Nghiên cứu lựa chọn và hoàn thiện công nghệ khai thác các vỉa than dày dốc tại công ty cổ phần than hà lầm tkv

­1­

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

NGUYỄN QUANG ĐIỆP

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC
CÁC VỈA THAN DẦY DỐC THOẢI TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THAN
HÀ LẦM - TKV

Chuyên ngành:Khai thác mỏ
Mã số:60.53.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TSKH LÊ NHƯ HÙNG

Hà Nội - 2011


­2­

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 15 tháng 04 năm 2011
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Điệp


­3­

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................­ 1 ­
MỞ ĐẦU ...................................................................................................­ 9 ­
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN
TRẠNG KHAI THÁC CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM ­ TKV ..­ 13 ­
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT. .................................. ­ 13 ­
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên .........................................................­ 13 ­
1.1.2. Đặc điểm địa chất mỏ .............................................................­ 14 ­
1.1.3. Đặc điểm chung các vỉa than và tập than ................................­ 17 ­
1.1.4. Đặc điểm địa chất thuỷ văn ­ Địa chất cơng trình....................­ 19 ­
1.1.5. Đặc điểm độ chứa khí .............................................................­ 25 ­
1.1.6. Trữ lượng than địa cht....- 25 1.1.7. Đánh giá chung về tình hình địa chất và dự tính khối lượng thăm
dò bổ sung. .......................................................................................ư 29 ­
1.2. PHÂN LOẠI VỈA THEO ĐIỀU KIỆN CHỐNG GIỮ. .................... ­ 30 ­
1.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến cơng tác chống giữ lị chợ .............­ 30 ­
1.2.2. Điều kiện chống giữ................................................................­ 42 ­
1.3. CÁC CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ CHO CÁC LÒ CHỢ KHAI THÁC
VỈA DÀY HIỆN NAY. ........................................................................... ­ 44 ­
1.3.1. Công nghệ khai thác và chống giữ đang áp dụng cho khai thác các
vỉa dày dốc thoải hiện nay ở Công ty CP than Hà lầm­ TKV. ...........­ 44 ­
1.3.2. Hiện trạng khai thác hầm lò ....................................................­ 46 ­
1.3.3. Đánh giá công tác khai thác các vỉa dày dốc thoải tại Công ty CP
than Hà lầm ­ TKV. ..........................................................................­ 46 ­
1.4. NHẬN XÉT ...................................................................................... ­ 54 ­

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VÀ HỒN THIỆN CƠNG
NGHỆ KHAI THÁC CÁC VỈA THAN DẦY DỐC THOẢI ..................­ 55 ­
2.1. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ GIÁ CHỐNG THỦY LỰC DI ĐỘNG XÀ
CHỈNH THỂ XÍCH TREO KIỂU ZH/1800/16/24ZL VÀO SẢN XUẤT.­ 55
­2.2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ KHẤU THAN VỈA DẦY ÁP DỤNG


­4­

CÔNG NGHỆ GIÁ CHỐNG THỦY LỰC DI ĐỘNG XÀ CHỈNH THỂ
XÍCH TREO KIỂU ZH/1800/16/24ZL. .................................................. ­ 56 ­
2.2.1. Thực trạng áp dụng cơng nghệ khấu than lị chợ sử dụng giá chống
thủy lực di động xích treo kiểu ZH/1800/16/24ZL một số mỏ vùng than
Quảng Ninh. .....................................................................................­ 56 ­
2.2.2. Lựa chọn cơng nghệ khấu than lị chợ sử dụng giá chống thủy lực
di động xích treo kiểu ZH/1800/16/24ZL áp dụng cho khoáng sàng than
Hà Lầm.............................................................................................­ 59 ­
2.3. NHẬN XÉT. ..................................................................................... ­ 60 ­
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN KHU THỬ NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ LỊ CHỢ
ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ GIÁ CHỐNG THỦY LỰC DI ĐỘNG XÀ CHỈNH
THỂ XÍCH TREO KIỂU ZH/1800/16/24ZL ............................................­ 61 ­
3.1. LỰA CHỌN KHU VỰC THỬ NGHIỆM. ....................................... ­ 61 ­
3.2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CƠNG NGHỆ .............. ­ 65 ­
3.2.1. Lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác. ......................................­ 65 ­
3.2.2 Công suất thiết kế ....................................................................­ 65 ­
3.2.2. Lựa chọn loại vì chống để chống giữ lị chợ............................­ 66 ­
3.3. TÍNH TỐN ÁP LỰC MỎ. ............................................................. ­ 76 ­
3.3.1. Áp lực mỏ luồng gương. .........................................................­ 76 ­
3.3.2. Áp lực mỏ luồng bảo vệ. .........................................................­ 77 ­
3.3.3. Tính tốn hộ chiếu chống giữ lị chợ. ......................................­ 77 ­

3.3.4. Kiểm tra khả năng lún chân cột chống vào nền lị chợ. ...........­ 79 ­
3.3.5 Tính tốn bước chống và lựa chọn vật liệu chống giữ khám đầu,
khám chân. .......................................................................................­ 80 ­
3.3.6. Tuổi thọ của đồng bộ thiết bị ..................................................­ 81 ­
3.4. CHUẨN BỊ KHU THỬ NGHIỆM. .................................................. ­ 81 ­
3.4.1. Công tác chuẩn bị ...................................................................­ 81 ­
3.4.2. Bản chất của công nghệ: .........................................................­ 85 ­
3.4.3. Công tác vận tải thiết bị, vật liệu, vận tải than:........................­ 85 ­
3.4.4 Vận tải than lò chợ. ..................................................................­ 86 ­


­5­

3.4.5. Cơng tác thơng gió. .................................................................­ 86 ­
3.4.6. Hệ thống cung cấp điện...........................................................­ 87 ­
3.4.7.Cung cấp nước. ........................................................................­ 87 ­
3.4.9. Cảnh báo khí mê tan. ..............................................................­ 87 ­
3.4.10. Thơng tin liên lạc. .................................................................­ 87 ­
3.5. CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ... ­ 88 ­
3.5.1. Chế độ làm việc. .....................................................................­ 88 ­
3.5.2. Trữ lượng địa chất của khu vực. .............................................­ 88 ­
3.5.3. Trữ lượng công nghiệp của khu vực........................................­ 88 ­
3.5.4. Sản lượng than khấu gương một luồng ...................................­ 89 ­
3.5.5. Sản lượng than hạ trần một chu kỳ..........................................­ 89 ­
3.5.6. Sản lượng than một chu kỳ khai thác ......................................­ 89 ­
3.5.7. Sản lượng lò chợ một ngày đêm..............................................­ 89 ­
3.5.8. Sản lượng lò chợ một tháng. ...................................................­ 90 ­
3.5.9. Cơng suất lị chợ. ....................................................................­ 90 ­
3.6. TÍNH TỐN SỐ LƯỢNG VÌ CHỐNG LỊ CHỢ. .......................... ­ 90 ­
3.6.1. Xác định số lượng giá TLDĐ liên kết bằng xích cần thiết cho lị

chợ. ..................................................................................................­ 90 ­
3.6.2. Xác định số cột chống thuỷ lực đơn và xà kim loại cần thiết...­ 90 ­
3.6.3. Trình tự tiến hành cơng việc trong một chu kỳ lị chợ chống giữ
bằng giá thuỷ lực di động liên kết bằng xích ZH1800/16/24ZL. .......­ 92 ­
3.7. HỘ CHIẾU KHOAN NỔ MÌN LỊ CHỢ. ........................................ ­ 96 ­
3.7.1. Tính chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị. .................................................­ 96 ­
3.7.2. Lượng thuốc nổ cho 1 luồng khấu. .........................................­ 96 ­
3.7.3. Bố trí lỗ mìn khấu gương lị chợ. ............................................­ 97 ­
3.7.4. Bố trí nổ mìn hạ trần than .......................................................­ 97 ­
3.8. TÍNH TỐN THƠNG GIĨ LỊ CHỢ……………………………. ­ 98 ­
3.8.1. Lưu lượng gió u cầu tính theo sản lượng khai thác ngày đêm­ 98 ­


­6­

3.8.2. Lưu lượng gió u cầu tính theo số người làm việc đồng thời lớn
nhất...................................................................................................­ 98 ­
3.8.3. Lưu lượng gió yêu cầu tính theo lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất
.........................................................................................................­ 99 ­
3.8.4. Lưu lượng gió theo tốc độ gió tối thiểu trong lị chợ. ..............­ 99 ­
3.9. TÍNH TỐN MỘT SỐ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA CÔNG
NGHỆ. ................................................................................................... ­ 100 ­
3.9.1. Khả năng vận tải của hệ thống máng cào được xác định theo công
thức: ............................................................................................... ­ 100 ­
3.9.2. Năng suất lao động cơng nhân lị chợ.................................... ­ 100 ­
3.9.3. Chi phí thuốc nổ cho 1000 T than khai thác .......................... ­ 100 ­
3.9.4. Chi phí kíp nổ cho 1000T than khai thác............................... ­ 101 ­
3.9.5. Chi phí dầu nhũ hố. ............................................................. ­ 101 ­
3.9.6. Chi phí lưới thép cho 1000T than khai thác .......................... ­ 101 ­
3.9.7. Tổn thất than theo công nghệ. ............................................... ­ 102 ­

3.9.8. Giá thành sản phầm. ............................................................. ­ 103 ­
KẾT LUẬN............................................................................................ ­ 108 ­
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... ­ 109 ­


­7­

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Bảng thống kê đặc điểm các vỉa than........................................­ 19 ­
Bảng 1.2. Bảng tính lượng nước chảy vào 1m lò giếng ............................­ 21 ­
Bảng 1.3. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá sạn kết.............................................­ 22 ­
Bảng 1.4. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá cát kết .............................................­ 23 ­
Bảng 1.5. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá bột kết .............................................­ 23 ­
Bảng 1.6. Bảng chỉ tiêu cơ lý của sét kết và sét than ................................­ 24 ­
Bảng 1.7. Bảng tổng hợp chiều đá vách, trụ vỉa than ................................­ 24 ­
Bảng 1.8. Bảng tổng hợp trữ lượng than địa chất......................................­ 27 ­
Bảng 1.9. Phân chia trữ lượng địa chất từ mức ­50 đến đáy tầng than mỏ than
Hà Lầm theo chiều dày vỉa .......................................................................­ 27 ­
Bảng 1.10. Phân chia trữ lượng địa chất từ mức ­50 đến đáy tầng than mỏ
than Hà Lầm theo góc dốc vỉa ..................................................................­ 28 ­
Bảng 1.11. Tổng hợp trữ lượng công nghiệp khoáng sàng than Hà Lầm ...... từ
mức ­50 đến đáy tầng than .......................................................................­ 28 ­
Bảng 1.12. Phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển .............................­ 38 ­
Bảng 1.13. Chỉ tiêu cơ lý của đá vách trực tiếp các vỉa than Hà Lầm .......­ 40 ­
Bảng 1.14. Phân loại trụ vỉa .....................................................................­ 40 ­
Bảng 1.15. Chỉ tiêu cơ lý của đá trụ các vỉa than Hà Lầm ........................­ 41 ­
Bảng 1.16. Bảng chỉ tiêu kinh tế ­ kỹ thuật chủ yếu của các công nghệ khai
thác ..........................................................................................................­ 53 ­
Bảng 2­1: Bảng chỉ tiêu KT­KT cơng nghệ khai thác lị chợ ....................­ 58 ­
Bảng 3­1: Đặc tính kỹ thuật của một số giá thuỷ lực di động dạng khung ..­ 67 ­

Bảng 3­2: Đặc tính kỹ thuật của một số giá thuỷ lực di động liên kết bằng xích
.................................................................................................................­ 69 ­


­8­

Bảng 3­3: Đặc tính kỹ thuật của giá thuỷ lực di động liên kết bằng xích
ZH1800/16/24ZL…………………………………………………………­ 73 ­
Bảng 3­4: Đặc tính kỹ thuật của cột thuỷ lực đơn DW­25, .......................­ 74 ­
Bảng 3­5: Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa dung dịch XR200/16 ...........­ 74 ­
Bảng 3­6: Đặc tính kỹ thuật của trạm bơm dung dịch BRW200/31,5 .......­ 75 ­
Bảng 3­7: Đặc tính kỹ thuật của khoan hạ trần than M3A ........................­ 75 ­
Bảng 3­8: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGB520/40S ..........................­ 76 ­


­9­

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Phân bố trữ lượng theo điều kiện góc dốc vỉa ................................................ ­ 31 ­
Hình 1.2. Phân loại vỉa theo chiều dày trung bình ....................................­ 32 ­
Hình 1.3. Phân bổ trữ lượng than theo chiều dày vỉa ................................­ 33 ­
Hình 1.4. Phân loại vỉa theo mức độ ổn định chiều dày, góc dốc vỉa ........­ 33 ­
Hình 1.5. Phân bổ trữ lượng than theo các nhóm chiều dày vỉa ................­ 35 ­
Hình 1.6. Phân loại vỉa theo mức độ phức tạp cấu tạo vỉa ........................­ 37 ­
Hình 1.7. Sơ đồ cơng nghệ khai thác và chống giữ vỉa dày dốc thoải. ......­ 44 ­
Hình 1.8. Sơ đồ cơng nghệ lị chợ chống giữ bằng giá thủy lực di động ...­ 51 ­
Hình 1.9. Sơ đồ cơng nghệ lò chợ chống giữ bằng giá khung di động ......­ 52 ­
Hình 3.1: Các loại giá thuỷ lực di động dạng khung...................................­ 68 ­
Hình 3.2: Các loại giá thuỷ lực di động liên kết bằng xích..........................­ 70 ­

Hình 3.3. Một số hình ảnh về giá xích ZH1800/16/24ZL .........................­ 72 ­
Hình 3.4: Hệ thống khai thác cột dài theo phương ....................................­ 82 ­
Hình 3.5: Sơ đồ khai thơng và chuẩn bị cho lò chợ V11 Khu III mức ­70  ­
50 Cơng tyCP than Hà Lầm­TKV……………………………………….­ 84 ­
Hình 3.6: Hộ chiếu khai thác lị chợ giá xích ............................................­ 93 ­


­ 10 ­

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Theo chiến lược phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2015, định
hướng đến năm 2025 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định
số 89/2008/QĐ­TTg ngày 07/7/2008, bể than Đơng Bắc và các mỏ than khác
(ngồi bể than đồng bằng Sông Hồng) phấn đấu đến năm 2010 đạt sản lượng
than sạch khoảng 48 ­ 50 triệu tấn; năm 2015 đạt 60 ­ 65 triệu tấn; năm 2020
đạt 70 ­ 75 triệu tấn và đến năm 2025 đạt trên 80 triệu tấn. Theo đánh giá địa
chất khoáng sàng các vỉa than, Công ty cổ phần than Hà Lầm ­ Vinacomin có
nhiều vỉa than thuộc loại vỉa dầy dốc thoải.
Hiện nay, để khai thác các vỉa than dầy dốc thoải ở vùng Quảng Ninh,
các Công ty khai thác than hầm lò chủ yếu áp dụng hệ thống khai thác cột dài
theo phương. Ngồi ra, một số ít mỏ cịn áp dụng hệ thống khai thác chia lớp
bằng hoặc chia lớp ngang nghiêng (Hà Lầm, Vàng Danh, Nam Mẫu…). Tuy
nhiên, sản lượng khai thác còn thấp, tổn thất than cao và chi phí mét lị chuẩn
bị lớn. Xuất phát từ những vấn đề trên, cần thiết phải nghiên cứu lựa chọn
công nghệ khai thác vỉa dầy dốc thoải trong điều kiện địa chất phức tạp tại
Công ty cổ phần than Hà Lầm. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu lựa chọn và hồn
thiện cơng nghệ khai thác các vỉa than dầy dốc thoải tại Công ty cổ phần than
Hà Lầm - TKV” mang tính cấp thiết, đáp ứng yêu cầu thực tế hiện nay và trong
tương lai. Từ đó là mơ hình áp dụng nhân rộng ra trong toàn ngành than.

2. Mục đích của đề tài.
­ Đánh giá hiện trạng cơng nghệ khai thác của Công ty cổ phần than Hà Lầm.
­ Đánh giá các công nghệ khai thác các vỉa than dầy dốc thoải hiện nay.
­ Tìm ra những tồn tại của các công nghệ khai thác vỉa than dầy dốc
thoải hiện nay.
­ Nghiên cứu lựa chọn và hồn thiện cơng nghệ khai thác các vỉa than
dầy dốc thoải cho Công ty cổ phần than Hà Lầm.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Nghiên cứu điều kiện địa chất, các công nghệ khai thác vỉa dày dốc thoải
hiện có. Đề xuất công nghệ khai thác mới nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất.


­ 11 ­

4. Nội dung nghiên cứu.
­ Nghiên cứu các điều kiện địa chất Công ty cổ phần than Hà Lầm.
­ Thống kê, phân tích, đánh giá sơ đồ các công nghệ khai thác vỉa dầy
dốc thoải tại Công ty cổ phần than Hà Lầm.
­ Nghiên cứu khả năng cơ giới hóa và hồn thiện cơng nghệ khai thác
các vỉa than dầy dốc thoải tại Công ty cổ phần than Hà Lầm.
5. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sẽ sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thống kê phân tích: Các cơng trình đã nghiên cứu về
công nghệ khai thác vỉa than dầy dốc thoải trên thế giới và ở Việt Nam.
- Phương pháp địa chất: Phân tích điều kiện hình thành và đặc điểm cấu
trúc môi trường địa chất, sự biến đổi của môi trường khi khai thác xuống sâu.
- Phương pháp thực nghiệm: Xem xét địa hình, kích thước, các thơng
số sơ đồ mở vỉa, phân tích tính chất cơ lý của đất đá, áp lực mỏ… khi khai
thác xuống sâu.
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo các ý kiến của các chuyên gia

chuyên ngành khai thác mỏ.
- Phương pháp tối ưu hóa: Tính toán lựa chọn các tham số tối ưu khai
thác các vỉa dầy dốc thoải.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài.
­ Ý nghĩa khoa học: Cơ sở lý luận đánh giá các công nghệ khai thác và
khả năng cơ giới hóa khai thác vỉa dầy dốc thoải.
­ Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận văn là cơ sở để triển
khai áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hóa khai thác vỉa than dầy dốc thoải
tại các mỏ than hần lò vùng Quảng Ninh.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn bao gồm 3 chương
+ Chương 1: Tổng quan về điều kiện địa chất và phân loại vỉa theo điều
kiện chống giữ.


­ 12 ­

+ Chương 2: Nghiên cứu lựa chọn và hồn thiện cơng nghệ khai thác các
vỉa than dầy dốc thoải.
+ Chương 3: Lựa chọn khu thử nghiệm và thiết kế lị chợ áp dụng cơng
nghệ giá chống thủy lực di động xà chỉnh thể xích treo kiểu
ZH/1800/16/24ZL.
* Lời cảm ơn
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với Ban giam hiệu
Trường Đại học Mỏ ­ Địa chất, Phịng Đào tạo Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ
mơn Khai thác Hầm Lị và Ban lãnh đạo các Cơng ty than: Hà Lầm, Dương
Huy . . . đã giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận văn. Đặc biệt là sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn
GS.TSKH Lê Như Hùng và các thầy giáo trong bộ môn Khai thác Hầm lò,
Trường Đại học Mỏ ­ Địa chất. Đồng thời tôi xin chân cảm ơn tới các nhà

khoa học, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi để hoàn thành luận
văn này.


­ 13 ­

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ HIỆN TRẠNG
KHAI THÁC CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM - TKV
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
Công ty Cổ phần Than Hà Lầm thuộc phường Hà Lầm, thành phố Hạ
Long, tỉnh Quảng Ninh, cách thành phố Hạ Long 7 km về phía Đơng Bắc.
Phía Bắc giáp Xí nghiệp Than 917 ­ Cơng ty Than Hịn Gai, phía Tây
giáp Xí nghiệp Than Thành Cơng ­ Cơng ty Than Hịn Gai, phía Đơng giáp
Cơng ty Cổ phần Than Hà Tu và phía Nam là thành phố Hạ Long.
Được giới hạn bởi toạ độ sau:
X:

18.000  21.850

Y: 407.400  410.400
Z : Lộ vỉa  Đáy tầng than
(Theo hệ toạ độ, độ cao nhà nước năm 1972)
Diện tích khoảng 10 km2
Địa hình khu mỏ phần lớn khơng cịn ngun thuỷ, bao gồm các tầng đá
thải, các moong khai thác và các đồi núi trọc. Hiện tại trong khu vực có các
vỉa than: 14(10), 13(9), 11(8), 10(7), 9(6), 8(5), 7 (4), 6(3), 5(2), 4(1).
Khí hậu khu vực mang đặc điểm khí hậu vùng Đơng Bắc Việt Nam, một
năm có hai mùa rõ rệt. Mùa hè kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ thay

đổi từ 24o ­ 35oC, trung bình 28o ­ 30oc , nóng nhất trên 38oc. Mùa khơ kéo dài
từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 16o ­ 21oc, thấp nhất có
năm đến 4oC. Độ ẩm trung bình 72% ­ 87%. Lượng mưa trung bình hàng năm
hơn 2000 mm, lượng mưa cao nhất tập trung vào tháng 7 và tháng 8.
Cơ sở hạ tầng và điều kiện giao thơng hết sức thuận tiện và được hồn
thiện từ lâu, đáp ứng rất tốt cho công tác khai thác mỏ.


­ 14 ­

1.1.2. Đặc điểm địa chất mỏ
1.1.2.1. Địa tầng
Theo kết quả nghiên cứu địa tầng của các báo cáo địa chất trước đây cho
thấy: Địa tầng mỏ than Hà Lầm được xếp vào giới Cổ sinh (Paleozoi), giới
Trung sinh (Mêzôzôi) và Tân sinh (Kainozoi).
Địa tầng chứa than của mỏ than Hà Lầm nằm trong điệp Hòn Gai (Phụ
điệp giữa). Chiều dày trầm tích thay đổi từ 500  700m, trung bình 540m.
Thành phần chủ yếu gồm: bột kết, cát kết, sạn kết ít sét kết cuội kết và các vỉa
than .
Trong địa tầng chứa than tồn tại 10 vỉa than, các vỉa than có chiều dày từ
mỏng, trung bình đến dày và rất dày. Các vỉa 9(6); 7(4); 6(3); 5(2); 4(1) là
những vỉa khơng duy trì liên tục trên toàn khu mỏ, các vỉa 10(7); 11(8); 13(9);
14(10) là các vỉa duy trì liên tục, trong biên giới khai thác các vỉa này đều có
trữ lượng cơng nghiệp tương đối lớn. Nhìn chung các vỉa than có cấu tạo rất
phức tạp.
1.1.2.2. Kiến tạo
Mỏ Hà Lầm là một phần của dải than Đơng Triều ­ Mạo Khê ­ Hịn Gai ­
Cẩm Phả. Vì vậy, về mặt kiến tạo khu mỏ cũng mang những đặc điểm kiến
tạo phức tạp chung của toàn dải than.
Các đứt gãy, nếp uốn phát triển khá nhiều, đồng thời có quy mơ khác

nhau. Phần lớn các đứt gãy là các đứt gãy thuận phát triển theo hai phương
chính là phương á kinh tuyến hoặc á vĩ tuyến.
Cấu trúc chung của khu mỏ có những đặc điểm chính như sau:
* Nếp uốn:
Nếu coi dải than Hòn Gai ­ Cẩm Phả là nếp uốn bậc I thì các nếp
uốn ở khu Hà Lầm là nếp uốn bậc II trở lên. Thứ tự mô tả các nếp uốn theo
thứ tự từ Tây sang Đông như sau :
­ Nếp lồi Hà Lầm: Đây là nếp lồi lớn nằm phía Tây khu mỏ, mặt trục
nghiêng về Đơng ở phần phía Bắc 650­ 700 và càng về phía Nam có chiều
hướng dạng đối xứng.


­ 15 ­

­ Nếp lõm Hà Lầm: Đây là nếp lõm phát triển phức tạp, nằm cách nếp lồi
Hà Lầm từ 650 m đến 850 m. Có thể nói đây là một phức nếp uốn bởi trên các
cánh của nếp lõm tồn tại những nếp lồi và lõm lớn nhỏ uốn lượn theo nhiều
phương khác nhau, là nếp lõm không đối xứng có trục hơi nghiêng về Đơng
(650 ­ 700) và kéo dài theo phương Bắc ­ Nam duy trì tốt ở phần phía Bắc có
xu hướng tắt dần ở phía Nam.
­ Nếp lồi 158: Có phương Bắc ­ Nam, trục chìm dần ở phía nam và phát
triển hơi nghiêng về phía đơng với góc dốc 70  750. Là một nếp lồi khơng
đối xứng, cánh Tây có độ dốc thay đổi từ 30  400, cánh Đơng có độ dốc thay đổi
từ 20  300 càng về phía Nam độ đốc giảm dần. Về mặt cấu trúc địa chất thì
nếp lồi 158 là ranh giới kiến tạo giữa hai khối phía Đơng và phía Tây Hà
Lầm.
* Đứt gãy:
Hệ thống đứt gãy trong khu Hà Lầm phát triển khá phức tạp. Trong
đó có hai đứt gãy lớn là đứt gãy L­L và đứt gãy Hà Tu. Hai đứt gãy này có
đới huỷ hoại, và cự ly dịch chuyển hai cánh lớn. Bên cạnh đó cịn các đứt gãy

F.A, F.B, FC, F.D, F.K, F.G, F.T, F.M và đứt gãy Mongplane. Ngoài những
đứt gãy đã nêu trên trong khu Hà Lầm còn có rất nhiều đứt gãy nhỏ có
phương phát triển trùng với phương của các đứt gãy chính. Những đứt gãy
nhỏ đó thưịng phát triển bất thường nên gây khó khăn lớn cho khai thác hầm
lị.
Theo tính chất của đứt gãy có thể chia chúng thành hai loại:
­ Đứt gãy thuận : F.A, F.B, F.C, F.D, F.G, F.T, F.M, đứt gãy Mongplane
và đứt gãy thuận Hà Tu.
­ Đứt gãy nghịch : Mới phát hiện được đứt gãy K .
Các đứt gãy có trong khu mỏ phát triển theo hai phương chủ yếu là
á kinh tuyến ( F.E, F.A, F.B, F.K, đứt gãy Mongplane, đứt gãy Hà Tu) và á vĩ
tuyến ( F.T, F.G, F.M, F.L).
­ Nhóm đứt gãy có phương á kinh tuyến:
+ Đứt gãy E (F.E ­ E): Là đứt gãy thuận, diện phân bố hẹp ở khu
vực phía Tây, có phương á kinh tuyến mặt trượt cắm Tây với góc dốc thay đổi
từ 550 700, cự ly dịch chuyển 50  60 m.


­ 16 ­

+ Đứt gãy A (F.A ­ A): Diện phân bố ở khu vực phía Tây Bắc, có
phương á kinh tuyến mặt trượt cắm Đơng với góc dốc thay đổi từ 350 700,
càng xuống sâu càng dốc, cự ly dịch chuyển hai cánh 20  30 m.
+ Đứt gãy thuận B (F.B ­ B): Diện phân bố ở khu vực phía Tây Bắc, có
phương á kinh tuyến mặt trượt cắm Đơng với góc dốc thay đổi từ 650 750,
cự ly dịch chuyển hai cánh 20  50 m.
+ Đứt gãy D (F.D ­ D): Diện phân bố hẹp ở khu vực phía Tây Bắc, có
phương á kinh tuyến mặt trượt cắm Tây Bắc với góc dốc thay đổi từ 550
700, cự ly dịch chuyển hai cánh 20  30 m.
+ Đứt gãy thuận C (F.C ­ C): Diện phân bố hẹp ở khu vực phía Tây Bắc,

có phương á kinh tuyến mặt trượt cắm Đơng Bắc với góc dốc thay đổi từ 550
700, cự ly dịch chuyển hai cánh 10  25 m.
+ Đứt gãy nghịch K (F.K ­ K): Đứt gãy phân bố ở trung tâm khu mỏ, có
phương á kinh tuyến mặt trượt cắm Đơng Bắc với góc dốc thay đổi từ 650 
800, cự ly dịch chuyển hai cánh 30  50 m, giảm và tắt dần về phía Nam, Bắc.
+ Đứt gãy thuận Hà Tu: Nằm ở Đơng Bắc mỏ than Hà Lầm, có phương á
kinh tuyến mặt trượt cắm Đơng Bắc với góc dốc thay đổi từ 450 600, cự ly
dịch chuyển hai cánh theo mặt trược rất lớn khoảng từ 600  700 m. Cánh
Đơng của đứt gãy là các trầm tích hệ tầng C ­ P, đây là đứt gãy bậc I, phân
chia giữa địa tầng T3n­r hg và C­P.
+ Đứt gãy Mongplane: Đứt gãy này nằm ở phần phía Đơng Nam của
khu mỏ Hà Lầm và có phương Tây Bắc ­ Đơng Nam. Mặt trượt của đứt gãy
cắm về phía Đơng Bắc.
­ Nhóm đứt gãy có phương á vĩ tuyến:
+ Đứt gãy L (F.L ­ L): Phát triển ở phía Nam khu mỏ và cắm về phía
Bắc, mặt trượt có thế nằm 0 250  550  600. Cự ly dịch chuyển của hai cánh
theo mặt trượt từ 400  700 m. Về mặt cấu trúc khối địa chất thì đứt gãy L
chia khu Hà Lầm thành hai khối.
+ Đứt gãy M (F.M ­ M): Đứt gãy nằm ở phía Nam, có phương chạy gần
song song với đứt gãy L. Là đứt gãy thuận có mặt trượt cắm về phía Bắc với


­ 17 ­

thế nằm 3500  100  55  650. Cự ly dịch chuyển theo mặt trượt của hai cánh
từ 34  100 m. Đứt gãy M bị đứt gãy L cắt ở dưới sâu mức từ 450  600 m.
+ Đứt gãy T (F.T ­ T): Là đứt gãy thuận, diện phân bố hẹp ở khu vực
phía Tây, mặt trượt nghiêng hướng Đơng Nam với góc dốc thay đổi từ 200
300 phần nông và 700  750 ở dưới sâu, cự ly dịch chuyển nhỏ từ 10  30 m.
+ Đứt gãy G (F.G ­ G): Là một đứt gãy nhỏ, diện phân bố hẹp ở khu vực

phía Tây Bắc, mặt trượt cắm Bắc với góc dốc thay đổi từ 350 500, cự ly dịch
chuyển hai cánh 10  35 m.
1.1.3. Đặc điểm chung các vỉa than và tập than
Trên cơ sở tổng hợp tài liệu địa chất của các báo cáo địa chất, khoáng
sàng than Hà Lầm tồn tại 11 vỉa than: 14B, 14(10), 13(9), 11(7), 10(6), 9(6),
8(5), 7(4), 6(3), 5(2) và 4(1) được chia thành 02 nhóm:
­ Nhóm có giá trị cơng nghiệp gồm 8 vỉa: 14(10), 13(9), 11(8), 10(7),
9(6), 7(4), 6(3) và 5(2).
­ Nhóm ít có giá trị cơng nghiệp gồm 3 vỉa: 14B, 8(5) và 4(1).
Đặc điểm 8 vỉa than khu mỏ Hà Lầm có giá trị cơng nghiệp theo thứ tự từ
dưới lên cụ thể như sau:
­ Vỉa 5(2): Vỉa này không duy trì trên tồn diện tích khu mỏ. Chiều dày
vỉa 5(2) thay đổi từ 0,17  8,00 m trung bình 2,95 m, đá kẹp trong vỉa chủ
yếu là sét kết từ lớp đến lớp, có chiều dày thay đổi từ 0,00  2,86 m, trung
bình 0,50 m.
­ Vỉa 6(3): Vỉa này khơng ổn định, nhiều cửa sổ khơng than, nó hình
thành hai khối phía Đơng Bắc và phía Tây Nam khu mỏ. Vỉa có chiều dày
thay đổi từ 0,2  18,79 m, trung bình 2,82 m.
­ Vỉa 7(4): Vỉa 7(4) là vỉa dày, phân bố hầu khắp trong khu mỏ, tương
đối ổn định về đường phương thế nằm của vỉa, vỉa có cấu tạo tương đối đơn
giản, số lớp kẹp trong vỉa có từ 1  10 lớp kẹp đồng thời chiều dày lớp kẹp
thay đổi khá lớn từ 0,00  7,91 m. Chiều dày tồn vỉa khơng ổn định thay đổi
từ 0,34  49,20 m, trung bình 14,92 m, vỉa có xu hướng vát dần về phía Đơng
Bắc và dày hơn ỏ phía Tây Bắc và Tây Nam.


­ 18 ­

­ Vỉa 9(6): Vỉa duy trì khơng liên tục, có nhiều cửa sổ khơng than, bị
tách thành hai khối ở phía Tây Bắc và khối Đơng Nam. Vỉa có cấu tạo phức

tạp, số lớp kẹp trong vỉa có từ 1  6 lớp, chiều dày lớp kẹp thay đổi từ 0,00 
6,86 m. Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,35  19,84 m, trung bình 1,76 m.
­ Vỉa 10(7): Vỉa này duy trì khá tốt và tương đối ổn định trên khu mỏ.
Diện phân bố chủ yếu từ trung tâm lên phía Bắc và một phần phía Đơng Nam
khu mỏ. Vỉa có chiều dày khơng ổn định thay đổi từ 0,66  27,82 m, trung
bình 7,40 m. Vỉa có cấu tạo phức tạp, chất lượng tương đối tốt, số lớp kẹp
trong vỉa có từ 1  6 lớp, chiều dày từ 0,00  4,57 m.
­ Vỉa 11(8): Vỉa này phân bố trên hầu hết diện tích khu mỏ từ đứt gãy L ­
L về phía Bắc. Vỉa thuộc loại có chiều dày lớn nhưng khơng ổn định. Chiều
dày vỉa thay đổi từ 0,97  29,75 m, trung bình 10,46 m. Trong các phân vỉa
có chứa nhiều lớp kẹp mỏng, thường là các lớp bột kết, sét kết, sét than độ tro
cao trên 50%. Số lượng lớp kẹp thay đổi từ 1  13 lớp, trung bình 3 lớp,
chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,00  11,03 m, trung bình 2,32 m. Vỉa
có cấu tạo tương đối đơn giản, chất lượng tương đối tốt. Khu vực phía Tây vỉa
tồn tại các lớp kẹp có chiều dày lớn từ 2,5  3 m, nhưng các lớp kẹp này duy
trì trong phạm vi hẹp.
­ Vỉa 13(9): Phân bố phần lớn ở trung tâm khu mỏ. Chiều dày vỉa 13(9)
thay đổi từ 0,16  20,67 m trung bình 3,59 m, thuộc nhóm vỉa có chiều dày
trung bình. Vỉa có từ 1 đến 6 lớp đá kẹp, chiều dày thay đổi từ 0,00  10,75
m, thành phần đá kẹp chủ yếu là bột kết, sét kết. Vỉa13(9) thuộc loại vỉa
không ổn định, cấu tạo phức tạp, khơng duy trì về chiều dày có nhiều cửa sổ.
­ Vỉa 14(10): Phân bố phần trung tâm và phía Đơng nếp lồi 158. Vỉa
14(10) có chiều dày lớn thay đổi từ 0,48  53,19 m, trung bình 15,20 m, góc
dốc vỉa thay đổi từ 00  650 trung bình 250. Vỉa tương đối ổn định, cấu tạo
phức tạp.


­ 19 ­

Bảng 1.1. Bảng thống kê đặc điểm các vỉa than

Chiều dày
Tên
vỉa

tổng quát
của vỉa
(m)

14

13

11

10

9

7

6

5

Chiều dày Chiều dày
riêng than

đá kẹp

(m)

(m)

Số

Độ

lớp

dốc

kẹp

vỉa

(lớp) (độ)

Phân loại
Mức ổn
định

0,48­53,19 0,48­46,76 0,00­14,17 0­17 0­65 Tương đối
15,20(128)

10,52

4,48

8

0,16­20,67 0,16­9,70 0,00­10,75 0­6
3,59(102)

2,76

0,84

2

25

ổn định

5­70

Không

25

ổn định

Cấu tạo

Phức tạp

Phức tạp

0,97­29,75 0,97­25,21 0,00­11,03 0­13 5­60 Tương đối Tương đối
10,46(157)

8,13

2,32

3

0,66­27,82 0,66­23,75 0,00­4,57 0­6
7,40(209)

6,57

1,51

3

0,35­19,84 0,35­12,98 0,00­6,86 0­6
1,76(50)

1,54

0,43

1

25

ổn định

đơn giản

5­70

Không

26

ổn định

8­75

Không

Tương đối

27

ổn định

đơn giản

Phức tạp

0,34­49,20 0,34­45,81 0,00­7,91 0­10 10­70 Tương đối Tương đối
14,92(71)

13,46

1,45

3

26

0,20­18,79 0,20­13,34 0,00­5,45 0­4 10­70
2,82(45)
0,17­8,00
2,95(35)

2,32

0,50

1

26

0,17­6,95 0,00­2,86 0­4 15­32
2,45

0,50

1

20

ổn định

đơn giản

Không

Tương đối

ổn định

đơn giản

Không

Tương đối

ổn định

đơn giản

1.1.4. Đặc điểm địa chất thuỷ văn - Địa chất cơng trình
1.1.4.1. Đặc điểm địa chất thuỷ văn
Do ảnh hưởng của q trình khai thác lộ thiên và hầm lị một số nơi mặt
địa hình khu mỏ Hà Lầm bị rạn nứt và sụt lún đã tạo điều kiện cho nước mặt,
nước mưa ngấm xuống bổ sung cho nước dưới đất và chảy vào lò khai thác.


­ 20 ­

Tổng lượng mưa hàng năm giao động từ 1500  2500 mm đã cung cấp
cho nước dưới đất thông qua các khe nứt, đới sụt lún.
Căn cứ vào đặc điểm thành phần thạch học, tính chất chứa và thấm nước,
đặc điểm thành phần hố học có thể chia ra các phân vị địa tầng địa chất thuỷ
văn khu mỏ và chúng có đặc điểm như sau:
* Nước trong trầm tích Đệ tứ (Q)

Trầm tích Đệ Tứ trước đây bao phủ hầu hết diện tích khu mỏ, hiện tại
trầm tích đệ tứ chỉ cịn tồn tại một phần diện tích ở phía Nam và phía Bắc khu
mỏ. Thành phần đất đá gồm đất đá thải, cát, cuội, sỏi lẫn sét, màu vàng nhạt
đến nâu sẫm, nguồn gốc Eluvi, Đềluvi. Chiều dày biến đổi, ở khu vực phía
Bắc địa hình cao lớp phủ có chiều dày mỏng, ở các thung lũng suối dày đến
5m. Nước dưới đất được chứa trong các lỗ hổng của đất đá, do đặc điểm
thành phần có chứa nhiều sét và chiều dày mỏng nên khả năng chứa nước và
thấm nước kém.
* Tầng chứa nước khe nứt trong phụ hệ tầng Hòn Gai giữa T3(n-r)hg2
Các trầm tích của phụ hệ tầng Hịn Gai giữa được lộ ra chiếm phần lớn
diện tích khu mỏ, chiều dày trung bình biến đổi từ 540  700 m, bao gồm các
lớp sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than, nằm nghiêng tạo nên các
nếp uốn. Các lớp sạn kết,cát kết thường nằm xa vách trụ các vỉa than, cấu tạo
phân lớp dày, độ hạt từ vừa đến lớn. Chiều dày các lớp biến đổi từ vài mét
đến hàng chục mét và tương đối duy trì theo cả đường phương và hướng dốc,
kẽ nứt tách phát triển, nước dưới đất được tồn tại chủ yếu trong các lớp này.
Các lớp bột kết và sét kết cấu tạo đặc xít, kẽ nứt kín và thường nằm sát vách
trụ các vỉa than và được coi là những lớp cách nước.
* Nước trong các đới ảnh hưởng của đứt gãy kiến tạo
Kết quả nghiên cứu địa chất cho thấy trước đây hoạt động kiến tạo trong
khu mỏ xảy ra tương đối mạnh mẽ, đã phát hiện được một số đứt gãy như FA,
FE, FB, FC, , FD, FM, FL, đứt gãy Hà Tu... Biên độ dịch chuyển của các đứt gãy
từ 10  100 m, đới phá hủy rộng từ 20  80 m. Nham thạch trong đới bị cà nát
vỡ vụn, nên khả năng chứa nước và thấm nước tốt. Đặc biệt một số cơng trình
lị khai thác đào ở khu vực FD lượng nước chảy ra tương đối lớn. Do vậy trong
quá trình khai thác đối với các cơng trình đào trong khu vực đứt gãy cần có


­ 21 ­

biện pháp phòng chống hiện thượng bục nước gẫy mất an toàn cho người và
thiết bị.
Bảng 1.2. Bảng tính lượng nước chảy vào 1m lị giếng
Mức sâu
khai thác

Các thơng số tham gia tính tốn

Q1

Q2

Ktb

H

R0

M

trung bình

mùa mưa

(m/ng)

(m)

(m)

(m)

(m3/h)

(m3/h)

­50

0,034

94,0

336

54

0,030

0,10

­100

0,034

144,0

637

82

0,038

0,12

­150

0,034

194,0

996

110

0,044

0,14

­200

0,034

244,0

1406

139

0,049

0,16

­250

0,034

294,0

1859

167

0,054

0,18

­300

0,034

344,0

2353

196

0,058

0,19

Kết quả dự tính lượng nước chảy vào trường mỏ chưa kể đến lượng nước
đột biến như nước mưa ngấm xuống thông qua đới sập lở chảy vào cơng trình
khai thác, lượng nước tích đọng trong các lị khai thác cũ. Do vậy về mùa
mưa lượng nước chảy vào cơng trình khai thác mỏ sẽ tăng đáng kể. Vì vậy
trong quá trình khai thác về mùa mưa cần tăng cường thêm thiết bị tháo khô
mỏ, đồng thời cần áp dụng công nghệ khai thác hợp lý để hạn chế lượng nước
thông qua đới sập đổ chảy vào cơng trình khai thác.
1.1.4.2. Đặc điểm địa chất cơng trình
* Đặc điểm tính chất địa chất cơng trình của các lớp đất đá trong
khu mỏ
+ Đất Đệ tứ (Q):
Đất Đệ tứ có thành phần chủ yếu là cát, sạn, sỏi lẫn sét, mức độ liên kết
yếu, chúng chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động xâm thực bào mòn do
dòng mặt , dòng chảy tạm thời về mùa mưa gây nên.
Tầng đá thải: Chiếm một phần diện tích phía đơng bắc khu mỏ, có chiều
dày trung bình 30  60 m, cá biết có chỗ đến 80 m, thành phần gồm các tảng,
hòn đá cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết và sét kết kích thước khơng đồng đều,


­ 22 ­

sắp xếp rất hỗn độn. Đây là sản phẩm của quá trình khai thác lộ thiên vỉa 10
mỏ Hà Tu đổ ra tạo nên, tầng này chưa ổn định, có nhiều hang hốc nhỏ, chính
vì vậy khi xây dựng các cơng trình trên mặt mỏ cần chú ý.
+ Đặc điểm địa chất cơng trình của các lớp đá trong tầng chứa than
Đá của tầng chứa than gồm : Cát kết, bột kết, sét kết, cuội kết, sét than
và các vỉa than, chúng nằm xen kẽ nhau. Các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc,
thuộc loại đá cứng bền vững. Các lớp đá có thế nằm đơn nghiêng với góc dốc
biến đổi từ 200  400, tạo nên các cánh của nếp uốn. Nhìn chung các lớp đá có
đặc điểm và tính chất cơ lý như sau:

­ Sạn kết: Thường có màu xám sáng, chiến tỷ lệ trung bình 13,4% trong
địa tầng, phân bố chủ yếu ở khoảng giữa địa tầng các vỉa than, chiều dày biến
đổi từ 1,5  7,0 m. Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh, được gắn kết
bằng xi măng silíc bền vững, rất rắn chắc.
Bảng 1.3. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá sạn kết

Giá
trị

Cường

Cường

Khối

độ

độ

lượng

kháng

kháng

thể

nén

kéo

tích

(Kg/cm2) (Kg/cm2) (g/cm3)

Khối

Lực

lượng

dính

riêng

kết

(g/cm3) (Kg/cm2)

Góc nội
ma sát
(độ)

Lớn nhất

3733,00

199,00

2,91

2,95

1000,0

38o00'

Nhỏ nhất

37,00

2,50

2,28

2,53

9,30

22o30'

1375,63

110,98

2,57

2,66

415,23

33o56'

Trung bình

­ Cát kết: Thường có màu xám tro, xám sáng, cấu tạo phân lớp dày, đôi
nơi cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển. Chiều dày biến đổi phức tạp từ 0,5  15 m,
cá biệt có những lớp chiều dày đến 25 m duy trì khá liên tục theo cả đường
phương và hướng dốc, hạt từ mịn đến thô được gắn kết bằng xi măng silíc rất
bền vững. Các lớp cát kết thường nằm khoảng cách giữa hai vỉa than.


­ 23 ­

Bảng 1.4. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá cát kết

Giá
trị

Cường

Cường

Khối

độ

độ

lượng

kháng

kháng

thể

nén

kéo

tích

(Kg/cm2) (Kg/cm2) (g/cm3)

Khối

Lực

lượng

dính

riêng

kết

(g/cm3) (Kg/cm2)

Góc nội

ma sát
(độ)

Lớn nhất

3184,00

500,00

3,07

3,10

950,00

38o30'

Nhỏ nhất

86,00

6,20

2,21

2,57

4,30

18o30'

1171,92

104,24

2,63

2,70

364,89

34o04'

Trung bình

­ Bột kết: Màu xám tro, xám đen chiếm tỷ lệ trung bình 32,8% trong địa
tầng, thành phần chủ yếu là các khoáng vật sét và các hạt thạch anh hạt mịn,
được gắn kết bằng keo silíc rắn chắc. Cấu tạo phân lớp dày, đơi nơi dạng khối
đặc xít. Chiều dày các lớp bột kết biến đổi rất phức tạp, từ 0,3  20 m và
thường nằm gần vách trụ các vỉa than.
Bảng 1.5. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá bột kết

Giá
trị

Cường

Cường

Khối

độ

độ

lượng

kháng

kháng

thể

nén

kéo

tích

(Kg/cm2) (Kg/cm2) (g/cm3)

Khối

Lực

lượng

dính

riêng

kết

(g/cm3) (Kg/cm2)

Góc nội
ma sát
(độ)

Lớn nhất

2104,96

1485,00

3,25

3,44

710,00

38o30'

Nhỏ nhất

2,48

2,80

2,18

2,46

9,90

16o00'

606,63

59,23

2,65

2,72

184,72

32o30'

Trung bình

­ Sét kết và sét than: Màu xám đen chiếm tỷ lệ khoảng 6.0% trong địa
tầng, cấu tạo phân lớp mỏng là chủ yếu, chiều dày lớp biến đổi 0,3  3 m, cục
bộ có nơi lên đến 4 m. Các lớp sét kết thường nằm sát vách trụ các vỉa than,
thuộc loại đá nửa cứng đến cứng.


­ 24 ­

Bảng 1.6. Bảng chỉ tiêu cơ lý của sét kết và sét than

Cường

Cường

Khối

độ

độ

lượng

kháng

kháng

thể

nén

kéo

tích

Giá
trị

(Kg/cm2) (Kg/cm2) (g/cm3)

Khối

Lực

lượng

dính

riêng

kết

Góc nội
ma sát
(độ)

(g/cm3) (Kg/cm2)

Lớn nhất

1987,00

103,13

2,82

2,93

315,00

34o15'

Nhỏ nhất

60,00

5,50

1,79

2,03

11,60

21o00'

Trung bình

353,26

32,86

2,58

2,67

92,82

29o40'

* Đặc điểm tính chất địa chất cơng trình của đá vách trụ các vỉa than

Đá vách, trụ vỉa than thường là các lớp bột kết, sét kết, đôi chỗ là các lớp
cát kết. Các lớp đá này không ổn định, chỗ dày, mỏng khác nhau, đôi chỗ tạo
thành các thấu kính. Chính vì vậy trong q trình khai thác cần cập nhật, bổ
sung thường xuyên lên bản đồ, mặt cắt nham thạch. Đặc biệt một số ít điểm
đá vách, trụ trực tiếp là lớp sét than mỏng, lớp này độ liên kết yếu, khi gặp
nước dễ bị trương nở.
Bảng 1.7. Bảng tổng hợp chiều đá vách, trụ vỉa than
Vỉa
than

Chiều dày đá vách (m)
Sét, sét
than

14

13

11

0.12­21.28
2.35
0.18­13.14
2.11
0.15­4.37
1.23
0.09­80.16

10

3.11

9

0.10­11.92

Bột kết

Cát kết

0.04­60.75 0.36­56.73
7.60

9.45

0.14­53.98 1.09­32.59
10.16

10.16

0.15­78.94 0.15­77.99
8.48

16.72

0.19­34.20 1.73­51.50
7.36

10.07

0.38­11.52 0.46­31.04

Chiều dày đá trụ (m)
Sét, sét
than
0.04­40.8
1.85
0.09­7.63
1.40
0.09­78.99
2.67
0.09­6.57
1.28
0.19­12.78

Bột kết

Cát kết

0.25­49.62 0.16­29.77
6.26

5.49

0.08­78.94 0.29­40.27
6.75

8.31

0.19­42.45 0.42­15.79

4.18

4.60

0.28­37.90 0.09­61.31
4.12

9.88

0.19­21.71 1.44­12.87


­ 25 ­

3.12
7

6

5

0.29­1.69

3.99

8.55

0.39­18.20 0.89­14.08

2.52

5.59

7.16

0.16­2.14

0.10­9.98

0.24­4.19

1.82

3.82

5.69

0.62

1.81

1.74

0.42­0.94

0.39­7.68

3.12­6.89

0.35­2.16

0.59­11.62

0.40­6.21

0.63

3.54

4.80

1.03

3.65

3.23

0.66­6.18

1.08­13.81

0.34­2.13

0.19­11.25

4.53­7.71

2.02

6.50

1.13

2.94

6.41

0.43

1.1.5. Đặc điểm độ chứa khí
Trong các vỉa than và đá vây quanh thuộc khu mỏ Hà Lầm có chứa các
loại khí thiên nhiên chủ yếu đặc trưng cho q trình trầm tích và biến chất của
than, đó là các loại khí: Nitơ (N2), Cácboníc (CO2), Hyđrơ (H2), Mêtan (CH 4 ).
* Hàm lượng và độ chứa khí tự nhiên của các vỉa than
+ Khí Nitơ (N2): Hàm lượng khí Nitơ thay đổi từ 11,44  97,40 %, trung
bình 61,71%.
+ Khí Cácboníc (CO2)
­ Hàm lượng khí CO2 thay đổi từ 0,30  47,94 %, trung bình 10,49 %.
­ Độ chứa khí tự nhiên thay đổi từ 0,003  2,090 cm3/gkc, trung bình
0,32cm3/gkc.
+ Khí Hyđrơ (H2): Hàm lượng khí H2 thay đổi trong phạm vi rất lớn từ 0
 36,60%, trung bình 4,85 %.
+ Hỗn hợp khí H2 + CH4
­ Hàm lượng thay đổi từ 1,18  88,18 %, trung bình 28,13 %.
­ Độ chứa khí tự nhiên thay đổi từ 0,01  4,89 cm3/gkc, trung bình 0,86
cm3/gkc.
* Hàm lượng và độ chứa khí tự nhiên của đá kẹp trong than
+ Khí Nitơ (N2): Hàm lượng thay đổi từ 32,56  94,12%, trung bình
66,00 %.