Luận Văn Lựa Chọn Công Nghệ Khai Thác Hợp Lý Mỏ Muối Kali Nongbok – Chdcnd Lào.pdf

Microsoft Word 6776 doc 1 Môc lôc Trang Më ®Çu 3 Ch−¬ng I Kh¸i qu¸t vÒ §Þa lý tù nhiªn 6 Ch−¬ng II Tæng quan vÒ t×nh h×nh khai th¸c, chÕ biÕn vµ sö dông muèi má trªn ThÕ giíi vµ trong n−íc 13 II 1 Muè[.]

Mục lục Trang Mở đầu Chơng I Khái quát Địa lý tự nhiên Chơng II Tổng quan tình hình khai thác, chế biến sử dụng muối mỏ Thế giới nớc II.1- Muối mỏ sản phẩm muối mỏ II.2- Tài nguyên muối kali kali - magiê II.3- Tình hình khai thác, sản xuất tiêu thụ phân kali II.4- Thị trờng xuất - nhập Chơng III Cấu trúc địa chất III.1- Lịch sử nghiên cứu địa chất III.2- Cấu trúc địa chất vùng III.3- Đặc điểm địa chất mỏ III.4- Cấu trúc thân quặng chất lợng quặng III.5- Trữ lợng quặng muối Chơng IV Điều kiện Địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình IV.1- Địa chất thuỷ văn IV.2- Địa chất công trình Chơng V Điều kiện khai thác mỏ V.1- Đặc điểm địa chất - khai thác V.2- Các yếu tố ảnh hởng đến điều kiện khai thác V.3- Mức độ phức tạp điều kiện khai thác V.4- Tác động môi trờng Chơng VI Công nghệ khai thác muối mỏ VI.1- Công nghệ khai thác VI.2- Điều kiện áp dụng VI.3- Đối sánh, lực chọn công nghệ khai thác Chơng VII Phơng hớng nghiên cứu thử nghiệm VII.1- Chọn vị trí thử nghiệm VII.2- Kiểu kết cấu lỗ khoan khai thác thử VII.3- Dung môi hoà tan VII.4- Quy trình hoà tan khai thác VII.5- Xác định kích thớc buồng-cột VII.6- Dự kiến chọn sơ đồ khai thác VII.7- Hệ thống thiết bị thu nớc muối, kiểm soát điều khiển Kết luận kiến nghị Văn liệu tham khảo 13 13 15 17 21 24 24 25 26 27 31 33 33 45 55 55 56 57 59 64 64 80 82 86 86 86 87 88 90 98 99 100 104 Mở đầu Tên Đề tài Để đáp ứng nhu cầu tăng không ngừng phân bón kali cho trồng, Bộ Kế hoạch - Đầu t chủ trơng cho phép Tổng Công ty Hoá chất Việt nam (VINACHEM) đợc đầu t thăm dò muối mỏ kali Nongbok, tỉnh Khammuan - CHDCND Lào, Quyết định số 2500/GP-BKHĐT ngày 15/4/2005 Và, "Dự án đầu t thăm dò, đánh giá trữ lợng để tiến tới đầu t khai thác, chế biến muối mỏ Nongbok - Lào" đợc Hội đồng quản trị VINACHEM phê duyệt, Quyết định số 967/QĐ-HĐQT ngày 29/8/2005, định Liên danh nhà thầu Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ với Liên đoàn Địa chất INTERGEO thực Cục Địa chất - Mỏ Lào cấp giấy phép thăm dò, Quyết định số 218/CTN-ĐCKS ngày 5/10/2005 Dự án chia giai đoạn: giai đoạn I kết thúc vào tháng 10-2006 giai đoạn II vào cuối năm 2007 Kết thăm dò cho thấy khu mỏ có triển vọng trữ lợng chất lợng, khai thác, chế biến sản phẩm kali dùng nông nghiệp công nghiệp Song, công nghệ khai thác muối kali vấn đề lớn, hoàn toàn Việt Nam Vì vậy, Bộ Công nghiệp định giao Kế hoạch Khoa học Công nghệ năm 2007, Hợp đồng nghiên cứu Khoa học Phát triển công nghệ số 1407 RD/HĐ-KHCN ngày 24-1-2007, cho Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ thực Đề tài mang tên: "Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý mỏ muối kali Nongbok - CHDCND Lào" Phạm vi đối tợng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu khu mỏ Nongbok - Lào rộng 10km2 đà đợc thăm dò sơ Đối tợng nghiên cứu phân tích đặc điểm địa chất - khai thác mỏ, khả áp dụng phơng pháp khai thác, tính u việt nhợc điểm chúng Chọn công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện tự nhiên mỏ Tính cấp thiết Đề tài Việt Nam nớc có nông nghiệp phát triển Hơn 80% dân số nông dân Diện tích đất nông nghiệp 9,4 tr.ha, diện tích trồng lúa 7,5 tr Sản lợng lúa năm 2002 đặt 34,4 tr.tấn Tính bình quân 432 kg/ngời Mỗi năm xuất tr.tấn gạo, đứng thứ hai sau Thái Lan thị trờng xuất lơng thực giới Song, hàng năm phải nhập 0,6 tr.tấn phân kali cho nông nghiệp tăng nữa, dự báo 1,1 tr.tấn KCl vào năm 2015 Đó lý để VINACHEM đầu t thăm dò, tiến tới xây dựng Xí nghiệp khai thác, chế biến muối mỏ kali Nongbok - Lào Và, việc Bộ Công nghiệp định giao cho Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ thuộc VINACHEM thực Đề tài nói đắn cần thiết, xuất phát từ nhu cầu thực tế bách phân bón cho nông nghiệp Việt Nam nói riêng, khu vực Đông Nam nói chung Mục tiêu Đề tài Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất - khai thác mỏ Khả áp dụng phơng pháp khai thác Chọn công nghệ khai thác quan điểm khai thác hợp lý kinh tế lÃnh thổ, bảo vệ tài nguyên bảo vệ môi trờng - sinh thái Mục tiêu kinh tế - xà hội Nâng cao chất lợng hiệu công tác thăm dò, khai thác chế biến muối mỏ Giảm thiểu tối đa tác động khai thác môi trờng Mục tiêu khoa học - công nghệ Xây dựng sở khoa học thực tiễn để thiết kế khai thác mỏ muối kali Nongbok áp dụng công nghệ khai thác cho mỏ khác có điều kiện địa chất tơng tự Lào Phơng pháp nghiên cứu áp dụng phơng pháp địa chất truyền thống Thu thập tài liệu Phân tích, tổng hợp tài liệu địa chất - khai thác liên quan đến muối mỏ Nội dung nghiên cứu Giới hạn phạm vi nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất - địa chất thuỷ văn điều kiện khai thác (không xét đến luận chứng kinh tế) mỏ muối kali Nongbok Đối sánh tính u việt phơng pháp khai thác Chọn công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện tự nhiên khu mỏ quan điểm khai thác hợp lý kinh tế lÃnh thổ bảo vệ môi trờng Thời gian thực Đề tài đợc triển khai thực thời gian năm, từ tháng đến hết tháng 12 năm 2007 Sản phẩm Đề tài Báo cáo tổng kết Đề tài Báo cáo đợc thành lập sở kết thăm dò địa chất giai đoạn I số liệu thu đợc trình thăm dò giai đoạn II mỏ muối kali Nongbok - Lào Liên danh Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ Liên đoàn Địa chất INTERGEO tiến hành vào năm 2005 - 2007, có tham khảo Dự án Đầu t Phát triển sylvinit đồng Vientian (Lào) Công ty Yunnan Sino Trung Quốc Nam Udonthani (Thái Lan) cđa Asia Pacific Potash Corporation Ltd cịng nh− mét khèi lợng lớn tài liệu liên quan nớc đà công bố lấy từ nguồn thông tin qua internet Đề tài Phòng Dự án - Kỹ thuật Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ triển khai thực Các thành viên tham gia, gồm có: TS - Cố vấn khoa học Công ty Lê Huy Hoàng, KS Nguyễn Huy Cơng, KS Hoàng Thị Hải Vân, KS Nguyễn Chí Công Báo cáo tổng kết đợc thành lập dới chủ biên Tiến sỹ khoa học Lê Huy Hoàng Trong trình thực Đề tài, tập thể tác giả đà nhận đợc quan tâm đạo Vụ Khoa học - Công nghệ Bộ Công nghiệp LÃnh đạo Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam; Sự giúp đỡ tận tình Ban Giám đốc, giám đốc Công ty Nguyễn Văn Thảo, Phòng, Ban Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ đà tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành nhiệm vụ đợc giao cịng nh− nhiỊu ý kiÕn trao ®ỉi, ®ãng gãp bổ ích chuyên môn bạn đồng nghiệp nhằm nâng cao chất lợng nội dung nghiên cứu Và, thiếu sót, không nêu tên cá nhân Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, ngời đà giúp nhiều công sức tác giả hoàn thành Báo cáo thời gian quy định Tập thể tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý giá nói Vì lý khách quan chủ quan, đến tháng năm 2007, tức lại tháng thực hiện, buộc phải thay đổi Chủ nhiệm Đề tài Thời gian hạn hẹp đà gây không khó khăn cho Chủ nhiệm thành viên tham gia Song, nhờ tâm nỗ lực lao động với động viên giúp đỡ Công ty, Báo cáo đà hoàn thành theo kế hoạch đề Chắc chắn không tránh khỏi sai sãt C¸c ý kiÕn nhËn xÐt vỊ B¸o c¸o xin gửi địa chỉ: " Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ 38 - Bích Câu, Đống §a - Hµ Néi Tel 04 8457606 ; fax 04 8457436 E-mail: incodemic @ hn.vnn.vn" Xin cảm ơn! Chơng I Khái quát địa lý tự nhiên Diện tích nghiªn cøu réng 10km2, n»m ë phÝa nam hun Nongbok, tỉnh Khammuan thuộc miền Trung Lào, cách Thakhet 50 km phía bắc cách Savannakhet 60km phía nam, đợc giới hạn toạ độ sau: X: 1.876.570.634 - 1.880.128.897, vĩ độ bắc; Y: 472.906.058 - 475.811.145, kinh độ đông Địa hình Là phần diện tích thuộc cao nguyên Trung Lào Địa hình phẳng, độ cao trung bình 138 - 142m Về phía đông, địa hình cao dần, đến 160 - 180m lớn hơn, chuyển sang địa hình đồi núi nhấp nhô dới chân dÃy núi Trờng Sơn, chạy dài tít theo phơng tây bắc - đông nam Còn phía tây tiếp giáp với mặt nớc sông Mekong, trải rộng đờng bờ phía hữu ngạn ranh giới Lào - Thái Bề mặt địa hình bị chia cắt sông suối nhỏ, ao hồ đầm lầy Cây rừng um tùm, rậm rạp Vào mùa ma thờng bị ngập n−íc s©u - 2m Thêi gian ngËp lị kÐo dài 10 - 20 ngày, gây nhiều trở ngại cho việc lại, tìm kiếm - thăm dò khai thác khoáng sản Mạng sông suối Trong vùng có sông Mekong lớn nhất, bắt nguồn từ Vân Nam - Trung Quốc, chảy qua Mianma, Lào, Thái Lan, Campuchia; đến Việt Nam chia nhiều nhánh lớn trớc đổ vào biển Đông Đoạn chảy qua khu mỏ dài 5km, rộng 800 - 1000m Nớc sâu trung bình - 7m Theo số liệu quan trắc năm (2000 - 2004) trạm Thakhet, lu lợng trung bình tháng nhỏ 1471 m3/s vào tháng 3/2004, lớn 33838 m3/s vào tháng 9/2000 Lu lợng trung bình tháng nhiều năm từ 2328 đến 24730, trung bình 9532 m3/s (bảng I.1) Mực nớc sông hạ thấp vào mùa khô dâng cao vào mùa ma, cao vào tháng - hàng năm Độ cao mực nớc trung bình tháng thấp 131,07m tháng 4/2004, cao 143,98m tháng 9/2000, gây ngập lũ dải đất ven bờ (bảng I.2) Bảng I.1- Lu lợng sông Mekong, m3/s Trạm Thakhet Giá trị I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII max 3717 2767 2959 3051 11890 20126 26038 25353 33838 17938 8735 4666 2581 2365 2070 2081 3131 8117 14741 19017 18551 8562 4715 3404 tr.b 3075 2489 2416 2427 6714 13457 21637 22419 27189 11984 6638 4058 max 3321 2767 2999 2642 4318 23906 31421 28433 16978 13866 5860 2780 2436 2261 2193 2215 21330 22771 17335 8648 5112 3863 tr.b 3001 2589 2562 2406 2747 23305 26620 23616 12267 9334 4620 max 4128 3270 2722 2554 8725 15763 26691 31843 26581 15646 8460 7688 3101 2644 2245 2022 2342 7963 13980 25812 16467 7458 5251 4112 tr.b 3526 2885 2453 2312 4543 12156 23568 29189 22844 11264 6764 5161 max 5436 3193 2793 2775 3409 10355 16796 23812 30582 14697 5109 3300 3246 2812 2503 2547 2451 3409 9215 12654 14802 5124 3332 2512 tr.b 4187 3048 2639 2618 2857 6032 11489 16786 22511 8565 4141 2756 max 2444 2323 1722 2862 8898 13524 21262 25254 31203 19322 7958 4832 1989 1722 1471 1515 2891 7597 8786 20083 20206 8281 4744 3275 tr.b 2280 2014 1571 2152 4238 9304 14903 23049 27490 12706 5955 4122 Năm 2000 2001 2002 2003 2004 Bảng I.2- Độ cao mực nớc sông Mekong, m Trạm Thakhet Năm 2000 2001 2002 2003 2004 Giá trị max I II III IV V VI VII VIII IX X 133,23 132,53 132,68 132,75 137,35 140,23 141,96 141,77 143,98 139,53 136 133,85 132,38 132,2 131,94 131,95 132,81 135,71 138,43 139,88 139,73 135,92 133,88 133,01 tr.b 132,76 132,3 132,24 132,24 134,82 137,84 140,62 140,92 142,21 137,32 134,94 133,46 max 132,95 132,53 132,71 132,43 133,63 141,36 143,38 142,61 139,21 138,11 134,55 132,54 132,26 132,11 132,05 132,07 140,6 141,03 139,33 135,96 134,12 133,33 tr.b 132,71 132,39 132,36 132,23 132,5 141,13 142,1 141,24 137,46 135,2 133,81 max 133,3 132,73 132,33 132,2 135,71 138,45 141,76 143,1 141,73 138,41 135,59 135,23 132,61 132,27 131,95 131,76 132,03 135,36 137,82 141,52 138,69 135,12 133,97 133,29 tr.b 132,9 132,45 132,12 132,01 133,43 137,09 140,85 142,42 140,66 136,71 134,76 133,9 max 134,04 132,53 132,13 132,11 132,73 136,59 138,58 140,15 141,35 138,01 134,03 132,63 132,58 132,15 131,81 131,86 131,75 132,73 136,14 137,39 138,04 134,04 132,66 131,82 tr.b 133,35 132,3 131,96 131,94 132,18 134,46 136,94 138,51 139,81 135,7 133,32 132,09 max 131,82 131,73 131,25 132,12 135,38 137,28 139,96 141,19 142,89 139,33 134,95 133,35 131,47 131,25 131,03 131,07 132,14 134,78 135,33 139,58 139,62 135,1 133,3 132,4 tr.b 131,7 131,49 131,12 131,58 132,94 135,53 137,71 140,51 141,83 136,91 133,95 132,93 XI XII Ngoài sông Mekong, có sông Xe Bangfai bắt nguồn từ sờn cao dÃy núi Trờng Sơn mạn đông bắc, chảy ngoằn ngoèo qua khu mỏ, đổ vào sông Mekong Pakxe phía nam Lòng sông rộng 10 - 20, có nơi 50m, sâu - 2m Vào mùa ma, sông thu nớc từ sờn, thoát không kịp, chảy tràn bờ, làm ngập nớc lÃnh thổ rộng lớn Các hồ nớc mặt sâu 0,5 - 1m, lòng hẹp thờng kéo dài theo trũng thấp xen dải đất cao, chạy theo phơng bắc - nam Chúng đợc lu thông với suối nhỏ, ứ đọng nớc tù vào mùa khô Nớc sông Mekong có độ pH 7,4 - Độ khoáng ho¸ 0,211 - 0,317 g/l KiĨu n−íc bicarbonat canxi ChÊt lợng nớc tốt, đáp ứng thoả mÃn yêu cầu ăn uống - sinh hoạt kỹ thuật Trong đó, nớc suối nhỏ, ao hồ đầm lầy nội địa có độ pH vào khoảng 5,7 - 6,8 Độ khoáng hoá không vợt 0,2 g/l Kiểu nớc bicarbonat canxi - magiê, có nơi bicarbonat canxi natri Nớc bị nhiễm bẩn nặng Khí hậu Miền Trung Lào nói chung, vùng Nongbok nói riêng, thuộc đới khí hậu lục địa, nóng ẩm Chia hai mùa rõ rệt: mùa ma từ tháng đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến hết tháng năm sau Theo số liệu quan trắc năm 2005 trạm Nongbok, tổng lợng ma năm 1969mm Lợng ma nhiều tập trung vào tháng - Vào mùa khô ma, có tháng không ma Lợng ma trung bình tháng nhỏ 18 25,6mm vào tháng 12, 1, 2; lớn 518,4mm vào tháng Lợng bốc năm 1306,5mm Lợng bốc trung bình tháng từ 38 53,6mm (các tháng - 9) đến 156,8 - 164,4mm (tháng 3, 4) Vào mùa khô, lợng bốc thờng lớn lợng ma Khí trời nóng nực Nhiệt độ không khí thấp 80C, cao 39,5 0C, trung bình tháng 26,70C Độ ẩm không khí 60 - 80%, có tháng đến 85 - 95% lớn (bảng I.3) Bảng I.3- Số liệu khí tợng năm 2005 Trạm Nongbok Tháng Ma, mm Bốc hơi, mm Nhiệt ®é, OC §é Èm, % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 22,8 25,6 81,7 185,7 390,9 390,9 518,4 320,1 15,1 18 153,5 148,8 156,8 164,4 103,9 58,1 58,2 38 53,6 103,6 116,1 151,5 23 27 25 29 30 28 28 27 28 27 26 22 64 60 61 64 74 85 84 96 80 72 70 64 Nãi chung, ®iỊu kiƯn khí hậu khắc nghiệt Nắng ma nhiều Từ tháng đến tháng 9, thờng có gió nóng thổi từ phía tây, tây - nam thiêu cháy trồng Đất đai trở nên khô hạn, hoang hoá Dân c kinh tế Dân c ngời Lào Lum, tập trung thành làng nhỏ ven sông Mekong Mỗi gồm từ 50 - 60 đến 100 hộ gia đình với số dân từ 350 đến 650 ngời Tất có làng, gồm 918 hộ, tổng số 4919 ng−êi NghỊ nghiƯp lµm rng cÊy lóa n−íc vµ gieo lúa nơng, trồng màu thuốc Diện tích đất nông nghiệp 1268ha Diện tích đất rừng 470ha (bảng I.4) Bảng I.4 - Dân c đất đai vùng Nongbok Diện tích đất, TT Bản, Làng Số dân Hộ gia đình N.nghiệp Rừng Trờng học Trạm y tÕ Don Khiao Nua 575 107 105,04 43 Don Khiao Tai 361 76 70,82 21,47 Don Khiao Kang 543 101 154,5 50 1 Nonglom 973 167 238,5 138,38 1 Deat 341 56 88,52 22,4 Nongsaphang Mai 401 82 94,5 21,72 Nouang Khai 497 96 226,84 46,53 Don Savang 628 133 137,62 53,46 Khokhong 547 100 236,7 72,85 4919 918 1268,04 470,31 Céng: Không có ngành công nghiệp lớn Chỉ có vài xởng sửa chữa khí nhỏ sản xuất hàng tiêu dùng thị xà Thakhet, huyện lỵ Nongbok Seno Nói chung, kinh tế phát triển Đời sống nhân dân nhiều khó khăn Tín ngỡng Đạo Phật Chùa chiền xây dựng khắp nơi Đó địa điểm tụ họp, lễ hội, thờ cúng, v.v mang nét văn hoá đặc trng dân tộc Lào Trình độ văn hoá thấp Dân trí cha cao Cơ sở hạ tầng yếu Các dịch vụ thơng mại, y tế, cấp điện cấp nớc, thông tin liên lạc nhiều hạn chế Giao thông vận tải Chủ yếu đờng sông đờng Dọc theo sông Mekong, tầu tải trọng lớn chạy ngợc dòng lên Vientian đô thị Bắc Lào Từ vùng mỏ chạy xuôi dòng cập bến cảng sông Thái Lan, Campuchia Việt Nam Đờng nhựa có quốc lộ 13 trục giao thông xuyên Lào Qua khu mỏ có đờng cấp phối 13B, chạy dọc bờ sông Mekong, nối với đờng 13 Thakhet phía bắc thị trấn Seno ë phÝa nam Tõ Thakhet ng−ỵc theo qc lé 13 phía bắc, rẽ theo đờng số qua cửa Cầu Treo Vinh (Việt Nam) dài 430km theo đờng số 12 cửa Chalo dài 240km Cịng cã thĨ ®i theo ®−êng 13B xng Seno råi rÏ theo ®−êng sè 9, qua cưa khÈu Lao Bảo, Đồng Hới dài 480km Giao thông tơng đối thuận lợi Có nhiều cửa giao lu thơng mại víi c¸c n−íc l¸ng giỊng Trung Qc, ViƯt Nam, Th¸i Lan Campuchia Lào cửa ngõ lu thông, vận chuyển trao đổi hàng hoá nớc khu vực Đông Nam Chơng II tổng quan tình hình khai thác, chế biến sử dụng muối mỏ giới nớc II.1- Muối mỏ sản phẩm muối mỏ Muối mỏ đợc thành tạo lắng đọng muối từ nớc biển nồng độ cao Có loại: muối mỏ hồ nớc muối đá muối dạng vỉa, thấu kính bồn trũng đá trầm tích có tuổi khác Theo thành phần hoá học chia kiểu má c«ng nghiƯp: mi clorua, mi sunfat, mi clorua - sunfat muối carbonat Các mỏ muối hồ thờng chứa clorua natri sunfat magiê, muối carbonat Rất trờng hợp gặp muối kali Chúng thờng dạng nớc muối đậm đặc (rapa) lắng đọng kết tinh thành lớp mỏng dới đáy hồ, chiều dày từ 0,5 - đến 2,5m Muối halit hay gọi muối ăn NaCl thu hồi cách xây bể tự lắng, làm bốc nhân tạo làm đông lạnh nớc muối lấy từ hồ Xivash bờ biển Azob, hồ Baskuntak vùng Volga, miền Đông Xiberia, Iakutia (Liên Xô cũ) nhiều nơi khác Thế giới Việt Nam, muối ăn đợc sản xuất trực tiếp từ nớc biển thông thờng cách làm bốc cỡng nớc biển sân phơi láng xi măng theo phơng pháp mao dẫn (trở củ) ruộng muối dọc bờ biển Bắc Bộ miền duyên hải Trung Bộ Sản phẩm thu đợc muối kết tinh dạng hạt, cục, khối tảng đóng bánh Muối ăn cần thiết cho đời sống ngời, dùng làm thực phẩm, muối ăn cho gia súc muối kỹ thuật Từ muối ăn tách nguyên tố Na nguyên chất, Na2S04, soda, thu hồi clo để điều chế axit hydric HCl dùng ngành công nghiệp sơn màu, dệt, giấy xelulo, dợc phẩm, v.v Muối sunfat magiê MgS04 loại muối hồ phổ biến, đợc khai thác hồ Kutsuk vịnh Kara-Bagos Gold biển Kaspi Trung Quốc đà chế biến MgS04, Anh Tây Xacpun lấy Mg0 từ nớc biển Nớc đại dơng nguồn muối kali, magiê vô tận Cho tới nay, tìm thấy muối kali dạng cation nớc muối hå Charhan vµ Quighai ë Trung Qc, biĨn ChÕt ë Trung Đông hồ Muối Lớn Mỹ Muối MgS04 đợc sử dụng rộng rÃi y học, xây dựng, công nghiệp mài da Khi chế biến nớc muối muối kết tinh muối hồ tách tuyển nguyên tố kèm nh bo, brom liti Nguyªn tè B th−êng cã 10 v.v Thông thờng, nhà thiết kế khai thác lấy m = đất đá biến dạng dẻo; m = loại đá cứng nh bazan, granit m = loại đá cứng dòn Từ độ bền mẫu có kÝch th−íc Do cã thĨ chun sang ®é bỊn cđa trụ có kích thớc D, đợc xác định công thøc: Ps = σn (Do/D)-m (2) víi ®iỊu kiƯn trơ ổn định có kích thớc D/H = 1, tơng đơng kích thớc mẫu thí nghiệm Trong trờng hợp tỷ số D/H 1, bắt buộc phải xét đến hình dạng trụ Hình dạng trụ thờng đợc xác định chiều rộng chiều cao trụ 1m chiều dài Có nhiều công thức xác định trị số ứng suất gây hiệu ứng hình dạng, ví dụ: Đối với đá cứng nửa cứng: hd = n (0,778 + 0,222 D/H) σhd = σn (0,875 + 0,251 D/H) ASTM, 1942 Protodiankonov, 1969 §èi víi than: σhd = σn (0,7 + 0,3 D/H) σhd = σn (0,778 + 0,222 D/H) σhd = σn (D/H)0,5 σhd = σn (0,64 + 0,3 DH) Bunting, 1911 Obert, Duvall, 1967 Honland, 1973 Bieniawski, 1977 Các công thức sai lệch không nhiều Hiệu ứng ứng suất hình dạng trụ tuân theo quy luật tuyến tính, đợc biểu diễn dới dạng tổng quát: hd = n (A + B D/H) (3) Từ đó, suy công thức tính sức bỊn cđa trơ Ps: Ps = σn (Do/D)-m x (A + B.D/H), (4) Trong ®ã, D0 - kÝch th−íc mÉu ®¸ thÝ nghiƯm cã chiỊu cao b»ng ®−êng kÝnh; σn - cờng độ kháng nén trục, MPa; D - chiỊu réng trơ, m ; H - chiỊu cao trơ, m ; m, A, B - c¸c hƯ sè lÊy theo thùc nghiƯm Kinh nghiƯm thùc tÕ khai th¸c ë nhiều nớc Thế giới cho hay trờng hợp tỷ số D/H thay đổi phạm vi - 4,5, sai sè tÝnh theo c«ng thøc (4) không 15 - 20% chọn hệ số A = 0,7 B = 0,3 Thông 75 số m th−êng lÊy b»ng 0,5 ®−êng kÝnh mÉu D0 = 0,05m (Tiêu chuẩn Mỹ) Vậy, độ bền hay cờng độ chịu tải Ps trụ bảo vệ đợc xác định theo c«ng thøc: Ps = 0,244 σn D-0,5 (0,7 + 0,3 D/H), MPa (5) Cờng độ chịu tải trụ trọng lợng thân trụ chia cho diện tích tiết diện trụ có chiều dài đơn vị KÝch th−íc trơ tÝnh b»ng träng l−ỵng trơ chia cho diện tích trụ Nếu cờng độ chịu tải lớn tải trọng cho phép trụ phải tăng diện tích trụ ngợc lại Nói cách khác, kích thớc hình dạng trụ tăng theo tỷ lệ nghịch với tải träng cho phÐp cđa trơ Trơ cµng cao, søc bỊn giảm Trụ thấp, sức bền cao Khi tính toán, cờng độ kháng nén n lấy giá trị trung bình cho tất loại muối Chiều cao H cđa trơ lÊy b»ng chiỊu dµy vØa vµ tÝnh theo cấp: 10; 15; 20; 25 30m Hệ số an toàn trờng hợp lấy 1,4 Bảng VII.1 số liệu tính cụ thể trờng hợp trụ có kích thớc khác Còn bảng VII.2 tổng hợp kết tính độ bền trụ 76 Bảng VII.1- Số liệu tính độ bền trụ KÝch th−íc trơ, m Ch.cao Ch.réng H D 10 15 20 25 30 20 30 40 50 60 70 30 40 50 60 70 80 50 60 70 80 90 100 110 70 80 90 100 110 120 130 140 150 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 D H D 2,66 3,33 4,66 5,33 2,5 3,5 4,5 5,5 2,8 3,2 3,6 4,4 4,8 5,2 5,6 3,66 4,33 4,66 5,33 5,66 6,33 6,66 4,47 5,47 6,32 7,07 7,74 8,36 5,47 6,32 7,07 7,74 8,36 8,94 7,07 7,74 8,36 8,94 9,48 10 10,48 8,36 8,94 9,48 10 10,48 10,95 11,4 11,83 12,24 10,98 10,95 11,4 11,83 12,24 12,65 13,03 13,41 13,78 14,14 0,7+0,3 D H 1,3 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 1,45 1,6 1,75 1,9 2,05 2,2 2,35 1,54 1,66 1,78 1,9 2,02 2,14 2,26 2,38 2,5 1,8 1,9 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 77 Ps = 0,244σnD-0,5 x (0,7+0,3D/H),MPa 0,429 0,432 0,444 0,460 0,477 0,495 0,351 0,351 0,353 0,362 0,371 0,380 0,303 0,305 0,309 0,314 0,319 0,325 0,331 0,272 0,274 0,277 0,280 0,284 0,288 0,293 0,297 0,301 0,253 0,256 0,259 0,262 0,265 0,268 0,272 0,275 0,278 0,282 Pcp= γH ,MPa 1,4D 0,725 0,482 0,362 0,290 0,240 0,205 0,725 0,543 0,435 0,362 0,310 0,270 0,580 0,482 0,412 0,362 0,321 0,290 0,262 0,195 0,452 0,401 0,362 0,328 0,301 0,277 0,257 0,240 0,394 0,362 0,333 0,245 0,290 0,270 0,255 0,240 0,227 0,217 B¶ng VII.2- B¶ng tổng hợp kết tính Kích thớc trụ, m Chiều cao H ChiỊu réng D Tû sè D/H §é bỊn cđa trơ Ps, MPa T¶i träng cho phÐp Pcp, MPa 10 30 0,432 0,482 15 50 3,33 0,353 0,435 20 80 0,314 0,362 25 120 4,8 0,288 0,301 30 160 5,33 0,268 0,270 Các số liệu nêu cho thấy độ bền trụ 1m chiều dài phụ thuộc vào kích thớc trụ Độ bền giảm từ 0,432 xuống 0,268 MPa, tơng ứng với tỷ số chiều rộng chiều cao từ tăng lên 5,33 ChiỊu réng trơ tõ 30 - 50 ®Õn 160m, t theo chiỊu dµy vØa ChiỊu dµy vØa cµng lín, chiỊu rộng trụ lớn Với chiều dày trung bình thân quặng 20m, chiều rộng trụ khoảng 80m, cờng độ chịu tải 0,314 MPa Kết tính tơng đối phù hợp với đặc tính lý chung đất đá cấu tạo khu mỏ Số liệu đáng tin cậy để thiết kế nghiên cứu thử nghiệm với điều kiện vỉa dày không 25m (tỷ số D/H - 4,8) Trong trờng hợp vỉa dày từ 30m trở lên, cần nghiên cứu hiệu chỉnh chiều rộng trụ cho phù hợp với tình hình cụ thể Còn chiều dài trụ đợc xác định theo kích thớc buồng, phụ thuộc vào công nghệ khai thác, tức sơ đồ số lợng lỗ khoan khai thác Phơng pháp Barton - Laubscher Phơng pháp dựa sở lý thuyết học đá Độ bền hay gọi cờng độ chịu tải trụ phụ thuộc vào hình thái (kích thớc) trụ, cấu trúc trạng thái ứng suất ®Êt ®¸ Trong ®iỊu kiƯn vØa cã thÕ n»m ngang thoải, chiều cao trụ lấy chiều dày vỉa Còn chiều rộng phụ thuộc vào quy mô kích thớc buồng Đối với vỉa dốc dốc, chiều rộng trơ phơ thc vµo thÕ n»m gãc dèc cđa vØa Còn chiều cao xác định theo chiều rộng lò Độ bền trụ đợc tính theo công thức: W 0,5 Ps = K , , H (6) ®ã, K = DRMS - søc chÞu lùc hay ®é cứng thiết kế khối đá, MPa; H - chiều cao trơ, m ; W - b¸n kÝnh thủ lùc, tính theo công thức: Dientichtru W = Chuvitru Khái niệm bán kính thuỷ lực đợc hiểu hình thái trơ HƯ sè K lÊy b»ng søc chÞu lùc (c−êng độ chịu tải) khối đá RMS nhân với hệ số 78 hiệu chỉnh mức độ phong hoá, hớng cấu trúc, trạng thái ứng suất, ảnh hởng nổ mìn, có xét đến điều kiện tự nhiên khối đá Việc tính độ bền trụ theo công thức (6) đợc tiến hành theo trình tự xác định thông số sau IRS - sức chịu lực đá nguyên khối, xác định theo cờng độ kháng nén trục IRS đá muối cứng (sylvinit) n = MPa IRS đá muối mềm (carnalit) n = MPa Tỷ số cờng độ kháng nén: IRS mềm/IRS cøng = 3/8 = 0,375 ≈ 40% Theo Laubscher, IRS trung b×nh = 80% IRS mỊm = x 0,8 = 2,4 MPa Xếp hạng theo bảng phân loại: 7/20 RQD - chất lợng khối đá thiết kế, lấy theo số liệu thống kê 25 lỗ khoan trung bình 45% đá muối Lấy 80% giá trị trung bình, 45% x 0,8 = 36% Xếp hạng 20 Với giả thiết có hệ thống khe nứt thuộc cấu trúc bất lợi nhất: mặt lớp (5 - 100) hai hệ thống xiên chéo (450 - 550 1500 - 1700) Khoảng cách khe nứt trung bình 100 - 600m Xếp hạng 10 20 Xếp hạng chung RQD: + 10 = 17/20 RMR - tình trạng đá khối, phản ánh yếu tố khe nứt tình trạng ngậm nớc vật chất lấp nhét khe nứt ảnh hởng đến sức chịu lực khối đá, bao gồm: - Số lợng khe nứt 1m chiều dài: - kn/m, lấy 95% - Độ liên tục khe nứt: không liên tục, lấy 80% - Độ mở khe nứt: - 3mm, lấy 75% - Độ nhám bề mặt khe nứt: phẳng nhẵn, lấy 70% - Vật chÊt lÊp nhÐt khe nøt: sÐt, kho¸ng vËt thø sinh, lÊy 60% - N−íc: ¸p lùc cao, Èm −ít, dƠ hoà tan muối, lấy 35% Hệ số đánh giá ảnh hởng khe nứt nớc ngầm: 0,95 x 0,80 x 0,75 x 0,70 x 0,60 x 0,35 x 100 = 8,38 ≈ 3,8 XÕp h¹ng: 8,38/45 hay 8,38 x 45/100 RMR - xếp hạng chung tính tổng xếp hạng nói trên, gồm: Xếp hạng IRS: Xếp hạng RQD: 17 Xếp hạng khe nứt nớc: 3,8 Tỉng xÕp h¹ng RMR b»ng 27,8, thc lo¹i xÊu (21 - 40) theo phân loại RMS - sức chịu lực khối đá, xác định theo RMR IRS với giả thiết sức chịu lực toàn khối nhỏ sức chịu lực đá nguyên khối cách lấy 80% giá trị IRS trung bình: RMR xeploaiIRS 80 RMS = x giá trị trung bình IRS , 80 100 79 RMS = 27,8 − 80 x 2,4 = 0,496 MPa 80 100 DRMS - sức chịu lực khối đá thiết kế vào cuối thời kỳ khai thác (hoặc sau khai thác), đòi hỏi loạt hệ số hiệu chỉnh mức độ phong hoá đất đá, ảnh hởng nổ mìn, giảm ứng suất mặt mềm yếu (khe nứt, đứt gÃy kiến tạo), v.v Các hệ số hiệu chỉnh nh sau: - Mức độ phong hoá (đá tơi), lấy 100% - ảnh hởng nổ mìn (không có), lấy 100% - Giảm ứng suất mặt mềm yếu (góc cắm 85% khe nứt 45 - 550), lấy - Giảm øng st xãi mßn, rưa lịa, lÊy 80% VËy, DRMS = 0,496 x x x 0,85 x 0,80 = 0,337 MPa LÊy hƯ sè an toµn b»ng 1,4, giá trị DRMS = 0,240 MPa Ps - độ bền hay cờng độ chịu tải trụ tính theo công thức (6) cho trờng hợp kích thớc trụ cã chiỊu dµi 120m, chiỊu réng 80m vµ chiỊu cao 20m, thu đợc: dientich 0,5 ⎟ ⎥ ⎢ ⎜ chuvi ⎠ ⎥ ⎝ ⎢ , Ps = DRMS ⎢ (chieucao ) , ⎥ ⎥ ⎢ ⎦ ⎣ Ps = 0,240 ⎛ 80 x120 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 200 x ⎠ 20 0, 0,5 = 0,240 9,8 = 0,289 MPa 8,14 Kết tính phù hợp với số liệu tính theo Bieniawski VII.5.2- Bng khai th¸c KÝch th−íc bng khai thác đợc xác định theo hệ thống đánh giá chất lợng khối đá Q (Rock Mass Quality) hay gọi lµ hƯ thèng u tè Theo N Barton (1974), hệ thống biểu diễn đẳng thức sau: RQD Jr Jw x x , (7) Q= Jn Ja SRF đó, Q - chất lợng khối đá, từ 0,001 sét chảy đến 1000 đá cứng; 80 RQD - chất lợng khối đá thiết kế, tổng chiều dài đoạn mẫu lõi khoan có chiều dài lớn 10cm, từ 10 đến 100; Jn - số khe nứt 1m chiều dài, từ 0,5 đến 20; Ja - hƯ sè biÕn ®ỉi khe nøt, tõ 0,75 đến 20; Jr - độ thô nhám bề mặt khe nứt, từ 0,5 đến 4; Jw- nớc khe nøt, tõ 0,05 ®Õn 1; SRF- hƯ sè øng suất đá nguyên khối, từ 0,5 đến 400 Nh vậy, vế bên phải công thức (7) gồm đại lợng: đại lợng thứ đặc trng cho kích thớc khối đá, đại lợng thứ hai - độ bền cắt khối đại lợng thứ ba - ứng suất hiệu đất đá Các thông số đặc tính khe nứt xác định theo bảng tra Y.Potvin cộng ông Bảng VII.3 giá trị chất lợng khối đá Bảng VII.3- Các giá trị số Q Đất đá Sét kÕt, bét kÕt v¸ch vØa RQD tr.b, % 66 Jn Jr Ja Jw Q 3 0,5 3,67 §¸ mi halit trơ vØa 57 2 0,5 4,75 VØa (sylvinit vµ carnalit) 46 2 0,5 3,83 Đánh giá theo bảng phân loại, vỉa đất đá vây quanh có chất lợng xấu (Q = - 5) Cần nói thêm rằng, yếu tố khe nứt nói xác định gần đúng, không đo đợc ứng suất đá không xác định đợc dị thờng cấu trúc yếu nh cha xét đến ảnh hởng động đất (địa chấn) hoạt động kiến tạo khu vực, tức cha xác định đợc trị số SRF (lấy giả thiết đơn vị) Mức độ ổn định buồng khai thác thờng xác định theo phơng pháp K.E.Mathews (1980), đợc Y.Potvin (1988, 1992) bổ sung, mang tính chất dự báo, có hiệu chỉnh ứng suất chịu lực A, h−íng khe nøt cđa cÊu tróc u B vµ hƯ sè ®iỊu chØnh träng lùc C b»ng biĨu thøc: N = Q x A x B x C, (8) C¸c thông số A, B, C xác định theo biểu đồ D.J.Hutchinson M.Diederich (1995) Bảng VII.4 nêu giá trị thông số kết tính độ ổn định buồng khai thác 81 Bảng VII.4- Xác định giá trị N Đất đá Q Hệ số B 0,2 C 0,14 N SÐt kÕt, bét kÕt v¸ch vØa 3,67 A 0,1 Đá muối halit trụ vỉa 4,75 0,1 0,2 0,19 VØa (sylvinit vµ carnalit) 3,38 0,1 0,2 2,2 0,15 Thông số N đợc sử dụng kết hợp với loạt biểu đồ quan hệ sức chịu lực độ ổn định buồng để tÝnh b¸n kÝnh thủ lùc: Dientichbuong (9) Hr = Chuvibuong Hutchinson Diederich xác lập hai giá trị bán kính thuỷ lực: Hrs - giá trị giới hạn buồng từ trạng thái ổn định chuyển sang đới chuyển tiếp mà xảy ổn định khai thác nhng khả trì cách gia cố buồng Đó bán kính thuỷ lực mà dới không cần gia cố buồng Hrc - giá trị cực hạn mà buồng bị sụt bị phá huỷ hoàn toàn, khai thác Đó bán kính thuỷ lực mà xảy sập buồng Kết tính thu đợc giá trị N = 0,15 vỉa muối kali, kali magiê, tơng ứng bán kính thuỷ lực từ 13 đến 18, lấy trung bình Hr = 15 Từ bán kính thuỷ lực xác định hình thái kích th−íc bng LÊy chiỊu dµi bng b»ng chiỊu dµi trơ 120m; tÝnh chiỊu réng x cđa bng theo biĨu thøc (9): 120x 3600 15 = hay x = = 40m 90 2(120 + x ) VËy, kÝch th−íc bng hoµ tan 40 x 120 m VII.6- Dù kiÕn chän s¬ đồ khai thác Theo kết tính toán sơ nói trên, với chiều rộng buồng 40m cần lỗ khoan đủ để tạo buồng hoà tan bán kính 20m Nếu chiều dài buồng 120m, phải bố trí hành lang, gồm lỗ khoan khai thác (với điều kiện buồng lỗ khoan thông Khoảng cách lỗ khoan hành lang 40m Các hành lang đợc bố trí thành hàng, dọc theo đờng phơng vỉa theo nguyên tắc từ nông đến sâu Nếu khai thác vỉa dày 20m, chiều rộng buồng 40m vµ chiỊu réng trơ 80m, tøc lµ hµnh lang khai thác thứ hai phải bố trí cách hành lang thứ theo hớng cắm vỉa 120m Trong trờng hợp chiều dày vỉa < 20m thu hẹp kích thớc buồng cột Ngợc lại, chiều dày vỉa > 20m nới rộng chúng, tuỳ thuộc vào điều kiện thực tế 82 Các số liệu thiết kế lấy tơng tự nh Vientian Lợng dung dịch cấp vào lỗ khoan 37,5 m3/h Lợng nớc muối thu đợc từ lỗ khoan 35 m3/h Lợng dung dịch cấp hàng năm cụm 1,082 m3/năm Lợng nớc muối thu đợc hàng năm cụm 1,01 tr.m3/năm Nhiệt ®é cđa dung dÞch cÊp 600C NhiƯt ®é cđa n−íc mi thu håi 400C Tû träng cđa n−íc mi 1285 g/l Nh vậy, diện tích bề mặt buồng trơ 120 x 120 = 14400m2 Tỉng diƯn tÝch cã trữ lợng cấp C1 C2 9722171m2 Diện tích phủ lỗ khoan toàn mỏ lấy 70%, tức 6805520m2 Nếu khai thác hết số trữ lợng đà thăm dò 300 tr.tấn quặng, phải khoan tất 472 cụm, gồm 1416 lỗ khoan khai thác (cha kể lỗ khoan dự phòng) Vì chiều rộng trụ gấp đôi chiều rộng buồng tỷ lệ thu hồi quặng 30% Công nghệ tuyển phải phù hợp với công nghệ khai thác Nhng, cha có mẫu công nghệ quy mô công nghiệp nửa công nghiệp Theo kết tuyển - làm lạnh - đa kết tinh điều kiện phòng thí nghiệm Công ty CP T vấn Đầu t XD Mỏ xác định đợc tính khả tuyển quặng mối kali, kali - magiê Nongbok Cha xác định đợc tỷ lệ thu hồi clorua kali Vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu trình khai thác thử nghiệm VII.7- Hệ thống thiết bị thu nớc muối, kiểm soát điều khiển Hệ thống thiết bị thu nớc muối trạm bơm đặt khoảnh khai thác hệ thống ống dẫn đến Nhà máy (Xí nghiệp) tuyển từ đến lỗ khoan khai thác để vận hành tuần hoàn bơm trở lại xuống vỉa trạm bơm đặt thiết bị bơm công suất 155 m3/h Chiều cao áp lực 210 - 220m Cần máy bơm hoạt động máy bơm dự phòng Khai thác liên tục 24/24h Các thiết bị kiểm soát điều khiển dùng để kiểm tra thông số lu lợng, áp suất, nhiệt độ, thành phần nồng độ dung dịch cấp (hoà tách) nh nớc muối thu hồi lỗ khoan khai thác Các lỗ khoan quan sát có chức kiểm soát tốc độ hoà tan đá muối, xác định kích thớc bán kính buồng hoà tan, đo mực nớc buồng, kiểm tra đệm dầu, đo nhiệt độ lấy mẫu phân tích thành phần nồng độ nớc muối để điều chỉnh kịp thời dung dịch cấp Nói tóm lại, phơng pháp nội dung công nghệ hoà tách chọn lọc sử dụng dung dịch bÃo hoà muối đun nóng, lỗ khoan kết cấu ống, đệm lót dầu, khai thác theo chu trình tuần hoàn kín, không thải chất thải nớc thải Thử nghiệm lỗ khoan với lỗ khoan quan sát Trên sở thông số thu đợc thử nghiệm, định hớng thiết kế hành lang gồm lỗ khoan khai thác Khoảng cách lỗ khoan hành lang 40m Khoảng cách hàng 120m Tỷ lệ thu hồi 30% quặng 83 Kết luận Kiến nghị Từ kết nghiên cứu nói rút kết luận sau Trữ lợng muối mỏ kali Thế giới tơng đối lớn, đến 17,8 tỷ K20 nhng phân bố không đều, chủ yếu tập trung Bắc Mỹ Châu Âu Trong đó, nớc có trữ lợng lớn Canada chiếm 54,5%, sau đến Nga chiếm 12,3% Belarus chiếm 5,6% tổng trữ lợng toàn cầu Các nớc Đức, Thái Lan, Braxin, Jordani, Ixraen có trữ lợng 0,5 - tỷ K20; Trung Quèc, Mü, Anh d−íi 0,5 tû tÊn K20 Hiện nay, sản lợng khai thác vào khoảng 35,5 36,5 tr.t/năm K20 Có 15 quốc gia sản xuất phân kali từ muối mỏ với khối lợng trung bình 25 - 26 tr.t/năm, nhiều Canada, Nga, Belarus Đức Đến 2/3 sản phẩm dành cho xuất Khối lợng xuất - nhập 20 - 23 tr.t/năm K20 Thị tr−êng nhËp khÈu lín nhÊt lµ Trung Mü vµ Nam Mỹ Châu á, Trung Quốc có sản xuất đợc chút nhng không đủ dùng, phải nhập - 3,5 tr.t/năm ấn Độ phải nhập hoàn toàn Việt Nam nhập 0,6 tr.t/năm KCl, đến năm 2015 tăng lên 1,1 tr.t/năm KCl Thái Lan Lào nớc có tài nguyên muối kali nhng cha đợc khai thác Việc Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam (VINACHEM) chủ trơng đầu t thăm dò - đánh giá trữ lợng, tiến tới khai thác chế biến muối mỏ kali, kali - magiê với việc Bộ Công nghiệp mở Đề tài nghiên cứu khoa học: "Chọn công nghệ khai thác hợp lý mỏ muối kali Nongbok - CHDCND Lào" cần thiết đắn, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế bách phân bón kali cho nông nghiệp nớc khu vực Đông Nam á, có Việt Nam Cấu trúc địa chất mỏ Nongbok tơng đối phức tạp Có hai thân quặng có giá trị công nghiệp: muối kali kali - magiª n»m tËp - mi "d−íi" Dới đáy lớp halit dày Bên bị phủ kín sét kết, bột kết thuộc loại đá yếu (các tập 4) chứa lớp muối halit anhydrit thạch cao tập - muối "giữa" đất đá mềm rời Đệ Tứ Thân quặng nằm sâu cách mặt đất từ 145 - 150 đến 350m, dạng vỉa (carnalit) với nằm thoải - 100, có xu hớng chìm sâu dần phía tây, tây nam, dày trung bình 21,9m dạng thấu kính (sylvinit), dày 10 - 12m Hàm lợng trung bình quặng sylvinit KCl 27,73%, MgCl2 0,68% NaCl 67,57% Còn quặng carnalit KCl 17,01%, MgCl2 17,74% NaCl 46% Hệ số biến đổi chiều dày tơng ứng 57,22 - 50,43% Hệ số biến đổi hàm lợng 14,81 34,18% KCl 34,81% MgCl2 Tổng trữ lợng muối kali, kali - magiê diện tích 10km2 (giai đoạn thăm dò I) 314,319 tr.tấn Còn trữ lợng dự tính cho diện tích 15,6 km2 (giai đoạn thăm dò II bổ sung) vào khoảng 500 tr.tấn, đủ để phát triển khai thác xây dựng Nhà máy chế biến với công suất 500 000 t/năm KCl nhiều năm 84 Tuy nhiên, vấn đề tồn lớn cha xác lập đợc mô hình cấu trúc địa chất mỏ Cha xác định đầy đủ xác thành phần vật chất quặng Mới xác định sơ tính khả tuyển Cha có mẫu công nghệ quy mô công nghiệp cha xác định đợc hệ số thu hồi hiệu kinh tế khai thác Có sở phân chia đơn vị địa chất thuỷ văn, gồm tầng chứa nớc đợc ngăn cách tầng thấm nớc yếu Trong đó, tầng chứa nớc lỗ hổng cát sạn cuội tơng đối giàu nớc với tỷ lu lợng lỗ khoan q= 0,1922 l/sm có quan hệ thuỷ lực với sông Còn tầng chứa nớc khe nứt ®¸ mi rÊt nghÌo n−íc q = 0,0036 l/sm nh−ng lại có quan hệ với tầng chứa nớc thấm nớc bên trên, gây phức tạp cho khai thác Điều kiện thuỷ hoá phức tạp, mang tính phân đới thẳng đứng Độ khoáng hoá tăng theo chiều sâu, trung bình từ 0,345 tăng lên 236,1 g/l, mặt tiếp xóc víi vØa gÇn 400 g/l KiĨu n−íc clorua natri - magiê chuyển sang clorua natri Nớc lỗ hổng đất đá tầng phủ có tình trạng tơng tự, từ 0,76 - 1,5 tăng lên 15 g/l Cả nớc tự nớc lỗ hổng nớc mặn, nớc muối nớc cha bÃo hoà muối Chúng xâm nhập vào tầng sản phẩm, rửa lũa hoà tan đá muối, gây loạt tợng địa chất không lợi cho khai thác Kết thăm dò đà phân chia đợc 12 đơn nguyên địa chất công trình, gồm đơn nguyên tầng phủ, đơn nguyên thuộc tầng sản phẩm đơn nguyên tầng dới quặng Đặc trng cho đất loại sét tầng phủ độ ẩm tơng đối lớn, vào khoảng 14 - 24% Xốp nhẹ Khối lợng thể tích tự nhiªn 1,99 - 2,02 g/cm3 Lùc dÝnh kÕt 0,54 - 0,99 kg/cm2 víi gãc ma s¸t 19039' - 29020' Đối với sét kết, bột kết loại đá nửa cứng - mềm, độ ẩm thờng giảm lần, - 13% Cờng độ kháng nén 16 - 85 kg/cm2 Lùc dÝnh kÕt 3,98 - 4,98 kg/cm2 gãc ma sát 35034' - 36036' Modun biến dạng 576,6 622,3 MPa Hệ số Poason 0,32 - 0,36 Các loại đá muối có độ ẩm không 2% Cứng dòn Cờng độ kháng nén 30 - 91 kg/cm2 Modun biến dạng 1200 MPa Hệ số Poason 0,23 Đá dới quặng cát kết có cờng độ kháng nén 23,6 kg/cm2 Lực dính kết 8,7 kg/cm2, tơng ứng góc ma sát 36024' Cả quặng đất đá vây quanh thuộc loại yếu, dễ bị biến dạng ổn định Hàm lợng muối đất lớn, từ 6,589 đến 43,724, trung bình 22,192%, có xu hớng tăng theo chiều sâu Đất bị nhiễm muối kiểu clorua với mức độ nhiều mức Sự có mặt muối dễ hoà tan đất nguyên nhân làm cho đất mang tính biến dạng dẻo, gây uốn cong sụt vách lò, sụt lún mặt đất, phát triển khe nứt - cactơ, phá huỷ trụ bảo vệ công trình khai thác Công nghệ khai thác muối mỏ gồm khai thác khô khai thác ớt Trong công nghệ khai thác khô chia ra: khai thác lộ thiên khai thác ngầm lò giếng Khai thác lộ thiên áp dụng cho muối ăn NaCl Không thể áp dụng cho mỏ muối kali, vỉa nằm sâu, khối lợng đất bốc lớn, đất yếu không ổn định bờ mỏ, lợng nớc ma lớn làm ngập moong, nớc muối chảy 85 tràn gây ô nhiễm môi trờng Công nghệ khai thác truyền thống lò giếng đợc áp dụng rộng rÃi giới, mang lại hiệu cao Song, mỏ muối kali Nongbok, áp dụng công nghệ nhng không giải đợc vấn đề đổ thải tháo khô nớc mặt vào mùa ma Trong công nghệ khai thác ớt gồm có phơng pháp hoà tan toàn phần hoà tách chọn lọc Phơng pháp hoà tan toàn phần hiệu thấp Và, nh phơng pháp lò giếng, chất thải dung dịch thải gây « nhiƠm m«i tr−êng trªn quy m« réng lín VËy, hợp lý nên áp dụng công nghệ lỗ khoan hoà tách chọn lọc kali từ carnalit dung dịch bÃo hoà muối đun nóng 600C, lỗ khoan kết cấu ống, đệm lót dầu, khai thác theo chu trình tuần hoàn kín Không thải chất thải dung dịch thải chứa muối mặt Môi trờng không bị xâm hại Chỉ khai thác tận dụng thành phần có ích cần thiết Các khoáng sản khác đợc giữ lại lòng đất, tránh lÃnh phí, tổn thất tài nguyên Trên sở số liệu thu đợc trình thăm dò, có tham khảo sử dụng kết nghiên cứu mỏ muối kali đồng Vientian Trung Quốc, tác giả nêu phơng pháp nội dung nghiên cứu thử nghiệm (khai thác thử) xác định định hớng kích thớc buồng hoà tan trụ bảo vệ mỏ Nongbok, thu đợc: kích thớc trụ: 80 x 120m, kÝch th−íc buång: 40 x 120m Víi kÝch trên, tỷ lệ thu hồi quặng đạt 30% Song, kết tính dự báo mang tính chất định hớng cho công tác nghiên cứu tới Trên sở thông số thu đợc thực nghiệm hiệu chỉnh thiết kế khai thác cho toàn mỏ Vì loại hình mỏ hoàn toàn Việt Nam, tập thể tác giả xin kiến nghị với Chủ đầu t nh sau: Căn vào kết nghiên cứu Đề tài xét quan điểm khai thác hợp lý kinh tế lÃnh thổ với sách bảo vệ môi trờng - sinh thái, kiến nghị nên chọn công nghệ khai thác hoà tách chọn lọc, ¸p dơng cho má mi kali, kali - magiª Nongbok Tiến hành khai thác thử nghiệm phơng pháp hoà tách chọn lọc với công nghệ tuyển thực địa với thời gian tháng cách xây dựng pilot thử nghiệm Nghiên cứu tính khả thi công nghệ khai thác công nghệ tuyển, trớc thiết kế khai thác đại trà Xác định hệ số thu hồi sản phẩm Đánh giá hiệu kinh tế khai thác Kiến nghị thuê T vấn nớc ngoài, nhập công nghệ khai thác công nghệ tuyển nh hệ thống thiết bị kiểm soát, điều khiển tự động hoá Tổ chức đoàn cán kỹ thuật tham quan, khảo sát, thực tập vài mỏ 86 khai thác nớc ngoài, có điều kiện địa chất tơng tự mỏ NongbokLào Tác giả chủ biên cty cp t vấn đầu t xd mỏ Giám đốc Nguyễn Văn Thảo TS Lê Huy Hoàng 87 Văn liệu tham khảo Fivegy M.,1975 Quy luật hình thành phân bố muối kali thành hệ chứa muối TS Địa chất số 120 Lê Huy Hoàng, 2007 Điều kiện khai thác phơng pháp nghiên cứu Địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình mỏ muối kali Nongbok CHDCND Lào TS Địa kỹ thuật số - 2007 Liên hiệp Hội khoa học Việt Nam Lê Huy Hoàng, 2007 Tác động khai thác quặng apatit môi trờng vùng Lào Cai TS Địa kỹ thuật số - 2007 Liên hiệp Hội khoa học VN Lomtadze V.D., 1982 Địa chất động lực công trình NXB ĐH THCN Phạm Văn Tỵ, 2004 Khai thác hợp lý bảo vệ môi trờng địa chất Tạp chí Khoa học Địa chất công trình Môi trờng Tổng hội Địa chất VN Phan Trọng Vệ n.n.k., 2006 Báo cáo kết giai đoạn I Đề án thăm dò muối mỏ khu Nonglom - Nongbok, tỉnh Khammuan - CHDCND Lào Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam Trần Công Đức, 2006 Một số nét tình hình khai thác tiêu thụ muối kali Thế giới Tuyển tập Báo cáo Hội thảo khoa học Công nghệ khai thác Tuyển quặng muối clorua kali Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam Vũ Cao Minh, 1995 Xác định độ bền trụ than Tuyển tập Báo cáo khoa học Phát triển Chuyển giao công nghệ lĩnh vực Cơ học Đá cho Việt Nam Hội Cơ học Đá Việt Nam Báo cáo tìm kiếm mỏ muối kali Lào, 1986, LĐĐC Intergeo 10 Báo cáo thông tin kết phát thân quặng muối kali - magiê công nghiệp Dự án tìm kiếm - thăm dò muối kali - thạch cao vùng Savannakhet - Lào, 2003 LĐĐC Intergeo 11 Báo cáo thăm dò địa chất mỏ sylvinit chứa magiê vùng đồng Vientian - Lào, 2004 Công ty TNHH Thiết kế Vũ Hán - Trung Quốc (Bản dịch từ tiếng Anh) 13 Những đòi hỏi công nghiệp chất lợng nguyên liệu khoáng, 1977 Phụ trơng TS Địa chất 14 Quy phạm Điều tra Địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình thăm dò khoáng sản rắn, 2002 Hội đồng Đánh giá trữ lợng Khoáng sản 15 Barton N., 1995 Design of Tunnel Using NMT and Verification with UDEC - BB Tun tËp B¸o c¸o khoa học Phát triển Chuyển giao công nghệ lĩnh vực Cơ học Đá cho Việt Nam Hội Cơ học Đá Việt Nam 16 Barton N., Lien R and Lunde J., Rock Mechanics Engineering Classification of Rock Mass for the Design of Tunnel Support 17 Bieniawski Z.T., 1969 In Situ Large Sterting of Coal Pro Conf In Situ Investigation, London 88 18 Brown E.T and Windor C., 1990 Near Surface In Situ Stresses and their Influences on Underground Construction Proceedings of the 7th Austrian Tunnelling Conference 19 Eatock W.H., 1982 Potash Refining in Saskatchewan Mining Engineering, Vol.42 20 Hutchinson D.J and Diederichs M 1995 Cable Bolting in Underground Hard Rock Mine 21 Liang Guanghe et al., 2007 Integrated geophisical Prospecting and Exploration Report for Potash Deposit in Thakhet and Nongbok, Khammuan Province - Lao PDR 22- Obert L and Duvall W.I., 1967 Rock Mechanics and the Design of Structures on Rock Wiley, New York 23 Potvin Y and Milne D., 1992 Empirical Cable Bolt Support Design in Rock Support Proceedings of the International Symposium on Rock Support 24 Boulby Potash Mine - United Kingdom, 2005 ICL Fertilizers 25 Environmental Aspect of Photsphate and Potash Mining, 2001 United Nations Environment Programme (UNEP) and International Fertilizer Industry Association (IFA), Paris 26- Potash Case Study, 2002 Information of IFA, N065 27 The Project of Potash Mining and Processing in Udonthani Thailan, 2002 Asia Pacific Potash Corporation Ltd 28 The Poject of Nicken Ban Phuc VN, 2005 Golder Associates Pty Ltd Austrialia 29 Andreev A.N Nudelman A.B., 1960 Khai thác Chế biến muối kali NXB Hoá học, Moskva (Bản tiếng Nga) 30- Thăm dò, Khai thác Chế biến muối khoáng Khai thác muối kali phơng pháp hoà tan ngầm Độ ổn định đất đá khai thác Chế biến muối mỏ, 2002 Tập đoàn ERCOSPLAN (Bản tiếng Nga) 31 Công nghệ khai thác mỏ, 2004 Liên hiệp sản xuất Belaruskali (Bản tiếng Nga) 32 Quy phạm phân cấp trữ lợng mỏ muối hồ, 1985 Uỷ ban Trữ lợng Khoáng sản Nhà nớc Liên Xô cũ (B¶n tiÕng Nga) 89