Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TAM TÍNH NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ NHẰM ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 9520603 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TAM TÍNH NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ NHẰM ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 9520603 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS.NGƯT Bùi Xuân Nam Hà Nội - 2022 PGS.TS Vũ Đình Hiếu TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu độc lập Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình tác giả khác Hà Nội, ngày 02 tháng 06 năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Tam Tính TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ii LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ kỹ thuật ngành Khai thác mỏ với đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lí nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải điều kiện mưa mùa nhiệt đới cho mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh” kết q trình nghiên cứu, cố gắng khơng ngừng tác giả suốt thời gian làm nghiên cứu sinh với giúp đỡ tận tình thầy, cô giáo Trường Đại học Mỏ - Địa chất, nhà khoa học ngành mỏ, bạn bè, đồng nghiệp nước, quốc tế ủng hộ từ gia đình Với tình cảm chân thành, NCS xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Mỏ, Ban chủ nhiệm tập thể thầy, cô giáo Bộ môn Khai thác lộ thiên thầy, cô giáo Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình học tập, cơng tác nghiên cứu NCS xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới Tiểu ban hướng dẫn, đặc biệt GS.TS.NGƯT Bùi Xuân Nam, người thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học dành thời gian, công sức để hướng dẫn, giúp đỡ động viên tác giả suốt trình thực nghiên cứu hoàn thành luận án hạn NCS xin gửi lời cảm ơn tới nhà khoa học ngành Mỏ, đặc biệt PGS.TS.NGƯT Hồ Sĩ Giao, GS.TS.NGND Trần Mạnh Xuân, TS Đỗ Ngọc Tước có nhiều gợi ý chun mơn bổ ích cho NCS q trình hồn thiện luận án NCS cũng xin gửi lời cảm ơn tới Viện Khoa học Công nghệ mỏ, Trung tâm Nghiên cứu Phát triển than đồng Sông Hồng, Trung tâm Nghiên cứu Cơ điện mỏ - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Công ty Cổ phần than Cọc Sáu, Công ty Cổ phần than Cao Sơn đơn vị cá nhân tạo điều kiện cung cấp tài liệu, số liệu trình NCS nghiên cứu hoàn thành luận án Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp nước quốc tế giúp đỡ hỗ trợ NCS trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 02 tháng 06 năm 2022 Nguyễn Tam Tính TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TÁC ĐỔ THẢI TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .5 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG BÃI THẢI MỎ LỘ THIÊN TRÊN THẾ GIỚI5 1.1.1 Tổng quan mỏ lộ thiên 1.1.2 Các dạng bãi thải mỏ lộ thiên 1.2 TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI TẠI CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1 Công tác đổ thải quản lý bãi thải Liên bang Nga 10 1.2.2 Công tác đổ thải Trung Quốc 12 1.2.3 Công tác đổ thải Canada 13 1.3 TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI TẠI CÁC MỎ VÙNG CẨM PHẢ QUẢNG NINH 13 1.3.1 Đất đá thải mỏ vùng Cẩm Phả 13 1.3.2 Thành phần hạt bãi thải 14 1.3.3 Vị trí cơng nghệ đổ thải 15 1.3.4 Công nghệ đổ thải 21 1.4 ĐÁNH GIÁ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TÁC ĐỔ THẢI 22 1.4.1 Các nghiên cứu nước 23 1.4.2 Các nghiên cứu nước 27 1.4.3 Đánh giá cơng trình nghiên cứu đổ thải mỏ lộ thiên 28 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 29 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com iv CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KỸ THUẬT ĐỔ THẢI TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 30 2.1 ĐẶC ĐIỂM MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI VÀ MƠ HÌNH LƯỢNG NƯỚC CHẢY VÀO BÃI THẢI TẠI KHU VỰC CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 30 2.1.1 Đặc điểm mưa mùa nhiệt đới khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh 30 2.1.2 Mơ hình lượng nước mưa chảy vào bãi thải 31 2.1.3 Các biến dạng bãi thải 34 2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI 37 2.2.1 Ảnh hưởng lượng mưa tới ổn định bãi thải 38 2.2.2 Ảnh hưởng địa chấn 42 2.2.3 Ảnh hưởng bãi thải 45 2.2.4 Ảnh hưởng thông số bãi thải 47 2.2.5 Ảnh hưởng số lực dính kết đến ổn định bãi thải 49 2.2.6 Ảnh hưởng góc nội ma sát 50 2.2.7 Ảnh hưởng phương tiện thiết bị đổ thải 51 2.3 NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT ĐẤT ĐÁ THẢI TẠI CÁC BÃI THẢI VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 53 2.3.1 Nghiên cứu phân bố kích thước cỡ hạt theo chiều cao tầng .53 2.3.2 Nghiên cứu thay đổi lực dính kết đất đá theo chiều cao tầng thải .54 2.3.3 Nghiên cứu thay đổi khối lượng thể tích đất đá vào chiều cao tầng thải55 2.3.4 Nghiên cứu tổng hợp tính chất đất đá bãi thải vùng cẩm phả 57 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 61 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH .62 3.1 PHÂN LOẠI CÁC BÃI THẢI 62 3.2 XÂY DỰNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI 66 3.2.1 Lịch sử phát triển tiêu chí chấp nhận độ ổn định 66 3.2.2 Đề xuất tiêu chí chấp nhận độ ổn định 68 3.3 NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ BÃI THẢI PHÙ HỢP CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ QUẢNG NINH 72 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com v 3.3.1 Lựa chọn hình dạng bãi thải ngồi chiếm dụng đất tối thiểu 72 3.3.2 Nghiên cứu lựa chọn thông số bãi thải cho mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả 82 3.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH .103 3.4.1 Xây dựng nguyên tắc công nghệ đổ thải đảm bảo độ ổn định bãi điều kiện mưa mùa nhiệt đới .103 3.4.2 Cơng nghệ đổ thải bãi thải ngồi 103 3.4.3 Công nghệ đổ thải 110 3.4.4 Sơ đồ công nghệ đổ thải theo thiết bị đổ thải 111 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG .115 CHƯƠNG TÍNH TỐN THỬ CHO MỎ THAN CAO SƠN VÙNG CẨM PHẢ QUẢNG NINH 117 4.1 KHÁI QUÁT MỎ THAN CAO SƠN 117 4.1.1 Đặc điểm đất đá tự nhiên khu mỏ .117 4.1.2 Đặc điểm thời tiết khu vực mỏ 118 4.1.3 Công tác khai thác mỏ than Cao Sơn .118 4.1.4 Công tác đổ thải mỏ than Cao Sơn 119 4.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH BÃI THẢI BÀNG NÂU – MỎ THAN CAO SƠN 121 4.2.1 Kiểm tra ổn định theo trạng bãi thải .121 4.2.2 Đề xuất thông số bãi thải đảm bảo an toàn mưa mùa nhiệt đới122 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG .138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .140 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 142 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN CỦA NGHIÊN CỨU SINH .142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 PHỤ LỤC 153 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BCMWRPRC Ủy ban nghiên cứu bãi thải mỏ BC CANMET Trung tâm Khai thác Luyện kim Canada ĐBTB Đồng thiết bị HTKT Hệ thống khai thác MESA Cơ quan Thực thi An tồn Bom mìn Hoa Kỳ MXTLGN Máy xúc thủy lực gầu ngược SMD Độ ẩm thiếu hụt đất USBM Cục Mỏ Hoa Kỳ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kích thước số mỏ lộ thiên sâu giới Bảng 1.2 Đặc điểm bãi thải khu vực KMA 11 Bảng 1.3 Tổng hợp kết khảo sát thông số tầng thải cỡ hạt đất đá thải mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 14 Bảng 1.4 Tỷ lệ cỡ hạt theo nhóm mỏ than Cao Sơn .15 Bảng 1.5 Thông số tầng thải theo thiết kế phê duyệt 16 Bảng 1.6 Phương trình cân tĩnh học phương pháp phân mảnh .24 Bảng 1.7 Các tiêu lý đất đá theo chiều sâu bãi thải Chính Bắc 27 Bảng 1.8 Tổng hợp tính chất lý phục vụ tính tốn ổn định bãi thải .27 Bảng 1.9 Kết xác định khối lượng thể tích, góc nội ma sát, lực dính kết 28 Bảng 2.1 Giá trị K1, K2 đất đá khác 54 Bảng 2.2 Hệ số nở rời cao độ khác tầng thải bãi thải Cơng ty АО «ССГПО» - Liên Bang Nga 55 Bảng 2.3 Vị trí lấy mẫu đất đá thải bãi thải vùng Cẩm Phả năm 2015 58 Bảng 2.4 Vị trí mẫu thí nghiệm đất đá thải bãi thải mỏ Núi Béo năm 2020 .58 Bảng 2.5 Tổng hợp tính chất lý đất đá bề mặt bãi thải vùng Cẩm Phả 59 Bảng 2.6 Giá trị c, bãi thải Bàng Nâu theo phương pháp tính ngược 61 Bảng 3.1 Phân loại đánh giá thông số kỹ thuật bãi thải 62 Bảng 3.2 Phân loại bãi thải theo điều kiện ổn định 65 Bảng 3.3 Phân loại bãi thải lớn vùng Cẩm Phả theo nguy ổn định 66 Bảng 3.4 Tiêu chí (FoS) tối thiểu tùy thuộc vào mức độ nguy hiểm theo mức độ tin cậy thông số thiết kế năm 1975 66 Bảng 3.5 Tiêu chí (FoS) tối thiểu tùy thuộc vào mức độ nguy hiểm theo mức độ tin cậy thông số thiết kế năm 1982 67 Bảng 3.6 Tiêu chí chấp nhận độ ổn định năm 1991 67 Bảng 3.7 Các mức độ tin cậy liên quan đến xác suất trượt lở 69 Bảng 3.8 Các tiêu chí đề xuất ổn định bãi thải 71 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P32 Bảng PL 3.5 Thơng số tích độ nhạy thành phần trọng lực (trọng lượng riêng đất đá) độ bền đất đá thay đổi đất đá trạng thái bão hòa TT 2.5 SAFETY - GLE/MORGENSTERN -PRICE 2.3 2.1 1.9 1.7 1.5 1.3 FACTOR OF 1.1 0.9 0.7 0.5 Hình PL 3.5.1 Mối liên hệ giữ hệ số ổn định thông số độ bền trọng lượng riêng đất đá TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com OF SAFETY - GLE/MORGENSTERN -PRICE FACTOR Hình PL 3.5.2 Sự thay đổi FoS tương ứng với thay đổi c SAFETY - GLE/MORGENSTERN -PRICE 2.1 1.9 1.7 1.5 1.3 1.1 FACTOR OF 0.9 0.7 0.5 20 Hình PL 3.5.3 Phân tích độ nhạy FoS với góc nội ma sát TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com FACTOR OF SAFETY - GLE/MORGENSTERN -PRICE Factor of Safety - gle/morgenstern -price Hình PL 3.5.4 Phân tích độ nhạy FoS với trọng lương riêng đất đá Seismic Coefficient Horizontal Hình PL 3.5.5 Phân tích độ nhạy FoS với hệ số kh (dùng phương pháp giả tĩnh) (động đất từ cấp độ đến richter) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P35 Bảng PL 3.9 Các mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá tự nhiên, đất đá bão hịa Hình 3.9.1 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá tự nhiên (H =250 m, α = 24o, Ht = 30 m; β = 35o) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P36 o o Hình 3.9.2 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá tự nhiên (H =250m, α = 26,5 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P37 o o Hình 3.9.3 Mơ hình tính toán ổn định bãi thải với đất đá tự nhiên (H =250m, α = 29 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P38 o o Hình 3.9.4 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá tự nhiên (H =250m, α = 31,5 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P39 o o Hình 3.9.5 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá bão hòa (H =250m, α = 24 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P40 o o Hình 3.9.6 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá bão hòa (H =250m, α = 26,5 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P41 o o Hình 3.9.7 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá bão hòa (H =250m, α = 29 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P42 o o Hình 3.9.8 Mơ hình tính tốn ổn định bãi thải với đất đá bão hòa (H =250m, α = 31,5 , Ht = 30m; β = 35 ) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... án tiến sĩ kỹ thuật ngành Khai thác mỏ với đề tài ? ?Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lí nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải điều kiện mưa mùa nhiệt đới cho mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng. .. tiêu chí ổn định bãi thải - Đề xuất kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lý nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải điều kiện mưa mùa nhiệt đới cho mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Các luận điểm bảo vệ... HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TAM TÍNH NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ NHẰM ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
Ngày đăng: 11/06/2022, 06:53
Xem thêm:
