Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 1 Lớp Khai thác A.K53
CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU MỎ VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA
CHẤT CỦA KHOÁNG SÀNG
1.1. Vị trí và đặc điểm địa lý tự nhiên.
1.1.1. Vị trí địa lý.
Mỏ quặng sắt Thạch Khê nằm trên địa phận 3 xã Thạch Khê, Thạch Đỉnh và
Thạch Hải thuộc huyện Thạch Hà - tỉnh Hà Tĩnh, cách thành phố Hà Tĩnh 8 km
về phía Đông, trung tâm của mỏ cách bờ biển Đông khoảng 1,6 km. Tọa độ địa
lý khu mỏ như sau:
Kéo dài từ 10555’30’’ đến 10559’00’’ độ kinh đông.
Rộng từ 1820’00’’ đến 1826’00’’ vĩ độ bắc.
Thuộc tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 5000. Diện tích nghiên cứu mỏ sắt Thạch Khê
khoảng 8 km
2
.
1.1.2. Hệ thống giao thông:
1. Đường bộ:
Quốc lộ 1A chạy qua thành phố Hà Tĩnh, có đường ôtô vận tải theo hướng
Đông – Đông Bắc từ mỏ tới thành phố Hà Tĩnh dài 8 km.
2. Đường thủy:
Phía Bắc mỏ có cảng Cửa Sót cách mỏ khoảng 3 km. Sông Cửa Sót có chiều
sâu lớn và chiều rộng từ 1 – 2 km (thay đổi do thủy triều), tàu thuyền có tải
trọng lớn đi lại thuận tiện.
Phía Nam mỏ có cảng nước sâu Vũng Áng cách mỏ khoảng 40 km, phục vụ
tàu có trọng tải lớn.
3. Đường sắt
Đường sắt nối từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh nằm ở phía Tây vùng
mỏ cách 24 km.
mưa trong tháng 10 khoảng 875,1 mm. Lượng mưa tập trung chủ yếu từ tháng 6
đến tháng 12 với tổng lượng mưa đo được là 2 390,5 mm chiếm 89,1% tổng
lượng mưa cả năm. Số ngày có mưa trong năm là 124 đến 150 ngày. Lượng
mưa cực đại đo được trong 1 ngày đêm là 657 mm. Lượng nước bốc hơi từ
1300 ÷ 1800 mm. Vào mùa xuân và mùa thu nhiệt độ từ 16C ÷ 20C, mùa
đông 6C ÷ 15C, còn vào mùa hè nhiệt độ lên tới 28C ÷ 38C.
Tại khu mỏ có 3 hướng gió: Gió mùa đông bắc chủ yếu thổi từ tháng 9 đến
tháng 11 với tốc độ cấp 4 ÷ 5 cho đến cấp 7 mang theo không khí lạnh và mưa
phùn kéo dài hoặc mưa rào. Gió Đông nam và gió Nam làm cho không khí mát
mẻ kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8. Gió Tây làm cho không khí khô và ngột
ngạt.
1.1.6. Đặc điểm kinh tế - xã hội.
Tỉnh Hà Tĩnh nằm ở miền trung của Việt Nam, phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An,
Nam giáp tỉnh Quảng Bình và Tây giáp Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, phía
Đông giáp với biển Đông.
Diện tích của tỉnh là 6 055 km
2
. Dân số 1270 000 người (2009). Tỉnh Hà
Tĩnh có 1 thành phố là Hà Tĩnh, 1 thị xã là Hồng Lĩnh và 10 huyện, 80% địa
bàn của tỉnh là địa hình đồi núi. Dải hẹp dọc bờ biển có địa hình tương đối
phẳng, có 104 nghìn ha là diện tích canh tác nông nghiệp. Độ dài bờ biển là 137
km. Vùng nước ven bờ biển có nhiều hải sản.
Rừng phủ 165 nghìn ha, chủ yếu là rừng trên núi cao. Có rừng Vũ Quang là
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 3 Lớp Khai thác A.K53
rừng nguyên sinh được bảo tồn.
Ngoài mỏ Thạch Khê tỉnh còn có mỏ thiếc Sơn Kim cách Hà Tĩnh 115 km
về phía Tây, mỏ than Hương Khê và đá ốp lát, nhiều nơi có dấu hiệu vàng sa
khoáng. Trong tỉnh còn có nhiều khu mỏ vật liệu xây dựng (cát, sỏi và đá xây
Fe -tổng, %
Mn, % Zn, % S, % P, %
- 400 320,900 61,5 0,21 0,07 0,063 0,031
- 750 544,080 59,42 0,264 0,071 0,112 0,018
1.2.2. Công tác thiết kế khai thác mỏ.
Luận chứng KT-KT do Liên Xô lập năm 1984-1985:
Luận chứng kinh tế - kỹ thuật xây dựng Khu liên hợp luyện kim công suất
1,5 triệu tấn/năm do Liên Xô lập năm 1985 chia làm 3 giai đoạn đầu tư như sau:
- Giai đoạn I: Nhà máy luyện thép lò điện sử dụng thép phế công suất
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 4 Lớp Khai thác A.K53
500.000 tấn/năm.
- Giai đoạn II: Khai thác mỏ quặng sắt Thạch Khê với công suất 3,45 triệu
tấn/năm để sản xuất quặng thương phẩm cho xuất khẩu (giai đoạn đầu) và sau
đó cung cấp cho Nhà máy luyện kim được xây dựng trong giai đoạn III. Trong
trường hợp cần thiết công suất khai thác có thể tăng tới 6 ÷ 7 triệu tấn/năm.
- Giai đoạn III: Nhà máy luyện kim công suất 1500 000 tấn/năm theo công
nghệ “Lò cao - Lò thổi ôxy”.
* Các báo cáo lập Giai đoạn từ năm 1991-1997:
+ Báo cáo tiền khả thi khai thác mỏ do Krup - Lohrho Pacific lập1990- 1991.
Báo cáo do liên Công ty Krupp - Lohrho Pacific lập với công suất khai thác
là 10 triệu tấn quặng/năm. Khai thác tới độ sâu –400 m đạt sản lượng là 304
triệu tấn. Sản phẩm chủ yếu dùng cho xuất khẩu. Tổng mức đầu tư ban đầu là
683 triệu USD. Với giá quặng là 76,85 USD/tấn, dự án có tính khả thi, tỷ suất
thu hồi nội bộ IRR = 14,4%. Thời hạn hoàn vốn là 8,4 năm.
+ Báo cáo TKKT khai thác mỏ do các Công ty Nhật Bản lập năm 1991.
Nhóm các công ty của Nhật Bản do Công ty Nippon Steel đứng đầu cùng
với Mitsui, Nichimen và Nissho Iwai đã lập Báo cáo tiền khả thi khai thác mỏ
1:5000 thể hiện rõ sự phức tạp của chế độ kiến tạo ở đây. Trên phần phía Bắc,
Tây Bắc quan sát cấu trúc của một nếp lồi không hoàn chỉnh, trục kéo dài theo
Đông Bắc – Tây Nam. Nhân của nếp lồi có sự tham gia của trầm tích D
1-2
và
granit, về phía Đông, Đông Nam thể hiện rõ cấu trúc cánh của một nếp lõm.
Tham gia vào cấu trúc đó có các đá hoa C
1
, C
2
– P
1
và T
2-3
.
Chuyển tiếp giữa cấu trúc lồi sang cấu trúc lóm được thể hiện bằng bậc kiến
tạo lớn gọi là đức gãy trước quặng (I). đức gãy đó tạo nên đới dập vỡ cà nát,
rộng theo phương á kinh tuyến mà sau này là chỗ thuận lợi để tích tụ quặng và
tạo thành thân quặng manhetit Thạch Khê.
Nghiên cứu mẫu lõi khoan và kết quả phân tích mẫu thạch học thấy rõ các
đá trầm tích D
1-2
phân bố ở nhân nếp lồi có thành phần phức tạp, thế nằm không
ổn định, có góc dốc thay đổi lớn (50
0
÷ 10
0
, cá biệt 75
0
), đá bị vò nhàu uốn lượn
kết tái kết tinh khá rộng (150 ÷ 200 m) chạy dài từ Bắc đến Nam, gặp trong
nhiều lỗ khoan, LK 6, LK 47, LK 52, LK 94, LK 125, LK 230, LK 232. Thành
phần của những mành dăm là đá hoa, đá sừng, xi măng là mùn đá và các
khoáng vật quặng pirit, pirotin, manhetit. Đứt gẫy có phương á kinh tuyến cắm
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 6 Lớp Khai thác A.K53
dốc về phía Tây, trên các mặt cắt địa chất thấy rõ cánh phía Tây nâng lên, cánh
phía Đông hạ xuống, biên độ dịch chuyển đứng khoảng 80 ÷ 100m, biên độ
dịch chuyển ngang khó xác định. Đứt gẫy không cắt qua tầng T2-3, đới đạp vỡ
cà nát là điều kiện thuận lới cho việc tích tụ quặng và tạo nên thân quặng
manhetit sau này.
2. Đứt gãy sau quặng:
Hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam, gần song song với đường
bờ, bao gồm: đứt gãy II
1
, II
2
. Hai đứt gẫy này cắm về hướng tây với góc dốc
khoảng 40
0
÷ 45
0
. Do ảnh hưởng hoạt động của hai đứt gẫy này vùng mỏ được
nâng dần lên từ Tây sang Đông theo dạng bậc thang. Dấu hiệu của chúng là
những dập vỡ cà nát, những đới dăm kết kiến tạo trong các lỗ khoan: Lk235,
LK604, LK257, LK530, LK573A, LK554… Biên độ dịch chuyển của chúng
khoảng 80 ÷ 100m.
Hệ thống đứt gẫy thứ 2 được coi là những đứt gẫy trẻ nhất trong vùng mỏ,
bao gồm III
4
T
3
xuyên cắt các tầng trầm tích cổ tạo ra một đới biến
chất tiếp xúc bao quanh khối quặng sắt. Sau đây là những đặc điểm thạch học
các tầng đá vây quanh thân quặng manhetit như sau:
A Đặc điểm thạch học tầng đá biến chất.
1. Tầng đá sừng xen đá hoa (D
1-2
tk):
Tầng đá sừng xen đá hoa (D
1-2
tk) gặp ở bắc, tây bắc thân quặng manhetit,
ngoài ra còn gặp trong một số lỗ khoan ở phía tây thân quặng: LK 48, LK 51…
Đá của tầng bao gồm: Trầm tích lục nguyên xen cacbonat bị biến chất phân lớp
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 7 Lớp Khai thác A.K53
mỏng, sọc dải mỏng, vò nhàu, uốn lượng mạnh, nhiều nơi có cấu tạo dạng dải,
xen kẽ nhịp nhàng giữa đá phiến vôi silic, chiều dày các lớp thay đổi từ 1÷ 2 m
đến 3 ÷ 4 m và lớn hơn. Mức độ xen kẽ giữa đá sừng, đá hoa có sự thay đổi: Từ
tuyến T 88 trở lên phía Bắc đá hoa màu xám, xám tối chiếm ưu thế, đá sừng chỉ
là những dải thưa thớt.
Do có nguồn gốc từ trầm tích lục nguyên xen kẽ cacbonat nên thành phần đá
sừng và đá hoa D
1-2
tk rất phức tạp. Dựa vào thành phần thạch học có thể phân
chia các đá chủ yếu của tầng thành các loại sau:
a. Các loại đá sừng gồm:
- Đá sừng thạch anh cacbonat.
màu xám, xám đen có grafit. Thành phần đá tương đối phức tạp, mức độ biến
chất của đá phụ thuộc vào vị trí của chúng so với thân quặng.
Các loại đá chủ yếu của tầng:
- Đá sừng thạch anh cacbonat có màu xám sáng, cấu tạo khối đến phân lớp
kiến.trúc hạt biến tinh. Thành phần gồm : thạch anh, cacbonat ít khoáng vật
quặng.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 8 Lớp Khai thác A.K53
- Đá sừng thạch anh cacbonat anđaluzit - thành phần gồm thạch anh,
cacbonat, anđaluzit, quặng.
- Đá sừng cacbonat, volastonit, thành phần gồm: cacbonat, volaztonit
khoáng vật quặng.
Bảng 1.2: Tính chất cơ lý trung bình các loại đá sừng, tuổi cổ.
Loại đá
Dung
trọng
(g/cm
3
)
Tỷ trọng
(g/cm
3
)
Cường độ
kháng
nén(kg/cm
2
)
Cường độ
Đá sừng
xen hoa
2.68 2.77 685.71 85.73 31
0
30
’
194.00
Đá
skacnơ
3.00 3.18 952.25 113.33 33
0
17
’
248.67
Quặng
manhetit
4.55 4.77 678.48 78.75 34
0
43
’
185.67
3. Tầng đá hoa (C
2
-P
1
):
- Đá hoa tuổi (C
2
-P
cacbonat C
2
-P
1
thành các loại:
+ Đá hoa dạng khối.
+ Đá hoa phân lớp.
+ Đá hoa đôlômit.
+ Đá hoa bruxit.
+ Đá hoa oficanxit.
Kết quả phân tích quang phổ cho thấy các nguyên tố tham gia vào thành
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 9 Lớp Khai thác A.K53
phần đá gồm Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Ti, Cu.
4. Tầng đá sừng (T
2-3
):
Tầng trầm tích lục nguyên bị biến chất này nằm ở phía Nam thân quặng, xa
hơn trong nếp lõm Nam Khê, có chiều dày khá lớn (lớn hơn 929m). Đá của tầng
gồm: bột kết, cát kết, sét kết, đá phiến sét, phiến silic bị biến chất nhiệt mạnh
mẽ thành đá sừng màu xám, sám sẫm đến đen, cấu tạo phân lớp mỏng, vừa,
trong một số lỗ khoan có cấu tạo dạng flic. Đá có quan hệ trái khớp với tầng
C
2
- P
1
. Ranh giới quan sát rõ trong nhiều lỗ khoan LK 50, LK 68, LK 115,
LK554… Đá có hướng cắm chung về Tây Nam với góc dốc khoảng 30
0
mỏng bao quanh thân quặng hoặc làm thành những thể sót rải rác trong thân
quặng do manhetit thay thế chưa hoàn toàn. Chiều dày riềm metaxomatit thay
đổi từ vài chục em đến hàng chục mét, có nơi đạt đến gần 100m (LK50,LK 68).
Chiều dày tăng dần về phía Đông thân quặng, khi thân quặng phát triển tiếp xúc
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 10 Lớp Khai thác A.K53
của tầng đá hoa C
2
-P
1
và đá sừng T
2-3
. Ranh giới giữa metaomatit và đá vây
quanh không rõ ràng, thường quan sát được sự biển đổi dần dần từ đá vây quanh
vào phía than quặng (LK 3, LK 4, LK 50, LK 50A, LK 68…).
Đá metaxomatit ở mỏ sắt Thạch Khê thường có màu xám xanh đen phớt lục,
xanh lục sẫm, nâu nhạt. Cấu tạo khối, dòn, dễ vỡ kiến trúc hạt biến tinh, hạt vảy
biến thành, tầm biến tinh ô mạng, tàn dư thay thế. Thành phần khoáng vật của
đá bao gồm: piroxen, canxit, clorit, thạch anh, amfibon: thứ yếu có biotit,
mutcovit, clorit, flogopit, fenpat, xecpentin, plagiocla, granat, epidot, vezuvian,
hocblen, manhetit, oxit sắt. Kết quả phân tích quang phổ cho thấy các nguyên tố
tham gia vào thành phần của đá gồm: Al, Si, Mg, Ca, Fe, Ti, Co, Ni, Cr, Sz, Cu,
Ga, Be, Sr, Ba, V, P, Ag, Pb, Zn, Na, Y, Yb, Na, Se, Zn.
Dựa vào thành phần khoáng vật phân đá metaxomatit thành:
+ đá skarn – piroxen.
+ đá skarn – amfibon – canxit.
+ đá tane – tremolit.
1.3.3 Đặc điểm chung của thân quặng.
Theo các nhà địa chất, mỏ sắt Thạch Khê có nguồn gốc Skarnơ, tham gia
Sinh viên: Trần Quốc Phú 11 Lớp Khai thác A.K53
nằm trong đới sụt lún của khu vực nên bị ôxy hoá mạnh, hình dáng thân quặng
có dạng “chân sứa” và phức tạp hơn ở phía Nam. Căn cứ theo hàm lượng sắt,
lưu huỳnh và mức độ ôxy hóa quặng của khu mỏ, những dạngquặng và chủng
loại quặng được phân ra như sau:
- Quặng gốc giàu dạng hạt nhỏ tạo nên những quần thể lớn, độ dày thân
quặng khá đồng đều. Quặng ôxy hóa giàu ở dạng dải gãy không bằng phẳng là
Fe
2
O
3
vụn góc cạnh lẫn trong đất sét. Quặng gốc nghèo dạng phân tán.
- Quặng nguyên khai chính là manhetit và có ít hematit. Trong quặng giàu
sunfua có pha lẫn pirit (FeS
2
). Trong quặng ôxy hóa những khoáng chất chính là
hematit, manhetit, đôi khi có limônít và ôxit sắt ngậm nước. Quặng deluvi về thành
phần, chất lượng và tính chất cơ lý tương tự như quặng ôxy hóa.
Những khoáng sản có lợi đồng hành trong mỏ là những đất đá lấy ra trong
quá trình khai thác quặng sắt như: cát, đất sét, hỗn hợp cát, sỏi, đá, cacbonat.
Trong số đó có trữ lượng đất sét để làm gạch nung là 80 triệu m
3
, trữ lượng sỏi
là 11.650 m
3
và đá cacbonat là 54 triệu tấn.
– Phần thân quặng phía Nam:
Phần thân quặng phía Nam chủ yếu là quặng manhetit ít bị ôxy hoá. Càng
về phía Nam, thân quặng càng chìm sâu, nơi sâu nhất đến –706,4 m, nơi nông
Zn 0,08 0,07
S 0,114 0,019
P 0,015 0,036
Thành phần hóa học đầy đủ
FeO 22,24 9,26
Fe
2
O
3
60,64 73,13
SiO
2
6,05 8,56
Al
2
O
3
1,15 3,451
CaO 1,93 0,175
MgO 3,951 0,953
MnO 0,31 0,3
K
2
O 0,018 0,044
Na, O 0,009 0,015
TiO
2
0,245 0,358
H
2
cuối của mỏ đến hướng Đông Bắc) đây là nguồn nước chảy vào các tầng chứa
nước.
- Sông Thạch Đồng chảy qua phía Tây của moong khai thác cách 2 ÷ 3 km.
- Điều kiện khí hậu phức tạp, mưa rào kéo dài trong thời kỳ có gió mùa.
Mức nước ngầm dao động phụ thuộc vào mức thủy triều lên xuống, vào mùa
mưa và lượng mưa trong năm. Lượng nước ngầm tăng mạnh vào mùa mưa (từ
tháng 9 đến tháng 11). Mức nước trung bình ở sông thay đổi lúc có thủy triều lên
là 1,36 m, còn mức nước ngầm thay đổi 0,28 m. Dao động của mức nước ngầm
liên quan với thủy triều lên thể hiện rõ nét nhất ở vùng ven bờ.
Những lớp đất đá cứng trong khu mỏ bị phá vỡ do kiến tạo thay đổi và phân
chia thành những vùng đá vụn rộng lớn. Những vùng này gắn liền với những
khuvực có độ thấm nước cao và có nhiều hang Các tơ.
1.4.2. Điều kiện địa chất công trình.
Theo đặc điểm địa chất công trình (ĐCCT), nham thạch trong khu mỏ có thể
chia làm 2 loại: đất đá tầng phủ; quặng và đá vây quanh.
1. Đặc điểm ĐCCT của đất đá tầng phủ.
Tầng đất phủ theo thứ tự từ trên xuống gồm các phụ tầng sau: phụ tầng cát,
cát pha sét, phụ tầng cát kết, cuội kết, phụ tầng sét, sét pha dăm vụn, phụ tầng
bột kết, sét kết. Tính chất cơ lý đất đá của tầng phủ xem bảng 1.8.
Bảng 1.8: Tính chất cơ lý đất đá của tầng phủ.
Đất đá
Dày,
m
Sâu,
m
W,
%
D,
t/m
3
riêng,
g/cm
3
Cường độ
kháng
nén
,
KG/cm
2
Cường độ
kháng
kéo,
KG/cm
2
Góc
nội ma
sát, độ
Lực
dính
kết,
KG/cm
2
Đá hoa 2,69 - 478,30 43,60 37
o
58
'
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 15 Lớp Khai thác A.K53
CHƯƠNG 2
NHỮNG SỐ LIỆU GỐC LÀM THIẾT KẾ
2.1. Các tài liệu địa chất.
+ Tình hình địa chất công trình, địa chất thủy văn mỏ sắt Thạch Khê.
+ Bản đồ địa chất tỷ lệ 1:10 000.
+ Các lát cắt địa chất: T 76, T 77, T 78, T 79, T 80, T 81, T 82, T 83, T 84,
T 85, T 86 có tỷ lệ 1:2000.
+ Bản đồ địa hình mỏ sắt Thạch Khê tỷ lệ 1:2000; 1:5000; 1:10000.
2.2. Tổ chức công tác trên mỏ.
2.2.1. Chế độ làm việc trên mỏ.
Mỏ áp dụng chế độ công tác liên tục quanh năm 3 ca/ngày, 8h/ca.
2.2.1.1. Với các loại thiết bị:
Số ngày làm việc trong năm của thiết bị được tính theo công thức sau:
N
t.bị
= 365 – (N
sc
+ L
: Số ngày tiểu tu thiết bị, 12 (ngày/năm)
N
4
: Số ngày nghỉ bảo dưỡng thiết bị, 25 (ngày/năm)
N
sc
= 18+ 20 + 12+ 25 = 76 (ngày/năm)
L
lt
: Số ngày nghỉ lễ, tết trong năm, 9 (ngày/năm)
N
t
: Số ngày nghỉ do thời tiết trong năm, 15 (ngày/năm)
N
dt
: Số ngày dự trữ trong năm, 15 (ngày/năm)
Như vậy số ngày làm việc trong năm của thiết bị:
N
t.bị
= 365 – (75 + 9 + 15 + 15) = 250, (ngày/năm)
2.2.1.2. Với cán bộ, công nhân:
Số ngày làm việc của công nhân viên chức được tính theo công thức:
N
c
= 365 – (N
cn
+ N
p
+ L
lt
Các thông số kỹ thuật các thiết bị xúc bốc, vận tải, thải đá xem Chương 5.
2.3.3. Cung cấp năng lượng, nước và các công trình phụ trợ:
Trạm biến áp 110/6 kV số 1 có 2 máy 25 MBA, Trạm biến áp 110/6 kV số 2
có 2 máy 16 MBA, bơm thoát nước: Loại 1D 1250-125, Loại CP 3312… Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
C
)1(
qtdc
gh
crZ
K
, (m
3
/t) (3.1)
Trong đó:
Z
0
= 1.230.500 đ - giá quặng sau chế biến được bán tại mỏ.
C
đ
= 225.019,2 đ/m
3
- giá thành bóc đất.
c
q
= 518.931,4 đ/tấn - tổng chi phí khai thác, tuyển thuần túy.
đc
= 60% - hàm lượng trung bình quặng địa chất.
+ Tổng chi phí khai thác khoáng sàng nhỏ nhất (lợi nhuận tối đa).
+ Trong gia đoạn sản xuất, giá thành khai thác phải nhỏ hơn hoặc tối đa
bằng giá thành cho phép (tận thu tối đa tài nguyên).
Biên giới mỏ được xác định trên cơ sở các nguyên tắc cơ bản là khai thác có
hiệu quả kinh tế và tận thu tối đa tài nguyên thông qua hệ số bóc biên giới và hệ
số bóc trung bình nhỏ hơn hoặc bằng hệ số bóc giới hạn:
K
bg
K
gh
và K
tb
K
gh
.
3.4. Xác định biên giới mỏ trên cơ sở nguyên tắc đã chọn.
Trên cơ sở tính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất và điều kiện địa chất
thủy văn khoáng sàng chọn góc nghiêng bờ dừng theo điều kiện ổn định β.
Việc xác định chiều sâu cuối cùng mỏ sắt Thạch Khê sử dụng bằng phương
pháp đồ thị: đo vẽ trực tiếp trên 5 lát cắt dọc đặc trưng tuyến tuyến T 90, tuyến
T 86, tuyến T 81, tuyến T 78, tuyến T 74. Trình tự xác định xác định:
+ Trên mỗi lát cắt đặc trưng: tuyến T 90, tuyến T 86, tuyến T 81, tuyến
T78, tuyến T 74, kẻ các đường nằm ngang với khoảng cách 24m (với tầng đất
cát, mỗi tầng h = 12m), 30 m (với tầng đá gốc, mỗi tầng h = 15m).
+ Từ giao điểm các đường nằm ngày với vách và trụ vỉa, lần lượt từ trên
xuống dưới kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng vách, trụ với góc ổn định đã
chọn.
+ Đo diện tích đất đá và quặng tương ứng cho các tầng và xác định hệ số
bóc biên giới: K
bg
Khối lượng
quặng, 10
3
m
3
Hệ số bóc
K
1 0 - 24 4 123,6 - -
2 - 48 6 256,2 - -
3 - 70 7 963,9 247,0 32,2
4 - 100 12 501,2 3 557,2 3,5
5 - 130 16 652,5 5602,2 3,0
6 - 160 20 803,8 3 675,1 5,7
7 - 190 23 760,4 4 061,3 5,8
8 - 220 27 204,7 4534,7 6
9 - 250 39 297,6 5 466,8 7
10 - 280 48 524,1 32 78,7 14,8
11 - 310 69751,1 820,9 85
Hình 3.1: Quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn chiều sâu lát cắt tuyến T 90.
-100
-160 -220
-310-250
-
24
-
48
Bảng 3.2: Kết quả tính toán khối lượng tuyến T 86.
TT Tầng
Khối lượng đất
đá, 10
3
m
3
Khối lượng
quặng, 10
3
m
3
Hệ số bóc
K
1 + 5 ÷ 0 229,5 - -
2 - 24 2 292,1 - -
3 - 48 4 285,5 - -
4 - 70 6 264,5 - -
5 - 100 11 652,5 - -
6 - 130 12 454,4 2 240,9 5,6
7 - 160 11 885,9 6 599,2 1,8
8 - 190 13 350,8 6 654,1 2
9 - 220 24 702,1 3 617,9 6,8
10 - 250 31 795,9 4 896,1 6,5
11 - 280 50 726,1 3 439,6 14,7
12 - 310 60 166,4 3 881,7 15,5
13 - 340 67 143,2 3 949,6 17 Hình 3.2: Quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn và chiều sâu lát cắt tuyến T 86.
Sinh viên: Trần Quốc Phú 21 Lớp Khai thác A.K53
* Lát cắt tuyến T 81.
Bảng 3.3: Kết quả tính toán tuyến T 81
TT Tầng
Khối lượng đất
đá, 10
3
m
3
Khối lượng
quặng, 10
3
m
3
Hệ số bóc
K
+ 7 ÷ 0 408,6 - -
1 - 24 2 609,4 - -
2 - 48 2 270,8 1 333,4 1,7
3 - 70 2 776,4 2 484 1,1
4 - 100 7 894,3 6 578,6 1,2
5 - 130 7 923,1 5 707 1,4
6 - 160 11 030 9 521,5 1,2
7 - 190 13 169,1 7980,6 1,7
8 - 220 13 583,8 6 777,9 2
9 - 250 16 018,8 10 135,2 1,6
10 - 280 17 349,7 16 636,4 1,1
H
c
= 372
-100
-160 -220 -340-280
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 22 Lớp Khai thác A.K53
* Lát cắt tuyến T 78.
Bảng 3.4: Kết quả tính toán tuyến T 78.
TT Tầng
Khối lượng đất
đá, 10
3
m
3
Khối lượng
quặng, 10
3
m
3
Hệ số bóc
K
1 +8 ÷ 0 1 962,2 - -
2 - 24 7 300,1 - -
3 - 48 7 280,6 1 301,7 5,6
4 - 70 5 123,3 5 083,7 1,1
8
10
12
14
16
18
20
K
H, m
K
gh
=14,8
H
c
= 338
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 23 Lớp Khai thác A.K53
* Lát cắt tuyến T 74.
Bảng 3.5: Kết quả tính toán tuyến T 74
TT Tầng
Khối lượng đất
đá, 10
3
21 - 580 63 368,8 5 9042,7 15,2
22 - 610 61 755,2 3 742,7 16,5
23 - 640 59 042,7 2 562,5 23
Hình 3.5: Quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn và chiều sâu lát cắt tuyến T 74.
-100
-160 -220 -340-280 -400 -460 -520 -580 -640
-24
-48
-70
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
K
H, m
Kgh =14,8
- Nửa phía bắc
m
m
557
386
5
Góc dốc trung bình bờ: - Bờ phía bắc
- Bờ phía nam
- Bờ phía đông
- Bờ phía tây
độ
22
0
23
0
25
0
- 37
0
33
0
- 38
0
3
/ m
3
5,5
Mặt cắt tính toán các tuyến : T 90, T 86, T 81, T 78, T 74; biên giới khai trường
kết thúc khai thác xem bản vẽ TK – C3 – 01.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Sinh viên: Trần Quốc Phú 25 Lớp Khai thác A.K53
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ MỞ VỈA
4.1. Đặt vấn đề.
Công tác mở vỉa nhằm mục đích tạo nên tuyến đường vận tải nối liền từ mặt
bằng công nghiệp đến các tầng công tác, tạo nên mặt bằng công tác đầu tiên
đảm bảo cho thiết bị xúc bốc, vận tải làm việc. Việc mở vỉa khoáng sàng có
quan hệ chặt chẽ với việc bố trí tổng mặt bằng khu mỏ và hệ thống khai thác sử
dụng sau này. Vị trí mở vỉa được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau:
- Có trữ lượng quặng chắc chắn; chất lượng tốt; điều kiện khai thác thuận
lợi; hệ số bóc thời gian ban đầu thấp; cung độ vận tải ngắn; khối lượng bóc đất
XDCB và chi phí đầu tư ban đầu nhỏ.
- Đảm bảo thu hồi quặng nhanh, sớm đạt được, duy trì và nâng cao sản
lượng theo yêu cầu.
- Thuận lợi cho công tác khai thác, vận tải, đổ thải và thoát nước mỏ.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho công tác bố trí thiết bị, đặc biệt là thiết bị vận
tải…
4.2. Phương pháp mở vỉa.
Với các nguyên tắc cơ bản nêu trên và như các điều kiện địa chất đã được
Copyright: Tài liệu đại học ©