TRNG I HC M - A CHT
B MễN KHAI THC L THIấN
--------------******---------------

N TT NGHIP
NGNH KHAI THC L THIấN

Phần chung:Thiết kế cơ sở cho mỏ đá Trng
Phần chuyên đề:Nghiên cứu lựa chọn ng b thit b trong khai
thỏc ỏ vụi ti m ỏ vụi Trng

Giỏo viờn hng dn :

Sinh viờn thit k:

Th.SLờ Th Minh HnhNguyn Thanh Tựng

H NI, 2016

1


2

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA


Lớp: Khai thác G – K56


c.Khí hậu
Khu mỏ có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung hàng năm
220C. Lạnh nhất vào các tháng 12; 1; 2 với nhiệt độ từ 10÷150C. Nóng nhất vào
các tháng 6; 7; 8 với nhiệt độ 25÷300C. Mưa nhiều nhất vào các tháng 7; 8; 9, mưa
ít nhất vào các tháng 12; 1; 2. Độ ẩm trung bình 80÷85%. Khí hậu khu mỏ rất
thuận lợi cho công tác khai thác.
d.Điều kiện giao thông, thông tin liên lạc
Khu vực mỏ đá vôi Tràng Đà có vị trí giao thông khá thuận lợi, mỏ cách thị
xã 5km. Từ Quốc lộ số 2 Hà Nội – Tuyên Quang có đường cấp phối vào đến khu
mỏ. Ngoài ra hệ thống đường liên xã, đường lâm nghiệp khá phát triển, ô tô vận tải
có thể đi lại được.
Từ mỏ đá vôi đến Nhà máy xi măng Tân Quang khoảng 1km, hiện nay đã
có tuyến đường liên lạc từ đường liên huyện vào đến mỏ. Khi mỏ đi vào hoạt động
cần cải tạo nâng cấp đoạn đường cấp phối đến trạm đập.
Sông Lô là hệ thống đường quan trọng của cả khu vực, tàu thuyền, canô vận
chuyển hành khách, hàng hoá đi lại thuận lợi.
Tại khu mỏ đã có hệ thống thông tin: Điện thoại cố định, mạng thông tin di
động, Fax. Hiện nay, hệ thống thông tin liên lạc ở khu mỏ hoạt động khá tốt, đáp
ứng mọi yêu cầu của sản xuất.
Khi khu mỏ đi vào hoạt động sẽ đầu tư các hệ thống thuê bao điện thoại cố
định tại Văn phòng xí nghiệp và các khu vực xưởng bảo dưỡng thiết bị.
1.1.2.Điều kiện kinh tế xã hội
Dân cư trong vùng chủ yếu là người kinh sống tập trung thành các làng xóm
ven sông Lô và ven các đường chính. Các dân tộc thiểu số như Thanh Y, Tày,
Nùng v.v... sống rải rác ở các bản ven chân núi.
Dân trong vùng sống chủ yếu bằng nghề làm ruộng, trồng chè. Một số ít làm

sét, đá vôi đã được xí nghiệp xi măng Tuyên Quang khai thác từ 1979 đến nay cho
sản xuất xi măng lò đứng công suất 6 vạn tấn/năm.
- Năm 1996 Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm khai thác mỏ Trường đại học
Mỏ - Địa chất đã tiến hành khảo sát thăm dò địa chất mỏ đá vôi và sét Tràng Đà Tuyên Quang. Kết quả thăm dò đã xác định được tổng trữ lượng đá vôi cấp C 1 +
C2 là 559.025 ngàn tấn. Trong đó cấp C1 là 152.847 tấn. cấp C2 là 406.178 ngàn
tấn. Trữ lượng đá sét cấp C1 + C2 là 102.000 tấn. Trong đó cấp C1 – 26.536 ngàn
tấn, cấp C2 là 75.471 ngàn tấn. Với chất lượng đá vôi và sét đủ đảm bảo các tiêu
chuẩn làm vật liệu sản xuất xi măng Pooclăng tổng hợp.
5

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


- Năm 2001 Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm khai thác mỏ tiếp tục thăm
dò nâng cấp trữ lượng đá vôi và đá sét mỏ Tràng Đà - Tuyên Quang. Trữ lượng
tính đến 30 tháng 11 năm 2001.
- Năm 2007 Công ty Cổ phần địa chất và khoáng sản Hà Nội đã lập báo cáo
kết quả chuyển đổi cấp trữ lượng và cấp tài nguyên đá vôi khối I-C1 và đá sét khối
II-C1 mỏ Tràng Đà Tuyên Quang.
Các kết quả thăm dò qua các giai đoạn cho thấy trữ lượng và chất lượng đá
vôi mỏ Tràng Đà đủ điều kiện để làm nguyên liệu cung cấp cho sản xuất xi măng
pooclăng.
1.2.1.2 Lịch sử thiết kế mỏ
Năm 2001 Viện khoa học vật liệu Xây dựng đã lập Báo cáo nghiên cứu khả
thi mỏ đá vôi Tràng Đà- Tuyên Quang cung cấp nguyên liệu cho cho Nhà máy xi
măng Tuyên Quang. Trữ lượng khai thác cấp B + C1 là 39,56 triệu tấn, công suất
khai thác mỏ là 406.075 tấn/năm.
Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khách quan Nhà máy xi măng Tuyên

vôi bị đôlômít hoá yếu thường có dạng ổ, dạng đốm. Đá có màu hồng nhạt, độ sủi
bọt rất kém khi tác dụng với axit. Ở phần thấp của tập gặp lớp mỏng cát kết vôi bị
quăczit hoá. Tập đá vôi này chính là tầng sản phẩm của đối tượng khảo sát thăm
dò nguyên liệu sản xuất xi măng (sẽ được mô tả tỷ mỷ ở phần sau).
1.2.2.2. Hệ Devon, thống dưới-Điệp Đại Thị (D1dt):
Các đá của điệp Đại Thị ở vùng này thành 2 tập.
- Tập 1 (D1dt1): Chuyển tiếp từ các đá lục nguyên – cácbonat của phụ hệ tầng
trên – Hệ tầng Phía Phương là các thành tạo trầm tích lục nguyên thuộc tập 1, Điệp
Đại Thị.
Thành phần thạch học của tập 1 gồm các đá phiến sét (chiếm chủ yếu), đá
phiến thạch anh –xerixit, đá phiến –xerixit, xen kẹp trong đá phiến gặp một vài lớp
mỏng cát kết hạt nhỏ, cát bột kết. đá có màu xám, khi bị phong hoá chuyển sang
màu vàng và màu nâu.
- Tập 2 (D1dt2): Các đá này phân bố trên một diện hẹp ở phía Bắc. Thành
phần thạch học của tập này gồm chủ yếu là các trầm tích cacbonat. Chuyển tiếp từ
tập 1 lên tập 2 gặp lớp cát kết hạt nhỏ bị quăczit hoá, màu xám, dày khoảng 7 cm.
Xen kẹp trong quăczit có lớp đá hoa màu xám trắng hạt rất nhỏ, dày 50÷60cm. Ở
phần thấp của tập đá vôi gặp lớp sét vôi phân lớp mỏng, màu xám sẫm. Đá cắm
Tây Bắc với góc dốc từ 35÷400. Tiếp tục lên phần trên của tập chủ yếu gặp đá vôi
màu xám đen, xám nhạt, đôi chỗ có mùi bitum. Tập đá vôi này nhiều chỗ bị hoa
hoá yếu, hạt rất nhỏ, màu xám sáng.
7

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


Đá vôi có hạt mịn màu xám, xám sẫm, xám sáng đến xám trắng, kich
thước các hạt canxit rất nhỏ và có độ hạt không đều, đá vôi khá tinh khiết,


Lớp: Khai thác G – K56


Kết quả phân tích mẫu cơ lý đá cho thấy đá vôi Tràng Đà có độ ẩm tự nhiên
nhỏ, độ vững bền thấp, dễ đập vỡ và nghiền nhỏ.
1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN – ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1.3.1. Đặc điểm địa chất công trình
Đặc điểm điều kiện địa chất công trình mỏ đá vôi như sau:
Các thành tạo đá cacbonat của hệ tầng Phia Phương trong khu mỏ có thành
phần thạch học chủ yếu là đá vôi mầu xám xanh, xám sáng, đá vôi bị đôlomít hoá
yếu. Đá rắn chắc, cấu tạo phân lớp dày đến dạng khối và có sức bền cơ học cao.
Chỉ tiêu cơ lý đá của đá vôi xem bảng 1.1.
TT

Bảng 1.1: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá vôi
Các chỉ tiêu
Ký hiệu
Đơn vị

Giá trị

1

Độ ẩm tự nhiên

W

%


854,4

5

Độ bền bão hoà

σNbb

Kg/cm2

77,4

6

Lực dính kết

C

Kg/cm2

297,6

7

Góc nội ma sát

ϕ

Độ


hổng. Mực nước trong các giếng dân đào thường nằm rất sâu cách mặt đất khoảng
13÷15m, phần lớn các giếng thường cạn kiệt vào mùa khô. Nước trong bồi tích
không ảnh hưởng tới quá trình khai thác mỏ.
- Tàn tích - sườn tích của phiến đá thạch anh sericit hệ tầng Đại Thị (D1dt).
Theo kết quả khoan và khai đào thăm dò thì chiều dày của lớp đạt tới 20÷30m, nếu
tính cả phần bán phong hoá thì có thể lên tới 50m. Đây là đối tượng sét được khai
thác làm nguyên liệu xi măng.
b. Nước dưới đất trong các thành tạo hệ tầng Phia Phương (S2-D1pp)
Thành tạo cácbonat hệ tầng Phia Phương phân bố rộng khắp trong khu mỏ.
Phần phía Tây, Tây Bắc bị phủ bởi các trầm tích hệ Đệ Tứ không phân chia và bồi
tích hiện đại. Thành phần thạch học chủ yếu là đá vôi, đá vôi bị đôlomít hoá yếu…
Lưu lượng nước thay đổi từ 0,02÷15,0 l/s, tỷ lưu lượng q = 0,001÷1,09 l/sm.
Hệ số dẫn nước biến thiên từ 112 m3/ngày đến 508 m3/ngày.
Kết quả phân tích hoá học của nước cho thấy: Nước dưới đất không mùi, vị
nhạt và có các thông số sau:
- PH = 5,6÷8,5
- Độ cứng tổng quát: 0,076÷7,1 mge/l
10

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


- Độ cứng tạm thời: 0,0÷5,1 mge/l
- Độ tổng khoáng hoá: 0,033÷0,362 g/l
Tên nước: Bicacbonat canxi – magie, Bicacbonat clorua – canxi – natri
Kết quả phân tích mẫu vi trùng cho thấy:
- Vi khuẩn của khí: 28÷4000 C/ml
- Ecoli:


Lớp: Khai thác G – K56


đolomit (4÷12%), thạch anh từ ít đến 1÷2%. Đá thường có độ cứng lớn hơn đá vôi
và có các khoáng vật canxit thường có kích thước lớn.
Ngoài ra, có thể gặp travectin vôi trong hang Castơ kích thước nhỏ ở độ cao
+30m và dăm kết vôi trong đới phá huỷ của đứt gãy.
1.4.1.2 Thành phần hoá học
Hàm lượng CaO, MgO, MKN, HO của mỏ Tràng Đà theo các khối trữ
lượng xem bảng 1.2.
Bảng 1.2: Thành phần hoá học của đá vôi
STT
1
2
3
4
5

Tên khối và cấp trữ
lượng
121
121
122
2-C1
Trung bình

CaO
53.16
53.29

1.4.1.4 Đặc tính công nghệ của đá vôi
a) Đánh giá chất lượng đá vôi Tràng Đà
Đá vôi Tràng Đà đã được Công ty Cổ phần xi măng Tuyên Quang khai thác
làm nguyên liệu chính để sản xuất xi măng theo công nghệ lò đứng với công suất 6
vạn tấn/năm. Hiện nay, xí nghiệp đang sản xuất xi măng nhãn hiệu PC.30 với chất
lượng ổn định.
b) Kết quả nghiên cứu mẫu công nghệ cho Dự án xi măng Tân Quang
Theo kết quả nghiên cứu mẫu công nghệ cho dự án xi măng Tân Quang do
Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng công trình vật liệu xây dựng lập tháng 11/2007.
Xi măng Tân Quang sử dụng các loại nguyên liệu:
12

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


-

Đá vôi Tràng Đà: 77,44%

-

Sét Tràng Đà: 16,29%

-

Cát sông Lô: 5,2%
- Pyrit của Công ty supe và phốt phát Lâm Thao: 1,05%
- Nhiên liệu sử dụng 100% than cám, trong đó khoảng 50% than cám 4a của mỏ

(%)

(%)

(%)

(%)

Đá vôi

0.97

0.02

0.23

53.1
4

1.64

0.07

0.14

43.33

Đất sét

60.17


4.36

Cát sông
Lô

80.68

7.79

3.34

1.47

0.60

0.71

2.59

1.59

13

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


CHƯƠNG 2

Dự án chọn công suất mỏ đá vôi Tràng Đà theo nuyên khai là :
951562,5 tấn/năm.

14

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


2.3.CC CHNG LOI THIT B S DNG
2.3.1c tớnh k thut mỏy khoan Tamrock
ST
T
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10

Thụng s k thut

VT


2.4
2.6
64 102
60
90
Diezel, CAT
Thy lc
Bỏnh xớch
Phn Lan
15

Kw

Ghi chỳ

2.3.2 Đặc tính kỹ thuật của máy xúc MXTLGN PC-300
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

KN
Chiều rộng bộ phận di chuyển
mm
Chiều dài máy khi gập tay gầu
mm
Chiều cao máy khi gập tay gầu
mm
Bán kính quay của đuôi máy xúc
mm
Trọng lợng máy
Kg

PC-300
0.52 -2
180/242
5,5
3,2
0,62 (62.8)
2220 - 4020
9580 -10550
6595 -7490
6350 -8110
10155 -11900
9950 - 11730
191
3190
4625
3280
4350
30800

1300

Chiều dài toàn bộ

mm

3170

4
5

áp lực đập dọc trục
áp lực khí nén

kg/cm2
kg/cm2

160 - 180
10 - 13,5

6

Năng suất phá vỡ

m3/h

50- 62

2.3.4 Đặc tính kỹ thuật của máy nổ mìn tụ điện



- Rộng



8

9

- Cao



4,6

14,5

3

Trọng lợng

Kg

1,6

2,5

4

Điện thế nạp

3

Công suất

16

Nguyn Thanh Tựng

Tự trọng

Đơn vị
Kamaz -740.11
-240
Kw ( HP)
Kg

Số lợng
191(240)
9650

Lp: Khai thỏc G K56


4
5
6

Tải trọng thiết kế
Kg
Tổng trọng lợng khi có tải

8
9

Động cơ S6D95L
Số xi lanh
Hành trình xi lanh
Hộp số thuỷ lực
Bán kính quay
Chiều cao răng xích
Chiều rộng bản xích
Diện tích tiếp xúc của xích
áp lực nền

10
11

Thùng chúa nhiên liệu
Kich thuớc máy
Dài
Rộng
Cao
Kích thớc lỡi gạt
Cao
Rộng
Thể tích trong lõi gạt
Tốc độ di chuyển lớn nhất
Tiến
Lùi
Trọng lợng


65
510
27258
55,9
0,57
406

mm
mm
mm

5440
1880
3165

mm
mm
m3

1425
3460
5.61

Km/h

10,6
13,4
19125

mm

Căn cứ vào các chỉ tiêu cơ lý của đá vôi trong khu mỏ, kết quả lựa chọn
các thông số tính ổn định bờ mỏ xem bảng3.1.
Bảng 3.1: Tổng hợp các thông số lựa chọn tính ổn định
Độ bền trong mẫu

Độ bền trong khố

Hệ số giảm
bền λ

Ck (T/m2)

ϕk (

Vị trí bờ mỏ

Lực dính kết
Cm (T/m3)

Góc ma sát
trong ϕm (độ)

Bờ Bắc

2976

33,77

0,015


bảng 3.2.
Trong điều kiện cắt tầng với góc dốc sườn tầng αt = 600 thì chiều cao giới
hạn của 1 tầng được xác định theo công thức:
H gh =

C ′Cϕ ′
γCosβ Sin ( β − ϕ ′) 1 − Ctgαtg β

(

)

18

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


Trong đó: C’ = 6,0 T/m2; ϕ’= 16,870; β = 40o; γ = 2,7 T/m3
Tính được: Hgh = 22m.
Như vậy, cho phép kết luận để đảm bảo ổn định cho bờ Đông có thể khai
thác bờ theo 2 dạng:
+ Bờ phẳng bám mặt lớp liên tục với góc dốc của bờ bằng góc dốc mặt
lớp (α = β = 35÷400).
+ Cắt tầng với góc dốc sườn tầng αt = 600. Chiều cao giới hạn của một
tầng không được lớn hơn 22 m.
Bảng 3.2: Kết quả tính ổn định bờ Đông mỏ đá Tràng Đà - Tuyên Quang
Vị trí
tính ổn

m)

Ti
(T/m
)

1

6,0

16,8
7

37

23

138

466

372

281

2

6,0

16,8


706

62

1

6,0

16,8
7

36

29

174

587

475

345

2

6,0

16,8
7

706

62

Hệ số
ổn định
n=
1,40

n=
1,46

19

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


3.1.2.2. Bờ Bắc
Bờ Bắc được cấu tạo bởi các lớp đá nghiêng chéo vào bờ mỏ để đánh giá
độ ổn định của bờ đã tiến hành lập sơ đồ tính toán theo dạng cung trụ tròn mở
rộng trên 3 tuyến đặc trưng là các tuyến từ T.1÷T.3. Với mô hình tính toán và
các thông số tính đã được xác định được độ ổn định của bờ Bắc được đảm bảo
với hệ số ổn định từ 1,85÷2,98. Kết quả tính toán xem bảng 3.3.
Bảng 3.3: Kết quả tính ổn định bờ Bắc mỏ đá Tràng Đà - Tuyên Quang

Vị trí tính
ổn định


(T/m
)

Ti
(T/m)

1

34,34

26,87

60

16

549

454

227

393

2

34,34

26,87


1

34,34

26,87

40

15

515

513

393

330

2

34,34

26,87

25

16

549


47

21

721

810

552

592

34,34

26,87

30

19

653

1107

959

554

34,34


3.2.1. Biên giới khai trường giai đoạn 1 (BGGĐ-1)
Căn cứ vào các nguyên tắc trên, Dự án lựa chọn biên giới khai thác mỏ
đá vôi Tràng Đà giai đoạn 1 như sau:
Biên giới trên mặt:

-

+ Phía Tây Bắc là đường đồng mức +30.
+ Phía Nam là giới hạn toạ độ: X = 2416.900
+ Phía Đông là giới hạn toạ độ: Y = 419.400
+ Phía Bắc là giới hạn toạ độ: X = 2417.650
- Biên giới dưới sâu: Đến mức +30m.
Các chỉ tiêu về biên giới khai trường xem bảng 3.4 và bản vẽ LT-DAĐTĐVTĐ-KT-05.
20

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


21

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


Bảng 3.4: Các chỉ tiêu phương án biên giới chọn
TT
1

ha

634
432
46,2

m
10 Tấn

+30
19.178

103 Tấn

18.031

103 m3
m3/tấn

178
0,01

3

3.3. TRỮ LƯỢNG TRONG BIÊN GIỚI KHAI TRƯỜNG
3.3.1. Chỉ tiêu tính trữ lượng
Chỉ tiêu tính trữ lượng mỏ đá vôi Tràng Đà, theo Báo cáo chuyển đổi trữ
năm 2007 được Hội đồng đánh giá trữ lượng Nhà nước phê duyệt tại quyết
định số: 40/QĐ-HĐTL/CĐ ngày 20 tháng 11 năm 2007, như sau:
- Hàm lượng CaO theo mẫu đơn ≥ 48%, hàm lượng trung bình khối ≥ 50%.

S1 + S 2 + S1.S 2
xHxkxd
3

, tấn

(3.2)

Trong đó:
+ Qđc là trữ lượng đá vôi địa chất, tấn.
+ H: là chiều cao giữa hai mức cao tính trữ lượng, H = 10m.
+ k: là hệ số cacstơ, theo báo cáo địa chất k = 0,85.
+ d: là thể trọng trung bình của đá vôi, d = 2,7 T/m3
+ S1, S2- là diện tích tính trữ lượng của hai mức cao liên kề nhau, m2.
b. Trữ lượng đá vôi khai thác
Trữ lượng đá vôi khai thác trong biên giới khai trường được xác định trên
cơ sở trữ lượng đá vôi địa chất trừ đi tổn thất trong quá trình khai thác, vận
chuyển đến trạm đập. Với điều kiện của mỏ Tràng Đà tỷ lệ tổn thất là 5%.
QKT = Qdc x Kth,

tấn

(3.3)

Trong đó: QKT- Trữ lượng đá vôi cấp cho trạm đập trong biên giới khai
trường, tấn; Kth- hệ số thu hồi đá vôi, Kth = 0,95.
- Giai đoạn 1: Dự án tính toán khai thác trữ lượng cấp 121; 122 và một tỷ
lệ nhỏ cấp tài nguyên C1 theo địa hình đáy mỏ. Trữ lượng đá vôi trong biên
giới khai trường giai đoạn 1 xem bảng 3.5.


876
3672
3553
5415
4276
7438
4505
20494
4675
13116
4760
10472
4803
4284
3868
14195
36448
3

Tổng
982
12935
32593
36563
7225
9690
11943
25169
17876
15275

2092879
2375784
221031
2409084
2630116
139123
2840705
2979828
70204
3168638
3238842
18980
3175133
3194112

Cấp C1
799
5301
24786
51242
97719
159202
230561
268759
209980
132167
66694
18031

Cấp 121+122


1265240

16765884

18031124

Ktb,
m3/T

17794925

19178535

TL cung cấp cho trạm đập, tấn

0,01

24

Nguyễn Thanh Tùng

Lớp: Khai thác G – K56


CHNG 4
THIT K M VA
4.1.CễNG TC M VA
4.1.1.Yờu cu ca cụng tỏc m va
M va khoỏng sng l cụng vic u tiờn m nhm mc ớch to nờn