Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn
thông số nổ mìn hợp lý cho
mỏ Apatit Lào Cai

1
Lời nói đầu
Trong cuộc cách mạng Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước thì nền công nghiệp
khai thác mỏ đóng góp một phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Để tận thu khoáng sản có ích nằm sâu trong lòng đất một cách có hiệu quả, đòi hỏi phải

Bắc nước ta. Mỏ cách Hà Nội 300 km. Khoáng sàng Apatit có độ dài hơn 100 km kéo dài
từ Lũng Pô- Bát Xát đến Bảo Hà- Bảo Yên, chiều rộng thay đổi từ 1÷ 4 km. Khoáng sàng
Apatit là tập hợp của các lộ đá Apatit đã biến chất của điệp Kốc San, phân bố hầu như liên
tục dọc theo bờ hữu ngạn sông Hồng.
Khoáng sàng Apatit được chia làm 3 khu vực.
- Khu trung tâm: Bát Xát- Ngòi Bo, hiện đang khai thác.
- Khu Ngòi Bo- Bảo Hà.
- Khu Bát Xát- Lũng Pô.
Khu trung tâm là nơi tập trung khai thác chính trong suốt thời gian qua và sắp tới.
Khoáng sàng Apatit là khoáng sàng điển hình về tính phân cách theo điều kiện khai thác.
Mỏ Apatit nằm ở tọa độ: X: 2.440.725 - 2.524.550
Y: 18.428.025 -18.395.925

2
Khai trường Đồi 1- Cam Đường 3 thuộc khu mỏ Cam Đường, xã Cam Đường, thành
phố Lào cai, tỉnh Lào Cai nằm kéo dài theo hướng Tây bắc- Đông nam giới hạn từ MC26
đến MC33 (theo hệ thống mạng lưới thăm dò địa chất); chiều rộng giới hạn từ tuyến khống
chế (TKC) 200 ÷ 300+50m. Phía Tây bắc giáp với khai trường Đồi 2 Cam Đường 2; Phía
Đông nam giáp với khai trường Đồi 2 Cam đường 3; phía Tây nam là thung lũng trồng lúa
phía bên kia thung lũng là khai trường 7 và các khai trường trong khu mỏ Làng Cáng III.
Khai trường đồi 1-Cam Đường 3 có toạ độ:
X: 399300 ÷ 399700,
Y: 2477800 ÷ 2478100,
I.1.2- Hệ thống giao thông vận tải
Lào Cai có hệ thống giao thông tương đối phát triển về cả đường bộ, đường sắt, đường
thủy. Trên địa bàn tỉnh có 5 tuyến quốc lộ đi qua với tổng chiều dài hơn 400 km. Vùng mỏ
có hệ thống giao thông vận tải chủ yếu là đường ô tô, mạng lưới đường ô tô nội bộ trong
mỏ nối với các khai trường với thành phố và nhà máy tuyển, ga quặng.
Đường sắt quốc gia khổ 1000 mm dài gần 100 km có từ hơn 100 năm nay. Tuyến
đường sắt được kéo dài từ Hà Nội đến Lào Cai dài gần 300 km. Vùng mỏ có tuyến đường

c- Độ ẩm không khí
Độ ẩm cao nhất trong năm 97,5%, Độ ẩm thấp nhất trong năm 67,9%.
d- áp suất không khí
Giá trị tối đa 1039 mm bar, Giá trị tối thiểu 991 mm bar.
e- Gió và hướng gió
Vùng mỏ ít có gió bão, thỉnh thoảng có gió lốc xoáy tốc độ khá lớn có thể làm đổ cây,
tốc mái nhà cấp 4. Gió có hướng Đông Bắc và Tây Nam.
Tốc độ lớn nhất trong năm 20m/giây,
Tốc độ gió nhỏ nhất trong năm 0,7÷2,7 m/giây.

3
I.1.4- Cơ sở công nghiệp trong vùng
Trong vùng, ngoài mỏ Apatit còn có các mỏ đang khai thác như: Đồng Sin Quyền- Bát
Xát, mỏ sắt Quý Sa- Văn Bàn, Grafit- Sơn Mãn, cao lanh- Kim Tân, đá vôi của nhà máy xi
măng Lào Cai, v.v đó là những cơ sở tài nguyên thiên nhiên để phát triển công nghiệp
của tỉnh Lào Cai.
Hiện nay trong tỉnh Lào Cai đã mở ra khu công nghiệp và thương mại như: Bắc Duyên
Hải, Tằng Loỏng, Kim Thành.
I.1.5- Cung cấp năng lượng và nước
Hiện nay, theo Hiệp ước tiểu vùng sông Mê Kông mở rộng về trao đổi điện năng trong
vùng từ năm 2004, tỉnh Lào Cai sử dụng điện từ tỉnh Vân Nam- Trung Quốc để sinh hoạt
và sản xuất, kinh doanh.
Nước cung cấp cho mỏ chủ yếu là ngòi Đường, ngòi Bo, ngòi Đông Hồ. Khai trường
Cam Đường 3 sử dụng nước do công ty cung cấp từ trạm nước sạch của Công ty
I.1.6- Nhân văn
1- Dân tộc: Vùng mỏ có mật độ dân cư khoảng 30 người/km
2
với 15 dân tộc khác nhau.
Dân cư chủ yếu là người Kinh sống tập trung quanh vùng mỏ. Lân cận mỏ, trên các triền
núi là dân tộc ít người như: Tày, Nùng, Dao, H’Mông v.v sống chủ yếu bằng nghề chăn

4
, KS
5
, KS
6
, KS
7
.
Dựa vào hàm lượng P
2
O
5
trong quặng mà chia ra làm 4 loại quặng: Quặng 1- (Q
I
),
quặng 2- (Q
II
), quặng 3- (Q
III
) và quặng 4- (Q
IV
). Nằm trong mức phong hóa có Q
I
và Q
III
,
nằm dưới mức phong hóa có Q
II
và Q
IV

diệp thạch, thạch anh cacbonat chứa apatit
KS
4

40 ÷ 45
5 Tầng quặng apatit, apatit cacbonat KS
5

3 ÷ 12
6
Tầng diệp thạch apatit cacbonat thạch anh mica,
diệp thạch cacbonat thạch anh mica chứa apatit
KS
6

25 ÷ 40
7 Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh
fenfat chứa apatit
KS
7

20 ÷ 40
8 Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh KS
8

180 ÷ 250
Quặng 1: Là quặng apatit đơn khoáng và apatit chứa thạch anh quặng mềm hoặc nửa
cứng màu xám nhạt, quặng nằm ở tầng KS
5
trên mức phong hóa.

I Thành phần khoáng vật (%)
1 Apatit
70÷ 99 50÷ 80 19÷ 48 19 ÷ 60 12 ÷ 25
2 Thạch anh
2÷ 10 1÷ 10 30 ÷60 20 ÷ 30 30 ÷ 35
3 Mutcovit
1÷2 1÷ 2 5 ÷ 20 10 ÷ 20 1 ÷ 4
4 Vật chất than
1÷ 5 1÷ 3 5 ÷ 15 1÷ 3

5 Hidroxit sắt
1÷5

2 ÷6
5
4 ÷6
6
Thànhphần khác0 ÷1

1 ÷3
7 Cacbonat
10 ÷50

II Thành phần hoá học (%)
1 P
2
O

Fe
2
O
3
4,79/8 3,56/8 27,18/8 18,3/8
Al
2
O
3
1,26/2 1,17/2 0,58/2 0,70/2
MgO 2,03/8 17,45/8 17,12/8 21,52/8
Thành phần
tạp chất CO
2
0,02/6

11,11/6

0,73/6

0,92/6

5
Bảng I.3- Tính chất vật lý của quặng
Quặng Tỉ trọng, g/cm
3
Độ ẩm tự nhiên, % Hệ số nở rời Hệ số kiên cố

thạch anh và Lamprofia thấy có khoáng hoá pyrit.
- Đứt gãy: Hệ thống đứt gãy phát triển trong khu mỏ phát triển mạnh, có loại đứt gãy
điển hình.
+ Hệ thống đứt gãy theo phương uốn nếp: Loại này chiếm chủ yếu trong vùng, kéo dài
từ 300 m đến hàng nghìn mét.
+ Hệ thống đứt gãy nham thạch: Có phương gần như vuông góc với đường phương của
nham thạch, đứt gãy này nhỏ, cự ly dịch chuyển 2 ÷ 3 m có thể là đứt gãy thuận hoặc nghịch.
Đứt gãy này làm dịch chuyển thân quặng nhưng không ảnh hưởng đến trữ lượng mà chỉ ảnh
hưởng đến công tác thăm dò.
+ Hệ thống đứt gãy chờm: Gây khó khăn cho công tác thăm dò và làm ảnh hưởng tới
trữ lượng. Chúng thường xuất hiện nơi thân quặng nằm ngang hoặc hơi thoải, làm cho
chiều dày thân quặng không ổn định và để lại các ô không liên tục bám quanh đường đứt
gãy.
Ngoài ra còn có các khối trượt nằm phủ lên trên nền đất đá gây khó khăn khi tổng hợp
tài liệu thăm dò.
- Phong hoá hoá học: Nguyên nhân chủ yếu tạo ra ranh giới các loại quặng và phân bố
quặng. Quá trình rửa lũa cơ học do nước thẩm thấu, gió, rễ thực vật v.v các đá gần mặt
đất bị phong hoá, chiều sâu phổ biến từ 50 ÷ 80 m, sâu nhất là 110 m. Tuỳ theo điều kiện
địa hình, những nơi có địa hình cao và bị chia cắt thì lớp phong hoá dày và ngược lại.
I.3- Địa chất thuỷ văn
I.3.1- Đặc điểm nước mặt

6
Nước mặt trong khu mỏ gồm 2 con suối: Năm 1955 mỏ đã được Đoàn 1 nghiên cứu,
năm 1956 Xí nghiệp Mỏ Apatit bắt đầu khai thác quặng 1, quặng 3 được tập trung vào các
kho bãi chứa; sau năm 1979 quặng 2 được cung cấp cho nhà máy Phân lân Văn Điển và
Ninh Bình sản xuất phân lân nung chảy. Trong quá trình khai thác Mỏ Apatit đã tiến hành
khai thác thăm dò khai thác phục vụ công tác khai thác suối Cóc và suối Pèng đều chảy
vuông góc với phương cấu tạo chung và đổ vào ngòi Đường.
- Suối Cóc rộng từ 5 ÷ 20 m sâu 0,3 ÷ 1 m, độ dốc lòng suối 5 ÷10

KS)
- Tầng chứa nước aluvi (ALQ): Tầng này tạo thành dải hẹp trong các thung lũng suối Pèng,
suối Cóc và ngòi Đường do cuội, sỏi, đá, sét cấu thành, chiều dày trung bình 7 m, mực nước tĩnh
thay đổi từ 0,6 ÷ 1,2 m và có quan hệ mật thiết với nước mặt. Nói chung tầng này ít ảnh hưởng
đến công tác khai thác.
- Phức hệ chứa nước điệp Kốc San (T
1
KS): Phức hệ này bao trùm toàn bộ khu mỏ trong đó
các tầng ít ảnh hưởng là KS
2-3-4-5
, KS
7
. ảnh hưởng là KS
6
, KS
8
.
+ Tầng KS
8
: Chiếm toàn bộ phần trung tâm mỏ với chiều dài 4000 m chiều rộng 100 ÷
200 m, chiều dày trung bình 200 m. Trong những lỗ khoan gặp nước áp lực phun khỏi mặt
địa hình 0,9 ÷ 1,9 m. Lưu lượng thay đổi đột ngột từ 4,04 ÷ 22,20 l/s. Hệ số thấm K dao
động từ 2,15 ÷ 4,27 m/ngđ, nước không có quan hệ với nước mặt.
+ Tầng KS
6
: Chiều rộng từ 20 ÷ 140 m, chiều dày trung bình 35 m.
Q= 0,131÷ 1,688 l/s
K=0,038 ÷ 0,162 m/ngđ+ Nước trong đứt gãy: Các đứt gãy phát triển phong phú. Vì
mặt địa chất thuỷ văn, đứt gãy F
2

trong các sườn đồi và thung lũng. Thành phần là sét pha lẫn dăm vụn, đá tảng, quặng apatit.

7
Chiều dày từ 10 ÷ 50 m. Phân tích 3 mẫu hạt cát 40,5%; hạt bụi 28,8%; hạt sét 14,2%; dăm
sạn 16,5 %. Độ ẩm tự nhiên 27%; dung trọng tự nhiên 1,66 ÷ 1,89 g/cm
3
. Dung trọng khô
là 1,48g/cm
3
. Tỷ trọng 2,70 ÷ 2,76 g/cm
3
. Đất đá ở trạng thái xốp rời. Hệ số hổng 0,86.
Tính thấm nước kém 0,007 m/ng. Không trương nở, sức bền cơ học giảm khi độ ẩm trong
đất tăng. Lực dính kết 0,255 kG/cm
2
và góc ma sát trong 20
0
33’ ở trạng thái cắt tự nhiên
giảm tương ứng còn 0,15kG/cm
2
và 14
0
14’ khi cắt trong điều kiện bão hoà nước.
Bảng I.4- Đặc trưng cơ lý của đất phủ
Cắt tự nhiên Cắt bão hoà Đất đá Số
mẫu

W
%
γ

bh
độ
K
m/ng

Lớp phủ 13 1,66 2,70 0,16 34
0
11’
Bãi chứa 3 27

1,89 1,48 2,76 0,86 0,225 20
0
33’ 0,15 14
0
44’ 0,007
I.4.2- Đới đá gốc phong hoá mạnh
Nằm dưới lớp phủ Đệ Tứ và các bãi chứa quặng đã khai thác, đất đá thải. Đá vây quanh
là đá phiến sét khi phong hoá nhìn bề ngoài giống như sét, sét pha mềm bở, dễ bóp vỡ bằng
tay, cát kết tựa như cát pha nhưng còn giữ nguyên mặt lớp. Đá Lamprofia bị caolin hoá
mạnh, không phân lớp. Quặng phong hoá được làm giàu tự nhiên thuộc loại I và III chất
lượng cao. Nhiều khe nứt và mặt lớp, mặt tiếp xúc giữa đá macma và đá trầm tích bị xoá
mờ do bị lấp đầy vật chất sét, chiều dày từ 10 ÷ 45 m, trung bình 32 m.
Tính chất vật lý và sức bền cơ học của đất đá thuộc đới này tương tự như đất lớp phủ.
Thậm chí đất phong hoá từ các tầng đá mẹ Kốc San khác nhau cũng có những tính chất cơ
lý gần giống nhau.
Qua thí nghiệm trên 68 mẫu cho ra kết quả trung bình như sau: Độ ẩm tương đối thấp
17 ÷ 21%, trung bình 18,6%. Dung trọng tự nhiên 1,91 ÷ 2,06 g/cm
3
, trung bình 2,0 g/cm
3

γ
W

g/cm
3
γ
K

g/cm
3

Ä
g/cm
3

ε
C
kG/cm
2

ử
0

độ
C
bh
kG/cm
2

ử

51’ 0,075
ĐM 17 2,06 1,76 2,74 0,55 0,278 21
0
42’ 0,021
T sốtbình
18,6
2,0 1,68 2,75 0,63 0,271 27
0
53’ 0,234 22
0
47’ 0,163
I.4.3- Đới đá gốc phong hoá yếu
Nằm dưới đới phong hoá mạnh với ranh giới chuyển tiếp không rõ rệt, mang tính quy
ước. Thành phần thạch học như khối II, chủ yếu là đá phiến, đá mạch Lamprofia và quặng
apatit. Khó bóp vỡ bằng tay. Tốc độ khoan tương đối nhanh 1 ÷ 2 m/h. Mẫu lõi khó lấy
nguyên dạng, thường bị vỡ thành từng mảnh vụn, cục nhỏ. Các khe nứt được lấp đầy bởi
vật chất sét chiều dày từ 7,4 ÷ 57,3 m; trung bình 24,4 m.

8
Đặc trưng là khối đá vẫn giữ nguyên khối về cấu trúc nhưng mối liên kết giữa các hạt bị
suy giảm hơn nhiều so với đá tươi chưa bị phong hoá. Vì vậy xếp chúng vào loại đá nửa
cứng. Dung trọng 1,85 ÷ 2,73 trung bình 2,07 g/cm
3
. Tỷ trọng 2,76 ÷ 3,08 trung bình 2,88
g/cm
3
. Cường độ kháng nén từ 59 ÷ 306 kG/cm
2
, trung bình 147 kG/cm
2

3
σ
n

kG/cm
2
σ
k

kG/cm
2
C
kG/cm
2

ϕ
0
độ
KS
8
6 1,85 2,76 70 26 22,2 31
0
40’

KS
7
2 2,37 2,83 306 40 91,5 31
0
25’


50’

I.4.4- Đới đá cứng chưa bị phong hoá
Nằm dưới cùng và phân cách với đới III bởi ranh giới phong hoá hoá học, bao gồm các
tầng Kốc San chứa quặng 2, 4 và không quặng. Thành phần chính là đá phiến sét xericit
thạch anh- cacbonat- apatit- mica- than bị xuyên cắt bởi các đai mạch Lamprofia. Đá rắn
chắc ít nứt nẻ. Tốc độ khoan không quá 1m/h. Mẫu lõi lấy thành thỏi 20 ÷ 40 cm. Nhiều
khi bị gãy theo mặt phân lớp và khe nứt. Mật độ khe nứt trung bình 3,14 khe nứt/m.
Trị số dung trọng tự nhiên 2,72 ÷ 2,95 trung bình 2,8 g/cm
3
. Tỷ trọng 2,8 ÷ 3,05 g/cm
3

trung bình 2,87 g/cm
3
. Cường độ kháng nén cao do đá bị biến chất nén ép mạnh, thay đổi
trong phạm vi từ 720 ÷ 1738 kG/cm
3
;

trung bình 1185 kG/cm
2
. Cường độ kháng kéo từ 95
÷ 122 (167); trung bình 130 kG/cm
2
. Lực dính kết từ 260 ÷ 660; trung bình 424 kG/cm
2
,
tương ứng góc ma sát trong từ 26
0


C
KG/cm
2

ϕ
0
độ
Số
khe
nứt/m
Khoảng
cách tb
m
KS
8
79 2,73 2,83 720 127 260 26
0
43’ 3 0,366
KS
7
19 2,74 2,84 1229 122 439 33
0
56’ 4 0,280
KS
6
118 2,82 2,88 1397 146 489 33
0
45’ 6 0,329
KS

II.1- Tổ chức công tác trên mỏ
II.1.1- Chế độ công tác
Theo biểu đồ lập lịch kế hoạch làm việc các ngày trong năm, một ngày có 3 ca liên tục.
II.1.2- Số ngày làm việc trong năm
- Số ngày làm việc của khai trường:
+ Tổng số ngày trong năm: 365 ngày,
+ Số ngày ngừng làm việc: 87 ngày,
Trong đó: Nghỉ chủ nhật: 52 ngày,
Nghỉ lễ tết: 10 ngày,
Nghỉ do thời tiết: 25 ngày.
Do vậy tổng số ngày làm việc của khai trường là: 278 ngày.
- Số ngày làm việc trong năm của thiết bị (278-60).0,95= 207 ngày
Trong đó:
60: Số ngày ngừng làm việc để sửa chữa,
0,95: Hệ số xét đến tổn thất thời gian làm việc,
- Số ca làm việc trong ngày đêm,
+ Khâu khoan nổ: 3 ca/ ngày đêm,
+ Khâu xúc bốc, vận tải: 3 ca/ ngày đêm,
+ Khâu sửa chữa thiết bị: 2 ca/ ngày đêm,
+ Hành chính sự nghiệp: 1 ca/ ngày đêm.
II.2- Các chủng loại thiết bị sử dụng
- Thiết bị khoan: Máy khoan tự hành của Nga SBU– 100G, đường kính lỗ khoan
110mm.
- Thiết bị xúc bốc: CAT- 345B.
- Thiết bị vận tải: CAT- 725,
- Thiết bị thải đá: Máy gạt T- 130.
- Máy nén khí: PV-10 của Nga.
- Vật liệu nổ: + Chất nổ: AD-1.
+ Phương tiện nổ: Kíp nổ đốt, kíp nổ điện, dây nổ thường, dây nổ chịu nước.
Chương III

Hệ số bóc giới hạn còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý là khối lượng đất đá phải bóc lớn
nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng với giá thành bằng giá thành cho phép.
Hệ số bóc giới hạn còn là một chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật quan trọng của mỏ lộ thiên, có ý
nghĩa quyết định trong việc xác định biên giới mỏ, xây dựng kế hoạch sản xuất lâu dài và
ngắn hạn cho mỏ.
Hệ số bóc giới hạn được xác định gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế tính toán của mỏ lộ
thiên. Chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện kinh tế và kỹ thuật có giá trị khác nhau ở từng thời
điểm khác nhau.
Trong trường hợp tổng quát hệ số bóc giới hạn được xác định theo công thức sau.
/tÊn.
m;/mm;
b
aG
K
333
cp
gh
−
=
Trong đó:
G
cp
: Giá thành cho phép khai thác khoáng sản có ích.
G
cp
=350.000 đ/tấn (giá thành tính cho quặng 2)
a: Chi phí khai thác 2 tấn quặng 2: a= 176.000 đ/tấn,
b: Chi phí bóc 1m
3
đất đá thuần tuý: b=23.200 đ/m

gh
≥ K
bg

2, K
gh
≥ K
tb
3, K
gh
≥ K
t
4, K
gh
≥K
sx
+ K
o11
5,



≥
bg
tb
gh
K

gh
≥ K
bg
để xác định biên giới khai trường nhằm đảm bảo nguyên tắc sau:
- Tổng chi phí cho toàn bộ khoáng sàng là nhỏ nhất.
- Giá thành sản xuất trong mọi giai đoạn khai thác phải nhỏ hơn hay tối đa bằng giá
thành cho phép.
- Cơ sở nguyên tắc K
gh
≥ K
bg
là xuất phát từ việc tính toán mức tiết kiệm chi phí sản
xuất tối đa hoặc tổng chi phí để khai thác toàn bộ khoáng sàng là tối thiểu.
III.3.2- Nội dung phương pháp xác định biên giới mỏ dựa trên nguyên tắc K
gh
≥
≥≥
≥
K
bg

Có hai phương pháp để xác định biên giới mỏ đó là phương pháp giải tích và phương
pháp đồ thị. Căn cứ và đặc điểm địa chất của khoáng sàng ta sử dụng phương pháp đồ thị
để xác định biên giới mỏ.
Phương pháp đồ thị được tiến hành đo vẽ trực tiếp trên các lát cắt địa chất và dùng
phương pháp đồ thị để xác định chiều sâu mỏ.
Nội dung của phương pháp đồ thị được xác định như sau:
- Trên các lát cắt địa chất kẻ các đường song song nằm ngang, khoảng cách lớn hơn,
nhỏ hơn chiều cao tầng.
- Từ giao điểm của các đường nằm ngang với vách và trụ vỉa kẻ các đường xiên biểu thị

giữa hai bờ mỏ liên tiếp và xác định hệ số bóc biên giới.
)/m(m ;
∆P
∆V
K
33
i
i
bg
=
Trong đó
∆V
i
: Thể tích đất đá bóc thứ i
∆P
i
: Thể tích quặng tương ứng thứ i.
Bảng III.1: Khối lượng mỏ tuyến lát cắt 27-29
Tầng Quặng I Quặng II
Quặng III (m3)
Đất đá Kbg
khai thác (m3) (m3) KS4 KS6 Bãi (m3) (m3/m3)
160 8550 0,00
150 350 10500 30,00
140 6150 19100 3,11
130 2300 25100 10,91
120 2600 1875 32750 7,32
110 8875 875 1025 29675 2,75
100 13925 290 0 11775 0,83
90 0 0,00

Quặng III (m3)
Đất đá Kbg
khai thác (m3) (m3) KS4 KS6 Bãi (m3) (m3/m3)
160 10675 21925 2,05
150 610 35850 58,77
140 2200 43475 0,00
130 2600 1810 51200 11,61
120 4975 47275 9,5
110 9200 0 22925 2,49
100 9875 0 4610 0,47
90 0 0 0,00
Hình III.2- Đồ thị quan hệ giữa K
bg
, K
gh
và độ sâu khai thác tuyến 29-31

Bảng III.3: Khối lượng mỏ tuyến lát cắt 31- 33
Tầng Quặng I Quặng II
Quặng III (m3)
Đất đá Kbg
khai thác (m3) (m3) KS4 KS6 Bãi (m3) (m3/m3)
160 3310 3925 1,19
150 590 9025 15,30
140 12250 11200 0,91
130 1225 4300 2800 41800 5,02
120 9500 4810 2625 29235 1,73

Bằng phương pháp đồ thị với tuyến lát cắt 27-29; 29-31; 31-33 ta xác định được chiều
sâu cuối cùng của mỏ, tại các tuyến lát cắt đó là chiều sâu cuối cùng (H
c
) giống nhau +90.
Do vậy ta không phải điều chỉnh đáy mỏ.
III.6- Xác định kích thước của khai trường
III.6.1- Chiều dài khai trường
Vỉa quặng kéo dài theo đường phương do đó chiều dài khai trường ta tính theo chiều dài
vỉa quặng trong phạm vi khai thác là 400m. Chiều rộng của khai trường 130m. Chiều sâu
kết thúc khai thác là +90. Diện tích của khai trường là 52000 m
2
.
III.6.2- Chiều rộng đáy mỏ
Chiều rộng đáy mỏ đảm bảo để khai thác được toàn bộ trữ lượng quặng theo thiết kế
đồng thời đảm bảo đủ không gian để thiết bị khai thác hoạt động tốt nhất trên đáy mỏ. Vỡ
vậy ta thiết kế đáy mỏ có chiều rộng B
đ
= 10m.
III.7- Trữ lượng quặng và khối lượng đất đá bóc trong khai trường Đồi 1
III.7.1- Trữ lượng quặng
Do vỉa kéo dài theo đường phương, bề rộng ít thay đổi, địa hình tương đối bằng phẳng.
Vì vậy trữ lượng quặng được tính theo phương pháp mặt cắt.
Q= ∑Q
i
; tấn.
Trong đó: Q
i
= S
i
.L

: Khoảng cách tác dụng tương ứng với mặt cắt thứ i
γ
đ
: Khối lượng riêng của đất đá γ
đ
=2,6 m
3
/tấn.
BảngIII.5: Khối lượng quặng và đất đá
Kbg Tuyến mc: 31-33 25
Kgh =22,1
20

15

10

5
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m
0
170 160 150 140 130 120 110 100 90 H m

15
Tt Thông số Đơn vị Khối lượng

721900
9 Hệ số bóc trung bình m
3
/ m
3

5,77
m
3
/tấn 7,5 10

Hệ số bóc giới hạn
m
3
/m
3
22,1
đảm bảo việc
Chương IV
Thiết kế mở vỉa
IV.1- Khái niệm
Mở vỉa khoáng sàng hay một phần khoáng sàng của nó là tạo nên hệ thống đường vận
tải, đường liên lạc từ mặt đất đến khoáng sàng đảm bảo việc vận tải khoáng sàng và đất đá
từ các tầng công tác đến các trạm tiếp nhận. Việc mở vỉa có quan hệ chặt chẽ với hệ thống
khai thác và việc bố trí các công trình trên mặt đất, nó ảnh hưởng đến quá trình ảnh hưởng
sản xuất của mỏ, việc mở vỉa hợp lý làm tăng năng suất của thiết bị, phát huy tối đa năng
lực sản xuất của các thiết bị trong các dây truyền công nghệ mỏ.
Phương pháp mở vỉa phụ thuộc vào điều kiện địa hình, hình thức vận tải và điều kiện
thế nằm của vỉa.
Trình tự tiến hành mở vỉa tuỳ thuộc vào điều kiện ban đầu, thường qua các giai đoạn

Qua phân tích các phương án mở vỉa khai trường đồi 1 Cam Đường 3 ta thấy phương án
mở vỉa bám vách có khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ, nhanh đưa mỏ vào sản xuất vỡ vậy
giảm chi phí đầu tư, nhanh thu hồi vốn phù hợp với địa hình của khai trường mỏ.
IV.3- Thiết kế tuyến đường hào mở vỉa
IV.3.1- Tuyến đường hào mở vỉa
Do điều kiện địa hình khu mỏ đồi 1, khoáng sàng nằm trong sườn đồi, núi dốc thoải nên
ta tiến hành khai thác từ trên xuống, từ độ cao +167,26 mở vỉa hào phía vách.
a- Hào ngoài
Bắt đầu từ độ cao +127,93 ở khu vực phía đông mỏ từ tuyến MC33 ÷34, hào thi công
xong đạt độ cao mức +150.
b- Hào trong
Được xây dựng từ mức +140 đến +90 và được nối với hào ngoài. Ngoài ra ta có thể coi
đường hào từ mức +160 đến +90 đi bãi thải đất đá là hào trong.
IV.3.2- Thiết kế hào chính trong mỏ
Độ dốc hào phụ thuộc vào thiết bị vận tải và được xác định trên cơ sở khả năng leo dốc
của ôtô được sử dụng, ô tô ở mỏ chủ yếu là có tải khi lên dốc và không tải khi xuống dốc.
Độ dốc dọc của tuyến đường: Chọn độ dốc khống chế đường hào từ 6 ÷ 8%. Ta chọn i
=8%.
Độ dốc ngang của tuyến đường. Để đảm bảo cho việc thoát nước và giảm sức cản
chuyển động của xe ôtô thì ta chọn như sau.
+ Thoát nước dốc về 2 phía i = 1 ÷ 2%.
+ Chống lực ly tâm ở những đoạn đường cong (siêu cao) i
n
= 2 ÷ 5 %.
IV.3.3- Chiều rộng đáy hào
1- Hào mở vỉa
Được xác định theo điều kiện làm việc bình thường, an toàn của thiết bị vận tải và phù
hợp với sơ đồ quay xe cần áp dụng, đảm bảo khối lượng đào hào giảm. Chiều rộng đáy hào
được xác định theo công thức:
B = Z + 2(A + n) + M + k + t (m)

: Bán kính quay vòng ôtô R
o
= 8m
b
o
: Chiều rộng ôtô b
o
=3,2m
l
o
: Chiều dài ôtô l
o
= 10m.
M: Khoảng cách an toàn từ ô tô đến mép tầng M=2m
Vậy B
cb
= 8+0,5.3,2+10+2.2= 23,6m
Lấy B
cb
= 24m
Ro
b
o
l
o
M
M
1
2


p xe µ
n
= 0,15
I
n
:
Độ
d
ố
c ngang c
ủ
a m
ặ
t
đườ
ng i
n
= 0,02
V: V
ậ
n t
ố
c xe ch
ạ
y
ở

đ
o
ạ

L
k.n.V.1000
N
0
=
Trong đó: V: Vận tốc trung bình của xe V=25km/h
n: Số làn xe chạy n=2
k: Hệ số điều hoà k=0,6
L
0
: Khoảng cách giữa 2 xe chạy cùng chiều L
0
= 60 m
Vậy )h/xe(500
60
6,0.2.25.1000
N ==
IV.5 - Khối lượng xây dựng cơ bản
IV.5.1- Hào ngoài
Hào ngoài là loại hào có đầu hào dốc nên khối lượng được tính như sau
3
0
2
0
0
2
m;gcotH
62
b
gcotHgcot

ng hào
H= 150 - 127,93 = 22,07 m
b
0
: Chi
ề
u r
ộ
ng
đ
áy hào b
0
= b
cb
=24 m
α
: góc nghiêng thành hào
α
= 60
0

Thay s
ố
vào c
ụ
ng th
ứ
c ta cú:
V=104222 m
3

0
m;
)sin(2
sin.sin.b.H
V
β−α
β
α
=

H:
Độ
chênh cao c
ủ
a
đườ
ng hào
H= H
1
- H
2
= 150 -90 = 60 m
b
0
: Chi
ề
u r
ộ
ng
đ

=H.L.(b+H.cotg
α
); m
3

Trong
đ
ó: H: Chi
ề
u cao t
ầ
ng h = 10 m
L: Chi
ề
u dài hào
b: Chi
ề
u r
ộ
ng
đ
áy hào chu
ẩ
n b
ị
b =24 m
α
: góc nghiêng thành hào
α
= 60


m
Chi
ề
u cao t
ầ
ng
m
Chi
ề
u r
ộ
ng
đ
áy hào, m
Kh
ố
i l
ượ
ng
thi công, m
3
160

124 10 24 36952

19
150

203 10 24 60494

xoay SBU– 100G để khoan lỗ khoan nạp thuốc phá đá. Đất đá được máy xúc xúc trực tiếp
đổ ra mép hào sau đó dùng máy gạt T-130 tạo mặt bằng cho đường hào. Những chỗ không
gạt xuống bên sườn núi thì dùng máy xúc xúc lên ôtô chở ra ngoài bãi thải.
IV.7.3 - Trình tự thi công
Trình tự thi công: Với chiều cao tầng H=10m, máy xúc không thể đào hào hoàn chỉnh
ngay được mà phải đào theo phân tầng để hạ dần độ cao sau đó dùng máy gạt, gạt tạo mặt
bằng nghiêng theo độ dốc của hào. ở một số tầng phía trên đất đá có độ cứng nhỏ ta có thể
dùng máy xúc xúc trực tiếp, còn các tầng phía dưới dùng khoan nổ mìn và máy xúc kết hợp
với ôtô để thi công.

Chương V
Hệ thống khai thác - Đồng bộ thiết bị
V.1- Khái niệm
Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên được đặc trưng bởi tổng hợp các công trình hầm
hào, các tầng công tác, trình tự tiến hành các công tác chuẩn bị bóc đất đá và khai thác
quặng của mỏ.
Hệ thống khai thác có liên quan chặt chẽ tới đồng bộ thiết bị trong mỏ. Hệ thống khai thác
đảm bảo cho các máy móc thiết bị dùng trong quá trình sản xuất chính và phụ hoạt động được an
toàn, có năng xuất cao. Mối liên hệ giữa hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở
sự phù hợp giữa các thông số của yếu tố hệ thống khai thác với các thông số làm việc của thiết bị .
Như vậy hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên là trình tự xác định để hoàn thành công tác
chuẩn bị xúc bốc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt động được an toàn, kinh tế và
thu hồi đến mức tối đa trữ lượng công nghiệp khoáng sảng có ích trong lòng đất.
Lựa chọn hệ thống khai thác cùng với đồng bộ thiết bị phù hợp sẽ nâng cao năng suất
của thiết bị, đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác.

20
V.2- Đồng bộ thiết bị mỏ
Căn cứ vào điều kiện sản xuất của mỏ apatit Lào cai ta có thể chọn đồng bộ thiết bị như
sau:

dừng của mỏ.
V.3.2- Hệ thống khai thác dọc hai bờ công tác, bãi thải ngoài
Hào mở vỉa phát triển từ phía vách ra hai biên giới dọc.
ưu điểm: khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ nhanh đưa mỏ vào sản xuất.
Nhược điểm: Điều kiện sản xuất gặp nhiều khó khăn, công trình hào cơ bản không cố
định dẫn đến chi phí bảo dưỡng lớn.
V.3.3- Hệ thống khai thác ngang một bờ công tác dùng bãi thải trong
Vị trí mở vỉa ở đầu mỏ có phương vuông góc với đường phương của vỉa
ưu điểm: Khối lượng quặng trong thời kỳ sản xuất tương đối điều hoà và cơ bản nằm cố
định trên bờ dừng. Sử dụng bãi thải trong thì giảm giá thành vận chuyển.
Nhược điểm: Chiều dài tuyến công tác ngắn chất lượng không đảm bảo.
V.3.4- Hệ thống khai thác nghiêng một bờ công tác dùng bãi thải ngoài
Công trình phát triển từ trung tâm ra hai bên với phương vuông góc đường phương của vỉa.
ưu điểm: Nhanh đưa mỏ vào sản xuất, khối lượng quặng và đất đá trong thời kỳ sản
xuất tương đối điều hoà.

21
Nhược điểm: Phụ thuộc chủ yếu vào địa hình chất lượng quặng không đảm bảo, việc
xây dựng đường gặp nhiều khó khăn.
V.3.5- Kết luận
Do đặc điểm của khoáng sàng khai trường đồi 1 Cam Đường 3 là vỉa nằm ở sườn đồi
núi dốc thoải (β=30÷35
0
), góc cắm vỉa ít thay đổi (γ=60÷65
0
), chiều dày lớp đất đá phủ nhỏ
nên có thể sử dụng được nhiều hệ thống khai thác khác nhau, do yêu cầu lấy quặng 2 để
phục vụ sản xuất, phù hợp với cách đào hào mở vỉa và chuẩn bị ta chọn hệ thống khai thác
là:
Hệ thống khai thác nghiên xuống sâu dọc một bờ công tác

1- Theo điều kiện nổ mìn
A=W
ct
+ (n-1).b; m
Trong đó:
n: Số hàng mìn n=3
b: Khoảng cách các hàng lỗ mìn b = 4 m
W
ct
: Đường kháng chân tầng
mqH2
L.H.q.g.m.4g56,0g.75,0
W
2
ct
++−
=
g: Lượng thuốc nổ chứa trong 1m lỗ khoan
∆
=
.d.85,7g
2
;kg/m
d: Đường kính lỗ khoan d=1,05 dm
∆: Mật độ nạp mìn ∆=0,9 kg/dm
3

=> g=7,85.1,05
2
.0,9=7,8 kg/m

0
: Kích thước trung bình của khối nứt d
0
=(0,5÷1) m lấy d
0
=1 m
d
k
: Đường kính lỗ khoan d
k
= 0,105 m
d
cp
: Kích thước cục đá cho phép d
cp
=1,0 m
18,1
850
1000
Q
Q
K
tt
ch
tn
=== - Hệ số điều chỉnh thuốc nổ
Q
ch
=1000kcal/kg năng lượng nổ của thuốc nổ chuẩn gramonit 79/21
Q

= = 4m
Kiểm tra theo điều kiện an toàn: W
at
=H.cotgα+ C; m
α: góc nghiêng sườn tầng α=60
0

C: Khoảng cách an toàn cho máy khoan C = 3 m
W
at
=10.cotg60
0
+ 3 = 8,7 m
Kiểm tra điều kiện ta thấy W
ct
< W
at

Để đảm bảo cho công tác khoan nổ thì việc lựa chọn lỗ khoan nghiêng là hợp lý. Góc
nghiêng được lựa chọn là β = 64
0

Vậy: A = W
ct
+ (n-1).b = 4+(3-1).4 =12 m
2- Theo điều kiện xúc bốc
A=1,5.R
xt
; m
R

C
1
: Khoảng cách an toàn từ mép đường đến mép sụt lở tự nhiên C
1
=2 m
C
2
: Khoảng cách an toàn tính từ mép đường đến mép dưới của đống đá nổ mìn C
2
= 2 m
T: Chiều rộng đai vận tải đảm bảo cho hai làn xe vận tải an toàn T=8 m
Z: Chiều rộng đai an toàn
Z = H(cotgρ - cotgα); m
ρ: Góc nội ma sát tự nhiên của đất đá trong bờ mỏ ρ =50
0

α: Góc sườn tầng α = 60
0

Z = 10(cotg50
0
-cotg60
0
) = 2,4 m
Mà: A + X = B
đ

B
đ
: Chiều rộng đống đá nổ mìn được tính theo V. V. Rjepxki

δ
=1 + 0,5sin2(90
0
- 64
0
) =1,34 m
H: Chiều cao tầng H = 10 m
q
t:
Chỉ tiêu thuốc nổ theo tính toán q
t
= 0,36

kg/cm
3
n: Số hàng mìn n = 3
b: Khoảng cách giữa các hàng mìn b = 4 m
=> m;4).13(36,0.10.34,1.5,2.9,0B
d
−+=
B
đ
=26,1
Vậy B
min
=26,1 + 2 + 2 + 8 + 2,4 = 40,5 m
Lấy B
min
= 41 m
c

x
= 18 giờ.
T: Số ngày xúc hết đống đá nổ mìn T = 3 ngày,
E: Dung tích gầu xúc E = 2,4 m
3

n
x
: Số lần xúc trong 1 phút n
x
= 2; k
n
: Hệ số xúc k
n
= 0,7
η
0
: Hệ số đảm bảo gương xúc η
0
= 0,8
H: Chiều cao tầng H = 10 m,
A: Chiều rộng khoảnh khai thác A = 12

min
60.18.3
.2,4.2.0,7.0,8
10.12
x
L =


V.5.2- Góc nghiêng sườn tầng và bờ mỏ
1- Góc nghiêng sườn tầng (
α
αα
α
)
Góc nghiêng sườn tầng được chọn theo độ cứng của đất đá với đất đá ở đồi 1 có độ
cứng f = 3÷12(13) và căn cứ vào bảng 6-3 giáo trình “Thiết kế mỏ lộ thiên”- Hồ Sỹ Giao-
1999 ta chọn góc nghiêng sườn tầng là α = 60
0
.
2. Góc nghiêng bờ mỏ (
γ
γγ
γ
)