Bài giảng Những công nghệ tiên tiến trong khai thác mỏ lộ thiên (Dùng cho trình độ Thạc sĩ)

Bài giảng Những công nghệ tiên tiến trong khai thác mỏ lộ thiên (Dùng cho trình độ Thạc sĩ) cung cấp cho học viên những nội dung về: sơ đồ công nghệ và phương tiện cơ giới hóa trên mỏ lộ thiên; hệ thống khai thác mỏ lộ thiên; đồng bộ thiết bị trên mỏ lộ thiên; xác định biên giới mỏ lộ thiên;... Mời các bạn cùng tham khảo!

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BÀI GIẢNG NHỮNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN TRONG KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN (DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ THẠC SỸ) Quảng Ninh, 2018 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BÀI GIẢNG NHỮNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN TRONG KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN (DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ THẠC SỸ) Quảng Ninh, năm 2018 MỞ ĐẦU Trong công Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá nước ta nay, ngành khai khống có vị trí đặc biệt quan trọng Ngồi dầu thơ khí tự nhiên, khống sản rắn nhu cầu khơng thể thiếu cho phát triển ngành công nghiệp khác kinh tế quốc dân Mức độ tăng trưởng bình quân hàng năm ngành mỏ khoảng 2530% Trong đó, ngành khai thác lộ thiên (KTLT) đã, giữ vai trò quan trọng tổng sản lượng khoáng sản rắn khai thác được, cụ thể chiếm 100% loại vật liệu xây dựng (VLXD), quặng, phi quặng nguyên liệu hoá chất, 60-65% than Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu kinh tế quốc dân giai đoạn 2007-2015 tương lai ngành KTLT cịn phải đối mặt với khơng thách thức điều kiện khai thác ngày khó khăn, tài nguyên ngày cạn kiệt, vấn đề tận thu tối đa tài ngun lịng đất, bảo vệ mơi trường phát triển bền vững ngày chặt chẽ nghiêm ngặt hơn, Điều kiện địa chất Việt Nam phức tạp tạo nên nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, đa dạng manh mún Theo thống kê, lãnh thổ Việt Nam phát 50 số 66 loại khoáng sản phổ biến vỏ trái đất với khoảng 5000 mỏ điểm quặng, chia thành nhóm nguyên liệu khoáng theo mức độ triển vọng sau: - Triển vọng khá: VLXD, than, apatít, bauxít, titan, đất hiếm, ; - Triển vọng: vàng, chì - kẽm, thiếc, vonfram, sắt, đồng, antiman, Auorít, cát thuỷ tinh, ; - Triển vọng hơn: cao lanh, graphít, mangan, barít, niken, fenspat điatomit, bentơnít, Thực tế, loại khống sản có phân bố rời rạc, không tập trung tập trung với trữ lượng lớn, tạo nên nhiều loại hình mỏ KTLT với quy mơ đặc điểm khác Về than, có khoảng 29 mỏ điểm KTLT với sản lượng đóng góp năm 2006 22,1 triệu 34,5 triệu tồn ngành chiếm 64,1% Trong số có mỏ lớn khu vực Quảng Ninh với sản lượng năm 2,0 triệu tấn, khai thác quy mơ với trang thiết bị tương đối đại, mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn (Cẩm Phả), Hà Tu, Núi Béo (Hòn Gai), lại mỏ vừa nhỏ điêm khai thác lộ vỉa có sản lượng nhỏ 500 ngàn tấn/năm Về quặng, có hàng trăm điểm khai thác quặng lộ thiên, mỏ khai thác quặng Apatít Cam Đường - Lào Cai (trữ lượng 2,5 tỷ tấn); quặng sắt Trại Cau - Thái Nguyên, Ngườm Cháng - Cao Bằng; mỏ quặng chì kẽm - Chợ Đồn Bắc Kạn, Lay Hít - Thái Nguyên số mỏ khác thuộc tỉnh Tuyên Quang, Hà Giang, n Bái, Thanh Hố, quặng đồng có mỏ lớn, điển mỏ đồng Sin Quyền - Lào Cai (có trữ lượng 50 triệu tấn), mỏ đồng- niken Bản Phúc - Sơn La; quặng Crơmít điển hình có cổ Định - Thanh Hố số mỏ khác Mỹ Cái, Hoà Yên, quặng bauxit có tỉnh Kontum, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Bình Dương, Hà Giang, Cao Bằng nhiều tập trung Tây Nguyên (trong báo cáo NCKT tổ hợp bauxít nhơm Lâm Đồng phê duyệt năm 2000), giai đoạn đầu khai thác khu vực mỏ Tân Rai với công suất triệu t/năm); ngồi ra, cịn có hàng chục mỏ sa khống ven biển inmenít (titan), zircon, rutin, mơganít, mơnazit, Bàu Dịi, Chùm Giăng - Bình Thuận, Na Hoe, Cây Trâm - Thái Nguyên rải rác tỉnh Quảng Ninh, Thanh Hố, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Bình Định, Phú Yên, Vũng Tàu, Tuy nhiên, đa phần mỏ quặng khai thác với quy mô nhỏ, thiết bị tương đối lạc hậu chưa đồng Mặc dù mỏ Apatít Lào Cai mỏ KTLT tưong đối có quy củ khai thác quặng đồng thiết bị khiêm tốn, bao gồm máy khoan đập BMK-4M, CBБ-2M, CБY-100T (LB Nga); MXTG ЭKГ-5A, Э-2503, Э-1001 (LB Nga); máy xúc thuỷ lực (MXTL) PC-450, PC-600 (Komatsu - Nhật Bản); ô tô KpAZ, KAMAZ, BenLAZ-540A (LB Nga); máy ủi T-130 C-300 (LB Nga) Tại số mỏ sa khống (đã kết thúc) có thiết bị, sử dụng chủ yếu súng bắn nước hệ thống bơm hút đặt bè di động kết hợp với thủ cơng Nhìn chung mỏ khai thác quặng sử dụng thiết bị có công suất nhỏ, lạc hậu, không đồng dẫn đến thực tế chưa đáp ứng sản lượng yêu cầu, gây tổn thất tài nguyên ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái, đặc biệt mỏ sa khống Theo thống kê, tồn quốc có khoảng 600 khu vực khai thác VLXD loại với sản lượng 30 triệu m3 đá hàng trăm triệu m3 cát sỏi năm, tập trung phần lớn tỉnh phía Bắc rải rác tỉnh phía Nam Các mỏ khai thác VLXD khác quy mô, công nghệ khai thác, thiết bị sử dụng, Xét góc độ cơng nghiệp quy mơ khai thác, chia mỏ VLXD nước ta thành hai nhóm nhóm mỏ áp dụng công nghệ khai thác giới theo lớp lớp xiên, vận tải trực tiếp xúc chuyển nhóm mỏ áp dụng cơng nghệ khai thác bán giới thủ công, khai thác theo lớp xiên, cắt tầng nhỏ lớp xiên khấu theo kiểu tự Nếu mỏ áp dụng cơng nghệ khai thác nhóm sử dụng thiết bị tương đối đồng máy khoan đập - xoay khí nén, thuỷ lực Nhật Bản, Thụy Điển, Phần Lan, Mỹ, có đường kính 75-175 mm, máy khoan xoay cầu có đường kính tới 250 mm Nga; MXTL máy bốc có E = l-5 m3 hãng Komatsu, Hitachi, Samsung, Huyndai, Caterpillar, mỏ thuộc nhóm chủ yếu dùng thiết bị nhỏ, lạc hậu máy khoan cầm tay có đường kính 32-46 mm; máy xúc điện MXTL có E=0,5-1,0 m3; tơ có tải trọng 5-10 tấn, đơi chỗ cịn dùng tơ “cơng nơng“; thiết bị nghiền sàng có cơng suất nhỏ chủ yếu Trung Quốc Một số lượng lớn mỏ thuộc nhóm (khoảng 90%) khai thác tình trạng có nguy cao an toàn lao động cho người thiết bị ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái cảnh quan khu vực Với đà tăng trưởng trung bình kinh tế nước nhà (8% năm), dự báo nhu cầu số khống sản vào năm 2010 đáp ứng cho phát triển ngành công nghiệp nước sau: than - 50 triệu tấn, sắt - 2,5 triệu tấn, bauxit - 20 triệu tấn, apatit - 1,5 triệu tấn, đá cho xi măng - 25 triệu m3, đá cho xây dựng - 30 triệu m3, Để thoả mãn nhu cầu tăng trưởng nói hoạt động khai thác lộ thiên năm tới phải đối mặt với thách thức lớn như: Tài nguyên ngày cạn kiệt, phần trữ lượng có chất lượng tốt, có điều kiện khai thác thuận lợi; sức ép tận thu tối đa tài nguyên , bảo vệ môi trường sinh thái cảnh quan thiên nhiên ngày gia tăng; xu hội nhập khu vực giới kéo theo leo thang giá dẫn đến làm tăng chi phí sản xuất làm giảm ưu cạnh tranh sản phẩm lợi giá công lao động thấp, Trước bối cảnh đó, giải pháp tối ưu để ngành KTLT tiếp tục phát triển giữ vị việc đáp ứng nhu cầu nguyên nhiên, vật liệu khoáng sản cho kinh tế quốc dân hoàn thiện đổi công nghệ - thiết bị, đầu tư phát triển theo chiều sâu nhằm tăng suất hoạt động hiệu sản xuất kinh doanh Về tổng thể, giải pháp là: Tăng chiều sâu khai thác lộ thiên để thu hồi tối đa trữ lượng cho phép, tiết kiệm tài nguyên tăng hiệu khai thác cách giảm tổn thất làm nghèo chất lượng khống sản q trình khai thác Lựa chọn công nghệ thiết bị hợp lý để đáp ứng nhu cầu nâng cao sản lượng mỏ lộ thiên Thay thiết bị hoạt động theo chu kỳ thiết bị hoạt động liên tục điều kiện áp dụng cho phép Mở rộng công suất thiết bị xúc bóc vận tải nhằm tăng hiệu tổ chức quản lý sử dụng chúng vận hành; đáp ứng yêu cầu gia tăng sản lượng quy mô sản xuất, giảm thiểu nguồn tiềm ẩn nguy gây cố kỹ thuật mơi trường Tuy nhiên, nhóm khống sản, đặc thù tự nhiên, công nghệ khai thác trạng sản xuất nhu cầu tiêu thụ, cần có đối sách trọng điểm khác Đối với than, chủ yếu tập trung vùng Quảng Ninh số nội địa (Thái Nguyên, Lạng Sơn, Quảng Nam) Đặc điểm bật hầu hết mỏ lộ thiên lớn khai thác mức thoát nước tự chảy, chiều cao bờ mỏ lớn, có đáy kết thúc sâu mức nước biển (từ mức -135m đến -350m) vỉa than cắm dốc có chiều dày nhỏ dần, điều kiện địa chất cơng trình địa chất thủy văn phức tạp, Để trì sản lượng 22-24 triệu tấn/năm từ 2006 - 2010 18-19 triệu tấn/năm tới 2020, ngành than lộ thiên phải giải vấn đề sau: Tiếp tục đầu tư bổ sung thiết bị đồng công suất lớn nhằm đáp ứng khối lượng đất bóc 200-250 triệu m3/năm tồn ngành Hệ số bóc mỏ lộ thiên năm tới tăng lên tới 10-14 m3/tấn, sản lượng đất đá mỏ lớn lên tới 30-35 triệu m3/năm Các mỏ nhỏ trung bình tăng theo tỷ lệ tương ứng Tăng cường lực xúc bóc (đồng nghĩa với tăng khả xuống sâu hàng năm) mỏ lộ thiên để giữ sản lượng nói điều kiện chiều dày vỉa xuống sâu mỏng dần Hồn thiện cơng nghệ vận tải cho mỏ sâu theo hướng: tăng tải trọng ô tô (tới giới hạn tối ưu?), sử dụng trục tải nâng ô tô, trục tải skip, dùng băng tải kết hợp trạm đập đá Giải vấn đề đổ thải: Khối lượng đất thải lại từ 2006 tới 2020 khoảng 4,61 tỷ m3, tận dụng hết bãi thải có khai trường kết thúc sớm để làm bãi thải chứa khoảng 45% khối lượng (trên tỷ m3) Nghiên cứu, xây dựng phương pháp tạo ổn định bờ mỏ lộ thiên Có yếu tố có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định bờ mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh là: Điều kiện địa chất khu vực phức tạp, đứt gẫy kiến tạo làm xuất nhiều mặt yếu tạo điều kiện cho thâm nhập, phá huỷ nước ngầm; Điều kiện địa chất thuỷ văn không thuận lợi (nhiều nước ngầm); Chiều cao bờ mỏ lớn (nếu kết thúc độ cao -350 m chiều cao bờ mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn lên tới 600-675 m) thời gian tồn bờ lâu Đây vấn đề quan trọng cần quan tâm thích đáng từ Tiếp tục hoàn thiện sử dụng đồng giải pháp tích cực nhằm hạn chế tối đa tác động tiêu cực khai thác lộ thiên tới môi trường cảnh quan khu vực, đặc biệt khâu thải đá thoát nước Cần vận hành tăng tốc độ khai thác mỏ Núi Béo để kết thúc sớm cách an toàn có hiệu đồng thời cần chuẩn bị kịp thời phương án hậu khai thác (đóng cửa mỏ phục hồi cảnh quan khu vực) cho mỏ Đối với quặng, đặc điểm khoáng sàng quặng nước ta có cấu trúc địa chất phức tạp, có nguồn gốc từ đủ loại hình sinh thành: mácma (phún xuất thâm nhập), trầm tích (nguyên sinh thứ sinh) biến chất Hầu hết khoáng sàng có trữ lượng nhỏ, phân bố phân tán manh mún Cá biệt, mỏ sắt Thạch Khê có trữ lượng lớn (trên 544 triệu tấn) điều kiện khai thác khó khăn (thân quặng nằm độ sâu từ -140m đến -750m, nằm sát mép nước biển, nước ngầm nhiều, đất yếu, ); mỏ Apatit Lao Cai có trữ lượng tỷ tấn, phần lớn quặng loại III IV có hàm lượng P205 thấp (dưới 17%) vỉa mỏng phân bố trải dài 200 km dọc bờ sông Hồng, điều kiện khai thác không thuận lợi, số loại quặng khác phân tán dạng sa khống ven biển sườn tích, bồi tích miền núi, với trữ lượng khiêm tốn, khơng có điều kiện để giới hố khai thác với quy mơ lớn Với thực trạng đó, thời gian tới, ngành khai thác quặng lộ thiên cần giải vấn đế sau: Đối với mỏ sắt Thạch Khê (nằm chương trình trọng điểm Nhà nước) cần nghiên cứu lựa chọn công nghệ - thiết bị khai thác phù hợp với điều kiện thực tế mỏ khai thác mức thoát nước tự chảy điều kiện nước ngầm lớn, lại nằm sát biển thấp mức nước biển đất yếu, có mối liên hệ nước ngầm với nước biển qua hang động carst lớp đá vây quanh Đặc biệt đề phịng nguy bục nước q trình khai thác, trượt lở bờ mỏ, sóng biển tràn vào mỏ mỏ bị ngập lụt có mưa to gió lớn Đối với mỏ quặng khác (bao gồm thân khoáng sản thành tạo từ quặng gốc sa khống ven biển) trữ lượng khơng lớn, phân bố rải rác vùng sâu, vùng xa, cần lựa chọn cơng nghệ thiết bị thích hợp với quy mô sản xuất điều kiện tự nhiên cụ thể, đặc biệt quan tâm tới vấn đề tổn thất tài nguyên ô nhiễm môi trường Cần có quy hoạch tổng thể cho việc khai thác sử dụng loại khoáng sản tầm quốc gia, bao gồm việc thăm dị chi tiết, đánh giá xác trữ lượng chúng Tránh tình trạng quản lý, khai thác sử dụng cách lộn xộn, thiếu quy củ, gây tổn thất tài nguyên làm suy giảm môi trường trầm trọng Về vật liệu xây dựng, tiềm khoáng sản VLXD nước ta dồi trữ lượng phong phú chủng loại, nhu cầu sử dụng lớn ngày tăng Đặc điểm loại khoáng sàng VLXD phân bố bề mặt địa hình thân chúng, số trường hợp, mang theo giá trị thẩm mỹ cảnh quan khu vực việc khai thác chúng phải cân nhắc lợi ích kinh tế từ giá trị sử dụng trực tiếp chúng từ hiệu hoạt động kinh doanh ngành “Cơng nghiệp khơng khói” mang lại Để đáp ứng nhu cầu 55 triệu m3 đá loại, 35 triệu m3 sét cho cơng nghiệp gạch ngói xi măng, 40 triệu m3 cát sỏi cho xây dựng vào năm 2010, trọng điểm mà ngành khai thác VLXD phải quan tâm là: Đối với với khai thác đá nói chung, cần tiến hành thăm dị bổ sung để tận dụng phần tài nguyên nằm độ cao bề mặt địa hình để kéo dài tuổi thọ mỏ, hạn chế phá vỡ cảnh quan mở rộng phạm vi khai thác Với mỏ nhỏ, cần hoàn thiện cơng nghệ khai thác, đại hố giới hoá đồng thiết bị để nâng cao hiệu khai thác, giảm thiểu tối đa tai nạn lao động tiết kiệm tài nguyên Đối với mỏ sét, cần tiến hành quy hoạch tổng thể để “quản trị” tốt tài nguyên, nhằm sử dụng mục đích theo chất lượng khống sàng, ưu tiên dự trữ nguyên liệu tốt cho công nghiệp gốm sứ xi măng Cần có quy định cụ thể quản lý chặt chẽ việc khai thác cát sỏi lịng sơng, tránh làm sạt lở bờ sơng biến đổi dịng chảy sơng Tận dụng tối đa nguồn tài nguyên cạn, kể việc sử dụng công nghệ xay nghiền đá cát kết, cuội kết (sa thạch silic, cônglômêrat) để làm cát xây dựng Tóm lại, xu hội nhập kinh tế thị trường, để ngành KTLT tiếp tục phát triển bền vững đáp ứng nhu cầu ngày tăng nguyên, nhiên, vật liệu khoáng sản cho kinh tế quốc dân, bên cạnh vấn đề hoàn thiện chế tổ chức quản lý từ trung ương tới sở sản xuất, vấn đề đổi công nghệ - thiết bị, tăng cường đầu tư chiều sâu (cả phương tiện, trang thiết bị lẫn người) nhằm bước hạ thấp giá thành, tăng suất lao động, mở rộng trì sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm, vấn đề cốt lõi Mặt khác cần nhận thức đầy đủ - tài nguyên khoáng sản loại tài nguyên không tái tạo được, trữ lượng số loại dù có dồi hữu hạn, nên việc khai thác sử dụng hợp lý tiết kiệm chúng trách nhiệm người hệ mai sau Một yêu cầu vấn đề thời có tính bách, yêu cầu bảo vệ môi trường KTLT Hoạt động KTLT chiếm dụng diện tích lớn đất đai để mở khai trường, làm bãi thải xây dựng cơng trình phụ trợ hàng năm thải vào môi trường hàng trăm triệu m3 đất đá thải, gây tác hại nghiêm trọng tới môi trường Do việc áp dụng giải pháp khoa học công nghệ nhằm ngăn chặn, hạn chế khắc phục tác động tiêu cực KTLT môi trường tiêu chí để ngành KTLT hội nhập vào sản xuất đại, ngày hơn, thân thiện với môi trường Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết kinh tế với công nghệ khai thác lộ thiên Công nghệ khai thác lộ thiên phải nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn công nghệ khai thác tiên tiến Do đó, nội dung kiến thức “những cơng nghệ tiên tiến khai thác mỏ lộ thiên” nhằm giới thiệu với bạn đọc cơng nghệ Tài liệu dành cho chương trình đào tạo thạc sĩ trường đại học Công nghiệp Quảng Ninh tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật ngành mỏ Trong q trình biên soạn khơng thể tránh thiếu sót, mong bạn đọc góp ý bổ sung để tài liệu ngày hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu học liệu chất lượng đào tạo, xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG TIỆN CƠ GIỚI HĨA TRÊN MỎ LỘ THIÊN 1.1 Sơ đồ cơng nghệ khai thác than Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ lộ thiên đa dạng, tuỳ theo loại khoáng sản, phương pháp mở vỉa, hệ thống khai thác đồng thiết bị sử dụng, Thông thường, sơ đồ công nghệ khai thác mỏ lộ thiên không bao gồm khâu tuyển khống mà có khâu gia cơng chế biến sơ mỏ sàng tuyển sơ bộ, nghiền đập, phân loại, Sơ đồ tổng quát công nghệ khai thác lộ thiên giới thiệu hình 1.1 Tùy theo điều kiện tự nhiên kỹ thuật cụ thể mà mỏ có sơ đồ riêng mình, vậy, tất sơ đồ tuân thủ theo nguyên lý sơ đồ hình Khi khai thác khống sản rắn, có đất đá phủ cứng, q trình sản xuất dây chuyền cơng nghệ tn thủ gần sơ đồ hình 1.1 Khi khai thác khoáng sản dạng sa khoáng aluvi, đêluvi, êluvi, khâu bóc đất đá phủ khoan nổ mìn, nghiền đập khơng có dây chuyền cơng nghệ Khi khai thác than khâu thu hồi khống sản khơng có cơng đoạn khoan nổ mìn, khâu gia cơng chế biến mỏ khơng có cơng đoạn nghiền đập Khi khai thác đá xây dựng dạng núi cao khâu mở vỉa khống sàng thay cơng đoạn bóc phần đất đá phủ bạt ngọn, xén chân tuyến: khâu có nước mỏ (bằng tự chảy) mà không cần tháo khô; Khơng có khâu bóc đất phủ (có thải đá công đoạn loại bỏ tạp chất không đáng kể) Tuy nhiên khâu gia công chế biến mỏ phức tạp phải nghiền đập sàng phân loại nhiều cấp để thu cỡ hạt ý Khi khai thác sét cơng đoạn khoan nổ, nghiền đập không xuất dây truyền cơng nghệ (có thể có khâu đánh tơi phối liệu đế làm nguyên liệu xi măng) Cần ý, số tài liệu thường nhầm lẫn khâu công nghệ thời kỳ xây dựng mỏ sang thời kỳ khai thác (hoạt động sản xuất bình thường) với thịi kỳ kết thúc đóng cửa mỏ, chúng có mối quan hệ hữu với chất công việc, tổ chức thực hạch tốn kinh tế khác Trong sơ đồ cơng nghệ khai thác quặng, có trường hợp khâu gia cơng chế biến mỏ có sàng phân loại rửa sơ trước chở nhà máy tuyển tinh khơng có khâu nghiền đập, đất đá phủ có trường hợp xúc bóc trực tiếp mà không cần khoan nổ, tương tự quặng Trong khai thác than lộ thiên, phận lớn than nguyên khai tiêu thụ trực tiếp mà không cần qua chế biến Phần cịn lại phải qua chế biến loại bỏ tạp chất (hầu hết nhặt thủ công băng tải) sau qua sàng để phân loại loại than theo yêu cầu chất lượng thương phẩm Một số trường hợp khơng nhiều có cơng đoạn nghiền đập pha trộn để tận dụng loại than có độ tro lớn nhiệt lượng thấp GIAI ĐOẠN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CÁC KHÂU SẢN XUẤT Hình 1.1: Sơ đồ hoạt động tổng quát dự án khai thác mỏ lộ thiên Đá xây dựng miền Nam, Bắc nước ta có đặc điểm khác Trong miền Bắc có tiềm đá vơi lớn khu vực miền Nam chủ yếu có số loại đá trầm tích có cường độ chịu lực lớn số không nhiều đá mắc ma; cơng nghệ khai thác chúng khác 10 - Than mềm linhit 474.720 triệu Trong trữ lượng than Mỹ chiếm gần 25%, đứng vị trí hàng đầu giới Với trữ lượng trên, giới tiêu dùng khoảng 230 năm giữ sản lượng hàng năm Các nước sản xuất than chủ yếu giới Mỹ, Australia, Trung Quốc, Ấn Độ, Ba Lan, Nga, Đức Sản lượng than giới từ 1995 tới dao động khoảng 4,2-5 tỷ tấn/năm Mặc dù số nước nhu cầu sử dụng dầu mỏ khí tự nhiên cao than, sản xuất than tiếp tục tăng trưởng nhu cầu sử dụng than giới tăng Dự báo tăng lên 6,4 tỷ vào năm 2010 năm 2020 7,6 tỷ Nhìn chung năm gần than sản xuất từ mỏ hầm lò nước giới (trừ Trung Quốc) bị chững lại giảm sút gía thành khai thác cao Nga giá thành khai thác hầm lò lần với khai thác lộ thiên, ơ’ Đức giá thành khai thác than hầm lò gấp lần giá than nhập khẩu, năm nhà nước hỗ trợ cho tỷ đôla cho ngành này, năm vừa qua buộc phải đóng cửa mỏ hầm lò Tại Pháp Nhật, giá thành than lên tới giá thành 115-125 USD, nhiều mỏ hầm lị phải đóng cửa, mỏ cịn lại hoạt động trợ giá nhà nước sách xã hội Tuy nhiên sản lượng than khai thác lộ thiên giới không ngừng tăng lên Nếu nửa đầu năm 80 kỷ trước, sản lượng than khai thác lộ thiên giới đạt 1,5 tỷ tới năm 2000 tăng lên tỷ tấn, chiếm 65% tổng sản lượng Sự tăng trưởng phần dựa vào điều kiện thuận lợi tự nhiên phần dựa vào phát triển mạnh mẽ ngành chế tạo máy mỏ, tạo tiền đề để nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phẩm Năng suất lao động mỏ than Fortuna (CHLB Đức) đạt tới 87,7 tấn/người Năng suất lao động trung bình ngành than lộ thiên Mỹ năm 1992 53,47 tấn/người-ca (Cọc Sáu mỏ lớn ngành than, có 4200 cơng nhân viên, sản lượng năm 2005 triệu tấn/năm, suất trung bình 2,3 tấn/ người-ca) Gía thành than khai thác lộ thiên Mỹ 8-14 USD/tấn giá than lượng giới trung bình 30-35 USD/ Than nâu khai thác nhiều có hiệu kinh tế cao nước Đông Âu, Tây Âu, Mỹ số nước phát triển khác Than đá khai thác nhiều phương pháp lộ thiên Anh, Nam Phi, Mỹ Nga Anh nước có nhiều khu mỏ than đá khai thác phương pháp lộ thiên khu vực Tây Âu - với 60 khu vực Trữ lượng mỏ không lớn thường đủ để khai thác 10-11 năm với sản lượng xấp xỉ triệu tấn/năm Chiều sâu khai trường từ 8-220m trung bình 36 m, mỏ khai thác 3-4 vỉa, nhiều tới 20 vỉa, có vỉa dày 10-15cm, phần lớn vỉa có chiều dày l,5-2m Làm tơi đất đá khoan nổ mìn Xúc bóc chủ yếu máy xúc thuỷ lực, nhờ mà tăng khả khai thác chọn lọc Hệ số tổn thất than khai thác 5-12% Ở số mỏ có lóp đất đá phủ mềm, vỉa nằm ngang, người ta sử dụng công nghệ khai thác không vận tải, cách dùng máy xúc gầu treo để xúc chất trực tiếp đất đá vào bãi thải 85 Đức nước có trữ lượng than nâu lớn có nhiều mỏ lộ thiên khai thác than nâu giới Riêng khu vực phía đơng nước có tới 18 mỏ với sản lượng 12-32 triệu tấn/ năm Chiều dày vỉa than nâu từ 10-60 m vỉa gần nằm ngang Chiều dày đất bóc vùng mỏ Refen tới 100-120m, hệ số bóc trung bình 2,73m3/tấn Theo thiết kế sản lượng mỏ Harvailer Hambak 50 triệu tấn/ năm Hầu hết mỏ dùng cơng nghệ khai thác khơng vận tải Xúc bóc máy xúc nhiều gàu kiểu rotor, đất đá chất trực tiếp vào bãi thải cầu băng tải công sơn băng tải Sản lượng than khai thác hàng năm đạt từ 200-250 triệu Ngoài ra, than nâu khai thác lộ thiên nước Tây Âu Áo, Hy lạp, Tây Ban Nha, Italia, Pháp Thổ Nhĩ Kỳ Ở khu vực Đơng Âu Ba Lan nước có sản lượng than lớn nhất, từ năm 1995-2000 Ba Lan đạt sản lượng 170-200 triệu tấn/năm Mỏ lộ thiên có cơng suất lớn đạt 40 triệu tấn/năm Sản lượng mỏ than lộ thiên lớn Bungari 28 triệu tấn/năm CH Sec - sản lượng mỏ lớn 17 triệu tấn/năm, Hungari Rumani 8-10 triệu tấn/ năm Nga nước SNG đầu năm 1990 có tới 81 mỏ than lộ thiên có sản lượng 4,5 triệu tấn/năm, có mỏ Bogotưrxki - 56 triệu tấn/năm, Borođinxki N°2 - 40 triệu tấn/năm, Talđinxki - 30 triệu tấn/năm, Itatxki N°1 - 60 triệu tấn/năm, Chiều sâu trung bình mỏ lộ thiên lớn 120-125m Mỏ sâu Korkinxki - 450m Sản lượng toàn ngành than lộ thiên Nga năm từ 1985 tới 2005 giới thiệu bảng 6.3 Bảng 6.3: Tổng sản lượng than khai thác lộ thiên Nga Năm Các tiêu Tổng sản lượng, 10 Trong sản lượng lộ thiên, 106 Chiếm tỷ lệ,% Đất bóc 106m3 Hệ số bóc, m3/tấn 1985 726,4 304,7 1988 771,9 341,8 1990 781,3 336,7 1995 880.0 450,5 2000 2005 1032.0 1136,0 572,8 667,3 41,9 44,3 46,6 1210,9 1338,0 1457,4 4,0 3,9 4.0 51,2 1653,3 3,7 55,5 58,7 1946,7 2256,4 3,4 3,4 Công nghệ khai thác chủ yếu mỏ than đá phá vỡ đất đá khoan nổ mìn, xúc bóc máy xúc tay gầu vận tải ô tô Đối với mỏ than nâu (chiếm 35,9%) dùng công nghệ khai thác không vận tải với đồng thiết bị máy xúc nhiều gàu kiểu roto kết hợp với công sơn băng tải Australia nước có sản lưọng than lớn, 250-310 triệu tấn/năm Đặc điểm công nghệ khai thác mỏ than đá khai thác theo công nghệ không vận tải, đất đá chất trực tiếp vào bãi thải máy xúc gầu treo, than vận chuyển đến bãi chứa nhà máy tuyển khoáng tơ Đối với mỏ than nâu khai thác máy xúc nhiều gàu rotor cỡ lớn, vận tải đất đá than băng tải đường sắt 86 Ở Ấn Độ, ngành khai thác than lộ thiên năm gần phát triển nhanh chóng Năm 2000 sản lượng than lộ thiên đạt 328 triệu tấn/năm, chiếm 65% tổng sản lượng than nước Sản lượns mỏ than lộ thiên đạt tới 10-14 triệu tấn/năm Công nghệ sử dụng chủ yếu cơng nghệ có vận tải với thiết bị máy xúc gàu kết hợp với tơ Một số mỏ có điều kiện tự nhiên thuận lợi dùng máy xúc rotor kết hợp băng tải Canada quốc gia có sản lượng than khai thác lộ thiên đứng thứ nhì, sau Mỹ Tại vùng phía Bắc, 90% sản lượng than khai thác từ mỏ lộ thiên Điều kiện tự nhiên mỏ than Canada thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ khai thác không vận tải Xúc bốc đất đá đổ trực tiếp vào khoảng trống khai thác máy xúc rotor cỡ lớn, cơng suất 300-1500 m3/h máy xúc gầu treo có dung tích gàu 2530m3 lớn Chỉ số mỏ dùng máy xúc tay gàu kết hợp ôtô để vận chuyển đất đá bãi thải Mỹ nước có sản lượng than khai thác lộ thiên đứng hàng đầu giới Năm 1986 sản lượng than lộ thiên đạt 485,9 triệu tấn/năm Cho tới than lộ thiên trì tỷ lệ 50% tổng sản lượng than nước (900-1010 triệu tấn/ năm) Các mỏ than đá Mỹ thường có từ 1-5 vỉa, chiều dày vỉa không 2m, góc cắm 2-3°, chiều dày lớp đất phủ khơng q 40m, áp dụng công nghệ khai thác không vận tải, làm tơi đất đá khoan nổ mìn máy xới Các mỏ than nâu Mỹ có chiều dày lớn mỏng 2-3m, lớn 15-17 m, chiều dày đất phủ 50-60m Trên 90% mỏ than nâu sử dụng công nghệ khai thác không vận tải với đồng thiết bị máy xúc rotor kết hợp công sơn băng tải vận tải than ô tơ Hiện Mỹ có tới 2792 mỏ lộ thiên nhỏ có sản lượng trung bình 170 ngt/năm, 18 mỏ lộ thiên có sản lượng triệu tấn/năm, mỏ có sản lượng 10 triệu tấn/năm Lớn mỏ Black-Thunder có sản lượng 20 triệu tấn/năm Năm 1985, 46 mỏ lộ thiên lớn đóng góp tới 48% sản lượng/năm Nam Phi nước có sản lượng than, đáng kể - 190 triệu tấn/năm, chủ yếu khai thác hầm lò Các khu mỏ hầm lò Khutala, Matha, Newdenmark, Brandsfrunt Khai thác lộ thiên chiếm tỷ lệ không dáng kể 6.3.2 Tình hình khai thác quặng Xếp hàng trữ lượng sắt sau Nga nước SNG (73,1 tỉ tấn) Trung Quốc - 44 tỷ tấn, Braxin - 34 tỷ tấn, Canada - 26 tỷ tấn, Austrania - 21 tỷ tấn, Mỹ - 17 tỷ tấn, Ấn Độ - 13 tỷ tấn, Nam Phi - tỷ tấn, Thụy Điển - 4,5 tỷ tấn, Pháp - tỷ Về sản lượng sắt, Nga nước SNG chiếm vị trí số giới (454,6 triệu tấn/năm, năm 1990) với 100% khai thác lộ thiên Trong có mỏ có sản lượng 10 triệu tấn/năm quặng sắt tiêu chuẩn Do chiều sâu mỏ lớn, cung độ vận chuyển xa, nên phần lớn mỏ sử dụng hình thức vận tải liên hợp Năm 1990, 24 mỏ sắt lộ thiên vận chuyển tới 89,3 triệu m3 đất đá có tới 25% dùng hình thức vận tải liên tục, kết hợp với máy xúc roto để bóc đất đá mềm Mỏ lớn mỏ Lêbêđinxki sản lượng quặng 43,65 triệu tấn/năm, đất bóc 19,5 triệu m3/năm Chiều sâu khai thác 315m Sau mỏ Mikhailovxki - sản lượng quặng 38,1 triệu tấn/năm đất bóc 26,5 triệu m3/năm 87 Mỏ Phương Nam thuộc Ucraina đứng thứ sản lượng - 35,6 triệu tấn/năm đất bóc 13,5 triệu m3/năm Các nước sản xuất quặng sắt lớn nhất, sau Nga Trung Quốc, Braxin, Australia, Ấn Độ, Canada, Mỹ, Nam Phi, Pháp, Libêria, Vênêduyêla, 85-98% khai thác phương pháp lộ thiên Các mỏ lộ thiên lớn giới Miltak - 60 triệu tấn/năm, Triemining- 30 triệu tấn/năm, Piter Michail - 28,8 triệu tấn/năm; Mibbing Tokonit - 28,7 triệu tấn/năm (Mỹ); Karchie - 45 triệu tấn/năm; Maunt Rait - 45 triệu tấn/năm (Canada); Kauer - 46 triệu tấn/năm; Puerto Ordaz - 14,2triệu tấn/năm (Vênêduyêla); Parabarđu - 40 triệu tấn/năm Về Mangan, bể quặng lớn giới Nikolovxki Ucraina với tầng quặng có chiều dày trung bình m, kéo dài 250km, chiều rộng gần 25 km tầng đất phủ dày 15-120m, trữ lượng tới 2,5 tỷ Tổng sản lượng mỏ lộ thiên thuộc bể quặng 12,5 triệu tấn/năm Nga có khoảng 20 khoáng sàng mangan phân bố chủ yếu vùng Sibêri dạng quặng cácbônat chứa 26,5-27.7% Mn với trữ lượng đánh giá 100 triệu Mangan khai thác nhiều Pháp, Braxin, Australia, Ấn Độ Gana Hầu hết mangan giới khai thác phương pháp lộ thiên với công nghệ không vận tải phần vận tải, số phải dùng khoan- nổ mìn để làm tơi đất đá, cịn lại xúc bóc máy gầu treo, máy xúc rotor kết hợp công xôn băng tải Về crôm, Kadăctan nước đứng đầu trữ lượng (trên 330 triệu tấn) sản lượng hàng năm (gần 2,5 triệu tấn/năm), đứng sau Nam Phi trữ lượng 3100 triệu Zimbabue - 1300 triệu trước nước Trung Quốc - 250 triệu tấn, Ấn Độ - 117 triệu tấn, Thổ Nhĩ Kỳ - 100 triệu tấn, Philipin 60 triệu tấn, Phần Lan 50 triệu tấn, Irăc - 33 triệu tấn, Canada -16 triệu Braxin - 14,5 triệu Phần lớn lớp khoáng sản crom có lớp đất phủ cứng nên phải làm tơi sơ khoan - nổ mìn xúc bóc máy xúc tay gàu Một số cấu tạo dạng sa khống xúc bóc trực tiếp máy xúc gầu treo dùng công nghệ khai thác sức nước Về quặng nhơm, nước có tiềm bauxit lớn : Guinea (16 tỷ tấn), Australia (13,1 tỷ tấn), Brazil (4,4 tỷ tấn), Jamaika (4,5 tỷ tấn), sau Ấn Độ, Camơrun Các nước có trữ lượng bauxit trung bình : Mỹ, Na Uy, Iran, Tây ban nha, Italia, Canada, Một số nước có trữ lượng nguyên liệu nhôm lớn, bauxit nefelin (natri aluminosilicatc- Na2O.2SiO2.Al2O3.2H2O), kianit (Al2SiO5), alunit (còn gọi phèn chua - KA13(SO4)2 (OH)6 ), sản lượng bauxit hàng năm, dẫn đầu giới gồm có (số liệu năm 2004): Australia (56 triệu tấn), Brazil (18,5 tấn), Guinea (15,5 tấn), Trung Quốc (15,0 triệu tấn), Trữ lượng bauxit Nga không lớn, vào khoảng 450 triệu tấn, ngồi bauxit, họ cịn dùng loại quặng nefelin, đa khoáng nefelin-apatit alunit làm ngun liệu sản xuất nhơm Các khống sản chứa nhôm lớn nước tập 88 trung phần lãnh thổ thuộc Châu Âu (tới 40% bauxit, 80% nefelin 90% kianit) Uran Trên 70% quặng đồng giới khai thác lộ thiên Trữ lượng đồng giới tập trung nhiều Nam Mỹ Trung Phi Ở Nam Mỹ quặng đồng phân bố dọc bờ biển Thái Bình Dương chiều dài ngàn km, có hàm lượng cao tới khoảng 0,4-3,5% Cu, phần đánh giá 309 triệu tấn, gần 82% nằm Chilê Mỏ lớn Chilê Chukikamata có sản lượng triệu tấn/năm Ở Trung Phi, quặng đồng tập trung chủ yếu nước Zambia Zaia, trữ lượng đáy tới 145 triệu tấn, với hàm lượng 2,4-4-3,7% Cu Các mỏ lộ thiên lớn Zambia Chigola Natranga, có sản lượng triệu tấn/năm 5,7 triệu tấn/năm Ở Mỹ mỏ đồng lộ thiên có sản lượng (triệu tấn/năm) lớn Bingham - 39; Sierrita - 32; Berclie - 15,2 Morensi - 18,7 Thụy Điển có mỏ Aitik, sản lượng 17,5 triệu tấn/năm Nga có đồng Sibêri, Uran khơng nhiều Udơbêkixtan có mỏ đồng Kalmakurxki sản lượng 19,86 triệu tấn/năm, mỏ Xaru -Treky sản lượng 3,6 triệu tấn, Các kim loại khác có mỏ lộ thiên molipđen Soxrki (Nga) sản lượng 8,42 triệu tấn/năm, mỏ vônfram-molinđen Turưauxki( Nga) - 2,36 triệu tấn/năm, mỏ chìkẽm Jairemxki (Nga) 1,86 triệu tấn/năm, mỏ kẽm Uch-Kulach - 1,35 triệu tấn/năm Vơnfrram cịn có nhiều nước Canada, Mỹ, Australia, Trung Quốc, Chile Các số liệu sản lượng vàng kim cương không công bố, trữ lượng vàng Nam Phi - 33 ngt; Mỹ - ngt, Braxin – ngt, Kim cương có nhiều Nam Phi, Zair, Gana, Angơla, Namibia, nói chung sản lượng khai thác kim cương Châu Phi hàng năm chiếm 95% sản lượng giới Phần lớn mỏ quặng kim loại đen mầu giới có nguồn gốc thành tạo macma, có đất đá phủ cứng nên phải làm tơi sơ khoan – nổ mìn xúc bóc loại máy xúc gầu (loại tay gàu thuỷ lực) Vận tải chủ yếu ô tô (khoảng 80-85%), phần lại đường sắt Băng tải sử dụng cách khiêm tốn tỷ lệ khơng lớn Các mỏ có nguồn gốc thành tạo sa khống dạng aluvi, đêluvi sử dụng máy xúc gầu treo máy xúc rotor để xúc bóc trực tiếp với cơng nghệ khai thác có khơng có vận tải 6.4 Những bước tiếp cận ban đầu phương tiện kỹ thuật hiên đại mỏ lộ thiên Việt Nam Những chuyển biến mạnh mẽ chất lượng, số lượng quy mô ngành khai thác lộ thiên phải kể từ đầu năm 90, mà sách mở cửa kinh tế thị trường tạo hội cho doanh nghiệp mỏ tiếp cận với công nghiệp mỏ đại nước phát triển Trên hầu hết mỏ đá vôi thuộc công ty xi măng Nghi Sơn, Hoàng thạch, Bỉm Sơn, Hoàng Mai, Bút Sơn, Hà Tiên, Sao Mai, Đã xuất máy khoan lỗ mìn đại máy khoan đập - xoay có đầu đập thuỷ lực, đập đỉnh đập đáy, suất tới 60 m/h hãng Atlas-Copco, Ingersoll-Rand, Tamrock, Fumkawa, Búa thuỷ lực để đập đá cỡ thay cho nổ mìn sử dụng sử dụng rộng rãi nhiều mỏ Chỉ riêng năm 2001-2002, mỏ than lộ thiên Quảng Ninh 89 đầu tư máy khoan đập - xoay, đầu đập thuỷ lực, đường kính 127-152mm (PANTERA-1100 PENTERA-1500) máy khoan thuỷ lực, đập đáy (TITON500), đường kính 165mm hãng Tamrock, máy khoan xoay cầu thuỷ lực đường kính 127-228 mm hãng Ingersoll-Rand Theo đánh gía chung nhà sử dụng loại máy khoan động, có suất cao, giúp tạo cỡ hạt đất đá nổ mìn nhỏ đều, tạo điều kiện để nâng cao suất cho thiết bị xúc bóc, khả tạo biên tốt, làm ảnh hưởng đến độ ổn định bờ mỏ Về chất nổ vật liệu nổ đầu năm 1990-1991 số mỏ vật liệu xây dựng mỏ lộ thiên làm quen với loại thuốc nổ chống nước, thuốc nổ nhũ tương, thuốc nổ không độc hại (Powergel 2560, Powergel 2541, Energan 2640, Waterrgel TFD-15, WJ-1989-90, ANFO, ) phương tiện nổ vi sai phi điện Australia, Ấn Độ, Trung Quốc, Thụy Điển mang lại hiệu khả quan, nâng cao chất lượng đống đá nổ mìn, giảm thiểu hiệu ứng sóng chấn động, đá bay, khí bụi nổ độc hại, an toàn vận chuyển, bảo quản sử dụng, đơn giản thi công Nhờ áp dụng cơng nghệ nổ mìn phi điện mà mỏ đá Hoàng Thạch hạ thấp giá thành làm tơi 1m3 đá từ 5.491 đồng xuống 4.871 đồng, tức giảm 13,1% (số liệu 1997), tương tự mỏ than Hà Tu - giảm 8%, Mỏ Đèo Nai - tỷ lệ đá cỡ giảm 5% xuống 3%, tỷ lệ phát mìn câm giảm từ 2% xuống 0%, suất phá đá mét lỗ khoan tăng từ 33,48 m3/m lên 38,2 m3/m, mỏ Cao Sơn giảm tỷ tệ đá cỡ trung bình năm (1993-1997) xuống 2,47% Việc làm tơi đá máy xới nhiều mỏ lộ thiên quan tâm Theo kết thí nghiệm đánh giá ơng J.S.Burdick nhà nghiên cứu chế tạo máy hãng Caterpillar mỏ sét đá vôi Công ty xi măng Bỉm Sơn sử dụng máy xới D-10N D-11N để làm tơi đất đá thay cho nổ mìn Mỏ than Núi Béo dùng máy xới D-10R tầng +96 Tây Vỉa 11 (năm 1998) với kết giảm giá thành làm tơi lm3 đất đá 4.550 đồng 96% so với làm tơi phương pháp khoan - nổ mìn Trong năm gần đây, việc làm tơi đất đá máy xới thay cho cơng tác khoan nổ mìn truyền thống trở nên phổ biến Việc sử dụng máy xới để chuẩn bị đất đá cho xúc bốc cho phép bóc chọn lọc có hiệu vỉa quặng lớp đất đá mỏng, giảm tổn thất làm bẩn KSCI trình khai thác, điều chỉnh tốt cỡ hạt đất đá, loại trừ sóng chấn động tới bờ mỏ, nâng cao ổn định bờ mỏ, giảm chi phí nâng cao hiệu sản xuất Ngồi ra, làm tơi đất đá máy xới làm tăng hiệu sử dụng máy gạt, máy bốc máy xúc Máy xới làm việc có hiệu khai thác than, quặng phôtphorit, apatit, diệp thạch, cát kết, bột kết, đá vôi cứng vừa, đất đá nứt nẻ nhiều có cấu tạo phân lớp Kinh nghiệm sử dụng cho thấy, hiệu làm tơi máy xới phụ thuộc vào công suất máy, áp lực lên bánh xích máy xới, góc cắm xới, độ bền mức độ nứt nẻ đất đá, nằm lớp đá hướng mặt lớp Đối với đất đá có độ kiên cố nhỏ trung bình (f  - 8), nứt nẻ mạnh từ cấp I-III với độ cứng âm học  2000 m/s (đặc biệt loại có độ cứng âm học 1500 m/s) sử dụng máy xới để làm tơi thay hồn tồn cơng tác khoan nổ mìn với giá thành rẻ 50-60% 90 Để xới loại đá cứng vừa, cần dùng máy xới có cơng suất lớn 200 kW, tới 400-500 kW Lưỡi xới bàn gạt điều khiển thuỷ lực Máy xới sử dụng phổ biến Nga, Đức, Mỹ, Nhật Bản, Máy xới lớn D-575A-3 có cơng suất 828 kW hãng KOMATSU (Nhật Bản) chế tạo Máy xới làm tơi vun đống đất đá, sau dùng máy bốc, máy xúc máy cạp đất xúc chuyển tải bãi thải Các yếu tố tự nhiên có ảnh hưởng tới khả xới máy độ rắn nứt nẻ nham thạch Đá bền vững nứt nẻ, địi hỏi máy có cơng suất lớn Trước đây, máy xới xới nham thạch có tốc độ truyền âm khối 2.300 m/s Những thập niên qua máy xới ngày hoàn thiện với công suất ngày lớn, xới nham thạch có tốc độ truyền âm tới 3.800 m/s (tốc độ truyền âm thông số vật lý tổng hợp nham thạch - đá bền vững, nứt nẻ, tốc độ truyền âm lớn ) Giữa tốc độ truyền âm nham thạch công suất động máy xới có mối quan hệ tương đối chặt chẽ (hệ số tương quan cao r = 0,93 ), phản ánh công thức thống kê sau: N = 0,19 Ve - 60 , kW Trong Ve: Tốc độ truyền âm dọc đất đá, m/s; (công thức thực nghiệm giới hạn: 800 m/s