CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM

CễNG TY C PHN T VN U T V XY DNG M
BO CO TNG KT TI
NGHIÊN CứU XáC ĐịNH CHIềU SÂU
KHAI THáC Lộ THIÊN HợP Lý Đối với
Khoáng sàng apatit lào cai
CHủ NHIệM Đề TàI: NGUYễN Đức lơng
8368

H ni, 12 2010



Hà nội, 12 - 2010
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC LỘ THIÊN HỢP LÝ ĐỐI VỚI KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG MỎ
1
MỤC LỤC

N
0
Nội dung Trang
MỎ ĐẦU 3
TÓM TẮT NHIỆM VỤ 5
Chương 1 TỔNG QUÁT CHUNG 7
1.1 Thị trường apatit 7
1.2 Đặc điểm khoáng sàng apatit Lào Cai 9
1.3 Công tác thăm dò và khai thác tại mỏ apatit Lào Cai 24
1.4 Một vài nét chung về công nghệ, thiết bị khai thác lộ thiên
trong và ngoài nước
28
1.5 Định hướng và phương pháp nghiên cứu chiều sâu khai thác 30
1.5.1 Cơ sở nghiên cứu 30
1.5.2 Hướng nghiên cứu 31
1.5.3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 32
Chương 2 LỰA CHỌN CHIỀU SÂU KHAI THÁC HỢP LÝ CHO
KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI
35
2.1 Các bước tính toán xác định biên giới mỏ 35
2.1.1 Phạm vi và nguyên tắc xác định biên giới mỏ 35
2.1.2 Xác định hệ số bóc giới hạn (K

2.4.3 Những thông số cơ bản của khai trường 94
Chương 3 MÔI TRƯỜNG MỎ 98
3.1 Tác động của khai thác lộ thiên tới môi trường 98
3.2 Những giải pháp công nghệ và kỹ thuật nhằm hạn chế và
khắc phục suy giảm môi trường
98
3.3 Định hướng đánh giá tác động môi trường 100
3.4 Chương trình giám sát môi trường 101
KẾt LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102
Kết luận 102
Kiến nghị 103
CÁC BẢN PHỤ LỤC 105
Phụ lục 1 Thị trường apatit 105
Phụ lục 2 Nghiên cứu làm giầu quặng apatit-cacbonat 110
Phụ lục 3 Dự kiến giá quặng apatit loại II 120
Phụ lục 4 Xác định hệ số bóc trung bình cho các khu mỏ 126
Phụ lục 5 Tính góc nghiêng sườn tầng và góc dốc bờ mỏ 144
Phụ lục 6 Tính thoát nước tháo khô đáy mỏ 149
Phụ lục 7 Sơ bộ đánh giá về hiệu quả kinh tế của kênh thoát nước 158
Phụ lục
cuối cùng
Các văn bản đính kèm 159
Tài liệu tham khảo 160


cao hơn nhất là khi quặng II đợc làm giầu. Vì vậy, xỏc nh chiều sâu khai
thác quặng apatit chớnh l đánh giá tim nng tr lng qung loi II s khai
thác l thiờn hiện tại và lâu dài, cú c s hoạch định sự phát triển bn vng
khu mỏ, v
i mc tiờu cung cp nguyờn liu ch bin phõn bún, gúp phn
to sự phát triển bền vững nền nông nghiệp Việt Nam khi đợc cung ng đầy
đủ nguồn phân bón chứa lân đi từ qung apatít Lo Cai.
Do nguồn quặng loại I đã gần cạn kiệt, cho nên cần thiết phải đặt vấn
đề xem xét đến khả năng khai thác quặng apatít loại II trên toàn khu mỏ. Quá
trình khai thác có thể khẳng định rằng với cách chọn phơng pháp khai thác
hỗn hợp nh Liên Xô đa ra trớc đây là hoàn toàn phù hợp cho khoáng sàng
apatít Lào Cai, đờng ranh giới phong hoá hoá học là giới hạn sõu cuối
cùng của khai thác lộ thiên qung I, còn việc khai thác quặng loại II phải bằng
phơng pháp hầm lò, nhng biờn gii theo chiu sõu ca m lộ thiên khai thỏc
qung II n õu trc khi chuyn nú sang khai thỏc hm lũ thì cha có
những công trình nghiên cứu cụ thể xỏc
nh. Chính vì vậy mà Bộ Công
Thơng giao cho Công ty CP T vấn Đầu t và Xây dựng Mỏ thực hiện Hợp
đồng số 71.10.RD/HĐ-KHCN với Đề tài: Nghiên cứu xác định chiều sâu
khai thác lộ thiên hợp lý đối với khoáng sàng apatít Lào Cai.
Ni dung ca ti, tp trung nghiờn cu xỏc nh sõu ỏy m v
gii phỏp khai thỏc qung loi II l ch yu, vỡ va qung II vn tip tc cm
sõu vo trong lũng t m phi tớnh n khai thỏc bng hm lũ phn di,
cũn khai thỏc qung loi I v III khụng cp nhiu do ó c nghiờn cu
y trc õy v hi
n nay m ang hot ng bỡnh thng.
Sau khi nghiờn cu ti s xỏc nh sõu khai thỏc qung apatit loi
II ti Lo Cai mt s khu vc, t ú xỏc nh c tr lng qung apatit
loi II s huy ng lm tng tui th ca m.
ti s a ra s mu l bn v tng mt bng kt thỳc khai thỏc

NGHIấN CU XC NH CHIU SU KHAI THC L THIấN HP Lí I VI KHONG SNG APATIT LO CAI

CễNG TY C PHN T VN U T V XY DNG M

sõu vo trong lũng t m phi tớnh n khai thỏc bng hm lũ phn di,
cũn khai thỏc qung loi I v III khụng cp nhiu do ó c nghiờn cu
y trc õy v hin nay m ang hot ng bỡnh thng.
Kt qu t c ca ti. Sau khi khoanh
nh c biờn gii phớa
trờn, phớa di v sõu khai thỏc cho tng khu m trong b qung apatit,
ỏnh giỏ c kh nng khai thỏc qung loi II bng phng phỏp l thiờn
sõu ỏy m ln nht mc -400m, huy ng tr lng khai thỏc qung II
c 174 tr.tn vi h s búc t ỏ v qung IV trung bỡnh 8,3m
3
/t, tui th
ca m 102 nm nu tớnh theo cụng sut 1,7 tr.tn-nm vn m bo c
hiu qu kinh t.
ti a ra s mu l bn v tng mt bng kt thỳc khai thỏc cho
khu m Cúc. Khu m Cúc l khu cú iu kin a hỡnh, a cht rt phc tp,
b dc khai trng ln v cú nhiu con sui chy qua lũng moong khai
trng. S
mu ó th hin tng i cỏc thụng s chớnh ca h thng
khai thỏc, chng minh sõu khai thỏc c chn cú tớnh kh thi, cựng vi
cỏc bn v l ti liu tham kho cho vic lp quy hoch hoc d ỏn khai thỏc
qung apatit loi II Lo Cai.
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC LỘ THIÊN HỢP LÝ ĐỐI VỚI KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG MỎ
6
Quyết định số 6228/ QĐ-BCT của Bộ Công Thương về việc đặt hàng
thực hiện các nhiện vụ khoa học và công nghệ năm 2010 ở phần mục tiêu đã
nêu: xác định chiều sâu khai thác lộ thiên hợp lý để khai thác có hiệu quả
quặng apatit loại II và loại IV khoáng sàng apatit Lào Cai. Nhưng khi đi vào
thực hiện Đề tài cho thấy tài liệu thăm dò địa chất đối với quặng loại IV còn quá


NGHIấN CU XC NH CHIU SU KHAI THC L THIấN HP Lí I VI KHONG SNG APATIT LO CAI

CễNG TY C PHN T VN U T V XY DNG M
7Chng 1: TNG QUT CHUNG

1.1. Th trng apatit
Apatit là tập hợp các khoáng đồng hành lục giác có chứa các nhóm flo,
clo, hoặc hydroxyl. Những nhóm này thế chỗ cho nhau trong mạng tinh thể.
Hai loại hình quặng apatit chủ yếu là florapatit Ca
5
(PO
4
, CO
3
, OH)
3
(F, H) và

I.2.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ quặng phốt phát trên thế giới
Tr lng ton cu qung apatit theo tớnh toỏn c lng khong 34 t
tn, tp trung nhiu Morocco v Tõy Sahara. Nm 1988-1989 sn lng
khai thỏc v tiờu th qung phốtphát mc cao, nm 1993 sn lng ch bng
68% ca giai on trờn (khong 51.3 triu tn P
2
O
5
). D bỏo nm 2010 lng
sn xut v tiờu th qung phốtphát s t mc ca nm 88-89. Bn nh sn
xut qung apatit ln nht ton cu bao gm OCP Group (Morocco), Cụng ty
Mosaic (M) Cie. Des Phos. De Gafsa (Tunisia) v PCS phốtphát (M),
chim 15%, 11%, v 5%, lng khai thỏc qung apatit vo nm 2005. Qung
phốtphát c khai thỏc ti khong 40 quc gia, trong ú 12 quc gia ó
chim ti 92 % tr lng ton th gii. (Xem bảng 1 và 2, phụ lục 1- Th
trng apatit)
Là một trong những nhà khai thác lớn, Marốc có nguồn mỏ phốt phát
chiếm khoảng 50% thế giới và chiếm 60% tổng cơ sở sản xuất quặng phốtphát
toàn cầu. Mỹ và Trung Quốc mỗi nớc chiếm khoảng 20% nguồn toàn cầu.
Nguồn mỏ phôtphát ở Bắc Mỹ đang bị cạn kiệt. Hiện nay ngời ta đang xem
xét các mỏ nghèo (không đạt hiệu quả kinh tế khi khai thác) trên cơ sở áp
dụng các công nghệ khai thác tiên tiến hơn.
Sản lợng và nhu cầu quặng có hàm lợng thấp (31% P
2
O
5
) chiếm
khoảng 64 - 69% sản lợng khai thác của thế giới. 91% trong số đó (31%P
2
0

O
5
. Nếu mức tăng 2% thì tới năm 2040 sản lợng phốt phát trên thế
giới sẽ là 431 triệu tấn P
2
O
5
. (Xem bảng 3, phụ lục 1).
- Giá xuất nhập khẩu quặng trên thế giới
Giá quặng có nhiều thay đổi v tăng nhanh từ 5-6 USD/tấn năm 1960 lên
20-25 USD/tấn vo năm 1980 v tăng tiếp lên 30-40 USD/tấn vo những năm
1990. Từ năm 1990 đến 1999 giá quặng tại FOB các nớc xuất khẩu tăng từ
40 48 USD/tấn với hàm lợng 32% (cảng Casablanca Marốc: 48 USD/tấn,
FOB
florida Mỹ 43 USD/tấn, FOB Sfax Tuniri 38 USD/tấn). T nm 2008-
2010, xut khu qung apatit Lo Cai ti FOB Hi Phũng, quy về hàm lợng
32% thì một tấn quặng apatit có giá từ 65 70 USD/tấn.
I.2.2. Nhu cu qung apatit trong nc
Qung apatit cú v trớ ht sc quan trng trong nn kinh t quc dõn, vỡ
l nguyờn liu chớnh, chủ yếu để chế biến phân bón chứa lân. Phân bón hoá
học nói chung và phân bón chứa hàm lợng lân (P
2
O
5
) nói riêng là sản phẩm
không thể thiếu đối với sản xuất nông nghiệp.
Sản lợng ngũ cốc chủ yếu dựa vào 2 yếu tố diện tích và năng suất cây
trồng. Trong thời gian gần đây, khi diện tích canh tác ngày càng bị thu hẹp và
bị giới hạn thì vai trò của năng suất cây trồng càng trở nên quan trọng. ở Việt
Nam trong 70 năm qua (1930-2000) diện tích canh tác tính trên đầu ngời

TT Nguyên liệu 2006- 2010 2011-2015 2016-2020 sau 2020
1 Quặng apatit loại I nguyên
khai
-Cho sản xuất supe đơn
-Cho sản xuất phốtpho P
4
500

380
120
550

430
120
550

600
0
550

600
0
2 Quặng tinh tuyển
- Cho supe
- Cho DAP
- Cho nhu cầu khác
1.120
390
580
150

150
-
800
1.650
700
150
-
800

1.2. c im khoỏng sn apatit Lo Cai
1.2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu mỏ.
Vùng khoáng sàng apatít Lào Cai có chiều dài hơn 100 km, chiều rộng từ
1 - 4 km phát triển theo hớng Tây Bắc - Đông Nam, có toạ độ địa lý nh sau:
Kinh độ Đông 103
o
38'36" - 103
o
38'51"
Vĩ độ Bắc 22
o
45'32" - 22
o
46'06"
Kinh độ Đông 104
o
15'46" - 104
o
18'11"
Vĩ độ Bắc 22
o

phố Lào Cai đi tới tất cả các huyện lỵ và các xã trong tỉnh. Điện lới quốc gia
đợc phủ kín trong vùng.
Dân tộc sinh sống trong vùng gồm có ngời Kinh, Dao, Nùng, Ngái,
Hmông, Xạ Pòng, Hà Nhì, Dáy, Tày, Hoa, Sạ Pó và Pù Lá. Nhân dân trong
vùng hầu hết sống chủ yếu bằng sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, tham gia
hoạt động công nghiệp và buôn bán nhỏ. Về kinh tế và đời sống văn hóa xã
hội trong vùng đang đợc cải thiện và phát triển.
1.2.2 c im a cht khu m
Trm tớch bin cht cha apatớt ip Cam ng vi v trớ a tng
cha xỏc nh, theo kt qu nghiờn cu cỏc chuyờn gia a cht ó xp apatớt
ip Cam
ng vo tui Cambri sm (1c), (Kalmkov, 1962; Doujờkov,
1965; Trn Vn Tr, 1967 v Businski, 1965). Apatớt ip Cam ng phõn
b thnh mt di hp, kộo di theo b phi sụng Hng t biờn gii Vit -
Trung (Lng Pụ) n xó Sn Thu huyn Vn Bn, tnh Lo Cai di khong
110 km, rng t 1- 2 n 2- 4 km. Tp ỏ cha qung ny nm xen gia ỏ
phin kt tinh, ỏ phin 2 mica tui Proterozoi, ỏ hoa
ip Sapa (PR
3
SP) v
ỏ lc nguyờn cú tui tr hn (Cambri Trung, evon, Pecmi, Jura, Creta,
Neogen). Ton b din tớch cha qung apatớt c ngn cỏch mt bờn l
sụng Hng, mt bờn l dóy Hong Liờn Sn, phn lónh th cha qung cú th
gi chung l b qung apatớt Lo Cai.
Trong thnh to a cht ca b apatớt Lo Cai cú mt khỏ phong phỳ
ỏ macma. Trc ht phi k n khi ỏ granetoit c Pụsen kộo di sut dc
din tớch phõn b trm tớch ip Cam ng. D
c sn ca khi Pụsen cũn
phõn b rng rói v cựng phng cu trỳc cú khi Granit-iorit Hong Liờn
Sn (380.i nm theo xỏc nh tui tuyt i). Liờn quan n vic phỏ hu v

các dữ kiện nh lợng dự trữ kiềm trong biển lớn, lợng manhê trong biển đạt
tới mức bão hoà, trị số pH của nớc cao (pH=8,3) và điều kiện cổ địa lý là một
vùng biển cách biệt, biển nông có khí hậu khô, nóng.
1.2.4. Đặc điểm đới phong hóa
ỏ m thuc h tng Cam ng (C) l ỏ phin giu cacbonat,
apatit, thch anh mica, than xen bt kt v cỏt kt thch anh fenspat mu xỏm,
xỏm tro hay xỏm en b nt n khụng u. Nc m
a hũa tan khớ CO
2
trong
khớ quyn to thnh axit cacbonic hay axit nitric, khi ngm xung t, tip tc
hũa tan CO
2
sinh ra bi thc vt, phõn hy hu c v sinh húa, thỳc y quỏ
trỡnh phong húa húa hc. Di tỏc dng ca nc v cỏc dung dch hũa tan
trong nc s din ra quỏ trỡnh thy húa v thy phõn lm cho thnh phn
cacbonat trong ỏ gc b ra la, bin thnh bicacbonat hay bicacbonat canxi
- magiờ l cht d hũa tan trong nc, b nc cun trụi theo dũng thm. Cỏc
khoỏng vt nguyờn sinh nh fenspat, mica, clorit, amfibon,bin thnh cỏc
khoỏng vt cú cu trỳc kộm bn vng nh haluazit, monmorilonit, kaolinit,
hydromica v gtit. Khoỏng vt mica (biotit, mutcovit, xericit, flogopit) bin
thnh khoỏng vt sột, cũn pirit xõm tỏn trong ỏ b
oxy húa s bin thnh
sunfats st. Hp cht ny tỏc dng vi nc to thnh axit sunfuaric v
hydroxit st lm cho t ỏ b phong húa cú mu sc khỏc bit vi ỏ m.
Chiu sõu i phong húa húa hc bin i rt phc tp, t 3 - 5 n 120m v
ln hn, trung bỡnh 40 - 60m. S liu thng kờ 443 l khoan thm dũ a cht
cho thy nhng ni cao a hỡnh thp hn 100m, chiu dy i phong
húa trung bỡnh 34,62m;
cao t 100 - 200m dy 49,46m v cao ln

144
(14)
104
(23)
24,97
69,96
64,21
62,50
39,17
31,57

71,57
-
83,68

118,9
-
35,00

125,11
-
176,75
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC LỘ THIÊN HỢP LÝ ĐỐI VỚI KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI


Trung bình 34,62 71,0 49,46 86,40 60,47 162,98
Như vậy, ở những nơi địa hình cao chiều dầy đới phong hóa thường lớn
hơn so với nơi có địa hình thấp, trừ vài trường hợp như ở khu vực Tam Đỉnh
có cấu trúc nếp lồi, phần địa hình cao bị bóc mòn - xâm thực mạnh, đới phong
hóa có chiều dày nông với các sườn thấp. Thêm vào đó, mức độ phong hóa
không đều. Nhiều nơi phát hiện ranh giới phong hóa biến đổi đột ngột. Khi
đan dày mạng lưới thăm dò khai thác, có trường hợp hai lỗ khoan cách nhau
10m cho độ sâu phong hóa chênh lệch 20 – 35m, thậm chí đến 50m . Khá
nhiều lỗ khoan bắt gặp phong hóa lỏi, bên trên là đá cứng chưa bị phong hóa,
giữa là đá phong hóa vụn nát, mềm rời và sâu hơn nữa lại là đá tươi rắn chắc
phong hóa. Lỗ khoan LK330 - T.LXX Mỏ Cóc sâu 247m, đoạn từ trên mặt
đến độ sâu 24,3m là đá cứng không phong hóa, tiếp theo là đá phong hóa,
đoạn 107,5-118,5m là đá tươi và dướ
i nữa lại là đá phong hóa vỡ vụn. Hiện
tượng phong hóa “lỏi” thường gặp là những lớp đá cứng chiều dày từ 5 - 10m
đến 25 - 30m nằm trong đới phong hóa yếu hoặc các tảng sót đá mẹ kích
thước 3 - 5m trong đới phong hóa mạnh.
Hiện tượng phong hóa mang tính hai mặt. Một mặt, do phong hóa rửa
trôi thành phần cacbonat, quặng apatit được làm giàu tự nhiên tạo thành
quặng chất lượng cao loại I và III với hàm lương P
2
O
5
đến 35%. Các thân
quặng này nằm trong đới phong hóa hóa học từ độ cao 70 – 89m trở lên, xấp
xỉ độ cao gốc xâm thực địa phương. Điều kiện khai thác chúng khá thuận lợi,
chủ yếu bằng phương pháp lộ thiên, tháo khô mỏ dễ dàng bằng tự chảy. Mặt
khác cũng chính vì phong hóa không đều mà cấu trúc địa chất mỏ vốn đã
phức tạp trở lên càng phức tạp hơn. Phong hóa “lỏi” đã gây không ít khó khă
n

8
, KS
9
theo Kalmưkov (1957) trước đây các nhà
nghiên cứu địa chất xếp vào tập đá trầm tích có tuổi trẻ hơn (hệ tầng Hà
Giang- (∈
2
hg).
NGHIấN CU XC NH CHIU SU KHAI THC L THIấN HP Lí I VI KHONG SNG APATIT LO CAI

CễNG TY C PHN T VN U T V XY DNG M
13
Nu xột riờng v b dy ca cỏc tng Kc San thỡ thy tng KS
1-2
, KS
3
,
KS
4
v KS
5
cú b dy ln nht khu Cam ng v m Cúc, cũn cỏc tng
KS
6
v KS
7
cú b dy ln nht phn ụng Nam (khu Tam nh).
Trong s cỏc tng k trờn, cú th tỏch ra cỏc tng c trng cha du
hiu ỏnh du cho ton tp. Mc ph bin ca cỏc tng ỏnh du ny cng
khụng ng u. Mụ t t di lờn trờn nh sau:

7
c trng bi mt lng khỏ cao ca fenspat trong thnh
phn khoỏng vt to ỏ. Thnh phn lc nguyờn ca tng l thnh phn ch
yu (thch anh 25-30%, fenspat 10-30%, mica 7 - 10% ), cacbonat v apatớt
gim i rừ rt. Hm lng apatớt thay i ln (5-85%) nờn nhiu ch tng KS
7

cha phospho mc cụng nghip (qung loi IV).
- Trong cỏc tng Kc san thỡ ch cú tng KS
4
, KS
5
, KS
6
v KS
7
cha
qung. Qung apatớt loi II là i tng nghiờn cu ca Đề tài nằm trong tng
KS
5
. Riờng khu Ngũi um - ụng H v Lng Mũn trong phn di ca tng
KS
6
cú mt va qung apatớt loi II t giỏ tr cụng nghip vi tr lng hn
ch cng c xem xột.
Trờn ton din tớch nghiờn cu, thnh phn khoỏng vt theo quan im
a cht ca tng qung loi II cú bin i khỏ rừ. Trong khu trung tõm qung
apatớt - ụlomit khỏ thun khit. Xa dn v hai u (khu Bỏt Xỏt v khu Tam
nh) hm lng khoỏng vt lc nguyờn v vt cht than tng lờn n 5-7% .
1.2.6. Phân loại quặng

O
5
28%, hàm lợng P
2
O
5
trung bình theo khối 32%.
- Quặng apatít cacbonat (loại II) có hàm lợng biên theo mẫu đơn P
2
O
5

15%, hàm lợng P
2
O
5
trung bình theo khối 20%.
- Quặng thạch anh apatít (loại III) có hàm lợng biên theo mẫu đơn
P
2
O
5
8%, hàm lợng P
2
O
5
trung bình theo khối 12%.
- Quặng cacbonat thạch anh apatít (loại IV) có hàm lợng biên theo
mẫu đơn P
2

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG MỎ
15Bảng 3- Tính chất cơ lý của quặng apatit loại II
Thành phần Đơn vị Quặng II-KS
5

Dung trọng tự nhiên
Tỷ trọng
Độ ẩm
Hệ số tơi xốp
Độ cứng
T/m
3

,,
%
-
f
3,0
3,0
1,41
1,58
8-10
Bảng 4- Thành phần hóa học quặng apatit loại II
Hàm lượng %
Khu vực
P
2

, CaO, MgO, CO
2
, cặn
không tan trong dung dịch cưêng thuỷ phá mẫu (viết tắt CKT) và một số tạp
chất. Đối với loại quặng apatít tương tự thì các hợp phần P
2
O
5
, CaO, MgO,
CO
2
và CKT quyết định chính đến chất lượng của quặng. Từ kết quả phân
tích ở bảng 6 có thể nhận định quy luật biến đổi của các hợp phần hoá học
chính của quặng apatít loại II như sau:
- Phân bố P
2
O
5
trong tầng KS
5
tuân theo quy luật chuẩn và nhìn chung
mức độ dao động không lớn. Mức dao động cho toàn vùng là 15%. Trong khi
đó phân bố P
2
O
5
trong tầng KS
4
không tuân theo quy luật chuẩn, hệ số dao
động hàm lượng P

nhưng rồi giảm xuống ở tầng KS
5
. Trong tầng KS
6-7
hàm lượng can xi-
cacbonat tăng giảm bất thường. Trong tầng sạn kết cơ sở của hệ tầng Hà
Giang thì nó ở mức thấp nhất.
Can xi tham gia vào thành phần của đôlomit và canxit, hàm lượng của
can xit và manhê trong dolomit của tầng KS
5
phân bố theo luật chuẩn. Điều
này nói lên rằng điều kiện lắng đọng dolomit trong quá trình thành tạo tầng
KS
5
là khá ổn định. Trong tầng KS
5
hàm lượng MgO và P
2
O
5
tỷ lệ nghịch với
nhau.

Cặn không tan (CKT)
Khi phân tích quặng apatít người ta đã dùng cường thuỷ để phá mẫu,
trong kết quả phá mẫu còn lại một ít chất cặn. Về thành phần khoáng vật cặn
được cấu tạo chủ yếu từ thạch anh, mica, than (graphit ) và một ít các khoáng
vật silicat khác. Chúng đại diện cho thành phần lục nguyên và xác sinh vật
tham gia tạo quặng apatít loại II. Cặn không tan nói chung làm giảm chất
lượng của quặng, gây khó cho tuyển nổi và nung hoá vôi khi làm giầu quặng

1.10
-2
%

. Kết quả phân tích
thành phần các nguyên tố đất hiếm cho thấy: La

-3.10
-2
%

, Pr-1,8.10
-2
%,
Y-3.10
-2
%, Ce-2,5.10
-3
%, Nd-7.10
-2
%, Sm-4.10
-3
%, và Eu-2.10
-3
%.
Trong toàn tập đá trầm tích điệp Cam Đường, kết quả phân tích cho
thấy tầng KS
4
và đới tiếp xúc giữa đá mạch lamfrofia và đá chứa quặng tất cả
các tầng từ KS

Trong trầm tích chứa photphorit giàu chất hữu cơ thông thường hàm
lượng vanađi cao (từ n.10
-3
đến n.10
-2
%). Vanađi trong quặng loại II được
phân tích bằng phương pháp hoá quang phổ. Kết quả xác định được hàm
lượng trung bình 2. 10
-3
%. Phân tích thành phần graphit hàm lượng vanađi
không cao hơn so với toàn mẫu (5. 10
-3
%). Trong khi đó trong mica hàm
lượng vanađi đạt 3. 10
-2
% , có mẫu 4. 10
-1
%. Kết quả này phù hợp với việc
đã xác định được sự có mặt của muskovit chứa vanađi trong tổ hợp mica. Tất
cả những kết quả phân tích trên cho thấy hàm lượng vanađi trong quặng apatít
vùng Lào Cai chúng chưa đạt giá trị công nghiệp. Do vanađi tập trung chủ
yếu trong khoáng vật mica nên khi làm giầu quặng apatít loại II có thể xác
định nhanh chóng ở vị trí công đoạn công nghệ thu hồi nguyên tố này trong
dây chuyền công nghệ chung.
Qua kế
t quả thăm dò địa chất từ những năm 60 đến 90 của thế kỷ trước
đã nêu rõ trong quặng apatít có nhiều nguyên tố hiếm đi kèm, đặc biệt đáng
lưu ý là đất hiếm (Ittri, Itecbi), uran, có hàm lượng nhỏ, nhưng trữ lượng lớn
cần phải được thu hồi trong chu trình sản xuất chế biến phân bón và các sản
phẩm khác đi từ quặng apatít. Nhất là ở giai đoạn hiện nay, khi khoa họ

56 - 56

CÁC NGUYÊN TỐ HIẾM
Sr - - -
Ba 0 - 560 300 - 1800 1800 - 3000
Ga 10 - 18 10 - 30 0 - 10
Be 0 - 3 0 0 - 18 0 - 10
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC LỘ THIÊN HỢP LÝ ĐỐI VỚI KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG MỎ
18
Y 180 0 - 18 3
Yb 3 - 10 3 - 5,6 180 - 300
Sc 0 0 10
Zr 0 - 30 0 - 18 18 - 30
Bảng 5- Thành phần khoáng vật quặng apatít loại II
Thành phần Đơn vị Quặng II-KS
5

Apatít
Thạch anh
Mi ca
Muscovit
Hidroxit sắt
Canxit
Dolomit
Vật chất hữu cơ
%
,,
,,

mưa. Ở những nơi địa hình trũng th
ấp, nước thoát ra trên mặt mạch thấm rỉ,
gây ra hiện tượng đầm lầy và đất lầy hóa. Nước trong, không mùi, có vị tanh
của hydrxit sắt. Vài lỗ khoan bơm nước thí nghiệm từ lớp các sỏi cuội aluvi
cho tỷ lưu lượng 0,3-0,5l/sm. Hệ số thấm từ 1-2 đến 5 m/ngày. Độ khoáng
hóa 0,01-0,215g/l. Kiểu nước bicacbonat canxi. Chiều dày mỏng, tầng chứa
nước không gây ảnh hưởng lớn đến khai thác quặng apatit.
Phức hệ chứ
a nước trong khe nứt-vỉa của trầm tích Neogen (N). Phân
bố thành dải hẹp ở bờ phải sông Hồng hoặc lộ ra từng mảng nhỏ ở Xuân
Giao-Phú Nhuận. Thành phần gồm cuội kết, các kết xen bột kết và sét kết
chứa vật chất than. Chiều dày 50-100m. Nước không áp. Chiều sâu mực nước
tĩnh ở các giếng khơi 1-5m. Nhiều mạch lộ xuất hiện trên sườn với lưu l
ượng
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC LỘ THIÊN HỢP LÝ ĐỐI VỚI KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG MỎ
19
0,1-1l/s, có nơi đến 2,5l/s. Lưu lượng biến đổi thất thường, tùy thuộc vào
lượng mưa. Chất lượng nước tương đối tốt, có thể sử dụng cho ăn uống-sinh hoạt.
Phức hệ chứa nước trong khe nứt-vỉa của hệ tầng Yên Duyệt (P
2
yd).
Phân bố thành một dải không liên tục ở mạn đông bắc lãnh thổ nghiên cứu,
kéo dài theo phương tây bắc-đông nam, từ Tân Quang đến cửa Ngòi Bo.
Thành phần thạch học là cát kết thạch anh fenspat xen bột kết và sét kết, chứa
các lớp mỏng than hay acgillit than màu xám đen. Chiều dày 100-200m.
Nước dưới đất tồn tại trong các khe nứt và mặt lớp. Nhiều mạch nước xuất lộ
trên các sườn từ đá cát kết nứ
t nẻ, cho lưu lượng 0,5-1,5l/s và lớn hơn. Nước

1
bh).
Quan sát thấy ở rìa đông bắc, tiếp xúc với hệ tầng Cam Đường, phân bố thành
một dải rộng từ Lũng Pô qua Bát Xát đến Ngòi Bo. Thành phần thạch học
gồm từ dưới là sạn kết, cát kết thạch anh fenspat với ximăng vôi bị biến chất
yếu, chuyển lên đá phiến hai mica cacbon thạch anh xen các lớp mỏng đá
phiến cacbonat hai mica thạch anh hoặc các thấu kính đá dolomit, cát kết
thạch anh bị
quaczit hóa và trên cùng là đá phiÕn cacbonat chứa các thấu kính
đá vôi. Chiều dày 80-370m. Nước không áp. Chiều sâu mực nước tĩnh từ 2-3
đến 25m và lớn hơn. Chất lượng nước tương đối tốt, đáp ứng thỏa mãn yêu
cầu tiêu chuẩn nước ăn uống-sinh hoạt. Nguồn cung cấp chủ yếu là lượng
mưa rơi thấm trực tiếp trên mặt. Thoát ra sông suối.
Phức hệ chứa nước trong khe nứt-vỉa hệ
tầng Cam Đường (
1
cđ). Đây
là đối tượng quan trọng nhất, liên quan đến việc khai thác khoáng sản apatit.
Nó được nghiên cứu khá chi tiết ở các mỏ (khu mỏ) đã thăm dò-khai thác, chủ
yếu ở phần trung tâm bể apatit Lào Cai, nơi mà trữ lượng quặng công nghiệp
đã được xác định đã và đang khai thác.
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC LỘ THIÊN HỢP LÝ ĐỐI VỚI KHOÁNG SÀNG APATIT LÀO CAI

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG MỎ
20
Phức hệ phân bố thành một dải hẹp, kéo dài liên tục từ Lũng Pô đến
Bát Xát, mở rộng dần về phía đông nam đến Ngòi Bo. Từ Ngòi Bo đến Bảo
Hà, do bị phá hủy bởi các hoạt động kiến tạo, nó chỉ lộ ra các mảng lớn ở các
khu vực Ngòi Bo-Ngòi Chăn, Phú Nhuận và Tam Đỉnh-Làng Phúng. Phức hệ
bao gồm các tầng Kốc San, từ KS

1
và KS
2
là những tầng dưới quặng, tạo thành các vành đai
bao quanh cấu trúc nếp uốn và một dải lớn kéo dài liên tục ở phía tây nam
lãnh thổ, từ Bát Xát đến Ngòi Bo. Thành phần gồm đá phiến hai mica thạch
anh, đá phiến thạch anh anbit biotit xen các lớp mỏng sạn kết, cát kết thạch
anh fenspat và các thấu kính vôi bị biến chất yếu, dày 250-450m.
Các tầng chứa quặng và không quặng nói trên tuy khác biệt về thành
phần vật chất nhưng ranh giới gi
ữa chúng chuyển tiếp từ từ, đất đá nứt nẻ
không đều, có thể gộp chung thành một phức hệ chứa nước dạng khe nứt –vỉa.
Nước dưới đất tồn tại trong các khe nứt và mặt lớp, chủ yếu là nước
không áp, có nơi có áp cục bộ. Chiều sâu mực nước tĩnh từ 0,5-1 đến 95-96m
và lớn hơn, tùy thuộc vào điều kiện địa hình. Chiều sâu mự
c nước tĩnh trung
bình nêu ở bảng 6.
Bảng 6- Chiều sâu mực nước tĩnh trung bình
Z < 100m Z = 100-200m Z = 200-300m Z > 300m N
0
Mỏ (khu mỏ)
Ht,m Zt,m Ht,m Zt,m Ht,m Zt,m Ht,m Zt,m
1
2
3
4
5
6
7
8

14,81
31,23
127,57
135,51
148,13
121,41
117,0
103,17
93,74
148,69
55,1
90,0
23,15
96,3
78,0
19,3

26,17
189,66
187,02
193,18
147,71
195,99
192,45

214,54 85


đá granitoit phức hệ Posen tuổi Proterozoi (γδ- γ)Ptps phân bố ở phía tây nam
lãnh thổ, các thể xâm nhập diaba, gabrodiaba và gabrodiaba olivine thuộc
phức hệ Ba Vì tuổi Pecmi muộn-Triat sớm (s-νµP
2
-T
1
)bv phân bố dạng mạch
trên bờ phải sông Hồng và thường vây cắt dọc theo đứt gãy kiến tạo, trên ranh
giới giữa hệ tầng Cẩm Thủy và Bó Hiềng cũng như các thể đá mạch
lamprofia xuyên cắt qua hệ tầng Cam Đường. Nói chung, đá rắn chắc, ít nứt
nẻ. Độ giàu nước thấp. Tính thấm kém. Phức hệ chứa nước không gây ảnh
hưởng lớn đến khai thác.
Đới chứa nướ
c trong khe nứt của các phá hủy kiến tạo. Trong số các
đứt gãy kiến tạo thì hệ thống đứt gãy phương tây bắc – đông nam có vai trò
quan trọng nhất. Đó là đứt gãy sâu, mang tính khu vực và đứt gãy khác cùng
phương với cấu trúc, chúng có biên độ dịch chuyển nhỏ hơn và thường là các
ranh giới địa tầng. Đất đá ở đới phá hủy kiến tạo bị dập nát, nứt nẻ mạnh, có
nơi là dăm kết kích th
ước lớn. Chiều dày các đới từ vài chục đến hàng trăm
mét. Động thái tương đối ổn định, ít chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố khí tượng
thủy văn. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa. Miền thoát là các đới (đứt
gãy) phá hủy kiến tạo hoặc các trầm tích mềm rời Đệ tứ cấu tạo thung lũng
xâm thực, phủ lên trên đứt gãy.
Từ những phân tích trên
đây có thể đi đến nhận định rằng, trong các
đơn vị địa chất thủy văn nói trên, có ý nghĩa thực tế hơn cả là phức hệ chứa
nước trong khe nứt-vỉa đá trầm tích chứa quặng và trên quặng hệ tầng Cam
Đường và đới chứa nước trong khe nứt của các phá hủy kiến tạo. Phức hệ
chứa nước trong các trầm tích Cam Đường ảnh hưởng trực tiế

t mm do trng thỏi m t, b v xp trng thỏi khụ. Nhỡn
chung, t ph l loi t mm ri, d mt n nh khi gia ti v cht ti. Sc
bn c h
c gim, nht l v mựa ma, khi t ỏ b thm nc hoc bóo hũa
nc, gõy trợt l phỏ hy sn tng v sn dc b m.
i II - i phong húa mnh. Nm di lp ph t. Trong i ny,
qung apatit phong húa c lm giu t nhiờn thuc loi I v III cht lng
cao. ỏ võy quanh l ỏ phin sột khi phong húa nhỡn b ngoi ging nh sột,
sột pha mu xỏm, xỏm tro rt mm b, d
búp v bng tay. Cỏt kt ta cỏt pha
mu xỏm vng, mềm v b nhng vn cũn dỏng dp mt lp, do quỏnh khi
b m t, cng v chc khi khụ. Cỏc khe nt v mt lp, mt tip xỳc gia ỏ
magma v ỏ trm tớch b xúa m do lp y vt cht sột. Chiu dy trung
bỡnh t 20 25m Bc Nhc Sn, Lng Tỏc, n 32m khu M Cúc. c
trng cho i ny l tớnh cht vt lý v sc b
n c hc ca t ỏ tng t
nh lp t ph. V thm chớ, t phong húa t cỏc tng ỏ m Kc San cú
thnh phn vt cht khỏc nhau cng cú nhng tớnh cht c lý gn nh nhau,
rt khú phõn bit gia chỳng.
Tớnh cht c lý ca t ỏ phong húa c nghiờn cu mt cỏch cú h
thng, y v chi tit. Trờn ton b ó ly tt c
532 mu t thuc i
phong húa mnh em phõn tớch, cỏc ch tiờu c lý c nờu bng 7.
Bng 7- Cỏc c trng c lý ca t phong húa mnh
t qung v ỏ võy quanh
N
0
ỏ m S mu W,%

w,

8

Quặng apatit
KS
3
– KS
7

Lamprofia
Granit
67
7
352
95
11
22
38
21
24
18
1,76
1,91
1,60
1,72
1,62
1,54
1,57
1,42
1,41
1,38

theo tính chất cơ lý của đất đá. Còn ranh giới dưới được vạch theo ranh giới
phong hóa hóa học, căn cứ vào đặc điểm chất lượng quặng loại I, III, tương
ứng với quặng loại II và IV. Thành phần thạch học gồm đá phiến xericit th
ạch
anh mica chứa apatit và vật chất than với điều kiện thế nằm vẫn giữ nguyên
đường phương và hướng dốc như đá gốc chưa bị phong hóa. Song, có thể
nhận biết bằng mắt thường theo màu sắc và độ cứng của chúng. Đất đá phong
hóa yếu, bị nứt nẻ mạnh. Độ mở khe nứt hẹp và được lấp đầy bởi canxit hay
vật chất sét ngấ
m hydroxit sắt màu vàng, vàng nâu. Khó bóp vỡ bằng tay.
Nhưng lấy búa đập nhẹ đá vỡ thành hòn, tảng theo mặt lớp và khe nứt.
Dấu hiệu chung để phân biệt đới phong hóa yếu với các đới khác là đất
đá bị nứt nẻ mạnh dễ vỡ, rất khó lấy mẫu nguyên dạng. Ở điều kiện tự nhiên,
khối đá vẫn giữ dạng nguyên khối về cấu trúc và thế nằm như
ng sức bền liên
kết giữa các hạt bị suy giảm hơn nhiều so với đá tươi chưa bị phong hóa. Vì
vậy, có thể xếp chúng vào đá nửa cứng.
Tính cơ lý của đá nửa cứng mới chỉ được nghiên cứu với số lượng mẫu
hạn chế ở Bắc Nhạc Sơn, Mỏ Cóc, Làng Mòn và Ngòi Đum - Đông Hồ. Các
khu vực khác chưa có mẫu. Chỉ tiêu cơ
lý đá nửa cứng nêu ở bảng 8.
Bảng 8- Các đặc trưng cơ lý của đá nửa cứng

N
0

Tầng Số mẫu
γ
w,
g/cm

KS
6

KS
5

KS
4

Lamprofia
42
40
32
8
46
18
1,96
2,07
1,81
2,56
2.03
2,35
2,77
2,79
2,86
3,00
2.84
2,83
114
169

49’

Đới IV - Đới đá cứng chưa bị phong hóa. Là đới dưới cùng và được phân
cách với đới III nằm bên trên bằng ranh giới phong hóa hóa học. Trong đới
này, chỉ có quặng loại II và IV. Đá vây quanh chủ yếu là đá phiến sét xericit