Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ khi khai thác xuống sâu đến mức 250 cho công ty than dương huy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----------------o0o---------------

NGUYỄN CHÍ TRƯỞNG

HỒN THIỆN SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ
KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ĐẾN MỨC -250
CHO CÔNG TY THAN DƯƠNG HUY
Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 60520603

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. ĐẶNG VŨ CHÍ

HÀ NỘI – 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực chưa từng được ai cơng bố trong bất
kỳ cơng trình nào.

Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2014
Tác giả luận văn

Nguyễn Chí Trưởng

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. 1
MỤC LỤC ......................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU .................................................................... 5
DANH MỤC CÁC BẢN VẼ ............................................................................ 6
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KHOÁNG SÀNG MỎ THAN DƯƠNG HUY ..... 4
1.1. Điều kiện địa chất....................................................................................... 4
1.2. Đặc điểm khoáng sàng than Dương Huy ................................................. 12
1.3. Phân loại vỉa ............................................................................................. 19
1.4. Nhận xét ................................................................................................... 33
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ
THUẬT KHAI THÁC CÔNG TY THAN DƯƠNG HUY ............................ 35
2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa ............................................. 35
2.2. Hiện trạng thiết kế kỹ thuật (TKKT) đầu tư khai thác phần lò giếng mỏ
than Dương Huy từ mức -100-:- -250 đã được duyệt. .................................... 37
2.2.1. Mức vận tải: .......................................................................................... 37
2.2.2. Mức thông gió: ...................................................................................... 38
2.2.3. Tổng hợp các đường lị xây dựng cơ bản ( XDCB) từ mức -100-:- -250
theo TKKT của dự án. ..................................................................................... 40
2.2.4. Thời gian hồn thiện cơng tác mở vỉa mức -250 theo TKKT............... 40
2.3. Đánh giá ưu, nhược điểm của TKKT đã được duyệt ............................... 41
2.4. Những công nghệ khai thác đã áp dụng tại mỏ than Dương Huy theo
TKKT đã được duyệt. ..................................................................................... 43
2.5. Nhận xét và đề xuất phương án hoàn thiện sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ
khi khai thác xuống sâu đến mức -250 của công ty than Dương huy...................... 49
2.5.1. Nhận xét về TKKT đã duyệt ................................................................. 49


2.5.2. Một số phương pháp mở vỉa của các mỏ than vùng Quảng Ninh và đề
xuất phương án mở vỉa cho mỏ than Dương huy đến mức -250 .................... 49

CHƯƠNG 3: HOÀN THIỆN SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ
KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ĐẾN MỨC -250 CHO CÔNG TY THAN
DƯƠNG HUY................................................................................................. 52
3.1. Đặc điểm và nguyên tắc chung ................................................................ 52
3.2. Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ đến mức -250 ............... 53
3.2.1. Công tác mở vỉa .................................................................................... 54
3.2.2. Về công tác chuẩn bị mức -250 -:- -100 ............................................... 62
3.2.3. Đánh giá ưu nhược điểm của phương án hoàn thiện mở vỉa và chuẩn bị
ruộng mỏ đến mức -250. ................................................................................. 64
3.2.4. Lựa chọn các công nghệ khai thác ........................................................ 65
3.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật .................................................... 66
3.3.1 Hiệu quả kinh tế ..................................................................................... 66
3.3.2. Hiệu quả kỹ thuật .................................................................................. 70
3.4. Nhận xét. ................................................................................................. 72
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ............................................................................. 73
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ............................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 76


DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cơ lý của đá vách các vỉa than .................................... 11
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu cơ lý của đá trụ các vỉa than ....................................... 12
Bảng 1.3. Bảng thống kê đặc điểm các vỉa than Khống sàng than Khe Tam Cơng ty than Dương Huy ................................................................................ 13
Bảng 1.4. Thành phần các nguyên tố tạo than ................................................ 15
Bảng 1.5. Bảng thống kê chất lượng các vỉa than........................................... 17
Bảng 1.6. Phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển .................................... 27
Bảng 1.7. Độ bền vững của đá vách trực tiếp các vỉa than ............................. 29
Bảng 1.8. Phân loại trụ vỉa .............................................................................. 30
Bảng 1.9. Cấp kháng lún của trụ các vỉa than ................................................. 30

Bảng 2.1. Khối lượng các đường lò ................................................................ 40
Bảng 3.1. Tổng hợp các đường lò mở vỉa xuống mức -250 ........................... 60
Bảng 3.2: Khối lượng đường lị khai thơng sau khi hồn thiện ...................... 66
Bảng 3.3: Khối lượng đường lị khai thơng theo thiết kế ............................... 67
Bảng 3.4: So sánh khối lượng các đường lị khai thơng theo 2 phương án .... 67
Bảng 3.5: Chi phí đào các đường lị XDCB.................................................... 68
Bảng 3.6 : Chi phí bảo vệ đường lị ................................................................ 69
Bảng 3.7. So sánh kinh tế giữa 2 phương án .................................................. 70
Bảng 3.8. So sánh ưu nhược điểm của 2 phương án mở vỉa........................... 71


DANH MỤC CÁC BẢN VẼ
Trang
Hình 1.1. Thành phần hóa học của tro than (%) ............................................. 16
Hình 1.2. Phân loại vỉa theo góc dốc (%) ....................................................... 19
Hình 1.3. Phân loại chiều dày vỉa theo trữ lượng than % ............................... 20
Hình 1.4. Phân loại vỉa theo mức độ ổn định về góc dốc và chiều dày của vỉa (%).. 21
Hình 1.5. Phân loại vỉa theo cơng nghệ khai thác.(%).................................... 23
Hình 1.6. Phân loại vỉa than theo mức độ cấu tạo vỉa (%) ............................. 25
Hình 2.1: Sơ đồ các đường lị khai thơng mức -250 ...................................... 40
Hình 2-2: Sơ đồ cơng nghệ chống giữ lị chợ bằng cột thủy lực đơn ............. 44
Hình 2-3: Sơ đồ cơng nghệ chống giữ lị chợ bằng giá xích........................... 45
Hình 2-4: Sơ đồ cơng nghệ khai thác chống giữ giá khung ............................ 46
Hình 2-5: Sơ đồ cơng nghệ khai thác CGH đồng bộ ...................................... 47
Hình 2-6: Sơ đồ công nghệ khai thác chống giữ giá XDY ............................. 48
Hình 2-7 Sơ đồ sân ga hầm trạm mức -300 cơng ty than Hà Lầm ................. 49
Hình 2-8 Sơ đồ sân ga hầm trạm mức -350 công ty than núi béo .................. 50
Hình 2-9 Sơ đồ sân ga hầm trạm mức -350 Dự án khe chàm II-IV................ 50
Hình 3.1 Mặt cắt tuyến giếng .......................................................................... 55
Hình 3.2 Sơ đồ khai thơng theo phương án đề xuất........................................ 55

Hình 3.3. Sơ đồ sân ga hầm trạm trong sân giếng, ......................................... 56
mở vỉa bằng cặp giếng đứng ........................................................................... 56
Hình 3.4. Sơ đồ sân ga mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng chính kết hợp 1 giếng
đứng phụ .......................................................................................................... 57
Hình 3.5. Sơ đồ sân giếng mở vỉa bằng giếng nghiêng chính kết hợp với giếng
đứng phụ .......................................................................................................... 58
Hình 3.6. Sơ đồ sân giếng mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng mức -250 ......... 58
Hình 3.7. Sơ đồ sân giếng mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với giếng nghiêng
mức -250 công ty than Dương huy (Phương án lựa chọn) . ........................... 59


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cơng ty than Dương Huy hiện nay đang tiến hành khai thác từ mức 100 -:- +38, sản lượng trung bình hàng năm cho một lò chợ từ 140 ngàn - 180
ngàn tấn/năm. Sản lượng than hầm lò của cả mỏ năm 2013 là 1,6 triệu tấn.
Theo kế hoạch sản xuất kinh doanh mà Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống sản Việt Nam (TKV) giao cho Cơng ty than Dương Huy thì sản
lượng than hầm lò ngày càng tăng lên, vào các năm 2014 sản lượng là
1.600.000T; năm 2015 sản lượng là 1.800.000T; năm 2016 sản lượng là
2.200.000T. Thực hiện chủ trương của TKV nhằm khơng ngừng nâng cao sản
lượng than hầm lị, mục tiêu phát triển bền vững của công ty trong các năm
tiếp theo thì Cơng ty than Dương Huy cần phải khai thông xuống các mức sâu
hơn như mức -250, mức -350…
Để có thể áp dụng sơ đồ khai thơng một cách có hiệu quả vào khống
sàng than Dương Huy thì vấn đề đầu tiên cần phải nghiên cứu là lựa chọn
điều kiện áp dụng sơ đồ mở vỉa, chuẩn bị ruộng mỏ đến mức -250 phù hợp
nhất với điều kiện của mỏ. Vì vậy đề tài “HỒN THIỆN SƠ ĐỒ MỞ VỈA
VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ĐẾN MỨC
-250 CHO CÔNG TY THAN DƯƠNG HUY” là cần thiết.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Hồn thiện sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ khi khai thác xuống sâu
đến mức -250 cho Công ty than Dương Huy, đảm bảo hiệu quả kinh tế, tiết
kiệm tài nguyên và đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững của cơng ty cũng như
của Tập đồn cơng nghiệp than-khoáng sản Việt Nam.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Nghiên cứu điều kiện địa chất của khoáng sàng than Dương Huy.
- Nghiên cứu thiết kế kỹ thuật đầu tư khai thác phần lị giếng cơng ty


2

than Dương Huy.
- Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ khi khai thác xuống
sâu đến mức -250 cho Công ty than Dương Huy
4. Nội dung nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu các nội dung sau:
4.1. Thu thập tài liệu về đặc điểm điều kiện địa chất mỏ các vỉa than
thuộc khoáng sàng than mỏ Than Dương Huy.
4.2. Thiết kế kỹ thuật đầu tư khai thác phần lò giếng mỏ than Dương
Huy của Công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ và công nghiệp-TKV.
4.3. Đánh giá ưu nhược điểm của “ thiết kế kỹ thuật đầu tư khai thác phần
lò giếng mỏ than Dương Huy ” khai thông mức -250 và các mức tiếp theo.
4.4. Đề xuất phương án mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ khai khai thác
xuống mức -250, đánh giá ưu nhược điểm của phương án.
4.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của phương án đề xuất.
5. Phương pháp nghiên cứu.
Các phương pháp đánh giá hiệu quả khai thác mỏ: sử dụng tổng hợp các
phương pháp nghiên cứu như thu thập, khảo sát, thống kê, phân tích về thiết kế kỹ
thuật đầu tư khai thác phần lò giếng mỏ than Dương Huy đến mức -250.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: làm sáng tỏ mối liên quan giữa điều kiện địa chất vỉa
với các thông số của phương án khai thông và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu
quả của phương án.
Ý nghĩa thực tiễn: làm cơ sở cho việc áp dụng sơ đồ khai thông và
chuẩn bị ruộng mỏ mức -250 vào khoáng sàng than Dương Huy.
7. Cấu trúc luận văn:
Nội dung của Luận văn gồm: Phần Mở đầu, 3 chương, Kết luận-kiến
nghị, tài liệu tham khảo và gồm 23 hình vẽ, 18 bảng biểu .


3

8. Lời cảm ơn
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với Ban giám hiệu
Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đại học và Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ
mơn Khai thác Hầm Lị và Ban lãnh đạo các Công ty than: Dương Huy,Mông
Dương, Khe Chàm, Núi Béo, Hà Lầm đã giúp đỡ tôi trong suốt q trình học
tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn. Đặc biệt là sự chỉ bảo, giúp đỡ tận
tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đặng Vũ Chí và các thầy giáo trong bộ
mơn Khai thác Hầm lị, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Đồng thời tôi xin chân
thành cảm ơn tới các nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ
tơi để hồn thành luận văn này.


4

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KHOÁNG SÀNG MỎ THAN DƯƠNG HUY
Hiện nay, Công ty than Dương Huy đang tiến hành khai thác than hầm lị
tại khống sàng than Khe Tam, nằm ở phía Bắc thị xã Cẩm Phả. Phía Bắc và

phía Tây Bắc giáp với cơng trường khai thác của xí nghiệp Xây lắp Cẩm Phả,
Xí nghiệp 86, E35; phía Nam giáp với sườn núi cao Khe Sim; phía Đơng là
Xí nghiệp khai thác than Thăng Long, 397; phía Tây là khu Bao Gia.
Khoáng sàng than Khe Tam nằm trong giới hạn hệ tọa độ Nhà Nước 1972
X = 26.000 ÷ 30.000
Y = 422.800 ÷ 424.800
Về đơn vị hành chính Đơng Nam Khe Tam thuộc xã Dương Huy thị xã
Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh.
Dân số chủ yếu là cán bộ, công nhân đang làm việc tại các Xí nghiệp
khai thác than, ngồi ra có một vài điểm dân cư là người dân tộc Sán Dìu sống
ở các thung lũng bằng nghề nông, trồng rừng.
1.1. Điều kiện địa chất
1.1.1. Địa tầng
Trầm tịch chứa than khoáng sàng Khe Tan được xếp vào các giới Cổ
sinh (Paleozoi), giới Trung sinh (Mêzôzôi) và giới Tân sinh (Kainozoi)
1.1.1.1 Giới Cổ sinh
* Hệ Cacbon-Pecmi (C-P)
Trầm tích hệ Cacbon-Pecmi phân bố kéo dài theo Trũng Dương Huy, ở
phía bắc khống sàng, thành phần chủ yếu là Canxit, Đơlơmit với những tầng
dày 30 ÷ 40m. Chiều dày trầm tích của hệ Cacbon-Pecmi quan sát được từ
200m ÷ 400m.
1.1.1.2. Giới Trung sinh
* Hệ Triat thống trên-Bậc Nori-Reti- Điệp Hòn Gai (T3 n-r hg)


5

Hệ Triat thống trên-Bậc Nori-Reti- Điệp Hòn Gai (T3 n-r hg) chia ra 3
phụ hệ tầng: Phụ hệ tầng trên (T3 n-r hg3) gần như không xuất hiện trong khu
vực khoáng sàng, hai phụ hệ tầng dưới và giữa được mơ tả như sau:

- Phụ hệ tầng Hịn Gai dưới (T3 n-r hg1): Phân bố thành những dải hẹp ở
phía Bắc khu mỏ, thành phần gôm: Cát kết màu xam, xám đen, xen lẫn các
lớp kẹp than, than lẫn sét dạng thấu kính, chứa nhiều di tích thực vật. Chiều
dày của Phụ hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg 1) từ 400 ÷ 500m.
- Phụ hệ tầng Hịn Gai giữa (T3 n-r hg2 ): Đây là phụ tầng chứa than
chính, nằm chỉnh hợp lên phụ hệ tầng Hịn Gai dưới và bao phủ phần lớn diện
tích khống sàng. Phụ hệ tầng Hịn Gai giữa (T3 n-r hg2)có thể phân chia
thành 4 tập trầm tích như sau:
+ Tập thứ nhất (T3n-r hg21): Từ trụ vỉa 2A trở xuống dưới, có các vỉa than
thay đổi nhiều về chiều dày, chất lượng và diện phân bố các vỉa phụ thì phân
nhánh và thường là thấu kính. Nham thạch chủ yếu là các loại xám màu, hạt
mịn, giàu thành phần Cácbonát và vật chất thực vật. Hoá thạch thực vật kém
phát triển, khoảng cách địa tầng giữa các vỉa thay đổi tế 30m đến 50m. Tổng
chiều dày của tập 1 từ 850m đến 1000m và chứa các vỉa than: 2A, 2C, 2B, 2, 1,
1 A , 1 B, 1 C.
+ Tập thứ 2 (T3n-r hg22) : Từ trụ vỉa 8 đến vỉa 2A, gồm các vỉa than có
giá trị cơng nghiệp. Khoảng cách giữa các vỉa thay đổi từ 58m ÷ 100m. Các
vỉa phụ phát triển tương đối đồng đều, có vị trí nằm cách các vỉa chính ở trên
nó, trong khoảng địa tầng từ 15 ÷ 30m. Hố thạch thực vật phát triển rất
phong phú. Nham thạch xám và xám màu, hạt từ trung đến mịn. Chiều dày
tập 2 khoảng1000m, chứa các vỉa than: 8, 8A, 7, 7A, 7B, 6, 6A, 6B, 5, 5A, 5B, 4,
4A, 4B, 3, 3A, 3B, 2.
+ Tập thứ 3 (T3n-r hg23) : Từ vỉa 14 đến vỉa 8, gồm các vỉa than tương
đối ổn định. Khoảng cách giữa các vỉa thay đổi từ 30m đến 40m, vỉa phụ phát


6

triển ít. Nham thạch sáng màu, hạt từ trung đến mịn. Hố thạch thùc vật phát triển
nhiều. Tập này có tổng chiều dày khoảng 800m, chứa các vỉa than có triển vùng

trữ lưỡng lớn: là: vỉa 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8 và các vỉa phụ 14A, 10A, 9A.
+ Tập thứ 4: (T3n-r hg24) : Từ vách vỉa 14 đến vỉa 17. Tập này gồm các
vỉa than có chiều dày cấu tạo và chất lượng tương đối ổn định và không ổn
định. Nham thạch sáng màu, hạt từ trung đến thơ. Hố thạch thực vật kém
phát triển. Khoảng cách địa tầng giữa các vỉa thay đổi từ 15m đến 75m. Chiều
dày tập 4 khoảng1000m, có chứa các vỉa than: 15, 16, 17 và vỉa phụ 15A.
Chiều dày trầm tích phụ hệ tầng Hòn Gai giữa ở khu Khe Tam khoảng 1400m.
1.1.1.3. Giới tân sinh (KZ):
* Hệ Đệ Tứ (Q): Nằm bất chỉnh hợp lên địa tầng chứa than là lớp phủ Đệ
tứ (Q). Trầm tích Đệ tứ phân bổ trên tồn bộ diện tích khu mỏ, với chiều dày
từ 3m ÷ 5m. Thành phần lớp phủ Đệ tứ gồm có: Đất trắng lẫn cuội, sỏi, cát,
bột, sét kết và các tảng lớn có kích thước khác nhau, chúng được hình thành
chủ yếu do q trình phong hố tự nhiên, kết hợp với tác động của dòng chảy
tạo thành.
1.1.2. Kiến tạo
Khoáng sàng than Khe Tam nằm trong cấu tạo nếp lõm lớn Khe Tam,
thuộc khối trung tâm Cẩm Phả, được giới hạn bởi đứt gãy A - A ở phía Nam
và đứt gãy Bắc Huy ở phía Bắc. Trên hai cánh nếp lõm phát triển các nếp uốn
bậc cao như nếp lồi, lõm Nam Khe Tam, nếp lồi Tây bắc. Đặc điểm kiến tạo
cụ thể như sau:
* Nếp uốn:
+ Nếp lõm Khe Tam: Cánh bắc nếp lõm được giới hạn bởi đứt gãy Bắc
Huy, cánh Nam được giới hạn bởi đứt gãy F4, nếp lõm có chiều dài khoảng
3000 đến 4000m. Trục của nếp lõm phát triển theo phương Tây Nam - Đông
Bắc. Một trục nếp uốn gần như cắm đứng, các cánh đối xứng, tương đối thoải.


7

Độ dốc chung hai cánh trong khoảng 25o - 30o, tăng dần 35o đến 40o, bị đứt

gãy B-B phân thành hai khối lớn: khối Đông Bắc và khối Bao Gia.
+ Nếp lồi Nam Khe Tam: phân bố từ phía Đơng tuyến TG.VI (Khe
Chàm) sang phÍa Tây tuyến T.II ( Ngã Hai), dài khoảng 700m đến 1000m,
chỗ hẹp còn 100 đến 150m, cánh Bắc bị chặn bởi đứt gãy F4. Trục nếp uốn
theo phương vĩ tuyến và chếch dần theo phương Tây bắc - Đông nam. Mặt
trục nếp uốn cắm đứng, đơi khi hơi chếch về Bắc, với góc dốc 80o đến 85o (
tuyến IIA - IIB ). Độ dốc hai cánh thay đổi từ 30o đến 35o. Các đứt gãy F6, B B chia nếp lồi thành 3 khối.
+ Nếp lõm Nam Khe Tam: Kế tiếp phía Nam nếp lồi Nam Khe Tam, kéo dài
từ tuyến T.V đến T.I và phát triển tiếp tục sang khu Ngã Hai. Trục nếp lõm có
phương vĩ tuyến, mặt trục dốc đứng. Độ dốc vỉa hai cánh tương đối thoải, thay đổi
từ 200- 250. Nếp lõm bị đứt gãy B-B, F5 phân cắt thành ba khối.
+ Nếp lồi Tây Bắc: Phân bố ở phía Tây Bắc khu mỏ, kéo dài từ tuyến
TG.II đến T.I, chiều dài khoảng từ 150m đến 200m, cánh Nam tiếp giáp với
nếp lõm Khe Tam. Trục nếp uốn phát triển theo phương Tây Nam - Đông
Bắc. Mặt trục cắm chếch về Bắc, dốc 70o đến 75o, cánh Bắc dốc hơn cánh
Nam (25o đến 35o ), góc dốc vỉa cánh Nam từ 20o đến 25o.
* Đứt gãy:
Gồm hai hệ thống, theo phương vĩ tuyến, á vĩ tuyến (gồm các đứt gãy
lớn) và hệ thống đứt gãy theo phương kinh tuyến.
Đứt gãy thuận: F.B, F.C, F.T1, F.T3, F.4, F.6, đứt gãy Bắc Huy .
Đứt gãy nghịch: F.A, F.D, F.E, F.1, F.2, F.3, F.5, F.7, F.N, F.T2 .
- Đứt gãy thuận Bắc Huy: Đứt gãy này là ranh giới phía Bắc khống
sàng, phân chia ranh giới tầng chứa than và không chứa than phía Bắc. Đứt
gãy Bắc Huy là đứt gãy thuận, phát triển theo phương vĩ tuyến, phát triển


8

sang Khe Chàm, Ngã Hai, cắm Nam, dốc 550- 600, biên độ dịch chuyển
khoảng trên 1000m, cánh Bắc nâng lên, lộ ra phụ diệp dưới than, cánh Nam

hạ, tồn tại các vỉa than thuộc phụ điệp chứa than của khu vực.
- Đứt gãy thuận B-B: Đứt gãy này được hình thành ở phía Đơng Bắc khu
mỏ, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và đứt gãy F4 phát triển theo phương
Tây Bắc - Đông Nam. Đứt gãy cắm Tây Nam, độ dốc 800 ÷850, biên độ thay
đổi từ 200m ÷ 250m, đới huỷ hoại rộng 15 ÷ 20m.
- Đứt gãy thuận C - C : Xuất hiện ở phân khu Bao Gia, trong phạm vi từ
đứt gãy F4 đến đứt gãy Bắc Huy, phát triển theo phương kinh tuyến. Đứt gãy
có hướng cắm Tây, độ dốc 700 ÷ 750, biên độ dịch chuyển từ 30m ÷ 50m.
- Đứt gãy thuận F4 : Xuất hiện ở cánh Nam nếp lõm Khe Tam, kéo dài
theo phương vĩ tuyến và phát triển liên tục sang khu Ngã Hai, khu Khe Chàm
(Là ranh giới giữa phân khu Bao Gia và Nam Khe Tam). Đứt gãy cắm Nam,
dốc từ 700 ÷ 750, chiều rộng đới phá huỷ 15m ÷ 20m. Biên độ dịch chuyển
70m ÷ 100m ở phần phía Đơng, phần cịn lại 200 ÷ 250m.
- Đứt gãy thuận F6: Xuất hiện ở phía Đông Nam khu mỏ, giữa hai đứt
gãy F4 và FA, phát triển theo phương vĩ tuyến, về hai đầu có phương Đông
Bắc - Tây Nam. Đứt gãy F6 thuận, cắm Tây Nam, góc dốc 700 ÷ 750, biên độ
dịch chuyển từ 150m đến 200m, đới huỷ hoại rộng 20m ÷ 25m . Hai bên cánh
F6 các vỉa than bị biến đổi nhiều.
+ Đứt gãy thuận FT1: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phương á vĩ tuyến qua tuyến IVa, cắm Nam với góc dốc 70 ÷ 80. Biên độ
dịch chuyển theo mặt trượt 15 ÷ 20m.
+ Đứt gãy nghịch FT2: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phương á vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc từ 70 ÷ 800. Biên độ dịch theo mặt


9

trượt 40 ÷ 50m. Đứt gãy có hướng chạy Tây bắc - Đông bắc.
+ Đứt gãy thuận FT3: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo
phương á vĩ tuyến có hướng cắm Nam với góc dốc mặt trươt từ 70 ÷ 800. Biên

độ dịch chuyển nhỏ từ 15 ÷ 20m, xuất phát từ F2, chạy theo hướng Tây sang
Đông và chập vào F2 giữa T.Va và V.
+ Đứt gãy A-A: Là đứt gãy nghịch lớn, là ranh giới thăm dị phía Nam
giữa Khe Tam và Khe Sim. Đứt gãy kéo dài theo phương vĩ tuyến, cắm Nam
với góc dốc mặt trượt từ 800÷ 850, đới huỷ hoại rộng 40 ÷ 60m, biên độ dịch
chuyển khoảng1000m. Đứt gãy A-A xuất hiện ở phÍa Nam khu thăm dị, dài
khoảng1500m.
+ Đứt gãy nghịch D-D: Tương ứng là đứt gãy F.KT mỏ Ngã Hai, xuất
hiện ở phÍa Tây khu Bao Gia, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và F4, phát
triển theo phương kinh tuyến, cắm Đơng, góc dốc 700 ÷750, biên độ dịch
chuyển từ 100m đến 150m, đới huỷ hoại rộng 15m đến 20m.
+ Đứt gãy nghịch F1 (F.2NH): Xuất phát từ đứt gãy FE, phát triển theo
phương vĩ tuyến kéo dài sang mỏ Ngã Hai, tương ứng là đứt gãy nghịch F.2
của khoáng sàng than Ngã Hai. Đứt gãy cắm Nam, góc dốc 750 ÷ 800, biên độ
dịch chuyển từ 150m ÷ 200m, đới huỷ hoại nhỏ.
+ Đứt gãy nghịch F2: Xuất hiện ở khu Đông bắc giữa đứt gãy Bắc huy và
FB, phát triển theo phương vĩ tuyến, chếch về Đơng bắc, cắm Nam, góc dốc
mặt trượt 750÷800, biên độ dịch chuyển từ 100m ÷150m, đới huỷ hoại rộng
15m ÷ 20m.
+ Đứt gãy nghịch F3: Xuất hiện ở phân khu Đơng Bắc, có vị trí nằm ở
phía Nam và song song với đứt gãy F2. Hướng cắm Nam với góc dốc α = 75
÷ 800. Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt là 150 ÷ 180m, đới huỷ hoại rộng


10

15 ÷ 20m.
+ Đứt gãy nghịch F7: Xuất hiện ở Đông Nam khu mỏ, giữa đứt gãy A-A
và F4, phát triển theo phương á kinh tuyến, chếch về Tây bắc, hướng cắm
Đơng Nam, góc dốc 750÷ 800, biên độ dịch chuyển từ 20m đến 40m, đới huỷ

hoại rộng 15m đến 20m, đứt gãy F7 mới được phát hiện trong quá trình khai
thác (1998).
Ngồi các đứt gãy đã được mơ tả trên, trong khống sàng than Khe Tam
- Cơng ty than Dương Huy còn gặp các đứt gãy phân bổ hạn hẹp, khi đào lò
khai thác còn phát hiện các đứt gãy nhỏ.
1.1.3. Điều kiện địa chất thủy văn, địa chất cơng trình
Khu Đơng Nam Khe Tam nằm trong tầng chứa nước có áp. Tính áp lực
cục bộ, khi vận động thường mang tính chuyển áp, hệ số thấm nhỏ, tỷ lưu
lượng ít. Mùa khơ nước chảy vào cơng trường khai thác không nhiều. Việc
tháo khô bằng biện pháp tháo nước vẫn thực hiện được.
Khai thác lò bằng trên mức +40, áp dụng điều kiện tháo khơ như tháo
khơ lị giếng, vì khơng thể tạo ra điểm thốt tự nhiên ở dưới mức +40. Khi các
đường lò tầng trên đã lấy hết than, ngừng hoạt động, dễ trở thành nơi tích
đọng nước là mối nguy hiểm cho tầng dưới, cần lưu ý cập nhật để chủ động
xử lý, tránh hiện tượng bục nước đột ngột.
Điều kiện ổn định địa chất công trình ở vách và trụ các vỉa than là tương
đương nhau, đồng thời cũng là nơi kém bền vững trong tồn địa tầng. Vì là
nơi có nhiều lớp mỏng sét kết, sét than.
Từ các giá trị các chỉ tiêu áp lực mỏ lên nóc lị cho thấy điều kiện địa
chất cơng trình ở mức độ bền vững trung bình.
- Đất đá thải trong khai thác đầu lộ vỉa chứa nhiều, có trong phạm vi hạn hẹp.


11

Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cơ lý của đá vách các vỉa than
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ

STT

TÊN VỈA

Tỷ trọng

THAN

γ

Cường độ Cường độ Lực dính
kháng nén kháng kéo

kết

Góc
nội ma
sát

σn

σk

C

(g/cm3)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(độ)

154

220

25o45'

33o00'

φ

1

V 15

2,65

667,52

2

V 14

2,64

514,53

3

V 13

2,65

467,5

4

V 12

2,64

661,26

5

V 11

2,66

596,88

98

275

6

V 10

2,67

430,83

236

268

7

V9

2,68

560,6

157

271

28o00'

8

V8

2,67

460,69

156

508

33o45'

9

V7

2,68

182,25

30038'

10

V6

2,68

457,09

11

V5

2,65

664,18

12

V4

2,71

646,7

13

V3

2,62

256,6

570,31

75,27


12

Bảng 1.2. Các chỉ tiêu cơ lý của đá trụ các vỉa than
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ
Cường
STT

TÊN VỈA

Cường

Tỷ trọng độ kháng độ kháng

THAN

Lực
dính kết

Góc
nội ma

nén

kéo

σn

σk

(g/cm3)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(độ)

123

357,5

34o07'

γ

C

sát
φ

1

V 15

2,66

379,81

2

V 14

2,64

496,87

3

V 13

2,68

450,77

4

V 12

2,65

493,41

5

V 11

2,69

520,36

6

V 10

2,68

507,95

100,5

196

7

V9

2,68

754,76

86

240

32o45'

8

V8

2,65

881,54

193,5

350

29o20'

9

V7

2,67

588,21

10

V6

2,68

528

11

V5

2,67

541,37

12

V4

2,65

647,53

13

V3

2,65

413,03

1.2. Đặc điểm khoáng sàng than Dương Huy
Khoáng sàng than Khe Tam - Công ty than Dương Huy bao gồm 34 vỉa
than, được chia thành 2 nhóm.
Nhóm có giá trị công nghiệp gồm 14 vỉa: V.14, V.13, V.12, V.11, V.10,
V.9, V.8, V.7, V.6, V.5, V.4, V.3, V2, V1
Nhóm ít có giá trị công nghiệp gồm 20 vỉa: V.17, V.16, V15, V.15A,


13

V.14A, V12A, V.10A, V.8A, V8B, V.6A, V6B, V.5A, V.4A, V.3A, V2A,
V2B, V2C, V1A, V1B, V1C.
1.2.1. Đặc điểm các vỉa than của khoáng sàng than Khe Tam
Theo thứ tự từ trên xuống, đặc điểm về chiều dày, chiều dày riêng than,

chiều dày dá kẹp, số lớp kẹp, góc dốc vỉa, mức độ ổn định và cấu tạo các vỉa
than của khoáng sang than Khe Tam thuộc Công ty than Dương Huy được
trình bày trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Bảng thống kê đặc điểm các vỉa than Khống sàng than Khe Tam Cơng ty than Dương Huy
Tên

Chiều dày Chiều dày Số lớp Độ dốc

Phân loại

tổng quát

đá kẹp

kẹp

vỉa

Mức

của vỉa (m)

(m)

(số lớp)

(độ)

ổn định

16

0.97

0.05

0

29

Không ổn định

Đơn giản

15

2.13

0.07

0

28

Không ổn định

TĐ đơn giản

15A

1.24

0.06

0

34

TĐ ổn định

Đơn giản

14

5.82

0.47

1

29

TĐ ổn định

TĐ phức tạp

14A

2.40

0.14

0

28

TĐ ổn định

Đơn giản

13

2.54

0.25

0

25

TĐ ổn định

Đơn giản

12

2.45

0.05

0

27

Không ổn định

TĐ đơn giản

11

3.06

0.18

1

26

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

10

2.15

0.15

0

28

TĐ ổn định

Đơn giản

10A

0.95

0.04

0

30

Không ổn định

Đơn giản

9

2.63

0.16

0

26

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

8

3.06

0.24

1

27

TĐ ổn định

TĐ phức tạp

8A

1.51

0.06

0

29

TĐ ổn định

Đơn giản

8B

1.51

0.11

0

28

TĐ ổn định

Đơn giản

Vỉa

Cấu tạo vỉa


14

7

3.11

0.25

1

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

7A

1.34

0.01

0

24

TĐ ổn định

Đơn giản

6

3.10

0.43

1

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

6A

1.77

0.15

0

25

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

6B

2.34

0.21

1

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

5

2.60

0.19

0

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

5A

1.32

0.01

0

28

Không ổn định

Đơn giản

4

2.98

0.12

0

23

TĐ ổn định

TĐ phức tạp

4A

1.04

0.1

0

24

Không ổn định

TĐ phức tạp

3

1.48

0.1

0

25

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

3A

1.49

0.26

0

27

Không ổn định

Đơn giản

2

1.46

0.07

0

27

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

2A

1.52

0.25

0

30

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

2B

1.36

0.25

0

24

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

2C

1.66

24

1

1.09

28

TĐ ổn định

TĐ đơn giản

1A

1.25

38

Không ổn định

TĐ phức tạp

1B

1.39

35

Không ổn định

TĐ phức tạp

1C

1.17

0.09

0

34

Rất không ổn định TĐ phức tạp

1.2.2. Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của than
Qua kết quả phân tích các chỉ tiêu cơng nghiệp của từng mẫu than, trong
các giai đoạn thăm dò, để tính tốn các trị số trung bình và chất lượng than.

Các mẫu được tham gia tính tốn đều nằm trong khoảng biến thiên đặc trưng
của kết quả phân tích mẫu.


15

Đặc điểm vật lý thạch học của than:
Kết quả nghiên cứu cho thấy, than chủ yếu là loại antraxit và bán antraxit
có màu đen ánh kim loại mạnh, vết vạch có màu xám và xám đen, than rắn
chắc, có vết vỡ dạng vỏ sò, vỏ chai hoặc bậc thang, cấu tạo dạng dải.
Thành phần khoáng vật của than:
Thành phần khoáng vật của than bao gồm vật chất hữu cơ chiếm 90 ÷
98%, vật chất vơ cơ chiếm từ 2 ÷ 10%. Vật chất hữu cơ cấu tạo bằng chất keo
hoá dạng vitren hoặc xilovitren. Vật chất vô cơ trong than ít gồm các khoáng
vật sét và cacbonnat.
Thành phần các nguyên tố tạo than:
Bao gồm các nguyên tố cơ bản như: Hydrro, Cacbon, Ơxi và Nitơ.
Ngồi ra, trong than cịn có các nguyên tố hiếm chiếm tỷ lệ rất nhỏ (khoảng
0.001%) như Barium, Galium...
Bảng 1.4. Thành phần các nguyên tố tạo than
Tên nguyên tố

G.trị nhỏ nhất (%) G.trị lớn nhất (%)

Giá trị T. bình (%)

Cacbon (Cch)

81.92

99.84

91.82

Hydrro (Hch)

0.49

9.53

3.20

Oxy (Och)

0.00

12.46

3.13

Nitơ (Nch)

0.36

4.85

1.42

Lưu huỳnh (Sch)

0.08

6.65

0,53

Thành phần hoá học
Thành phần hoá học của tro than bao gồm các loại: Oxit Nhôm (AI2O3),
Oxit Sắt (Fe2 O3), Oxit Silic (SiO2), Oxit Manhê (MgO), Oxit Canxi (CaO),
Oxit Mangan (MnO), Oxit Titan (TiO2). Hàm lượng của các Oxit đó được thể
hiện trong biểu đồ sau:


16

Hình 1.1. Thành phần hóa học của tro than (%)
Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của than như sau:
+ Độ ẩm (WPt):
Các trị số độ ẩm phân tích của than khoáng sàng than Khe Tam thay đổi
trong giới hạn hẹp, từ 0,20% đến 16.02, trung bình: 3.41%. Các vỉa than ở
đây thuộc nhóm có độ ẩm thấp ( < 5%).
+ Độ tro (AK)
Các vỉa than có cấu tạo từ đơn giản đến tương đối phức tạp, hầu hết đều
có lớp đá kẹp xen trong vỉa. Kết quả tính tốn các mẫu hố nghiệm than trong
tồn mỏ cho thấy: Độ tro của riêng than thay đổi từ 0,01 ÷ 39,78%, trung bình
15,73%. Các vỉa than khu Đơng Nam Khe Tam thuộc nhóm vỉa có độ tro
trung bình.
Kết quả tính tốn cho thấy: Độ tro trung bình cân (AkTBC): biến đổi từ
1.58% ÷ 40.00%, trung bình 17.38%. Độ tro hàng hố (AkHH): biến đổi từ
1.47% ÷ 40.00%, trung bình 18.21%.

17

+ Chất bốc (VCh):
Các vỉa than có hàm lượng chất bốc thay đổi trong phạm vi tương đối
lớn từ 1,25 – 35,41%, trung bình 7.58%.
+ Lưu huỳnh (S):
Hàm lượng lưu huỳnh chung (Sch) thay đổi từ 0.08% - 6.65%, trung bình
0,53%. Than của khống sàng Khe Tam thuộc nhóm lưu huỳnh ít (S < 1,5%).
+ Nhiệt lượng riêng (QCh)
Nhiệt lượng riêng tổng quát thay đổi từ 5112 Kcal - 9699 kcal/Kg,
trung bình 8250 kcal/kg. Nhiệt lượng khơ Qk thay đổi từ 4073Kcal - 9192
Kcal/Kg, trung bình: 6934.5Kcal/kg.
Các vỉa than thuộc loại than năng lượng có nhiệt lượng cao, thuộc nhóm
bán Antraxit và Antraxit.
+ Tỷ trọng (d):
Tỷ trọng than (d): của than biến đổi từ 1,01g/cm3 - 1,96 g/cm3, trung
bình 1,54g/cm3.
Bảng 1.5. Bảng thống kê chất lượng các vỉa than
Tên

Qktbc

dktbc

Aktbc (%)

AkHH

31.29

31.42

(Kcal/kg) (g/cm )
1.61

17.18(34)

16.28

7114(11) 1.54(9) 10.23(19) 2.95(34) 0.72(7)

15A 26.29(13)

20.25

6757(3)

14 13.00(259)

14.54

14A 10.44(15)

13.91

vỉa
16
15

3

Vchtb

Wpttb

Schtb

9.1

3.01

3.67

20.01(3) 2.26(13) 0.63(3)

7397(127) 1.48(95) 6.93(160) 3.18(259 0.58)57)
8009(6)

1.43(5)

)
5.92(9) 2.07(15)

0.61

13 17.31(118) 15.44(77) 6753(54) 1.54(42) 7.23(73) 3.04(118 0.76(26)
12 15.82(163)

15.44

)
6811(79) 1.54(53) 7.48(113) 3.21(163
0.57(47)

)
11 15.87(200) 17.43(0.91) 6997(157) 1.51(61) 8.05(132) 3.22(200
0.55(47)
)


18

Tên

Aktbc (%)

AkHH

vỉa
10 16.01(137)

16.96

10A 17.48(7)

15.5

Qktbc

dktbc
3

Vchtb

Wpttb

Schtb

(Kcal/kg) (g/cm )
6945(56) 1.54(30) 7.88(78) 3.26(137 0.7(26)
)
8.5496) 3.45(7)

6693(3)

9

18.80(151) 18.67(73) 6027(70) 1.55(33) 6.78(81) 3.33(151 0.49(28)

8

17.63(201)

19.11

)
6862(84) 1.56(154) 7.66(120) 3.54(201
0.56(42)

8A 18.22(53)

20.1(36)

)
6890(19) 1.54(5) 7.87(26) 3.69(53)
0.51(4)

8B 16.12(18)

17.83(12) 6562(10)

1.56

10.74(13) 3.27(18) 0.35(6)

7

15.83(208)

16.8

7072(116) 1.53(61) 776(146) 3.43(207 0.4(66)

7A

14.3(51)

18.01

)
7369(18) 1.59(8) 7.51(22) 3.61(48)
0.47(11)

6

12.36(174) 17.82(68) 7629(96) 1.56(31) 6.49(119) 3.75(168 0.51(40)
)
19.21(25) 6995(19) 1.58(5) 7.32(24) 3.84(47)
0.39(8)

6A

16(47)

6B

2.92(2)

5

20.70(89)

18.7

6845(55) 1.60(37) 7.13(62) 3.69(89) 0.43(29)

5A 22.55(14)

22.67

6319 (14) 1.61(5)

17.37

6876 (40) 1.62(90 7.64(49) 4.23(81) 0.49(10)

6646(2)

4

16.49(83)

3

19.98(38)

20.02(22) 6570(24)

3A

25.6(16)

26.63(9)

2
2A

1.55(2)

5.68(2)

2.92(2) 0.46(2)

6.50(9) 4.27(14) 0.44(4)

6.70(9) 4.17(36) 0.53(6)

6360(7)

1.59(2)

24.67(8)

8451

1.71

7.05

4.36

21.50(5)

6347

1.56

3.96

4.45

2C2 16.33(3)

6811

1.59

1

23.21(4)

6.01(9) 3.85(16)

4.14
4.16


19

1.3. Phân loại vỉa
Để đánh giá mức độ phức tạp khi khai thác các vỉa than, người ta thường
phân loại các vỉa than theo các yếu tố công nghệ đặc trưng sau:
1.3.1. Góc dốc vỉa
Góc dốc vỉa là yếu tố quan trọng để lựa chọn công nghệ cũng như chủng
loại thiết bị khai thác, chống giữ lị chợ.
Góc dốc vỉa được phân ra các loại như:
+ Vỉa dốc thoải: α = 00 ÷ 180
+ Vỉa dốc nghiêng: α = 180 ÷ 350.

+ Vỉa dốc nghiêng đứng: α = 350 ÷ 550.
+ Vỉa dốc đứng: α = 550 ÷ 900.
Đối với khống sàng than Dương Huy, có các phân loại sau:

Hình 1.2. Phân loại vỉa theo góc dốc (%)
Xác định độ biến đổi góc dốc vỉa: Góc dốc vỉa và mức độ biến động góc
dốc vỉa ảnh hưởng rất lớn đến lựa chọn công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị
và chế độ làm việc.
Độ biến đổi góc dốc của vỉa được xác định theo công thức: