch anh, sét, biôtít muscôvit, cấu tạo phân lớp dày, độ hạt từ trung đến thô,
ranh giới chuyển tiếp không rõ ràng. Cùng với sạn kết, cát kết là đá bền vững
vào loại nhất có trong khu mỏ.
- Bột kết: gặp khá phổ biến trong khu mỏ, chiếm khoảng 32% chiều dày
địa tầng, giống như: cát kết, bột kết có màu xám tối, cấu tạo phân lớp rõ, có chỗ
phân lớp 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. Cùng với cát kết,
bột kết thường gặp ở vách trực tiếp của các vỉa than.
- Sét kết thường gặp ở diện nhỏ hẹp gần vách, trụ và trong vỉa than, chiếm
khoảng 15% khối lượng của địa tầng. Đá có màu xám đen, cấu tạo lớp mỏng,
đôi chỗ vi lớp, chiều dày không ổn định, thường từ vài phân đến 1- 2m. Sét kết
thường là vách giả, dễ bị sập lở hoặc bị khai thác kéo theo cùng than. Sét kết là
đá yếu kém nhất về phương diện ĐCCT, thường hay gặp ở vách và trụ vỉa than
nên khi khai thác bị trộn lẫn làm giảm chất lượng than.

SV: Đinh Công Ngọc

16

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Các chỉ tiêu cơ bản của các loại đất đá cụ thể như sau:
Bảng I.4 - Bảng tổng hợp các chỉ số cơ lý đá

Giá trị

Cường
độ kháng
nén

Cường
độ kháng
kéo

sn
(kG/cm 2 )

sk
(kG/cm 2 )

Khối
lượng thể
tích

Khối
lượng
riêng

γ

∆

g/cm 3

g/cm 3

Góc
nội ma
sát

Lực
dính kết

ϕ

C
(kG/c
m2 )

o

Cát kết (38%)
Nhỏ
nhất

345,65

76,56

2,56

2,57

30o30’

245,0

Lớn nhất

3365,2

305,85

2,88

3,14

35o31’

1150,0

Trung
bình

1448,13

162,89

2,70

2,76

34o12’

657,30

Bột kết (32%)
Nhỏ
nhất

109,35

12,1

2,29

2,51

24o15’

34,0

Lớn nhất

3407,00

171,23

3,73

3,30

35o22’

797,0

Trung
bình

655,28

48,93

2,69

2,76

31o 51’

139,45

Sét kết (11.00%)
Nhỏ
nhất

108,33

16,60

2,34

2,49

25o30’

36,0

Lớn nhất

972,22

51,60

3,72

2,85

33o11’

122,0

Trung
bình

325,14

32,96

2,67

2,72

30o49’

74,50

SV: Đinh Công Ngọc

17

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

I.2.6.Trữ lượng
Trữ lượng trong bảng cân đối của khu mỏ phần than theo thiết kế từ mức
+160 đến +0 m từ vỉa 4 đến vỉa 5V được xác định tính toán theo công thức:
ZCĐ = H.S.m. γ , tấn
hv
H=
=226 , m
sin α
ở đây
H : Chiều dài theo hương dốc của vỉa, m
hv : Chiều cao đường của vỉa than, hv =160 m
S : Chiều dài theo phương của vỉa, m

α : Góc dốc trung bình của vỉa than, α = 450
γ : Thể trọng của than γ = 1,65 T/m3
m : Chiều dày của vỉa than, m
Bảng I.5 - Bảng trữ lượng cân đối
Chiều dài
Chiều dài
Thể trọng
Tên
Chiều
STT
theo phương, theo độ dốc của than γ = ZCĐ (tấn)
vỉa
dày (m)
s(m)
H(m)
T/m3
1
Vỉa 4 1,38
3500
226
1,65
1.800.107
2
Vỉa 5T 4,08
3500
226
1,65
5.325.012
3
Vỉa 5V 3,26

3500
226
1,65
4.254.789
11.379.908

SV: Đinh Công Ngọc

18

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

I.3. Kết luận
Qua nghiên cứu “Báo cáo tổng hợp tài liệu và tính lại trữ lượng than mỏ
Hồ Thiên, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh” do Công ty Cổ Phần Tin học,
công nghệ, môi trường than khoáng sản Vịêt Nam lập năm 2010 và tài liệu hiện
trạng đào lò và khai thác cập nhật đến hết quý II năm 2011 do Công ty TNHH
một thành viên 618 và Tổng Công ty Đông Bắc cấp cho thấy:
- Tài liệu này có sự thay đổi so với tài liệu báo cáo thăm dò tỷ mỉ khu mỏ
Hồ Thiên năm 1975 làm cơ sở lập dự án đã được phê duyệt, đó là trước đây báo
cáo thăm dò tỷ mỉ trong khu mỏ chỉ xuất hiện 3 vỉa (Vỉa 3, vỉa 4, vỉa 5), nhưng
theo báo cáo mới vỉa 5 đã được tác giả đồng danh lại làm 2 phân vỉa (vỉa 5 vách
và vỉa 5 trụ). Vì vậy khu mỏ theo theo báo cáo mới tồn tại 4 vỉa (vỉa 3, V4, V5
vách, V 5 trụ).

- Qua các tài liệu địa chất thấy rõ đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ
có những thuận lợi và khó khăn nhất định trong công tác mở vỉa và khai thác các
vỉa than sau này. Khu mỏ thiết kế có vị trí địa lý tự nhiên là khu đồi núi hệ thống
giao thông vận tải nhà máy công trường nguồn năng lượng và nước sinh hoạt rất
thuận lợi đặc biệt là cho việc mở vỉa khai thác từ mức +160 ÷ +0. Tình hình dân
cư, kinh tế, chính trị trong khu vực ổn định ngày càng phát triển mạnh khu mỏ
đã có quá trình thăm dò, khai thác trước kia và hiện nay từ lâu đời nên các tài
liệu địa chất được bổ xung khá tỷ mỷ chính xác và có tính quy chuẩn hóa cao.
- Về điều kiện mỏ địa chất (cấu trúc địa chất, đặc điểm cấu tạo vỉa than,
chất lượng than...), điều kiện khai thác mỏ (đặc điểm ĐCTV- ĐCCT, đặc điểm
đá vách trụ, đặc điểm phân bố và độ chứa khí mỏ...) trong “Báo cáo tổng hợp tài
liệu và tính lại trữ lượng than mỏ Hồ Thiên, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng
Ninh” do Công ty Cổ Phần Tin học, công nghệ, môi trường than khoáng sản
Vịêt Nam lập năm 2010 đã được nghiên cứu một cách đầy đủ, rõ ràng. Và các
điều kiện trên sẽ tạo nhiều thuận lợi trong quá trình khai thác của dự án.
- Để đảm bảo hiệu quả đầu tư khai thác, hạn chế những rủi ro trong quá
trình khai thác của dự án cũng như duy trì, nâng công suất và định hướng cho
phát triển khai thác xuống sâu trong khoáng sàng mỏ Hồ Thiên, cần thiết phải
tiến hành khoan thăm dò bổ sung và thường xuyên cập nhật kết quả từ quá trình
đào lò, khai thác các mức trên để nâng cấp trữ lượng.

SV: Đinh Công Ngọc

19

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

CHƯƠNG II
LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP MỞ VỈA HỢP LÝ
II.1. Giới hạn khu vực thiết kế
II.1.1.Biên giới khu vực thiết kế
Mỏ than Hồ Thiên là một phần của khoáng sàng than khu Yên Tử - Khe
Chuối - Hồ Thiên, thuộc xã Tràng Lương, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh.
Khu mỏ Hồ Thiên được giới hạn bởi toạ độ:
X:

40.410 ÷

42.500

Y:

352.670 ÷

361.000

Theo hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 1080:
- Phía Bắc là trục nếp lõm Bảo Đài
- Phía Nam giới hạn bởi toạ độ X= 40.410
- Phía Tây là tuyến thăm dò XXXVI.
- Phía Đông là đứt gẫy F1.
Khu mỏ gồm 3 vỉa là vỉa 4; vỉa 5 trụ và vỉa 5 vách nằm trên diện tích
khoảng 15 km2 dọc theo quốc lộ 18B, được giới hạn bởi các điểm mốc có toạ
độ:

- 1-1

X = 42.500 , Y = 352.670

- 1-2

X = 42.500 , Y = 361.000

- 1-3

X = 40.410 , Y = 361.000

- 1-4
X = 40.123 , Y = 356.260
II.1.2. Kích thước khu vực thiết kế
- Chiều dài theo phương của khu mỏ Hồ Thiên – Khe Chuối : 3500m.
- Độ sâu khai thác theo thiết kế từ +160 đến +0m là 160m.
- Góc dốc trung bình của cụm vỉa 45o.
II.2. Trữ lượng
II.2.1. Trữ lượng địa chất trong bảng cân đối
Theo kết quả tính ở chương I trữ lượng địa chất khu tây vàng danh là:
ZCĐ =11.379.908 tấn
II.2.2. Trữ lượng công nghiệp
Trong quá trình khai thác ta không thể lấy hết toàn bộ trữ lượng trong bảng cân
đối vì vậy khi thiết kế ta phải tính đến trữ lượng công nghiệp
SV: Đinh Công Ngọc

20

Lớp: Khai thác D – K57

Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Trữ lượng công nghiệp được xác định theo công thức:
ZCN =C. ZCĐ ,tấn
Trong đó: ZCĐ - Trữ lượng trong bảng cân đối.
C- Hệ số khai thác C = 1 – 0,01 Tch
Tch- Tổn thất chung: Tch = Tkt + tTR
Ttr - Tổn thất do đổi lò trụ bảo vệ Ttr = 0,5 - 2% ở lấy Ttr = 2%.
Tkt - Tổn thất trong quá trình khai thác Tkt = 20 - 30% lấy Tkt = 23%.
Vậy Tch= 2% + 23% = 25%.
Vậy C = 1 – 0,01.25 = 0,75
Thay số vào công thức ta có
ZCN = 11.379.908 x 0,75
ZCN = 8.534.931 Tấn
II.3. Công suất và tuổi mỏ
II.3. 1.Công suất mỏ
Công suất thiết kế cả năm của khu mỏ Hồ Thiên – Khe chuối được xác
định trên cơ sở tính toán và phát triển mỏ nó bao gồm các vỉa 4, 5T, 5V có công
suất thiết kế là 1.200.000 tấn/năm
II.3.2. Tuổi mỏ
Tuổi mỏ được xác định theo công thức:
Z CN

Tm = A
n

,năm

Thay số ta có:
8.534.931
= 1.200.000

Tm
= 7 ,năm
Nếu kể đến thời gian xây dựng cơ bản và khâu vét thì tuổi mỏ thực tế là:
Ttt = Tm + t1 + t2
Trong đó:
t1- Thời gian xây dựng mỏ lấy t1 = 2 năm.
t2- Thời gian khâu vét lấy t2 = 1 năm.
Vậy tuổi mỏ thực tế là :
Ttt = 7 + 2 + 1
Ttt = 10 , năm

SV: Đinh Công Ngọc

21

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

II.4. Chế độ làm việc của mỏ
II.4.1. Bộ phận lao động trực tiếp
Số công nhân làm việc trong năm 300 ngày công
Số ngày làm việc trong tháng : 25 ngày
Số ca làm việc trong ngày

: 3 ca

Số giờ làm việc trong ca

: 8 tiếng

Bộ phận trực tiếp lao động sản xuất cùng dây truyền phục vụ sản xuất của
mỏ làm việc 3 ca trong 1 ngày đêm sắp xếp thời gian theo bảng:
Bảng II.1 - Thời gian làm việc theo ca
Ca sản xuất
Mùa hè (Giờ)
Mùa đông(Giờ)
h
h
Ca1
7 -:-15
7h30/-:-15h30/
Ca2
15h-:-23h
15h30/-:-23h30/
Ca3
23h-:-7h
23h30/-:-7h30/
Để sắp xếp thời gian làm việc và nghỉ hợp lý cho các nhóm công nhân đảm bảo

sức khoẻ và nâng cao năng suất lao động, ta bố trí sơ đồ đổi ca nghịch như bảng II.2 :
Bảng II.2 - Sơ đồ đổi ca nghịch
Tổ
Thứ 7
Thứ 2
Chủ
Số giờ
sản
CaI
CaII CaIII nhật
CaI
CaII CaIII nghỉ
xuất
1
56
2
32
X
3
32
* Ghi chú:
- Ca sản xuất của các ngày trong tuần tổ sản xuất làm việc được đánh dấu –
- Ngày chủ nhật nghỉ sản xuất được đánh dấu X
II.4.2. Bộ phận lao động gián tiếp.
Số công nhân làm việc trong năm 300 ngày công
Số ngày làm việc trong tháng : 25 ngày
Số ca làm việc trong ngày

: 3 ca

Số giờ làm việc trong ca

: 8 tiếng

Bộ phận lao động gián tiếp của mỏ làm việc 8 giờ một ngày, tuần làm việc 5
ngày, nghỉ thứ 7 và chủ nhật.
Giờ làm việc:
Buổi sáng: từ 7h30 ,đến 11h30,
Buổi chiều:từ 12h30, đến 16h30,
SV: Đinh Công Ngọc

22

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

II.5. Phân chia ruộng mỏ
II.5.1. Phân chia ruộng mỏ.
Đồ án chia khu vực thiết kế khai thác làm 2 tầng với các thông số được ghi
trong bảng sau.
Bảng II.3 - Chia các tầng khai thác
Chiều cao tầng
STT
Tầng
Mức

H(m)
1
I
+ 160 ÷ + 80
80
2
II
+80 ÷ +0
80
II.5.2. Kích thước khu khai thác:
Khu mỏ Hồ Thiên – Khe Chuối được chia ra làm khu khai thác, từ phay F1 đến
phay F2.
II.6. Mở vỉa
II.6.1. Khái quát chung
Mở vỉa cho ruộng mỏ là đào hệ thống các đường lò vào tiếp cận vỉa than
nhằm đảm bảo khả năng chuẩn bị và khai thác.
- Các đặc điểm có liên quan tới công tác mở vỉa:
a- Các yếu tố về địa chất mỏ:
Trầm tích Đệ Tứ phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, chiều dày từ 0 25m trung bình 10m. Thành phần lớp phủ Đệ Tứ (Q) gồm: Cuội, sỏi, cát, đất
bồi, đất phong hoá lẫn nhiều đá lăn đường kính từ 0,5 - 2m, độ bền cơ học kém.
Hiện tượng trượt thường xuyên xảy ra trên các sườn núi và ta luy đường giao
thông trong mỏ.
Trong khu vực có 3 vỉa than có giá trị công nghiệp bao gồm các vỉa: 4, 5T
và 5V các vỉa nằm tương đối gần nhau với góc dốc trung bình 450, chiều dầy
trung bình các vỉa 4, 5T, 5V lần lượt là 1,38m, 4,08m, 3,26m.
Mỏ được xếp hạng I về khí và bụi nổ nên việc lựa chọn và áp dụng hệ
thống khai thác thuận lợi.
Điều chú ý: Trong quá trình khai thác cần phải thường xuyên đảm bảo chế
độ đo khí, thông gió để đề phòng sự cố cháy nổ khí, khí độc do tích tụ khí cục
bộ gây ra.

b-Yếu tố kỹ thuật:
Kích thước ruộng mỏ, sản lượng tuổi mỏ, trình độ khai thác, khả năng
sàng tuyển chế biến (đã được nêu các mục trên).
c- Yếu tố kinh tế :

SV: Đinh Công Ngọc

23

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

Các yếu tố cơ bản về kinh tế ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương án
mở vỉa bao gồm: Vốn đầu tư cơ bản, thời hạn thu hồi vốn, giá thành chi phí cho
các khâu công nghệ sản xuất, giá thành sản phẩm.
II.6.2. Các phương án mở vỉa:
Với đề tài đã cho ta có rất nhiều phương án mở vỉa sau đây em đưa ra 2
phương án tối ưu nhất :
Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.
Phương án II: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức.
II.6.3. Trình bày các phương án mở vỉa
A. Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với các lò
xuyên vỉa tầng.
Sơ đồ mở vỉa phương án I ( Bản vẽ H – II – 1 ).
* Trình tự đào lò

Từ mặt bằng sân công nghiệp mức +160 có toạ độ :
(X = 359080 ; Y = 2340500 ; Z = +160)
Từ mặt bằng sân công nghiệp ta mở lò bằng xuyên vỉa mức +160, tại vị trí
lò xuyên vỉa gặp vỉa than ta đào lò dọc vỉa thông gió cho mức +160 ÷ +80.
Tại vị trí trung tâm ruộng mỏ đó, tiến hành đào cặp giếng nghiêng xuống
mức +0. Trong đó giếng chính là giếng vận tải than có độ dốc là 16° lắp đặt thiết
bị vận tải là băng tải, giếng chính được đào trong đá.
Giếng phụ lựa chọn thiết bị vận tải bằng tời trục, góc dốc 25°. Hai giếng
được thi công đồng thời. Khi đào đến mức +80 tiến hành đào hệ thống đường lò
sân ga, các hầm trạm, lò chứa nước.
Tại mức +80 ta tiến hành đào lò xuyên vỉa vận tải mức +80, đường lò này
sẽ xuyên qua các vỉa than từ vỉa 4 đến vỉa 5V và chia ruộng mỏ ra làm hai cánh
khai thác. Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa
trong than sang hai cánh.
Trong quá trình khai thác mức +160 ÷ +80 tiến hành chuẩn bị cho mức
+80 ÷ +0. Tại sân giếng mức +80 tiến hành đào tiếp cặp giếng chính, phụ xuống
mức +0. Tại đây tiến hành đào hệ thông đường lò sân ga mức +0, các hầm trạm,
bể chứa nước. Công việc chuẩn bị phải hoàn thành trước khi mức +160 ÷ +80
khai thác xong.
* Các thông số của hệ thống mở vỉa:
SV: Đinh Công Ngọc

24

Lớp: Khai thác D – K57


Trêng §H Má §Þa ChÊt
tèt nghiÖp

§å ¸n

- Chiều dài giếng chính :
Lgc =

Hd
170
= 617(m)
0 =
sin 16
sin160

- Chiều dài giếng phụ
Lgp =

Hd
170
= 402(m)
0 =
Sin 25 Sin 250

* Công tác thông gió
Đồ án chọn hệ thống thông gió hút, với trạm quạt được bố trí ở trung tâm
giữa giếng chính và lò bằng có 2 rãnh gió 1 rãnh gió nối với lò bằng mức +160
để thông gió cho tầng 1 và 1 rãnh gió nối với giếng chính để thông gió cho tầng
2
Tầng I: Gió sạch từ ngoài trời đi vào giếng phụ (2),đến hệ thống hầm trạm
sân ga, qua lò xuyên vỉa (3) tới lò dọc vỉa vận chuyển (4) qua họng sáo (8) đến
lò song song (7) vào lò chợ (9). Gió bẩn từ lò chợ ra ngoài qua lò dọc vỉa thông
gió (5) đến lò bằng xuyên vỉa mức +160 (6) và được quạt gió hút ra ngoài.

Tầng II : Gió sạch tương tự như tầng I. Gió bẩn từ lò chợ ra lò dọc vỉa
thông gió +80 đến lò xuyên vỉa +80 ra giếng chính và được quạt gió hút ra
ngoài.
* Công tác vận tải
Mức +160 ÷ +80 than từ các gương lò chợ được đưa xuống lò song
song (7) qua họng sáo (8) xuống lò dọc vỉa vận tải tầng (6) qua lò bằng xuyên
vỉa (3), qua hệ thống máng trượt và bun ke chứa than được đổ xuống hệ
thống băng tải giếng chính (1) và đưa lên mặt bằng sân công nghiệp mức
+160.
Tầng II tương tự như tầng I .
* Công tác thoát nứớc
Tầng I. Nước thải từ lò chợ (9) chảy về hầm chứa nước ở sân giếng,
qua các rãnh nước ở lò dọc vỉa (4) đến các rãnh nước ở lò xuyên vỉa (3).
Từ hầm chứa, nước được đưa lên mặt bằng sân công nghiệp +160 bằng hệ
thống bơm cưỡng bức.
Tầng II tương tự như tầng I

SV: Đinh Công Ngọc

25

Lớp: Khai thác D – K57