Ứng dụng phần mềm topo – hsmo trong công tác thành lập bản đồ và tính khối lượng khai thác mỏ
- 85 trang
- file: .doc
đang tải dữ liệu....
Tài liệu bị giới hạn, để xem hết nội dung vui lòng tải về máy tính.
Tải xuống - 85 trangNội dung text: Ứng dụng phần mềm topo – hsmo trong công tác thành lập bản đồ và tính khối lượng khai thác mỏ
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
lêi nãi ®Çu
Trªn thÕ giíi nãi chung vµ ë ViÖt Nam nãi riªng, khai th¸c má vÉn tiÕp
tôc gi÷ vai trß quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n.
HiÖn nay s¶n lîng cña ngµnh c«ng nghiÖp than, ®¸ ngµy cµng t¨ng cao,
c«ng trêng khai th¸c ngµy cµng ®îc më réng, c¸c c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ khai
th¸c tiªn tiÕn ®· ®îc ®a vµo øng dông.
§Ó ®¸p øng yªu cÇu phôc vô cho khai th¸c, c«ng t¸c tr¾c ®Þa còng cÇn
ph¶i ®æi míi vÒ c«ng nghÖ vµ ph¬ng ph¸p ®Ó hiÖn ®¹i ho¸ c¸c c«ng t¸c ®o ®¹c,
tÝnh to¸n vµ thµnh lËp b¶n ®å má.
HiÖn nay víi nÒn tin häc ph¸t triÓn, viÖc øng dông c«ng nghÖ tin häc
chuyªn dông vµo c«ng t¸c kh¶o s¸t, thiÕt kÕ, phôc vô khai th¸c má ®· ®¸p øng
®îc nh÷ng yªu cÇu kü thuËt, ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vµ tho¶ m·n ®îc tÝnh tèi u
vÒ kinh tÕ.
§îc khoa vµ bé m«n giao cho ®Ò tµi: ''øng dông phÇn mÒm Topo –
HsMo trong c«ng t¸c thµnh lËp b¶n ®å vµ tÝnh khèi lîng khai th¸c má''
nh»m môc ®Ých øng dông c«ng nghÖ tin häc trong viÖc tù ®éng ho¸ c«ng t¸c
tr¾c ®Þa ë má.
Do thêi gian vµ tr×nh ®é chuyªn m«n cã h¹n, tµi liÖu nghiªn cøu h¹n chÕ. LÇn
®Çu lµm quen víi c«ng nghÖ tin häc ®Ó phôc vô c«ng t¸c thµnh lËp b¶n ®å vµ tÝnh
khèi lîng má, nªn b¶n ®å ¸n cßn nhiÒu thiÕu sãt, rÊt mong ®îc sù ®ãng gãp ý kiÕn
cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù híng dÉn tËn t×nh, chu ®¸o cña c¸c thÇy, c«
gi¸o trong bé m«n Tr¾c ®Þa má. §Æc biÖt lµ TS. Ph¹m C«ng Kh¶i ®· híng
dÉn, gióp ®ì em hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy. T«i còng xin c¶m ¬n c¸c anh chÞ
vµ b¹n bÌ ®· gióp ®ì t«i hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy!
Hµ Néi, ngµy 15 th¸ng 6 n¨m2008
Sinh viªn
NguyÔn Thanh Tïng
SV: NguyÔn Thanh Tïng 1 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Ch¦¬ng I
KH¸I QU¸T VÒ §ÆC §IÓM §ÞA CHÊt–c«ng t¸c khai
th¸c má ®¸ v«i c«ng ty xi m¨ng bót s¬n
1. B¸O C¸O §ÞA CHÊT KHU Má
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ HÀNH CHÍNH KHU MỎ
Mỏ đá vôi Hồng Sơn khai thác để phục vụ cho nhà máy xi măng Bút
Sơn. Đây là một dãy núi nằm trong xã Thanh Sơn thuộc huyện Kim Bảng tỉnh
Hà Nam.
+ Phía Đông giáp thôn Lạc Sơn.
+ Phía Tây giáp hồ Lịch Sơn.
+ Phía Nam giáp kho xăng dầu K135.
+ Phía Bắc giáp thôn Bút Sơn.
Mỏ đá cách thị xã Phủ Lý khoảng 3km theo đường chim bay. Mỏ đá
vôi Hồng Sơn cung cấp đá theo nhu cầu của nhà máy xi măng Bút Sơn.
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
1.2.1. Địa hình
Dãy núi Hồng Sơn chạy dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam có chiều
dài khoảng 1500m, chiều rộng khoảng 300 ÷ 500m.
Địa hình dãy núi bị phân cắt mạnh về phía Bắc, phình to về phía Nam.
Đá vôi dùng làm nguyên liệu cho nhà máy xi măng Bút Sơn được chia làm 2
khu: Khu I và khu II. Đồ án chỉ thiết kế sơ bộ khu I mỏ đá vôi Hồng Sơn -
Kim Bảng - Hà Nam. Khu I có 3 đỉnh cao nhất:
+ Đỉnh ĐN01 có độ cao tự nhiên +227,12m.
+ Đỉnh ĐN02 có độ cao tự nhiên +197,5m.
+ Đỉnh ĐN03 có độ cao tự nhiên +195,9m.
Mạng lưới thủy văn của khu mỏ: Khu mỏ được sông Đáy bao bọc bởi
phía Đông - Bắc - Nam cách mỏ Hồng Sơn khoảng 4 ÷ 6km. Có tác dụng tưới
tiêu cho một số huyện thuộc tỉnh Hà Tây và tỉnh Hà Nam. Đây là nguồn cung
cấp nước chủ yếu cho khu vực mỏ. Chế độ thủy văn như sau:
SV: NguyÔn Thanh Tïng 2 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
+ Mực nước lên xuống thất thường:
Trung bình về mùa khô: +0,35mm.
Trung bình về mùa mưa: +1,35mm.
+ Mực nước thấp nhất: 0,4m (ngày 13 - 3 - 1925).
+ Mực nước cao nhất: 5,83m (ngày 17 - 7 - 1915).
+ Đỉnh lũ cao nhất đo được tại trạm Tam Lang năm 1971 cao +5,3m
tương ứng với lưu lượng nước 986m 3/s. Chất lượng nước thay đổi theo mùa.
Mùa mưa nước lũ đục vì mang nhiều phù sa, mùa khô nước trong xanh.
Trong phạm vi khu mỏ không có dòng chảy thường xuyên trên mặt. Số
hang cactơ phát hiện được chỉ có một số ít chứa nước. Do thành phần cấu tạo
của đất đá mỏ chứa sét, sạn cát, oxit sắt... có cấu tạo rời rạc, độ rỗng cao nên
khả năng chứa nước kém.
1.2.2. Khí hậu
Vùng mỏ nằm trong phạm vi ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa,
một năm chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9.
Mùa lạnh kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Thông thường, tháng 4 là
tháng chuyển giao từ mùa lạnh sang mùa nóng, còn tháng 10 là tháng chuyển
từ mùa nóng sang mùa lạnh.
+ Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ trung bình hàng năm của khu mỏ từ 22
÷ 240C. Có 5 tháng nhiệt độ trung bình lớn hơn 27 0C (từ tháng 5 đến tháng 9)
và 4 tháng nhiệt độ trung bình dưới 20 0C (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau).
Biên độ dao động trong một ngày khoảng 3,2 ÷ 6,70C.
+ Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí trung bình của khu vực khai thác
là 84 ÷ 85%, dao động tương đối trong năm khoảng 71 ÷ 81%. Tháng có độ
ẩm không khí cao nhất vào khoảng tháng 3 là 91%. Tháng có độ ẩm không
khí nhỏ nhất vào khoảng tháng 11 là 79%.
+ Lượng mưa hàng năm trên toàn khu vực khoảng 1750 ÷ 1860mm. Mùa
mưa kéo dài từ tháng 6 đến tháng 10. Mùa bão xuất hiện từ tháng 7 đến tháng 9.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 3 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
+ Tốc độ gió trung bình hàng năm của mỏ là 2 ÷ 3 m/s. Hướng gió chính
phụ thuộc vào hai mùa. Gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
Gió mùa Đông Nam từ tháng 5 đến tháng 9.
+ Nắng bức xạ: Thời gian chiếu sáng trung bình hàng năm của khu vực
Bút Sơn là 10 ÷ 13 giờ/ngày. Thời gian nắng trung bình trong năm 1650h. Thời
gian nắng lớn nhất trong tháng 200h (tháng 7). Thời gian nắng ít nhất trong
tháng 40h (tháng 3).
1.2.3. Giao thông - Cơ Sở hạ tầng
Vùng mỏ nằm ngay gần với nhà máy xi măng Bút Sơn nên có hệ thống
giao thông tương đối hoàn chỉnh cả về đường bộ, đường sắt và đường thủy.
+ Đường bộ: Có hệ thống tuyến đường nối liền nhà máy đến quốc lộ
21A (Phủ Lý - Hòa Bình), cách quốc lộ 1A khoảng 8km theo đường Kiện
Khê.
+ Đường sắt: Có tuyến đường sắt nối liền từ nhà máy đến ga Phủ Lý
dài 11km làm nhiệm vụ vận chuyển xi măng tới đại lý và hộ tiêu thụ.
+ Đường thủy: Mỏ cách bến cảng gần nhất là cảng Kiện Khê 3km trên
sông Đáy.
Toàn thị xã cã BÖnh viÖn lín :BÖnh viÖn §a Khoa tØnh ®îc trang bÞ
dông cô m¸y mãc hiÖn ®¹i ®Ó phôc vô nh©n d©n vµ c¸n bé c«ng nh©n c«ng ty.
Quanh vïng cã 5 truêng cÊp III , vµ hµng chôc trêng phæ th«ng c¬ së
®¶m b¶o 100% con em c¸n bé c«ng nh©n ®îc ®i häc.
Trong khu vùc cßn cã c¸c hÖ thèng c¬ së h¹ tÇng nh hÖ thèng líi ®iÖn
cao thÕ, hÖ thèng cÊp tho¸t níc dïng phôc vô sinh ho¹t cña ngêi d©n vµ ho¹t
®éng cña c«ng ty.
1.2.4. Kinh tế nhân văn
Dân cư: Dân cư xung quanh mỏ khá đông, hầu hết là người Kinh với
nhiều ngành nghề lao động khác nhau. Trong đó, có nghề khai thác đá vôi nên
có khả năng cung cấp lao động tại chỗ rất phong phú. Mỏ đá vôi Hồng Sơn
nằm giữa khu vực 3 thôn là thôn Lạc Sơn, thôn Hồng Sơn, thôn Bút Sơn
SV: NguyÔn Thanh Tïng 4 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
thuộc huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam. Tổng số dân cư gần nhà máy 770 hộ với
khoảng 3100 người.
Tình hình kinh tế:
+ Về công nghiệp: Trong khu mỏ có cơ sở công nghiệp lớn là nhà máy
xi măng Bút Sơn. Ngoài ra còn có các xí ngiệp khai thác đá nhỏ và vừa. Tại
khu vực khai thác mỏ không có các công trình kinh tế - xã hội lớn. tuy nhiên,
có những công trình cần được quan tâm như:
Kho xăng dầu K135 thuộc công ty xăng dầu B12 nằm trên khu vực
diện tích đất rộng 300ha.
Mỏ đá vật liệu xây dựng Kiện Khê.
Nhà thờ Bút Sơn: Đây là công trình tín ngưỡng của nhân dân trong
khu vực. Nhà thờ đặt tại xóm 1 thôn Bút Sơn.
+ Về công nghiệp: Trên 90% dân số của 3 thôn thuộc xã Thanh Sơn
sống bằng nghề nông nghiệp còn lại sống bằng nghề khác như: Khai thác đá
vôi, xây dựng, làm thủ công...Mức sống của người dân hiện tại đang có sự
tăng trưởng.
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU MỎ
1.3.1. Địa tầng
Địa tầng khu mỏ thuộc tầng Đồng Giao, tuổi Triat giữa, bậc Lađimi
(T2LĐg), được chia thành 5 lớp. Đá có cấu tạo 5lớp song song, thế nằm
nghiêng, phương vị hướng dốc 250 ÷ 2600, góc dốc 60 ÷ 700. Trong lớp đá vôi
chỉ xuất hiện một vài thấu kính đá vôi đôlômit ở độ sâu 181 ÷ 196m có chiều
dày 15m ở mẫu hóa K1 - 50 đến K1 - 56 và thấu kính ở độ sâu 233 ÷ 237m dày
4m ở mẫu hóa K1 - 60 ở tuyến III do lỗ khoan ngang K1 phát hiện.
1.3.2. Đặc điểm cấu tạo
Theo báo cáo thăm dò tỉ mỉ năm 1975 và báo cáo thăm dò bổ sung năm
1994 thì có thể chia thành 5 lớp từ dưới lên trên theo địa tầng:
+ Lớp 1: Lớp đá vôi nhiễm sét màu xám đen. Đá vôi có cấu trúc vi hạt
đến hạt mịn màu xám hoặc xám tro, xám đen có hàm lượng CaO cao (trung
SV: NguyÔn Thanh Tïng 5 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
bình 51,24%), hàm lượng MgO thấp (trung bình 1,81%) có thể làm nguyên
liệu sản xuất xi măng. Trong lớp đá vôi chứa sét và vật chất hữu cơ có thể
làm nguyên liệu phụ gia với tỷ lệ tính toán cụ thể. Lớp này nằm ở khu II của
mỏ Hồng Sơn.
+ Lớp 2: Gồm hai khối:
Khối đá vôi có màu xám đen lộ ra từ đứt gãy HH’ về phía Tây Bắc.
Khối đá vôi có màu trắng. Khối này phân bố từ đứt gãy HH’ ở hướng
bắc hồ Lạt Sơn phía Đông Nam, phía Tây được giới hạn bởi đứt gãy LL’.
Thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit (90 ÷ 95%). Đây là lớp đá vôi được
khai thác để cung cấp nguyên liệu chính cho nhà máy.
+ Lớp 3: Lớp này chứa đôlômit phân bố ở phía Tây đứt gãy LL’ với
chiều dày nhỏ hơn 5m.
+ Lớp 4: Lớp đá vôi xen kẹp nằm gần song song. Tiếp giáp với lớp 3
trở về phía Tây với chiều dày khoảng 10m (tuyến III và tuyến V) nhưng từ
tuyến XI đến tuyến XIII thì phì rộng 34 ÷ 120m.
+ Lớp 5: Lớp đá vôi chứa đôlômit phân bố từ vách lớp 4 đến sát sườn
núi phía Tây.
Trong mỏ có 3 đứt gãy kí hiệu: PP’, LL’, HH’. Các đứt gãy này không
ảnh hưởng tới quá trình khai thác.
1.3.3. Đặc điểm chất lượng đá vôi mỏ Hồng Sơn
+ Thành phần khoáng vật chính hầu hết là canxit rất ít đôlômit.
+ Thành phần hóa học tương đối đồng đều trong toàn khu mỏ.
Hàm lượng các chất CaO và MgO ở các tuyến thăm dò trong khu mỏ được
thể hiện ở bảng 1-1.
Bảng 1 – 1. Bảng tổng hợp thành phần hóa cơ bản theo tuyến mặt cắt
SV: NguyÔn Thanh Tïng 6 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Hàm lượng (%)
TT Ký hiệu tuyến
CaO MgO
1 I 54,08 0,36
2 II 53,94 0,41
3 III 53,52 0,87
4 IV 54,19 0,35
5 V 53,93 0,46
6 VI 53,73 0,44
Đặc điểm chất lượng đá vây quanh
+ Lớp đá vôi chứa đôlômit (lớp 3): Lớp này có hàm lượng CaO thấp,
MgO cao. Với đặc điểm chất lượng này đá không phù hợp với yêu cầu sản
xuất xi măng.
+ Lớp kẹp đá vôi (lớp 4): Lớp này có hàm lượng CaO > 50%, hàm
lượng MgO thấp ( < 2%) về chất lượng có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất
xi măng nhưng có chiều dày mỏng, trữ lượng nhỏ, nằm kẹp giữa hai lớp đá có
hàm lượng MgO cao nên việc khai thác chọn lọc khó khăn.
+ Lớp đá vôi đôlômit (lớp 5): Lớp này có hàm lượng CaO rất thấp, hàm
lượng MgO cao nên cũng không thể làm nguyên liệu cho sản xuất xi măng
được.
1.3.4 Trữ lượng mỏ
1.3.4.1 Phương pháp tính trữ lượng
Để tính toán trữ lượng khoáng sàng nói chung và đá vôi nói riêng ta có
thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Ở mỏ đá vôi Hồng Sơn trữ lượng
khu I được xác định bằng phương pháp mặt cắt ngang, bình đồ đồng mức
được thành lập khoảng cao đều là 10m - diện tích mặt cắt giới hạn bởi các
đồng mức xác định trên bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 2000.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 7 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Phương pháp tính như sau: Xét hai mặt cắt ngang là S i và Si+1. Nếu độ
chênh lệch giữa hai diện tích này nhỏ hơn 40% thì ta áp dụng công thức sau
để tính khối lượng đá ở các tầng tương ứng:
, (m3) (3.1)
Trong đó:
Vi: trữ lượng đá của tầng thứ i, ( m3)
Si,Si+1: lần lượt là diện tích các đường đồng mức thứ i và i + 1, (m2)
h: khoảng cách giữa hai mặt cắt, h = 10m
ε: hệ số độ lỗ hổng, ε = 0,5%
Khi hai mặt cắt ngang Si và Si+1 có độ chênh lệch diện tích lớn hơn 40%
thì khối lượng đất đá được tính theo công thức:
, (m3) (3.2)
Khối lượng đá ở các ngọn núi sẽ được tính sau khi xác định được mặt
cắt ngang phía đáy của ngọn núi
, (m3) (3.3)
Trong đó:
Si: diện tích đo được tại mặt cắt thứ i, m2
hn:khoảng cách từ đỉnh tới mặt cắt thứ i, m
Khối lượng đá được tính toán trong trữ lượng mỏ là:
, (m3) (3.4)
Trong đó:
Vi: khối lượng đá tính tại mặt cắt thứ i, m3
V0: khối lượng đá tính tại các ngọn núi, m3
SV: NguyÔn Thanh Tïng 8 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
1.3.4.2 Kết quả tính toán trữ lượng khu mỏ đá vôi Hồng Sơn
Bảng 1 - 2: Bảng tổng hợp trữ lượng đá vôi và đá đôlômit
khu mỏ đá vôi Hồng Sơn
TT Cao độ Đá vôi (m3) Đá đôlômit (m3)
1 +30 ÷ +40 5 694 275 130 382
2 +40 ÷ +50 5 335 190 272 151
3 +50 ÷ +60 4 895 358 433 525
4 +60 ÷ +70 4 526 339 537 415
5 +70 ÷ +80 4 136 226 567 356
6 +80 ÷ +90 3 783 762 597 933
7 +90 ÷ +100 3 354 771 583 563
8 +100 ÷ +110 2 795 507 565 072
9 +110 ÷ +120 2 439 160 498 643
10 +120 ÷ +130 2 065 075 418 467
11 +130 ÷ +140 1 730 773 316 110
12 +140 ÷ +150 1 397 221 222 923
13 +150 ÷ +160 944 246 134 960
14 +160 ÷ +170 593 529 66 316
15 +170 ÷ +180 440 218
16 +180 ÷ +190 318 366
17 +190 ÷ +200 295 098
18 +200 trở lên 50 606
Tổng 44 822 719 5 344 816
SV: NguyÔn Thanh Tïng 9 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN - ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1.4.1. Đặc điểm địa chất thủy văn
1.4.1.1. Nước mặt
Trong phạm vi khu mỏ không có dòng chảy thường xuyên ở trên mặt.
Tại đây, nước mặt được thoát tự nhiên. Bản thân đá vôi có nhiều khe nứt,
hang cactơ. Toàn bộ khu khai thác có độ cao lớn hơn độ cao ngập lụt và khu
vực xung quanh. Trong quá trình khai thác cần chú ý không lấp các hang tự
nhiên dưới chân núi phía Tây vì đây là nơi thoát nước tự nhiên cho khu vực.
Phía Đông của nhà máy nước chảy ra hồ Lạt Sơn và Liên Sơn.
1.4.1.2. Nước dưới đất
Theo kết quả khảo sát từ tài liệu quan trắc các lỗ khoan thì trong các
lớp đá vôi không chứa nước. Các hang cactơ phần lớn là hang treo khô không
chứa nước hoặc chỉ chứa nước vào mùa mưa. Nguyên nhân chính là do đá có
cấu tạo thành phần chứa sét, sạn, cát... rời rạc, độ rỗng cao nên khả năng chứa
nước kém.
Nguồn cung cấp nước chính là nước mưa thoát ra ở những hang, rãnh,
hố sụt đá vôi, nơi địa hình thấp và bổ sung trực tiếp xuống lớp đất đá vôi nứt
nẻ nằm dưới. Nói chung, khi tiến hành khai thác đá vôi ở mức +30m trở lên
thì công trình không chịu ảnh hưởng bởi nước mặt.
1.4.2. Đặc điểm địa chất công trình
1.4.2.1. Các hiện tượng địa chất động lực
Khe nứt, đứt gãy: Trên bề mặt đá vôi, các đứt gãy phát triển không
đồng đều và không phân bố theo quy luật nhất định. Khu khai thác chịu ảnh
hưởng của 3 đứt gãy, đặc biệt là 2 đứt gãy ảnh hưởng tới thân nguyên liệu
(lớp 2), đó là đứt gãy L - L’ phát triển gần như song song với ranh giới phía
Tây giữa hai lớp 2 và 3. Đứt gãy H - H’ phát triển trong tầng phân chia lớp 2
thành 2 khối có màu sắc khác nhau. Vì vậy, đá bị nứt nẻ theo nhiều phương
khác nhau làm giảm độ nguyên khối cũng như độ bền vững cơ lý của khối đá.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 10 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Phần trên do hiện tượng phong hóa hóa học và cơ học gây ra hiện tượng trượt
nở của đá.
Hang cactơ: Trong núi đá vôi phát triển rất nhiều hang cactơ có hình
dạng và kích thước đa dạng. Căn cứ vào kết quả của hố khoan ngang rộng từ
2 ÷ 10m. Thông thường từ 30 ÷ 40cm cách nhau 0,5 ÷ 2m. Cụ thể tại các độ
sâu khác nhâu gặp các hang có kích thước là:
+ Tại độ sâu 62,8 ÷ 65,6 gặp hang cactơ rộng 2,2m.
+ Tại độ sâu 8,3 ÷ 8,5 gặp hang cactơ rộng 2m.
+ Tại độ sâu 104,6 ÷ 106,6 gặp hang cactơ rộng 1m.
Theo kết quả đánh giá thì tỷ lệ hang cactơ chiếm 5% lượng đá. Đây là
vấn đề khó khăn cho công tác khai thác.
Hiện tượng trượt lở: Các lớp đá cắm với góc nghiêng lớn (60 ÷ 70 0) có
khi lên tới (80 ÷ 850) nên có 1 vài hiện tượng trượt lở xảy ra. Nguyên nhân
của hiện tượng này là do mất cân bằng trọng lực hoặc xảy ra hiện tượng đá đổ
do các chân khối đá bị xói mòn. Nhưng tất cả các ảnh hưởng dẫn tới trượt lở
nói trên đều có các biện pháp khắc phục nên không ảnh hưởng tới quá trình
khai thác .
1.4.2.2. Tính chất cơ lý của đất đá
Đá vôi của vùng mỏ không có đất đá phủ. Cấu tạo dạng khối, hạt mịn,
có đá đôlômit hóa xen kẹp dưới dang thấu kính.
Bảng 1 - 3: Tổng hợp tính chất cơ lý của đất đá
Giá trị
Đặc trưng cơ lý
Lớn nhất Nhỏ nhất Trung bình
1. Đá vôi nhiễm màu xám đen
- Tỷ trọng, kg/dm3 2,83 2,70 2,77
- Dung trọng, kg/dm3 2,73 2,57 2,69
- Độ ẩm tự nhiên, % 0,43 0,10 0,32
SV: NguyÔn Thanh Tïng 11 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
- Cường độ kháng nén, kg/cm2 1092 427 794
2. Lớp đá vôi làm nguyên liệu
- Tỷ trọng, kg/dm3 2,80 2,68 2,74
- Dung trọng, kg/dm3 2,75 2,64 2,69
- Độ ẩm tự nhiên, % 0,43 0,017 0,18
- Cường độ kháng nén, kg/cm2 1297 391,2 781,9
3. Lớp đá vôi đôlômit
- Tỷ trọng, kg/dm3 2,87 2,72 2,80
- Dung trọng, kg/dm3 2,73 2,64 2,69
- Độ ẩm tự nhiên, % 0,36 0,079 0,28
- Cường độ kháng nén, kg/cm2 1164 673 726
Nhận xét:
Qua tài liệu đánh giá địa chất khu mỏ ta thấy rằng điều kiện để tiến
hành khai thác đá vôi là tương đối thuận lợi:
+ Đá vôi có thành phần hóa học khá tinh khiết (hàm lượng CaO trung
bình 53,5% còn hàm lượng MgO thấp khoảng 0,5%) hoàn toàn có khả năng
sử dụng để làm nguyên liệu sản suất xi măng.
+ Đá vôi có độ ổn định cao, ít xảy ra hiện tượng trượt lở.
+ Điều kiện địa chất thủy văn tương đối đơn giản.
+ Vị trí khu mỏ thuận lợi đối với giao thông vận tải.
+ Có nguồn nhân công dồi dào tại địa phương.
Tuy nhiên còn có một số đặc điểm không thuận lợi:
+ Trong lớp đá vôi nguyên liệu ở dưới đáy sâu có xen kẹp các thấu kính
đá vôi đôlômit khi khai thác cần phải loại bỏ. Điều này gây không ít khó khăn
vì khi phân biệt đá vôi đôlômit với đá vôi nguyên liệu bằng mắt thường tương
đối khó khăn, chỉ có hóa nghiệm mới xác định được.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 12 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
+ Do ảnh hưởng của đứt gãy, đá nứt nẻ mạnh. Mặt khác, lại xen kẹp
với các hang cactơ chứa sét gây nhiều khó khăn cho công tác khoan nổ mìn
khi khai thác.
1.5. HÖ thèng khai th¸c
1.5.1 HÖ thèng khai th¸c cña má
Do ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh phøc t¹p, gãc dèc sên nói lín nªn c«ng t¸c thiÐt
kÕ vµ thi c«ng cho tuyÕn ®êng vËn t¶i « t« lín. Theo thiÕt kÕ x©y dùng c¬ b¶n
vµ khai th¸c má cña c«ng ty t vÊn x©y dùng c«ng tr×nh VLXD- Bé x©y dùng
th¸ng 3 n¨m 1997. Má ®¸ Hång S¬n- C«ng ty xi m¨ng Bót S¬n sö dông hÖ
thèng khai th¸c : Ph¬ng ph¸p hçn hîp, khai th¸c theo líp b»ng híng tõ trªn
xuèng díi. HÖ thèng hçn hîp lµ sù kÕt hîp cña hai hÖ thèng :
khai th¸c khÊu theo líp b»ng bèc chuyÓn qua sên nói ( tõ møc +150
+200 ) vµ Khai th¸c khÊu theo líp b»ng vËn t¶i trùc tiÕp ë c¸c møc díi (tõ
møc +30 +150 )
C¬ së cña viÖc lùa chän ®é cao +150 lµ ®é cao chuyÓn giao gi÷a hai hÖ thèng
khai th¸c v× t¹i ®é cao nµy chi phÝ xóc chuyÓn b»ng m¸y bèc b»ng chi phÝ vËn
chuyÓn trùc tiÕp b»ng « t«.
C¸c th«ng sè kü thuËt khai th¸c c¬ b¶n ®îc thÓ hiÖn ë b¶ng 1.4
B¶ng 1.4 C¸c th«ng sè cña hÖ thèng khai th¸c
TT Th«ng sè Gi¸ trÞ, ®¬n vÞ
1 ChiÒu cao tÇng khai th¸c trung b×nh 10 11m
2 ChiÒu réng mÆt tÇng trung b×nh 253 30m
3 ChiÒu dµi mét tuyÕn khai th¸c trung b×nh 40m
4 Gãc nghiªng sên tÇng 70 75
1.5.2 C¸c th«ng sè cña hÖ thèng khai th¸c
1.5.2.1 HÖ thèng khai khÊu theo líp b»ng bèc chuyÓn qua sên nói
( tõ +150 +200 )
* ChiÒu cao tÇng: Theo kinh nghiÖm cña mét sè má cã ®iÒu kiÖn t-
¬ng tù ta chän chiÒu cao tÇng h =10m
SV: NguyÔn Thanh Tïng 13 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
* Gãc nghiªng sên tÇng: =75
* ChiÒu réng kho¶nh khai th¸c: A= w + (n -1) b , m ( 5.1 )
Trong ®ã:
W: §êng kh¸ng ch©n tÇng W= 3,5m
b: khoảng cách giữa các hàng mìn, b = 3m
n: số hàng mìn, chọn n = 5
A = 3,5 + ( 5 - 1).3 = 15,5m
* Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu
Bmin = A + X + C + Z, m (5.2)
Trong đó:
A: chiều rộng dải khấu
X: chiều rộng phần ngoài của đống đá
Gọi Bđ là chiều rộng đống đá sau khi nổ mìn
Bđ = A + X ,m (5.3 )
Theo giáo sư Rjepski, chiều rộng đống đá nổ mìn được xác định theo
công thức sau:
,m (5.4)
Trong đó:
kv: hệ số phụ thuộc thời gian vi sai, kv = 0,9
kn: hệ số phụ thuộc mức độ khó nổ, kn = 3,5
kβ: hệ số phụ thuộc góc nghiêng của lỗ khoan, kβ = 1
q: chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, q = 0,46
m
C: khoảng cách từ mép đống đá đến mép lăng trụ trượt lở, C = 1m
Z: chiều rộng lăng trụ trượt lở
Z = h.( cotgα' - cotgα), m (5.5)
Trong đó:
h: chiều cao tầng, h = 10m
α': góc ổn định của đất đá, α' = 500
SV: NguyÔn Thanh Tïng 14 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
α: góc nghiêng sườn tầng, α = 750
Z = 10.( cotg50 - cotg75) = 5,7m
Bmin = 33,4 + 1 + 5,7 = 40,1m
Chọn Bmin = 40m
1.5.2.2 Hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp trên
tầng (từ +30 ÷ + 150)
Các thông số của hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp
trên tầng tương tự như các thông số của hệ thống khai thác khấu theo lớp
bằng bốc chuyển qua sườn núi.
- Chiều cao tầng, h = 10m
- Góc nghiêng sườn tầng, α = 750
- Chiều rộng khoảnh khai thác, A = 15,5m
Tuy nhiên, ta cần xác định thêm chiều dài khu vực xúc bốc.
- Chiều dài khu vực xúc bốc
,m (5.6)
Trong đó:
Qx: năng suất của máy xúc, 2 040 m3/ngày
T: thời gian xúc hết đống đống đá nổ mìn, T = 4 ngày
A: chiều rộng dải khấu, A = 15,5 m
h: chiều cao tầng, h = 10m
m
Chọn chiều dài khu vực xúc bốc là 50m.
Vậy chiều dài khu vực làm việc của máy xúc
Lk = 3. 50 = 150m
1.6 C«ng t¸c khoan næ m×n
SV: NguyÔn Thanh Tïng 15 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Khu mỏ đá vôi Hồng Sơn ®¸ có độ cứng f = 6 ÷ 10. Để tách đá ra khỏi
nguyên khối và đập vỡ đến cỡ hạt cần thiết hợp lý theo yêu cầu mỏ thì dùng
phương pháp khoan nổ mìn.
Khoan lỗ mìn là khâu công nghệ đầu tiên trong dây truyền khai thác đá.
Nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng các khâu công nghệ kế tiếp và giá thành
khai thác.
Tính chất cơ lý của đất đá như độ cứng, độ nứt nẻ, điều kiện địa chất
thủy văn, địa hình... cũng ảnh hưởng nhiều đến năng xuất của máy khoan.
HiÖn t¹i C«ng ty xi m¨ng Bót S¬n sö dông loại máy khoan đập xoay
ROC 742HC - 12 hãng Atlascopco của Thụy Điển sản xuất với đường kính
mũi khoan là 102mm.
§Ó ®¶m b¶o chÊt lîng cña vô næ cũng như an toàn về sóng chấn động và
sóng đập không khí má sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai phi điện qua từng
lỗ. Do vậy, chọn sử dụng thuốc nổ Anfo thường.
Ưu điểm của thuốc nổ Anfo thường là sản xuất đơn giản, rẻ tiền nên nó
được sử dụng rộng rãi trên các mỏ lộ thiên.
Để kích nổ cho thuốc nổ Anfo thường, sử dụng khối mồi nổ TMN-15H
và các loại kíp vi sai phi điện ở trên mặt và xuống lỗ.
+ Loại kíp vi sai phi điện trên mặt có độ chậm là 17ms dùng để đấu qua
từng lỗ mìn trong hàng và 42ms dùng để đấu qua các hàng mìn.
+ Loại kíp vi sai xuống lỗ là 400ms.
* C¸c th«ng sè vÒ hé chiÕu khoan næ m×n ®îc thÓ hiÖn ë b¶ng 1.5
Bảng 1.5 : Tổng hợp các thông số của hộ chiếu khoan nổ mìn
TT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao tầng khai thác h m 10
2 Góc dốc sườn tầng độ 75
SV: NguyÔn Thanh Tïng 16 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
3 Chiều rộng dải khấu A m 15,5
4 Đường kính lỗ khoan d mm 102
5 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,46
6 Đường kháng chân tầng W m 3,5
7 Khoảng cách giữa các lỗ khoan a m 3,5
8 Khoảng cách giữa các hàng khoan b m 3
9 Góc nghiêng của lỗ khoan độ 90
10 Chiều sâu lỗ khoan lk m 11,5
Lượng thuốc nổ trong hàng ngoài Qn 56,35
kg
11 1 lỗ mìn hàng trong Qt 48,3
hàng ngoài ltn 7,5
Chiều cao cột thuốc m
12 hàng trong ltt 6,5
hàng ngoài lbn 4
Chiều cao cột bua m
13 hàng trong lbt 5
14 Công suất phá đá p m3/m 10,6
15 Chu kỳ nổ mìn T ngày 4
1.7 C«ng t¸c xóc bèc, vËn chuyÓn
Tríc khi xóc bèc, xëng má kÕt hîp víi phßng kü thuËt s¶n xuÊt, phßng
thÝ nghiÖm KCS kiÓm tra ®¸nh gi¸ chÊt lîng ®¸. ®a ra biÖn ph¸p phèi liÖu
thÝch hîp hoÆc lo¹i bá phi nguyªn liÖu. Sau khi dän b·i th¶i, ®¶m b¶o yªu cÇu,
bè trÝ m¸y xóc thuû lùc b¸nh xÝch PC-750-6 xóc ®¸ lªn « t« vËn t¶i ®a vÒ tr¹m
®Ëp.
C«ng t¸c vËn t¶i b»ng « t« khung cøng tù ®æ R32 h·ng Eculid cña Thuþ
§iÓn víi träng t¶i tõ 32 tÊn
1.8 Kü thuËt an toµn khai th¸c chÕ biÕn ®¸ lé thiªn
Phải nghiêm chỉnh chấp hành các điều kiện nêu trong quy phạm khai
thác chế biến đá lộ thiên theo TCVN 5178 - 90.
C¸c biÖn ph¸p kü thuËt gåm:
. Kỹ thuật an toàn trong công tác khoan
SV: NguyÔn Thanh Tïng 17 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
. Kỹ thuật an toàn trong công tác nổ mìn
. Kỹ thuật an toàn trong công tác xúc bốc và san gạt đất đá
. Kỹ thuật an toàn trong công tác vận tải
. An toàn trong công tác chiếu sáng và cung cấp điện
1.9. c¸c biÖn ph¸p xö lý m«I trêng vµ vÖ sinh c«ng
nghiÖp trong khai th¸c má
1.9.1. C¸c yÕu tè ¶nh hëng trong qu¸ tr×nh khai th¸c má
- C«ng t¸c khoan næ m×n: §©y lµ c«ng ®o¹n lµm t¬i ®Êt ®¸ vµ sÏ t¹o ra
nh÷ng ®¸m m©y bôi cã nång ®é kh¸ cao, phÇn lín sÏ l¾ng ®äng xuèng m«i tr-
êng trong vßng b¸n kÝnh 0,5km.
- C«ng t¸c xóc bèc: SÏ bao gåm c¸c lo¹i m¸y xóc, trong qu¸ tr×nh vËn
hµnh sÏ t¹o ra kho¶ng c¸ch bôi réng tõ 150 200m.
- C«ng t¸c vËn t¶i: Do khai trêng cña má cao tõ møc 30 200m c¸c lo¹i
xe cã träng t¶i lín ch¹y däc tuyÕn ®êng vËn t¶i sÏ t¹o ra nång ®é bôi lín lan ra
xung quanh víi b¸n kÝnh 200 300m vµ trµn xuèng vïng d©n c.
1.9.2. C¸c biÖn ph¸p xö lý
- VÖ sinh c«ng nghiÖp c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lµm viÖc: Mét trong nh÷ng
yÕu tè c¬ b¶n vÒ an toµn khai th¸c má lé thiªn lµ ®¶m b¶o n¬i lµm viÖc cña
c«ng nh©n, cã ®ñ lîng kh«ng khÝ s¹ch. §Ó h¹n chÕ tèi ®a nh÷ng ®éc h¹i do
m«i trêng g©y ra, hµng n¨m C«ng ty chi ra mét kho¶n kinh phÝ cho c«ng t¸c
b¶o hé lao ®éng. Thêng xuyªn kh¸m søc khoÎ ®Þnh kú cho c¸n bé, c«ng nh©n
viªn trong má, trªn c¬ së ®ã ®iÒu trÞ kÞp thêi nh÷ng ngêi cã bÖnh nghÒ nghiÖp.
- Gi¶m lîng bôi trong má: Cã thÓ dïng ph¬ng ph¸p phun níc, dïng c¸c
thiÕt bÞ läc bôi, tíi níc cho c¸c ®êng mòi khoan. §©y lµ c«ng t¸c thêng xuyªn
t¹i má nh»m h¹n chÕ chèng « nhiÔm bôi.
- §Ó gi¶m lîng khÝ ®éc ph¸t sinh: dïng c¸c lo¹i thuèc næ c©n b»ng «xi
b»ng 0 hoÆc kÕt hîp c¸c lo¹i thuèc næ víi nhau ®Ó cã c©n b»ng «xi b»ng 0.
- Trång c©y xanh
- TiÕn hµnh thêng xuyªn: gi¸o dôc, tuyªn truyÒn phæ biÕn kiÕn thøc vµ
ý thøc tô gi¸c b¶o vÖ m«i trêng ®Õn tõng c¸n bé c«ng nh©n viªn ®Ó thùc hiÖn.
1.10 KÕ ho¹ch khai th¸c
1.10.1. ChÕ ®é lµm viÖc cña má ®¸ v«i Hång S¬n
§Æc ®iÓm tù nhiªn cña má ®¸ v«i Hång S¬n – Kim B¶ng – Hµ Nam lµ
lµm viÖc ngoµi trêi, ®êng vËn t¶i dèc , ®Þa h×nh ®åi nói cao. C¨n cø vµo ®iÒu
kiÖn thêi tiÕt vµ ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, Xëng Má – C«ng ty xi m¨ng Bót S¬n ®·
SV: NguyÔn Thanh Tïng 18 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
chän chÕ ®é lµm viÖc theo nguyªn t¾c lµm viÖc kh«ng liªn tôc , nghØ thø 7 ,
chñ nhËt víi phßng ban vµ khèi hµnh chÝnh:
+ Thêi gian lµm viÖc cña má : 300 ngµy/ n¨m
+ Khoan ®¸: 2 ca/ ngµy – 6giê/ca
+ Næ m×n: 1ca/ ngµy( kh«ng thêng xuyªn).
+ ñi, xóc, vËn chuyÓn: 2 ca/ ngµy – 8giê/ ca
1.10.2 KÕ ho¹ch khai th¸c
Khu má ®¸ v«i Hång S¬n khai th¸c nguyªn liÖu ®¸ v«i cung cÊp cho
nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n . Nhµ m¸y nµy cã c«ng suÊt thiÕt kÕ lµ 4000 tÊn
clinke/ ngµy- ®ªm. Do ®ã, s¶n lîng cña má ®îc tÝnh theo yªu cÇu vÒ s¶n lîng
cña nhµ m¸y lµ:
Qdv = 1 200 000 × 1,25 ×1,15 = 1 725 000,
tấn đá/năm.
Trong đó:
1 200 000: sản lượng nhà máy tính theo clinke trong 1 năm,
1,25: định mức tiêu thụ đá vôi,
1,15: hệ số kể đến tổn thất trong quá trình khai thác và vận chuyển
1.10.3 Tuæi thä cña má
Tuæi thä cña má thùc tÕ ®îc tÝnh tõ khi b¾t ®Çu x©y dùng c¬ b¶n ®Õn lóc kÕt
thóc khai th¸c vµ c¶ thêi gian c¶i t¹o kh¾c phôc m«i trêng.
T = TXDCB + TKT + TCTMT , năm (10.1)
Trong đó:
TXDCB: thời gian xây dựng cơ bản, TXDCB = 2,2 năm
TKT: thời gian khai thác mỏ
, năm (10.2)
Trong đó:
ZTL: trữ lượng đá vôi của mỏ, ZTL = 44 822 719 tấn ( KÕt qu¶ b¸o
c¸o tÝnh to¸n tr÷ lîng ®¸ v«i)
ZXDCB: tổng khối lượng xây dựng cơ bản, ZXDCB = 905 825 tấn
Qdv: sản lượng đá vôi của mỏ, Qđv = 1 725 000 tấn/năm
năm
SV: NguyÔn Thanh Tïng 19 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
TCTMT: thời gian cải tạo, khôi phục môi trường, TCTMT = 1,3 năm
Vậy tuổi thọ khu I mỏ đá vôi Hồng Sơn là:
T = 2,2 + 25,5 + 1,3 = 29 năm.
CH¦¥NG II
c«ng t¸c tr¾c ®Þa má ®¸ v«I ë c«ng ty xi m¨ng
bót s¬n
2. Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa má ®¸ v«i c«ng ty
xi m¨ng Bót S¬n.
2.1. Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng
Khu má ®¸ v«i Hång S¬n khai th¸c nguyªn liÖu ®¸ v«i cung cÊp cho
nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n . Nhµ m¸y nµy cã c«ng suÊt thiÕt kÕ lµ 4000 tÊn
clinke/ ngµy- ®ªm. Khu má ®¸ kh«ng ph¶i lµ khu má ®éc lËp cã diÖn tÝch
kh«ng lín. §Ó phôc vô c«ng t¸c khai th¸c, tÝnh to¸n khèi lîng má. C¨n cø vµo
t×nh h×nh s¶n xuÊt hiÖn nay, m¹ng líi cò ®· kh«ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu s¶n
suÊt. MÆt kh¸c do diÖn tÝch cña má kh«ng lín, nªn phßng tr¾c ®Þa c«ng ty ®·
x©y dùng líi khèng chÕ ®o vÏ mÆt b»ng cho má theo ®å h×nh líi tø gi¸c tr¾c
®Þa ( h×nh 2.1)
SV: NguyÔn Thanh Tïng 20 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
lêi nãi ®Çu
Trªn thÕ giíi nãi chung vµ ë ViÖt Nam nãi riªng, khai th¸c má vÉn tiÕp
tôc gi÷ vai trß quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n.
HiÖn nay s¶n lîng cña ngµnh c«ng nghiÖp than, ®¸ ngµy cµng t¨ng cao,
c«ng trêng khai th¸c ngµy cµng ®îc më réng, c¸c c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ khai
th¸c tiªn tiÕn ®· ®îc ®a vµo øng dông.
§Ó ®¸p øng yªu cÇu phôc vô cho khai th¸c, c«ng t¸c tr¾c ®Þa còng cÇn
ph¶i ®æi míi vÒ c«ng nghÖ vµ ph¬ng ph¸p ®Ó hiÖn ®¹i ho¸ c¸c c«ng t¸c ®o ®¹c,
tÝnh to¸n vµ thµnh lËp b¶n ®å má.
HiÖn nay víi nÒn tin häc ph¸t triÓn, viÖc øng dông c«ng nghÖ tin häc
chuyªn dông vµo c«ng t¸c kh¶o s¸t, thiÕt kÕ, phôc vô khai th¸c má ®· ®¸p øng
®îc nh÷ng yªu cÇu kü thuËt, ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vµ tho¶ m·n ®îc tÝnh tèi u
vÒ kinh tÕ.
§îc khoa vµ bé m«n giao cho ®Ò tµi: ''øng dông phÇn mÒm Topo –
HsMo trong c«ng t¸c thµnh lËp b¶n ®å vµ tÝnh khèi lîng khai th¸c má''
nh»m môc ®Ých øng dông c«ng nghÖ tin häc trong viÖc tù ®éng ho¸ c«ng t¸c
tr¾c ®Þa ë má.
Do thêi gian vµ tr×nh ®é chuyªn m«n cã h¹n, tµi liÖu nghiªn cøu h¹n chÕ. LÇn
®Çu lµm quen víi c«ng nghÖ tin häc ®Ó phôc vô c«ng t¸c thµnh lËp b¶n ®å vµ tÝnh
khèi lîng má, nªn b¶n ®å ¸n cßn nhiÒu thiÕu sãt, rÊt mong ®îc sù ®ãng gãp ý kiÕn
cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù híng dÉn tËn t×nh, chu ®¸o cña c¸c thÇy, c«
gi¸o trong bé m«n Tr¾c ®Þa má. §Æc biÖt lµ TS. Ph¹m C«ng Kh¶i ®· híng
dÉn, gióp ®ì em hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy. T«i còng xin c¶m ¬n c¸c anh chÞ
vµ b¹n bÌ ®· gióp ®ì t«i hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy!
Hµ Néi, ngµy 15 th¸ng 6 n¨m2008
Sinh viªn
NguyÔn Thanh Tïng
SV: NguyÔn Thanh Tïng 1 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Ch¦¬ng I
KH¸I QU¸T VÒ §ÆC §IÓM §ÞA CHÊt–c«ng t¸c khai
th¸c má ®¸ v«i c«ng ty xi m¨ng bót s¬n
1. B¸O C¸O §ÞA CHÊT KHU Má
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ HÀNH CHÍNH KHU MỎ
Mỏ đá vôi Hồng Sơn khai thác để phục vụ cho nhà máy xi măng Bút
Sơn. Đây là một dãy núi nằm trong xã Thanh Sơn thuộc huyện Kim Bảng tỉnh
Hà Nam.
+ Phía Đông giáp thôn Lạc Sơn.
+ Phía Tây giáp hồ Lịch Sơn.
+ Phía Nam giáp kho xăng dầu K135.
+ Phía Bắc giáp thôn Bút Sơn.
Mỏ đá cách thị xã Phủ Lý khoảng 3km theo đường chim bay. Mỏ đá
vôi Hồng Sơn cung cấp đá theo nhu cầu của nhà máy xi măng Bút Sơn.
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
1.2.1. Địa hình
Dãy núi Hồng Sơn chạy dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam có chiều
dài khoảng 1500m, chiều rộng khoảng 300 ÷ 500m.
Địa hình dãy núi bị phân cắt mạnh về phía Bắc, phình to về phía Nam.
Đá vôi dùng làm nguyên liệu cho nhà máy xi măng Bút Sơn được chia làm 2
khu: Khu I và khu II. Đồ án chỉ thiết kế sơ bộ khu I mỏ đá vôi Hồng Sơn -
Kim Bảng - Hà Nam. Khu I có 3 đỉnh cao nhất:
+ Đỉnh ĐN01 có độ cao tự nhiên +227,12m.
+ Đỉnh ĐN02 có độ cao tự nhiên +197,5m.
+ Đỉnh ĐN03 có độ cao tự nhiên +195,9m.
Mạng lưới thủy văn của khu mỏ: Khu mỏ được sông Đáy bao bọc bởi
phía Đông - Bắc - Nam cách mỏ Hồng Sơn khoảng 4 ÷ 6km. Có tác dụng tưới
tiêu cho một số huyện thuộc tỉnh Hà Tây và tỉnh Hà Nam. Đây là nguồn cung
cấp nước chủ yếu cho khu vực mỏ. Chế độ thủy văn như sau:
SV: NguyÔn Thanh Tïng 2 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
+ Mực nước lên xuống thất thường:
Trung bình về mùa khô: +0,35mm.
Trung bình về mùa mưa: +1,35mm.
+ Mực nước thấp nhất: 0,4m (ngày 13 - 3 - 1925).
+ Mực nước cao nhất: 5,83m (ngày 17 - 7 - 1915).
+ Đỉnh lũ cao nhất đo được tại trạm Tam Lang năm 1971 cao +5,3m
tương ứng với lưu lượng nước 986m 3/s. Chất lượng nước thay đổi theo mùa.
Mùa mưa nước lũ đục vì mang nhiều phù sa, mùa khô nước trong xanh.
Trong phạm vi khu mỏ không có dòng chảy thường xuyên trên mặt. Số
hang cactơ phát hiện được chỉ có một số ít chứa nước. Do thành phần cấu tạo
của đất đá mỏ chứa sét, sạn cát, oxit sắt... có cấu tạo rời rạc, độ rỗng cao nên
khả năng chứa nước kém.
1.2.2. Khí hậu
Vùng mỏ nằm trong phạm vi ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa,
một năm chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9.
Mùa lạnh kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Thông thường, tháng 4 là
tháng chuyển giao từ mùa lạnh sang mùa nóng, còn tháng 10 là tháng chuyển
từ mùa nóng sang mùa lạnh.
+ Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ trung bình hàng năm của khu mỏ từ 22
÷ 240C. Có 5 tháng nhiệt độ trung bình lớn hơn 27 0C (từ tháng 5 đến tháng 9)
và 4 tháng nhiệt độ trung bình dưới 20 0C (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau).
Biên độ dao động trong một ngày khoảng 3,2 ÷ 6,70C.
+ Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí trung bình của khu vực khai thác
là 84 ÷ 85%, dao động tương đối trong năm khoảng 71 ÷ 81%. Tháng có độ
ẩm không khí cao nhất vào khoảng tháng 3 là 91%. Tháng có độ ẩm không
khí nhỏ nhất vào khoảng tháng 11 là 79%.
+ Lượng mưa hàng năm trên toàn khu vực khoảng 1750 ÷ 1860mm. Mùa
mưa kéo dài từ tháng 6 đến tháng 10. Mùa bão xuất hiện từ tháng 7 đến tháng 9.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 3 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
+ Tốc độ gió trung bình hàng năm của mỏ là 2 ÷ 3 m/s. Hướng gió chính
phụ thuộc vào hai mùa. Gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
Gió mùa Đông Nam từ tháng 5 đến tháng 9.
+ Nắng bức xạ: Thời gian chiếu sáng trung bình hàng năm của khu vực
Bút Sơn là 10 ÷ 13 giờ/ngày. Thời gian nắng trung bình trong năm 1650h. Thời
gian nắng lớn nhất trong tháng 200h (tháng 7). Thời gian nắng ít nhất trong
tháng 40h (tháng 3).
1.2.3. Giao thông - Cơ Sở hạ tầng
Vùng mỏ nằm ngay gần với nhà máy xi măng Bút Sơn nên có hệ thống
giao thông tương đối hoàn chỉnh cả về đường bộ, đường sắt và đường thủy.
+ Đường bộ: Có hệ thống tuyến đường nối liền nhà máy đến quốc lộ
21A (Phủ Lý - Hòa Bình), cách quốc lộ 1A khoảng 8km theo đường Kiện
Khê.
+ Đường sắt: Có tuyến đường sắt nối liền từ nhà máy đến ga Phủ Lý
dài 11km làm nhiệm vụ vận chuyển xi măng tới đại lý và hộ tiêu thụ.
+ Đường thủy: Mỏ cách bến cảng gần nhất là cảng Kiện Khê 3km trên
sông Đáy.
Toàn thị xã cã BÖnh viÖn lín :BÖnh viÖn §a Khoa tØnh ®îc trang bÞ
dông cô m¸y mãc hiÖn ®¹i ®Ó phôc vô nh©n d©n vµ c¸n bé c«ng nh©n c«ng ty.
Quanh vïng cã 5 truêng cÊp III , vµ hµng chôc trêng phæ th«ng c¬ së
®¶m b¶o 100% con em c¸n bé c«ng nh©n ®îc ®i häc.
Trong khu vùc cßn cã c¸c hÖ thèng c¬ së h¹ tÇng nh hÖ thèng líi ®iÖn
cao thÕ, hÖ thèng cÊp tho¸t níc dïng phôc vô sinh ho¹t cña ngêi d©n vµ ho¹t
®éng cña c«ng ty.
1.2.4. Kinh tế nhân văn
Dân cư: Dân cư xung quanh mỏ khá đông, hầu hết là người Kinh với
nhiều ngành nghề lao động khác nhau. Trong đó, có nghề khai thác đá vôi nên
có khả năng cung cấp lao động tại chỗ rất phong phú. Mỏ đá vôi Hồng Sơn
nằm giữa khu vực 3 thôn là thôn Lạc Sơn, thôn Hồng Sơn, thôn Bút Sơn
SV: NguyÔn Thanh Tïng 4 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
thuộc huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam. Tổng số dân cư gần nhà máy 770 hộ với
khoảng 3100 người.
Tình hình kinh tế:
+ Về công nghiệp: Trong khu mỏ có cơ sở công nghiệp lớn là nhà máy
xi măng Bút Sơn. Ngoài ra còn có các xí ngiệp khai thác đá nhỏ và vừa. Tại
khu vực khai thác mỏ không có các công trình kinh tế - xã hội lớn. tuy nhiên,
có những công trình cần được quan tâm như:
Kho xăng dầu K135 thuộc công ty xăng dầu B12 nằm trên khu vực
diện tích đất rộng 300ha.
Mỏ đá vật liệu xây dựng Kiện Khê.
Nhà thờ Bút Sơn: Đây là công trình tín ngưỡng của nhân dân trong
khu vực. Nhà thờ đặt tại xóm 1 thôn Bút Sơn.
+ Về công nghiệp: Trên 90% dân số của 3 thôn thuộc xã Thanh Sơn
sống bằng nghề nông nghiệp còn lại sống bằng nghề khác như: Khai thác đá
vôi, xây dựng, làm thủ công...Mức sống của người dân hiện tại đang có sự
tăng trưởng.
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU MỎ
1.3.1. Địa tầng
Địa tầng khu mỏ thuộc tầng Đồng Giao, tuổi Triat giữa, bậc Lađimi
(T2LĐg), được chia thành 5 lớp. Đá có cấu tạo 5lớp song song, thế nằm
nghiêng, phương vị hướng dốc 250 ÷ 2600, góc dốc 60 ÷ 700. Trong lớp đá vôi
chỉ xuất hiện một vài thấu kính đá vôi đôlômit ở độ sâu 181 ÷ 196m có chiều
dày 15m ở mẫu hóa K1 - 50 đến K1 - 56 và thấu kính ở độ sâu 233 ÷ 237m dày
4m ở mẫu hóa K1 - 60 ở tuyến III do lỗ khoan ngang K1 phát hiện.
1.3.2. Đặc điểm cấu tạo
Theo báo cáo thăm dò tỉ mỉ năm 1975 và báo cáo thăm dò bổ sung năm
1994 thì có thể chia thành 5 lớp từ dưới lên trên theo địa tầng:
+ Lớp 1: Lớp đá vôi nhiễm sét màu xám đen. Đá vôi có cấu trúc vi hạt
đến hạt mịn màu xám hoặc xám tro, xám đen có hàm lượng CaO cao (trung
SV: NguyÔn Thanh Tïng 5 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
bình 51,24%), hàm lượng MgO thấp (trung bình 1,81%) có thể làm nguyên
liệu sản xuất xi măng. Trong lớp đá vôi chứa sét và vật chất hữu cơ có thể
làm nguyên liệu phụ gia với tỷ lệ tính toán cụ thể. Lớp này nằm ở khu II của
mỏ Hồng Sơn.
+ Lớp 2: Gồm hai khối:
Khối đá vôi có màu xám đen lộ ra từ đứt gãy HH’ về phía Tây Bắc.
Khối đá vôi có màu trắng. Khối này phân bố từ đứt gãy HH’ ở hướng
bắc hồ Lạt Sơn phía Đông Nam, phía Tây được giới hạn bởi đứt gãy LL’.
Thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit (90 ÷ 95%). Đây là lớp đá vôi được
khai thác để cung cấp nguyên liệu chính cho nhà máy.
+ Lớp 3: Lớp này chứa đôlômit phân bố ở phía Tây đứt gãy LL’ với
chiều dày nhỏ hơn 5m.
+ Lớp 4: Lớp đá vôi xen kẹp nằm gần song song. Tiếp giáp với lớp 3
trở về phía Tây với chiều dày khoảng 10m (tuyến III và tuyến V) nhưng từ
tuyến XI đến tuyến XIII thì phì rộng 34 ÷ 120m.
+ Lớp 5: Lớp đá vôi chứa đôlômit phân bố từ vách lớp 4 đến sát sườn
núi phía Tây.
Trong mỏ có 3 đứt gãy kí hiệu: PP’, LL’, HH’. Các đứt gãy này không
ảnh hưởng tới quá trình khai thác.
1.3.3. Đặc điểm chất lượng đá vôi mỏ Hồng Sơn
+ Thành phần khoáng vật chính hầu hết là canxit rất ít đôlômit.
+ Thành phần hóa học tương đối đồng đều trong toàn khu mỏ.
Hàm lượng các chất CaO và MgO ở các tuyến thăm dò trong khu mỏ được
thể hiện ở bảng 1-1.
Bảng 1 – 1. Bảng tổng hợp thành phần hóa cơ bản theo tuyến mặt cắt
SV: NguyÔn Thanh Tïng 6 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Hàm lượng (%)
TT Ký hiệu tuyến
CaO MgO
1 I 54,08 0,36
2 II 53,94 0,41
3 III 53,52 0,87
4 IV 54,19 0,35
5 V 53,93 0,46
6 VI 53,73 0,44
Đặc điểm chất lượng đá vây quanh
+ Lớp đá vôi chứa đôlômit (lớp 3): Lớp này có hàm lượng CaO thấp,
MgO cao. Với đặc điểm chất lượng này đá không phù hợp với yêu cầu sản
xuất xi măng.
+ Lớp kẹp đá vôi (lớp 4): Lớp này có hàm lượng CaO > 50%, hàm
lượng MgO thấp ( < 2%) về chất lượng có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất
xi măng nhưng có chiều dày mỏng, trữ lượng nhỏ, nằm kẹp giữa hai lớp đá có
hàm lượng MgO cao nên việc khai thác chọn lọc khó khăn.
+ Lớp đá vôi đôlômit (lớp 5): Lớp này có hàm lượng CaO rất thấp, hàm
lượng MgO cao nên cũng không thể làm nguyên liệu cho sản xuất xi măng
được.
1.3.4 Trữ lượng mỏ
1.3.4.1 Phương pháp tính trữ lượng
Để tính toán trữ lượng khoáng sàng nói chung và đá vôi nói riêng ta có
thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Ở mỏ đá vôi Hồng Sơn trữ lượng
khu I được xác định bằng phương pháp mặt cắt ngang, bình đồ đồng mức
được thành lập khoảng cao đều là 10m - diện tích mặt cắt giới hạn bởi các
đồng mức xác định trên bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 2000.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 7 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Phương pháp tính như sau: Xét hai mặt cắt ngang là S i và Si+1. Nếu độ
chênh lệch giữa hai diện tích này nhỏ hơn 40% thì ta áp dụng công thức sau
để tính khối lượng đá ở các tầng tương ứng:
, (m3) (3.1)
Trong đó:
Vi: trữ lượng đá của tầng thứ i, ( m3)
Si,Si+1: lần lượt là diện tích các đường đồng mức thứ i và i + 1, (m2)
h: khoảng cách giữa hai mặt cắt, h = 10m
ε: hệ số độ lỗ hổng, ε = 0,5%
Khi hai mặt cắt ngang Si và Si+1 có độ chênh lệch diện tích lớn hơn 40%
thì khối lượng đất đá được tính theo công thức:
, (m3) (3.2)
Khối lượng đá ở các ngọn núi sẽ được tính sau khi xác định được mặt
cắt ngang phía đáy của ngọn núi
, (m3) (3.3)
Trong đó:
Si: diện tích đo được tại mặt cắt thứ i, m2
hn:khoảng cách từ đỉnh tới mặt cắt thứ i, m
Khối lượng đá được tính toán trong trữ lượng mỏ là:
, (m3) (3.4)
Trong đó:
Vi: khối lượng đá tính tại mặt cắt thứ i, m3
V0: khối lượng đá tính tại các ngọn núi, m3
SV: NguyÔn Thanh Tïng 8 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
1.3.4.2 Kết quả tính toán trữ lượng khu mỏ đá vôi Hồng Sơn
Bảng 1 - 2: Bảng tổng hợp trữ lượng đá vôi và đá đôlômit
khu mỏ đá vôi Hồng Sơn
TT Cao độ Đá vôi (m3) Đá đôlômit (m3)
1 +30 ÷ +40 5 694 275 130 382
2 +40 ÷ +50 5 335 190 272 151
3 +50 ÷ +60 4 895 358 433 525
4 +60 ÷ +70 4 526 339 537 415
5 +70 ÷ +80 4 136 226 567 356
6 +80 ÷ +90 3 783 762 597 933
7 +90 ÷ +100 3 354 771 583 563
8 +100 ÷ +110 2 795 507 565 072
9 +110 ÷ +120 2 439 160 498 643
10 +120 ÷ +130 2 065 075 418 467
11 +130 ÷ +140 1 730 773 316 110
12 +140 ÷ +150 1 397 221 222 923
13 +150 ÷ +160 944 246 134 960
14 +160 ÷ +170 593 529 66 316
15 +170 ÷ +180 440 218
16 +180 ÷ +190 318 366
17 +190 ÷ +200 295 098
18 +200 trở lên 50 606
Tổng 44 822 719 5 344 816
SV: NguyÔn Thanh Tïng 9 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN - ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1.4.1. Đặc điểm địa chất thủy văn
1.4.1.1. Nước mặt
Trong phạm vi khu mỏ không có dòng chảy thường xuyên ở trên mặt.
Tại đây, nước mặt được thoát tự nhiên. Bản thân đá vôi có nhiều khe nứt,
hang cactơ. Toàn bộ khu khai thác có độ cao lớn hơn độ cao ngập lụt và khu
vực xung quanh. Trong quá trình khai thác cần chú ý không lấp các hang tự
nhiên dưới chân núi phía Tây vì đây là nơi thoát nước tự nhiên cho khu vực.
Phía Đông của nhà máy nước chảy ra hồ Lạt Sơn và Liên Sơn.
1.4.1.2. Nước dưới đất
Theo kết quả khảo sát từ tài liệu quan trắc các lỗ khoan thì trong các
lớp đá vôi không chứa nước. Các hang cactơ phần lớn là hang treo khô không
chứa nước hoặc chỉ chứa nước vào mùa mưa. Nguyên nhân chính là do đá có
cấu tạo thành phần chứa sét, sạn, cát... rời rạc, độ rỗng cao nên khả năng chứa
nước kém.
Nguồn cung cấp nước chính là nước mưa thoát ra ở những hang, rãnh,
hố sụt đá vôi, nơi địa hình thấp và bổ sung trực tiếp xuống lớp đất đá vôi nứt
nẻ nằm dưới. Nói chung, khi tiến hành khai thác đá vôi ở mức +30m trở lên
thì công trình không chịu ảnh hưởng bởi nước mặt.
1.4.2. Đặc điểm địa chất công trình
1.4.2.1. Các hiện tượng địa chất động lực
Khe nứt, đứt gãy: Trên bề mặt đá vôi, các đứt gãy phát triển không
đồng đều và không phân bố theo quy luật nhất định. Khu khai thác chịu ảnh
hưởng của 3 đứt gãy, đặc biệt là 2 đứt gãy ảnh hưởng tới thân nguyên liệu
(lớp 2), đó là đứt gãy L - L’ phát triển gần như song song với ranh giới phía
Tây giữa hai lớp 2 và 3. Đứt gãy H - H’ phát triển trong tầng phân chia lớp 2
thành 2 khối có màu sắc khác nhau. Vì vậy, đá bị nứt nẻ theo nhiều phương
khác nhau làm giảm độ nguyên khối cũng như độ bền vững cơ lý của khối đá.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 10 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Phần trên do hiện tượng phong hóa hóa học và cơ học gây ra hiện tượng trượt
nở của đá.
Hang cactơ: Trong núi đá vôi phát triển rất nhiều hang cactơ có hình
dạng và kích thước đa dạng. Căn cứ vào kết quả của hố khoan ngang rộng từ
2 ÷ 10m. Thông thường từ 30 ÷ 40cm cách nhau 0,5 ÷ 2m. Cụ thể tại các độ
sâu khác nhâu gặp các hang có kích thước là:
+ Tại độ sâu 62,8 ÷ 65,6 gặp hang cactơ rộng 2,2m.
+ Tại độ sâu 8,3 ÷ 8,5 gặp hang cactơ rộng 2m.
+ Tại độ sâu 104,6 ÷ 106,6 gặp hang cactơ rộng 1m.
Theo kết quả đánh giá thì tỷ lệ hang cactơ chiếm 5% lượng đá. Đây là
vấn đề khó khăn cho công tác khai thác.
Hiện tượng trượt lở: Các lớp đá cắm với góc nghiêng lớn (60 ÷ 70 0) có
khi lên tới (80 ÷ 850) nên có 1 vài hiện tượng trượt lở xảy ra. Nguyên nhân
của hiện tượng này là do mất cân bằng trọng lực hoặc xảy ra hiện tượng đá đổ
do các chân khối đá bị xói mòn. Nhưng tất cả các ảnh hưởng dẫn tới trượt lở
nói trên đều có các biện pháp khắc phục nên không ảnh hưởng tới quá trình
khai thác .
1.4.2.2. Tính chất cơ lý của đất đá
Đá vôi của vùng mỏ không có đất đá phủ. Cấu tạo dạng khối, hạt mịn,
có đá đôlômit hóa xen kẹp dưới dang thấu kính.
Bảng 1 - 3: Tổng hợp tính chất cơ lý của đất đá
Giá trị
Đặc trưng cơ lý
Lớn nhất Nhỏ nhất Trung bình
1. Đá vôi nhiễm màu xám đen
- Tỷ trọng, kg/dm3 2,83 2,70 2,77
- Dung trọng, kg/dm3 2,73 2,57 2,69
- Độ ẩm tự nhiên, % 0,43 0,10 0,32
SV: NguyÔn Thanh Tïng 11 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
- Cường độ kháng nén, kg/cm2 1092 427 794
2. Lớp đá vôi làm nguyên liệu
- Tỷ trọng, kg/dm3 2,80 2,68 2,74
- Dung trọng, kg/dm3 2,75 2,64 2,69
- Độ ẩm tự nhiên, % 0,43 0,017 0,18
- Cường độ kháng nén, kg/cm2 1297 391,2 781,9
3. Lớp đá vôi đôlômit
- Tỷ trọng, kg/dm3 2,87 2,72 2,80
- Dung trọng, kg/dm3 2,73 2,64 2,69
- Độ ẩm tự nhiên, % 0,36 0,079 0,28
- Cường độ kháng nén, kg/cm2 1164 673 726
Nhận xét:
Qua tài liệu đánh giá địa chất khu mỏ ta thấy rằng điều kiện để tiến
hành khai thác đá vôi là tương đối thuận lợi:
+ Đá vôi có thành phần hóa học khá tinh khiết (hàm lượng CaO trung
bình 53,5% còn hàm lượng MgO thấp khoảng 0,5%) hoàn toàn có khả năng
sử dụng để làm nguyên liệu sản suất xi măng.
+ Đá vôi có độ ổn định cao, ít xảy ra hiện tượng trượt lở.
+ Điều kiện địa chất thủy văn tương đối đơn giản.
+ Vị trí khu mỏ thuận lợi đối với giao thông vận tải.
+ Có nguồn nhân công dồi dào tại địa phương.
Tuy nhiên còn có một số đặc điểm không thuận lợi:
+ Trong lớp đá vôi nguyên liệu ở dưới đáy sâu có xen kẹp các thấu kính
đá vôi đôlômit khi khai thác cần phải loại bỏ. Điều này gây không ít khó khăn
vì khi phân biệt đá vôi đôlômit với đá vôi nguyên liệu bằng mắt thường tương
đối khó khăn, chỉ có hóa nghiệm mới xác định được.
SV: NguyÔn Thanh Tïng 12 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
+ Do ảnh hưởng của đứt gãy, đá nứt nẻ mạnh. Mặt khác, lại xen kẹp
với các hang cactơ chứa sét gây nhiều khó khăn cho công tác khoan nổ mìn
khi khai thác.
1.5. HÖ thèng khai th¸c
1.5.1 HÖ thèng khai th¸c cña má
Do ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh phøc t¹p, gãc dèc sên nói lín nªn c«ng t¸c thiÐt
kÕ vµ thi c«ng cho tuyÕn ®êng vËn t¶i « t« lín. Theo thiÕt kÕ x©y dùng c¬ b¶n
vµ khai th¸c má cña c«ng ty t vÊn x©y dùng c«ng tr×nh VLXD- Bé x©y dùng
th¸ng 3 n¨m 1997. Má ®¸ Hång S¬n- C«ng ty xi m¨ng Bót S¬n sö dông hÖ
thèng khai th¸c : Ph¬ng ph¸p hçn hîp, khai th¸c theo líp b»ng híng tõ trªn
xuèng díi. HÖ thèng hçn hîp lµ sù kÕt hîp cña hai hÖ thèng :
khai th¸c khÊu theo líp b»ng bèc chuyÓn qua sên nói ( tõ møc +150
+200 ) vµ Khai th¸c khÊu theo líp b»ng vËn t¶i trùc tiÕp ë c¸c møc díi (tõ
møc +30 +150 )
C¬ së cña viÖc lùa chän ®é cao +150 lµ ®é cao chuyÓn giao gi÷a hai hÖ thèng
khai th¸c v× t¹i ®é cao nµy chi phÝ xóc chuyÓn b»ng m¸y bèc b»ng chi phÝ vËn
chuyÓn trùc tiÕp b»ng « t«.
C¸c th«ng sè kü thuËt khai th¸c c¬ b¶n ®îc thÓ hiÖn ë b¶ng 1.4
B¶ng 1.4 C¸c th«ng sè cña hÖ thèng khai th¸c
TT Th«ng sè Gi¸ trÞ, ®¬n vÞ
1 ChiÒu cao tÇng khai th¸c trung b×nh 10 11m
2 ChiÒu réng mÆt tÇng trung b×nh 253 30m
3 ChiÒu dµi mét tuyÕn khai th¸c trung b×nh 40m
4 Gãc nghiªng sên tÇng 70 75
1.5.2 C¸c th«ng sè cña hÖ thèng khai th¸c
1.5.2.1 HÖ thèng khai khÊu theo líp b»ng bèc chuyÓn qua sên nói
( tõ +150 +200 )
* ChiÒu cao tÇng: Theo kinh nghiÖm cña mét sè má cã ®iÒu kiÖn t-
¬ng tù ta chän chiÒu cao tÇng h =10m
SV: NguyÔn Thanh Tïng 13 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
* Gãc nghiªng sên tÇng: =75
* ChiÒu réng kho¶nh khai th¸c: A= w + (n -1) b , m ( 5.1 )
Trong ®ã:
W: §êng kh¸ng ch©n tÇng W= 3,5m
b: khoảng cách giữa các hàng mìn, b = 3m
n: số hàng mìn, chọn n = 5
A = 3,5 + ( 5 - 1).3 = 15,5m
* Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu
Bmin = A + X + C + Z, m (5.2)
Trong đó:
A: chiều rộng dải khấu
X: chiều rộng phần ngoài của đống đá
Gọi Bđ là chiều rộng đống đá sau khi nổ mìn
Bđ = A + X ,m (5.3 )
Theo giáo sư Rjepski, chiều rộng đống đá nổ mìn được xác định theo
công thức sau:
,m (5.4)
Trong đó:
kv: hệ số phụ thuộc thời gian vi sai, kv = 0,9
kn: hệ số phụ thuộc mức độ khó nổ, kn = 3,5
kβ: hệ số phụ thuộc góc nghiêng của lỗ khoan, kβ = 1
q: chỉ tiêu thuốc nổ thực tế, q = 0,46
m
C: khoảng cách từ mép đống đá đến mép lăng trụ trượt lở, C = 1m
Z: chiều rộng lăng trụ trượt lở
Z = h.( cotgα' - cotgα), m (5.5)
Trong đó:
h: chiều cao tầng, h = 10m
α': góc ổn định của đất đá, α' = 500
SV: NguyÔn Thanh Tïng 14 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
α: góc nghiêng sườn tầng, α = 750
Z = 10.( cotg50 - cotg75) = 5,7m
Bmin = 33,4 + 1 + 5,7 = 40,1m
Chọn Bmin = 40m
1.5.2.2 Hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp trên
tầng (từ +30 ÷ + 150)
Các thông số của hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp
trên tầng tương tự như các thông số của hệ thống khai thác khấu theo lớp
bằng bốc chuyển qua sườn núi.
- Chiều cao tầng, h = 10m
- Góc nghiêng sườn tầng, α = 750
- Chiều rộng khoảnh khai thác, A = 15,5m
Tuy nhiên, ta cần xác định thêm chiều dài khu vực xúc bốc.
- Chiều dài khu vực xúc bốc
,m (5.6)
Trong đó:
Qx: năng suất của máy xúc, 2 040 m3/ngày
T: thời gian xúc hết đống đống đá nổ mìn, T = 4 ngày
A: chiều rộng dải khấu, A = 15,5 m
h: chiều cao tầng, h = 10m
m
Chọn chiều dài khu vực xúc bốc là 50m.
Vậy chiều dài khu vực làm việc của máy xúc
Lk = 3. 50 = 150m
1.6 C«ng t¸c khoan næ m×n
SV: NguyÔn Thanh Tïng 15 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
Khu mỏ đá vôi Hồng Sơn ®¸ có độ cứng f = 6 ÷ 10. Để tách đá ra khỏi
nguyên khối và đập vỡ đến cỡ hạt cần thiết hợp lý theo yêu cầu mỏ thì dùng
phương pháp khoan nổ mìn.
Khoan lỗ mìn là khâu công nghệ đầu tiên trong dây truyền khai thác đá.
Nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng các khâu công nghệ kế tiếp và giá thành
khai thác.
Tính chất cơ lý của đất đá như độ cứng, độ nứt nẻ, điều kiện địa chất
thủy văn, địa hình... cũng ảnh hưởng nhiều đến năng xuất của máy khoan.
HiÖn t¹i C«ng ty xi m¨ng Bót S¬n sö dông loại máy khoan đập xoay
ROC 742HC - 12 hãng Atlascopco của Thụy Điển sản xuất với đường kính
mũi khoan là 102mm.
§Ó ®¶m b¶o chÊt lîng cña vô næ cũng như an toàn về sóng chấn động và
sóng đập không khí má sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai phi điện qua từng
lỗ. Do vậy, chọn sử dụng thuốc nổ Anfo thường.
Ưu điểm của thuốc nổ Anfo thường là sản xuất đơn giản, rẻ tiền nên nó
được sử dụng rộng rãi trên các mỏ lộ thiên.
Để kích nổ cho thuốc nổ Anfo thường, sử dụng khối mồi nổ TMN-15H
và các loại kíp vi sai phi điện ở trên mặt và xuống lỗ.
+ Loại kíp vi sai phi điện trên mặt có độ chậm là 17ms dùng để đấu qua
từng lỗ mìn trong hàng và 42ms dùng để đấu qua các hàng mìn.
+ Loại kíp vi sai xuống lỗ là 400ms.
* C¸c th«ng sè vÒ hé chiÕu khoan næ m×n ®îc thÓ hiÖn ë b¶ng 1.5
Bảng 1.5 : Tổng hợp các thông số của hộ chiếu khoan nổ mìn
TT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao tầng khai thác h m 10
2 Góc dốc sườn tầng độ 75
SV: NguyÔn Thanh Tïng 16 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
3 Chiều rộng dải khấu A m 15,5
4 Đường kính lỗ khoan d mm 102
5 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,46
6 Đường kháng chân tầng W m 3,5
7 Khoảng cách giữa các lỗ khoan a m 3,5
8 Khoảng cách giữa các hàng khoan b m 3
9 Góc nghiêng của lỗ khoan độ 90
10 Chiều sâu lỗ khoan lk m 11,5
Lượng thuốc nổ trong hàng ngoài Qn 56,35
kg
11 1 lỗ mìn hàng trong Qt 48,3
hàng ngoài ltn 7,5
Chiều cao cột thuốc m
12 hàng trong ltt 6,5
hàng ngoài lbn 4
Chiều cao cột bua m
13 hàng trong lbt 5
14 Công suất phá đá p m3/m 10,6
15 Chu kỳ nổ mìn T ngày 4
1.7 C«ng t¸c xóc bèc, vËn chuyÓn
Tríc khi xóc bèc, xëng má kÕt hîp víi phßng kü thuËt s¶n xuÊt, phßng
thÝ nghiÖm KCS kiÓm tra ®¸nh gi¸ chÊt lîng ®¸. ®a ra biÖn ph¸p phèi liÖu
thÝch hîp hoÆc lo¹i bá phi nguyªn liÖu. Sau khi dän b·i th¶i, ®¶m b¶o yªu cÇu,
bè trÝ m¸y xóc thuû lùc b¸nh xÝch PC-750-6 xóc ®¸ lªn « t« vËn t¶i ®a vÒ tr¹m
®Ëp.
C«ng t¸c vËn t¶i b»ng « t« khung cøng tù ®æ R32 h·ng Eculid cña Thuþ
§iÓn víi träng t¶i tõ 32 tÊn
1.8 Kü thuËt an toµn khai th¸c chÕ biÕn ®¸ lé thiªn
Phải nghiêm chỉnh chấp hành các điều kiện nêu trong quy phạm khai
thác chế biến đá lộ thiên theo TCVN 5178 - 90.
C¸c biÖn ph¸p kü thuËt gåm:
. Kỹ thuật an toàn trong công tác khoan
SV: NguyÔn Thanh Tïng 17 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
. Kỹ thuật an toàn trong công tác nổ mìn
. Kỹ thuật an toàn trong công tác xúc bốc và san gạt đất đá
. Kỹ thuật an toàn trong công tác vận tải
. An toàn trong công tác chiếu sáng và cung cấp điện
1.9. c¸c biÖn ph¸p xö lý m«I trêng vµ vÖ sinh c«ng
nghiÖp trong khai th¸c má
1.9.1. C¸c yÕu tè ¶nh hëng trong qu¸ tr×nh khai th¸c má
- C«ng t¸c khoan næ m×n: §©y lµ c«ng ®o¹n lµm t¬i ®Êt ®¸ vµ sÏ t¹o ra
nh÷ng ®¸m m©y bôi cã nång ®é kh¸ cao, phÇn lín sÏ l¾ng ®äng xuèng m«i tr-
êng trong vßng b¸n kÝnh 0,5km.
- C«ng t¸c xóc bèc: SÏ bao gåm c¸c lo¹i m¸y xóc, trong qu¸ tr×nh vËn
hµnh sÏ t¹o ra kho¶ng c¸ch bôi réng tõ 150 200m.
- C«ng t¸c vËn t¶i: Do khai trêng cña má cao tõ møc 30 200m c¸c lo¹i
xe cã träng t¶i lín ch¹y däc tuyÕn ®êng vËn t¶i sÏ t¹o ra nång ®é bôi lín lan ra
xung quanh víi b¸n kÝnh 200 300m vµ trµn xuèng vïng d©n c.
1.9.2. C¸c biÖn ph¸p xö lý
- VÖ sinh c«ng nghiÖp c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lµm viÖc: Mét trong nh÷ng
yÕu tè c¬ b¶n vÒ an toµn khai th¸c má lé thiªn lµ ®¶m b¶o n¬i lµm viÖc cña
c«ng nh©n, cã ®ñ lîng kh«ng khÝ s¹ch. §Ó h¹n chÕ tèi ®a nh÷ng ®éc h¹i do
m«i trêng g©y ra, hµng n¨m C«ng ty chi ra mét kho¶n kinh phÝ cho c«ng t¸c
b¶o hé lao ®éng. Thêng xuyªn kh¸m søc khoÎ ®Þnh kú cho c¸n bé, c«ng nh©n
viªn trong má, trªn c¬ së ®ã ®iÒu trÞ kÞp thêi nh÷ng ngêi cã bÖnh nghÒ nghiÖp.
- Gi¶m lîng bôi trong má: Cã thÓ dïng ph¬ng ph¸p phun níc, dïng c¸c
thiÕt bÞ läc bôi, tíi níc cho c¸c ®êng mòi khoan. §©y lµ c«ng t¸c thêng xuyªn
t¹i má nh»m h¹n chÕ chèng « nhiÔm bôi.
- §Ó gi¶m lîng khÝ ®éc ph¸t sinh: dïng c¸c lo¹i thuèc næ c©n b»ng «xi
b»ng 0 hoÆc kÕt hîp c¸c lo¹i thuèc næ víi nhau ®Ó cã c©n b»ng «xi b»ng 0.
- Trång c©y xanh
- TiÕn hµnh thêng xuyªn: gi¸o dôc, tuyªn truyÒn phæ biÕn kiÕn thøc vµ
ý thøc tô gi¸c b¶o vÖ m«i trêng ®Õn tõng c¸n bé c«ng nh©n viªn ®Ó thùc hiÖn.
1.10 KÕ ho¹ch khai th¸c
1.10.1. ChÕ ®é lµm viÖc cña má ®¸ v«i Hång S¬n
§Æc ®iÓm tù nhiªn cña má ®¸ v«i Hång S¬n – Kim B¶ng – Hµ Nam lµ
lµm viÖc ngoµi trêi, ®êng vËn t¶i dèc , ®Þa h×nh ®åi nói cao. C¨n cø vµo ®iÒu
kiÖn thêi tiÕt vµ ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, Xëng Má – C«ng ty xi m¨ng Bót S¬n ®·
SV: NguyÔn Thanh Tïng 18 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
chän chÕ ®é lµm viÖc theo nguyªn t¾c lµm viÖc kh«ng liªn tôc , nghØ thø 7 ,
chñ nhËt víi phßng ban vµ khèi hµnh chÝnh:
+ Thêi gian lµm viÖc cña má : 300 ngµy/ n¨m
+ Khoan ®¸: 2 ca/ ngµy – 6giê/ca
+ Næ m×n: 1ca/ ngµy( kh«ng thêng xuyªn).
+ ñi, xóc, vËn chuyÓn: 2 ca/ ngµy – 8giê/ ca
1.10.2 KÕ ho¹ch khai th¸c
Khu má ®¸ v«i Hång S¬n khai th¸c nguyªn liÖu ®¸ v«i cung cÊp cho
nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n . Nhµ m¸y nµy cã c«ng suÊt thiÕt kÕ lµ 4000 tÊn
clinke/ ngµy- ®ªm. Do ®ã, s¶n lîng cña má ®îc tÝnh theo yªu cÇu vÒ s¶n lîng
cña nhµ m¸y lµ:
Qdv = 1 200 000 × 1,25 ×1,15 = 1 725 000,
tấn đá/năm.
Trong đó:
1 200 000: sản lượng nhà máy tính theo clinke trong 1 năm,
1,25: định mức tiêu thụ đá vôi,
1,15: hệ số kể đến tổn thất trong quá trình khai thác và vận chuyển
1.10.3 Tuæi thä cña má
Tuæi thä cña má thùc tÕ ®îc tÝnh tõ khi b¾t ®Çu x©y dùng c¬ b¶n ®Õn lóc kÕt
thóc khai th¸c vµ c¶ thêi gian c¶i t¹o kh¾c phôc m«i trêng.
T = TXDCB + TKT + TCTMT , năm (10.1)
Trong đó:
TXDCB: thời gian xây dựng cơ bản, TXDCB = 2,2 năm
TKT: thời gian khai thác mỏ
, năm (10.2)
Trong đó:
ZTL: trữ lượng đá vôi của mỏ, ZTL = 44 822 719 tấn ( KÕt qu¶ b¸o
c¸o tÝnh to¸n tr÷ lîng ®¸ v«i)
ZXDCB: tổng khối lượng xây dựng cơ bản, ZXDCB = 905 825 tấn
Qdv: sản lượng đá vôi của mỏ, Qđv = 1 725 000 tấn/năm
năm
SV: NguyÔn Thanh Tïng 19 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48
§å ¸n tèt nghiÖp & Trêng §¹i Häc Má §Þa ChÊt
TCTMT: thời gian cải tạo, khôi phục môi trường, TCTMT = 1,3 năm
Vậy tuổi thọ khu I mỏ đá vôi Hồng Sơn là:
T = 2,2 + 25,5 + 1,3 = 29 năm.
CH¦¥NG II
c«ng t¸c tr¾c ®Þa má ®¸ v«I ë c«ng ty xi m¨ng
bót s¬n
2. Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa má ®¸ v«i c«ng ty
xi m¨ng Bót S¬n.
2.1. Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng
Khu má ®¸ v«i Hång S¬n khai th¸c nguyªn liÖu ®¸ v«i cung cÊp cho
nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n . Nhµ m¸y nµy cã c«ng suÊt thiÕt kÕ lµ 4000 tÊn
clinke/ ngµy- ®ªm. Khu má ®¸ kh«ng ph¶i lµ khu má ®éc lËp cã diÖn tÝch
kh«ng lín. §Ó phôc vô c«ng t¸c khai th¸c, tÝnh to¸n khèi lîng má. C¨n cø vµo
t×nh h×nh s¶n xuÊt hiÖn nay, m¹ng líi cò ®· kh«ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu s¶n
suÊt. MÆt kh¸c do diÖn tÝch cña má kh«ng lín, nªn phßng tr¾c ®Þa c«ng ty ®·
x©y dùng líi khèng chÕ ®o vÏ mÆt b»ng cho má theo ®å h×nh líi tø gi¸c tr¾c
®Þa ( h×nh 2.1)
SV: NguyÔn Thanh Tïng 20 Líp: Tr¾c §Þa Má _CT_K48