Đồ án mỏ đá hoàng mai a

TÊN ĐỀ TÀI
- PHẦN CHUNG : Thiết kế sơ bộ khu mỏ đá vôi Hoàng Mai A
- PHẦN CHUYÊN ĐỀ : Nghiên cứu lựa chọn đồng bộ thiết bị hợp lý
cho khu mỏ đá vôi Hoàng Mai A


MỤC LỤC

PHẦN CHUNG: THIẾT KẾ SƠ BỘ KHU BẮC MỎ ĐÁ VÔI HOÀNG
MAI A................................................................................................................1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM
ĐỊA CHẤT CỦA KHOÁNG SẢN..................................................................2
I.1 Tình hình chung của mỏ đá vôi Hoàng Mai A........................................2
I.2 Đặc điểm địa chất khoáng sàng...............................................................4
I.3 Đặc điểm về chất lượng đá vôi................................................................5
CHƯƠNG II: NHỮNG SỐ LIỆU GỐC DÙNG ĐỂ LẬP BẢN THIẾT
KẾ......................................................................................................................7
II.1 Tài liệu địa chất......................................................................................7
II.2 Chế độ làm việc.....................................................................................7
II.3 Các chủng loại thiết bị sử dụng trong mỏ..............................................7
CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ...........................................9
III.1 Khái niệm chung về biên giới mỏ lộ thiên...........................................9
III.2 Trữ lượng mỏ......................................................................................11
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MỞ VỈA.......................................................13
IV.1 Khái niệm mở vỉa................................................................................13
IV.2 Phương pháp mở vỉa...........................................................................13
IV.3 Thiết kế tuyến đường hào chính..........................................................14
IV.4 Thiết kế tuyến đường hào phụ............................................................22
IV.5 Công tác bạt ngọn..............................................................................23
CHƯƠNG V: HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ. 29
V.1 Khái niệm về hệ thống khai thác..........................................................29

V.2 Lựa chọn hệ thống khai thác................................................................29
V.3 Lựa chọn thông số của hệ thống khai thác...........................................30
V.4 Đồng bộ thiết bị....................................................................................33
CHƯƠNG VI: SẢN LƯỢNG VÀ TUỔI MỎ........................................36
VI.1 Sản lượng mỏ.....................................................................................36
VI.2 Tuổi mỏ...............................................................................................36
VI.3 Lịch kế hoạch khai thác......................................................................37


CHƯƠNG VII: CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ ĐỂ XÚC BỐC...........................38
VII.1 Khái niệm..........................................................................................38
VII.2 Chọn phương pháp chuẩn bị đất đá để xúc bốc................................38
VII.3 Yêu cầu đối với công tác khoan nổ mìn............................................38
VII.4 Công tác khoan..................................................................................39
VII.5 Công tác nổ mìn................................................................................42
VII.6 Phá đá quá cỡ....................................................................................51
CHƯƠNG VIII: CÔNG TÁC XÚC BỐC..............................................53
VIII.1 Khái niệm.........................................................................................53
VIII.2 Lựa chọn thiết bị xúc.......................................................................53
VIII.3 Tổ chức công tác xúc bốc trên mỏ...................................................55
VIII.4 Công tác phụ trợ trên mỏ.................................................................55
CHƯƠNG IX: CÔNG TÁC VẬN TẢI...................................................58
IX.1 Khái niệm...........................................................................................58
IX.2 Lựa chọn hình thức vận tải và kiểu thiết bị vận tải............................58
IX.3 Năng suất và số ôtô trên mỏ...............................................................59
IX.4 Năng lực thông qua của đường và năng lực vận tải...........................62
CHƯƠNG X: CÔNG TÁC THẢI ĐÁ, THOÁT NƯỚC VÀ CUNG
CẤP ĐIỆN MỎ..............................................................................................64
X.1 Công tác thải đá...................................................................................64
X.2 Hệ thống cấp thoát nước......................................................................64

X.3 Cung cấp điện mỏ................................................................................65
CHƯƠNG XI: KỸ THUẬT AN TOÀN, VỆ SINH CÔNG NGHIỆP,
CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA CHÁY NỔ VÀ BẢO VỆ MÔI
TRƯỜNG.......................................................................................................66
XI.1 Kỹ thuật an toàn khi thiết kế công tác mỏ và vận tải.........................66
XI.2 Biện pháp chống cháy nổ...................................................................69
XI.3 Vệ sinh công nghiệp và bảo vệ môi trường........................................70
CHƯƠNG XII: TỔNG ĐỒ VÀ TỔNG HỢP CÁC CÔNG TRÌNH KỸ
THUẬT TRÊN MẶT MỎ.............................................................................71
XII.1 Xây dựng mặt bằng +6......................................................................71
XII.2 Xây dựng mặt bằng +24....................................................................71


XII.3 Các công trình...................................................................................71
XII.4 Kho chứa vật liệu nổ.........................................................................71
CHƯƠNG XIII: KINH TẾ TỔ CHỨC..................................................72
XIII.1 Tính toán đầu tư xây dựng cơ bản...................................................72
XIII.2 Giá thành các khâu trong công nghệ khai thác................................74
XIII.3 Tính toán một số chỉ tiêu kinh tế.....................................................82
PHẦN CHUYÊN ĐỀ: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỒNG BỘ THIẾT
BỊ CHO KHU BẮC MỎ ĐÁ VÔI HOÀNG MAI A...................................85
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ...................86
1.1 Khái niệm.............................................................................................86
1.2 Yêu cầu cơ bản của đồng bộ thiết bị.....................................................86
1.3 Cơ sở lựa chọn đồng bộ thiết bị............................................................87
1.4 Đánh giá đồng bộ thiết bị hiện có của mỏ............................................88
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT
BỊ….................................................................................................................89
2.1 Lựa chọn đồng bộ thiết bị.....................................................................89
2.2 Nội dung của việc lựa chọn đồng bộ thiết bị........................................89

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ.....114
3.1 Đánh giá các phương án.....................................................................114
3.2 Lựa chọn phương án đồng bộ thiết bị.................................................115
KẾT LUẬN CHUNG...............................................................................121


PHẦN CHUNG

THIẾT KẾ SƠ BỘ KHU BẮC MỎ
ĐÁ VÔI HOÀNG MAI A

1


CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA
CHẤT CỦA KHOÁNG SẢN
I.1. TÌNH HÌNH CHUNG CỦA MỎ ĐÁ VÔI HOÀNG MAI A
I.1.1.Tình hình tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A nằm trên địa phận của hai đơn vị hành chính xã
Quỳnh Lộc và Quỳnh Dị, nằm phía Bắc huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An,
tiếp giáp địa phận tỉnh Thanh Hóa. Khu mỏ gồm hai khu: khu phía Nam và
khu phía Bắc, cách xa khu dân cư.
Trung tâm khu vực khai thác có tọa độ địa lý:
18048’30’’ đến 19008’30’’ độ vĩ Bắc
105030’00’’ đến 105052’30’’ độ kinh Đông
b. Địa hình
Vùng Hoàng Mai được cấu thành bởi một hệ thống đồi núi không cao nằm
xen kẽ các vùng đồng ruộng bằng phẳng theo hướng Tây Bắc – Đông Nam.

Độ cao của đồi và núi trong vùng dao động trên dưới 150m.
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A là một đỉnh núi có độ cao từ +60, +90 đến +140
và +165m, sườn núi dốc thoải và dốc đứng, bề mặt núi có dạng mấp mô, lởm
chởm tai mèo. Tại các vị trí hố trũng, khe nứt, trên bề mặt địa hình phát triển
cây thân gỗ và dây leo có gai với mật độ thưa thớt, xung quanh chân núi là
ruộng.
c. Khí hậu
Khu vực mỏ đá vôi Hoàng Mai A chịu ảnh hưởng của vùng khí hậu nhiệt
đới miền Trung. Theo tài liệu của trạm khí tượng thủy văn Nghệ An cho thấy
nơi đây có hai mùa rõ rệt.
Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Mùa khô có gió Bắc và Đông
Bắc, tốc độ gió trung bình từ 1,7 ÷ 2,5m/s. Nhìn chung trong vùng mùa khô
lượng mưa không đáng kể, nhiệt độ cao, có khi lên đến 35 ÷ 400C.
Mùa mưa: kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 trong năm. Trong mùa mưa
vùng chịu ảnh hưởng chủ yếu gió Tây và Tây Nam, tốc độ gió trung bình từ
1,0 ÷ 2,5m/s. Nhiệt độ trung bình trong mùa mưa từ 28 ÷ 300C, có khi tới 30 ÷
400C. Vùng có lượng nước mưa chủ yếu trong hai tháng, tháng 9 và tháng 10
kèm theo có bão.
Nhiệt độ:
- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 25,60C
2


- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 400C
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 40C
- Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất (tháng 7): 90C
- Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất (tháng 1): 170C
Lượng mưa:
- Lượng mưa trung bình hàng năm: 1611mm
- Lượng mưa trung bình của tháng mùa mưa: 97,5mm

- Lượng mưa cao nhất của tháng mùa mưa (tháng 9): 432mm
- Lượng mưa trung bình của tháng mùa khô: 20,2mm
d. Sông suối
Sông trong vùng không nhiều, lưu lượng không đáng kể và thay đổi theo
mùa, chỉ có sông Hoàng Mai chạy theo hướng Đông – Tây. Hệ thống khe và
suối ít, lòng sông và lòng suối cạn, toàn bộ khe và suối đều đổ vào sông
Hoàng Mai. Vào mùa mưa đôi khi nước lớn, hệ thống khe và suối thoát nước
không kịp gây ngập úng.
e. Giao thông
Hệ thống giao thông của khu mỏ khá thuận lợi về đường bộ, đường sắt
cũng như đường thủy.
Đường quốc lộ 1A nằm dọc theo khu mỏ và cách 100m về phía Tây. Nối
giữa quốc lộ 1A với khu mỏ khoảng 2km là con đường rải nhựa cho ô tô tải
có thể đi lại dể dàng.
Tuyến đường sắt Bắc – Nam chạy qua trung tâm khu mỏ (song song với
đường quốc lộ 1A) và ga Hoàng Mai nằm sát bên đường thuận tiện cho giao
thông vận tải.
Cách khu mỏ 1km về phía Nam có sông Hoàng Mai, thuyền tải trọng 4 ÷ 8
tấn có thể qua lại dề dàng. Khu mỏ nằm gần bờ biển về phía Đông, thuận tiện
cho việc vận tải bằng đường thủy.
I.1.2. Đặc điểm văn hóa - xã hội
a.Dân cư
Dân cư trong vùng chủ yếu là người Kinh, sinh sống bằng các nghề nông
nghiệp, lâm nghiệp, khai thác chế biến đá và tiểu thủ công nghiệp. Đời sống
dân cư trong vùng tương đối ổn định. Mạng lưới y tế được phân bố đều. Giáo
dục được coi trọng và phát triển.
b.Đặc điểm kinh tế - xã hội
Cơ sở hạ tầng của vùng khá tốt, có nhiều cơ sở công nghiệp.
Trong vùng có nhà máy xi măng Hoàng Mai – Nghệ An, mỏ đá Hoàng
Mai A, mỏ đá Hoàng Mai B và các mỏ đá địa phương cùng hoạt động.

3


I.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHOÁNG SÀNG
I.2.1. Địa tầng
Vùng Hoàng Mai nằm ở phía Bắc huyện Quỳnh Lưu, gồm các đá thuộc hệ
tầng Đồng Trâu, Quy Lăng, Hoàng Mai. Đất đá thuộc hệ Đệ Tứ.
Ở đây đáng chú ý là hệ tầng Hoàng Mai. Đất đá thuộc hệ tầng Hoàng Mai
phủ không chỉnh hợp trên đất đá thuộc hệ Quy Lăng, gồm đá vôi tạo thành núi
phân bố rải rác hai bên đường quốc lộ 1A dọc thị trấn Quỳnh Lưu đi Hoàng
Mai. Đá vôi phân lớp màu xám đen, xám sáng hạt từ nhỏ đến mịn. Chiều dày
thấy được của mỏ đá vôi Hoàng Mai A không vượt quá 500m.
I.2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn
- Nước mặt: trong khu mỏ không có hệ thống sông suối ngoài kênh đào
nhà Lê ở phía Đông, kênh nhà Lê chảy song song với khu mỏ, chiều rộng
trung bình 10m, chiều sâu trung bình 3m, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thủy
triều.
Nước mặt của khu mỏ được chảy theo các khe suối và hang hốc castơ đổ
xuống kênh nhà Lê rồi ra sông Hoàng Mai. Kết quả phân tích mẫu nước kênh
nhà Lê như sau:
Nước thuộc loại: NaCl
Độ PH = 7,7
Tổng độ khoáng hóa: 30g/l
Hệ số cặn: 5,2
- Nước dưới đất: tầng chứa nước trong lớp đất phủ đệ Tứ, lớp đất phủ này
phân bố quanh mỏ.
Phức hệ chứa nước trong đá với tuổi Trias thuộc hệ tầng Hoàng Mai, phức
hệ này nằm trực tiếp dưới tầng phủ Đệ Tứ. Qua điều tra của liên đoàn II Địa
chất thủy văn cho thấy từ độ cao 0,8m trở xuống gặp 3 điểm lộ nước :
Điểm lộ 1 có lưu lượng lớn nhất: 50,082 l/s

Điểm lộ 2 có lưu lượng lớn nhất: 2,948 l/s
Điểm lộ 3 có lưu lượng lớn nhất: 5,876 l/s
Kết quả phân tích mẫu nước tại điểm lộ 1 như sau
Nước thuộc loại Clorua – Bocacbonat Natri
Độ PH: 8,2
Hệ số tạo cặn: 0,2
I.2.3. Đặc điểm địa chất công trình
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A là một khối đá lớn lộ ra trên mặt địa hình từ độ
cao +5, có vách dốc và dốc đứng, trên bề mặt mấp mô lởm chởm, các hố
trũng và khe nứt phát triển và không có lớp phủ, có nhiều khe nứt lớn, có
4


những khe nứt tách núi ra thành từng khối riêng biệt, chiều rộng khe nứt từ
0,2 ÷ 0,4m.
Dựa vào thành phần thạch học, các tính chất công trình khác, có thể chia
đá vôi Hoàng Mai A thành hai loại đá: đá vôi công nghiệp và đá vôi đôlômit.
Đá vôi công nghiệp có màu xám đen, hạt thô đến hạt mịn, cấu tạo phân
lớp, chiều dày từ 2 ÷ 3m, kết cấu rắn chắc.
Đá vôi đôlômit màu xám nâu, từ hạt mịn đến hạt thô, chiều dày từ 2 ÷ 10m.
I.3.ĐẶC ĐIỂM VỀ CHẤT LƯỢNG ĐÁ VÔI
I.3.1. Thành phần hóa học
Theo báo cáo kết quả thăm dò tỉ mỉ của Đoàn địa chất 405 thì mỏ đá vôi
Hoàng Mai A gồm hai loại đá vôi có màu xám đen và màu xám sáng. Cả hai
loại đều có thành phần hóa học tương đương nhau.
Kết quả phân tích toàn diện theo mẫu và kết quả tính toán hàm lượng
trung bình theo khối được ghi trong bảng 1.1
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của đá vôi Hoàng Mai A

Hàm lượng, %

Thành
phần
CaO
MgO
Fe2O3
SiO2
Al2O3
MnO
P2O5
SO2
TiO2
K2O
Na2O
Cl

Theo mẫu

Theo khối

Từ

Đến

Từ

Đến

49,84
0,05
0,02

0,80
0,06
vết
vết
vết
vết
0,009
0,009
vết

55,58
4,40
0,88
2,80
2,23
0,065
1,14
0,17
0,02
0,85
0,80
0,05

53,28
0,26
0,015
0,15
0,011
0,005
vết

vết
vết
0,01
0,015
0,05

54,90
1,53
0,11
0,64
1,04
0,065
0,07
0,01
0,007
0,03
0,057
0,025

Toàn mỏ
53,40
1,56
0,256
0,87
0,82
0,034
0,52
0,042
0,0067
0,049

0,045
0,025

I.3.2. Tính chất cơ lí đá mỏ
Đá vôi mỏ Hoàng Mai A không có lớp đất phủ, cấu tạo dạng khối, hạt thô
đến mịn. Đá vôi đôlômit hóa xen kẹp dưới dạng một số lớp mỏng. Đá vôi
thuộc loại cứng, khi vỡ sắc cạnh.
Các chỉ tiêu tính chất cơ lí của đá vôi Hoàng Mai A thu được các kết quả
thí nghiệm như sau:
5


Cường độ kháng nén: 1130 kg/cm2
Cường độ kháng kéo: 88 kg/cm2
Lực dính kết: 363 kg/cm
Góc nội ma sát: 33,20
Độ cứng theo phân loại của Protodiakonop: f = 8

CHƯƠNG II
NHỮNG SỐ LIỆU GỐC DÙNG ĐỂ LẬP BẢN THIẾT KẾ
6


II.1. TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT
1. Báo cáo địa chất khu mỏ
2. Bản đồ địa chất khu mỏ tỷ lệ 1/2000
3. Mặt cắt địa chất tuyến TA, TB tỷ lệ 1/1000
II.2. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
Do nhu cầu của nền kinh tế quốc dân, nhu cầu tiêu thụ xi măng ngày càng
tăng nên mỏ đá vôi Hoàng Mai A phải tiến hành sản xuất quanh năm để đảm

bảo sản lượng.
Số ngày làm việc trong một năm được tính :
Nm = N – ( Ncn + NL + NT ), ngày
Trong đó:
N - số ngày tính trong một năm dương lịch: N = 365 ngày
Ncn - số ngày chủ nhật trong năm: Ncn = 52 ngày
NL - số ngày nghỉ lễ trong năm: NL = 9 ngày
NT - số ngày nghỉ do thời tiết xấu: NT = 4 ngày
Số ngày làm việc trong năm:
Nm = 365 – (52 + 9 + 4) = 300 ngày
Chế độ làm việc trong ngày:
- Hành chính: 1 ca/ngày
- Khai thác:
+ Khoan, nổ mìn: 1 ca/ngày
+ Xúc bốc, vận chuyển: 2 ca/ngày
- Khâu sửa chữa cơ khí: 2 ca/ngày
- Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ
II.3. CÁC CHỦNG LOẠI THIẾT BỊ SỬ DỤNG
- Khoan nổ:
+ Máy khoan đập xoay HCR – 1200ED của hãng Furukawa – Nhật
Bản;
+ Thuốc nổ: AD – 1, ANFO, nhũ tương ;
+ Phương tiện nổ: kíp nổ vi sai KVP.6N trên mặt có độ chậm 17ms,
25ms, 42ms và loại xuống lỗ có độ chậm 400ms do Xí nghiệp hóa chất Z 21
sản xuất. Khối mồi nổ VE – 175;
Để kích nổ sử dụng máy nổ mìn Kobla XB – 1000;
- Xúc bốc: Sử dụng máy xúc thủy lực gầu ngược PC – 750 LC, công tác
phụ trợ sử dụng máy ủi D65EX – 15 đều của hãng Komatsu – Nhật Bản;
- Thiết bị vận tải: ôtô tự đổ HD325 – 7R của hãng Komatsu – Nhật Bản;

7


8


CHƯƠNG III
XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ
III.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN
III.1.1. Khái niệm biên giới mỏ lộ thiên
Việc khai thác các khoáng sàng khoáng sản có ích có thể tiến hành bằng
phương pháp lộ thiên, bằng phương pháp hầm lò hoặc bằng phương pháp phối
hợp lộ thiên (phần trên) và hầm lò (phần dưới). Tuy nhiên, dù khoáng sàng
được khai thác chỉ bằng phương pháp lộ thiên hay hỗn hợp lộ thiên – hầm lò
thì chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ lộ thiên là xác định.
Biên giới mỏ lộ thiên được chia làm ba loại: biên giới theo điều kiện tự
nhiên, biên giới theo điều kiện kinh tế và biên giới theo điều kiện kỹ thuật.
Biên giới theo điều kiện tự nhiên là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có
thể khai thác được toàn bộ phần trữ lượng trong cân đối của khoáng sàng mà
vẫn mang lại hiệu quả kinh tế và không vượt ra ngoài khả năng kỹ thuật được
trang bị. Biên giới này thường gặp khi khai thác những khoáng sàng có thân
quặng nằm nông trên mặt đất, các khoáng sàng vật liệu xây dựng có cấu tạo
dạng khối nổi trên mặt đất. Trong các trường hợp này, việc xác định biên giới
là đơn giản và nhanh chóng.
Biên giới theo điều kiện kỹ thuật là phạm vi cuối cùng của khoáng sàng có
thể tiến hành khai thác bằng phương pháp lộ thiên trong điều kiện trang thiết
bị cho phép. Ngày nay với những thiết bị hiện đại và trình độ khoa học kỹ
thuật cao, người ta có thể khai thác những khoáng sàng có thân quặng vùi lấp
sâu hàng 500 ÷ 700m, nằm dưới mức nước biển 200 ÷ 300m hoặc hơn.
Biên giới theo điều kiện kinh tế là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có

thể mở rộng phạm vi hoạt động tới đó với một hiệu quả kinh tế nhất định,
theo điều kiện giá thành quặng khai thác không vượt quá giá thành cho phép.
Biên giới theo điều kiện kinh tế là biên giới hợp lý của mỏ lộ thiên mà người
ta cần xác định khi tiến hành thiết kế một mỏ mới hay cải tạo, mở rộng một
mỏ cũ.
Tuy nhiên, do tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật vào các chỉ
tiêu kinh tế nên việc xác định biên giới hợp lý cho những mỏ lộ thiên có trữ
lượng và thời gian tồn tại lớn sẽ thiếu chính xác. Bởi vậy người ta đưa ra khái
niệm biên giới tạm thời và biên giới triển vọng.
Biên giới tạm thời là biên giới của một giai đoạn sản xuất trong một số
năm nhất định. Với những mỏ lộ thiên có thời gian tồn tại lớn, người ta có thể
phân chia quá trình sản xuất ra nhiều giai đoạn, ngăn cách nhau bằng những
9


biên giới tạm thời sao cho hiệu quả hoạt động kinh tế của mỗi giai đoạn và
của cả quá trình tồn tại của mỏ lộ thiên là lớn nhất.
Biên giới triển vọng của mỏ lộ thiên là biên giới cuối cùng, xác định cho
mỏ trong đó đã quan tâm tới tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật
tới quá trình hoạt động kinh tế và kỹ thuật của mỏ trong tương lai. Biên giới
triển vọng của mỏ lộ thiên là cơ sở để quyết định quy mô đầu tư xây dựng và
sản xuất của mỏ, sơ đồ bố trí tổng mặt bằng và mặt bằng công nghiệp mỏ,
định hướng về quy mô và chất lượng các công trình xây dựng và là cơ sở để
làm các thủ tục pháp lý về tài nguyên và đất đai cho mỏ lộ thiên.
Biên giới mỏ lộ thiên phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tính chất cơ lý
của đất đá, chiều dày và góc cắm của vỉa, địa hình khu mỏ và chất lượng của
khoáng sàng... Ngoài ra biên giới mỏ cũng chịu sự tác động của vốn đầu tư
khi xây dựng cơ bản, sản lượng mỏ và phương pháp khai thác, trình độ khoa
học kỹ thuật mỏ.
Đối với các mỏ đá vôi ở Việt Nam, phần lớn các mỏ này đều lộ ra trên bề

mặt địa hình và tạo thành những đồi núi liên tiếp nhau trên mặt đất nên có địa
hình rất phức tạp. Do đặc thù riêng của mỏ đá ở nước ta nên việc xác định
biên giới mỏ lộ thiên thường áp dụng theo điều kiện địa hình và dựa trên
những phần khoáng sản lộ ra trên bề mặt địa hình.
III.1.2. Nguyên tắc xác định biên giới của các mỏ đá vôi
- Đá khai thác trong phạm vi biên giới mỏ phải bảo đảm chất lượng yêu
cầu làm nguyên liệu sản xuất xi măng và phục vụ cho các mục đích khác.
- Biên giới khai thác phải phù hợp với ranh giới được ghi trong giấy phép
khai thác mỏ do Bộ Công nghiệp cấp.
- Khai thác được tối đa trữ lượng đá trong biên giới đã xác định, tránh lãng
phí tài nguyên.
- Các thông số khai trường khi kết thúc khai thác phải đảm bảo an toàn và
đảm bảo độ ổn định bờ mỏ, phù hợp với điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất
công trình và điều kiện địa hình khu mỏ, đảm bảo điều kiện thuận lợi để phục
hồi môi trường mỏ.
Theo nguyên tắc nêu trên, khu Bắc mỏ đá vôi Hoàng Mai A có biên giới
xác định như sau:
- Biên giới phía Bắc: giáp đường nội khu mỏ với Quốc lộ 1A
- Biên giới phía Nam: giáp đồng ruộng
- Biên giới phía Tây: cách Quốc lộ 1A khoảng 800m
- Biên giới phía Đông: giáp kênh nhà Lê

10


- Biên giới phía trên của mỏ được xác định trùng với cao độ của đỉnh núi
cao nhất sau khi bạt ngọn trong đó đỉnh núi cao nhất có độ cao +140m.
- Biên giới phía dưới (biên giới đáy mỏ) được xác định là độ cao +5, cao
độ này nằm trên cao độ ngập lụt của khu vực.
III.2. TRỮ LƯỢNG MỎ

III.2.1. Chỉ tiêu tính trữ lượng
Hàm lượng của các chất trong đá phải đảm bảo tiêu chuẩn để sản xuất xi
măng:
+ CaO ≥ 50%
+ MgO ≤ 2%
+ R2O3, SO3 và các chất không tan ≤ 1%
III.2.2. Phương pháp tính trữ lượng
Ta tính trữ lượng dựa trên bản đồ địa lý tỷ lệ 1:1000 bằng phương pháp mặt
cắt ngang, mỗi mặt cắt ứng với một độ cao nhất định, khoảng cách đều là 5m.
Xét hai bình đồ có diện tích là Si và Si+1:
- Nếu chênh lệch giữa hai diện tích này là nhỏ hơn 40% thì áp dụng công
thức sau để tính thể tích:
V 

Si  Si 1
.h.1    , m3
2

(3.1)

- Nếu chênh lệch diện tích giữa hai mặt cắt lớn hơn 40% thì áp dụng công
thức:
V 

Si  Si 1  Si .Si 1
3

.h.1    , m

3

(3.2)

Trong đó:
h - khoảng chách giữa hai mặt cắt Si và Si+1, m
 - hệ số độ lỗ hổng, %
Thường các mỏ đá vôi có độ lỗ hổng từ 0,07 ÷ 0,1 đơn vị thập phân.
Theo tài liệu thăm dò mỏ không có đất phủ, do đó các công thức trên ta
không cần đề cập đến các hệ số này.
III.2.3. Kết quả tính trữ lượng
Tổng trữ lượng khu Bắc mỏ đá vôi Hoàng Mai A: 112.262.796 tấn
Trữ lượng đá vôi của mỏ được tổng hợp trong bảng III.1

11


TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Tổng

Bảng III.1 Bảng trữ lượng khai thác
Mức cao (m)
Khối lượng (tấn)
+165
9094
+160
21219
+155

64699
+150
103087
+145
142692
+140
185823
+135
247730
+130
334798
+125
453339
+120
582648
+115
734696
+110
909215
+105
1128455
+100
1398870
+95
1706857
+90
2014905
+85
2368740
+80

2764517
+75
3179419
+70
3577084
+65
4019563
+60
4494696
+55
4999240
+50
5479877
+45
5999056
+40
6532465
+35
7097598
+30
7580095
+25
8068129
+20
8591864
+15
9196700
+10
9858395
+5

8417232
112262796

12


CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ MỞ VỈA
IV.1. KHÁI NIỆM MỞ VỈA
Mở vỉa khoáng sàng là công việc đầu tiên ở mỏ nhằm mục đích tạo nên
đường vận tải nối liền các gương khai thác, tới mặt bằng mỏ và bãi thải, bóc
đất đá phủ ban đầu (nếu cần thiết) và tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên sao
cho khi đưa mỏ vào sản xuất, các thiết bị mỏ có thể hoạt động một cách bình
thường và khai thác một lượng khoáng sản có ích theo tỷ lệ xác định của sản
lượng thiết kế.
Phương pháp mở vỉa và hệ thống mở vỉa có mối liên hệ với hệ thống khai
thác, nói cách khác việc áp dụng một số lượng hạn chế hoặc thậm chí một
phương pháp mở vỉa phải theo khả năng kỹ thuật cũng như sự hợp lý về kinh
tế của mỏ.
Căn cứ vào địa hình, điều kiện địa chất vị trí đổ thải và việc bố trí tổng
mặt bằng vào hướng phát triển công trình mỏ để thiết kế chọn vị trí mở vỉa
ban đầu sao cho chi phí xây dựng là nhỏ nhất và đảm bảo được điều kiện kỹ
thuật, khai thác an toàn cho người và thiết bị, nhanh chóng đưa mỏ vào sản
xuất.
Mục đích của công tác mở vỉa khoáng sàng đá là tạo đủ điều kiện đưa mỏ
vào sản xuất và thu hồi được các loại đá theo yêu cầu. Ở phạm vi bên ngoài
mỏ, nội dung mở vỉa là công tác làm đường giao thông để nối liền giao thông
khu mỏ với hệ thống giao thông quốc gia. Ở trong phạm vi mỏ thì nội dung
mở vỉa bao gồm: đào hào mở đường lên núi, bạt đỉnh núi và tạo mặt bằng
công tác ban đầu.

IV.2. PHƯƠNG PHÁP MỞ VỈA
Căn cứ vào địa hình, điều kiện địa chất, vị trí đổ thải và việc bố trí tổng đồ
mặt bằng vào hướng phát triển công trình mỏ để thiết kế chọn vị trí mở vỉa
ban đầu sao cho chi phí xây dựng là nhỏ nhất và đảm bảo được điều kiện kỹ
thuật, khai thác an toàn cho người và thiết bị khi tiến hành khai thác.
Ta chọn phương án mở vỉa bám vách vỉa , sử dụng đường hào bán hoàn
chỉnh bám sườn núi.
Khu khai thác đầu tiên sẽ phải mở mỏ tại khu vực có trữ lượng ở cấp chắc
chắn (cấp A, B) nên khu khai thác đầu tiên sẽ là đỉnh núi phân khu A3, A4, A5.
Tuyến đường hào mở mỏ bao gồm:
- Tuyến đường hào chính:

13


+ Nối từ đầu cầu vượt lên bãi xúc mức +140m, được dùng để vận
chuyển đá từ gương khai thác về trạm nghiền sàng
+ Các đoạn tuyến rẽ vào phân khu A4 và A5
- Tuyến đường hào phụ: dùng để đưa máy khoan, máy ủi lên núi phục vụ
công tác đào hào và bạt ngọn.
IV.3. THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG HÀO CHÍNH
IV.3.1. Vị trí, hình dạng tuyến hào
- Đoạn A – D: từ điểm A đầu cầu vượt lên khai trường mức +140 tức phân khu
A3. Đoạn tuyến này sẽ là tuyến trục chính của hệ thống đường trên khai
trường mỏ.
- Đoạn B – F: từ điểm B(+55) lên khai trường phân khu A 5 mức +110 tạo
tuyến đường vận tải lên mở tầng khai thác đỉnh núi +150 để đưa thiết bị lên
làm việc và vận tải đá khai thác, đá thải,…
- Đoạn C – E: từ điểm C(+55) lên khai trường phân khu A 4 mức +80 tạo
tuyến đường vận tải lên mở tầng khai thác đỉnh núi +80 để đưa thiết bị lên

làm việc và vận tải đá khai thác, đá thải,…
IV.3.2. Các thông số của tuyến đường hào
Tuyến đường phải đảm bảo cho xe chạy thông suốt và tồn tại cho đến khi
kết thúc khai thác ở mức +5.
Các thông số chính của ô tô vận tải Komatsu HD325 – 7R dựng làm thiết
kế được thể hiện ở bảng 4.1
Bảng IV.1 Thông số kỹ thuật của ô tô HD325 – 7R
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Thông số
Trọng lượng không tải
Trọng lượng có tải
Dài
Rộng
Cao
Công suất bánh đà
Tốc độ động cơ khi không tải

Số xi lanh
Đường kính xi lanh
Dung tích buồng đốt
Áp suất làm việc
Tốc độ di chuyển
Dung tích thùng xe

Đơn vị
Kg
Kg
Mm
Mm
Mm
kW
vòng/phút
chiếc
Mm
cm³
Mpa
km/h
m³

Giá trị
32050
68040
8465
4760
4100
388
2000

6
140
2000
21
70
24

a. Độ dốc dọc của tuyến đường
14


Chọn độ dốc dọc tuyến đường lớn nhất là một vấn đề kinh tế - kỹ thuật
lớn. Đối với từng đối tượng cụ thể phải tuỳ theo điều kiện địa hình, lưu lượng
và thành phần xe chạy, dùng những chỉ tiêu khái quát về giá thành vận tải, giá
thành công trình mà tiến hành tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn trị
số tối ưu. Đặc thù công việc vận tải của mỏ, khi ô tô lên dốc thì ở chế độ
không tải, khi xe xuống dốc thì ở chế độ có tải. Do vậy kết hợp giữa chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật và thực tế sản xuất thì độ dốc dọc tối đa của tuyến đường là
i = 8 ÷ 10%.
b. Chiều dài tuyến đường
- Tuyến đường chính đoạn A – D:
Chiều dài thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức:
L1 

Hc  Hd 
i0

.K d , m

(4.1)

Trong đó:
+ Hc - độ cao cuối cùng của đường hào, Hc = +140m
+ Hd - độ cao xuất phát của đường hào, Hd = +24
+ Kd - hệ số kéo dài tuyến đường, Kd = 1,2
+ io - độ dốc khống chế của tuyến đường, phụ thuộc các thông số của
thiết bị vận tải. Mỏ dùng phương tiện vận tải là xe Komatsu HD325 – 7R tải
trọng 32 tấn, chọn io = 8%
Thay các giá trị vào công thức (4.1) ta được:
140  24
.1,2 = 1740m
0,08

L1 =

Chiều dài tuyến đường chính đoạn A – D: L1 = 1740m
- Tuyến đường rẽ nhánh đoạn B – F:
Chiều dài thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức:
L2 

Hc 

Hd 

i0

.K d , m

(4.2)

Trong đó:
+ Hc - độ cao cuối cùng của đường hào, Hc = +110m
+ Hd - độ cao xuất phát của đường hào, Hd = +55
+ Kd - hệ số kéo dài tuyến đường, Kd = 1,2
+ io - độ dốc khống chế của tuyến đường, chọn io = 10%
Thay các giá trị vào công thức (4.2) ta được:
L2 =

110  55
.1,2 = 660m
0,1

15


Chiều dài tuyến đường chính đoạn B – F: L2 = 660m
- Tuyến đường rẽ nhánh đoạn C – E:
Chiều dài thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức:
L3 

Hc 

Hd 

i0

.K d , m

(4.3)

Trong đó:
+ Hc - độ cao cuối cùng của đường hào, Hc = +80m
+ Hd - độ cao xuất phát của đường hào, Hd = +55
+ Kd - hệ số kéo dài tuyến đường, Kd = 1,2
+ io - độ dốc khống chế của tuyến đường, chọn io = 10%
Thay các giá trị vào công thức (4.3) ta được:
L3 =

80  55
.1,2 = 300m
0,1

Chiều dài tuyến đường chính đoạn C – E: L3 = 300m
Vậy tổng chiều dài tuyến đường chính:
Lc = L1 + L2 + L3 = 1740 + 660 + 300 = 2700m
c. Chiều rộng tuyến đường
Chiều rộng mặt đường thiết kế được xác định theo công thức sau:
a c

B m 2.
 x  y
 2
 ,m

(4.4)

Trong đó:
a - bề rộng của thùng xe, a = 3,66 m
c - cự ly giữa hai bánh xe, c = 3,36 m
x - khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe cạnh

y - khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy.
Theo Zamakhaev đề nghị tính x, y dựa vào công thức sau:
y = 0,5 + 0,005.v (m)
x = 0,5 + 0,005.v (m) khi làn xe chạy ngược chiều
v = 30 km/h - tốc độ xe chạy
Thay các giá trị vào công thức (4.4) ta có:
 3,66  3,36

2.
 0,5  0,5  2(0,005.30)
2
 = 9,62m
Bc = 

Vậy chiều rộng mặt đường Bm = 10 m

16


Khi đó chiều rộng nền đường được xác định cùng với các công trình trên
mặt như rãnh thoát nước, đai bảo vệ, khoảng cách an toàn.. được thể hiện trên
mặt cắt sau:

Hình 4.1 Mặt cắt ngang tuyến đường
Chiều rộng nền đường được xác định:
Bđ = Bm + z + b + c + c1 + k, m
(4.5)
Trong đó:
Bm - chiều rộng mặt đường, Bm = 9,62m;
z - khoảng cách an toàn mép ngoài nền đường, z = 1m;

b - chiều rộng tường phòng hộ, b = 1m;
c - chiều rộng nền đường phía trong, c = 1m;
c1 - khoảng cách rãnh thoát nước tới mép trong nền đường, c1 = 0,5m;
k - chiều rộng rãnh thoát nước, k = 0,5m;
Thay các giá trị vào công thức (4.5) ta được
Bđ = 9,62 + 1 + 1 +1 + 0,5 + 0,5 = 13,62m ,lấy Bđ = 14 m
e. Bán kính lượn vòng

Hình 4.2 Bán kính lượn vòng đoạn đường cong
Bán kính cong cho phép của cả đoạn đường cong phụ thuộc vào tốc độ di
chuyển động của ô tô và loại đường. Bán kính lượn vòng được xác định theo
công thức:
17


vtb2
Rmin 
,m
127.  in 

(4.6)

18


Trong đó:
vtb - vận tốc trung bình của ôtô, vtb = 25 km/h
 - hệ số bám dính giữa bánh xe và mặt đường,  = 0,1
in - độ dốc ngang của phần xe chạy, in = 3 ÷ 6%
Thay các giá trị vào công thức (4.6) ta được:

Rmin

252

30,75 m
127. 0,1  0,06 

f. Độ mở rộng trên đường cong
Để xe chạy được an toàn trên đoạn đường cong ngoài việc bố trí siêu cao
ta cũng mở rộng trên dường cong với trị số sau:
e

L2a
v
 0,1.
,m
R
R

(4.7)

Trong đó:
La - khoảng cách từ trục bánh xe sau đến chắn trước của ô tô , La = 5,735
m
R - bán kính cong của đường, R = 30,75 m
V - tốc độ xe chạy đoạn cong, v = 12 km/h
Thay các giá trị vào công thức (4.7) ta được:
e

5,735 2

12
 0,1.
1,15 m
30,75
30,75

IV.3.3. Khả năng thông xe
Có thể xác định năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe như
sau:
1000.v
N
, xe/giờ
d

(4.8)

Trong đó:
v - tốc độ xe chạy đều nhau cho cả dòng xe, v = 30km/h
d - khoảng cách tối thiểu giữa 2 xe, có thể xác định theo công thức:
d = a + b.v + c.v2, m
với: a, b, c là các hệ số khoảng cách an toàn được chọn theo phản ứng tâm
lý người lái xe nhanh hay chậm và điều kiện hãm xe.
Chọn: a = 6, b = 0,3, c = 0
d = 6 + 0,3.30 + 0.302 = 15 m
Thay các giá trị vào công thức (4.8) ta được:
1000.30
N
2000 xe/giờ
15

19


Nhu cầu vận tải của mỏ được xác định:
N1 

Am
.k r , xe/năm
v0

(4.9)

Trong đó:
Am - sản lượng của mỏ, Am = 888889 m3/năm
Kr - hệ số nở rời của đất đá trong thùng xe, Kr = 1,4
v0 - dung tích thùng xe, v0 = 24 m3
Thay các giá trị vào công thức (4.9) ta được:
N1 

888889
.1, 4  51852 xe/năm
24

Theo chế độ làm việc của mỏ là 300 ngày/năm mà mỗi ngày làm việc là 16
giờ nên số xe chạy trong 1 giờ là:
NT 

N1
51852


 10,8 xe/giờ
300.16 300.16

Như vậy với khả năng thông xe, tuyến đường đảm bảo khả năng thông xe
đáp ứng theo công suất mỏ và có thể đáp ứng nâng cao công suất theo yêu cầu
khi cần phải tăng sản lượng mỏ.
IV.3.4. Tính khối lượng làm đường
a.Phương pháp tính toán
Khối lượng đào hào được tính theo phương pháp mặt cắt dọc, sử dụng
công thức sau để tính:
Vn 

Sid  Sid1 3
.Li , m3
2

(4.10)

Trong đó:
Li - khoảng cách tương ứng giữa hai mặt cắt i và i+1, m
Si, Si+1 - diện tích các mặt cắt thứ i và i+1, m3
Diện tích các mặt cắt được xác định theo mặt cắt ngang (tại những vị trí có
địa hình thay đổi) dọc theo trục của tuyến đường dựa trên bản đồ địa hình tỷ
lệ 1:1000.
b. Kết quả tính toán
Dựa vào các phương pháp trên ta tính được tổng khối lượng đất đá khi mở
đường ôtô lên núi từ độ cao +5m đến độ cao +140m.

20

Bảng 4.2 Tính toán khối lượng đào đường hào chính
TT
1
2
3

Hạng mục công
Đơn vị
việc
Chiều dài
Đào đá
Đắp

m
m3
m3

Khối lượng
Đoạn A – D

Đoạn B – F
và C – E

1740
533817
161408

960
280837

4161

Tổng
2700
814654
165569

Vậy khối lượng đất đá đào và đắp đường hào chính là:
V = 814654 + 165569 = 980223 m3
c.Tổ chức thi công đào đường hào
Căn cứ vào điều kiện địa hình của mỏ ta chọn được vị trí hào mở vỉa, để
công tác đào hào đảm bảo các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật và nhanh chóng đưa
mỏ vào sản xuất ta áp dụng phương pháp cắt tầng nhỏ nổ mìn bằng búa khoan
tay, kết hợp với máy gạt để gạt đá xuống sườn núi.
* Công tác san nền
- Công tác đào đất đá :
+ Nổ mìn phá đá dùng máy khoan con BBD – 43 WK và máy nén khí
PDS – 265.
+ Sử dụng máy ủi để san gạt đường.
+ Sử dụng máy xúc thuỷ lực gầu ngược để xúc bốc đất đá.
+ Vận chuyển đất đá bằng máy ủi kết hợp với ô tô.
Để hoàn thành tốt công việc thi công đào hào thì số máy khoan con BBD –
43WK cần thiết là:
N KC 

V
QNKC .PKC , cái

(4.11)

Trong đó:
V - khối lượng đào hào chính, V = 814654 m3
QNKC - năng suất năm của máy khoan con, m/năm.
QNKC = Qp.n , m/năm
Qp - năng suất của máy khoan trong ngày, QP = 28m/ngày.
n - số ngày làm việc trong năm, n = 300 ngày.
QNKC = 28.300 = 8400 m/năm.
PKC - suất phá đá 1m dài lỗ khoan con, PKC = 3,6 m3/m.
Thay các giá trị vào công thức (4.11) ta được:

21