Bài giảng các quá trình sản xuất mỏ lộ thiên phần 1 trường đh công nghiệp quảng ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BỘ MÔN KỸ THUẬT MỎ LỘ THIÊN - KHOA MỎ - CƠNG TRÌNH BÀI GIẢNG CÁC Q TRÌNH SẢN XUẤT MỎ LỘ THIÊN (Dành cho sinh viên bậc Đại học) (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh, 2020 Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Đối tượng điều kiện áp dụng phương pháp khai thác mỏ lộ thiên 1.1.1 Đối tượng khai thác mỏ lộ thiên Khai thác lộ thiên (KTLT) dạng hoạt động công nghệ nhằm thu hồi khống sản có ích (KSCI) thể rắn từ lòng đất (bao gồm mặt đất) nhằm sử dụng vào mục đích kinh tế khác Con người Đối tượng KTLT tất khoáng sàng (nơi tập trung hay số KSCI trạng thái tự nhiên có khả khai thác được) có chứa KSCI khai thác điều kiện kinh tế - kỹ thuật cụ thể Đặc điểm công nghệ bật KTLT phải bóc khối lượng đất đá lớn (có thể tới hàng chục lần) so với khối lượng KSCI thu hồi được, nói, đối tượng tác động trực tiếp KTLT đất đá mỏ KSCI Tuy nhiên, điều kiện cụ thể địa chất thủy văn thời tiết khí hậu nước ta - mưa nhiều, lưu lượng nước ngầm lớn, đối tượng KTLT cịn nước mỏ Thí dụ, nước thải mỏ than Cọc Sáu hàng năm lên tới 910 triệu m3, mỏ sắt Thạch Khê theo tính tốn, tới triệu m3/ngày-đêm Sự phát triển khoa học-công nghệ, kinh tế-kỹ thuật nhân tố định trình mở rộng phạm vi ứng dụng cơng nghệ KTLT, nhờ mà đối tượng KTLT ngày nhiều số lượng phong phú chủng loại: Nhờ kỹ thuật gia công chế biến đại mà nhiều loại quặng nghèo (có chất lượng kém) huy động để thu hồi KTLT vonfram Núi Pháo, apatit Lào Cai loại III,…; Nhiều thân khống có chiều sâu vùi lấp lớn khai thác phương pháp lộ thiên (mà trước không thể) phần trữ lượng than từ mức -150-300 m khoáng sàng than Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn,…; Khơng khống sàng có điều kiện tự nhiên phức tạp đưa vào dự án KTLT mà điển hình sắt Thạch Khê - khống sàng có điều kiện tự nhiên khơng thuận lợi: mưa nhiều, thân khống nằm sát mép biển, quặng phân bố sâu mực nước biển tới 125750 m, lớp đất phủ mềm yếu, nước ngầm nhiều có mối quan hệ thủy lực với nước biển, tiềm ẩn nhiều cố, rủi ro mơi trường,… Các đối tượng KTLT thường có tính biến động cao đặc điểm hóa, lý học Điều dẫn đến khó khăn việc lựa chọn công cụ phương thức để tác động lên cách hiệu Cuộc đại nhảy vọt khoa học công nghệ nửa cuối Thế kỷ XX giúp cho ngành KTLT vượt qua trở ngại Ngày người ta chế tạo máy móc đa năng, có cơng suất từ nhỏ đến lớn lớn, có nhiều tính kỹ thuật phù hợp với đối tượng tác động; nhiều loại vật tư kỹ thuật tiên tiến, tương thích với yêu cầu sử dụng;… mà chúng nghiên cứu nội dung chương sau 1.1.2 Đặc điểm khai thác lộ thiên Trên mỏ lộ thiên, cơng trình khai đào tiến hành trời, so với khai thác hầm lị khai thác lộ thiên có đặc điểm sau: a) Điều kiện lao động tốt cơng việc tiến hành ngồi trời, có đầy đủ ánh sáng khí trời, có khơng gian thao tác rộng lớn Tạo điều kiện để đảm bảo sức khoẻ nâng cao suất lao động cho công nhân b) Điều kiện không gian cho phép sử dụng thiết bị đại, có suất cao khả giới hoá - tự động hoá Ngày mỏ lộ thiên lớn người ta sử dụng loại máy xúc tay gàu máy xúc thuỷ lực trang bị hệ thống điều khiển, tra dầu mỡ, phát hỏng hóc, tự động, trang bị hệ thống định vị tồn cầu GPS, có dung tích gàu 1225 m3 hơn, tơ tải trọng 75240 máy xúc nhiều gàu kiểu khung xích kiểu rơtor đại có suất đạt tới 3200 m3/giờ c) Thời gian xây dựng mỏ ngắn So với mỏ hầm lị có sản lượng tương đương thời gian xây dựng mỏ lộ thiên thường 2530 % nhỏ hơn, tiến hành song song cơng việc xây dựng, sử dụng thiết bị lớn có suất cao để thi cơng hạng mục cơng trình Vốn đầu tư xây dựng mỏ lộ thiên nhỏ nhiều so với mỏ hầm lị có sản lượng tương đương vùng d) Tổn thất tài ngun khơng cần để lại trụ bảo vệ hầm lò, điều kiện địa chất rõ ràng nên khơng bỏ sót tài ngun, dễ khai thác chọn lọc, có điều kiện để tận thu tài nguyên Tổn thất tài nguyên trung bình mỏ lộ thiên 68 %, có nơi 24 %, mỏ hầm lị 1824 %, cá biệt có nơi 60 % e) Chịu ảnh hưởng thời tiết khí hậu Đặc biệt nước ta - vùng khí hậu nhiệt đới Ảnh hưởng mùa mưa xấu mỏ lộ thiên, mỏ khai thác mức thoát nước tự chảy Mùa mưa hàng năm kéo dài từ tháng đến tháng 10, gây cố trầm trọng mỏ than: ngập lụt, đường sá hư hỏng, bờ mỏ bị sụt lở, đất đá bùn lấp đầy mỏ, Về mùa sương mù (từ tháng đến tháng 4), mỏ vùng núi cao, thường khó khăn việc quan sát, ngày hanh khô, sương mù bụi làm cho tầm nhìn tài xế lại vài ba mét Nắng to mùa hè ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe người lao động g) Về mặt môi trường, mỏ lộ thiên thường gây nhiều tác động xấu, làm suy giảm chất lượng khơng khí, đất, nước, cảnh quan khu vực, so với khai thác hầm lò Khai thác lộ thiên thường chiếm diện tích lớn đất đai (để mở khai trường làm bãi thải), làm biến dạng địa hình, địa mạo, cảnh quan khu vực Các bãi thải phía nam mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu vùi lấp hàng trăm hecta đất đai trồng trọt hai bên Quốc lộ 18 khu vực phía đơng thị xã Cẩm Phả buộc phải di chuyển Quốc lộ 18 xuống sát mép biển Mặt khác nữa, khối lượng đất đá thải mỏ lộ thiên lớn, thường trơi dạt xuống phía hạ lưu, gây bồi lấp nguồn nước chảy, trôi lấp diện tích rừng, sa mạc hố đất đai canh tác,làm nhiễm nguồn nước, Các khí độc hại bụi nổ mìn, hoạt động động chạy điêzen phát thải vào khơng khí, làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng dân cư quanh vùng xa hơn, góp phần làm gia tăng khí nhà kính trái đất 1.1.3 Những khoáng sản khai thác phương pháp KTLT Thiết bị mỏ ngày cải tiến, tổ chức công tác mỏ ngày hoàn thiện làm cho giá thành khai thác ngày hạ cho phép mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên Phạm vi ứng dụng KTLT chủ yếu khoáng sản lộ mặt đất, bị vùi lấp khơng sâu; có điều kiện địa chất phức tạp; khống sàng nguy nổ bụi, khí nổ tự cháy; với khoáng sàng ngập nước bị vùi lâp nước Tuy nhiên mức độ hiệu phương pháp KTLT phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên vỉa chiều dày, góc cắm, chiều dầy lớp đất phủ tính chất lý nó; điều kiện địa hình, địa chất thuỷ văn khí hậu Các đặc trưng cấu tạo khống sàng bao gồm: a) Địa hình: bình nguyên, sườn dốc, đỉnh núi, đồi mấp mô Vứa nằm đỉnh núi, bên sườn núi chỉnh hợp không chỉnh hợp với địa hình (Hình 1.1 - a, b, k, m, n, l) b) Vị trí vỉa: trực tiếp lộ ngồi hay bị phủ lớp đất khơng dầy (Hình 1.1- c, d, k, n, l) Những khoáng sàng kiểu hỗn hợp (nằm núi sâu) thường KTLT phần cịn phần khai thác phương pháp hầm lị c) Góc cắm vỉa: gọi vỉa dốc thoải góc cắm vỉa   10o, vỉa dốc xiên =1030o, vỉa dốc đứng   30o d) Chiều dày vỉa: vỉa mỏng tiến hành khai thác tầng; vỉa trung bình tiến hành khai thác hai tầng phân tầng; vỉa dày khai thác từ ba phân tầng trở lên e) Hình dáng vỉa: vỉa có kích thước theo phương độ dốc lớn chiều dày khơng lớn lắm: dạng vỉa, dạng tấm, dạng mạch; vỉa có kích thước gần giống theo hướng: dạng khối, dạng ổ, dạng thấu kính; vỉa có kích thước dài theo phương gọi dạng ống Hình 1.1 Những dạng nằm chủ yếu khoáng sản f) Cấu tạo vỉa: Vỉa gọi đơn giản có cấu tạo đồng nhất, khơng có lớp đá kẹp xen kẽ Trường hợp đó, dùng phương pháp khai thác khơng chọn lọc tiến hành bóc tồn chiều dày vỉa Vỉa gọi phức tạp có uốn nếp mạnh, có nhiều đứt gãy kiến tạo, vỉa có hướng cắm góc cắm thay đổi mạnh phạm vi khai trường,… Vỉa phức tạp chứa loại khoáng sản khác nhau, chất lượng khác (đúng tiêu chuẩn phi tiêu chuẩn), xen kẽ đá kẹp phải dùng phương pháp khai thác chọn lọc để tách riêng KSCI có hàm lượng tiêu chuẩn đất đá làm bẩn Việc khai thác chọn lọc theo loại KSCI tiến hành sở thăm dò khai thác chi tiết Những yếu tố kể có ảnh hưởng định đến việc lựa chọn quy trình cơng nghệ, kỹ thuật thiết bị để tiến hành khai thác 1.2 Khái niệm khống sản có ích chất lượng chúng 1.2.1 Khống sản có ích Khống sản có ích (KSCI) tài nguyên thiên nhiên, có nguồn gốc thạch học từ lịng đất, khai thác chế biến cách hiệu để sử dụng vào mục đích khác Con Người Ngày khái niệm KSCI không dùng cho tài nguyên khai thác từ lòng đất, mà mở rộng cho tài nguyên thiên nhiên lắng đọng từ đáy biển thềm lục địa (như kết hạch sắt, mangan, titan…), cho chất hoà tan nước cho thân nước Khái niệm KSCI mang tính chất tương đối Đất sét, đá vôi KSCI công nghiệp xi măng, chúng nằm lẫn đất đá phủ vỉa khống sản khác chúng đá thải Bản thân đất đá phủ mỏ khống sản sử dụng vào mục đích có lợi san nền, lấp ao hồ, đem nung vôi (nếu đá vôi), rải đường, làm vật liệu đổ bê tơng,… chúng coi KSCI đưa vào bảng cân đối làm kế hoạch sản xuất xí nghiệp mỏ Một loại khống sản điều kiện tự nhiên kỹ thuật mỏ coi KSCI, điều kiện tự nhiên kỹ thuật mỏ khác lại coi đất đá thải khơng thể khai thác sử dụng chúng có hiệu mặt kinh tế Khoáng sản apatit loại III có hàm lượng 712 % P2O5 Lào Cai ví dụ cho trường hợp nói Vậy chất tự nhiên (thành phần hố học, thạch học, tính chất lý,…) chưa đủ để kết luận KSCI hay khơng mà cịn phải kèm theo khả khai thác sử dụng chúng Do vậy, với tiến khoa học kỹ thuật nói chung, Ngành Mỏ (kỹ thuật khai thác, chế biến) nói riêng, danh mục KSCI ngày nhiều lên số lượng phong phú thêm chủng loại Để thuận tiện sử dụng ngắn gọn mặt tin học, người ta gọi tắt KSCI khống sản Thơng thường người ta phân loại KSCI thành khoáng sản kim loại,khoáng sản phi kim loại khoáng sản làm nhiên liệu * Các khoáng sản kim loại bao gồm: - Quặng kim loại đen: chứa kim loại sắt (Fe), mangan (Mn), crôm (Cr), titan (Ti),… - Quặng kim loại mầu: chứa kim loại đồng (Cu), chì (Pb), kẽm (Zn), nhôm (Al), thiếc (Sn), niken (Ni), antimon (Sb),… - Quặng kim loại quý: chứa kim loại vàng (Au), bạc (Ag), platin (Pt), - Quặng kim loại phóng xạ: chứa kim loại uran (U), thori (Th),… - Quặng kim loại nhẹ: chứa kim loại ziricôni (Zr), niobi (Nb), gecmani (Ge), scandi (Sc), cadimi (Cd), hafini (Hf), tantali (Ta), bêrili (Be), liti (Li),… * Các khoáng sản phi kim loại bao gồm: - Vật liệu xây dựng: đá vôi, đá granit, sét, cát, sỏi,… - Nguyên vật liệu cho luyện kim: đá vôi (CaCO3), đôlômit (CaCO3.MgCO3), flrit (CaF2), grafit (than chì), đất chịu lửa, cao lanh, manhêgit (MgCO3),… - Ngun liệu cho cơng nghiệp hóa thực phẩm: phốtphorit, apatit, lưu huỳnh, pyrit, muối khoáng,… - Nguyên liệu cho công nghiệp khác: amian, sợi đá, tan (hoạt thạch), barit, kim cương, mica, silic, pecmatit, côrinđôn (Al2O3),… * Khoáng sản nhiên liệu: bao gồm than bùn, than nâu, than đá, diệp thạch cháy, dầu mỏ, khí đốt 1.2.2 Chất lượng khống sản có ích Khi đề cập đến loại KSCI điều kiện phải nói đến chất lượng Tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng KSCI khác cho chủng loại mục đích sử dụng Đối với than, tiêu chuẩn chất lượng độ tro, độ ẩm, nhiệt năng,…; khoáng sản khác thành phần khoáng vật, hàm lượng, thành phần có ích, có hại số tính chất khác Đá vơi dùng để rải đường cần quan tâm đến tính chất lý sức bền kháng nén, hệ số hút nước, hệ số biến mềm,… dùng để sản xuất cacbua - canxi phải ý tới thành phần hóa học Một cách khái quát người ta có định nghĩa: chất lượng loại KSCI tổng hợp tính chất xác định mức độ thuận lợi hiệu kinh tế sử dụng cho mục đích định Chất lượng KSCI biểu thị hai nhóm: có ích có hại Trong khống sản manhêtit, hàm lượng Fe3O4 thuộc nhóm chất lượng có ích, cịn hàm lượng lưu huỳnh, phơt thuộc nhóm có hại Người ta phân chất lượng KSCI thành chất lượng tuyệt đối chất lượng tiêu thụ Chất lượng tuyệt đối đặc trưng tổng hợp tiêu có tính chất khách quan thành phần hố học, tính chất lý, đặc trưng công nghệ,… chất lượng tiêu thụ KSCI đặc trưng hay số tiêu theo u cầu sử dụng Thí dụ: đá vôi dùng rải đường sắt, người ta quan tâm đến độ cứng độ mài mịn, dùng để nung vơi hàm lượng CaCO3 tiêu bản, dùng để trang trí hình thức đường vân, màu sắc khả mài bóng tiêu hàng đầu Để đánh giá chất lượng KSCI người ta thường dùng tiêu chất lượng tổng hợp, có kể đến ảnh hưởng thành phần có ích có hại giá trị chung sản phẩm cuối cùng:  q ia i   q jb j n q m 1 (1-1) G Trong đó: qi ; qj - tiêu chất lượng thực tế thành phần có ích thứ i có hại thứ j khống sản có ảnh hưởng đến giá trị sản phẩm cuối với tỷ lệ tương ứng bj; G - giá trị sản phẩm cuối Các giá trị bj xác định phương pháp thống kê sở tiêu chất lượng thành phần riêng biệt giá thành sản phẩm cuối Thí dụ: sau phân tích giá thành gang phụ thuộc vào hàm lượng sắt (Fe) tạp chất khác lẫn khoáng sản người ta thấy ảnh hưởng chúng giá thành theo tỷ trọng tương ứng sau: SiO2 - 26 %; lưu huỳnh - 7,7 %; phôtpho - 5,1 % oxit nhơm 3,2 % khống sản có tiêu chất lượng tổng hợp là: 0,58q Fe  0,2 q SiO  0,08q S  0,05q p  0,03q Al O q (1-2) G Khoáng sản đủ chất lượng tiêu chất lượng thành phần có ích có hại khơng vượt qua giới hạn tiêu định mức tương ứng: qi  qoi qj  qoj Trong đó: qoi, qoj tiêu chất lượng định mức thành phần có ích thứ i có hại thứ j loại khống sản (%) Các tiêu chất lượng định mức thành phần có ích có hại loại khoáng sản tiêu quan trọng, xác định cho loại khoáng sản điều kiện kinh tế kỹ thuật cụ thể tiến hành khai thác sử dụng chúng 2 1.3 Chỉ tiêu chất lượng số KSCI thông dụng 1.3.1 Khoáng sản sắt Hàm lượng nhỏ sắt đưa vào luyện loại khoáng sản quy định sau: khống sản hêmatít - manhêtít 5660 %, manhêtít (Fe3O4) 5658 %, khống sản sắt nâu (limônit) 4550 %, quăczit - sắt 5064 %, siđêrit (FeCO3) 3335 % Khi giảm hàm lượng sắt khống sản sắt chứa silic xuống % suất lò cao giảm 45 % tiêu hao cốc tăng 2,7 % Lưu huỳnh phốtpho tạp chất có hại Khi nấu khống sản trực tiếp hàm lượng lưu huỳnh khơng q 0,20,3 %, qua thiêu kết % Hàm lượng phốtpho khống sản dùng cho lị Besme khơng q 0,03 %, cho lò Mactanh 0,15 %, cho lò Tomát 0,81,2 % Độ ẩm cho phép tuỳ thuộc vào loại khống sản 533 %, kích thước cỡ hạt 5150 mm, tỷ lệ bột khống sản khơng lớn 1030 % Khống sản có chứa chất kiềm (CaO MgO) làm tăng hiệu lò cao, giảm tiêu hao chất trợ dung 1.3.2 Khoáng sản mangan Khống sản mangan dùng cơng nghiệp luyện kim đen màu, để chế tạo thép cácbon, thép đặc biệt, tiêu chất lượng mangan dùng luyện kim thành phần hoá học Khống sản oxit mangan chứa 1940 % Mn, 45 % SiO2, 0,10,3 P, 524 % CaO Nếu khoáng sản sắt-mangan dùng cho luyện kim khơng qua tuyển hàm lượng sắt mangan khống sản khơng nhỏ 4050 % 1.3.3 Khoáng sản đồng Khoáng sản đồng công nghiệp luyện kim màu, dùng để chế tạo đồng nguyên chất hợp kim Chỉ tiêu chất lượng khoáng sản đồng hàm lượng đồng (Cu), thành phần khoáng vật, độ cứng thành phần cỡ hạt Khống sản có hàm lượng đồng lớn % gọi giàu Khống sản có chất lượng trung bình hàm lượng chứa % đồng Khoáng sản chứa từ 0,71 % đồng khoáng sản nghèo Khi hàm lượng 0,7 % gọi khống sản nghèo Trong loại khống sản đồng cơng nghiệp loại khống sản đồng đa kim đồng chì - kẽm đồng-niken có giá trị cơng nghiệp lớn 1.3.4 Khống sản đa kim chì - kẽm Trong khoáng sản thường chứa bạc đồng, thiếc, coban, cátmi, vàng số thành phần khác Theo thành phần có ích người ta chia làm loại chính: kẽm, chì-kẽm, đồng-chìkẽm, thiếc-chì-kẽm asen-chì-kẽm Khống sản chứa % chì 47 % chì kẽm gọi khoáng sản giàu Gọi khoáng sản nghèo chứa 1,22 % kẽm % chì-kẽm Khi tỷ lệ chì kẽm từ 1/5 đến 1/2 tổng hàm lượng chúng khống sản đa kim khơng % 1.3.5 Khống sản nhơm Khống sản nhơm chủ yếu cơng nghiệp bauxit Bauxit làm nguyên liệu ban đầu để chế tạo oxit nhơm (Al2O3), sau dùng phương pháp điện phân để thu hồi nhôm nguyên chất Chỉ tiêu chất lượng khống sản nhơm hàm lượng Al2O3 bauxit khơng 28 %, tạp chất có hại oxit silic, canxit, đôlômit, siđêrit, pyrit,…, bauxit dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa phải chứa 46 % Al2O3 1.3.6 Than đá Khoảng 70 % than đá khai thác dùng làm nhiên liệu Phần lại dùng vào việc luyện cốc, chế tạo sản phẩm tổng hợp, khí than,… Đặc trưng chất lượng than tiêu: hàm lượng cácbon, oxy, nitơ, độ tro, độ ẩm, tỷ lệ chất bay nung, hàm lượng lưu huỳnh, nhiệt lượng, tính thiêu kết, trọng lượng riêng, độ nóng chảy tro Chất lượng than quy định phân loại công nghiệp tiêu chuẩn tiêu thụ Thí dụ, than đá tỷ lệ chất bay tính thiêu kết; than antraxit tỷ lệ chất bay nhiệt năng; than bùn hàm lượng cácbon độ ẩm, Bảng 1.1 cho thấy chất lượng than hai vỉa mỏ Cọc Sáu Vỉa than Vỉa dày Vỉa G Bảng 1.1 Chất lượng than vỉa dày vỉa G mỏ Cọc Sáu Các tiêu Độ ẩm Chất bốc Nhiệt lượng Lưu huỳnh chất lượng (W, %) (V, %) (Q, kcal/kg) (S, %) Độ tro (A, %) 12,53 2,35 5,85 8476 0,42 9,27 1,89 6,82 8367 0,40 1.3.7 Đôlômit Đôlômit dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa, chất cách điện, vật liệu mài, chất trợ dung luyện kim… Yêu cầu chất lượng đôlômit dùng luyện kim là: hàm lượng MgO không nhỏ 1719 %; SiO2 không lớn %; Fe2O3+MnO không lớn %, tỷ lệ bột có kích thước nhỏ 25 mm khơng vượt q %, khơng có lưu huỳnh phốtpho, sức bền kháng nén tạm thời không nhỏ 30 MPa 1.3.8 Đá vôi Đá vôi nguyên liệu phổ biến dùng nhiều lĩnh vực công nghiệp: Xây dựng (sản xuất vơi ximăng), luyện kim (chất trợ dung), hố chất (chế tạo axêtylen, amơniắc, nước đá khơ, phân bón,…), giao thông vận tải… Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu đá vơi tính chất lý (độ mài mịn, độ cứng, độ bền nén, độ ngậm nước, hệ số biến mềm, trọng lượng riêng,…) thành phần hoá học Bảng 1.2 Giới thiệu tiêu tổng hợp đá vôi Việt Nam Sức kháng nén, MPa Khối lượng Tỷ Độ rỗng Độ ngậm Hệ số riêng (t/m ) trọng (%) nước (%) biến mềm Khô No nước 2,662.96 2,71 1,21,25 0,20,4 0,750,9 4375 53 Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu đá vơi tính chất lý (độ mài mòn, độ cứng, độ bền nén, độ ngậm nước, hệ số biến mềm, trọng lượng riêng,…) thành phần hố học Khi dùng để rải đường người ta quan tâm tới tiêu độ bền nén (> 4060 MPa), hệ số hút nước (  %), hệ số biến mềm (0,60,7), trọng lượng riêng (< 2,1 t/m3)… Khi dùng sản xuất cacbua canxi hàm lượng CaO > 53 %, SiO2 < 1,5 %, Mg < 1,0 %, SO3  1,0 %,… Bảng 1.3 Giới thiệu tiêu hàm lượng cỡ hạt Giới hạn dao động Từ Đến Tr bình Hàm lượng oxit chủ yếu (%) SiO2 Fe2O3 Al2O3 96,6 0,02 99,8 0,06 1,14 99,3 0,12 0,61 Cỡ hạt (%) > 0,7 mm 3,6 0,6 0,70,4 mm 0,60 53,4 11,5 0,40,1 mm 42,2 99,4 87,7 1.3.9 Đất sét chịu lửa cao lanh Đất sét chịu lửa cao lanh dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa, làm lớp đệm lót lị luyện kim Chỉ tiêu chất lượng thành phần hoá học, thành phần khoáng vật (hàm lượng Al2O3, silic, sắt, titan, chất kiềm…) nhiệt độ nóng chảy 1.3.10 Cát thạch anh Cát thạch anh dùng vật liệu chịu lửa, dùng xây dựng, công nghiệp thủy tinh, công nghiệp điện tử… Khi dùng làm vật liệu chịu lửa lót lị luyện thép nhiệt độ nóng chảy cát khơng nhỏ 1650oC với hàm lượng SiO2  9095 %; tạp chất có hại cát Al2O3 Chỉ tiêu chất lượng tổng hợp cát thành phần khoáng vật, thành phần hoá học cỡ hạt Cát Vân Hải có chất lượng tốt, sử dụng công nghiệp thuỷ tinh cao cấp, khách hàng ngồi nước ưa thích 1.4 Khái niệm đất đá mỏ Theo quan điểm địa chất học thuật ngữ “đá” dùng để tất vật liệu tự nhiên tạo nên vỏ trái đất, trừ nước, tồn thể cứng đặc sít (đá xây dựng, đá balast, ), mềm (đá phấn) rời rạc (cát, sỏi), xốp nhẹ (than, bùn), lỏng (dầu mỏ) Trong khai thác mỏ, đất đá mỏ tập hợp tự nhiên khoáng vật từ vỏ trái đất bao quanh nằm lẫn thân khoáng mà phải loại bỏ trình khai thác để thu hồi KSCI Theo nguồn gốc thành tạo, người ta phân chia đất đá mỏ thành: đá macma, đá trầm tích đá biến chất Đá macma đá thành tạo đơng cứng dung nham nóng chảy từ lịng đất phun nằm lại vỏ trái đất, bao gồm loại: đá xâm nhập đá phun trào Một số đá xâm nhập thường gặp granit, sienit, điôrit, gabrô, đá phun trào trachit, bazan, điaba, Đá trầm tích đá tạo thành lắng đọng sản phẩm phá huỷ đá có trước tác dụng ngoại sinh qua trình lèn nén (lý học) xi măng hố (hố học) Các đá trầm tích thường gặp khai thác mỏ đá vôi, đôlômit, cát kết, dăm kết, thạch cao, laterit, Đá biến chất sản phẩm biến đổi đá macma trầm tích tác dụng trình nội sinh (nhiệt độ áp suất) xảy độ sâu khác vỏ trái đất Các đá biến chất thường gặp khai thác mỏ quaczit, cẩm thạch (còn gọi đá hoa marble), gơnai, 1.4.1 Đặc điểm chung đất đá mỏ Đá macma xâm nhập thường nằm sâu vỏ trái đất chịu áp lực lớn lớp đá nằm trình nguội từ từ, mà thường có cấu trúc tinh thể lớn, đặc sít, có mật độ lớn, cường độ kháng nén cao, hút nước Đá macma phún xuất phun trào lên mặt đất, đông cứng nhanh điều kiện nhiệt độ áp suất thấp, làm cho khống khơng kịp kết tinh, kết tinh phận với kích thước tinh thể bé, chưa hồn chỉnh, phần lớn cịn lại tồn dạng vơ định hình, chất khí nước khơng kịp ra, để lại nhiều lỗ rỗng làm cho đá xốp nhẹ Căn hàm lượng oxit silic, đá macma chia thành loại: macma axit (SiO2 > 65 %), macma trung tính (SiO2 = 6555 %), macma bazơ (SiO2 =5545 %) macma siêu bazơ (SiO2 < 45 %) Đá trầm tích tạo thành từ q trình lắng đọng sản phẩm phong hố đá có trước, trải qua thời kỳ địa chất tác động áp suất trình hoá học mà chúng tạo thành lớp rõ rệt có chiều dày, mầu sắc, cỡ hạt, độ bền, khác tuỳ theo thành phần cấu tạo Độ bền nén đá trầm tích, theo phương vng góc với lớp lớn so với độ bền nén theo phương song song với lớp Đá trầm tích thường có độ kháng nén thấp hơn, độ hút nước cao dễ gia công so với đá macma Tính chất đá biến chất tình trạng biến chất thành phần đá gốc định Đá biến chất từ macma tái kết tinh xếp lại cấu trúc dạng phiến (trừ đá hoa quaczit) nên thường yếu đá gốc tạo chúng, q trình tác động áp lực tái kết tinh lại làm cho đá biến chất từ dá trầm tích trở nên có độ bên cao so với đá gốc Tác dụng biến chất không làm thay đổi cấu trúc đá mà làm thay đổi thành phần khống vật đá 1.4.2 Đặc trưng cơng nghệ đá cứng cứng vừa Đất đá thuộc loại cứng bao gồm phần lớn đá biến chất, đá phún xuất phần đá trầm tích thạch anh, granit, đá bazan, gabrô, cát kết (sa thạch) silic, cuội kết (cơnglơmêrat), có giới hạn bền nén trục mẫu bão hoà nước 2050 MPa Đất đá thuộc loại cứng vừa bao gồm đá phún xuất biến chất bị phong hoá, đá trầm tích nguyên sinh đá phiến sét, đá phiến sét thạch pha cát, sa thạch - vôi, dăm kết, alêvrôlit, Giới hạn bền nén trục mẫu bão hoà nước đất đá cứng vừa đặc trưng công nghệ đất đá cứng cứng vừa phải làm tơi sơ trước xúc bóc Theo mức độ nứt nẻ, người ta phân đất đá cứng cứng vừa thành loại (Bảng 1.4) Bảng 1.4 Phân loại đất đá theo mức độ nứt nẻ nguyên khối Cấp nứt nẻ Mức độ nứt nẻ I II III IV V Rất mạnh Mạnh Vừa Ít Nguyên khối Khoảng cách trung bình kẽ nứt, cm < 10 10  15 50 100 100 150 > 150 Số khe nứt > 10  10 12 0,65 < 0,65 Tỷ lệ % khối nứt có kích thước, cm 30 70 100 < 10 0 < 30 15 0 Số khe nứt > 10  10 1? ??2 0,65 < 0,65 Tỷ lệ % khối nứt có kích thước, cm 30 70 10 0 < 10 0 < 30