Nghiên cứu công nghệ khai thác hợp lý cho các mỏ mangan ở tỉnh hà giang

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

NGUYỄN THỊ THU

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ CHO CÁC MỎ
MANGAN Ở TỈNH HÀ GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2013


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

NGUYỄN THỊ THU

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ CHO CÁC MỎ
MANGAN Ở TỈNH HÀ GIANG

Chuyên ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 60.53.05
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Sỹ Hội

HÀ NỘI – 2013

1

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 và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác. Nếu sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước pháp luật.

Hà nội, ngày 8 tháng 4 năm 2013
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu


2

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN................................................................................................1
MỤC LỤC...........................................................................................................2
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .............................................................................6
MỞ ĐẦU.............................................................................................................7
1. Tính cấp thiết của đề tài...................................................................................7
2. Mục đích của đề tài..........................................................................................8
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................8
4. Nội dung nghiên cứu........................................................................................8
5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................8

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..........................................................8
7. Cấu trúc của luận văn.......................................................................................8
CHƯƠNG 1 ............................................................................................................9
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, SỰ PHÂN BỐ .............................................9
CÁC MỎ QUẶNG MANGAN Ở HÀ GIANG........................................................9
1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ ............................................................................................9
1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU ...............................................................................11
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH ..............................................................................11
1.3.1. Đặc điểm chung về địa hình Hà Giang .................................................11
1.3.2. Đặc điểm địa hình các mỏ mangan.......................................................12
1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NĨ ĐẾN CƠNG NGHỆ
KHAI THÁC .....................................................................................................17
1.4.1. Khái quát về đặc điểm phân bố, nguồn gốc và các loại quặng mangan .17
1.4.2. Đặc điểm chất lượng quặng mangan ở Hà Giang..................................18


3

1.4.3. Đặc điểm địa chất và ảnh hưởng của nó đến công nghệ khai thác mỏ...19
CHƯƠNG 2 ..........................................................................................................24
HIỆN TRẠNG KHAI THÁC, CHẾ BIẾN QUẶNG MANGAN Ở HÀ GIANG....24
2.1. CÔNG NGHỆ KHAI THÁC MỎ ............................................................... 24
2.1.1. Công tác làm tơi...................................................................................24
2.1.2. Công tác xúc bốc..................................................................................25
2.1.3. Công tác vận tải ...................................................................................25
2.1.4. Công tác thải đất đá..............................................................................25
2.2. CÔNG TÁC CHẾ BIẾN .............................................................................25
2.3. NHẬN XÉT VỀ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN...................26
2.4. ẢNH HƯỞNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN ĐẾN MÔI TRƯỜNG..........27
CHƯƠNG 3 ..........................................................................................................29

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ .........................................29
CHO CÁC MỎ MANGAN TỈNH HÀ GIANG .....................................................29
3.1. PHÂN LOẠI CÁC MỎ MANGAN ............................................................ 29
3.1.1. Các khái niệm cơ bản...........................................................................29
3.1.2. Phân loại các mỏ mangan.....................................................................29
3.2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ...................................31
3.2.1. Công nghệ khai thác sức nước.............................................................. 31
3.2.2. Công nghệ khai thác bằng cơ giới ........................................................32
3.3. LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ HỢP LÝ .............................................44
3.3.1. Ưu nhược điểm các thiết bị xúc bốc .....................................................44
3.3.2. Ưu nhược điểm các thiết bị vận tải.......................................................46
3.3.3. Lựa chọn đồng bộ thiết bị hợp lý theo điều kiện sản lượng...................47
CHƯƠNG 4 ..........................................................................................................51
CHƯƠNG 4 ..........................................................................................................52
NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN ỨNG DỤNG CHO MỎ MANGAN THƠN LÂM,
THƠN PHA, XÃ ĐỒNG TÂM, HUYỆN BẮC QUANG, TỈNH HÀ GIANG.......52
4.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT .............................................................................52


4

4.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên ......................................................................52
4.1.2. Đặc điểm địa chất cơng trình................................................................ 52
4.1.3. Đặc điểm địa chất thủy văn ...................................................................54
4.1.4. Đặc điểm các thân quặng mangan và trữ lượng mỏ .............................. 55
4.2. HIỆN TRẠNG MỎ VÀ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ...................61
4.2.1. Hiện trạng mỏ ......................................................................................61
4.2.2. Công nghệ khai thác hợp lý..................................................................61
4.3.TÍNH TỐN CÁC KHÂU CƠNG NGHỆ....................................................61
4.3.1. Mở vỉa..................................................................................................61

4.3.2. Trình tự khai thác .................................................................................62
4.3.3. Các thơng số hệ thống khai thác ............................................................ 64
4.3.4. Công tác xúc bốc..................................................................................65
4.3.5. Công tác vận tải ...................................................................................67
4.3.6. Công tác san gạt...................................................................................69
4.3.7. Công tác thải........................................................................................70
KẾT LUẬN...........................................................................................................74
KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................76
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ....................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................78


5

DANH MỤC CÁC BẢNG

TT

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1 Danh mục các mỏ và điểm mỏ mangan bổ sung quy hoạch thăm dò

14

Bảng 1.2 Danh mục các mỏ và điểm mỏ mangan bổ sung quy hoạch khai thác

15

Bảng 1.3. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu cơ lý đá

21

Bảng 3.1 Bảng phân loại mỏ

31

Bảng 4.1 Trữ lượng và tài nguyên dự báo theo báo cáo địa chất được huy

60

động vào thiết kế mỏ mangan Thôn Lâm, Thôn Pha
Bảng 4.2 Lịch biểu khai thác mỏ

63

Bảng 4.3 Tổng hợp các thông số của hệ thống khai thác

65

Bảng 4.4 Các bản vẽ bãi thải ngoài và diện tích chiếm dụng

71

Bảng 4.5 Khối lượng đổ thải và vị trí thải

72

Bảng 4.6 Tổng hợp các thơng số khai thác của mỏ mangan Thôn Lâm, Thôn

73

Pha, xã Đồng Tâm, huyện Bắc Quang, tỉnh Hà Giang – công suất
60.000 tấn/năm


6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT

Tên hình

Trang

Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Hà Giang

10

Hình 1.2 Địa hình mỏ quặng mangan Khn Then, xã Ngọc Minh, huyện

12

Vị Xun, tỉnh Hà Giang
Hình 1.3 Bản đồ phân bố mỏ và điểm quặng mangan Hà Giang

16

Hình 3.1 Sơ đồ bốc xúc máy thủy lực gầu ngược

33

Hình 3.2 Sơ đồ bốc xúc máy bốc bánh lốp

34

Hình 3.3 Sơ đồ khấu liên tục của máy phay cắt liên hợp

35

Hình 3.4 Sơ đồ làm việc theo hàng trong từng block của máy phay cắt liên hợp

36

Hình 3.5 Sơ đồ làm việc của máy gạt, máy xúc, ô tơ tự đổ

37

Hình 3.6 Sơ đồ làm việc của máy gạt, máy bốc, ơ tơ tự đổ

38

Hình 3.7 Các sơ đồ khấu của máy phay cắt tại phần sườn

39


7

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân, ngành
khai khống cũng giữ vai trị rất quan trọng. Cho tới nay, tài nguyên quặng mangan
Việt Nam đã được xác định ở 46 mỏ và điểm quặng với trữ lượng trên 10 triệu tấn
tập trung ở một số tỉnh miền núi trong đó có Hà Giang.
Mangan và những sản phẩm chế biến từ quặng mangan được sử dụng rộng
rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Hiện nay, trên thế giới hơn 90% lượng mangan
được sử dụng trong công nghệ luyện thép. Mangan được dùng như một thành phần
luyện kim để luyện ra nhiều loại thép đặc biệt có độ cứng và chịu mài mịn cao cung
cấp cho cơng nghiệp chế tạo máy, giao thông vận tải, xây dựng và cơng nghiệp
quốc phịng.
Các hợp chất của mangan được sử dụng phổ biến trong cơng nghiệp hóa
chất, trong sản xuất pin. Dioxit mangan được dùng như một catot đồng thời là chất
khử cực làm sạch dung dịch điện phân.
Hợp chất mangan cịn làm chất pha màu trong sản xuất gạch ngói, gốm, thủy
tinh. Trong công nghiệp thủy tinh hợp chất mangan có tác dụng chính là lọc sạch
các chất hữu cơ, khử màu của sắt và làm chất pha màu.
Hợp chất mangan cịn được dùng trong nơng nghiệp tham gia thành phần
thức ăn gia súc, phân bón. Ngồi ra, cịn dùng để khử oxyt sắt và tạp chất sunfua
trong nước thải.
Trong những thập kỷ gần đây, đã có bước phát triển về sản lượng quặng cũng
như các sản phẩm được chế biến từ quặng mangan. Những sản phẩm này cung cấp
nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất trong nước và giải quyết việc làm cho hàng chục
nghìn người, góp phần phát triển kinh tế xã hội cho địa phương.
Với những tầm quan trọng đã nêu ở trên, việc khai thác mỏ với công nghệ
hợp lý, tránh tổn thất tài nguyên là một vấn đề vơ cùng cấp bách.
Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu công nghệ khai thác hợp lý đối với các mỏ
mangan ở tỉnh Hà Giang” không những đáp ứng cho nhu cầu ngành công nghiệp

hiện nay và mai sau mà còn tiết kiệm nguồn tài nguyên cho đất nước.


8

2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu cơng nghệ khai thác hợp lý cho các mỏ mangan tỉnh Hà Giang.
Đảm bảo q trình sản xuất ổn định, hồn thành kế hoạch sản lượng. Đồng thời phải
đảm bảo cho mỏ hoạt động được an toàn, phối hợp đồng bộ giữa các khâu sản xuất,
nâng cao năng suất thiết bị và hiệu quả công việc.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Các mỏ mangan tỉnh Hà Giang.
4. Nội dung nghiên cứu
- Cơ sở tài nguyên quặng mangan Hà Giang.
- Hiện trạng khai thác, chế biến quặng mangan Hà Giang.
- Nghiên cứu công nghệ khai thác hợp lý cho các mỏ mangan tỉnh Hà Giang.
- Nghiên cứu tính tốn ứng dụng tại một mỏ cụ thể.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập thông tin: Thu thập thông tin thực tế sản xuất, quy hoạch các vùng
mangan của các mỏ mangan tỉnh Hà Giang.
- Phân tích, tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu lý thuyết về đặc điểm địa hình,
địa chất các mỏ mangan tỉnh Hà Giang, phân tích các khâu cơng nghệ trong quy
trình công nghệ khai thác mỏ lộ thiên.
- Tổng kết, đánh giá: Sau khi phân tích, tổng hợp lý thuyết đưa ra công nghệ
khai thác hợp lý cho các mỏ mangan tỉnh Hà Giang.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việc xác định công nghệ khai thác hợp lý cho các mỏ mangan tỉnh Hà Giang
sẽ làm tăng năng suất, giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm, tăng hiệu quả
kinh tế trong khai thác, nâng cao chất lượng quặng và giảm đi những tổn thất quặng
và những tác động xấu của quá trình khai thác mỏ đến mơi trường. Kết quả nghiên

cứu có thể áp dụng rộng rãi cho các mỏ khai thác mangan tỉnh Hà Giang.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm phần Mở đầu, 4 chương, phần Kết luận được trình bày trong
71 trang với 10 hình vẽ và 10 bảng.


9

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, SỰ PHÂN BỐ
CÁC MỎ QUẶNG MANGAN Ở HÀ GIANG
1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
Hà Giang là một tỉnh thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam. Phía Đơng giáp tỉnh
Cao Bằng, phía Tây giáp tỉnh n Bái và Lào Cai, phía Nam giáp tỉnh Tuyên
Quang. Về phía Bắc, giáp Trung Quốc.
Hà Giang, mảnh địa đất địa cầu cực Bắc của Việt Nam, nơi có những ngọn
núi lưng trời và nhiều sơng suối.
Với diện tích 7.884,37 km2, phía Bắc và Tây Bắc giáp nước Cộng Hịa Nhân
dân Trung Hoa, có đường biên giới dài 274 km. Tại điểm cực bắc Lũng Cú của lãnh
thổ thuộc tỉnh Hà Giang có vĩ độ 23015’00”; điểm cực nam có vĩ độ 2101’0”. Điểm
cực Tây tại Xí Mần có kinh độ 104024’05 và mỏm cực Đơng tại Mèo Vạc có kinh
độ 1050303 ’04”.
Bao đời nay, Hà Giang luôn là biên giới phía Bắc của Tổ Quốc. Trong tiến
trình của lịch sử, vùng đất Hà Giang đã qua nhiều lần thay đổi về cương vực và tên
gọi. Trước cách mạng tháng Tám năm 1945, Hà Giang có 4 châu và 1 thị xã (Bắc
Quang, Vị Xun, Đồng Văn, Hồng Su Phì, Thị Xã Hà Giang). Ngày nay, Hà
Giang có 10 huyện thị; với 22 dân tộc anh em cùng sinh sống.


Hình 1.1. Vị trí địa lý tỉnh Hà Giang

10


11

1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU
Hà Giang là vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa khô
từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.
Tổng lượng mưa năm 2008 là 4411,3 mm; năm 2009 là 4218 mm về mùa mưa, độ
ẩm khơng khí khá cao, dao động từ 82 đến 87 %, cịn mùa khơ thấp hơn, số giờ
nắng trong năm thuộc loại cao. Nhiệt độ trung bình năm là 23,40C (năm 2009);
nhiệt độ cao nhất là 38,4 0C; thấp nhất là 6,80C. Đây là vùng núi cao trung bình, gió
bão ít xảy ra, cấp độ gió nhỏ.
Khí hậu vùng thuận lợi cho cơng tác khai thác khống sản.
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH
1.3.1. Đặc điểm chung về địa hình Hà Giang
Do cấu tạo địa hình phức tạp, thiên nhiên tạo ra và ưu đã cho Hà Giang một
nguồn tiềm năng to lớn về khí hậu, đất đai, tài ngun và khống sản…Từ những
đặc điểm khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình Hà Giang được chia thành ba vùng với
những điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội khác biệt, mỗi vùng có tiềm năng và thế
mạnh riêng đó là:
Vùng I: Là vùng cao núi đá phía Bắc gồm 4 huyện: Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên
Minh và Quản Bạ. Diện tích tồn vùng là 2.352,7 km2, dân số trên 20 vạn người
chiếm xấp xỉ 34,3% dân số tồn tỉnh. Do điều kiện khí hậu rét đậm về mùa đơng, mát
mẻ về mùa hè nên rất thích hợp với việc phát triển các loại cây ôn đới như câu dược
liệu thảo quả, đỗ trọng; Cây ăn quả như mận, đào , táo, lê…Cây lương thực chính ở
vùng này là cây ngơ. Chăn ni chủ yếu là bị, dê, ngựa và nuôi ong.
Những giống gia súc trên đây là giống riêng của vùng ơn đới, có đặc điểm to
hơn và chịu được rét đến cả độ âm. Đàn ong ở đây chủ yếu chỉ phát triển vụ hè –

thu với 2 loại hoa chính là hoa ngơ và hoa bạc hà. Mật ong hoa bạc hà là thứ mật
ong đặc biệt có giá trị trong việc chữa bệnh và bồi dưỡng sức khỏe.
Vùng II: Là vùng cao núi đất phía Tây gồm các huyện Hồng Su Phì và Xí
Mần. Diện tích tự nhiên 1.211,3 km2, dân số chiếm 15,9 %. Điều kiện tự nhiên vùng
này thích hợp cho việc phát triển cây trầu và cây thông lấy nhựa. Cây lương thực


12

chính vùng này là lúa nước và ngơ.
Chăn ni chủ yếu là trâu, ngựa, dê và các loại gia cầm. Vùng này là vùng
đất của chè Shan tuyết và chủ nhân lâu đời của nó là người Dao – một dân tộc có
kinh nghiệm trồng và chăm sóc cây chè núi lâu đời.
Vùng III: Là vùng núi thấp gồm các huyện: Bắc Quang, Vị Xuyên, Bắc Mê,
Quang Bình và thị xã Hà Giang là vùng trọng điểm kinh tế của Hà Giang. Diện tích
tự nhiên 4.320,3 km2, dân số chiếm 49,8%.
Điều kiện tự nhiên thích hợp với loại cây nhiệt đới, thuận lợi cho việc phát
triển nghề rừng, trồng các loại cây nguyên liệu giấy như bồ đề, mỡ, thông và đây
cũng là vùng tre, nứa, vầu, luồng lớn nhất trong tỉnh…Ngồi ra đây cịn là vùng
trồng các loại cây ăn quả có múi như cam, quýt, chanh…
1.3.2. Đặc điểm địa hình các mỏ mangan

Hình 1.2. Địa hình mỏ quặng mangan mỏ Khuôn Then, xã Ngọc Minh,
huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
Cũng như các loại mỏ kháng sản khác, các mỏ mangan nằm trên vùng đồi
núi cao, địa hình phân cắt, một số ít đất đai dưới thung lũng gần mỏ có thể là ruộng
lúa, hoa màu của nhân dân.
Địa hình của các mỏ nằm trên cao hơn so với mực thoát nước tự chảy khu

13

vực từ vài mét đến vài trăm mét. Nước mặt không ảnh hưởng đến công tác khai thác
mỏ, nước mưa đổ trực tiếp vào moong khai thác đều có lối thoát tự chảy ra sườn,
moong khai thác nhỏ và hẹp nên không bị úng khi mưa.
Vùng quặng nằm trên lãnh thổ các huyện Quản Bạ, Vị Xuyên, Bắc Quang
tỉnh Hà Giang.
Theo quy hoạch thăm dò, khai thác và chế biến quặng mangan trên địa bàn
tỉnh Hà Giang giai đoạn 2007 - 2015, định hướng đến năm 2020 được phê duyệt tại
Quyết định số 1803/QĐ-UBND ngày 11 tháng 6 năm 2008 của UBND tỉnh Hà
Giang nêu trong bảng 1.1 và bảng 1.2.


14

Bảng 1.1 Danh mục các mỏ và điểm mỏ mangan bổ sung Quy hoạch thăm dò
TT

Tên dự án

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17

Mỏ mangan Đội 5 (1) - Ngọc Linh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Đội 5 (2) - Ngọc Linh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Bản Sám 1 - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Tân Bình 1 - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Ngã ba Pắc Cáp - Khuôn Then 1 - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan thôn Lùng Trang - Linh Hồ - Vị Xuyên
Mỏ mangan thôn Khau Lôi - Đồng Tâm - Bắc Quang
Mỏ mangan Lũng Quang - Trung Thành - Vị Xuyên
Mỏ mangan Đội 2 Tân Bình - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Lăng Mu-Nậm Đăng-Ngọc Linh-Vị Xuyên
Mỏ mangan Nà Pia-Yên Phú-Bắc Mê
Mỏ mangan Bản Sám2-Ngọc Minh-Vị Xuyên
Mỏ mangan Thôn Pậu-Ngọc Minh-Vị Xuyên
Mỏ mangan Bản Sáp-Yên Phú-Bắc Mê
Mỏ mangan Khuôn Han-Ngọc Minh-Vị Xuyên
Mỏ mangan Ngọc Lâm-Bạch Ngọc-Vị Xuyên
Mỏ mangan Pù Khau Lơi-Đồng Tâm-Bắc Quang

Diện tích
Thời gian thực hiện
(ha)
Giai đoạn I Giai đoạn II

71
2008-2009
49,63
2008-2009
16,947 2008-2009
26,2
2008-2009
58,236 2008-2009
56,6
2008-2009
20
2008-2009
16,407 2008-2009
12
2008-2009
88
2008-2009
36,72
2008-2009 2010-2013
30,1
2008-2009
20,32
2008-2009
100
2008-2009 2010-2013
37,89
2008-2009
28,1
2008-2009
36,87

2008-2009

Ghi chú

4 khu vực
3 khu vực
4 khu vực
3 khu vực
2 khu vực


15

Bảng 1.2. Danh mục các mỏ và điểm mỏ mangan bổ sung Quy hoạch khai thác
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

16
17

Tên mỏ và điểm mỏ
Mỏ mangan Đội 5 (1) - Ngọc Linh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Đội 5 (2) - Ngọc Linh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Bản Sám 1 - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Tân Bình 1 - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Ngã ba Pắc Cáp-Khuôn Then 1-Ngọc Minh-Vị Xuyên
Mỏ mangan thôn Lùng Trang- Linh Hồ - Vị Xuyên
Mỏ mangan thôn Khau Lôi - Đồng Tâm - Bắc Quang
Mỏ mangan Lũng Quang - Trung Thành - Vị Xuyên
Mỏ mangan Đội 2 Tân Bình - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Lăng Mu - Nậm Đăm - Ngọc Linh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Nà Pia - Yên Phú - Bắc Mê
Mỏ mangan Bản Sám 2 - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan thôn Pậu - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Bản Sáp - Yên Phú - Bắc Mê
Mỏ mangan Khuôn Han - Ngọc Minh - Vị Xuyên
Mỏ mangan Ngọc Lâm - Bạch Ngọc - Vị Xuyên
Mỏ mangan Pù Khau Lôi - Đồng Tâm - Bắc Quang
Tổng cộng

Trữ lượng
(tấn)
615.923
56.835
363.605
401.989
289.490

100.735
50.056
180.656
321.955
998.729
222.518
279.722
85.259
211.107
141.178
105.776
101.954

2009
120
7
60
40
20
7,5
7
20
20
10
15
15
10
15
20
10

10
406,5

Năm thực hiện
(nghìn tấn/năm)
2010 2011-2015 2016-2020
120
120
7
7
7
60
60
40
40
40
20
20
20
7,5
7,5
7,5
7
7
7
20
20
20
20
20

20
50
50
50
15
15
20
15
15
20
10
10
10
15
15
10
20
20
10
10
10
10
10
10
446,5
446,5
251,5


Hình 1.3. Bản đồ phân bố mỏ, điểm quặng mangan Hµ Giang

16


17

1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN CÔNG NGHỆ
KHAI THÁC
1.4.1. Khái quát về đặc điểm phân bố, nguồn gốc và các loại quặng mangan
Trong tự nhiên được biết hơn 100 khống vật chứa Mn, trong đó chỉ có một
số ít khống vật có giá trị cơng nghiệp. Các khống vật phổ biến nhất và có ý nghĩa
nhất đối với quặng mangan bao gồm: piroluzit MnO2, psilomelan mMnO.MnO2 x
nH2O, braunit Mn 2O3…
Quặng Mn nguồn gốc trầm tích: mới được biết 3 kiểu mỏ là quặng mangan
trầm tích trong đá vơi, quặng mangan trầm tích trong đá phiến silic và quặng
mangan kiểu thấm đọng trong các đới đập vỡ phá hủy trong đá silic chứa mangan.
Đây là kiểu mỏ có ý nghĩa quan trọng nhất ở Việt Nam.
Quặng mangan trầm tích trong đá vơi phát triển ở vùng Cao Bằng trong hệ
tầng Tốc Tát tuổi Devon thượng Cacbon hạ phổ biết ở Cao Bằng và Nghệ An. Ở
vùng Hà Giang quặng mangan trong trầm tích gặp ở đá phiến silic hệ tầng Hà
Giang tuổi Cambri. Quặng mangan kiểu thấm đọng có mặt trên tất cả các thành tạo
chứa mangan gốc kể trên.
Quặng mangan sa khống: Có 2 kiểu nguồn gốc deluvi và eluvi, thành tạo
ngay trên các đới đá có chứa quặng mangan và deluvi và proluvi hình thành trong
các thung lũng giữa núi.
Kiểu quặng sa khoáng mangan mới được chú ý trong thời gian gần đây, khi
nhu cầu nhập khẩu của Trung Quốc lớn lên.
Theo thành phần nguyên tố chính Mn và Fe trong quặng, phân biệt 2 loại
quặng: Quặng mangan và sắt mangan.
Quặng mangan có hàm lượng mangan không thấp hơn 8-10% (chưa tuyển)

và 30 – 35% (không cần tuyển), tỷ lệ Mn/Fe không nhỏ hơn 6 – 2 (chưa tuyển) và 6
– 7 (không cân tuyển) thường sử dụng để sản xuất ferromangan và thép mangan,
một số ít trong sản xuất pin. Tại Việt Nam, quặng mangan gặp ở Cao Bằng, Hà
Giang, Tuyên Quang.
Trong quặng mangan – sắt hàm lượng Mn có thể từ 4 – 5% trở lên (không


18

tính đến tỷ lệ Mn/Fe), thường được sử dụng trong sản xuất gang, thép, hợp kim,
ferromangan mác thấp. Quặng mangan sắt ở nước ta phổ biến ở các vùng quặng
Thanh Hóa, Quảng Bình, Tun Quang và n Bái.
1.4.2. Đặc điểm chất lượng quặng mangan ở Hà Giang
Tồn tại cả 2 loại quặng: quặng mangan và mangan – sắt, thuộc loại nghèo và
trung bình, có giá trị kinh tế, có thể khai thác chế biến có hiệu quả. Trong đó quặng
mangan – sắt chiếm đa số. Loại quặng này tồn tại ở 2 dạng tự nhiên: quặng gốc và
quặng eluvi – deluvi. Ngồi ra cịn có vàng (gồm vàng gốc và vàng sa khoáng),
serpentin và talc, nhưng các loại khoáng sản này khơng phải là đối tượng chính của
các dự án khai thác.
Quặng mangan sắt trong tập đá phiến thạch anh, đá phiến thạch anh sericit
được thành tạo chủ yếu theo phương thức phong hóa từ đá gốc giàu mangan được
thấm đọng theo đới cà nát, dập vỡ, khe nứt và mặt phân lớp của đá gốc. Do vậy
quặng có cấu tạo rất đa dạng gồm các loại cấu tạo sau:
- Cấu tạo mạch: là dạng cấu tạo phổ biến, được hình thành do kết quả phát
triển các mạch khống vật quặng lấp đầy theo mặt phân phiến, phân lớp hoặc theo
các khe nứt của đá gốc. Cấu tạo mạch gặp ở hầu như tất cả các khoáng vật oxyt
mangan và hydromangan và có chiều dày khơng ổn định, dao động từ 0,01 mm đến
0,2 mm dưới các dạng mạch đơn giản và phức tạp xuyên cắt nhau. Ranh giới các
mạch quặng với đá vây quanh khá rõ rang.
- Cấu tạo thận, vỏ, viền: Là dạng cấu tạo khá phổ biến hình thành do q

trình lắng đọng của các khống vật dung dịch keo đặc trưng cho khống vật
pyrolusit, goethite, kích thước các vỏ từ 0,3 đến 0,5 mm.
- Cấu tạo dạng đất: là dạng cấu tạo khá phổ biến đặc trưng cho các khống
vật manganit, psilomelan có dạng đất trên nền đá.
- Cấu tạo dạng ổ, dải: Là dạng cấu tạo khá phổ biến đặc trưng là khoáng vật
pyrolusit, psilomelan, geothit tạo thành các dải < 2mm phân bố thành các ổ kích
thước từ 1 đến 2mm trên nền đá
- Cấu tạo dạng đá dăm: Là dạng cấu tạo ít phổ biến hơn đặc trưng là khoáng


19

vật pyrolusit tạo thành các mạch do sự gắn kết của dung dịch quặng, mảnh đá dăm.
1.4.3. Đặc điểm địa chất và ảnh hưởng của nó đến cơng nghệ khai thác mỏ
1.4.3.1. Nguồn gốc và điều kiện thành tạo
Theo các chun gia Liên đồn địa chất Đơng Bắc: Trên cơ sở nghiên cứu
đặc điểm địa chất các thân quặng, sự phân bố, hình thái, cấu trúc quan hệ với đá vây
quanh, đặc điểm thành phần khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc quặng, thời kỳ tạo
khoáng và tổ hợp các sinh khoáng vật, các chuyên gia sơ bộ rút ra một số nhận định
về điều kiện hình thành quặng mangan- sắt như sau:
* Nguồn gốc trầm tích: Các đá trầm tích phân hệ tầng dưới – Hệ tầng Hà
Giang gồm đá phiến thạch anh, đá phiến thạch anh – sericit, đá phiến silic có chứa
lớp mỏng quặng mangan, sắt dày 1 vài mm dạng sọc dải, lớp.
* Nguồn gốc nhiệt dịch: Các khoáng vật quặng mangan nguyên sinh dạng
mạch, ổ được thành tạo trong quá trình nhiệt dịch đi cùng thạch anh xám cắt các đá
trầm tích phân hệ tầng dưới – Hệ tầng Hà Giang gồm đá phiến thạch , đá phiến
thạch anh – sericit.
Các khoáng vật nguyên sinh của 2 q trình trên có mặt tuy khơng có giá trị
cơng nghiệp nhưng là nguồn cung cấp cho q trình phong hóa để tạo ra các thân
quặng mangan – sắt có quy mơ cơng nghiệp đáng kể.

* Nguồn gốc phong hóa thấm đọng: Có mặt các khống vật quặng như
manganit, psilomelan, pyrolusit, goethite…
Các khoáng vật silicat mangan và carbonat mangan có dạng vi mạch nhỏ
xuyên lấp theo khe nứt, mặt phân phiến đá phiến thạch anh, đá phiến thạch anh –
sericit. Do q trình phong hóa bởi các yếu tố hóa học và vật lý, quặng mangan –
sắt được tích tụ thấm đọng theo các đứt gãy, đới cà nát, mặt phân phiến, phân lớp
của đá. Qúa trình này xảy ra nhiều giai đoạn nên các thân quặng có dặng mạch,
dạng đới mạch, dạng ổ, dạng dải, chiều rộng lớn, chiều sâu tồn tại nhỏ, ranh giới
thân quặng không rõ ràng.
Như vậy, hai q trình phong hóa và thấm đọng xảy ra đồng thời trên các
thân quặng mangan – sắt có giá trị cơng nghiệp.


20

1.4.3.2. Đặc điểm địa chất cơng trình
Tầng đất mềm rời trong trầm tích Đệ Tứ
Phân bố trong thung lũng suối, gồm sét, cát, cuội, sỏi có liên kết mềm rời,
các cơng trình thi cơng trong tầng này dễ sập lở.
* Tầng phủ sườn tích, lũ tích: Phân bố trên mặt đá gốc. Chiều sâu phân bố tư
1 m đến 2 m. Thành phần đất đá gồm sét, cát, sạn, tảng lăn các kích thước, có tảng
có kích thước 10 – 30 cm. Đất mềm rời dễ sập lở. Trong thiết kế khai thác cần có
biện pháp phịng tránh.
* Tầng đá phiến thạch anh, đá phiến thạch anh – sericit, đá phiến silic, đá
phiến sét – sericit, cát kết, bột kết cịn tươi, độ cứng trung bình. Đá có màu trắng
xám, xám tro, xám nâu, nâu vàng. Đá có cấu tạo phân phiến, độ cứng trung bình,
đập dễ vỡ, kiến trúc phổ biến hạt, vảy biến tinh.
Đá bị phong hóa nhẹ ở tầng trên, có thể tới độ sâu 5-10 m ngả màu nâu vàng.
Các đặc tính cơ lý cơ bản như trong bảng 1.3.

21

Bảng 1.3: Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu cơ lý đá
Các giá

Độ ẩm

Khối lượng Khối lượng

Độ hút

Độ lỗ

Cường độ

Cường độ

Hệ số

Hệ số

Góc ma

Lực dính

trị

khơ gió

riêng P

thể tích (γ)

nước

rỗng (%)

kháng nén

kháng kéo

kiên

biến

sát trong

kết

W (%)

(g/cm3)

(g/cm3)

(%)

(KG/cm2)

(KG/cm2)

cố

mềm K

(độ)

(KG/cm2)

Max

4,68

2,71

2,37

10,23

20,7

473,1

50,0

5,5

0,87

36 052

92

Tr. bình

2,65

2,67

2,3

7,18

16,04

102,43

13,26

2,0

0,78

33 010

22,44

Min

0,65

2,64

2,16

3,23

12,8

11,2

1,9

0,6

0,71

29 049

2,6

Qua kết quả trên bảng 1.3 cho thấy đá cứng vừa, độ bền thấp, cơng trình thi cơng trong tầng này kém ổ định, cần thiết kế các
biện pháp chống trượt lở.


22

1.4.3.3.Các hiện tượng địa chất động lực
- Phong hóa: xảy ra ở toàn vùng làm giảm độ bền của đất đá, gây ra kém ổn

định cho cơng trình khai thác.
- Xâm thực bóc mịn: xảy ra trên tồn vùng, hoạt động nước mặt, nước mưa
làm sói mịn sườn dốc, xảy ra mạnh vào mùa mưa.
- Đá đổ, đá lở xảy ra trên toàn vùng.
1.4.3.4. Địa chất thủy văn
a. Đặc điểm nước mặt
Khu vực chứa quặng mangan tỉnh Hà Giang có một số sơng, suối và ngịi
nhỏ chảy qua. Ví dụ như:
- Khu Trung Thành: Có suối lớn nhất là suối Trung Thành chảy về hướng
Tây Bắc nằm ở phía Tây khu điều tra, được bắt nguồn trực tiếp từ các suối nhánh và
các suối nhỏ chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam và các suối nhánh ở khu Cốc
Héc chảy về hướng Tây Bắc đổ vào suối Trung Thành. Lưu lượng nước suối dao
động từ 30l/s đến 500 l/s và thay đổi theo mùa.
- Khu Đồng Tâm: Có suối lớn nhất là suối Pha nằm ở phía Tây Bắc khu
Đồng Tâm chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam đổ ra sông Lô. Lưu lượng nước
suối dao động từ 50 l/s đến 2400 l/s.
Ở khu Đồng Tâm cịn có các suối nhỏ như Ngòi Buốt, Ngòi Châng, Ngòi Bột
chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, đổ trực tiếp v Sơng Lơ.
b. Đặc điểm nước dưới đất
- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ Tứ (Q).
Thành phần đất đá gồm: sét, cát sạn, sỏi, cuội, tảng.
Nước trong tầng ít xuất lộ, là miền thốt nước dưới đất cho tầng chứa nước
liền kề.
- Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích Cambri Hệ tầng Hà Giang chiếm
phần lớn diện tích tỉnh Hà Giang.
Thành phần gồm đá phiến thạch anh, đá phiến thạch anh – sericit, đá phiến
sét – sericit, đá phiến silic chứa vật chất than, thấu kính đá vơi, cát kết, bột kết có


23

chứa các thân quặng mangan công nghiệp.
Lưu lượng các nguồn lộ từ 0,001 đến 1,2l/s, các nguồn lộ nước xuất lộ dạng
thấm rỉ, mạch nhỏ chảy qua lớp sườn tích, lũ tích ra ngồi.
Các nguồn lộ thường xuất hiện ở các đới khe nứt, đứt gãy trong vùng với số
lượng nhỏ.
Các mỏ mangan thường nằm trên cao so với mực thoát nước tự chảy khu vực từ
vài mét đến vài trăm mét. Nước mặt không ảnh hưởng đến công tác khai thác mỏ, nước
mưa đổ trực tiếp vào moong khai thác, tại đây nước sẽ tự chảy ra sườn hoặc dùng bơm,
bơm đổ ra sườn, moong khai thác nhỏ và hẹp nên không bị ngập úng khi mưa.
Các điều kiện trên cho thấy phương pháp khai thác lộ thiên là phương pháp
khai thác chung cho hầu hết các mỏ mangan ở Hà Giang.