Tài liệu Lựa chọn phương pháp đào hào, mở vỉa nhằm tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường

Đề tài: Lựa chọn phương pháp đào hào, mở vỉa nhằm tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường

LỜI CẢM ƠNTrong quá tŕnh nghiên cứu và thực hiện đề tài “Lựa chọn phương pháp đào hào, mở vỉa nhằm tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường”. Tôi đă nhận được sự quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện của các thầy cô giáo, các nhà khoa học, các cơ quan, đơn vị tập thể, cá nhân trong và ngoài trường.
Trước hết tôi xin cảm ơn thầy giáo Thạc sĩ Nguyễn Sĩ Hội, người trực tiếp hướng dẫn khoa học đă giúp đỡ tôi trong suốt quá tŕnh nghiên cứu thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn khoa Mỏ trường Đại học Mỏ địa chất Hà Nội, bộ môn khai thác lộ thiên trường Đại học Mỏ địa chất Hà Nội, nhà máy xi măng Nghi Sơn đă giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Do tŕnh độ có hạn nên bản đồ án không tránh khỏi những khiếm khuyết, tôi rất mong được các thầy cô, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp góp ư.
Tôi xin chân thành cản ơn các nhà khoa học, thầy cô và tất cả các bạn đồng nghiệp đă giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài.
Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2002.
Người làm đề tài
Trần Quang Hiếu.

Phần Mở đầu Việt Nam đang bước sang thời kỳ công nghiẹp hoá, hiện đại hoá đất nước. các ngành công nghiệp khai thác khoáng ngày càng phát triển. Đặc biệt, ngành khai thác mỏ lộ thiên chiếm một tư trọng tuyệt đối trong hầu hết các sản phẩm má: 75% đối với than, 100% đối với các quạng kim loại, phi kim loại, vật liệu xây dựng, nguyên liệu hoá chất và các ngành khai thác mỏ lộ thiên là một trong những mũi nhọn chủ yếu trong chiến lược phát triển kinh tế của đất nước.
1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:
Thiết kế tốt nghiệp là giai đoạn cuối cùng để hoàn thành chương tŕnh đào tạo kỹ sư của nhà trường. Sau khi sinh viên đă được trang bị kiến thức về lư thuyết và thực tế học ở trường, ở cơ sở sản xuất. Trong quá tŕnh làm đồ án sinh viên cần phải kết hợp những thành tựu mới của khoa học công nghệ, khoa học kỹ thuật và những kinh nghiệm tốt của các cơ sở sản xuất vào việc xây dựng và giải quyết những vấn đề nêu nên trong đồ án của ḿnh để đồ án mang tính giáo dục học, tính thực tiễn và tính khoa học cao.
Mục đích đề tài nghiên cứu : “Lựa chọn phương pháp đào hào mở vỉa nhằm tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường”
Khai thác những vấn đề chung về lư luận và thực tiễn trong vấn đề khai thác mỏ Hoàng Mai A.
Đi sâu vào nghiên cứu chi tiết lựa chọn các phương phap đào hào mở vỉa.
Đề suất những phương án cụ thể có lập luận và kinh tế.
2.NỘI DUNG CỦA BẢN ĐỒ ÁN:
Bản đồ án gồm hai phần chính:
* Phần chung: Thiết kế các quy tŕnh công nghệ trên mỏ lộ thiên bao gồm thiết kế các thống số công nghệ trên mỏ như: chuẩn bị đất đá để xúc bốc, công tác xúc bốc, công tác vận tải, công tác thải đá, công tác thoát nước và công tác phụ trợ khác. Đặc biệt là chú ư đến phần kinh tế của đồ án.
* Phần chuyên đề: Lựa chọn phương pháp đào hào mở vỉa nhằm tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu các phương án đào hào, mở vỉa đảm bảo về mặt kinh tế, kỹ thuật và bảo vệ môi trường.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Không gian: Mỏ đá vôi Hoàng Mai A – Nghi Sơn – Thanh Hoá.
+ Thời gian: Nghiên cứu từ 1/5/2002 đến 20/6/2002.




























PHẦN CHUNG
THIẾT KẾ CÁC QUY TR̀NH CÔNG NGHỆ
TRÊN MỎ HOÀNG MAI A











CHƯƠNG 1: T̀NH H̀NH CHUNG CỦA VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA KHOÁNG SẢN.
I. T̀NH H̀NH CHUNG CỦA MỎ:
1. Đặc điểm tự nhiên:
1.1. Vị trí địa lư:
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A nằm ở phía Bắc huyện Quỳnh Lưu thuộc trên địa phận của hai đơn vị hành chính là xă Quỳnh Lộc và xă Quỳnh Dị huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An, tiếp giáp với địa phận tỉnh Thanh Hoá.
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A là một dăy núi có đỉnh cao, + 90 m, đến + 110 m và cao nhất là + 140 m, bề mặt núi mấp mô.
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A gồm 2 núi: Núi Nam và núi Bắc có toạ độ địa lư tương ứng:
18[SUP]0[/SUP]48’30” đến 19[SUP]0[/SUP]8’30” độ vĩ Bắc và 105[SUP]0[/SUP]30’00” đến 105[SUP]0[/SUP]52’30” độ Kinh đông.
1.2. Địa h́nh:
Vùng Hoàng Mai được cấu thành bởi 1 hệ thống núi đồi không cao, nằm xen kẽ các vùng đồng ruộng bằng phẳng theo hướng Tây – Bắc, Đông – Nam. Độ cao của núi thường nằm trong vùng dao động trên dưới 100 m.
Núi đá vôi Hoàng Mai A có vách dốc, vách đứng. Do quá tŕnh phong hoá, bào ṃn trên bề mặt chúng có dạng mấp mô, lởm chởm tai mèo. Tại những vị trí hố trũng, khe nứt trên bề mặt địa h́nh đều phát triển cây nhỏ thân gỗ và dây leo có gai với mật độ thưa thớt.
Những đặc điểm trên cần chú ư khi lựa chọn mặt bằng, phương pháp và hệ thống khai thác.
1.3. Hệ thống mạng sông suối:
Sông và suối trong vùng không nhiều, lưu lượng của chúng không đáng kể và thay đổi theo mùa.
Trong vùng chỉ có sông Hoàng Mai chảy theo hướng Tây - Đông, hệ thống suối Ưt, ḷng khe và ḷng suối hẹp, toàn bộ hệ thống khe và suối đều đổ vào sông Hoàng Mai. Vào mùa mưa đôi khi có nước lớn hệ thống khe suối thoát nước không kip gây ứng gập. Đặc điểm này cần được chú ư khi xây dựng mặt bằng công nghiệp và thiết kế đường vận chuyển.
1.4. Khí hậu:
Khu vực mỏ đá vôi Hoàng Mai A chịu ảnh hưởng của vùng khí hậu nhiệt đới miền Trung, theo tài liệu của trạm khí tượng thuỷ văn 1 năm có 2 mùa rơ rệt:
- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.
- Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau:
- Mùa mưa lớn tập trung trong hai tháng 8 và 9, trong khai thác phải lưu ư các biện pháp pḥng mưa băo lớn để đảm bảo khai thác liên tục.
- Nhiệt độ trung b́nh hàng năm: 23[SUP]0[/SUP] C.
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 40[SUP]0[/SUP] C
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 5[SUP]0[/SUP] C
- Nhiệt độ trung b́nh tháng cao nhất (tháng 7): 29[SUP]0[/SUP] C.
- Nhiệt độ trung b́nh tháng thấp nhất (tháng 1): 17[SUP]0[/SUP] C.
- Lượng mưa trung b́nh hàng năm: 1611 mm.
- Lượng mưa trung b́nh của tháng mùa mưa: 97,5 mm.
- Lượng mưa cao nhất của tháng mùa mưa (tháng 9): 432 mm.
- Lượng mưa trung b́nh của tháng mùa khô: 20,2 mm.
- Thường có băo vào tháng 7 và tháng 8.
- Từ tháng 6 đến tháng 8 thường có gió Tây Nam gây ra khô và nóng.
1.5. Giao thông:
- Vùng Hoàng Mai A có vị trí giao thông khá thuận lợi về đường bộ, đường sắt cũng như đường thuỷ.
- Đường quốc lộ 1A nằm dọc theo khu mỏ đá vôi và cách 800m về phía Tây. Nối quốc lộ 1A với khu mỏ là con đường ô tô tải trọng 4 – 5 tấn có thể đi lại dễ dàng.
- Tuyến đường sắt Bắc – Nam chạy qua trung tâm khu má (song song với quốc lộ 1A) và ga Hoàng Mai nằm sát bên đường thuận tiện cho giao thông vận tải.
- Cách khu mỏ đá vôi 1 km về phía Nam có sông Hoàng Mai, thuyền tải trọng 4 – 8 tấn có thể đi lại dễ dàng.
- Khu mỏ nằm gần bờ biển thuận tiện cho việc vận chuyển bằng đường thuỷ.
2. Đặc điểm địa chất khu má:
2.1. Địa tầng:
Vùng Hoàng Mai nằm ở phía Bắc huyện Quỳnh Lưu, gồm các đất đá thuộc địa tầng Đông Trâu, Quy Lăng, Hoàng Mai, Đồng Đỏ, các trầm tích lục nguyên màu đỏ và đất đá thuộc hệ thứ tư.
Ở đây đáng chú ư là hệ tầng Hoàng Mai, đất đá thuộc hệ tầng Hoàng Mai phụ không chỉnh hợp trên đất đá thuộc hệ tầng Quỳnh Lăng, gồm đá vôi tạo thành núi phân bố rải rác hai bên đường quốc lộ 1A dọc thị trấn Quỳnh Lưu đi Hoàng Mai. Đá vôi phân lớp màu xám đen, xám sáng, hạt từ nhỏ đến mịn. Chiều dày thấy được của đá vối Hoàng Mai không vượt quá 500 m.
2.2. Đặc điểm địa chất mỏ.
- Mỏ đá vôi Hoàng Mai bao gồm một hệ thống núi nằm kề nhau kéo dài theo phương Bắc – Nam, chiều dài khu má 3,2 km, chiều rộng trung b́nh 0,5 đến 0,8 km, độ cao các đỉnh núi đá vôi thường từ 60 – 100m.
- Trên mặt địa h́nh do phong hoá và bào ṃn qua nhiều năm đă để lại các chỏm nhọn và đá tai mèo, núi có nhiều vách dốc đứng.
- Mỏ được tạo thành bởi hai loại đá vôi có màu sắc khác nhau:
+ Đá vôi màu xám đen: Phân bố ở phía Tây – Bắc khu mỏ, diện lộ kéo dài, nằm lọt ở phía dưới cùng đá có màu xám đen, hạt nhỏ đến mịn. Cấu tạo phân lớp dày từ 2 – 3m, cắm đơn nghiêng về phía Đông Bắc với góc dốc từ 20[SUP]0[/SUP] – 50[SUP]0[/SUP]. Trong đá vôi màu xanh đen có các lớp kẹp mỏng đá vôi bị đôlômít hoá màu xám nâu, nâu gạch hạt thô. Chúng tạo thành những thấu kính nhỏ hoặc dải mỏng kéo dài, thường có chiều dày từ 3 – 10m.
+ Đá vôi màu xám sáng: Nằm tiếp giáp ở phần trên đá vôi màu xám đen, kéo dài một từ đầu phía Bắc đƠn hết khu mỏ, chiếm 4/5 diện tích. Đá màu xám sáng có hạt từ nhỏ đến mịn, cấu tạo phân lớp, chiều dày 2 – 3 m, cắm đơn nghiêng về phía Đông – Bắc với độ dốc từ 25[SUP]0[/SUP] – 40[SUP]0[/SUP]. Trong đá vôi màu xám sáng có xen các dải mỏng đá vôi đôlômít hoá màu nâu, nâu gạch hạt thô ḍn.
Chiều dài của các lớp kẹp thường từ 3 đến 10 m và chủ yếu tập chung ở đầu phía Bắc khu má.
Trong khu mỏ, đá vôi thường có dạng nguyên khối, Ưt bị nứt nẻ và Ưt bị lấp đầy bởi đất đá sét. Hang động Castơ phát triển trong khu mỏ, hệ số Castơ là 10%, hai hang lớn nhất quan sát thấy ở giữa khu mỏ, có chiều rộng 15 – 20 m, hang phát triển theo hướng Bắc – Nam. Ngoài ra c̣n một số hang Castơ loại nhỏ, có chiều rộng 1 – 2 m.
Toàn bé khu mỏ đá vôi một cách đơn nghiêng cắm về phía Đông – Bắc với góc cắm 30[SUP]0[/SUP] – 40[SUP]0[/SUP].
2.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất công tŕnh mỏ:
2.3.1. Đặc điểm địa chất thuỷ văn:
- Nước mặt: Sông suối vùng Hoàng Mai kém phát triển, chỉ có sông Hoàng ở pía Nam, kênh nhà Lê ở phía Đông, kênh nhà Lê chảy song song với khu mỏ, chiều rộng trung b́nh 10m, chiều sâu trung b́nh 3 m. Khi nước chiều lên có mực nước lớn nhất: 1,59m, khi nước chiều xuống mực nước chỉ c̣n lại 0,01 m, có chỗ khô cạn đến ḷng kênh, kết quả phân tích mẫu nước tại trạm 3 A kênh nhà Lê như sau:
Nước thuộc loại Clorua natri.
Độ pH = 7,9.
Tổng độ khoáng hoá: 30g/l.
Nước có lắng tụ cứng, hệ số tạo cặn: 3,2.
Nước triều ở kênh nhà Lê không ảnh hưởng đến việc khai thác mỏ v́ nằm dưới mức thiết kế khai thác.
- Nước dưới đất:
+ Tầng chứa nước trong đất phủ đệ tứ: Lớp đất phủ đệ tứ phân bố xung quanh mỏ đá vôi Hoàng Mai. Nông dân cấy lúa, trồng màu 1/4 diện tích, c̣n 3/4 diện tích tràn ngập thuỷ triều, trở thành đầm lầy. Điều kiện này cần được chú ư khi thiết kế mặt bằng và đường vận chuyển nguyên vật liệu nối với mặt bằng của má.
+ Phức hệ chứa nước trong đá vôi tuổi Trias thượng, bậc Nori-Roti, hệ tầng Hoàng Mai, phức hệ này nằm trực tiếp dưới tầng đất phủ đệ tứ. Qua điều tra của liên đoàn II địa chất thuỷ văn cho thấy: Từ độ cao 0,8 m trở xuống gặp 3 điểm lộ nước: Điển lộ 1 có lưu lượng lớn nhất 2,948 l/s, điểm lộ 2 có lưu lượng lớn nhất 39,082 l/s, điểm lộ 32 có lưu lượng lớn nhất 5,876 l/s.
Kết quả phân tích mẫu nước ở điểm lộ 1 như sau:
Nước thuộc loại Clorua natri.
Độ pH = 8,2.
Lắng tụ mềm, hệ số tạo cặn: 0,2.
Nước đảm bảo vệ sinh, dùng cho ăn uống và sinh hoạt tốt .
Tóm lại: Phức hệ chứa nước này rất giàu nước, nhưng riêng diện tích thăm ḍ lộ lên khỏi mặt địa h́nh từ độ cao + 6 m trở lên không chứa nước. Điều này rất thuận lợi cho công việc khai thác.
2.3.2. Đặc điểm địa chất công tŕnh:
Mỏ đá vôi Hoàng Mai A là khối đá vôi lộ ra trên mặt địa h́nh từ độ cao + 6m, có vách dốc đứng, trên bề mặt mấp mô, lởm chởm, các hố trũng và khe nứt trên bề mặt địa h́nh phát triển. Có nhiều khe nứt lớn, có khe nứt tách nói ra từng khối lớn riêng biệt, chiều rộng khe nứt từ 0,2 – 0,4 m. Dưới chân núi có nhiều tảng đá lăn lớn thể tích của nó từ 0,5 – 6 m[SUP]3[/SUP].
- Dựa vào thành phần thạch học, các tính chất địa chất công tŕnh khác nhau, có thể chia đá vôi mỏ Hoàng Mai thành 2 loại: Đá vôi công nghiệp và đá vôi Đôlômit.
Đá vôi công nghiệp có màu xám đen, hạt nhỏ đến mịn, cấu tạo phân lớp, chiều dày 2 – 3m, kết cấu rắn chắc.
Đá vôi Đôlômit mềm, ḍn, hạt lớn đến thô, màu xám nâu, chiều dày 2 – 10 m, thường tập trung ở phía Bắc khu má.
3. Đặc điển về chất lượng, trữ lượng đá vôi, điều kiện và quy hoạch khai thác mỏ Hoàng Mai A.
- Trong phạm vi ranh giới mỏ đá vôi Hoàng Mai A thuộc nhà máy xi măng Nghi Sơn được phân chia thành 2 mỏ , mỏ phía Nam và mỏ phía Bắc. Trong đó:
Mỏ phía Nam đă được đoàn địa chất 405 thuộc liên đoàn địa chất 4 thuộc Cục địa chất Việt Nam thăm ṛ tỉ mỉ từ năm 1977 đến năm 1980, được hội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản phê duyệt năm 1981.
Mỏ phía Bắc hoàn thành triển khai thăm ḍ vào tháng 3 năm 1996.
3.1. Đặc điểm về chất lượng: