Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐOÀN TRỌNG LUẬT

TỐI ƯU HÓA SỰ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ
CHO CÁC MỎ KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH

Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 9520603

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: PGS.TS BÙI XUÂN NAM
2: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC KHOÁT

HÀ NỘI - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng luận án này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập
của tôi. Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực, chưa hề được
sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự tham khảo
cho việc thực hiện luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

Nghiên cứu sinh

Đoàn Trọng Luật

i


LỜI CẢM ƠN
Luận án tiến sĩ kỹ thuật ngành Khai thác mỏ với đề tài “Tối ưu hóa sự phối
hợp giữa máy xúc và ôtô cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh” là
kết quả của quá trình nghiên cứu, cố gắng không ngừng của tác giả trong suốt thời
gian qua với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo Trường Đại học Mỏ - Địa
chất, các nhà khoa học trong ngành mỏ, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ Địa chất, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban lãnh đạo Khoa Mỏ, Ban chủ nhiệm và tập
thể các thầy, cô giáo Bộ môn Khai thác lộ thiên cùng các thầy, cô giáo trong
Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ để NCS hoàn
thành luận án tiến sĩ của mình.
NCS xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới Tiểu ban hướng dẫn:
PGS.TS Bùi Xuân Nam và PGS.TS Nguyễn Đức Khoát đã trực tiếp hướng dẫn tận
tình, cung cấp tài liệu và các thông tin cần thiết cho NCS cũng như thường xuyên
đôn đốc NCS làm việc và hoàn thành luận án tiến sĩ của mình đúng thời hạn.
Cuối cùng, NCS xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi
trường tỉnh Quảng Ninh, các anh, chị, em, bạn bè đồng nghiệp; các nhà khoa học
trong ngành mỏ và các ngành khác có liên quan đã tạo điều kiện giúp đỡ NCS trong
suốt thời gian học tập và làm luận án. Qua đây, NCS cũng xin cảm ơn gia đình đã
luôn ở bên cạnh và động viên trong suốt thời gian qua để NCS hoàn thành tốt công
việc nghiên cứu khoa học của mình.

Nghiên cứu sinh

Đoàn Trọng Luật

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
KÝ HIỆU VIẾT TẮT............................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................... viii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ
TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH .......................................5
1.1. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH ....5
1.1.1 Khái quát về tiềm năng than và định hướng phát triển tại vùng Quảng Ninh.... 5
1.1.2. Vị trí địa lý của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh ....................................... 6
1.1.3. Hiện trạng khai thác tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh .......................... 7
1.2. HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG MÁY XÚC TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN
VÙNG QUẢNG NINH .........................................................................................13
1.2.1. Hiện trạng sử dụng máy xúc tại mỏ than Đèo Nai............................................... 13
1.2.2. Hiện trạng sử dụng máy xúc tại mỏ than Cao Sơn .............................................. 20
1.2.3. Hiện trạng sử dụng máy xúc tại mỏ than Cọc Sáu............................................... 25
1.2.4. Đánh giá chung về hiện trạng sử dụng máy xúc tại 3 mỏ Đèo Nai, Cao Sơn và
Cọc Sáu ............................................................................................................................. 29
1.3. HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ÔTÔ TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG
QUẢNG NINH ......................................................................................................30
1.3.1. Hiện trạng sử dụng ôtô tại mỏ than Đèo Nai........................................................ 30
1.3.2. Hiện trạng sử dụng ôtô tại mỏ than Cao Sơn ....................................................... 35

1.3.3. Hiện trạng sử dụng ôtô tại mỏ than Cọc Sáu........................................................ 39
1.4. HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ TẠI CÁC MỎ
THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH ..........................................................44
1.4.1. Hiện trạng đồng bộ thiết bị tại các mỏ than Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu ...... 44

iii


1.4.2. Hiện trạng phối hợp máy xúc - ôtô trên các mỏ Đèo Nai, Cao Sơn và
Cọc Sáu ...................................................................................................... 46
1.4.3. Một số bất cập trong sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô tại các mỏ than lộ thiên
vùng Quảng Ninh ............................................................................................................. 48
1.4.4. Một số giải pháp nâng cao hiệu quả đồng bộ máy xúc - ôtô tại các mỏ
than lộ thiên vùng Quảng Ninh ..........................................................................49
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG ..................................................................................49
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN TRONG VÀ NGOÀI
NƯỚC DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ
LỘ THIÊN.................................................................................................................51
2.1. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN TRONG NƯỚC DÙNG ĐỂ
TÍNH TOÁN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ .......................................................51
2.1.1. Cân đối số lượng thiết bị trong dây chuyền xúc bốc, vận tải trên các mỏ lộ thiên
bằng bài toán kinh tế ........................................................................................................ 51
2.1.2. Xác định năng suất tổ hợp ôtô - máy xúc trong các mỏ lộ thiên có tính tới
độ tin cậy ............................................................................................................57
2.1.3. Xác định số ôtô phục vụ cho một máy xúc trong các mỏ lộ thiên...................... 60
2.1.4. Xác định mối quan hệ giữa máy xúc và ôtô trong mỏ lộ thiên dựa trên dung tích
gầu máy xúc, tải trọng ôtô và quãng đường vận chuyển ............................................... 62
2.2. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN NGOÀI NƯỚC TRONG VIỆC
TÍNH TOÁN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ .......................................................64
2.2.1. Thuật toán xếp hàng............................................................................................... 64

2.2.2. Thuật toán Monte Carlo và ứng dụng của nó trên các mỏ lộ thiên .................. 71
2.2.3. Nhóm các phương pháp dựa trên việc nghiên cứu các hoạt động của thiết bị
trong đồng bộ:................................................................................................................... 82
2.2.4. Nhóm các phương pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo: ............................................... 85
2.2.5. Nhóm các phương pháp nghiên cứu của các nhà khoa học mỏ Liên Xô cũ:..... 88
2.2.6. Nhóm các phương pháp nghiên cứu dựa trên các chương trình phần mềm tính
toán có sẵn......................................................................................................................... 89

iv


2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG ..................................................................................93
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA SỰ PHỐI HỢP
GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN ...........................99
3.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HIỆU QUẢ PHỐI HỢP GIỮA MÁY
XÚC VÀ ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH ....99
3.1.1. Sử dụng nhiều chủng loại thiết bị khác nhau ....................................................... 99
3.1.2. Cung độ vận tải chưa được cập nhật theo bước dịch chuyển của gương
khai thác............................................................................................................100
3.1.3. Sử dụng các thiết bị đã cũ, năng suất thấp.......................................................... 101
3.1.4. Sơ đồ xúc bốc, nhận tải chưa hợp lý ................................................................... 101
3.1.5. Ảnh hưởng của vận tốc xe chạy đến chu kỳ vận tải .......................................... 103
3.1.6. Ảnh hưởng của chất lượng đường vận tải .......................................................... 104
3.1.7. Ảnh hưởng của loại vật liệu xúc bốc, vận tải ..................................................... 104
3.1.8. Ảnh hưởng của chu trình vận tải trên mỏ ........................................................... 106
3.2. CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA SỰ PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ
ÔTÔ TRÊN CÁC MỎ LỘ THIÊN ......................................................................107
3.2.1. Sử dụng ít chủng loại thiết bị khác nhau............................................................. 107
3.2.2. Cập nhật cung độ vận tải định kỳ theo bước dịch chuyển của gương
khai thác ................................................................................................... 107

3.2.3. Không sử dụng những thiết bị quá cũ................................................................. 108
3.2.4. Tối ưu hóa các sơ đồ xúc bốc và nhận tải........................................................... 108
3.2.5. Tối ưu hóa vận tốc xe chạy (có tải và không tải) ............................................... 110
3.2.6. Nâng cao chất lượng đường vận tải .................................................................... 111
3.2.7. Sử dụng chu trình vận tải hở thay cho chu trình vận tải kín.............................. 111
3.3. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA VÀ CHƯƠNG TRÌNH
PHẦN MỀM LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ MÁY XÚC - ÔTÔ CHO CÁC MỎ
THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH ........................................................112
3.3.1. Xác định năng suất của máy xúc......................................................................... 112
3.3.2. Xác định năng suất của ôtô.................................................................................. 114

v


3.3.3. Tính toán năng suất đồng bộ ............................................................................... 116
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG ................................................................................132
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM CHO MỘT SỐ MỎ THAN LỘ THIÊN
VÙNG QUẢNG NINH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM OST ................133
4.1. TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM KHI XÚC BỐC, VẬN TẢI THAN CHO MỎ
THAN CAO SƠN ................................................................................................133
4.1.1. Trường hợp 1........................................................................................................ 133
4.1.2. Trường hợp 2........................................................................................................ 138
4.1.3. Trường hợp 3........................................................................................................ 143
4.1.4. Trường hợp 4........................................................................................................ 147
4.2. TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM KHI XÚC BỐC, VẬN TẢI ĐẤT ĐÁ BÓC
CHO MỎ THAN ĐÈO NAI ................................................................................151
4.2.1. Trường hợp 1........................................................................................................ 151
4.2.2. Trường hợp 2........................................................................................................ 155
4.2.3. Trường hợp 3........................................................................................................ 159
4.2.4. Trường hợp 4........................................................................................................ 164

4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG ................................................................................167
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................169
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA NCS ..... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................171

vi


KÝ HIỆU VIẾT TẮT
ĐBTB

Đồng bộ thiết bị

DMC

Phương pháp Monte Carlo động lực

DSMC

Phương pháp mô phỏng Monte Carlo trực tiếp

FRM

First Reaction Method

HTKT

HTKT

KMC

Phương pháp Monte Carlo động học

KSCI

Khoáng sản có ích

LATS

Luận án Tiến sĩ

LP

Linear Programming

MXTLGN

Máy xúc thủy lực gàu ngược

NCS

Nghiên cứu sinh

NPV

Giá trị hiện tại thực

OST

Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô

PDF

Hàm mật độ xác suất

QMC

Phương pháp Monte Carlo lượng tử

RNG

Nguồn phát số ngẫu nhiên

RSM

Phương pháp lựa chọn ngẫu nhiên

TH

Trường hợp

THĐ

Tổ hợp đồng bộ thiết bị khi bóc đất đá

THT

Tổ hợp đồng bộ thiết bị khi khai thác than

TKV

Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam

VLXD

Vật liệu xây dựng

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Tổng hợp các yếu tố đất đá, vỉa than của các mỏ than lộ thiên vùng
Quảng Ninh ...............................................................................................................10
Bảng 1.2. Một số chỉ tiêu kỹ thuật của các mỏ than lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh .....11
Bảng 1.3. Các thông số cơ bản của HTKT tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh 12
Bảng 1.4. Nhu cầu sử dụng thiết bị chủ yếu của mỏ than Đèo Nai ..........................13
Bảng 1.5. Các thiết bị xúc bốc đang sử dụng tại mỏ than Đèo Nai ..........................14
Bảng 1.6. Khối lượng đất bóc và năng suất của thiết bị xúc bốc ..............................17
Bảng 1.7. Các chỉ tiêu đất đá và thông số xúc bốc tại mỏ than Đèo Nai ..................18
Bảng 1.8. Tổng hợp số lượng máy xúc đang sử dụng tại mỏ than Cao Sơn .............20
Bảng 1.9. Năng suất của các loại máy xúc đang sử dụng trên mỏ than Cao Sơn .....24
Bảng 1.10. Các thiết bị xúc bốc đang sử dụng tại mỏ than Cọc Sáu ........................25
Bảng 1.11. Khối lượng mỏ cần xúc bốc tại mỏ than Cọc Sáu ..................................27
Bảng 1.12. Năng suất các loại máy xúc đang sử dụng tại mỏ than Cọc Sáu ............27
Bảng 1.13. Khối lượng vận tải hàng năm của mỏ than Đèo Nai theo thiết kế .........31
Bảng 1.14. Số lượng ôtô vận tải tại mỏ than Đèo Nai (2016)...................................33
Bảng 1.15. Năng suất vận tải của mỏ than Đèo Nai (2016) ......................................34
Bảng 1.16. Số lượng và tình trạng của các ôtô đang sử dụng tại mỏ than Cao Sơn
năm 2016 ...................................................................................................................36
Bảng 1.17. Năng suất làm việc của các loại ôtô trên mỏ than Cao Sơn ...................38

Bảng 1.18. Thiết bị của mỏ than Cọc Sáu tính đến năm 2016 ..................................41
Bảng 1.19. Năng suất thiết bị vận tải của mỏ than Cọc Sáu năm 2016 ....................43
Bảng 1.20. Các đồng bộ máy xúc - ôtô khi bóc đất đá .............................................47
Bảng 1.21. Các đồng bộ máy xúc - ôtô khi khai thác than .......................................47
Bảng 2.1. Các thông số kinh tế - kỹ thuật của máy xúc và ôtô .................................55
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu phân tích tình hình hoạt động của máy xúc và ôtô ...............57
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu số lượng độ tin cậy của ôtô - máy xúc trên các mỏ lộ thiên
Việt Nam ...................................................................................................................59

viii


Bảng 2.4. Các biến số ngẫu nhiên tìm được theo các phân phối cơ bản...................78
Bảng 3.1. Xác định giá trị Krg theo E và dtb ............................................................114
Bảng 3.2. Xác định giá trị Kxđ theo E và dtb............................................................114
Bảng 4.1. Tổng hợp số lượng máy xúc đang sử dụng tại mỏ than Cao Sơn ...........138
Bảng 4.2. Số lượng và tình trạng của các ôtô đang sử dụng tại mỏ than Cao Sơn
năm 2016 .................................................................................................................138
Bảng 4.3. Tổng hợp số lượng máy xúc đang sử dụng tại mỏ than Đèo Nai ...........155
Bảng 4.4. Số lượng và tình trạng của các ôtô đang sử dụng tại mỏ than Đèo Nai năm
2016 .........................................................................................................................156

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh ......8
Hình 1.2. Công tác xúc bốc đất đá tại mỏ than Đèo Nai ...........................................14
Hình 1.3. Các sơ đồ bố trí thiết bị xúc bốc đất đá theo phương thức khấu đuổi trong
một nhóm tầng tại mỏ than Đèo Nai .........................................................................16

Hình 1.4. Sơ đồ a, b, d nạp xe 1 bên; sơ đồ c nạp xe 2 bên ......................................19
Hình 1.5. Công tác xúc bốc tại mỏ than Cao Sơn .....................................................21
Hình 1.6. Hộ chiếu xúc đất đá tại mỏ than Cao Sơn .................................................22
Hình 1.7. Hộ chiếu xúc than tại mỏ than Cao Sơn ....................................................23
Hình 1.8. Công tác xúc bốc tại mỏ than Cọc Sáu .....................................................25
Hình 1.9. Gương xúc bên hông sử dụng tại mỏ than Cọc Sáu ..................................26
Hình 1.10. Biểu đồ V, P = f(H) mỏ than Đèo Nai ....................................................32
Hình 1.11. Sơ đồ nhận tải của ôtô khi đào hào tại mỏ than Cao Sơn .......................39
Hình 2.1. Các trạng thái của hệ thống phục vụ đám đông chờ .................................53
Hình 2.2. Sơ đồ chuyển đổi từ trạng thái này snag trạng thái khác ..........................59
của tổ hợp ôtô - máy xúc ...........................................................................................59
Hình 2.3. Mô hình thuật toán xếp hàng của đồng bộ máy xúc - ôtô .........................64
Hình 2.4. Minh hoạt các hoạt động xúc bốc - vận tải trên mỏ lộ thiên .....................66
Hình 2.5. Các biến điểm trung chuyển và thời gian di chuyển qua các điểm...........67
Hình 2.6. Minh họa mô hình LP đơn giản xác định Xij và Tij tương ứng với 2 khu
vực chất tải ................................................................................................................67
Hình 2.7. Minh họa mô hình LP mở rộng với 3 khu vực chất tải .............................69
Hình 2.8. Nguyên tắc hoạt động của phương pháp Monte Carlo .............................75
Hình 2.9. Miền biến thiên của mẫu Monte Carlo......................................................77
Hình 2.10. Sơ đồ khối mô phỏng quá trình lựa chọn ôtô ..........................................82
Hình 2.11. Sơ đồ của một hệ thống chuyên gia điển hình ........................................86
Hình 2.12. Minh họa cơ cấu thuật toán di truyền......................................................87
Hình 2.13. Giao diện chương trình FPC ...................................................................89

x


Hình 2.14. Cấu trúc dữ liệu của TALPAC ................................................................92
Hình 2.15. Giao diện phần mềm TALPAC ...............................................................92
Hình 3.1. Sơ đồ nhận tải quay đảo chiều, nạp xe 1 bên ..........................................102

Hình 3.2. Sơ đồ dỡ tải của máy xúc ........................................................................103
Hình 3.3. Sơ đồ quá trình xúc đất đá.......................................................................105
Hình 3.4. Minh họa chu trình vận tải kín ................................................................106
Hình 3.5. Minh họa chu trình vận tải hở .................................................................107
Hình 3.6. Các sơ đồ nạp xe trên mỏ ........................................................................109
Hình 3.7. Sơ đồ khối thuật toán tối ưu hóa đồng bộ máy xúc - ôtô cho các mỏ lộ
thiên .........................................................................................................................121
Hình 3.8. Minh họa quá trình lựa chọn đồng bộ máy xúc - ôtô hoàn toàn mới ......123
Hình 3.9. Minh họa quá trình lựa chọn đồng bộ máy xúc – ôtô tối ưu trong số các
thiết bị đã có sẵn của mỏ .........................................................................................124
Hình 3.10. Minh họa quá trình lựa chọn ôtô mới phù hợp với máy xúc đã có của mỏ .. 126
Hình 3.11. Minh họa quá trình lựa chọn máy xúc mới phù hợp với ôtô đã có của mỏ .. 127
Hình 3.12. Phần mềm tính toán đồng bộ máy xúc - ôtô cho các mỏ lộ thiên (OST)...... 128
Hình 3.13. Cơ sở dữ liệu máy xúc của phần mềm OST .........................................129
Hình 3.14. Cơ sở dữ liệu ôtô của phần mềm OST ..................................................129
Hình 3.15. Đồ thị xác định năng suất đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ....................130
Hình 3.16. Các giá trị tính toán theo từng cặp máy xúc - ôtô trên phần mềm OST131
Hình 4.1. Tính toán đồng bộ máy xúc - ôtô mới cho mỏ than Cao Sơn .................135
Hình 4.2. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Cao Sơn
khi chọn mới máy xúc và ôtô ..................................................................................136
Hình 4.3. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Cao Sơn
khi lựa chọn mới máy xúc - ôtô ..............................................................................137
Hình 4.4. Tính chọn đồng bộ máy xúc - ôtô đối với thiết bị có sẵn của mỏ than Cao
Sơn sử dụng chu trình vận tải kín ...........................................................................140
Hình 4.5. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Cao Sơn
với các thiết bị có sẵn của mỏ .................................................................................141

xi

Hình 4.6. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Cao Sơn
với các thiết bị sẵn có của mỏ .................................................................................142
Hình 4.7. Tính chọn đồng bộ máy xúc – ôtô đối với thiết bị xúc bốc có sẵn của mỏ
than Cao Sơn, sử dụng chu trình vận tải kín ...........................................................144
Hình 4.8. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc – ôtô cho mỏ than Cao Sơn
với các thiết bị xúc bốc có sẵn của mỏ....................................................................145
Hình 4.9. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc – ôtô cho mỏ than Cao Sơn
với các thiết bị xúc bốc sẵn có của mỏ....................................................................146
Hình 4.10. Tính chọn đồng bộ máy xúc – ôtô đối với thiết bị ô tô có sẵn của mỏ
than Cao Sơn, sử dụng chu trình vận tải kín ...........................................................148
Hình 4.11. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc – ôtô cho mỏ than Cao Sơn
với các thiết bị ô tô có sẵn của mỏ ..........................................................................149
Hình 4.12. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc – ôtô cho mỏ than Cao
Sơn với các thiết bị ô tô sẵn có của mỏ ...................................................................150
Hình 4.13. Tính toán đồng bộ máy xúc - ôtô mới cho mỏ than Đèo Nai với chu trình
vận tải kín ................................................................................................................152
Hình 4.14. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai
khi chọn mới máy xúc và ôtô với chu trình vận tải kín ..........................................153
Hình 4.15. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai
khi lựa chọn mới máy xúc - ôtô với chu trình vận tải kín .......................................154
Hình 4.16. Tính toán đồng bộ máy xúc - ôtô có sẵn cho mỏ than Đèo Nai với chu
trình vận tải kín .......................................................................................................157
Hình 4.17. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai
khi chọn máy xúc và ôtô có sẵn với chu trình vận tải kín ......................................159
Hình 4.18. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai
khi lựa chọn máy xúc – ôtô có sẵn với chu trình vận tải kín ..................................159
Hình 4.19. Tính toán đồng bộ máy xúc - ôtô cho các thiết bị máy xúc có sẵn của mỏ
than Đèo Nai với chu trình vận tải kín khi vận tải đất đá trên mỏ ..........................161

xii

Hình 4.20. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai
khi chọn đồng bộ ô tô dựa trên cơ sở dữ liệu máy xúc có sẵn của mỏ với chu trình
vận tải kín ................................................................................................................162
Hình 4.21. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc – ôtô cho mỏ than Đèo
Nai khi lựa chọn mới ôtô dựa trên cơ sở dữ liệu máy xúc có sẵn của mỏ với chu
trình vận tải kín .......................................................................................................163
Hình 4.22. Tính toán đồng bộ máy xúc - ôtô cho các thiết bị ô tô có sẵn của mỏ than
Đèo Nai với chu trình vận tải kín khi vận tải đất đá trên mỏ ..................................165
Hình 4.23. Đồ thị xác định các giá trị đồng bộ máy xúc - ôtô cho mỏ than Đèo Nai
khi chọn đồng bộ máy xúc dựa trên cơ sở dữ liệu ô tô có sẵn của mỏ với chu trình
vận tải kín ................................................................................................................166
Hình 4.24. Kết quả tính toán các giá trị đồng bộ máy xúc – ôtô cho mỏ than Đèo
Nai khi lựa chọn mới ôtô dựa trên cơ sở dữ liệu máy xúc có sẵn của mỏ với chu
trình vận tải kín .......................................................................................................167

xiii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Theo kế hoạch phát triển ngành than, nhu cầu về sản lượng than ngày càng
tăng. Các mỏ than lộ thiên vẫn đang đảm nhiệm một sản lượng lớn trong tổng sản
lượng than của toàn ngành. Tuy nhiên, các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh - nơi
cung cấp than chủ yếu cho đất nước đang phải tiến hành khai thác trong những điều
kiện khó khăn hơn: các mỏ dần khai thác xuống sâu, khối lượng đất bóc lớn, thiếu
diện tích và không gian đổ thải, chiều cao nâng tải và cung độ vận tải tăng, sự đồng
bộ và phối hợp giữa các thiết bị chính trong mỏ chưa phù hợp,…
Trên các mỏ than lộ thiên Việt Nam hiện nay, công tác xúc bốc và vận tải

chủ yếu vẫn sử dụng máy xúc một gàu và ôtô. Tuy nhiên, cùng với sự tiến bộ vượt
bậc của khoa học kỹ thuật, các thiết bị máy móc như máy xúc, ôtô, máy khoan,…
đang ngày càng đa dạng về chủng loại và phong phú về số lượng. Như đã nói ở trên,
các mỏ than lộ thiên Việt Nam nói chung và khu vực Quảng Ninh nói riêng (nơi tập
trung các mỏ than lộ thiên lớn và đặc trưng nhất của ngành Than Việt Nam) đang
gặp rất nhiều khó khăn trong việc lựa chọn đồng bộ thiết bị, tối ưu hóa sự phối hợp
giữa các thiết bị xúc bốc và vận tải,… đặc biệt là đối với các mỏ lộ thiên lớn khi
khai thác xuống sâu, điều kiện khai thác khó khăn hơn, tính chất cơ lý đất đá kém
ổn định hơn, cung độ vận tải lớn hơn,… Điều này dẫn tới hiệu quả làm việc của các
thiết bị không cao, ảnh hưởng tới hiệu quả sản xuất và kinh doanh của mỏ. Bên
cạnh đó, việc ứng dụng những tiến bộ khoa học công nghệ của ngành công nghệ
thông tin vào ngành mỏ nói chung và khai thác lộ thiên nói riêng là vấn đề được cả
thế giới quan tâm và cần được nghiên cứu, ứng dụng trong ngành mỏ của Việt Nam.
Trước thực trạng đó, đề tài “Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô cho
các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh” mà NCS lựa chọn nghiên cứu là
vấn đề cấp thiết đối với các mỏ than lộ thiên Việt Nam nói chung và vùng Quảng
Ninh nói riêng. Nó không chỉ mang ý nghĩa về mặt khoa học trong lĩnh vực mỏ mà
còn có ý nghĩa thực tiễn trong quá trình sản xuất trên các mỏ than lộ thiên vùng
Quảng Ninh cũng như các mỏ lộ thiên khác có điều kiện tương tự.

1


2. Mục tiêu
Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô trên các mỏ than lộ thiên vùng
Quảng Ninh khi lựa chọn thiết bị cho mỏ.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: năng suất đồng bộ máy xúc - ôtô.
- Phạm vi nghiên cứu: các mô hình tối ưu hóa đồng bộ máy xúc - ôtô cho các
mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh (gồm 3 mỏ lớn, điển hình nhất tại khu vực Cẩm

Phả - Quảng Ninh là Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc Sáu).
4. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng phối hợp giữa máy xúc và ôtô tại các mỏ than lộ thiên
vùng Quảng Ninh.
- Tổng quan về một số thuật toán trong và ngoài nước dùng để tính toán đồng
bộ máy xúc - ôtô trên các mỏ lộ thiên.
- Tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô cho các mỏ than lộ thiên vùng
Quảng Ninh.
- Tính toán thử nghiệm cho một số mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh bằng
chương trình phần mềm OST.
5. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận
Để đạt được các kết quả theo định hướng trên, NCS sử dụng một số các
phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thống kê: Thống kê, đánh giá, xử lý các số liệu thu thập được
từ các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh;
- Phương pháp tra cứu: Tra cứu tài liệu từ giáo trình, sách báo, các văn bản
pháp quy, các website để thu thập số liệu, tài liệu có liên quan;
- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi với các nhà khoa học, các chuyên gia về
công tác quản lý, thiết kế, điều hành sản xuất và thực tiễn hoạt động trong các lĩnh
vực có liên quan để có cái nhìn tổng quát về vấn đề nghiên cứu;
- Phương pháp toán học: Sử dụng phương pháp xác suất thống kê để phân
tích xử lý số liệu; xây dựng mối quan hệ toán học giữa các khâu công nghệ xúc bốc

2


- vận tải; xây dựng mô hình toán học xác định năng suất đồng bộ máy xúc - ôtô tối
ưu về mặt kỹ thuật,…;
- Phương pháp tin học: Lập trình xây dựng chương trình phần mềm tin học
tính toán sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô.

Hướng tiếp cận của luận án là xuất phát từ các số liệu thực tế, kết hợp với
các công trình khoa học trong và ngoài nước có liên quan để đưa ra định hướng
nghiên cứu. Trên cơ sở phân tích, tính toán các số liệu thực tế về năng suất đồng bộ
máy xúc - ôtô tại các mỏ than lộ thiên lớn điển hình vùng Quảng Ninh trong các
trường hợp khác nhau, đề xuất được phương pháp tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy
xúc và ôtô về mặt kỹ thuật. Dựa trên phương pháp tối ưu xây dựng được chương
trình phần mềm tính toán cho các trường hợp cụ thể. Dùng chương trình phần mềm
này tính toán thử nghiệm và kiểm tra lại các kết quả đã đạt được theo mô hình đã
đưa ra. Từ đó rút ra các kết luận và kiến nghị cần thiết.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
6.1. Ý nghĩa khoa học
- Bổ sung cơ sở khoa học và phương pháp tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy
xúc và ôtô cho mỏ lộ thiên dựa trên việc xác định năng suất đồng bộ tối ưu giữa
máy xúc và ôtô theo điều kiện kỹ thuật trong cả 2 trường hợp vận tải kín và vận tải
hở.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Góp phần nâng cao hiệu quả phối hợp giữa máy xúc và ôtô cũng như nâng
cao năng suất cho các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh với các phương án máy
xúc và ôtô khác nhau;
- Xây dựng được phần mềm tính chọn đồng bộ máy xúc - ôtô tối ưu cho các
mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh.
7. Điểm mới của luận án
- Đã đánh giá toàn diện về các phương pháp tối ưu hóa đồng bộ máy xúc ôtô trên mỏ lộ thiên;

3


- Đã xây dựng được phương pháp tối ưu hóa sự phối hợp giữa máy xúc và
ôtô cho các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh;
- Đã xây dựng được chương trình phần mềm OST dùng để lựa chọn các đồng

bộ máy xúc - ôtô tối ưu về mặt kỹ thuật cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng
Quảng Ninh.
8. Luận điểm bảo vệ
- Luận điểm 1: Cung độ vận tải và chu trình vận tải (kín - hở) có ảnh hưởng
trực tiếp tới năng suất đồng bộ máy xúc - ôtô trên các mỏ than lộ thiên.
- Luận điểm 2: Trình tự lựa chọn đồng bộ máy xúc - ôtô không còn phụ
thuộc vào việc chọn máy xúc trước hay ôtô trước mà phải chọn đồng thời cả máy
xúc và ôtô để cân đối năng suất làm việc giữa các thiết bị xúc bốc và vận tải một
cách hợp lý;
- Luận điểm 3: Tỉ số giữa năng suất của máy xúc và năng suất của ôtô đạt giá
trị tiệm cận 1 là giá trị tối ưu nhất về mặt kỹ thuật cho sự phối hợp giữa máy xúc và
ôtô trên các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Quảng Ninh.
9. Cấu trúc của luận án
Luận án được cấu trúc gồm: mở đầu, 4 chương, kết luận - kiến nghị, tài liệu
tham khảo và phụ lục. Nội dung luận án được trình bày trong 206 trang đánh máy
khổ A4 với 31 bảng biểu, 56 hình minh họa và 68 tài liệu tham khảo.
10. Các ấn phẩm đã công bố
Theo hướng nghiên cứu của luận án, NCS đã công bố 8 công trình đang
trong các tạp chí chuyên ngành mỏ, hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ trong nước và
quốc tế.

4


CHƯƠNG 1
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG PHỐI HỢP GIỮA MÁY XÚC VÀ ÔTÔ
TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG NINH

1.1. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG QUẢNG
NINH

1.1.1 Khái quát về tiềm năng than và định hướng phát triển tại vùng
Quảng Ninh
Quảng Ninh là tỉnh ven biển thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, được ví như
một “Việt Nam thu nhỏ” vì có cả biển, đảo, đồng bằng, trung du, đồi núi và biên
giới. Trong quy hoạch phát triển kinh tế, Quảng Ninh vừa thuộc vùng kinh tế trọng
điểm phía Bắc, vừa thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ và đây là tỉnh khai thác than
chính của Việt Nam.
Với sản lượng chiếm 50% tổng sản lượng than khai thác được trong năm
2016 thì các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh (chủ yếu và điển hình tại khu vực
Cẩm Phả) vẫn đang và vẫn tiếp tục có vai trò quan trọng trong ngành Than của Việt
Nam [13].
Theo quy hoạch phát triển than các vùng Uông Bí, Hòn Gai và Cẩm Phả đến
năm 2020, tổng tài nguyên trữ lượng cả ba vùng, khoảng 8,6 tỷ tấn (trong đó vùng
Uông Bí trên 5 tỷ tấn; Hạ Long trên 1,2 tỷ tấn; Cẩm Phả trên 2,2 tỷ tấn). Tài
nguyên, trữ lượng than huy động vào quy hoạch đến năm 2020 là hơn 1,1 tỷ tấn;
đến năm 2015 thực hiện xong các đề án thăm dò phần tài nguyên và trữ lượng than
thuộc tầng trên mức -300m. Giai đoạn 2016 - 2020, hoàn thành cơ bản công tác
thăm dò đến đáy tầng than [13].
Theo kế hoạch phát triển ngành Than, nhu cầu về sản lượng ngày càng tăng,
các mỏ than lộ thiên phải đảm nhiệm sản lượng mỏ chiếm 60% (năm 2010) và sẽ
duy trì 45÷50% trong tổng sản lượng của toàn ngành từ sau năm 2020. Trong khi
các mỏ than lộ thiên đang phải tiến hành khai thác với điều kiện ngày càng khó

5


khăn hơn: khai thác xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy, khối lượng đất bóc của
các mỏ tăng nhanh, chiều cao nâng tải và cung độ vận tải lớn,....
Để đánh giá hiện trạng phối hợp giữa máy xúc và ôtô tại các mỏ than lộ thiên
vùng Quảng Ninh, NCS tiến hành khảo sát chi tiết tại 03 mỏ than lộ thiên lớn, điển

hình tại khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh, đó là các mỏ: Đèo Nai, Cao Sơn và Cọc
Sáu. Các mỏ này điển hình cho tất cả các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh về điều
kiện tự nhiên, kỹ thuật, công nghệ khai thác và thiết bị sử dụng.
1.1.2. Vị trí địa lý của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
1.1.2.1. Mỏ than Đèo Nai
Mỏ than Đèo Nai thuộc thị xã Cẩm Phả - Quảng Ninh, nằm trong giới hạn
tọa độ (hệ tọa độ VN-2000, kinh tuyến trục 105o, múi chiếu 6o):
X = 2327694 ÷ 2324705; Y = 738178  741536
Phía Đông giáp mỏ than Cọc Sáu. Phía Tây giáp công trường +110 mỏ than
Thống Nhất. Phía Nam giáp khu vực dân cư các phường Cẩm Đông, Cẩm Tây, Cẩm
Sơn - Thành phố Cẩm Phả. Phía Bắc giáp mỏ than Cao Sơn và mỏ than Khe Chàm.
Mỏ than Đèo Nai đang khai thác với diện tích 6,06 km2, trữ lượng khai thác
42,5.106 tấn [13].
1.1.2.2. Mỏ than Cao Sơn
Mỏ than Cao Sơn thuộc địa bàn phường Cao Sơn, và phường Mông Dương Thành phố Cẩm Phả, cách trung tâm thành phố 4 km về hướng Đông Bắc. Khai
trường mỏ Cao Sơn nằm trong khoáng sàng than Khe Chàm với tọa độ (hệ VN2000,
kinh tuyến trục 1050 múi chiếu 60):
X = 26.880  28.330; Y = 427.900  429.250; Z = Từ lộ vỉa  80 m
Phía Đông giáp khai trường mỏ than Mông Dương. Phía Tây giáp mỏ Đông
Đá Mài. Phía Nam giáp các mỏ Đèo Nai và Cọc Sáu.
Mỏ than Cao Sơn có diện tích khu vực khai thác là 4,87 km2 và trữ lượng
khai thác 48,13.106 tấn [11].

6


1.1.2.3. Mỏ than Cọc Sáu
- Mỏ than Cọc Sáu thuộc địa bàn phường Cẩm Phú - Thành phố Cẩm Phả,
cách trung tâm thành phố 6 km về hướng Đông Bắc, có vị trí nằm trong giới hạn tọa
độ (hệ VN2000, kinh tuyến trục 1050 múi chiếu 60):

X = 254000  27000; Y = 429000  431200
Phía Tây Bắc giáp mỏ than Cao Sơn. Phía Tây giáp mỏ than Đèo Nai. Phía
Đông giáp mỏ than Quảng Lợi (Tổng Công ty Đông Bắc). Phía Nam giáp khu dân
cư phường Cẩm Phú; qua khu dân cư khoảng 2 km là Quốc lộ 18A.
Mỏ than Cọc Sáu có diện tích khu vực khai thác 5,35 km2, trữ lượng khai
thác 51,947.106 tấn [12].
Đặc điểm chung của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh là đều có địa
hình dạng đồi núi, bao gồm các đỉnh núi nằm xen lẫn với các thung lũng. Hiện trạng
địa hình trên mặt của các khu mỏ lộ thiên nói trên hầu như đã bị khai thác, đổ
thải,… làm thảm thực vật rừng không còn nguyên vẹn, sườn núi khá dốc, dễ bị xói
lở trong mùa mưa. Địa hình nguyên thuỷ của khu vực bị biến đổi hoàn toàn. Địa
hình các mỏ hiện nay chủ yếu là các moong khai thác, các tầng đất đá đang khai
thác và các bãi thải, các mương, rãnh và các công trình xây dựng phục vụ khai thác
mỏ.
1.1.3. Hiện trạng khai thác tại các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
1.1.3.1. Dây chuyền công nghệ
Dây chuyền công nghệ ở các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh được thể
hiện trong hình 1.1. Ở sơ đồ này, dây chuyền công nghệ sản xuất chính bao gồm:
bóc đất đá và khai thác than. Công nghệ khai thác của mỏ theo quy trình khép kín
với các công đoạn khai thác liên hoàn. Dây chuyền bóc đất đá gồm: khoan - nổ mìn
- xúc bốc - vận chuyển - đổ thải; dây chuyền khai thác than gồm: xúc bốc - vận
chuyển - sàng, tuyển - tiêu thụ.

7


Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh

1.1.3.2. Công nghệ khai thác
Các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh đã hoàn thiện và làm chủ được công

nghệ đào sâu đáy mỏ dưới mức thoát nước tự chảy. Sự phối hợp giữa máy xúc đào
hào chuẩn bị với máy xúc tay gàu mở rộng tầng, giữa đào hào và khấu than theo
phân tầng và bóc đất đá toàn tầng ngày càng thuần thục, nhờ thế mà mỏ tăng được
tốc độ xuống sâu từ 57 m/năm lên 1015 m/năm, thậm chí đến nay tại các mỏ Cao
Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai có thể đạt 2025 m/năm.
Trong khâu khoan - nổ mìn, tiến bộ kỹ thuật thể hiện qua việc ứng dụng máy
khoan thủy lực; công nghệ nổ mìn vi sai phi điện kết hợp với việc sử dụng nhiều
loại thuốc nổ có tính năng phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể của mỏ. Ngoài hiệu
quả kinh tế trực tiếp mang lại, các thành tựu do tiến bộ khoa học trong công nghệ
khoan - nổ mìn nói riêng và tiến bộ khoa học, công nghệ nói chung đã làm ảnh
hưởng lớn đến việc đầu tư bổ sung, thay thế và sử dụng hệ thống thiết bị xúc bóc,
vận tải, thải đá của các mỏ.

8


Để khắc phục khó khăn do úng lụt trong mùa mưa gây ra cho sản xuất, hầu
hết các mỏ đều sử dụng công nghệ khai thác đáy mỏ 2 cấp. Việc sử dụng công nghệ
khai thác này đã giúp cho các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh chủ động điều hoà
được sản lượng than, đất trong các mùa của năm.
Hệ thống khai thác (HTKT) khấu theo lớp dốc đứng đã được nghiên cứu và
áp dụng thành công ở các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh. Với HTKT này cho
phép các mỏ có thể chủ động nâng cao góc nghiêng bờ công tác, đẩy lùi một khối
lượng đất bóc (khi cần thiết) về giai đoạn sau.
Với công nghệ khai thác chọn lọc than bằng máy xúc thủy lực gàu ngược
(MXTLGN) như hiện nay cho phép tăng khả năng xúc chọn lọc các vỉa than và đá
kẹp trong các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh.
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về công nghệ vận tải đất đá hợp lý cho các mỏ
than lộ thiên sâu ở Việt Nam, hiện nay Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản
Việt Nam (TKV) đã có chủ trương đầu tư thí điểm hệ thống vận tải liên hợp ôtô băng tải dốc kết hợp với các trạm đập nghiền đá di động. Trong công nghệ này, việc

sử dụng thiết bị máy xúc là gần như không thay đổi nhưng số lượng, chủng loại ôtô
và các loại hình thiết bị khác trong đồng bộ thiết bị của mỏ cần được tiếp tục nghiên
cứu, lựa chọn, đầu tư, bố trí sử dụng hợp lý để đảm bảo hiệu quả sản xuất.
Mặc dù vậy hiện nay và trong tương lai, ở các mỏ than lộ thiên vùng Quảng
Ninh, công nghệ xúc bốc và vận tải bằng máy xúc một gàu và ôtô vẫn tiếp tục là
những loại thiết bị chủ lực trong các đồng bộ thiết bị chính của mỏ.
1.1.3.3. Sản lượng khai thác
a. Mỏ than Đèo Nai
Sản lượng khai thác của mỏ than Đèo Nai đạt bình quân 2,5.106 tấn/năm,
tương ứng sản lượng đất bóc hàng năm thay đổi từ 20.10632.106 m3/năm.
Dự kiến tuổi thọ của mỏ là 30 năm với sản lượng theo than 2,5.1061,0.106
tấn/năm và theo đất đá là 32,5.10620.106 m3/năm và kết thúc khai thác vào năm
2037.

9


Bảng 1.1. Tổng hợp các yếu tố đất đá, vỉa than của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh
Mỏ

Đèo Nai

n,

k,

c,

,

C,

KG/cm2

KG/cm2

KG/cm2

KG/dm3

KG/cm2

Cuội

1193

158,5

239

2,57

265

30

Cát kết

1231

157

242

2,50

180

29

Bột

818

142

187,4

2,64

80

29

50

29

Loại đá

Sét
Cao Sơn

Cọc Sáu

, độ

Cuội

1405

74

177,3

2,60

398

31

Cát kết

1284

90

187

2,67

500

31

Bột

791

132

177,7

2,55

123

31

Cuội

1100

59

140,1

2,61

113

37

Cát kết

990

59

133

2,59

180

52

Bột

410

25,2

55,9

2,64

96

38

Sét

150

9,5

20,8

2,50

60

10

f

Độ dốc vỉa, độ

8,0 ÷ 12,3

10 ÷ 75

7,9 ÷ 14,0

3 ÷ 74

4,0 ÷ 11,0

8 ÷ 60

Hiện tại, số ngày làm việc trong năm của mỏ than Đèo Nai là 355 ngày. Số
ca làm việc trong ngày là 3 ca (xúc bốc đất đá) và 2 ca (khai thác than). Số giờ làm
việc trong ca là 8 giờ.
b. Mỏ than Cao Sơn
Công suất được phép khai thác của mỏ than Cao Sơn là 3,5.106 tấn/năm (từ
2009 đến 2021) và 2,63.106 tấn/năm (từ 2022 đến khi kết thúc mỏ).
Mỏ Cao Sơn áp dụng chế độ làm việc trong năm là 293 ngày. Số ca làm việc
trong ngày: 3 ca (xúc bốc đất đá), 2 ca (khai thác than). Số giờ làm việc trong ca: 8
giờ.
c. Mỏ than Cọc Sáu
Trên cơ sở sự phân bổ trữ lượng than còn lại theo tầng, tốc độ xuống sâu tại
khu Thắng Lợi theo dự tính là 15 m/năm thì sản lượng của mỏ Cọc Sáu đạt
2,5.1063,6.106 tấn/năm. Tuổi thọ của mỏ là 24 năm (từ 2010 đến 2033).
Mỏ than Cọc Sáu làm việc theo chế độ không liên tục, nghỉ chủ nhật và ngày
lễ. Số ngày làm việc trong năm của mỏ than Cọc Sáu là 300 ngày (khai thác than là
270 ngày). Số ca làm việc trong ngày: 3 ca (bóc đất đá), 23 ca (khai thác than, tùy
theo thời kỳ). Thời gian làm việc 1 ca: 8 giờ.
Bảng 1.2. Một số chỉ tiêu kỹ thuật của các mỏ than lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh
Khối
Chiều
TT

Tên mỏ

dài
trên
mặt, m

Chiều rộng

Cao độ

trên mặt,

đáy mỏ,

m

m

Khối

lượng

Chiều

lượng đất

than

cao

bóc,

nguyên

bờ

106 m3

khai,

mỏ, m

103 tấn
1

Đèo Nai

3.370

1.620

-345

20,532

2.500

497

2

Cao Sơn

33.220

2.350

-325

44 54

5.000

695

3

Cọc Sáu

3.220

1.680

-330

35,546,2

3.600

615

11