Phần chung : Thiết kế sơ bộ vỉa 4 mỏ than Na Dương. Phần chuyên đề : Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác xúc bốc của máy xúc EKG – 5A ở mỏ than Na Dương.

Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

SV: Hoàng Thế Vinh

1

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

SV: Hoàng Thế Vinh

2

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

MỤC LỤC

SV: Hoàng Thế Vinh

3

Lớp: Khai thác G-K56

Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình xây dựng công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Than là
một nguồn năng lượng rất quan trọng trong công nghiệp, dân dụng và xuất khẩu.
Trong những năm gần đây sản lượng khai thác than và tiêu thụ ngày một tăng đã
tạo điều kiện cho ngành khai thác than phát triển không ngừng xong cũng đặt ra
những khó khăn thách thức mới. Trước thực tế đố ngành đã và đang đầu tư rất lớn
về con người và thiết bị, từng bước nâng cao trình độ, công nghệ khai thác để đáp
ứng yêu cầu của nền kinh tế.
Do vậy đối với một sinh viên ngành Khai Thác Mỏ của trường ĐH Mỏ - Địa
chất để kết thúc khóa học em đã làm đồ án tốt nghiệp về lĩnh vực khai thác than.
Mà đơn vị thực tập cụ thể là công ty than Na Dương thuộc huyện Lộc Bình – tỉnh
Lạng Sơn. Sau khi kết thúc đợt thực tập tại công ty em đã được bộ môn Khai Thác
Lộ Thiên giao cho làm đồ án tốt nghiệp với đề tài:
Phần chung : Thiết kế sơ bộ vỉa 4 mỏ than Na Dương.
Phần chuyên đề : Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác
xúc bốc của máy xúc EKG – 5A ở mỏ than Na Dương.
Trong quá trình làm đồ án với sự hướng dẫn của thầy Phạm Văn Việt cùng
các thầy cô khác trong bộ môn, các cán bộ kỹ thuật của công ty than Na Dương em
và các bạn đồng nghiệp, em đã hoàn thành đồ án này.
Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án của em chắc sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các
thầy cô trong bộ môn và những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Việt cùng các thầy cô
trong bộ môn và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.

Hà Nội, tháng 6 năm 2016
Sinh viên
Hoàng Thế Vinh

SV: Hoàng Thế Vinh

4

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

A – PHẦN CHUNG

THIẾT KẾ SƠ BỘ VỈA 4
MỎ THAN NA DƯƠNG

SV: Hoàng Thế Vinh

5

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT
CỦA KHOÀNG SÀNG
1.1. TÌNH HÌNH CHUNG CỦA VÙNG MỎ
1.1.1. Vị trí địa lý
Mỏ than Na Dương thuộc địa phận thị trấn Na Dương, các xã Đông Quan,
Quan Bản, Sàn Viên và Tú Đoạn – huyện Lộc Bình – tỉnh Lạng Sơn.
Khu mỏ nằm bên trái đường quốc lộ 4 B từ Lạng Sơn đi Tiên Yên, cách thành
phố Lạng Sơn 33 km về phía Đông Nam.
Mỏ than Na Dương nằm trong giới hạn toạ độ (hệ toạ độ Nhà nước 1972 và
hệ tọa độ VN2000 kinh tuyến trục 107015’, múi chiếu 30).
Hệ tọa độ nhà nước 72

Hệ tọa độ VN 2000

X = 2.400.660÷2.404.366

X = 2 398 800÷2 404 100

Y = 392.455÷396.955

Y = 469 850÷474 850

1.1.2. Điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội của vùng mỏ
a) Điều kiện tự nhiên
+) Địa hình: Địa hình của vùng mỏ là các dải đồi bao quanh thung lũng
chứa vỉa than. Độ cao tuyệt đối của các đỉnh đồi từ +300 ÷ +330, phần địa hình
thấp của các thung lũng có độ cao từ +280 ÷ +300.
+) Sông ngòi: Trong khu vực mỏ có các đập nước nhân tạo như: Nà Cáy, Tà

Keo và suối Toòng Già là suối chính bắt nguồn từ vùng đồi núi phía Đông khu mỏ
chạy theo vỉa 9. Nước cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất chủ yếu lấy từ hồ Nà
Cáy và hồ Tà Keo cách khu mỏ 2km.
+) Khí hậu: Vùng mỏ có khí hậu nhiệt đới gió mùa và hình thành hai mùa rõ
rệt:
Mùa mưa và mùa khô. Lượng mưa hàng năm biến thiên từ 892 mm (năm
1987), đến 1750 mm (năm 1982), trung bình là 1435 mm. Số ngày có mưa từ 75 SV: Hoàng Thế Vinh

6

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

105 ngày, trung bình 100 ngày. Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm biến thiên
từ 2005÷220, thấp nhất là 100, cao nhất là 3706.
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10. Mùa mưa thường tập trung phần lớn
lượng mưa trong năm. Ngày mưa cao nhất có lượng mưa đo được là 162 mm, vào
năm 1982. Lượng mưa trung bình mùa mưa xấp xỉ 1000 mm. Trong mùa mưa
thường có dông. Số ngày có dông trong năm từ 25÷96 ngày, trung bình 57 ngày.
Trong mùa mưa, hướng gió chủ đạo là gió mùa Đông Nam.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa mùa khô trung trình
326 mm. Hướng gió chủ đạo mùa khô là gió mùa Đông Bắc. Nhiệt độ không khí
thấp từ 4÷70.
Số liệu theo báo cáo địa chất, vũ lượng lớn nhất 1 ngày đêm tương ứng với
mùa mưa bão lớn nhất là 0,238 m/ngày đêm, mùa khô 0,042 m/ngày đêm.
b) Đặc điểm kinh tế - xã hội

Tỉnh Lạng Sơn là tỉnh có nền công nghiệp và nông nghiệp nghèo nàn lạc hậu
+) Công nghiệp
Tỉnh có nhà máy xi măng Lạng Sơn, nhà máy thuốc lá, nhà máy Tinh Dầu,
xí nghiệp gạch ngói Hợp Thành và các xưởng cơ khí và xí nghiệp khai thác đá
đóng ở các huyện. Ở Na Dương có công ty than Na Dương và công ty nhiệt điện
Na Dương thuộc tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV), đang được đầu tư
và phát triển mở rộng thành một tổ hợp cong nghiệp Than – Điện Na Dương.
+) Nông nghiệp
Nông nghiệp của tỉnh kém phát triền, diện tích đất trồng lúa ít màu mỡ, chăn
nuôi mang tính chất phân tán
+) Đặc điểm giao thông
Vùng mỏ có điều kiện giao thông thuận lợi, giao thông trong vùng khá phát
triển. Đường quốc lộ số 4B từ Lạng Sơn đến Tiên Yên đã được rải nhựa đến mỏ. Từ
mỏ có đường sắt chở than nối với đường sắt Quốc gia tại ga Mai Pha.
+) Cung cấp năng lượng
SV: Hoàng Thế Vinh

7

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Nguồn cung cấp điện cho xí nghiệp là từ lưới điện quốc gia với đường dây tải
điện 35kV để phục vụ sản xuất, còn nguồn điện phục vụ cho công tác hành chính tại
công ty than Na Dương được lấy từ nhà máy Nhiệt điện Na Dương. Công ty đã đầu
tư một trạm bơm nước từ hồ Nà Cáy để phục vụ sản xuất và phục vụ sinh hoạt của

công nhân viên.
1.2. ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT CỦA KHOÁNG SÀNG
1.2.1. Điều kiện địa hình
Địa hình khu mỏ có dạng thung lũng lòng chảo nơi địa hình thấp nhất là khu
trung tâm vỉa 4 cao dần lên ở phía Đông và phía Bắc.
Địa tầng cấu tạo lên địa hình khu mỏ thì trầm tích Neogen chiếm các vị trí
thấp bao gồm các đồi thoải có độ dốc cao 300÷330 m. Vòng phía ngoài các dải đồi
Neogen là các dải núi cao hơn thuộc trầm tích Triat trên, với độ cao 350÷600 m.
Xa hơn về phía Bắc có dãy núi Mẫu Sơn với đỉnh cao nhất có độ cao tuyệt đối là
1.541 m.
Nhìn chung địa hình khu mỏ thoải, thuận lợi cho công tác thăm dò và khai thác.
1.2.2. Đặc điểm cấu tạo của các vỉa than
Trong địa tầng chứa than mỏ Na Dương có 9 vỉa than nhưng chỉ có vỉa 4 và
vỉa 9 là đạt giá trị công nghiệp, trong đó vỉa 4 có giá trị công nghiệp lớn nhất.
+) Vỉa 4:
Vỉa 4 là vỉa phân bố rộng, có chiều dày lớn nhất của mỏ. Theo phương vỉa
phân bố từ tuyến IA ở phía Tây đến tuyến VII ở phía Đông theo hình cánh cung với
chiều dài trên 2000 m. Diện tích phân bố của vỉa khoảng 6,5 km 2, phần đạt giá trị
công nghiệp là 5,7 km2. Vỉa than có dạng một đơn tà cắm về phía Bắc với góc dốc
thay đổi từ 18÷240; xuống sâu về phía trung tâm vỉa thoải hơn góc dốc từ 10÷150,
với chiều dày lớn nhất ở phần trung tâm từ 0,23 m (LK24) đến 34,92 m (LKND15)
trung bình là 12,34 m đi về hai phía Tây và Đông chiều dày vỉa giảm dần và bị vát
nhọn. Theo hướng dốc càng xuống sân vỉa càng mỏng và vát nhọn ở mức -250, đây
là vỉa than thuộc loại có cấu tạo phức tạp, gồm nhiều lớp than và đá xen kẽ nhau.
Số lớp đá kẹp từ 0÷11 lớp. Đá kẹp trong vỉa chủ yếu là sét kết, sét than, đôi khi là
bột kết. Chiều dày lớp kẹp thay đổi từ 0÷14,75 m, trung bình là 1,97 m. Những vị
SV: Hoàng Thế Vinh

8

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

trí có nhiều đá kẹp thì cũng có nhiều lớp than loại II (LK 54B; LK10; LKND10
v.v...).
Đá vách, trụ vỉa thường là sét kết mầu xám, đôi khi là bột kết.
+) Vỉa 9:
Vỉa 9 nằm ở phía Đông Bắc của khu mỏ, chạy theo hướng Tây Nam – Đông
Bắc. Với chiều dài khoảng 5 km. Phần vỉa có giá trị chính ở phía Đông với chiều
dài là 2,5 km.
Vỉa than có dạng một đơn tà cắm về phía Bắc với góc dốc 12÷150.
Vỉa than có chiều dày nhỏ nhất 0,27 m (LK85) lớn nhất 15,45 m (LKND36)
trung bình 3,49 m. Vỉa 9 có chiều ổn định từ tuyến V đến tuyến IX, đi về hai phía
Đông và Tây chiều dày của vỉa giảm dần và vát nhọn, ở phía Tây có chỗ vỉa than
chuyển dần thành sét than. Theo hướng dốc xuống sâu vỉa than cũng mỏng và vát
nhọn ở mức -150. Vỉa than thuộc loại có cấu tạo phức tạp, gồm các lớp than và đá
kẹp xen kẽ nhau. Số lớp đá kẹp từ 0÷3 lớp. Đá kẹp trong vỉa là sét kết, sét than.
Chiều dày lớp kẹp thay đổi từ 0÷2,7 m, trung bình là 0,42 m. Đá vách trụ vỉa
thường là sét kết, sét than đôi khi là bột kết.
Trong địa tầng chứa than của mỏ còn 7 vỉa than, các vỉa này phân bố rải rác
trong một diện tích nhỏ, chưa liên hệ được với nhau qua các công trình.
1.2.3. Cấu trúc địa chất
a) Địa tầng
Đất đá trong khu mỏ bao gồm trầm tích hệ Triat thống thượng, trầm tích
chứa than Neogen và lớp phủ đệ tứ.
* Hệ đệ tứ (Q)

Lớp phủ đệ tứ phân bố rộng rãi trong vùng, gồm: Các dạng Êluvi, Đêluvi và
Aluvi. Thành phần gồm: Cát, sạn sỏi và đất trồng. Chiều dầy trung bình 6m.
* Giới Mêzozôi, hệ triát, tống thượng (T3)
Trầm tích màu đỏ triát thống thượng là nền của trầm tích chứa than Neogen,
chúng lộ ra bao quanh lòng chảo Neogen Na Dương. Về mặt địa hình, chúng tạo
SV: Hoàng Thế Vinh

9

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

nên hệ thống đồi cao hơn hệ thống đồi Neogen. Thành phần đất đá gồm cát kết, bột
kết, sét kết mầu đỏ nâu, tím nâu, xám nâu. Chiều dầy khoảng 1000 m.
* Giới Kainozoi-hệ Neogen (n)
Nằm dưới tầng chứa than Neogen là tầng phong hoá cổ, chúng phân bố
không đều mà chỉ tạo thành những dải riêng biệt. Đây là các thành tạo Đêluvi gồm
các mảnh sắc cạnh hoặc hơi tròn cạnh của thạch anh, penspat, silíc, cacbonát, cát
kết. Chiều dầy tầng này từ 15÷20 m, thời gian thành tạo từ sau Triat đến trước
Neogen.
Trầm tích chứa than Neogen nằm không chỉnh hợp trên các trầm tích cổ hơn
và được chia thành 3 tầng:
- Tầng chứa than dưới (tầng Mioxen trên N11);
- Tầng chứa than trên (tầng Mioxen trên N12);
- Tầng trên than (Plioxen dưới N2).
+ Tầng chứa than dưới (N11)

Tầng chứa than dưới phân bố ở phía Tây, Nam và Đông của khu mỏ. Đặc
trưng của tầng này từ dưới lên đá chuyển dần từ hạt thô sang hạt mịn, kết thúc là
sét kết, sét than và các vỉa than từ vỉa 1 đến vỉa 4.
Chiều dầy trung bình của tầng là 125 m.
Vỉa than 4 có diện duy trì rộng và được xem là tầng đánh dấu để phân chia
địa tầng và đồng danh các vỉa than.
+ Tầng chứa than trên (tầng Mioxen trên N12)
Tầng chứa than trên phân bố ở phía Đông - Đông Bắc kéo dài sang phía Tây
Nam. Thành phần chủ yếu của tầng này là các lớp bột kết có xen kẽ các vỉa than,
sét than, có chứa 5 vỉa than, nhưng chỉ có vỉa 9 có diện duy trì rộng và đạt giá trị
công nghiệp. Chiều dầy trung bình của tầng là 115 m.
+ Tầng trên than (N2)
Tầng trên than phân bố ở trung tâm Neogen với diện tích lớn từ vách vỉa 9 ở
SV: Hoàng Thế Vinh

10

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

phía Bắc. Thành phần chủ yếu là các đá hạt mịn, dầy, không chứa than. Phần dưới của
tầng thường có xen các lớp đá hạt thô. Chiều dầy trung bình của tầng là 330 m.
b) Kiến tạo
Khu mỏ có cấu tạo chung là một nếp lõm lòng chảo không đối xứng, trục
nếp lõm có phương gần Đông Tây. Độ dốc các cánh thường từ 18÷240. Ở phía Tây
các lớp đá dốc hơn từ 28÷320. Độ dốc đất đá giảm dần về phía trung tâm lòng chảo,

góc dốc chỉ còn từ 80÷100. Nhìn chung khu mỏ có điều kiện kiến tạo tương đối đơn
giản.
Các vỉa than chỉ được thành tạo ở phía Nam của tầng chứa than. Các vỉa
than thường có dạng đơn tà, theo đường phương chúng hay bị uốn cong, theo
hướng dốc đôi chỗ bị uốn tạo thành nếp uốn nhỏ. Đi vào trung tâm các vỉa than
giảm dần chiều dầy và vát nhọn trước khi đến trung tâm lòng chảo.
Trong quá trình khai thác, đã phát hiện một đứt gãy ở phạm vi tuyến IV A,
đứt gãy có phương chạy Tây Nam - Đông Bắc, góc dốc của mặt trượt khoảng
60÷700, biên độ dịch chuyển khoảng 10 m. Đứt gãy này chỉ có thể xác định được
trong quá trình khai thác và cũng chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ. Dự kiến
đứt gẫy sẽ tắt dần theo phương chạy.
1.2.4. Tính chất cơ lý đất đá và hóa lý của khoáng sản có ích
Than mỏ Na Dương là than nâu, lửa dài có hàm lượng tro và lưu huỳnh cao.
Than có sự phân hủy, bở dời cùng với các đá sét than làm cho độ tro tăng ở các cấp
hạt mịn, than càng mịn thì độ tro càng cao. Than Na Dương thuộc loại than khó
tuyển.
Hiện nay than loại I và II của mỏ Na Dương được trở trực tiếp bằng ô tô về
bãi chứa than tại xưởng sàng. Tại đây than được loại bớt đá bằng tay và đánh đống
cấp cho Nhà máy nhiệt điện Na Dương theo yêu cầu.

SV: Hoàng Thế Vinh

11

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Bảng 1.1. Chất lượng than mỏ Na Dương
Độ ẩm
toàn
phần

Độ tro
Ak
(%)

Chất
bốc
Vch
(%)

Lưu
huỳnh
Sk (%)

Ppt
(%)

Wtp (%)

Độ ẩm
phân
tích Wpt
(%)

Nhiệt

lượng Qch
(Cal/g)

Thể
trọng d
(g/cm3)

Nhỏ
nhất

5,98

0,77

13,70

18,32

1,2

0,01

4031

1,50

Lớn
nhất

14,44

13,09

50,00

78,33

9,93

0,08

8413

1,60

Trung
bình

10,44

5,88

36,86

42,33

5,50

0,332

6943

1,55

Giá
trị

1.3. ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN VÀ ĐỊA CHẤT THỦY CỦA KHOÁNG
SÀNG
1.3.1. Đặc điểm nước mặt
Địa hình mỏ Na Dương gồm các dãy đồi thấp, thường là các đồi trọc, bề mặt
địa hình ít bị phân cắt. Sự chênh lệch giữa thung lũng, ruộng lúa và các đỉnh đồi
thường là 20 – 50m nên mạng lưới sông suối ít phát triển.
Suối chính trong khu mỏ là suối Toòng Già với các suối nhánh là suối Khòn
Chè, Khòn Toòng...
Suối Toòng Già nằm ở phía Đông - Đông Nam khu vực Na Dương, bắt
nguồn từ các dãy núi phía Đông, chảy dọc theo các vỉa than và cắt ngang vỉa 4.
Suối Toòng Già có chiều rộng từ 10÷25 m và thường uốn khúc quanh co. Bờ suối
cao trung bình 4÷5 m, dốc từ 60÷700. Lòng suối gồm cuội sỏi nhỏ 1÷8 cm, độ mài
tròn cạnh yếu và nhiều vật chất sét, cát pha lẫn lộn có độ dốc không lớn, trung bình
4%. Tốc độ dòng chảy là 0,5 m/s. Mực nước trung bình là 0,5÷0,7 m. Lưu lượng
3

3

nước trung bình hàng năm là 0,1 m /s, mùa khô là 0,05, mùa mưa từ 3÷21 m /s.
Lưu lượng, tốc độ của dòng suối thay đổi rõ rệt theo mùa.
Quanh khu mỏ còn có các hồ Nà Cáy nằm cách mỏ 1km ở phía Đông Nam
SV: Hoàng Thế Vinh

12

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

với lưu lượng 4 573 000 m3, chiều cao đập +290. Hồ Nà Cáy chủ yếu cung cấp
nước cho nông nghiệp và một phần cho sinh hoạt của nhân dân.
Cách khu mỏ 1,2 km về phía Đông Bắc là hồ Tà Keo với dung lượng trung
bình là 7 triệu m3, mùa mưa lên tới 12 triệu m3, độ cao đập là +310.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học, kỹ thuật của nước mặt
Tên chỉ tiêu
Tổng độ khoáng hóa
Độ cứng vĩnh viễn
CO2 ăn mòn
Tổng lượng cặn
Độ pH
Nước thuộc loại Bicacbonnat Canxi.

Giá trị
M = 0,038÷0,224 g/l
0,42÷4,05 mg/l
3,7÷8,7 mg/l
21,6÷117 g/m
4,25÷6,00

1.3.2. Đặc điểm nước dưới đất

a) Tầng chứa nước trong đất đá trầm tích Đệ Tứ
Lớp phủ Đệ Tứ phân bố rộng rãi trong khu mỏ, thành phần là sạn, sỏi, cát,
sét và đất trồng, vật chất sét chiếm tỷ lệ lớn nên rất nghèo nước, chỉ có một vài
mạch nước xuất lộ với lưu lượng nhỏ tối đa không quá 0,01 l/s. Tầng Đệ Tứ là tầng
ngăn cách quan hệ giữa nguồn nước mặt và nước dưới đất.
b) Tầng chứa nước trong đất đá trầm tích trên than (tuổi Plioxen)
Tầng này phân bố chủ yếu ở lòng chảo chứa than, từ vách vỉa 9 trở lên.
Chiều dày ở tâm tới 400 m (LK 81) giảm dần về bốn phía với chiều dày trung bình
330 m có hướng dốc vào trung tâm với góc dốc phía Bắc 10÷120, Tây 20÷300, Nam
18÷200, Đông 15÷200. Đất đá chủ yếu là sét kết, bột kết, cát kết.
c) Tầng chứa nước trong đất đá trầm tích chứa than (tuổi Mioxen)
Trầm tích chứa than bao gồm: cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa
than. Đá có sự chuyển dần từ trầm tích hạt thô lên hạt mịn với sự phân nhịp nhiều
lần. Trầm tích chứa than là một tầng chứa nước gồm nhiều lớp chứa nước áp lực
yếu với độ chênh áp không lớn, không quá 20 m.

SV: Hoàng Thế Vinh

13

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

3

d) Tầng chứa nước trong đất đá trầm tích dưới than (tuổi Triat T )

3

Trầm tích T nằm cách xa và sâu hơn khu vực phân bố khoáng sàng than
mỏ, cho nên hầu hết các công trình nghiên cứu ít bắt gặp (trừ lỗ khoan 81). Trầm
3

tích T gồm nhiều lớp cát kết hạt thô đến hạt trung, màu đỏ nứt nẻ nhiều và các lớp
bột kết dày.
Bảng 1.3. Đặc điểm hóa học, kỹ thuật của nước khu vực Na Dương
Tên tiêu chí
Tổng độ khoáng hoá

Giá trị
M = 1,23÷13,33 g/l

Độ cứng chung

5,27÷99,23 H0

2,13÷99,23 H0
Độ cứng vĩnh viễn
3,2÷7
Nồng độ PH
36,99÷58,8 mg/l
Lượng CO2 ăn mòn
652,36÷142,70 mg/l
Hàm lượng Fe2O3
2426,61÷9143,94 mg/l
Hàm lượng (SO4)2
Nước thuộc loại Bicacbonat Natri Kali, Sunfat Nari Kali. Nước hơi đục và

có màu tanh sắt.
1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1.4.1. Tầng phủ đệ tứ
Hiện tượng địa chất công trình đặc trưng trong tầng này là trượt lở và xói
mòn. Các khối trượt lở xói mòn không lớn, chỉ 10÷15 m3. Hiện tượng xói mòn
thường xảy ra ở hai bên bờ suối Toòng Già. Nguyên nhân gây nên trượt lở và xói
mòn là các yếu tố khí tượng thuỷ văn. Vì vậy, sau các trận mưa, lũ lớn các quá
trình trượt lở, xói mòn xảy ra mạnh.
Cần lưu ý đến hiện tượng trương nở của các lớp sét trong tầng phủ và vỏ
phong hoá. Hầu hết các nhà cấp IV thường bị nứt sau một hai năm xây dựng.
Nguyên nhân có thể do tính trương nở của sét khi gập nước.

SV: Hoàng Thế Vinh

14

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Bảng 1.4. Một số chỉ tiêu cơ lý của các mẫu sét

Giá

Chỉ Khối lượng
tiêu
γ

thể tích
3

g/cm

trị

Khối
lượng
∆
riêng
3

g/cm

Cường độ
kháng nén
2
σn
kG/cm

Cường độ
kháng kéo
σk
kG/cm
2

Lực dính
kết C

Gúc nội
ϕ
ma sát

2

kG/cm

Nhỏ nhất

1,96

2,46

10,46

7,97

0,16

Lớn nhất

20,0

2,98

352,10

128,00

62,0

Trung
bình

2,85

2,72

129,49

30,31

24,38

độ
0

6 33’
0

54 51’
0

33 22’

1.4.2. Tầng chứa than Neogen
Tầng chứa than gồm các loại đá sau: cát kết, bột kết, sét kết, sét than và các
vỉa than. Đất đá dễ bị phong hóa khi bị lộ ra ngoài nên độ bền cơ học giảm, dễ gây
trượt lở. Tốc độ phong hóa tăng dần từ đá hạt thô đến hạt mịn. Do đặc điểm nham

thạch ở Na Dương có chứa nhiều khoáng vật sét, dễ bị phong hóa khi gặp nước, đá
từ trạng thái rất cứng chuyển sang dẻo (dai) nên thí nghiệm cho các trị số độ bền
không cao, nhưng khi khoan nổ mìn lại gặp nhiều khó khăn.

SV: Hoàng Thế Vinh

15

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

CHƯƠNG 2
NHỮNG SỐ LIỆU DÙNG LÀM THIẾT KẾ

2.1. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ĐỐI VỚI CÔNG TÁC BÓC ĐẤT ĐÁ
2.1.1. Quy định chế độ công tác bóc đất đá
Quá trình bóc đất đá là liên tục trong năm, vì quá trình này chịu ảnh hưởng
rất lớn của thời tiết nên mùa mưa công việc bóc đất đá gặp nhiều khó khăn.
Bảng 2.1. Thống kê ngày làm việc của một số thiết bị khai thác
ST
T
1
2
3
4

SỐ NGÀY LÀM VIỆC
(NGÀY/NĂM)
250 ngày/năm
283 ngày/năm
239 ngày/năm
210 ngày/năm

THIẾT BỊ
Máy xúc
Máy khoan
Máy gạt
Ô tô

2.1.2. Số ngày làm việc trong một năm
Nm = N – (Ncn + NL + NT) = 365 – (52+13+0) = 300 ngày
2.1.3. Số ca làm việc trong ngày
+) Bóc đất đá: 3 ca/ngày
+) Khai thác than: 2 ca/ngày
+) Sàng tuyển: 2 ca/ngày
+) Hành chính văn phòng: 1 ca/ngày

SV: Hoàng Thế Vinh

16

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

2.2. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ĐỐI VỚI CÔNG TÁC KHAI THÁC
Khách hàng tiêu thụ than chính của mỏ than Na Dương là nhà máy nhiệt
điện Na Dương. Chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện Na Dương là liên tục nên
quá trình khai thác than cũng phải liên tục trong năm để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ
của nhà máy.
Quá trình khai thác than một ngày là 2 ca, thời gian làm việc một ca là 8 giờ.
2.3. CÁC CHỦNG THIẾT BỊ SỬ DỤNG
Bảng 2.2. Các chủng loại thiết bị chính của mỏ Na Dương
ST
T

THIẾT BỊ

1

Thiết bị
xúc bốc

2

Thiết bị
vận tải

3

Thiết bị gạt

4

Thiết bị
khoan
Trạm bơm

5

Cung cấp
năng lượng

SV: Hoàng Thế Vinh

Máy xúc EKG-5A
Máy xúc KOMATSU
Máy xúc CAT-330B
Máy xúc Huyndai
Ô tô Benlaz 7548
Ô tô Benlaz
Ô tô Cat 773E
Ô tô VOLVO A40D
Máy gạt T-130

GIÁ
THÀNH
(TRIỆU
Đ/CHIẾC)
3 452,5
6 345
3 234
2 232

2 252
453
6 560
4 235
135

Máy gạt KOMATSU
D85A

426

C

125
7,172
60,639

C
B
B

32,25
160,274

B
B

TÊN THIẾT BỊ

Máy khoan xoay

CBb-2M
Búa khoan tay
Máy bơm 8X-6K
Máy nén khí
ZMФ-513
Trạm biến áp 35/6KV

17

CẤP THIẾT
BỊ
(A,B,C)
C
C
B
A
C
C
A
A
C

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

CHƯƠNG 3

BIÊN GIỚI VÀ TRỮ LƯỢNG MỎ
3.1. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIỚI HẠN
Hệ số bóc giới hạn là khối lượng đất đá phải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn
vị khối lượng quặng với giá thành bằng giá thành cho phép.
Hệ số bóc giới hạn là một chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật quan tọng của mỏ lộ
thiên, có ý nghĩa quyết định đến việc xác định biên giới mỏ, xây dựng kế hoạch dài
hạn hay ngắn hạn. Nó phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên khoáng sàng, các điều kiện
kinh tế - kỹ thuật và nó được xác định gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế.
Hệ số bóc giới hạn được xác định theo biểu thức:
Kgh =
Trong đó:

(m3/t)

(3.1)

+)C0:giá bán trung bình 1 tấn than thương phẩm, C0 = 949 920 (đ/tấn)

+)a: giá thành 1 tấn than thương phẩm (không kể chi phí bóc đất đá)
gồm các chi phí khai thác, vận tải, sàng tuyển, tiêu thụ; a = 373 582 (đ/tấn)
+)b: giá thành toàn bộ 1m3 đất đá bóc, b = 46 013 (đ/m3)
Vậy ta có: Kgh = = = 12,53 (m3/t)
3.2. LỰA CHỌN NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ
Biên giới mỏ Na Dương được xác định trên cơ sở nguyên tắc sau:
+) Tận thu tối đa tài nguyên bằng phương pháp lộ thiên
+) Khai thác lộ thiên có hiệu quả kinh tế đảm bảo.
Trong điều kiện địa chất của khu vực mỏ than Na Dương, để khai thác lộ
thiên đảm bảo có hiệu quả kinh tế thì biên giới khu mỏ lưa chọn theo nguyên tắc so
sánh giữa hệ số bóc biên giới với hệ số bóc giới hạn: Kbg ≤ Kgh.
3.3. XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

SV: Hoàng Thế Vinh

18

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

3.3.1. Góc kết thúc bờ mỏ
Góc dốc tự nhiên của trụ vỉa 4 thay đổi từ 15 0-220, qua thực tế khai thác
nhiều năm qua bờ trụ đã xuất hiện tụt lở. Theo tính toán của viện BHIMI góc ổn
định của bở trụ là 180 với các thông số sau:
+) Chiều cao tầng bờ trụ kết thúc: 24m
+) Bề rộng mặt tầng 25m, góc dốc sườn tầng 180
+) Bờ Bắc (bờ công tác) được thiết kế bờ phẳng với góc dốc kết thúc α = 320
3.3.2. Phương pháp xác định biên giới mỏ
Vỉa 4 có cấu tạo thế nằm khá đơn giản, chiều dày ổn định và chiều dài theo
phương lớn. Nen ta sử dụng phương pháp đồ thị để xác định biên giới mỏ lộ thiên
dựa trên nguyên tắc Kbg ≤ Kgh.
3.3.3. Xác định chiều sâu khai thác hợp lý
Để xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc K bg ≤ Kgh bằng phương pháp đồ
thị ta sử dụng 3 lát cắt ngang là Tuyến I, Tuyến III và Tuyến V.
Các thông số chính trong phương pháp đồ thị:
+) Khoảng cách giữa các đường song song là 12m
+) Góc ổn định phía trụ là 180.
+) Góc ổn định phía vách là 320.

SV: Hoàng Thế Vinh

19

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

a) Tuyến I
Bảng 3.1. Kết quả đô vẽ trên lát cắt Tuyến I
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

16
17

SV: Hoàng Thế Vinh

Tầng
+282
+270
+258
+246
+234
+222
+210
+198
+186
+174
+162
+150
+138
+126
+114
+102
+90

∆V1 (m2)

∆Q1(m2)

Kbg (m3/m3)

13.76
93.8
510.01
1522.6
2997.94
3388.04
4087.08
5493.39
6781.83
7382.04
8569.75
7442.9
7095.74
4969.31
8569.74
9266.52

60.94
319.56
476.73
596.45
648.45
680.79
647.69
646.14
742.42
839.16
910.64
882.24
765

661.72
611.45
611.83

0.23
0.29
1.07
2.55
4.62
4.98
6.31
8.50
9.13
8.80
9.41
8.44
9.28
7.51
14.02
15.15

20

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Kbg=Kgh tại H = +105
Hình 3.1 Đồ thị xác định đô sâu khai thác cuối cùng Tuyến I

SV: Hoàng Thế Vinh

21

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

b) Tuyến III
Bảng 3.2. Kết quả đo vẽ trên lá cắt Tuyến III
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15
16
17

SV: Hoàng Thế Vinh

Tầng
+282
+270
+258
+246
+234
+222
+210
+198
+186
+174
+162
+150
+138
+126
+114
+102
+90

∆V1 (m2)

∆Q1(m2)

Kbg (m3/m3)

1884.08
5880.09
8750.86
12437.67
15486.71
15498.52
18362.34

497.14
531.72
621.39
665.02
759.82
832.86
886.46

3.79
11.06
14.08
18.70
20.38
18.61
20.71

22

Lớp: Khai thác G-K56

Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Kbg=Kgh tại H = +156
Hình 3.2 Đồ thị xác định độ sâu khai thác cuối cùng Tuyến III

SV: Hoàng Thế Vinh

23

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

c)Tuyến V
Bảng 3.3. Kết quả đo vẽ trên lát cắt Tuyến V
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15
16
17

SV: Hoàng Thế Vinh

Tầng
+282
+270
+258
+246
+234
+222
+210
+198
+186
+174
+162
+150
+138
+126
+114
+102
+90

∆V1 (m2)

∆Q1(m2)

Kbg (m3/m3)

998.31
2803.1
3740.9
4867
5880.6
6505.2
7422.5
6824.5
7624.5
8508
8621.1
10593
13241

317.72
434.7
500.66
575.47
659.15
689.57
711.38
685.32
590.86

572.03
542.58
508.12
565.05

3.14
6.45
7.47
8.46
8.92
9.43
10.43
9.96
12.90
14.87
15.89
20.85
23.43

24

Lớp: Khai thác G-K56


Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Kbg=Kgh tại H = +139
Hình 3.3 Đồ thị xác định độ sâu khai thác cuối cùng Tuyến V

3.3.4. Điều chỉnh đáy mỏ
Để độ dốc và chiều dài khu vực đáy mỏ đảm bảo điều kiện hoạt động tốt cho
các thiết bị xúc bốc và vận tải, phù hợp với phương án mở vỉa ta tiến hành điều
chỉnh đáy mỏ. Từ đó ta xác định chiều sâu khai thác hợp lý là +126.
3.3.5. Xác định kích thước trên mặt đất và kích thước đáy mỏ
a) Kích thước đáy mỏ
Căn cứ vào bản đồ đẳng vách và đẳng trụ cùng các mặt cắt địa chất thì vỉa 4
đạt giá trị công nghiệp từ lát cắt Tuyến Ic đến Tuyến Va có tổng chiều dài theo
SV: Hoàng Thế Vinh

25

Lớp: Khai thác G-K56