ĐỒ ÁN KHAI THÁC LỘ THIÊN

Lời nói đầu
Theo chơng trình đào tạo của Bộ Giáo duc đào tạo noi
chung và chơng trình đào tạo của trờng Đại hoc Mỏ Địa Chất nói
riêng, nhng sinh viên năm cuối phải trỉa qua một thời gian thc tập
tại các mỏ để làm quen với thực tế sản xuât và công tác thiết kế
khai thác mỏ của kỹ s ngành khai thác mỏ.
Trong tình hình kinh tế xã hội trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa của nơc ta hiên nay, ngành công nghiệp mỏ noi
chung và ngành khai khác than noi riêng, đóng gọp một vai trò
quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, ngành than là ngành
nguyên liệu cho các ngành kinh tế khác nhu: Điện lực, luyện
kim,hóa chất, xây dựng, đời sông sinh hoạt hàng ngày. Ngoài ra
than là một mặt hãng suất khẩu có giá trị kinh tế cao.
Nhằm đảm bảo sự kết họp hào hòa giữa kiên thức lý thuyết
tiếp thu đợc trong quá trình học tập ở nhà trờng và khả năng
thực tế sản xuất và bơc đàu làm quen vơi công tác thiết kế mỏ
của ngời kỹ s,

Hạ Long, tháng 03 năm 2006
Sinh viên thiết kế

Liêu Hồng Minh

1


chơng I

tình hình chung của vùng mỏ
và các đặc điểm địa chất khoáng sàng
I-1: Tình hình chung của vùng mỏ

Mỏ than Núi Béo đợc thành lập từ ngày 24/8/1988 theo quyết
định số 1019 QL/TCCB của Bộ năng lợng. Hiện nay mỏ than Núi
Béo đợc đổi tên là Công ty than Núi Béo trực thuộc Tổng công
ty than Việt Nam. Đây là công trình hợp tác hữu nghị Việt Nam Liên Xô (cũ). Do Liên Xô thiết kế và đầu t xây dựng với công suất
thiết kế 1.200.000 T/năm, gồm 2 công trờng khai thác chính đó
là:
- Vỉa 14 Hà Lầm với công suất 300.000T/năm.
- Vỉa 11 Hà Tu với công suất 900.000T/năm
(Do viện Ghipro sác lập thiết kế kỹ thuật thi công) lễ khởi
công bóc đất đá đợc tiến hành vào ngày 19/5/1989. Trong quá
trình xây dựng mỏ đã tồn tại một số bất hợp lý về kỹ thuật khai
thác cũng nh do nền kinh tế Việt Nam chuyển sang nền kinh tế
thị trờng. Thiết kế cũ do Liên Xô lập không còn phù hợp nữa nên
1990 Công ty quy hoạch và thiết kế mỏ đã lập thiết kế kỹ thuật
điều chỉnh giai đoạn I với công suất thiết kế là 300.000T/năm
(trong đó công trờng vỉa 14 Hà Lầm là 130.000T/năm, công trờng vỉa 11 Hà Tu là 170.000T/năm).
Trong thời gian khai thác vỉa 14 chất lợng than cha đảm bảo
phục vụ cho công tác tiêu thụ theo cơ chế thị trờng. Nên cuối
2


năm 1990 mỏ đã tạm ngừng bốc đất XDCB ở công trờng vỉa
14 để tiến hành thăm dò thêm và chính xác hoá về trữ l ợng
cũng nh chất lợng than vỉa 14 và chuyển sang khai thác chủ
yếu ở phân khu Tây Nam vỉa 11 với mục tiêu ra than nhanh
đảm bảo chất lợng than cho thị trờng.
Mỏ than Núi Béo thuộc khoáng sàng Hà Tu - Hà Lầm, nằm ở
phía đông bắc thành phố Hạ Long. Cách trung tâm thành phố
12km với diện tích 670 ha (trụ sở Công ty đặt tại 799 Lê Thánh
Tông - TP Hạ Long).

Vị trí địa lý là: 15060 ữ 17020 vĩ độ bắc
86006 ữ 87050 kinh độ đông
- Đông giáp mỏ Tân Lập
- Tây bắc giáp mỏ Hà Lầm
- Đông bắc giáp mỏ Hà Tu
- Nam giáp đờng 18A và nhà máy tuyển than Nam Cầu
Trắng.
Vị trí mỏ có nhiều thuận lợi vì có đờng quốc lộ 18A chạy
qua và gần nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng, là đầu mối tiêu
thụ than bằng đờng biển. Mỏ có đờng ô tô nối với mạng vận tải
khu vực.
Địa bàn dân c và các cơ sở hạ tầng của Công ty than Núi Béo
thuộc các phờng Hà Tu, Hồng Hà, Hà Trung của thành phố Hạ Long.
Thành phố Hạ Long nay là trung tâm văn hoá chính trị của tỉnh
Quảng Ninh là đầu mối giao thông liên lạc quan trọng trong nớc và
ngoài nớc. Mỏ đợc cấp điện từ trạm biến áp 35/6KV đặt tại phờng
Hà Trung theo các tuyến điện 6KV tới các hộ tiêu thụ trong mỏ,
cung cấp nớc cho mỏ. Nớc phục vụ sinh hoạt đợc lấy từ giếng trong
3


ranh giới mỏ quản lý vận chuyển bằng xe chở nớc đến các bể nớc
công trờng, phân xởng nớc phục vụ sản xuất, tới đờng thì đợc lấy
từ các moong khai thác cũ trong khu vực.
Khí hậu khu vực Quảng Ninh và mỏ Núi Béo là khí hậu
nhiệt đới gió mùa, với độ ẩm và nhiệt độ cao khí hậu chia làm
2 mùa rõ rệt đó là mùa khô và mùa ma.
Mùa khô kéo dài từ tháng 11 - tháng 3 năm sau
Mùa ma kéo dài từ tháng 4 - 10
Mùa khô nhiệt độ trung bình là 15 ữ 180C có khi xuống thấp

đến 80C. Nhiệt độ thấp nhất tháng 1 và tháng 2.
Mùa ma nhiệt độ trung bình là 27 ữ

310C, nhiệt độ cao

nhất lên đến 32,60C vào tháng 6 - 7.
Độ ẩm khu vực cũng biến thiên rõ rệt theo không gian và thời
gian. Theo thời gian độ ẩm tơng đối trung bình vào mùa khô là
65%, mùa ma là 98%.
Lu lợng ma phân phối không đều trong năm, có thời kỳ ma
kéo dài, có thời kỳ khô hạn kéo dài. Lợng ma trong mùa ma chiếm
90% lợng ma cả năm, còn mùa khô chiếm 10% cả năm.
* Địa hình sông suối:
Do địa hình chia cắt phức tạp và phần lớn đã thay đổi do
quá trình khai thác tại Công trờng Vỉa 11, địa hình thấp nhất ở
mức (-55m) tại lộ vỉa phía tây Công trờng vỉa 11, đỉnh cao
nhất có độ cao (+114,85m) ở phía Bắc. Tại Công trờng vỉa 14
địa hình thấp nhất ở mức (-28m) tại lộ vỉa phía đông. Trong
mỏ không có hệ thống sông ngòi mà chỉ có các khe suối chảy
theo hớng bắc - nam. Các suối này chảy theo mùa, mùa khô thờng
cạn, mùa ma ngập nớc, trong khu vực còn có 2 hồ đó là hồ Mon
plane và hồ Hà Tu là moong khai thác của Pháp cũ, hiện nay hồ
4


Mon plane đã bơm cạn nớc và là khai trờng khai thác của Vỉa 11.
Hồ Hà Tu còn ngập nớc và là nơi cấp nớc sinh hoạt bổ xung cho
thành phố Hạ Long.
I-2: Đặc điểm về địa chất của khoáng sàng
I-2.1: Khái quát khu vực mỏ

Trong phạm vi thăm dò phát hiện 6 vỉa than, trong đó có vỉa
11 và vỉa 14 có giá trị khai thác lộ thiên.
Công trờng Vỉa 11: Phía bắc, phía nam giới hạn bởi đứt gẫy
Hà Tu và đứt gẫy moong Plane. Riêng phía nam khu vực có đờng
18A, nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng, đờng sắt vận tải Hà Tu
- Nam Cầu Trắng và trạm biến áp 35KV Hà Tu . Phía tây và phía
đông là các lộ vỉa. Công trờng có chiều dài 1,5km, chiều rộng là
1,2km.
Công trờng Vỉa 14: Phía đông và nam theo lộ vỉa, phái
bắc giới hạn bởi tuyến VIII (Ranh giới khai thác hầm lò). Phía tây
đợc lấy theo trục bối là điểm thuận tiện cho việc khai thác hầm
lò sau này. Hệ số bóc biên giới ở đây là 10m 3/tấn. Chiều dài Công
trờng 850m, chiều rộng 600m. Nhìn chung địa hình các khu
vực Hà Tu, Nam Hữu Nghị nằm ở khu vực đồi núi, độ cao của
đỉnh cao nhất là (+128m) thấp nhất là (+16,1m). Vỉa 14 có 2
chùm than đó là chùm trên và chùm dới. Vỉa thuộc loại dốc thoải và
thuộc loại vỉa mỏng, nằm trong địa hình khu vực mỏ có dạng
đồi núi cao triền dốc trùng là từ bắc xuống nam, các sờn đều
dốc đứng. Độ cao tuyệt đối của khu mỏ không quá 200m ở phía
bắc. ở khu trung tâm mỏ có dãy núi chạy theo phơng Tây Nam Đông Bắc tạo thành đờng phân thuỷ cho hệ thống thoát nớc.
Mặt Hà Lầm chạy về hớng Tây và Hà Tu chạy về hớng đông. Đây
là 2 công trờng mỏ đợc Liên Xô thiết kế xây dựng năm 1983 và
đợc Công ty khảo sát thiết kế Than - Bộ năng lợng lập thiết kế
điều chỉnh. Giai đoạn 1 (1990) theo thiết kế đã đợc duyệt.
5


I-2.2: Địa tầng

Khu vực khai thác của Công ty than Núi Béo có địa tầng
chứa than nằm trong địa phận Hòn Gai thuộc hệ Tri at, thông thờng bậc Nori - Re ti (T3 n - rhg) thành phần nham thạch gồm cuội
kết, sạn kết, bột kết, sét kết và các vỉa than. Chiều dầy của
trầm tích chứa than từ 300 - 500m, lớp đất phủ đệ tứ trên mặt
dầy từ 10 ữ 20m trong đất đá có nhiều thay đổi cả về bề mặt
và lớp cắt thờng thấy sự dịch chuyển tiếp từ loại đá này sang đá
khác.
Trong địa tầng chứa than tồn tại 6 vỉa than trong đó vỉa 11
và vỉa 14 là 2 vỉa có giá trị công nghiệp nhất cho khai thác lộ
thiên. Chiều dầy trung bình của vỉa 28,65m (V14) và 32,19m
(V11) trực tiếp ở vách và trụ vỉa than có lớp Alevrolit và Acghilit
tại một số khu phía trên bị xói mòn độ sâu phong hoá của đá và
than khoảng từ 10 - 20m trầm tích. Đệ tứ là các Đeluvi phân bố ở
sờn núi và Laluvi phân bố ở thung lũng suối.
I-2.3: Đặc điểm kiến tạo

Mỏ Núi Béo nằm trong khu vực có địa hình cấu tạo phức tạp
và thuộc hai nếp lõm lớn: Nếp lõm Hà Lầm và nếp lõm Hà Tu.
Khu vực vỉa (11): Thuộc nếp lõm Hà Tu, đợc thể hiện dới
dạng một nếp uốn lõm không khép kín, trục nếp lõm phát triển,
kéo dài theo phơng Bắc - Nam, độ rẽ 2 cánh thay đổi từ 12 ữ
350. Đáy của nếp lõm sâu nhất đến (-135m) phía Nam và Bắc
của nếp lõm bị chặn bởi 2 đứt gẫy đó là: Đứt gẫy thuận Hà Tu
và đứt gẫy thuận Mon plane.
- Đứt gẫy thuận Hà Tu: Phơng chạy theo hớng Tây Bắc - Đông
Nam, mặt trợt cắm về phía Nam. Dốc 65 ữ 700, đới huỷ hoại
rộng khoảng 200 ữ 250m biên độ dịch chuyển 80 ữ 100m.
6

- Đứt gẫy thuận Mon plane: Phơng chạy theo hớngTây Bắc Đông Nam, mặt trợt cắm về Đông Bắc, góc dốc khoảng 50 ữ 700,
đới huỷ hoại rộng 35 ữ 40m biên độ dịch chuyển 70 ữ 250m.
Khu vực vỉa (14): Nằm trong khu vực có mức độ hoạt động
kiến tạo khá mạnh mẽ làm xuất hiện hàng loạt các nếp uốn và đứt
gẫy lớn nhỏ.
- Uốn nếp: Trên diện tích khai thác của vỉa 14, phát triển
chủ yếu hệ thống uốn nếp theo phơng kinh tuyến. Phía tây là
nếp lồi Hà Lầm, trung tâm có nếp lõm Hữu Nghị, phía Đông là
nếp lồi 158.
- Đứt gẫy: Theo phơng á vĩ tuyến có đứt gẫy thuận L - P, đứt
gẫy nghịch theo phơng á kinh tuyến có đứt gẫy nghịch K- H.
I-2.4: Đặc điểm cấu tạo địa chất

Vỉa 11: Có cấu tạo rất phức tạp, số lớp đá kẹp trong vỉa thay
đổi từ 3 ữ 30 lớp. Sự phân bố các lớp đá kẹp trong vỉa không có
qui luật, chiều dầy của lớp đá kẹp trong vỉa mỏng dần về phía
Tây và phía Bắc. Chiều dầy tổng cộng của vỉa biến đổi từ
14,1 ữ 59,61m. Chiều dầy của vỉa mỏng dần theo hớng cắm.
Chiều dầy tích trữ lợng thay đổi từ 6,97 ữ

40,81m. Cấu trúc

vỉa 11 khảo sát theo các khu khai thác và cho toàn mỏ (xem
bảng 1 - 1). Chất lợng than vỉa 11 thuộc loại bán Antraxít ít lu
huỳnh, chất lợng than khai thác theo tài liệu thăm dò (xem bảng 1
- 2). Chất lợng than khai thác theo báo cáo hàng năm của mỏ
(bảng 1 - 3). Than khai thác càng xuống sâu chất lợng càng tốt.
Độ tro giảm, nhiệt lợng tăng, tỷ lệ than trong vỉa tăng từ 54% mức
(+24) đến 64% mức (-12).
Vỉa 14: Là vỉa nằm cao nhất của cột địa tầng khu Nam

Hữu Nghị cách vỉa 13 từ 20 ữ 60m. Vỉa 14 thuộc loại vỉa có
7


chiều dầy lớn, tơng đối ổn định, cấu tạo phức tạp. Chiều dầy
chung của vỉa từ 0,64 ữ 78,69m trung bình là 27,44m. Chiều
dầy than tham gia tích trữ lợng từ 0,64 ữ 36,68m trung bình là
13,58m. Số lớp đá kẹp trong vỉa biến đổi từ 2 ữ 25 lớp phổ
biến là bột kết, sét kết. Chiều dầy chung của đá kẹp thay đổi
từ 0,17 ữ 9,01m, trung bình là 10,46 lớp. Đá vách và trụ vỉa là
sét kết và bột kết.
Tính chất biến đổi chiều dầy vỉa theo qui luật tăng dần từ
Tây sang Đông, từ Nam lên Bắc. Sự phân bố của vỉa chìm dần
về phía tây, trụ vỉa cao nhất (+41,47m) thấp nhất là (175,83m), độ dốc của vỉa thuộc loại thoải đến trung bình, gần
lộ vỉa phía Đông độ dốc của vỉa khá lớn, độ dốc của vỉa dao
động từ 60 ữ 650 trung bình 250. Vỉa 14 thuộc loại vỉa có cấu
tạo phức tạp, chứa nhiều lớp kẹp mỏng, loại đất đá mềm, trong
quá trình khai thác chất lợng than bị giảm.

Bảng 1 - 1: Cấu trúc vỉa 11

tt

thông số

toàm mỏ

1

Chiều dầy toàn

mỏ (m)

khu khai thác
khu tây

khu đông

khu bắc

9,41 - 59,21
34,76

9,41 - 54,56
26,37

17,59 52,27
39,37

15,92
ữ 59,67
35,1

2

Chiều dầy riêng
vỉa (m)

6,71 - 40,81
20,18

6,71 - 22,73
17,97

6,96 30,53
19,76

9,75 ữ
40,81
35,1

3

Số lợng đá kẹp
toàn bộ loại
0,5m

3 - 33
11
1 - 13
7

3 - 18
17
1 - 13
6

6 - 33
19
4 - 12
8

5 ữ 21
8
5 ữ 21
8

8


4

Chiều dầy đá
kẹp toàn bộ loại
< 0,5m

2,46 - 28,18
14,58
0 - 1,84
0,85

2,46 - 22,08
9,4
0 - 1,74
0,171

3,91 - 32,8
19,6
0 - 1,83
0 98

3,02 28,18
13,49
0 ữ 1,84
0,84

5

Tỷ lệ than trong
vỉa %

31,83 87,44
58

51,86 87,44
56,66

31,38 62,4
49,8

41,15 68,9
33,47

6

Tỷ lệ đá trong
vỉa
toàn bộ loại
0,5m

31,83 87,44

58
2,74

12,56 48,14
34,34
2,59

37,36 68,62
49,8
2,49

13,1 58,85
38,17
2,34

7

Dộ dốc của vỉa
(00)

100 - 350

bảng 1-2: Chất lợng than vỉa 11
stt

các chỉ số phân tích

từ

đến

t. bình

số mẫu
t.nghiệm

1

Độ tro AK (%)

1,93

39,05

13,94

632

2

Chất bốc (Vc %)

3,01

11,98

9,0

442

3

Độ ẩm (W %)

0,05

4,83

1,9

627

4

Q cháy (Ka 1/kg)

6786

9406

8672

186

5

Lu huỳnh (S %)

0,03

0,95

0,38

120

6

Thể trọng than T/m3

1,35

1,60

1,5

534

7

Phốt pho (P%)

0,001

0,06

0,008

45

8

Các bon (C%)

83,87

94,24

90,39

82

9

Ôxy (O%)

1,71

7,11

4,15

75

10 Nitơ (N%)

0,28

3,01

1,28

64

11 Hiđrô (H%)

0,49

6,85

3,36

65

bảng 1-2: Chất lợng than vỉa 11

9


thời kỳ B.cáo

1995
+ 24

1997
0

1999
- 12

1

Theo mẫu công nghiệp
Ak (%)
Qch (Kcal/kg)

40,5 34,57
4705 4520

36,22 37,29
5548 5767

30,58 35,52
6084 6420

2

Theo mẫu vi phân AK
(%)
Qch (Kcal/kg)

8,45 32,38
5590 7740

12,52 32,87
4210 7265

10,62 30,68
5580 7682

3

Tỷ lệ cấp hạt
35 - >50mm(%)
15 - 35mm (%)
0 - 15mm (%)

32,87
13,74
53,39

30,13
15,04
54,81

29,06
16,18
54,76

54,1
45,9

60,8
39,2

60,8
39,2

stt

Kết Quả N.Cứu

ghi
chú

I -3: Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Do địa hình mỏ có dạng đồi núi với sờn dốc từ 15 ữ 300 bị
ảnh hởng của việc nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới với 2
mùa rõ rệt, mùa khô lợng ma chỉ chiếm 10% so với cả năm. Mùa
nóng ẩm lợng ma chiếm 90%, lợng ma trung bình năm là
2330mm. Các điều kiện đó ảnh hởng tới điều kiện địa chất
thuỷ văn của khu vực mỏ.
* Nớc trên mặt: Nớc trong mỏ tập trung chủ yếu ở suối Hà Tu,
suối Lộ Phong, moong khai thác và hồ Hà Tu. Hai suối Hà Tu và lộ
phong có lu lợng nhỏ nhất là 3,641/S, các con suối này về mùa khô
hầu nh không có nớc, hồ Hà Tu có dung tích 2.993.000m3, đáy ở
mức (-30), mức nớc (+13 ữ 14,5m) nớc mặt có độ khoáng hoá từ
0,021 - 0,958cm2, độ PH = 6,4 - 8.
* Nớc dới đất: Gồm 2 tầng chứa nớc đó là:

10


- Tầng chứa nớc có áp lực: Phân bố rộng rãi nhng có tính chất
cục bộ do bị phân chia bởi các đứt gẫy kiến tạo.
-Tầng chứa nớc không có áp lực: Phân bố hạn chế, nguồn
cung cấp chính cho tầng chứa nớc chủ yếu là nớc ma thông qua
các đợt phá huỷ kiến tạo. Lu lợng tầng không áp lực đo đợc là
0,061 - 1,81l m3/s. tầng nớc ngầm có tính chất mềm, ngọt, trong

suốt hàm lợng Iôn Hiđrô thay đổi từ trung tính đến axít, nớc thờng có tính ăn mòn và không ăn mòn với kim loại, bê tông. Ngoài
ra còn có một lợng nớc đã tích tụ lâu ngày ở trong các đờng lò
khai thác cũ, ớc tính (600.000 - 650.000 m3) cũng ảnh hởng đáng
kể đến điều kiện địa chất thuỷ văn của mỏ.
I- 4: Đặc điểm địa chất công trình

Đất đá mỏ gồm các loại: Cuội kết (Cônglômêrat), sạn kết
(Gravilit), cát kết, bột kết (Alêvrôlit), sét kết (Acgrilit). Chiều dầy
các lớp đất đá thay đổi từ 0,5 ữ 0,7m đến 2m. Chiều dầy lớp
trầm tích đệ tứ từ 10 ữ 20m.
Đất đá phủ bờ mỏ chủ yếu là các lớp xen kẽ Cônglômêrat,
Gravilit, sa thạch, (Alêcrolit), cũng còn gặp cả các lớp Acghilit,
thông thờng nằm ở trụ vỉa, vách vỉa.Trong các giai đoạn thăm dò
địa chất đã tiến hành lấy trên 250 mẫu cơ lý đá để nghiên cứu
các chỉ tiêu cơ lý phục vụ cho thiết kế bờ mỏ.
- Cuội kết: Loại này phân bố không rộng rãi. Đá có màu trắng
đến phớt hồng, thành phần hạt chủ yếu là thạch anh, Silic, kích
thớc hạt từ 5 - 12mm, xi măng gắn kết là cát thạch anh, đá có cấu
tạo khối, xắp xếp không theo quy luật, phân lớp dầy và nứt nẻ
mạnh.
- Sạn kết: Mầu xám đến xám phớt hồng, thành phần hạt chủ
yếu là thạch anh, cỡ hạt từ 1 - 3mm, xi măng gắn kết là cát thạch
11


anh, Silic, đá bị nứt nẻ mạnh đá thờng có cấu tạo khối, phân kớp
dầy.
- Cát kết: Là đá phổ biến trong khu mỏ, mầu xám tro đến
xám trắng, thành phần hạt chủ yếu là thạch anh cỡ hạt nhỏ hơn
1mm. Đá có cấu tạo phân lớp dầy ít nứt nẻ.

- Bột kết: Phân bố ở vách trụ vỉa than, bột kết có mầu xám
tro đến xám đen. Thành phần chủ yếu là sét, cát, cỡ hạt từ 0,01 0,1mm, xi măng chiếm tỷ lệ 50 - 70%, chủ yếu là sét. Đá có cấu
tạo phân lớp, ít nứt nẻ.
- Sét kết: Mầu xám đến xám đen, cấu tạo dạng phân lớp, bị
nén ép có dạng phân phiến, đá kém bền vững dễ bị vỡ vụn bở
rời, các chỉ tiêu cơ lý đá của từng loại nh bảng 1 - 4:
Bảng 1 - 4: Các chỉ tiêu cơ lý đá
Trọng lợng
thể tích
(g/m3)

Độ bền
nén
(kg/cm2)

Độ bền
kéo
(kg/cm2)

2,26 2,67
2,5

461 1010
844

38 - 80
70

240 420
340

330 - 370
35

8 - 10

Sạn kết

2,4 2,91
2,65

209 2640
1163

33 - 229
110

180 480
385

320 - 330
33

7-8

Cát kết

2,28 2,75
2,58

263 2547
926

16 - 280
114

111 560
313

270 - 380
31

8 - 11

Bột kết

2,3 3,23
2,63

132 1987
570

18 - 91
55

62,5 309
177

160 - 370
29

6 - 12

Loại đá

Cuội
kết

Sét
kết

lực dính
kết
(kg/cm2)

Goc ma
sat (0)

Độ cứng
(f)

2,22 2,74
2,6

Trong năm 2004. Công ty than Núi Béo đã hoàn tất công tác
Xác định các chỉ tiêu cơ lý đá và lập bản đồ nham thạch năm
12


2004 Trong đó, công tác lấy mẫu thí nghiệm chủ yếu tập trung

vào các loại nham thạch: Sạn kết, cát kết, bột kết và cho kết quả
nh sau:

Bảng 1 - 5: Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm Các chỉ tiêu cơ lý đá
đến năm 2004 của công trờng v11- mỏ núi béo

Tên
công
trờng

Chỉ tiêu cơ lý

Tính chất cơ lý:
đến

Trung bình (Số lợng mẫu)
Sạn kết

Vỉa
11

Từ -

Dung trọng (g/m )
3

Tỷ trọng (g/m3)
Độ bền nén n
(kg/cm2)

Cát kết

Bột kết

2,50 2,54
2,53

2,50 - 2,67 2,55 - 2,78
2,63
2,68(23)

2,66 2,68
2,67(5)

2,67 - 2,71 2,71 - 3,48
2,68(4)
2,83(10)

558 1609
1016(23)

13

565 - 1877 184 - 1151
1026(28)
679(23)

Sét kết
2,39 (1)

2,70 (1)


Độ bền kéo k
(kg/cm2)

37,7 108,7
68,7(23)

38,2 126,8
69,4(28)

13,2 - 82,2
48,5(23)

Lực dính kết C
(kg/cm2)

170 - 550
334(5)

49 - 330
331(4)

35 - 190
110

Goc ma sát trong (0)

26030 35000

31027(5)

21030 31015
27011(4)

22030 27000
34009

Hệ số kiên cố (f)

6,2- 12,7
9,1

6,2 - 14,2
9,2

3,1 - 10,0
6,9

Bảng 1 - 6: Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm Các chỉ tiêu cơ lý đá
đến năm 2004 của công trờng v14- mỏ núi béo

Tên
công
trờng

Chỉ tiêu cơ lý

Tính chất cơ lý:
đến

Trung bình (Số lợng mẫu)
Sạn kết

Vỉa
14

Từ -

Dung trọng (g/m3)

2,55 2,64
2,62

14

Cát kết

Bột kết

2,63 - 2,65 2,59 - 2,62
2,64
2,61(8)

Sét kết
2,50 2,63
2,59(8)


Tỷ trọng (g/m )

2,61 2,69
2,66(7)

2,67 - 2,76 2,62 - 2,78
2,70(8)
2,71(18)

Độ bền nén n
(kg/cm2)

541 1157
981(10)

642 - 1131
876(8)

Độ bền kéo k
(kg/cm2)

36,5 78,2
66,4(10)

33,4 - 76,4 18,1 - 58,4
59,2(8)
28,8(8)

Lực dính kết C
(kg/cm2)

250 - 490
347(7)

52,0 - 520
250(8)

43,0 - 400
101(6)

31,0 - 98
67(7)

Goc ma sát trong (0)

25024 35030
32017(7)

22045 34000
27043(8)

15000 35040
35035(16)

14045 27030
2404(7)

Hệ số kiên cố (f)

6,0 - 10,1
8,95

6,8 - 9,9
8,30

3,7 - 7,9
5,1

2,0

3

2,61 2,68
2,65(8)
99,7 308,2
208,6(7)

253 - 817
417(8)

18,9 64,0
44,5(7)

Theo viện khảo sát địa chất Bộ mỏ và than đã tính toán trị
số khoáng trợt thông qua các thí nghiệm thì điều kiện cấu tạo
địa chất công trình mỏ Núi Béo có thể sử dụng các chỉ tiêu
chống trợt gần sát với trị số khoáng trợt đất đá ở các mỏ Đèo Nai,
Cọc Sáu.

Bảng 1 - 7: Các chỉ tiêu cơ lý đất đá mỏ

Lực dính kết của đất đá
C
Tỷ
trọng

Tron
g
khối

Vùng
pha
y
phá

Mặt phân
lớp
Than
và
sét
kết

Sa
thạch
bột
kết

15

Góc nội ma sát (độ)

Tron
g
khối

Vùng
pha
y
phá

Mặt phân
lớp
Than
và
sét
kết

Sa
thạch
bột
kết


2,36

36

1,24

1,17

3,6

26

20

17

18

I- 5: Trữ lợng than

Tổng trữ lợng than vỉa 11 lấy theo ranh giới sau:
Ranh giới trên mặt giới hạn bởi:
+ Phía Bắc là đứt gẫy Hà Tu
+ Phía Nam là đứt gẫy Monplane
+ Phía Tây và Đông lấy hết lộ vỉa
Ranh giới dới sâu: Lấy đến độ sâu tồn tại cuối cùng của vỉa (150m) theo báo cáo thăm dò từ năm 1962 - 1976 khi tính trữ lợng
vỉa 11 có đề cập đến phần khai thác hầm lò. Song thực tế khai
thác vừa qua ở các khu vực Bắc và Nam vỉa 11 thu hồi đợc trên
70% so với trữ lợng than tính toán nguyên vỉa (cha có khai thác
hầm lò).
Chỉ tiêu tính trữ lợng: Trữ lợng than trong biên giới khai thác
vỉa 11 đợc tính theo 2 chỉ tiêu đó là:
+ Chỉ tiêu nhà nớc m 1m, Ak 40%
+ Chỉ tiêu than Việt Nam m 0,3m, Ak 50%
Việc tính trữ lợng vỉa 11 đợc thực hiện theo 2 phơng pháp
bình đồ phân tầng (mặt cắt, //, mặt ngang).
Trữ lợng vỉa 11 tính đến 31/12/2002 phân theo cấp trữ lợng
là:

A + B = 9.330.000 tấn
C1 = 10.367.000 tấn
= 19.697.000 tấn

16


chơng II
Những số liệu gốc dùng làm thiết kế
II -1: Các tài liệu thu thập đợc phục vụ cho thiết kế:

Bản đồ thực trạng khai thác vỉa 11 Núi Béo
Bản đồ khai trờng vỉa 11, ranh giới và lộ vỉa
Các lát cắt địa chất điển hình,
Bình đồ đồng đẳng vách vỉa 11.
Bình đồ đồng đẳng trụ vỉa 11.
II -2: Các số liệu gốc dùng làm thiết kế (Bảng II -1)

STT

Tên số liệu

1

Mã hiệu than (bán AnTra Xit)

2

Chiều dầy vỉa than tính trữ lợng
(21,2)

17

ĐVT

Số lợng

m

6,7 ữ 40,8


3

Chiều dầy vỉa than (34,7)

m

9,41 ữ 59,6

4

Số lớp kẹp trung bình

lớp

11

trong đó loại > 0,5 TB
5

Độ tro than sạch địa chất

6

Nhiệt lợng

7

7
%

13,94

K
cal/kg

8672

Kích thớc khai trờng (dài x rộng)

km

1,4 + 1,2

8

Cốt cao đáy mỏ

m

-132

9

Diện tích khai trờng

ha

168

10

Trữ lợng than địa chất (1997)

103 T

11

Trữ lợng than công nghiệp (1997)

103T

12

Trong đó than tận thu hầm lò

103T

13

Giá bán cho phép của TVN đối với
mỏ

ĐT

14

Tổng chi phí cho1 tấn than nguyên
khai

Đ/T

15

Giá gốc 1m3 đất thuần tuý

921

Đ/m3

Vỉa 11 có dạng một nếp lõm không khép kín, trục nếp lõm
chạy theo hớng Bắc - Nam, lộ vỉa ở cánh Đông và Tây, phía Nam
bị cắt bởi đứt gãy Mon Plane, phía Bắc bị cắt bởi đứt gãy Hà
Tu. Cả 2 đứt gãy này đều là đứt gẫy thuận.
Phía Đông Nam Hà Tu góc dốc thoải 15 ữ 180
Phía Tây góc dốc vỉa từ 20 ữ 350
Phía Bắc và Đông gần đứt gãy Hà Tu vỉa dốc từ 35 ữ 380. Một
phần trữ lợng than phía Tây Bắc và Đông Bắc đã đợc khai thác
hầm lò từ thời pháp thuộc.

Phía Đông Nam đã đợc khai thác lộ thiên tạo thành một hồ nớc
lớn (Hồ Hà Tu) đáy ở mức (-35 ữ -36) khối lợng nớc khoảng 3.106m3
nớc.
18


Phía Tây Nam đã đợc khai thác lộ thiên tạo thành hồ nớc Mon
Plane đáy hồ ở mức (-6).
Từ năm 1990 mỏ Núi Béo tập trung khai thác ở khu vực Tây
Nam theo thiết kế điều chỉnh giai đoạn 1, độ sâu khai thác
hiện tại (31/12/2004) đạt (-63 ) trên cơ sở cấu trúc và hiện trạng
khai thác mỏ ta chọn.
Góc kết thúc bờ mỏ phía Bắc và Nam: 350
Giới hạn khai trờng phía Đông, Đông Nam lấy theo lộ vỉa.
Góc kết thúc lấy theo trụ vỉa là YT = 15ữ 350
Góc kết thúc phía vách vỉa Y = 350
II-3: Chế độ làm việc

Chế độ làm việc của mỏ là chế độ làm việc không liên tục,
nghỉ ngày lễ và ngày Chủ nhật:
- Số ngày làm việc trong năm là 300 ngày.
Trong đó khai thác than là 200 ngày.
- Số ca làm việc là 3 ca/ngày (đổi ca nghịch)
- Số giờ làm việc là 8h/ca.
- Khâu khoan, xúc, vận tải, san

gạt, bơm nớc moong là 3

ca/ngày.
- Khâu nạp nổ mìn chỉ thực hiện vào ca1 (cuối ca 1 đầu ca

2).
- Sửa chữa thiết bị, làm việc theo giờ hành chính.
- Giờ hành chính làm việc từ 7h10 - 16h 30
II- 4: Tính toán tổn thất và làm nghèo

Trên cơ sở cấu tạo vỉa than, đồ án đa ra 2 phơng án xúc bốc
chọn lọc với chiều sâu xúc bốc là 0,5 và 1m tính tổn thất và làm
19


nghèo quặng so với than sạch địa chất (các chỉ tiêu tính toán đợc tổng hợp trong bảng (II-2) tổng hợp ta có giá trị trung bình
sau (số liệu thống kê )
- Tổn thất than trung bình: 84%
- Độ làm bẩn trung bình: 25%
- Thể trọng than: 1,4 T/m3
Bảng II-2 Tính toán tổn thất và làm nghèo .

Ch Tiêu

ĐV

Tổn thất KT
than
-Làm sạch nóc
-Làm sạch vách
-Xúc chọn lọc
các lớp đá kẹp
-Trong khâu KN
và vận tải
Độ làm bẩn

%

Khu Tây
Chon Chon
lọc
lọc
0,5m 1m
10,4 7,11

Khu Đông
Khu
Chon Chon Chon
lọc
lọc
lọc
0,5m
1m 0,5m
11,7
8,67 11,0
4
1,67
1,67 1,67
1,0
1,0
0,93
0,8
5,0
7,44

%
%
%

1,67
1,1
6,0

1,67
1,1
3,33

%

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

%

22,8

24,4

%
%

2,07
7,38

23,5
0
1,72
7,06

%

15,04

%
%

1,0
42

1,0
37,6

1,0
49

13,7

8
1,0
34,9

5,12

-Bẩn ngoài mỏ
-Tro của than NK

12,4
2
1,0
33,6
3

46,5
4
1,88
34,2
6
9,4

31,88

- ở trụ vỉa
-Xúc ở lớp đá
kẹp
-Do xúc xô

37,1

2
2,07
27,8
4
6,21

1,88
9,22

Chơng III
xác định biên giới mỏ lộ thiên
20

Bắc
Chon
lọc
1m
6,4
1,67
0,93
2,8

1,72
24,0

1,0
38,0


III -1. Khái niệm về biên giới mỏ lộ thiên

Việc khai thác khoáng sàng có ích, có thể tiến hành bằng phơng pháp lộ thiên, bằng phơng pháp hầm lò hoặc bằng phơng
pháp phối hợp cả lộ thiên (phần trên) và hầm lò (phần dới).
Những khoáng sàng có vỉa dốc, thoải hay nằm ngang, chiều
dầy lớp đất phủ không lớn, khi thân quặng có dạng ô, dạng thấu
kính, quặng tập trung thành khối nằm gần mặt đất thì áp
dụng phơng pháp khai thác lộ thiên là kinh tế nhất.
Biên giới mỏ lộ thiên là biên giới cuối cùng của các công trình
mỏ trong không gian mà khi khai thác đến đó sẽ đạt đợc hiệu
quả kinh tế cho phép bằng khai thác lộ thiên . Biên giới mỏ lộ
thiên phụ thuộc vào các yếu tố kinh tế- kỹ

thuật, tuỳ theo

điều kiện cụ thể của kinh tế, kỹ thuật mà biên giới mỏ ngày
càng đợc mở rộng ra. Trong thiết kế mỏ lộ thiên, việc xác
định biên giới mỏ có ảnh hởng lớn đến hiệu quả kinh tế trong
suốt quá trình tồn tại. Cơ sở kinh tế của biên giới mỏ là giá
thành khai thác không đợc vợt quá giá thành cho phép cơ sở kỹ
thuật của biên giới mỏ là vấn đề điều khiển độ ổn định bờ
mỏ và khả năng các thiết bị xúc bốc vận tải, hoạt động ở trên
mỏ đảm bảo an toàn có năng suất.
Việc xác định không hợp lý biên giới mỏ lộ thiên sẽ mang lại
những hậu quả xấu cho quá trình hoạt động kinh tế của mỏ,
làm ảnh hởng đến kế hoạch sử dụng vốn và thiết bị của Nhà nớc.
III -2. Xác định hệ số bóc giới hạn:

Hệ số bóc giới hạn (KGH ) còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý
hay hệ số bóc hoà vốn, là tỷ số giữa khối lợng đất phải bóc (m3)
tối đa cho phép và khối lợng than (T, m3) khai thác tơng ứng

21


trong điều kiện có lợi về kinh tế khi khai thác bằng phơng pháp
lộ thiên.
Kgh=

Vmax
,m3/Tấn (m3/m3)
P

Hệ số bóc giới hạn là chỉ tiêu kinh tế quan trọng phụ thuộc
vào điều kiện kỹ thuật khai thác của đờng vỉa than. Trong thiết
kế, hệ số bóc dùng làm chỉ tiêu chính để xác định biên giới cuối
cùng của mỏ lộ thiên. Để mỏ thu đợc lợi nhuận thì hệ số bóc K
KGH
Theo công thức:
Kgh=

C0 a
, m3/ /T( m3/m3 )
b

Trong đó:
+ Co là giá thành cho phép khai thác 1 tấn than bằng phơng
pháp lộ thiên đảm bảo cân bằng thu chi (đ/tấn)
C0 =

C1a 1 + C 2 a 2 + ... + C n a n
, đ/Tấn

a 1 + a 2 + ... + a n

Trong đó:
C1, C2, Cn : là giá bán từng loại than.
1, 2, n: là suất thu hồi từng loại than tơng ứng .
Với mỏ Núi Béo: Co = 177.000đ/tấn
a: Là giá thành khai thác than thuần tuý, a = 45.000đ/tấn
b: Là giá thành bóc 1m3 đất, b = 24.000đ/tấn
Thay vào công thức trên ta có:
Kgh=

177.000 45.000
=5,5m3/Tấn=7,7m3/m3
24.000

22


III-3: Lựa chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ

Viêc xác định đúng biên giới mỏ là một trong những yếu tố
đem lại hiệu quả kinh tế trong quá trính sản xuất kinh doanh,
khi chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ cần dựa trên cơ sở:
- Tổng chi phí cho khai thác toàn bộ khoáng sàng là nhỏ
nhất.
- Giá thành sản phẩm trong mọi giai đoạn sản xuất phải nhỏ
hơn hay tối đa là bằng giá thành cho phép.
-Tận thu tối đa tài nguyên bằng phơng pháp lộ thiên
Qua thực tế cấu tạo địa chất và địa hình vỉa 11 của mỏ
Núi Béo có địa hình lòng chảo, độ dốc 2 cánh thay đổi từ 15

ữ 350 , đáy của nép lõm tới (-132m) phần trữ lợng tập trung ở
dạng đông tụ, chiều dầy lớp đất phủ không lớn, do đó ta chọn
nguyên tắc để xác định biên giới mỏ là:
Kgh Kbg
Kgh Ktb
III-4: Xác định biên giới mỏ

Để phù hợp với điều kiện địa hình và phù hợp với tính toán ta
dùngng phơng pháp đồ thị để xác định biên giới mỏ. Phơng
pháp đợc tiến hành bằng cách đo vẽ trực tiếp trên mặt cắt và
dùng đồ thị để xác định kết quả phải tìm.
Đối với vỉa 11 ta sử dung 3 lát cắt ngang đặc trng là lát
cắt các tuyến IV B, V, VIB và một lát cắt cột dọc để tính toán.
Nội dung của phơng pháp này nh sau:
Trên lát ngang, xây dựng từ tài liệu địa chất kẻ các đờng
song song nằm ngang với khoảng cách lớn hơn bằng hoặc nhỏ
23


hơn chiều cao tầng khai thác (ở đáy ta chọn bằng chiều cao
tầng).
- Từ giao điểm của các đờng nằm ngang với vách và trụ vỉa
lần lợt từ trên xuống dới kẻ các đờng xiên biểu thị bờ dừng phía
vách và trụ với góc ổn định để chọn cho tới khi gặp mặt đất.
- Tiến hành đo diện tích quặng khai thác và đất đá phải bóc
tơng ứng với tất cả các tầng và xác định hệ số bóc biên giới.
Kbg=

V
, m3/m3

p

- Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ số bóc giới hạn (const) và
Kbg thay đổi theo chiều sâu khai thác.
- Vẽ lát cắt dọc tuyến xác định chiều sâu cuối cùng của mỏ
và điều chỉnh đáy mỏ. Khi điều chỉnh đáy mỏ lu ý độ dốc và
diện tích khu vực xác định biên giới phía trên của mỏ trên bình
đồ (biên giới khai trờng vỉa 11 đợc vẽ trên bình đồ và các mặt
cắt điển hình của vỉa).
Căn cứ vào kết quả tính toán trên mặt cắt và đồ thị biểu
diễn mối quan hệ giữa K gh và Kbg tại các điểm tính toán. K bg
luôn < Kgh chứng tỏ cho phép chúng ta khai thác hết vỉa 11 tới
mức (-132).
Việc xác định biên giới phía trên đợc thực hiện qua tính toán
và dựa vào lát cắt dọc và ngang. Biên giới phía trên đợc xác định
cụ thể với chiều dài max = 1.400m, chiều rộng max = 1.200m
Biên giới cụ thể:
Phía Đông: Moong Hà Tu
Phía Tây: Moong Plane
Phía Bắc: Đứt gẫy Hà Tu
24


Phía Nam: Đứt gãy Moong Plane
Phần điều chỉnh đáy mỏ theo tài liệu địa chất vỉa 11
dạng lòng chảo độ dốc thoải, độ sâu tơng đối đều, nên ta
không điều chỉnh đáy mỏ.
Tiến hành chia khoáng sàng vỉa 11 ra làm 3 khu khai thác:
- Khu phía Tây: Rộng trung bình

= 0,19km

Dài trung bình

= 0,64km

- Khu phía Đông: Rộng trung bình
Dài trung bình

= 0,43km
= 1,0km

- Khu phía Bắc: Rộng trung bình
Dài trung bình

= 0,5km
= 1,0km

- Các kết quả tính toán thể hiện ở các mặt cắt sau đây:

Bảng III - 1 -Kết quả khảo sát trên mặt cắt IVB

STT

Tầng

1
2
3
4

5
6
7
8
9
10

- 24
- 36
- 48
- 60
- 72
- 84
- 96
- 108
- 120
- 132

Khối lợng đất

Khối lợng than

(m )

(m )

4032
3874
3672
5520

5017
6625
7454
7750
579
832

2084
2042
1820
1316
1047
1143
1417
2583
5813
1715

3

3

KTb

K (m3/m3)
25

Kbg (m3/ m3/)
1,97
1,90

2,02
4,19
4,79
5,79
5,26
2,72
0,1
0,5
2,02