Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên
MỤC LỤC

1
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

2
SV: Trần Ngọc Hà

Ngành Khai thác lộ thiên

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên
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. Với sự phát triển không ngừng của nền khoa học - kỹ thuật, ngành khai thác
mỏ đã đạt nhiều thành tựu to lớn. Đã cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp luyện
kim phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Vì vậy chú trọng phát triển ngành

giáo Phạm Văn Hòa, các thầy cô giáo trong bộ môn khai thác lộ thiên và các bạn
đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành bản đồ án này.
Hà nội, ngày 10 tháng 06 năm 2016
Sinh viên:
Trần Ngọc Hà

4
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

PHẦN CHUNG
THIẾT KẾ SƠ BỘ KHU ĐÔNG MỎ ĐỒNG SIN QUYỀN LÀO CAI

5
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên
CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA VÙNG MỎ

Y
8.428

1

A

X
3.546

2

B

2.812

7.774

7

G

2.088

8.108

3

C


E

2.246

8.582

10

K

3.230

6.366

góc

Y
6.548

6

góc
F

1.1.3. Đặc điểm địa hình, mạng sông suối, hệ thống giao thông, cơ sở hạ tầng
khu mỏ:

6
SV: Trần Ngọc Hà


Dải quặng Sin Quyền là một khu vực dài, hẹp tạo thành đới quặng, chiều
rộng khoảng 5 km từ bờ sông Hồng hướng về phía Nam, chiều dài từ suối Lũng Pô
đến thị xã Lào Cai là 60 km. Địa tầng lộ ra trong đới chủ yếu là đá trầm tích đại
Proterozoi, Palaeozoi và hệ đá biến chất, phân bố cục bộ có hệ đá đại tân sinh.
7
SV: Trần Ngọc Hà
Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

Đá macma trong vùng phát triển, nguyên nhân thành tạo phức tạp, từ mafic
đến axit. Căn cứ theo quan hệ giữa thành phần và mối tương quan từ cổ đến trẻ
phân ra: thể xâm nhập Proterozoi muộn gồm thể đá tạp Pt3, PZ; thể xâm nhập kỷ
Triat bao gồm siêu Mafic - mafic và thể xâm nhập á phun trào, thể đá siêu Mafic mafic, mạch đá Điorit Lũng Thang; thể xâm nhập Granitbiotit - plagiogranit, đá
Granitsianit Nậm Chạc.
Các điểm khoáng hoá phổ biến của đới khoáng hoá này gồm có: Quặng sắt
Sơn Bang, quặng đồng Thùng Sáng, quặng đồng Sin Quyền, quặng đồng Pin Ngan
Chải và sa khoáng vàng Quang Kim, quặng Molip đen Vi Kẽm, Pyrit Bản Vai và
các điểm khoáng hoá khác.
1.2.2. Địa chất mỏ:
1.2.2.1. Địa tầng:
Địa tầng có liên quan chặt chẽ với mỏ có đá trầm tích giới Proterozoi và các
đá biến chất, giới Palaeozoic và một ít đá thuộc giới Kainozoi.
1.2.2.1.1 Hệ tầng Sin Quyền giới Proterozoi (PRsq):
Đặc điểm trầm tích gồm các đá trầm tích biến chất phân ra làm hai hệ tầng
PR1-sq và PR2-sq. Hệ tầng PR1-sq gồm có đá phiến thạch anh hai mica bị migmatit hoá
kẹp Graphit và Gnei bi migmatit hoá kẹp Graphit. Đây là phụ hệ tầng chứa quặng

Quyền, không lộ ra trên bề mặt.
c, Thể xâm nhập Granit- biotit- plagioclase granit phân bố trong đới cà nát
của hệ tầng Sin Quyền, độ lớn của quy mô không giống nhau, dày 0,5-20m, dài 10300m, có dạng mạch, dạng thấu kính, dạng chuỗi. Đây là thể xâm nhập trước tạo
quặng. Thành phần khoáng vật là: Plagioclaz, Thạch anh, Biotit, Microclin,
Muscovit, Apatit, Clorit, thấy có một ít Zircon albit.
d, Thể xâm nhập Plagiopecmatit phân bố rải rác gần đá xâm nhập Granitbiotit- plagioclaz granit, có độ hạt từ trung bình đến thô, cấu tạo dạng cục, cấu trúc
Pecmatit điển hình. Thành phần khoáng vật cơ bản là : Thạch anh, Plagioclaz có
khi chứa các khoáng vật khác như Biotit, Orthit, Epiđot.
e, Mạch Thạch anh nhiệt dịch phát triển theo rìa đới cà nát vùng mỏ Sin
Quyền, thường phát triển trong thân quặng đồng và đá vây quanh đá xâm nhập
Granit- biotit- plagioclaz - granit có thành phân khoáng vật Thạch anh, Pyrit,
Pyrotin.
1.2.2.2.3. Đá biến chất trao đổi:
9
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

Đá biến chất trao đổi là tầng chứa quặng chủ yếu, hai phần ba đá gốc của
thân quặng đồng là đá biến chất trao đổi. Đá biến chất trao đổi có hình thái phức
tạp, không gian biến đổi lớn. Hình thái cơ bản có dạng chuỗi mạch, dạng mạch thấu
kính, dạng túi và dạng mạch nhánh. Kích thước của mạch không giống nhau, chiều
dày từ 0,5-100m, chiều dài từ 1-100m. Đường phương là 280-320 0, hướng cắm
Đông Bắc, góc dốc 65-900. Phân bố tập trung ở trung tâm mỏ Sin Quyền, đá biến
chất trao đổi hướng Tây Nam có quy mô biến đổi lớn, phát triển theo chiều sâu.

chia ra làm ba nhóm: Hướng Tây Bắc-Đông Nam; Tây Nam-Đông Bắc và nhóm
Nam Bắc. Khe nứt hướng Tây Bắc-Đông Nam: phát triển nhất, đường phương 2803200, hướng cắm Đông Bắc (là chủ yếu) hoặc Tây Nam, góc dốc của hướng cắm
Đông Bắc thường là 65-850, góc dốc của hướng cắm Tây Nam là 20-650. Khe nứt
hướng Tây Nam-Đông Bắc ít phát triển, hướng dốc Tây Bắc hoặc Đông Nam, góc
dốc 50-800. Khe nứt hướng Nam Bắc rất ít, hướng cắm 260-2800, góc dốc 65-850.
1.2.2.3.3. Đới nén ép:
Đá trong mỏ bị nén ép mạnh chủ yếu do tác động phá huỷ của hệ thống khe
nứt hướng Tây Bắc- Đông Nam. Chủ yếu có 4 đới nén ép: đới số 1 nằm ở Đông
Bắc mỏ đồng Sin Quyền; về cơ bản thống nhất với đứt gãy đảo Sin Quyền. Đá gốc
là Marble và đá Biotitgnai bị migmatit hoá, vách dưới là đá phiến thạch anh Xerixit
tạo thành, không xác định đá vách trên, chiều rộng đới khoảng 100m bị nén ép
mạch ở phần sâu. Đới số 2 nằm ở giữa đới quặng đồng, vách trên là đá phiến thạch
anh Xerixit, vách dưới là đá Granitognai, chiều rộng và thế nằm của đới nén ép nêu
trong bảng 4-1. Đới số 3 nằm ở Tây Nam tuyến trục, đới nén ép kéo dài dọc theo
thân quặng, đá nén ép hai vách là đá Granitognei kéo dài, cường độ nén ép của đới
nén ép tăng dần từ trên xuống dưới, từ tuyến 13 đến tuyến 21 cường độ nén ép tăng
theo độ sâu, độ rộng càng lớn ứng lực nén ép càng mạnh, chiều rộng và thế nằm
của đới nén ép 3 xem bảng 1.2:
Bảng 1.2. Bảng biến đổi sản trạng và chiều rộng đới nén ép NO2, NO3
Đới

Vị trí

T17

T13

T5

T7

Đồ án tốt nghiệp

NO3

Ngành Khai thác lộ thiên

Độ rộng

262m

258m

204m

227m

250m

+100
Phương vị
Góc dốc

310
82

310
82

295
74

thác ở khai trường khai thác lộ thiên, đó là hệ thồng số 2 bao gồm các thân quặng:
1, 1a, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và hệ thống số 3 bao gồm các thân quặng: 9, 10, 11, 12, 13.
Sản trạng của các thân quặng về cơ bản là giống nhau, đường phương chạy theo
phương 305-3200, hướng nghiêng Đông Bắc, góc nghiêng 82o, gần như thẳng
đứng.
Các thân quặng của mỏ đồng Sin Quyền chủ yếu phân bố trong đá biến chất
trao đổi, đá Gneissbiotit migmatit hoá, ngoài ra có một phần nhỏ thân quặng phân
bố trong đá Granit, Pecmatit, một bộ phận rất ít phân bố trong đá Horblendit. Vị trí
phân bố và đặc điểm của các thân quặng khác nhau, về tổng thể chúng được chia
làm hai loại đặc trưng như sau:
12
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

+ Thân quặng tồn tại trong đá biến chất trao đổi: Quy mô lớn, chiều dày lớn
và ổn định, hàm lượng đồng cao, quặng thường là xâm nhiễm, kiến trúc dạng đới
loại hình quặng là loại hình Cu-Fe-TR như các thân quặng chủ yếu : 1, 1a, 2, 3,4,7
(phần cot 0m trở xuống).
+ Thân quặng tồn tại trong đá Gneissbiotit migmatit hoá: Nói chung nằm ở
rìa các thân đá, quy mô nhỏ, hàm lượng thấp, kích thước thân quặng biến đổi lớn.
Thân quặng mỏng, hình thái phức tạp. Quặng kiến trúc xâm nhiễm mạch bé, loại
hình quặng thường là loại hình Cu-TR như thân quặng 6, 7 (phần cột 0m trở lên).
Quy mô của các thân quặng, đặc trưng độ cao tồn tại như bảng sau:
Bảng 1.3. Bảng đặc điểm về quy mô tồn tại của thân quặng

508
231
7
1005
180
8
1580
160
9
1070
225
10
445
200
11
820
212
12
330
188
13
242
63
1.2.2.4.2. Đặc điểm của quặng mỏ đồng Sin Quyền:

(m)
-122
-123
-33
-350


Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

b. Kiến trúc quặng:
+ Kiến trúc quặng nguyên sinh (quặng Sulfua): có tinh thể tự hình, kiến trúc
dạng hạt tinh thể bán hình, dị tinh thể đồng chất, gắn kết, lấp đầy, phân ly thể rắn
lỏng.
+ Kiến trúc quặng ôxit: kiến trúc dạng ổ, dạng bức xạ.
c. Loại hình công nghiệp của quặng:
+ Quặng nguyên sinh chia ra làm hai loại hình công nghiệp là Cu-Fe-TR,
Cu-TR.
+ Quặng ôxit không phân loại.
d. Quặng đồng Sin Quyền được chia ra gồm các loại hình:
+ Quặng đồng nguyên sinh: CuO: 0%-10%, CuS: 90-100%.
+ Quặng đồng hỗn hợp : CuO: 10-30%, CuS: 70-90%.
+ Quặng ôxit : CuO 30%, CuS 70%.
e. Các thành phần có ích của quặng có Cu:
Gồm Fe, TR2O3, Au, Co, S, U, ThO2, Nb2O3, Ta2O3, ngoài ra còn có một ít
Ca, Se, Ge, Be, Mo, Te.
1.3. Điều kiện Địa chất thuỷ văn
1.3.1. Khái quát về nước mặt vùng mỏ, nước mưa và địa hình:
Vùng mỏ nằm trên bờ Tây nam Sông Hồng, đầu bắc dãy Hoàng Liên Sơn,
cách Sông Hồng 500 - 1000m. Địa hình Tây nam cao, Đông bắc thấp, phạm vi
vùng mỏ nằm ở vùng đồi núi thấp ven bờ Sông Hồng, rộng 1 - 3km, cao hơn mặt
nước biển 100 - 300m, sườn núi có phân bố các tán tích, proluvi, bờ Sông Hồng có

Vùng lân cận thân quăng hình thành đới chứa nước, có thể nằm gần như
trùng hợp với vỉa quặng thành phần là đá Granitơnai và Granitbiôtit bị Migmatit
hoá, chiều sâu phong hoá 20 - 40m sâu nhất là 66m. Thông thường đá Granitbiôtit
bị Migmatit hoá bị phá huỷ nhiều hơn so với đá Granitôgơnai và càng giàu nươc
hơn đới cấu tạo của đá có dạng dải, nhiều thân quặng kẹp lẫn trong đá, rìa thân
quặng luôn luôn bị phá vỡ, theo đường phương thân quặng tầng chứa nước giảm từ
Bắc xuống Nam. Sâu nhất có thể đạt tới –200m và sâu nhơn. Theo tài liệu thí
nghiệm hút nước, hệ số thẩm thấu của vùng mỏ nói chung là 0.01 - 0.904 m/ngđ.
Lớn nhất là 2.806 m/ngđ.
Nước ngầm của khu mỏ chịu sự chi phối của địa hình, mực nước trong lỗ
khoan hai bờ suối Ngòi Phát từ 99 - 106m, đỉnh nước cao hơn mặt đất là 2.60 5.71m. Lỗ khoan hút nước 45E ở một bên suối Ngòi Phát xuống sâu 56.49m, mức
15
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

nước của lỗ khoan 127 của bờ kia giảm xuống 20m. Báo cáo của địa chất cho rằng
trạng thái tự nhiên của nước dưới suối Ngòi Phát không có mối liên hệ thuỷ lực với
nước dưới đất. Kết luật này còn chờ kiểm chứng trong quá trình khai thác mỏ.
1.3.3 .Dự đoán lượng nước chảy vào mỏ:
Trong quá trình khai thác áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên, lấy suối
Ngòi Phát làm danh giới phân chia khai trường khu Tây và khai trường khu Đông.
Để giảm bớt lượng nước phải thoát bằng bơm đã bố trí kênh ngăn nước trong khai
trường lộ thiên ngăn ở mức độ lớn nhất lưu lượng mưa trược tiếp.
Độ cao khai thác thấp nhất của khai trường khu Đông là - 80m, bố trí kênh

Tần suất

Thời gian
1
2
3
4
5
6
(%)
5 277,9
421,2
537,2
638,4
729,9 814,3
10 206,1
312,4
389,5
437,6
541,4 604,0
20 156,6
237,4
302,8
359,8
411,3 458,9
Bảng 1.5. Kết quả đo lượng nước chảy vào khai trường

7
893,2
662,5

3200
5339
5339

m3/ngđ

35039

8539

Moong Diện tích mặt nước
Lưu lượng nước
kín
Nước ngầm
phía
Nước mưa + Nước

m2
m3/ngđ
m3/ngđ

Đông

Khai
Trường
Khu
Tây

mùa khô



Ngành Khai thác lộ thiên

Dự đoán lượng nước chảy vào mỏ: Căn cứ vào lưu lượng mưa to và tính độ
cao ngập cho phép xác định tần số lượng mưa to lớn nhất được áp dụng là 5%,
lượng nước chảy vào khai trường lộ thiên tính toán nêu trong bảng 1.5.
1.4.Điều kiện địa chất công trình
Đá chủ yếu lộ ra trong phạm vi mỏ đồng Sin Quyền là tầng phủ hệ Đệ tứ, đá
gnaibiotit bi migmatit hoá, đá phiến thạch anh xerixit, đá granitognai, đá biến chất
trao đổi, horblendit và đá pecmatit granit. Chiều dày lớp phủ là 3-5m, đá gnaibiotit
bị migmatit hoá là đá vây quanh chủ yếu của thân quặng. Đá gnaibiotit bị migmatit
hoá nằm ở phần rìa thân quặng và trong thân quặng, đá vỡ vụn, không ổn định. Đá
đặc xít cách xa đá gnaibitotit bị migmatit hoá của thân quặng khá ổn định.
Đá granitognai phân bố phần rìa thân quặng hoặc giữa thân quặng, ở phần
Đông Nam đá vỡ vụn, phần Tây Bắc đá đặc xít, rắn chắc, chiều dày đới đá biến chất
trao đổi chứa quặng khá lớn, nói chung là từ 0,5-100m, đá gốc ổn định, đá horblendit
chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ, đá đặc xít, khá rắn chắc. Đá phiến thạch anh xerixit cách
thân quặng tương đối xa,nhưng là đá chủ yếu hình thành bờ dốc cuối cùng. Báo cáo
địa chất không nghiên cứu đá này, hiện nay thiếu tài liệu chi tiết. Thông số cường độ
kháng nén của vùng mỏ xem bảng 1.6, dung trọng đất đá xem bảng 1.7.
Bảng1.6. thông số cường độ quặng đá
Thông
Số
Cường
độ
Kháng
nén
(MPA)

Vị trí

20,4

230,6

121,1

19,9
28,4
103,8
61,8
100,2
7,5

240,8
290,0
291,3
179,2
285,4
233,2

151,2
135,4
118,1
118,6
184,3
107,0

13,5

262,9

Khu
đông
Ngòi
Phát

Loại đá

Nhỏ nhất

Gnaibitotit bị
Migmatit hóa
Granitognai
Horblendit
Thân quặng
Pecmatit
Granit
Gnaibiotit bị
Migmatit hóa
Granitognai
Horblendit
Thân quặng
Pecmat
Granit
Gnaibiotit
Đá phiến biotit

Lớn nhất

Đại diện


2,48
2,48
2,61
2,60

2,7
3,03
3,6
3,02
2,93
3,0
2,94

2,61
2,78
2,74
2,67
2,64
2,72
2,75

Bảng 1.8.Kết quả tính toán các giá trị chỉ tiêu vật lý đặc trưng của đất phủ
Loại chỉ tiêu
Độ ẩm tự nhiên
Dung lượng ướt
Dung lượng khô
Độ rỗng

Phạm vi biến đổi
Min

33,1 1,3

1,71 g/cm3

51,2%

Độ bão hòa

Giá trị đại diện

73,2%

3

1,6
1,2

±

±

55,5
1,25
2,73
63,6

0,2
0,02

±

15

26

Chỉ số dẻo

20
SV: Trần Ngọc Hà

51,8
31,5
20

±
±

±

2,2
1,6
1

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên
CHƯƠNG 2


SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

Ntb = 365 - ( 85 + 10 + 10 + 20 ) = 240 ngày/ năm.
2.2.2. Với cán bộ công nhân :
Số ngày công chế độ trong năm được tính theo công thức sau :
Nc =365 - ( Ncn + Nlt ) ngày/ năm.
Trong đó:
Ncn: Số ngày nghỉ chủ nhật trong năm là 25 ngày
Nlt: Số ngày nghỉ lễ, tết trong năm là 10 ngày.
Như vậy số ngày công chế độ 1 năm là:
Nc = 365 - (25 + 10 ) = 330( ngày/năm).
2.3.Loại thiết bị sử dụng trên mỏ
2.3.1. Thiết bị khoan và vật liệu nổ:
2.3.1.1. Thiết bị khoan:
Máy khoan xoay đập KQZ-150Y để khoan các lỗ mìn trong quặng và khoan
đất đá thải.
Máy khoan ép khí cầm tay TY-28 để phá đá, quặng quá cỡ và phá mô chân
tầng.
2.3.1.2. Vật liệu nổ:
Mỏ sử dụng thuốc nổ ANFO, nhũ tương và amonit phá đá số 1( AĐ1).
2.3.2. Thiết bị xúc bốc:
Mỏ sử dụng máy xúc BONNY và KOMATSU PC600-7 để xúc đất đá thải
và quặng lên ôtô.

+ Điều kiện kinh tế: Giá thành khâu khai thác và chế biến, vốn đầu tư, giá trị
quặng...
Việc áp dụng hợp lý biên giới mỏ lộ thiên sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cho
công tác khai thác mỏ. Ngược lại nếu việc xác định biên giới mỏ không hợp lý sẽ
mang lại hiệu quả xấu cho quá trình hoạt động kinh tế của xí nghiệp mỏ.
Vì vậy việc xác định biên giới có ý nghĩa vô cùng quan trọng nó phải đảm
bảo hai yêu cầu sau:
+ Tổng chi phí khai thác toàn bộ khoáng sàng là nhỏ nhất.
+ Giá thành sản phẩm trong sản xuất bao giờ cũng nhỏ hơn hoặc tối đa bằng
giá thành cho phép.
Tuy nhiên không phải bao giờ cũng thực hiện được hai yêu cầu trên. Cơ sở
để xác định biên giới là căn cứ vào hệ số bóc đất đá và hệ số bóc sản xuất, hệ số
bóc giới hạn. Trong thực tế thường gặp các khoáng sàng có điều kiện tự nhiên khác
nhau. Do vậy việc xác định biên giới trong mỗi trường hợp lại khác nhau, nên ta
23
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên

phải lựa chọn phương pháp xác định biên giới cho thích hợp với từng điều kiện cụ
thể.
3.1. Xác định hệ số bóc giới hạn Kgh
Hệ số bóc giới hạn là chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật quan trọng, phụ thuộc vào
điều kiện kinh tế kĩ thuật của từng khoáng sàng. Hệ số bóc giới hạn là tiêu chuẩn để
xác định biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên và nó được xác định gián tiếp qua các


=

55000
1000000

= 0,055.

γq-Dung trọng của quặng, γq= 3,2 t/m3
Thay số:
K gh

=

(12675000 − 1134000)0,055 − (438000 + 9000)
.3,2
32000

24
SV: Trần Ngọc Hà

= 18,7m3/ m3

Lớp: Khai thác B - K56


Đồ án tốt nghiệp

Ngành Khai thác lộ thiên


Căn cứ vào điều kiện tự nhiên của khoáng sàng nên ta chọn phương pháp xác
định biên giới mỏ theo nguyên tắc: Kgh ≥ Kbg.
3.2.3.Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc Kgh ≥ Kbg:
25
SV: Trần Ngọc Hà

Lớp: Khai thác B - K56