Đánh giá hiện trạng khai thác vỉa dày dốc thoải nghiêng tại công ty than vàng danh và nghiên cứu, đề xuất công nghệ khai thác và chống giữ lò chợ bằng giá xích

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

-------------o0o------------

PHẠM TRỌNG THUẬN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VỈA DÀY DỐC THOẢI
NGHIÊNG TẠI CÔNG TY THAN VÀNG DANH VÀ NGHIÊN CỨU,
ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CHỐNG GIỮ LỊ CHỢ
BẰNG GIÁ XÍCH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2012


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

-------------o0o------------

PHẠM TRỌNG THUẬN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VỈA DÀY DỐC THOẢI
NGHIÊNG TẠI CÔNG TY THAN VÀNG DANH VÀ NGHIÊN CỨU,
ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CHỐNG GIỮ LỊ CHỢ
BẰNG GIÁ XÍCH
Chun 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 - 2012


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

Hà nội, ngày 08 tháng 10 năm 2012
Người cam kết

Phạm Trọng Thuận


MỤC LỤC
TRANG

Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU

1

Chương 1 - ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT

4

1.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên

4

1.1.1. Vị trí địa lý

4

1.1.2. Địa hình

4

1.1.3. Khí hậu

5

1.2. Đặc điểm điều kiện địa chất mỏ than Vàng Danh

5

1.2.1. Cấu tạo địa chất

5

1.2.2. Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

7

1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất cơng trình

9

1.3. Trữ lượng

11

1.3.1. Trữ lượng địa chất

11

1.3.2. Trữ lượng công nghiệp

13

1.3.3. Mức độ tin cậy của tài liệu địa chất

15

1.4. Nhận xét chung

16

CHƯƠNG 2 - HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VỈA DÀY DỐC
THOẢI NGHIÊNG

17

2.1. Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa dày dốc thoải nghiêng

17

2.1.1. Tổng quan về hệ thống khai thác vỉa dày dốc thoải nghiêng trên

17


thế giới
2.1.2. Tổng quan về hệ thống khai thác vỉa dày dốc thoải nghiêng ở
Vàng Danh và Quảng Ninh

22

2.2. Công nghệ khai thác ở các vỉa dày dốc thoải nghiêng

31

2.2.1. Khái quát chung

31

2.2.2. Công nghệ khai thác vỉa dày dốc thoải, nghiêng ở Việt Nam

38

2.2.3. Công nghệ khai thác vỉa dày dốc thoải nghiêng ở mỏ Vàng

55

Danh
2.3. Đánh giá công nghệ khai thác cho vỉa dày dốc thoải, nghiêng ở Vàng

66

Danh
CHƯƠNG 3- NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ KHAI
THÁC VÀ CHỐNG GIỮ LỊ CHỢ BẰNG GIÁ XÍCH

69

3.1. Lựa chọn vị trí khu vực nghiên cứu

69

3.1.1. Điều kiện cấu tạo địa chất khu vực thiết kế

69

3.1.2. Sơ đồ mạng đường lò khu vực thiết kế

74

3.1.3. Hệ thống khai thác sử dụng kết hợp với giá xích

74

3.1.4. Các thơng số của hệ thống khai thác

76

3.2. Thành lập các hộ chiếu và xác định chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

76

3.2.1. Hộ chiếu chống giữ lị chợ

76

3.2.2. Hộ chiếu khoan nổ mìn

84

3.2.3. Tổ chức sản xuất trong lị chợ

85

3.2.4. Tính tốn chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ

87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

91

TÀI LIỆU THAM KHẢO

94

Danh mục các bảng
Trang

Bng 1.1.

Bng c im cỏc nhúm t gãy khu mỏ Vàng Danh

2

Bảng 1.2.

Giá trị độ bền của các loại đá khu mỏ Vàng Danh

11

Bảng 1.3.

Bảng tổng hợp trữ lượng các vỉa than

13

Bảng 1.4.

Bảng tổng hợp đặc điểm các vỉa than có giá trị cơng nghiệp

14

Bảng 1.5.

Bảng phân chia trữ lượng và góc dốc ở Vàng Danh

14

Bảng 2.1.

Bảng tỉ lệ tổn thất than các mỏ

29

Bảng 2.2.

Bảng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản khai thác vỉa dày

30

dốc thoải nghiêng ở một số mỏ hầm lò Quảng Ninh
Bảng 2.3.

Phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển

35

Bảng 2.4.

Bảng phân loại và giá khả năng kháng lún của trụ vỉa

37

Bảng 2.5.

Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ lớp trụ vỉa 6 cánh

42

Đông mức -80  -25 Công ty than Mạo Khê
Bảng 2.6. Bảng chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật lũ chợ mức -36  +12 V10

45

khu III- Cty than Hà Lầm
Bảng 2.7.

Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ vỉa 6a mức +180-:-

47

+190 T.IIA-:- T.I Công ty than Nam Mẫu
Bảng 2.8.

Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ lớp 1 (-35 -:- +8)

51

PV6B cánh Bắc khu Lộ Trí, Cơng ty than Thống Nhất
Bảng 2.9. Bảng chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật lũ chợ chống giỏ thủy lực di

59

động
Bảng 2.10. Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ chống bằng giá di động

60

dạng khung
Bảng 2.11. Bảng Sản lượng khai thác than lò chợ II-8-2 đến tháng

63

01/2009
Bảng 3.1.

Bảng thống kê số lượng các chỉ tiêu phân tích mẫu vỉa 6

72


Bảng 3.2. Bảng xác định một số thông số của vỉa

72

Bảng 3.3.

Bảng tổng hợp đặc tính địa chất cơng trình vỉa 6

73

Bảng 3.4.

Bảng liệt kê thiết bị - vật tư chống giữ lò chợ

81

Bảng 3.5.

Bảng chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cơng nghệ khai thác lị chợ bằng

89

giá xích


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang

Hình 2.1. Tổng hợp các sơ đồ cơng nghệ khấu than trên thế giới

17

Hình 2.2. Các sơ đồ cơng nghệ khơng chia lớp

18

Hình 2.3. Sơ đồ cơng nghệ khai thác chia lớp

18

Hình 2.4. Sơ đồ cơng nghệ khai thác hạ trần than

18

Hình 2.5. Hệ thống khai thác chia lớp nghiêng có lớp đệm nhân tạo

19

áp dụng ở vùng Karaganddinxxki (Nga)
Hình 2.6.

Hệ thống khai thác hỗn hợp sử dụng giàn chống kim loại

21

dẻo với tổ hợp cơ khí hố KTY
Hình 2.7.

Sơ đồ cơng nghệ khai thác lị chợ lớp bằng mỏ Hà Lầm

23

Hình 2.8.

Sơ đồ hệ thống khai thác chia lớp nghiêng mỏ Thống

24

Nhất
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống khai thác chia lớp nghiêng mỏ Mạo Khê

24

Hình 2.10. Sơ đồ hệ thống khai thác chia lớp nghiêng mỏ Khe Chàm

25

Hình 2.11. Sơ đồ cơng nghệ khai thác chia hai lớp nghiêng hạ trần áp

26

dụng ở các mỏ Vàng Danh, Hà Lầm, Tân Lập
Hình 2.12. Gương khấu của sơ đồ cơng nghệ khai thác lị chợ hạ trần

27

Hình 2.13. Hiện tượng lở gương, rỗng nóc ở lị chợ trụ hạ trần

28

Hình 2.14. Sơ đồ cơng nghệ khai thác và chống giữ vỉa dày m ≥ 3,5 m,

39

α ≤ 350
Hình 2.15. Sơ đồ khai thơng và chuẩn bị lị chợ vỉa 6 cánh Đông

41

mức -85  -25 Công ty than Mạo
Hình 2.16. Sơ đồ khai thơng và chuẩn bị cho lị chợ V10 khu III

44

mức -36  +12 Cơng ty than Hà Lầm
Hình 2.17. Sơ đồ khai thơng và chuẩn bị lị chợ vỉa 6a cánh Đơng
mức +180  +190 T.IIA-:- T.I Công ty than Nam Mẫu

47


Hình 2.18. Sơ đồ khu vực lị chợ lớp 1 (-35 -:- +8) PV6B cánh Bắc Cty Than Thống Nhất
Hình 2.19. Sơ đồ đường lò áp dụng thử nghiệm lò chợ cơ giới hóa

50
55

năm 1978
Hình 2.20. Sơ đồ đường lị áp dụng cơng nghệ giá thuỷ lực XDY-

58

1T2/LY
Hình 2.21. Sơ đồ đường lị áp dụng cơng nghệ giá thuỷ lực dạng khung

61

Hình 2.22. Sơ đồ đường lị áp dụng cơng nghệ khai thác cơ giới hóa

65

bằng máy khấu và giàn chống Vinaalta

Hình 3.1. Sơ đồ đường lị áp dụng cơng nghệ giá xích

75

Hình 3.2. Sơ đồ ngun lý làm việc của giá thuỷ lực di động liên kết

78

bằng xích
Hình 3.3. Quy trình chống giữ lị chợ bằng giá xích

83

Hình 3.4.

87

Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất va nhân lực lò chợ


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CBCN

Cán bộ công nhân

CSDL

Cơ sở dữ liệu

Cty

Công ty

DCTV

Địa chất thủy văn

HTKT

Hệ thống khai thác

KHCN

Khoa học công nghệ

KT

Khai thác

KTKT

Kinh tế kĩ thuật

LC

Lò chợ

LCHT

Lò chợ hạ trần

NSLĐ

Năng suất lao động

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TVD

Trung tâm Vàng Danh

UB

Ủy ban


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chống giữ lị chợ là một trong những q trình sản xuất chính trong khai
thác than hầm lò. Việc chống giữ lò chợ hợp lý không những bảm bảo năng
suất lao động, mà cịn nâng cao an tồn cho người và thiết bị.
Từ trước tới nay, việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ mới nhằm nâng
cao hiệu quả khai thác các vỉa than dày, dốc thoải và nghiêng đã và đang được
hoàn thiện.
Từ năm 1999, các đơn vị thành viên của Tổng cơng ty than Việt nam
(nay là Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam) là: Vàng Danh,

Mạo Khê, Hà Lầm, Nam Mẫu, Thống Nhất, Khe Chàm… đã đưa giá thuỷ lực
di động vào chống giữ lò chợ ở những vỉa dày; Từ năm 2007, các đơn vị như
Hà Lầm, Nam Mẫu, Mạo Khê,…đã đưa giá khung di động vào chống giữ lò
chợ khai thác cho các vỉa dày. Việc áp dụng các cơng nghệ chống giữ lị chợ
kể trên đã mang lại những hiệu quả nhất định về năng suất cũng như an toàn.
Vấn đề là lựa chọn cơng nghệ chống giữ lị chợ sao cho phù hợp với điều
kiện của từng khoáng sàng, đặc biệt như là khống sàng than Vàng Danh có
địa chất phức tạp.
Vì vậy việc thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng khai thác vỉa dày dốc
thoải nghiêng tại Công ty than Vàng Danh và nghiên cứu, đề xuất công
nghệ khai thác và chống giữ lị chợ bằng giá xích” là hết sức cần thiết. Việc
lựa chọn được công nghệ chống giữ hợp lý cho lị chợ của Cơng ty than Vàng
Danh sẽ góp phần mang tính định hướng cho việc áp dụng cơng nghệ chống
giữ lị chợ cho các Cơng ty khác mà có điều kiện tương tự.
2. Mục đích của đề tài
- Đề tài xác định mục đích chính


2

Đánh giá hiện trạng áp dụng cơng nghệ chống lị chợ ở các vỉa dày dốc
thoải nghiêng ở Công ty than Vàng Danh và nghiên cứu đề xuất công nghệ
khai thác và chống giữ lị chợ bằng giá xích ở Công ty than Vàng Danh.
- Nhiệm vụ cụ thể
+ Xác định ưu, nhược điểm, phạm vi áp dụng và hiệu quả kinh tế các
cơng nghệ chống lị chợ đã áp dụng ở các vỉa dày dốc thoải nghiêng ở Công ty
than Vàng Danh.
+ Nghiên cứu, đề suất công nghệ khai thác và chống giữ hợp lý cho các
vỉa dày dốc thoải nghiêng ở Công ty than Vàng Danh.
- Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu cho các vỉa dày dốc thoải nghiêng ở Công ty than Vàng
Danh.
3. Nội dung của luận văn
Đánh giá về địa chất, trữ lượng các vỉa dày dốc thoải nghiêng ở vùng
than Quảng Ninh
Tìm hiểu về hệ thống khai thác, cơng nghệ chống giữ lị chợ khai thác
các vỉa dày dốc thoải nghiêng tại một số mỏ than hầm lị của vùng than Quảng
Ninh.
Đề xuất lựa chọn cơng nghệ chống giữ hợp lý cho lò chợ khai thác ở các
vỉa dày dốc thoải nghiêng Công ty than Vàng Danh.
4. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu
- Phương pháp thống kê
- Phương pháp thực nghiệm
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn


3

- Trên cơ sở phân tích một cách khoa học hiệu quả sử dụng giá thủy lực
di động và giá khung di động trong khai thác các vỉa than dày dốc thoải,
nghiêng của vùng than Quảng Ninh, luận văn đề suất cơng nghệ khai thác và
chống giữ lị chợ bằng giá xích lị hợp lý cho vỉa dày dốc thoải nghiêng ở
công ty than Vàng Danh cũng như các đơn vị khác mà có điều kiện tương tự.
6. Cấu trúc của luận văn
Luận văn được xây dựng trên cơ sở các tài liệu chun ngành, các cơng
trình nghiên cứu khoa học ứng dụng, các thiết kế khai thác của Viện KHCN
Mỏ, Công ty Cổ phần Tư vấn Mỏ và Công nghiệp, Công ty cổ phần than
Vàng Danh, đã được áp dụng thử nghiệm tại mỏ.

Luận văn gồm: Phần mở đầu, 03 chương, kết luận và kiến nghị, bao
gồm 21 bảng biểu, 26 hình vẽ, phần tài liệu tham khảo. Luận văn được hoàn
thành dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TSKH Lê Như Hùng .
Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với Ban giám hiệu, Phòng Đại
học và Sau đại học, Khoa Mỏ, các thầy giáo trong Bộ mơn Khai thác Hầm lị Trường Đại học Mỏ - Địa chất; Ban lãnh đạo các Công ty than: Vàng Danh,
Nam Mẫu, Hà Lầm, Thống Nhất . . . đã giúp đỡ tơi trong suốt q trình học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Đặc biệt là sự hướng dẫn, giúp đỡ tận
tình của thầy giáo hướng dẫn là GS.TSKH Lê Như Hùng. Đồng thời tôi xin
chân 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 VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT
1.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Công ty cổ phần than Vàng Danh là thành viên thuộc Tập đồn cơng
nghiệp than- khống sản Việt Nam. Khu mỏ nằm trong dải than Bảo Đài vùng
than Uông Bí thuộc bể than Quảng Ninh, cách thị xã ng Bí 14km về phía
Bắc, cách thành phố Hạ Long 50km về phía Tây, phía Đơng khu mỏ giáp xí
nghiệp Vietmindo phía Tây giáp mỏ Đồng Vơng, phía Nam giáp mặt bằng
cơng nghiệp, phía Bắc giáp núi Bảo Đài. Vị trí toạ độ địa lý của khu mỏ như
sau :
+ Vĩ độ Bắc : 210 07’15”49  21008’44:45;
+ Kinh độ Đông : 106 046’28,34  1060 47’37.”54.
Toạ độ Nhà nước năm 1972: X: 2 237.000  2 340.500
Y: 370.500  379.500
Toàn khu mỏ có chiều dài 7km, rộng 2 km được chia làm 3 khu khai thác .
+ Khu Tây Vàng Danh từ phay F3  F8 có chiều dài 2km, rộng 2km

+ Khu Đông Vàng Danh từ phay F1  F3 có chiều dài 2 km, rộng 2km
+ Khu cánh gà từ phay F8  F13 có chiều dài 3km, rộng 2km.
1.1.2. Địa hình
Khu mỏ Vàng Danh thuộc phần Đơng Nam của dãy núi Bảo Đài - Yên
Tử, địa hình cao tập trung ở phía bắc khu mỏ và thấp dần về phía nam. Đỉnh
cao nhất ở khu vực Vàng Danh là đỉnh Bảo Đài cao trên 900m, đỉnh thấp nhất
ở phía đơng bắc cao 125m. Các núi có sườn dốc trung bình 250 đến dốc và rất
dốc có thể phân loại các dạng địa hình:
Địa hình dốc và rất dốc: bề mặt địa hình lộ các lớp đá cuội kết, sạn kết
xen các lớp cát kết không chứa than, phân bố ở độ cao từ 500m đến 900m tạo


5

thành những vách núi dốc và rất dốc phân bố ở phía bắc của khu mỏ Vàng
Danh.
Địa hình dốc trung bình, trong đó có phần diện lộ các vỉa than: từ đứt gãy
F.13 đến đứt gãy F.2 (phạm vi Công ty than Vàng Danh quản lý khai thác).
Đá lộ chủ yếu các đá cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than phân bố ở độ cao
từ +150m đến 500m, chiếm 80% diện tích khu mỏ Vàng Danh. Địa hình có
dạng bậc thang, sườn núi thoải hơn, thường có độ dốc trung bình từ 15  200.
Địa hình thoải: bao gồm các lớp đá thuộc phần móng của hệ tầng Hòn
Gai như: đá phiến xêrixit - thạch anh, quắczit, được phân bố ở độ cao từ
+150m đến +100m. Loại địa hình này tương đối bằng phẳng thường là những
thung lũng ở phía nam và lưu vực của suối A,B.
1.1.3. Khí hậu
Khu mỏ Vàng Danh thuộc vùng núi cao. Trong năm có hai mùa rõ rệt:
Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, lượng mưa trung bình hàng năm từ 1700ml
đến 21000ml, nhiệt độ 25o đến 33o, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau,
lượng mưa không đáng kể, nhiệt độ trung bình từ 10o đến 15 o.

1.2. Đặc điểm điều kiện địa chất mỏ than Vàng Danh
1.2.1. Cấu tạo địa chất
1.2.1.1 Đặc điểm địa tầng chứa than
Theo các báo cáo nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dị trước đây của nhiều tác
giả đều thống nhất địa tầng chứa than khu Vàng Danh xếp vào hệ Trias thống
trên bậc nori -reti và được xếp vào hệ tầng Hòn Gai (T3n-r ) hg gồm ba phụ hệ
tầng: dưới (T3n-r )hg1, giữa (T3n-r )hg2, trên (T3n-r )hg3; Phụ hệ tầng giữa
chứa các vỉa than được chia thành ba tập dưới (T3n-r )hg21, giữa (T3n-r )hg22,
trên (T3n-r )hg23. Mục tiêu báo cáo lần này là tổng hợp lại toàn bộ tài liệu địa
chất và xác định cấu trúc địa chất khu mỏ, tính trữ lượng than đến -600m
phục vụ cho mở lị bằng và lò giếng. Các báo cáo trước đây đã nghiên cứu tỷ


6

mỷ địa tầng của khu vực cho nên báo cáo này chỉ tóm tắt lại những vấn đề cơ
bản và thống nhất với các báo cáo trước đây.
1.2.1.2 Kiến tạo
Khu mỏ Vàng Danh thuộc cánh Nam của nếp lõm Bảo Đài, cắm đơn
nghiêng về Bắc với góc dốc thay đổi từ 200400. Do ảnh hưởng của các hoạt
động kiến tạo sau tạo than làm cho đường phương, hướng cắm và góc dốc của
các lớp đá, khơng ổn định. Trong khu mỏ tồn tại nhiều nếp uốn, đứt gẫy. Góc
dốc ở cánh nếp uốn hoặc ở nơi gần đứt gãy đột biến có thể rất dốc, đến 800,
hoặc có thể nằm ngang, đảo cục bộ. Nếu coi nếp lõm Bảo Đài là uốn nếp bậc
1 thì khu mỏ Vàng Danh tồn tại 3 bậc uốn nếp chính gồm bậc 1, bậc 2 và bậc
3. Khu mỏ Vàng Danh tồn tại 4 nếp uốn chính gồm: Nếp lồi Tây Cánh Gà;
Nếp lõm Đông Cánh Gà; Nếp lồi Tây Vàng Danh; Nếp lõm Trung tâm Vàng
Danh.
Bảng 1.1 : Đặc điểm của các nhóm đứt gãy khu mỏ Vàng Danh
STT

1
2

Tên đứt gãy
F.13
F.12

3

F.11

4
5
6

Tính chất
Thuận

270 275 10 15

nghịch

110 01200450600

Nghịch

Thế nằm mặt trượt
0

0

0

0

160m

0

0

0

0

1 20m

F.11

Nghịch

140 180 50 60

F.10

B

Nghịch

115 01200400500

F.10

A

0

0

0

120 130 40 50
0

0

0

F.N20

Nghịch

200 10 15

8

F.40

Thuận

160 060075 0

F.9

10

F.8

Nghịch
Nghịch

0

0

0

30 150m
20 150m
10 60m

0

0

0

20 80m

85 95 70 80

0

100400m

0

130 135 40 50

0

50 100m

0

A

Nghịch

Cự ly dịch

0

7
9

0

85 115 70 80

10 60m

0

200 400m

Các vỉa than ở khu mỏ Vàng Danh bị phân cắt thành nhiều khối bởi các
đứt gãy có phương kéo dài Đơng Bắc - Tây Nam hoặc Tây Bắc - Đông Nam
và gần như song song với trục nếp uốn bậc 3 gồm: F.13, F.12, F.11, F.10A,
F.40, F.8, F.7, F.6, F.5, F.4, F.3, F.2 và đứt gãy phân nhánh F.10B.


7

Ngồi các đứt gẫy chính nêu trên, khu Vàng Danh còn tồn tại nhiều đứt
gãy nhỏ với biên độ dịch chuyển các cánh chỉ vài mét, được phát hiện tại các
lò khai thác thường là những đứt gãy gian tầng, cắt qua một hoặc vài ba vỉa
than, thuộc các đứt gãy thuận hoặc đứt gãy nghịch, ít nhiều gây khó khăn cho
công tác khai thác than.
1.2.2. Đặc điểm cấu tạo các vỉa than
Khu mỏ Vàng Danh có từ 7 vỉa than đến 12 có giá trị cơng nghiệp và
khơng có giá trị công nghiệp, vỉa than được phân bố trong các tập1, tập 2, và
tập 3 của phụ hệ tầng Hịn Gai giữa. Tập 1 và tập 3 có các vỉa than mỏng
không ổn định, phần nhiều ở dạng thấu kính khơng duy trì, khơng đạt chiều
dày cơng nghiệp. Tập 2 có chứa từ 6 đến 9 vỉa than có chiều dày tương đối ổn
định hầu hết đạt chiều dày cơng nghiệp. Đặc tính các vỉa than có giá trị công
nghiệp từ vỉa 4 đến vỉa 8a như sau:
-Vỉa 4: Có chiều dầy khơng ổn định, thay đổi từ 0,52m đến 12.57m trung
bình 3.38m. Phần phía Tây vỉa than có chiều dầy lớn hơn phần trung tâm.Vỉa
4 thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 đến 10 lớp kẹp, phổ biến từ 2
đến 8 lớp kẹp. Chiều dầy các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,03 đến 1mét. Độ tro của
vỉa trung bình: 23,51% .

-Vỉa 5: Có chiều dầy khơng ổn định, thay đổi từ 0,31m đến 30.16m trung
bình 6.2m. Chiều dầy vỉa giảm dần từ Tây sang Đơng. Vỉa 5 thuộc loại vỉa có
cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 đến 19 lớp kẹp, phổ biến từ 2 đến 16 lớp. Chiều
dầy các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,01 đến 3 mét và chiều dầy tăng dần từ Tây
sang Đông. Độ tro trung bình của vỉa: 20,69%
-Vỉa 6: Có chiều dầy khơng ổn định, thay đổi từ 0,34m đến 22,85m trung
bình 4.14m. Vỉa 6 thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 đến 11 lớp
kẹp, phổ biến từ 1 đến 5 lớp. Chiều dầy các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,01 đến
1,54 mét. Độ tro của vỉa trung bình: 19.37%


8

-Vỉa 7: Có chiều dầy khơng ổn định, thay đổi từ 0,41m đến 42,01m trung
bình 8.26m.Chiều dầy vỉa giảm dần từ Tây sang Đơng. Vỉa 7 thuộc loại vỉa có
cấu tạo phức tạp, vỉa có từ 1 đến 18 lớp kẹp, số lượng lớp kẹp giảm dần từ
Tây sang Đông. Độ tro của vỉa trung bình: 13.42%
-Vỉa 7A: Phân bố trên diện tích khoảng 1,2 km2. Vỉa có chiều dầy mỏng,
không ổn định. Chiều dầy vỉa thay đổi từ 0,36 đến 14,14 m. Vỉa có từ 1 đến
11 lớp kẹp, chiều dầy lớp kẹp thay đổi từ 0,08 đến 0,51m. Độ tro trung bình
của vỉa: 13,81%
-Vỉa 7B: Diện phân bố của vỉa 7B không lớn. Chiều dầy vỉa 7B không
ổn định, thay đổi từ 0,78m đến 9,34m, trung bình: 3,41m. Vỉa có từ 1 đến 4
lớp kẹp, chiều dầy lớp kẹp thay đổi từ 0,05 đến 1,07m. Độ tro trung bình của
vỉa: 14,57%
-Vỉa 8: Có chiều dầy khơng ổn định, thay đổi từ 0,16 m đến 10.91m,
trung bình: 3.52m.Vỉa có từ 1 đến 10 lớp kẹp, chiều dầy lớp kẹp thay đổi từ
0,03 đến 2,3m. Độ tro trung bình của vỉa: 15,55%
- Vỉa 8A: Có chiều dầy tương đối ổn định, thay đổi từ 0,35m đến 8.52m,
trung bình 3,07m. Vỉa có từ 1 đến 4 lớp kẹp, chiều dầy lớp kẹp thay đổi từ

0,01đến 0,93m. Chiều dầy vỉa giảm dần từ Tây sang Đông, từ nông xuống
sâu. Độ tro trung bình của vỉa: 15,37%.
- Vỉa 9: Vỉa thuộc khu cánh Tây Vàng Danh và được khống chế bởi 30
cơng trình khoan, chiều dày thay đổi từ 0.29m đến 5.08m trung bình 1.50m.
Vỉa này trên thực tế kém duy trì theo cả đường phương và hướng dốc, trữ
lượng rất.
Đăc điểm cấu tạo các vỉa than mỏ Vàng Danh phân chia theo các khối
địa chất (Đông vàng Danh, tây Vàng Danh, Cánh Gà I và Cánh Gà 2) được
trình bày


9

1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình
1.2.3.1. Đặc điểm địa chất thủy văn
Đặc điểm nước mặt: Nước mặt trong khu mỏ tập trung chủ yếu ở một số
suối chính như suối F ở phía tây và suối C ở phía đơng. Các con suối đều bắt
nguồn từ dãy núi cao Bảo Đài, có hướng chảy gần Bắc – Nam cắt vng góc
với đường phương của đất đá và vỉa than.
Lòng các con suối thường rộng từ 3 đến 10m, nằm trên địa hình dốc, lưu
lượng nước suối phụ thuộc vào nước mưa. Sau trận mưa rào to từ 30 phút đến
1 giờ lượng nước tăng rất nhanh, hình thành dịng lũ chảy xiết, ngừng mưa từ
1 đến 3 giờ lưu lượng và vận tốc dòng nước giảm dần. Theo tài liệu quan trắc
năm 1966 tại suối C lưu lượng lớn nhất là 1277l/s, suối F là 3376l/s, Về mùa
khô nhiều năm các con suối này cạn kiệt khơng có nước chảy, hoặc có nhưng
khơng đáng kể. Nước suối thường không mầu, không mùi, vị, độ pH từ 6-8.
Tổng độ khoáng hoá M= 0,03  0,2g/l.
Đặc điểm nước dưới đất: Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích phụ
điệp Hịn Gai trên: Kết quả bơm nước thí nghiệm cho thấy tỷ lưu lượng từ
0,006 đến 0,007 l/sm. Độ pH của nước là 5,8 thuộc loại nước axit yếu. Tổng

độ khoáng hoá M = 0,03 g/l. Nước thuộc dạng Clo-sunphát Natri-Kali. Nước
trong khe nứt trầm tích phụ điệp Hịn Gai giữa: Do đặc điểm trầm tích phân
nhịp, các lớp chứa nước và cách nước nằm xen kẽ nhau nên nước trong tầng
mang tính áp lực.
Tỷ lưu lượng trung bình 0,02 l/sm. Hệ số thấm trung bình 0,0265 m/ng.
Mức độ phong phú nước của tầng không lớn. Nguồn cung cấp cho nước dưới
đất chủ yếu là nước mưa. Trị số pH của nước từ 6  8. Tổng khoáng hoá M =
0,04 0,33 g/l. Nước thuộc loại Bicacbonat-Clonatri hoặc Bicacbonat NatriCanxi. Trong phạm vi các lò khai thác, do chế độ tự nhiên của nước bị phá
huỷ, sự oxy hoá các hợp chất sunfua nên nước chuyển thành nước Sunfat-Clo


10

Natri hoặc Sunfat Natri. Nước thể hiện tính axit, độ pH = 4  5,5. Nước ảnh
hưởng trực tiếp đến thiết bị khai thác, vật liệu chèn chống lò và trang bị bảo
hộ lao động.
Nước trong khe nứt trầm tích phụ điệp Hòn Gai dưới: Do ở dưới sâu và
cách xa vỉa than có giá trị cơng nghiệp vì vậy chưa có cơng trình nghiên cứu
trong tầng. Nước trong đới ảnh hưởng của đứt gẫy: Kết quả nghiên cứu địa
chất cho thấy hoạt động kiến tạo trong khu mỏ xẩy ra tương đối mạnh nên đặc
điểm ĐCTV của các đá trong phạm vi đứt gẫy cắt qua có những nét khác với
đất đá ổn định như mức độ chứa nước phong phú hơn, hệ số thấm tăng lên.
Động thái của nước cũng phụ thuộc vào đặc diểm khí tượng thuỷ văn,
theo tài liệu khai thác của mỏ Vàng Danh khi lò đi vào đới huỷ hoại của F40
nước chảy ra nhiều đặc biệt vào mùa mưa, về mùa khơ có giảm đi nhưng
không tắt hẳn. Căn cứ vào sơ đồ hệ thống thoát nước khu mỏ than Vàng Danh
với việc duy trì mức thốt nước lị bằng tự chảy từ +135 đến lộ vỉa và hệ
thống khai thông tầng khai thác từ +135 đến -50
1.2.3.2. Đặc điểm địa chất công trình
Kết quả phân tích mẫu cơ lý cho thấy: Cát kết có độ bền cơ học cao hơn

bột kết, sét kết. Các chỉ tiêu cơ lý của các loại đá như sau:,Đá cát kết: Cường
độ kháng nén (n) trung bình 1 150 KG/cm 2. Lực kháng kéo trung bình (k)
180,3 KG/cm2. Góc nội ma sát trung bình 30015, lực dính kết C=450,88
KG/cm2. Đá bột kết: Cường độ kháng nén trung bình n = 613 KG/cm2.
Lực kháng kéo trung bình k= 111 KG/cm2.. Góc nội ma sát trung bình
26 015. Lực dính kết C=188 KG/cm2. Đá sét kết: Cường độ kháng nén trung
bình n = 340 KG/cm2. Lực kháng kéo k = 55 KG/cm2. Góc nội ma sát trung
bình 28 025. Lực dính kết trung bình. Các vỉa than thường có loại vách ổn định


11

trung bình thuận lợi cho khai thác, trừ vách trụ vỉa gần mặt địa hình hoặc
trong đới huỷ hoại của đứt gẫy.
Bảng 1.2: Giá trị độ bền của các loại đá khu mỏ Vàng Danh
Bột kết

Cát kết

Tên

Sét kết

vỉa



8A

2.64 2.72 1018.07

2.67 2.76 572.60

2.61 2.67 294.22

8

2.60 2.69 940.69

3.02 2.72 537.12

2.66 2.74 446.68

7

2.64 2.70 1149.95

2.65 2.73 638.40

2.64 2.71 348.49

6

2.65 2.76 1256.57

2.68 2.75 684.44

2.64 2.72 347.22

5

2.63 2.70 1173.87

2.66 2.73 617.33

2.66 2.77 426.80

4

2.64 2.71 1064.83

2.68 2.75 584.00

2.63 2.71 301.74



n





n





n

1.3. Trữ lượng
1.3.1. Trữ lượng địa chất
Đối tượng tính trữ lượng là 6 vỉa than: V8A; V8; V7; V6; V5; V4. Ranh
giới tính trữ lượng : Ranh giới trên mặt: Từ đứt gãy F7 đến đứt gãy F.13.
Ranh giới dưới sâu cho đề án khai thác phần lị giếng khu Cánh Gà tính từ
đường trụ +135 đến đường trụ –220 (gồm 2 phần)
+ Phần I tầng +135 đến –150 thống kê theo báo cáo tổng hợp địa chất
khu Cánh Gà năm 2004.
+ Phần II tầng –150 đến –220 tính thêm dựa theo tầng –100 đến –150
Chỉ tiêu tính trữ lượng áp dụng theo quy định của UB kế hoặch nhà nước
số: 167/UB-CN ngày 16/7/1977 cụ thể: Chiều dầy tối thiểu tính trữ lượng
đối với khai thác hầm lò là: m  0.80 mét, độ tro tối đa: AK  40 %. Trữ
lượng của vỉa được tính trên bản đồ trụ vỉa, và tính theo phương pháp sêcăng.
Tổng trữ lượng địa chất cho phần khai thác lò giếng tính đến 31/12/2004 của
6 vỉa than: V8A; V8; V7; V6; V5; V4 là : 76 101.13 ngàn tấn than.


12

Trong đó :

+ Trữ lượng cấp C1: 29 631.57 tấn chiếm 38.9%
+ Trữ lượng cấp C2: 46 469.55 tấn chiếm 61.1%

+ Trữ lượng tính thêm từ mức –150 đến –220 là: 20 701.254 ngàn tấn.
Trữ lượng than địa chất khu Cánh Gà mỏ than Vàng Danh được tính tốn dựa
trên cơ sở các tài liệu: Báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất khu Cánh Gà - mỏ
than Vàng Danh - ng Bí - Quảng Ninh do Cơng ty Địa chất mỏ lập năm
2004, trữ lượng tính đến 31/12/2003, báo cáo trung gian kết quả thăm dò địa

chất mức -150 khu Vàng Danh (phân khu Vàng Danh, phân khu Cánh Gà,
phân khu ng Thượng) năm 1994, báo cáo thăm dị khai thác khu Trung tâm
Vàng Danh năm 1997 và báo cáo đề tài xây dựng CSDL và đánh giá trữ
lượng kinh tế tài nguyên than do công ty phát triển Tin học - Công nghệ và
Môi trường (IT&E) lập năm 2001. Tổng trữ lượng than địa chất tầng lò giếng
+135  -220 tính đến 30/03/2007 là 96 802,38 ngàn tấn.
Trong đó: Tầng I: Từ mức -50  +135 là 47 219,9 ngàn tấn, trong đó
mức -50  +115 là 42 247,3 ngàn tấn
Tầng -50  -220: Tổng số là 49 582,3 ngàn tấn. Trong đó:
+ Mức -150  -50 là 28 881,1 ngàn tấn;
+ Mức -220  -150 là 20 701,2 ngàn tấn.
Trữ lượng địa chất tầng -50  +135 tầng I - lò giếng huy động vào dự án là
33 892 ngàn tấn, không huy động vào dự án là: 13 327,9 ngàn tấn, trong đó:
- Trữ lượng để lại trụ bảo vệ (tạm thời) từ +115  +135 là: 4 972,6 ngàn
tấn;
- Trữ lượng trụ bảo vệ suối là: 2 906,2 ngàn tấn;
- Trữ lượng còn lại ở những khu vực vỉa mỏng, khó khai thác khối giới
hạn F10A-F10B, ... là: 5 449,1 ngàn tấn.


13

1.3.2. Trữ lượng công nghiệp
Trữ lượng công nghiệp được xác định trên cơ sở trữ lượng địa chất huy
động trừ đi tổng tổn thất do để lại trụ bảo vệ: đường lò, thượng khu khai thác,
những khu vực sát đứt gãy, tổn thất do công nghệ khai thác...
Trữ lượng địa chất huy động và trữ lượng công nghiệp theo từng khu,
vỉa, lị chợ được trình bày tại bảng 1.3
Bảng 1.3: Bảng tổng hợp trữ lượng các vỉa than
Khu, vỉa, lò chợ

TLĐC huy
động
(10 3 tấn)

Tổng tổn thất

TLCN
(10 3 tấn)

Lò giếng -220 -:- +115
Tầng -50 -:- +115
Khu I
Vỉa 8a
Vỉa 8
Vỉa 7
Vỉa 6
Vỉa 5
Vỉa 4
Khu II
Vỉa 8a
Vỉa 8
Vỉa 7
Vỉa 6
Vỉa 5
Vỉa 4
Khu III
Vỉa 8a
Vỉa 8
Vỉa 7

Vỉa 6
Vỉa 5
Vỉa 4
Lò giếng -50 -:- -220

75624
33892
9192
1110
520
2185
1047
2910
1420
17755
2385
1525
4620
2505
4550
2170
6945
1270
1165
1770
985
1340
415
41732

20483
8798
2412
325
180
550
267
745
345
4570
585
395
1290
585
1140
575
1816
475
250
445
216
330
100
11685

55141
25094
6780
785
340

1635
780
2165
1075
13185
1800
1130
3330
1920
3410
1595
5129
795
915
1325
769
1010
315
30047


14

Bảng 1.4: Bảng tổng hợp đặc điểm các vỉa than có giá trị cơng nghiệp
Khoảng
cách địa
tầng

Chiều dày
vỉa riêng

than

Chiều dày
lớp kẹp

Số lớp
kẹp

Từ - Đến
T.bình

Từ - Đến
T.bình

Từ - Đến
T.bình

Từ - Đến
T.bình

8a

7045
55

0.3511.15
2.75(153)

0.010.93

17
3

8

9026
52

0.3111.40
3.30(183)

0.032.3

112
6

7

9119
35

0.3832.72
7.28(225)

0.012.17

118
9

6

7114
36

0.011.54

111
5

5

8413
46

0.013.00

128
16

Tên
vỉa

4

0.5519.81
3.47(232)
0.3130.14
5.62(214)

12928

46

0.3312.62
3.62(175)

0.031.00

113
8

Mức độ
phức
tạp cấu
tạo vỉa

Mức độ
biến đổi
chiều
dày

Tương
đối đơn
giản
Tương
đối
phức

Tương
đối ổn
định

Tương
đối ổn
định
Tương
đối ổn
định
Tương
đối ổn
định
Tương
đối ổn
định
Tương
đối ổn
định

Phức
tạp
Tương
đối đơn
giản
Rất
phức
tạp
Phức
tạp

Vm
(%)

60,10

67,62

72,59

50,24

74,24

57,62

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài là đánh giá hiện trạng khai thác vỉa
dày dốc thoải, nghiêng nên qua bảng sau sẽ thống kê về trữ lượng của từng
vỉa tại khoáng sàng than Vàng Danh ở các vỉa có chiều dày m >3,5m, và góc
dốc vỉa tới 350
Bảng 1.5: Bảng phân chia trữ lượng theo chiều dày và góc dốc ở Vàng Danh
Phân chia trữ lượng (ngàn tấn/%)
3,5 ÷ 6m
Đến 25

0

6 ÷ 10m
0

25 ÷35

0

Đến 25

0

Trên 10m
0

25 ÷35

0

Đến 250

250÷350

Cộng

20.453,1

25.745,3

42.065,4

14.529,2

933,5

3.592

107.319

19,06%

23,99%

39,20%

13,54%

0,87%

3,35%

100%


15

1.3.3. Mức độ tin cậy của tài liệu địa chất
Khu Cánh Gà được tiến hành tìm kiếm thăm dị từ trước những năm
1960, cho đến nay đã thành lập được nhiều phương án báo cáo địa chất cho
khu mỏ, tiêu biểu có các báo cáo địa chất sau:
- Tài liệu khai thác hầm lò mức lò bằng +135 khu Cánh Gà đã được cập
nhật tương đối đầy đủ và có độ tin cậy cao.
- Báo cáo trung gian năm 1994 hiện tại vẫn được sử dụng và còn nguyên
giá trị, tuy từng nơi có sự sai khác nhưng do ở đó có đứt gãy hoặc nếp oằn
chưa được phát hiện.
- Báo cáo CSDL địa chất năm 2000 do Công ty IT&E lập về cơ bản
giống báo cáo trung gian 1994 trên cơ sở cập nhật bổ sung thêm các cơng
trình thăm dò và hiện trạng khai thác từ 1994 đến năm 2000.

- Báo cáo tổng hợp địa chất khu Cánh Gà do công ty Địa chất mỏ lập
năm 2004 trên cơ sở các tài liệu thăm dò trước đây kết hợp với hiện trạng đào
lò khai thác nên báo cáo đã phát hiện thêm hai đứt gãy là F.9 và F.11a và một
số đứt gãy nhỏ khác. Vạch lại vị trí đứt gãy F.13 ở phần phía Bắc, bỏ một
phần đứt gãy F.11 ở phía Đơng Bắc, đồng danh nối vỉa lại ở phạm vi một số
tuyến thăm dò và lộ vỉa khu vực F.12, F.13 và khu vực F.8, F.9.
Do cấu trúc địa chất khu Cánh Gà phức tạp cho nên việc bổ sung khối
lượng thăm dò tương đối nhiều lần, vì mục tiêu thăm dị đặt ra để bổ sung
cơng trình thăm dị cho khu vực khác nhau cho nên mạng lưới thăm dị trong
khu Cánh gà khơng đồng đều, chẳng hạn phạm vi giữa F40 và F10 mạng lưới
dầy hơn, các cơng trình nơng hơn. Hiện tại mạng lưới thăm dị khu Cánh Gà
đạt trung bình 150  200m x 200  250m. Càng cuối tuyến về phía Bắc nghĩa
là càng xuống sâu theo hướng cắm của vỉa mật độ càng thưa dần. Do vậy để
đảm bảo tránh rủi ro cho quá trình đầu tư khai thác phần trữ lượng cấp C2 đề