Nghiên cứu công nghệ khai thác các mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn phức tạp ở Việt Nam

2.4 Công nghệ khai thác chọn lọc các mỏ quặng sắt 50 2.5 Tiềm năng sử dụng các thiết bị cho các mỏ quặng sắt lộ thiên VN 55 Chương 3: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI THÁC PHÙ

lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là đúng sự thật và ch−a từng đ−ợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 08 tháng 3 năm 2014

Lưu Văn Thực

MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC SẮT LỘ THIÊN Ở

VIỆT NAM VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

1.3 Đặc điểm tự nhiên các khoáng sàng quặng sắt VN 10

1.3.4 Đặc điểm ĐCCT - ĐCTV các khoáng sàng sắt VN 15 1.4 Phân loại mức độ phức tạp các mỏ quặng sắt theo yếu tố tự

Chương 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÓ TIỀM

NĂNG ÁP DỤNG CHO CÁC MỎ QUẶNG SẮT LỘ THIÊN Ở

thoát nước tự chảy

2.4 Công nghệ khai thác chọn lọc các mỏ quặng sắt 50 2.5 Tiềm năng sử dụng các thiết bị cho các mỏ quặng sắt lộ thiên

VN

55

Chương 3: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI

THÁC PHÙ HỢP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG

CHO CÁC MỎ QUẶNG SẮT LỘ THIÊN TRONG ĐIỀU KIỆN

TỰ NHIÊN PHỨC TẠP VIỆT NAM

63

lộ thiên khai thác dưới mức thoát nước tự chảy

63

3.1.2 Nghiên cứu các giải pháp tăng tốc độ đào sâu đáy mỏ quặng sắt

lộ thiên khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy bằng

MXTLGN

63

3.2 Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác với góc bờ công tác

cao cho các mỏ quặng sắt lộ thiên VN

70

3.2.1 Ý nghĩa của việc nâng cao góc nghiêng bờ công tác 70

3.2.2 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới góc nghiêng bờ công tác và

khả năng nâng cao góc nghiêng bờ công tác khi khai thác các

mỏ quặng sắt dưới mức thoát nước tự chảy

71

3.3 Nghiên cứu khai thác với đáy mỏ hai cấp đối với các mỏ có

điều kiện ĐCTV phức tạp

79

3.3.1 Áp dụng công nghệ khai thác đáy mỏ hai cấp đối với các mỏ có

chiều dài đường phương lớn

79

3.3.2 Lựa chọn công nghệ phân khu vực khai thác theo mùa 80

đối với các thân quặng (gốc) có cấu trúc địa chất phức tạp

đá và quặng khi khai thác

94

3.4.7 Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ khai thác chọn lọc hợp lý đối với các

mỏ quặng sắt có cấu trúc địa chất phức tạp

97

quặng sắt lộ thiên có điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp

Chương 4: TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CHO MỎ QUẶNG SẮT

THẠCH KHÊ

138

4.1.1 Vị trí địa lý, địa hình, khí hậu khu mỏ 138

PHỤ LỤC

9 MXTLGN: Máy xúc thủy lực gầu ngược

10 MXTLGT: Máy xúc thủy lực gầu thuận

3 Bảng 1.3 Trữ lượng và tài nguyên dự báo quặng sắt ở VN 12

4 Bảng 1.4 Tổng hợp trữ lượng, chất lượng của một số mỏ quặng

6 Bảng 1.6 Trữ lượng quặng sắt ở một số nước thế giới 27

7 Bảng 1.7 Công suất và kích thước khai trường một số mỏ quặng

sắt trên thế giới

28

8 Bảng 2.1 Bảng phân loại HTKT mỏ lộ thiên của V.V.Rjepxki 37

9 Bảng 3.1 Quan hệ tỷ lệ giữa các yếu tố với tốc độ xuống sâu 64

10 Bảng 3.2 Quan hệ giữa chiều cao tầng đất và chiều cao phân

13 Bảng 3.5 Quan hệ giữa tβ với các thông số 77

14 Bảng 3.6 Loại máy xúc phụ thuộc chiều cao tầng 118

15 Bảng 3.7 Khả năng chịu tải của nền đất yếu mỏ Thạch Khê đối

với các loại máy xúc

120

16 Bảng 4.1 Các thông số cơ bản biên khai trường mỏ Thạch Khê 139

17 Bảng 4.2 Xác định giá trị góc nghiêng bờ công tác mỏ Thạch

Khê theo yếu tố địa kỹ thuật thay đổi

23 Bảng 4.8 ĐBTB máy xúc – ô tô phù hợp với mỏ Thạch Khê 148

24 Bảng 4.9 Các tổ hợp thiết bị máy xúc – ô tô mỏ Thạch Khê 148

25 Bảng 4.10 Tổ hợp thiết bị máy xúc bốc – ô tô hợp lý mỏ Thạch

Khê

149

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

1 Hình 1.1 Ảnh hưởng của nước ngầm đến độ ổn định tầng cát tại

mỏ sắt Thạch Khê

22

2 Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ khai thác tầng đất yếu MXTLGN

đứng ở phân tầng giữa chất tải lên ôtô dưới mức máy đứng tại mỏ sắt Thạch Khê

22

3 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của HTKT đáy mỏ hai cấp 42

4 Hình 2.2 Sơ đồ xác định các thông số của HTKT đáy mỏ hai

cấp

42

5 Hình 2.3 Sơ đồ trình tự đào sâu đáy mỏ khi sử dụng MXTLGN

chuẩn bị tầng mới và khấu quặng theo phân tầng còn bóc đất đá trên toàn bộ chiều cao tầng

44

6 Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ đào sâu đáy mỏ, chuẩn bị tầng mới

và khấu quặng theo phân tầng khi sử dụng 4 MXTLGN

45

7 Hình 2.5 Biểu đồ chuẩn bị tầng mới theo L = f(T) 48

8 Hình 2.6 Các phương án bố trí thiết bị xúc bốc trên tầng khi sử

dụng công nghệ khai thác với góc nghiêng bờ công tác lớn

51

9 Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ dùng MXTLGN xúc chọn lọc thân quặng

mỏng dốc nghiêng và dốc đứng

52

10 Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ khi dùng MXTLGN xúc chọn lọc

thân quặng dày dốc nghiêng và dốc đứng

17 Hình 3.5 Đồ thị quan hệ giữa Bmin và Vs 68

18 Hình 3.6 Đồ thị quan hệ giữa Qx với Vs và Lct 70

19 Hình 3.7 Đồ thị quan hệ giữa γ với Vs và Vn 70

20 Hình 3.8 Sơ đồ xác định Bmin khi đất đá không cần KNM 72

21 Hình 3.9 Sơ đồ xác định Bmin khi đất đá phải làm tơi sơ bộ bằng

KNM

72

22 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý HTKT dọc, bờ mỏ chia thành nhiều

nhóm tầng, khấu đuổi trong nhóm, áp dụng khi các máy xúc có công suất nhỏ

74

23 Hình 3.11 Sơ đồ công nghệ khai thác áp dụng các máy xúc có

công suất lớn

75

24 Hình 3.12 Sơ đồ xác định tối ưu hoá góc nghiêng bờ bờ công tác 76

25 Hình 3.13 Đồ thị quan hệ giữa góc nghiêng bờ công tác và hệ số

dự trữ ổn định với các chiều cao khác nhau của bờ mỏ

78

26 Hình 3.14 Đồ thị quan hệ giữa lợi nhuận L và hệ số dự trữ độ ổn

định n

78

27 Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý khi phân khu vực khai thác theo mùa 81

28 Hình 3.16 Phân loại các nguyên nhân cơ bản gây tổn thất và làm

31 Hình 3.19 Sơ đồ nổ mìn đồng thời giữ nguyên cấu trúc trường

hợp thân quặng có cấu trúc phức tạp hoặc mỏ có chùm thân quặng phân bố gần nhau

88

32 Hình 3.20 Sơ đồ khoan nổ mìn tách theo phân tầng 89

33 Hình 3.21 Sơ đồ công nghệ nổ mìn tách riêng đất đá và quặng

bằng phương pháp vi sai trong lỗ khoan

89

34 Hình 3.22 Nổ tách riêng quặng và đá theo dải cụt 90

35 Hình 3.23 Sơ đồ xác định mối quan hệ giữa các thông số làm

việc của MXTLGN với góc cắm thân quặng và chiều cao xúc chọn lọc khi đứng bên vách xúc phía dưới

91

36 Hình 3.24 Sơ đồ xác định mối quan hệ giữa các thông số làm

việc của MXTL với góc cắm thân quặng và chiều cao xúc chọn lọc khi xúc gương xúc phía trên

92

37 Hình 3.25 Sơ đồ xác định mối quan hệ giữa các thông số làm

việc của MXTLGN với góc cắm thân quặng và chiều cao xúc chọn lọc khi máy xúc đứng trên nóc tầng quặng xúc gương phía dưới

94

38 Hình 3.26 Sơ đồ thuật toán xác định chiều cao xúc chọn lọc của

MXTLGN theo góc cắm thân quặng

95

39 Hình 3.27 Các phương án tổn thất và làm nghèo quặng 96

40 Hình 3.28 Sơ đồ xác định tổn thất và làm nghèo quặng đối với

thân quặng cấu trúc phức tạp hoặc chùm thân quặng phân bố gần nhau

97

41 Hình 3.29 Sơ đồ công nghệ sử dụng MXTLGN bóc đất đá và

khai thác quặng có vách và trụ thân quặng chỉnh hợp

98

42 Hình 3.30 Sơ đồ công nghệ MXTLGN đứng ở mức trung gian

bóc đất đá và khai thác thân quặng có vách và trụ chỉnh hợp với nhau, chất tải lên ô tô ở dưới

99

43 Hình 3.31 Sơ công nghệ khai thác thân quặng khi chiều dày thay

đổi theo chiều sâu

101

44 Hình 3.32 Sơ đồ công nghệ khai thác thân quặng cấu tạo phức

tạp (hoặc chùm thân phân bố gần nhau) có hướng cắm chỉnh hợp bằng MXTLGN

102

45 Hình 3.33 Sơ đồ công nghệ khai thác khi các thân quặng phân bố

gần nhau có thế nằm bất chính hợp bằng MXTLGN

103

46 Hình 3.34 Sơ đồ công nghệ sử dụng MXTLGT phối hợp với

MXTLGN bóc đá và khai thác quặng (thân quặng dốc đứng phải bóc bờ trụ)

105

47 Hình 3.35 Sơ đồ công nghệ khai thác thân quặng có cấu trúc

phức tạp kết hợp giữa MXTLGN và MXTLGT

106

48 Hình 3.36 Đồ thị quan hệ giữa chi phí sản xuất của MXTLGN

với dung tích gàu xúc khi khai thác với thân quặng dốc thoải có cấu trúc phức tạp

107

49 Hình 3.37 Đồ thị quan hệ giữa chi phí sản xuất của MXTLGN

với dung tích gàu xúc khi khai thác thân quặng dốc đứng có cấu tạo phức tạp

107

50 Hình 3.38 Đồ thị quan hệ giữa chi phí sản xuất của MXTLGN

với dung tích gàu xúc khi khai thác các thân quặng dốc nghiêng có cấu trúc phức tạp

54 Hình 3.42 Đồ thị quan hệ giữa ứng suất tự nhiên của tầng đất yếu

lớp 1 mỏ Thạch Khê với áp lực các loại ô tô lên đường vận theo theo chiều sâu

116

55 Hình 3.43 Đồ thị quan hệ giữa ứng suất tự nhiên của tầng đất

yếu lớp 2 mỏ Thạch Khê với áp lực các loại ô tô lên đường vận theo theo chiều sâu

116

56 Hình 3.44 Đồ thị quan hệ giữa ứng suất tự nhiên của tầng đất yếu

lớp 6 mỏ Thạch Khê với áp lực các loại ô tô lên đường

116

vận theo theo chiều sâu

57 Hình 3.45 Sơ đồ xác định lực cản xúc KF và lựa chọn máy xúc

60 Hình 3.48 Sơ đồ công nghệ xúc bốc đất đá trên bờ công tác 122

61 Hình 3.49 Đồ thị quan hệ giữa E với Vn và LK 124

63 Hình 3.51 : Đồ thị quan hệ giữa E với Vn và R 125

64 Hình 3.52 Đồ thị quan hệ giữa hệ số Kotô và Kmx với E 130

65 Hình 3.53 Đồ thị quan hệ giữa hệ số Kotô và Kmx với L 130

66 Hình 3.54 Đồ thị quan hệ giữa E và q0 với L 131

67 Hình 3.55 Đồ thị sự thay đổi năng suất của tổ hợp máy xúc – ô tô 132

68 Hình 3.56 Sơ đồ thuật toán xác định dung tích gàu xúc và tải

trọng ô tô hợp lý theo sản lượng mỏ và điều kiện khai thác

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong công cuộc “Công nghiệp hóa - Hiện đại hoá” ở nước ta hiện nay, ngành công nghiệp khai khoáng có một vị trí đặc biệt quan trọng Ngoài dầu thô, than và khí

tự nhiên, các khoáng sản rắn là nhu cầu không thể thiếu cho sự phát triển của các

ngành công nghiệp khác của nền kinh tế quốc dân Để đẩy mạnh sự nghiệp công

nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong thời kỳ hội nhập, một trong các nguồn lực

quan trọng là khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên quặng sắt

Cho đến nay trên lãnh thổ VN đã phát hiện và khoanh định được 216 mỏ và điểm quặng sắt với trữ lượng và tài nguyên gần 1,2 tỷ tấn Các mỏ và điểm mỏ phân

bố chủ yếu ở các khu vực: Đông Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, một số ít ở Trung Trung Bộ Các mỏ quặng sắt có trữ lượng lớn được phân bố ở các vùng rừng núi của các tỉnh phía Bắc và Trung Bộ

Theo ”Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng sắt đến năm

2010, định hướng đến năm 2020” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại

Quyết định số: 124/2006/QĐ-TTg ngày 30/5/2006, trong đó một số mỏ sắt lộ thiên hiện đang khai thác như: Trại Cau, Nà Lũng, Kíp Tước, v.v sẽ được đầu tư mở rộng và nhiều mỏ khác sẽ được đầu tư mới, nhằm đáp ứng nhu cầu sắt thép cho nền kinh tế quốc dân và xuất khẩu như: Thạch Khê, Nà Rụa, Quý Xa, Sàng Thần, Tùng

Bá, Tiến Bộ, v.v Các mỏ quặng sắt lộ thiên của nước ta có cấu trúc địa chất phức tạp Địa tầng phía trên gồm trầm tích đệ tứ, neogen và các tàn tích, đây là các loại đất yếu, độ bão hoà thấp Địa tầng chứa quặng một số mỏ là đá hoa, đá hoa xen đá sừng, v.v có nhiều hang karst do hoạt động của nước ngầm

Điều kiện khai thác của các mỏ quặng sắt nước ta khá khó khăn: Hầu hết các

mỏ phải khai thác xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy, điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp, vỉa quặng có chiều dày từ mỏng đến trung bình, các vỉa quặng có điều kiện sản trạng và cấu trúc phức tạp; chúng thay đổi khá mạnh mẽ trong từng khu vực, từng độ sâu của mỏ Nước ta nằm trong vùng khí hậu mưa mùa nhiệt đới, nên hàng năm lượng bùn và nước đổ xuống đáy mỏ nhiều, do vậy công tác vận tải,

xử lý bùn và thoát nước cũng là vấn đề khó khăn, công tác khai thác quặng chủ yếu tập trung vào mùa khô Nhiều mỏ có chiều cao bờ tới 150÷550m, nên hệ số bóc giai đoạn đầu lớn, dẫn tới tăng chi phí sản xuất và hạn chế khả năng tăng sản lượng của các mỏ

Trong những năm qua các mỏ quặng sắt khai thác với quy mô sản lượng nhỏ, chủ yếu khai thác quặng deluvi, một số mỏ chưa thực hiện nghiêm túc theo thiết kế được phê duyệt như: Thông số của HTKT chưa đúng, còn chập tầng, độ dốc dọc đường lớn, v.v Thông số HTKT và thiết bị khai thác trên các mỏ chưa đồng bộ, thiết bị lạc hậu, không phù hợp với yêu cầu khi khai thác xuống sâu trong điều kiện ĐCTV phức tạp Do vậy, để nâng cao sản lượng các mỏ quặng sắt trong giai đoạn tới nhằm đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế quốc dân, các mỏ cần hoàn thiện và đổi mới công nghệ, thiết bị khai thác

Trong những năm qua ở VN đã có một số nhà khoa học, trong đó có nghiên cứu sinh đã quan tâm nghiên cứu và giải quyết được một số vấn đề khó khăn trên của các mỏ quặng sắt lộ thiên Tuy nhiên, đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ và hoàn chỉnh để đưa vào áp dụng trong sản xuất tại các mỏ Đặc biệt các vấn đề xúc bốc, vận tải trên nền đất yếu, ĐBTB khai thác và đào sâu đáy mỏ phù hợp với điều kiện của từng mỏ Với những đặc điểm trên, để đảm bảo hoàn

thành kế hoạch sản lượng theo Quy hoạch, việc “Nghiên cứu công nghệ khai thác đối với các mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa

chất và địa chất thuỷ văn phức tạp của Việt Nam” là cần thiết và cấp bách

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Trên cơ sở đặc điểm điều kiện tự nhiên của các mỏ quặng sắt lộ thiên, lựa chọn

sơ đồ công nghệ khai thác và đồng bộ thiết bị xúc bốc – vận tải phù hợp với các mỏ quặng sắt khai thác dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp nói chung và cho mỏ sắt Thạch Khê nói riêng, nhằm đáp ứng yêu sản lượng và nâng cao hiệu quả khai thác cho doanh nghiệp

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là các mỏ quặng sắt lộ thiên khai thác dưới

mức thoát nước tự chảy có điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp ở VN, chú trọng

mỏ sắt Thạch Khê

4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ khai thác quặng sắt lộ thiên;

- Nghiên cứu về đặc điểm tự nhiên của các mỏ quặng sắt có tác động đến cơ hội phát triển ngành công nghiệp khai thác quặng sắt VN;

- Nghiên cứu công nghệ khai thác có tiềm năng áp dụng cho các mỏ quặng sắt

lộ thiên khai thác dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp ở VN;

- Nghiên cứu các giải pháp công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện của các

mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp ở VN

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa để phát triển, hoàn thiện;

- Sử dụng phương pháp giải tích, mô hình hoá toán và trí tuệ nhân tạo;

- Phương pháp phân tích, chọn lọc, so sánh và kinh nghiệm chuyên gia

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

7 Luận điểm bảo vệ

7.1 Ngoài quy mô sản lượng yêu cầu, các đặc điểm tự nhiên như nguồn gốc thành tạo, tính chất cơ lý đất đá, điều kiện ĐCTV là cơ sở để lựa chọn công nghệ khai thác và ĐBTB sử dụng cho mỏ lộ thiên

7.2 Khai thác dưới mức thoát nước tự chảy và điều kiện ĐCTV phức tạp là các yếu tố có ảnh hưởng đến góc nghiêng của bờ công tác trên mỏ lộ thiên

7.3 Để giảm tổn thất và làm nghèo cho các mỏ khai thác lộ thiên đặc biệt là các mỏ quặng sắt có điều kiện tự nhiên phức tạp và khai thác dưới mức thoát nước

tự chảy cần có phương pháp khai thác chọn lọc phù hợp

7.4 Với điều kiện khai thác trên nền đất yếu thì trong ĐBTB sử dụng (máy xúc - ô tô) cho mỏ lộ thiên, ô tô là thiết bị được ưu tiên lựa chọn đầu tiên

8 Những điểm mới của luận án

8.1 Đã đề xuất được phương pháp phân loại mức độ phức tạp đối với các mỏ quặng sắt lộ thiên VN theo nguồn gốc thành tạo và yếu tố địa chất và ĐCTV, làm

cơ sở để lựa chọn công nghệ và thiết bị khai thác phù hợp cho các mỏ;

8.2 Đã xây dựng được phương pháp xác định góc nghiêng bờ công tác cho HTKT có góc nghiêng bờ công tác lớn khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy phù hợp với điều kiện tự nhiên các mỏ quặng sắt VN;

8.3 Đã xây dựng được các sơ đồ khai thác chọn lọc phù hợp với điều kiện tự nhiên phức tạp của các mỏ quặng sắt VN khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy;

8.4 Đề xuất phương pháp lựa chọn ĐBTB xúc bốc – vận tải phù hợp với điều kiện các mỏ quặng sắt VN khai thác trên nền đất yếu

9 Lời cảm ơn

Trong quá trình thực hiện luận án, nghiên cứu sinh đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của NGƯT.PGS.TS Hồ Sĩ Giao và các ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học Trường Đại học Mỏ-Địa chất, các thầy, cô giáo đã và đang công tác tại Bộ môn Khai thác lộ thiên, các Giáo sư, Tiến sĩ ngành khai thác mỏ, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin, các Công ty khai thác quặng sắt và các bạn đồng nghiệp Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, đóng góp quý báu đó

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC SẮT LỘ THIÊN Ở VIỆT NAM

VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

1.1 Hiện trạng công tác khai thác quặng sắt ở VN

1.1.1 Tình hình khai thác và sản lượng các mỏ sắt VN

Hiện tại, các mỏ sắt quặng ở VN chủ yếu khai thác quặng eluvi-deluvi, một số

mỏ bước đầu khai thác quặng gốc, một số mỏ đang tiến hành đầu tư xây dựng cơ bản Theo chủ trương của Chính Phủ từ năm 2006 trở đi các loại khoáng sản trên địa bàn cả nước không được phép xuất khẩu quặng thô; hoạt động khoáng sản phải

đi kèm chế biến sâu; tuy nhiên, các doanh nghiệp do thiếu vốn hoặc quy mô sản xuất nhỏ, v v…chưa đủ điều kiện để xây dựng nhà máy chế biến và luyện gang thép, nên sản lượng của các mỏ sắt giảm so với những năm trước đây Sản lượng của một

số mỏ như: Trại Cau, Nà Lũng, Kíp Tước, Quý Xa đạt từ 100÷250 ngàn tấn/năm Các mỏ nhỏ và điểm mỏ chỉ đạt từ vài ngàn đến vài chục ngàn tấn/năm

Công suất khai thác của các mỏ hiện nay thấp hơn rất nhiều so với công suất thiết kế được phê duyệt Công nghệ và thiết bị khai thác ở mức trung bình, một số thiết bị khai thác cũ và lạc hậu, nên công suất khai thác bị hạn chế và không đảm bảo theo các dự án được phê duyệt Các mỏ được cấp giấy phép tận thu thì hầu như không có thiết kế, hoặc có nhưng khi khai thác không theo thiết kế Vì chạy theo lợi nhuận trước mắt, các doanh nghiệp khai thác tận thu đã làm tổn thất tài nguyên và làm suy giảm môi trường nghiêm trọng

Để thực hiện chủ trương của Chính phủ trong lĩnh vực khoáng sản, những năm qua một số doanh nghiệp đã triển khai đầu tư các nhà máy tuyển và luyện, đến nay các nhà máy đang trong giai đoạn xây dựng như: Khu liên hợp gang thép Cao Bằng, công suất 0,22 triệu tấn/năm; Nhà máy Gang thép Lào Cai, công suất 0,5 triệu tấn/năm; Khu liên hợp Gang thép Vũng Áng, công suất 4,5 triệu tấn/năm; Nhà máy sản xuất thép do Tập đoàn Kobelco đầu tư tại khu Công nghiệp Nghi Sơn, công suất 2,0 triệu tấn/năm, v.v Khi các nhà máy luyện gang thép đi vào hoạt động sẽ tạo điều kiện để các mỏ gia tăng sản lượng khai thác

1.1.2 Công nghệ khai thác

Do đặc điểm cấu trúc địa chất phần lớn các khoáng sàng sắt VN có vỉa quặng cắm dốc với góc cắm trung bình 30o÷65o, nên hầu hết các mỏ quặng sắt lộ thiên đều được thiết kế áp dụng HTKT có xuống sâu, 2 bờ công tác, đất đá thải được đổ ra bãi thải ngoài Các thông số HTKT của các mỏ quặng sắt lộ thiên chưa đạt yêu cầu so với thiết kế được nêu trong bảng 1.1 Trong thời gian qua, do nhu cầu thị trường trong nước không lớn, nên sản lượng các mỏ không đạt thiết kế Tuy nhiên, để duy trì sản xuất và hoạt động kinh doanh các mỏ tập trung chủ yếu khai thác quặng, còn khối lượng đất bóc không tương ứng với thiết kế, dẫn đến tình trạng phá vỡ các thông số của HTKT

Thiết

kế

Hiện trạng

Thiết

kế

Hiện trạng

Thiết

kế

Hiện trạng Chiều cao

sườn tầng độ 65÷75 55÷75 70 65 60 60 65 60 Góc nghiêng

tầng, chiều rộng mặt tầng chỉ đạt từ 10÷20m, góc bờ công tác lên tới 40÷500, gây nguy hiểm cho thiết bị và người trong quá trình sản xuất Đường vận tải trong khai trường có độ dốc lớn, có đoạn tới 14%, chiều rộng mặt đường hẹp không đảm bảo thông số thiết kế, gây khó khăn và làm giảm năng suất đối với các thiết bị vận tải Chiều dài luồng xúc ngắn không tương xứng với điều kiện làm việc của các thiết bị khai thác Điều đó ảnh hưởng tới khả năng tăng công suất khi thị trường có nhu cầu

Mỏ Thạch Khê đang trong thời kỳ bóc đất xây dựng cơ bản, do tầng phủ gồm cát, sét nên các thông số HTKT chưa được hình thành, các tầng cát thường bị chảy khi có mưa lớn Để giảm sự sụt lún và sa lầy của ô tô, đường vận tải phải sử dụng đất cấp phối, rải với chiều dày từ 25÷30cm

1.1.3 Thiết bị sử dụng trong các khâu công nghệ

1.1.3.1 Công tác làm tơi đất đá và quặng

Các mỏ khai thác quặng gốc, công tác làm tơi đất đá và quặng được thực hiện bằng phương pháp KNM Thiết bị khoan tại các mỏ có qui mô lớn là máy khoan đập cáp KZ hoặc DK có đường kính D = 200 mm, một số mỏ sử dụng máy khoan đập xoay có đường kính nhỏ Các máy khoan do Liên Xô (cũ), Trung Quốc và các nhà máy cơ khí của VN chế tạo Các máy khoan loại KZ và DK di chuyển chậm, không thích hợp khi làm việc trong điều kiện địa hình khó khăn, không có hoặc khả năng khoan nghiêng kém chỉ thích hợp khi khai thác quy mô nhỏ và phân tầng thấp Năng suất của các máy khoan thấp, chỉ đạt từ 5000÷6000 mk/năm

Một số mỏ mới được đầu tư thiết bị khoan xoay đập KQG-165 (D = 165mm), nhưng tính cơ động kém đặc biệt khi làm việc trong điều kiện địa hình chật hẹp Mỏ

Nà Lũng mới đầu tư loại máy khoan thủy lực ECM-6 của hãng Atlas Copco (D = 105mm), nhưng do trình độ công nhân vận hành còn hạn chế, nên chưa phát huy hết tính năng ưu việt của loại máy khoan này [1]

Phương pháp nổ tức thời vẫn được sử dụng phổ biến trên các mỏ nhỏ, quy mô bãi nổ phần lớn từ 1000÷2000 kg/vụ Công nghệ nổ mìn chọn lọc cũng như việc ứng dụng công nghệ nổ mìn tiên tiến chưa được quan tâm đúng mức

1.1.3.2 Công tác xúc bốc - vận tải

Hiện nay, trên các mỏ quặng sắt lộ thiên đang sử dụng chủ yếu MXTLGN với dung tích gàu từ 1,0÷2,0 m3 để xúc đất đá và quặng Phần lớn các mỏ áp dụng sơ đồ xúc với gương ở dưới và chất tải lên ô tô cùng mức máy đứng Mỏ Thạch Khê đang trong giai đoạn bóc đất xây dựng cơ bản và thử nghiệm công nghệ, sử dụng MXTLGN có dung tích gàu từ 1,4÷4,0 m3 phối hợp với ô tô tải trọng từ 15÷40 tấn

Mỏ Quý Xa đang sử dụng MXTLGN có dung tích gàu E = 0,8÷1,2 m3 kết hợp với ô

tô tải trọng 22 tấn Với các ĐBTB trên đều không phù hợp với điều kiện khai thác

và quy mô công suất của các mỏ

Các mỏ Nà Lũng, Kíp Tước, Ngườm Cháng áp dụng ĐBTB gồm: MXTLGN

có dung tích gàu xúc từ 1,0÷2,0 m3 phối hợp với ô tô tải trọng từ 15÷20 tấn là tương đối phù hợp trong những năm trước đây khi chiều sâu khai thác chưa lớn, hệ số bóc thấp, sản lượng thấp, chưa đòi hỏi cường độ khai thác lớn Những năm tới các mỏ càng xuống sâu, chiều cao và cung độ vận tải tăng, khai thác với hệ số bóc lớn, các ĐBTB trên sẽ có nhiều nhược điểm, dẫn tới giảm năng suất và tăng giá thành khai thác Mặt khác, khi sử dụng ĐBTB có công suất nhỏ sẽ không đủ điều kiện để áp dụng những giải pháp công nghệ và kỹ thuật tiên tiến như: Sử dụng chiều cao tầng lớn để giảm cung độ vận tải, giảm các khâu phụ trợ, giảm chi phí KNM; sử dụng chu trình vận tải hở để nâng cao năng suất cho thiết bị xúc bốc và vận tải

Trong những năm qua công tác khai thác chọn lọc chưa được các mỏ chú trọng, các mỏ chủ yếu tập trung khai thác ở những vỉa quặng và khai trường có hàm lượng sắt cao, các khu vực có hàm lượng sắt thấp thì để lại Một mỏ khai thác quặng bằng nhặt thủ công, nên tỷ lệ tổn thất và làm nghèo còn lớn, gây lãng phí tài nguyên

Công tác vận tải: Thiết bị vận tải ở các mỏ là các loại ô tô có tải trọng phổ biến từ 15÷20 tấn Hệ thống đường vận tải ở một số khai trường chưa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật như độ dốc dọc lớn, nền và mặt đường xấu, công trình thoát nước không đầy đủ, v.v đã ảnh hưởng lớn đến năng suất vận tải Những năm tới khi các

mỏ khai thác xuống sâu, chiều cao nâng tải và cung độ vận tải lớn, số đoạn cua vòng tăng Do vậy, để đảm bảo năng suất của các thiết bị vận tải các mỏ phải tuân

thủ theo thiết kế được phê duyệt

Nhận xét:

Qua nghiên cứu, phân tích, đánh giá hiện trạng công nghệ khai thác của các

mỏ quặng sắt lộ thiên VN cho thấy:

- Hầu hết các mỏ có thông số HTKT chưa đảm bảo theo đúng thiết kế, nhiều

mỏ đã xảy ra chập tầng, góc nghiêng bờ công tác lớn hơn quy định, nhiều khu xảy

ra trượt lở bờ mỏ;

- Hiện nay, đa số các mỏ đang khai thác quặng Eluvi-Deluvi trên mặt, công nghệ đơn giản, một số mỏ sử dụng nhặt quặng thủ công Công tác khai thác chọn lọc chưa được quan tâm đúng mức;

- Các mỏ Nà Lũng, Tiến Bộ, Kíp Tước, v.v bước đầu khai thác quặng gốc với thiết bị khoan đập cáp có năng suất thấp, đường kính khoan chưa phù hợp, không đáp ứng được nhu cầu khi tăng công suất mỏ Hầu hết các mỏ chưa tiếp cận với công nghệ nổ mìn tiên tiến vi sai phi điện, nên hiệu quả chưa cao, chất lượng nổ mìn chưa đáp ứng tốt cho yêu cầu nghiền tuyển Thiết bị xúc bốc sử dụng MXTLGN với dung tích gầu nhỏ, từ 1,0÷2,0m3 Thiết bị vận tải sử dụng ô tô nhiều chủng loại khác nhau, tải trọng nhỏ [1], [25]

Trong thời gian tới, hầu hết các mỏ quặng sắt nước ta sẽ khai thác các vỉa quặng gốc và xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy Khi đó các mỏ sẽ gặp phải những khó khăn như: Độ bền nén, độ nguyên khối của đất đá và quặng tăng, khai thác với hai bờ công tác, chiều cao bờ mỏ lớn, số tầng công tác nhiều, cường độ khai thác lớn, điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp Nếu các mỏ khai thác với công nghệ, các thông số HTKT và ĐBTB như hiện nay sẽ không đảm bảo sản lượng cũng như hiệu quả kinh tế Vì vậy, việc hoàn thiện công nghệ khai thác các mỏ quặng sắt lộ thiên phù hợp với điều kiện tự nhiên, nhằm phát huy tối đa năng lực của thiết bị, giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp, v.v… đó

là vấn đề cần thiết và cấp bách

1.1.4 Quy hoạch phát triển ngành khai thác quặng sắt VN

Theo Quy hoạch phát triển ngành khai thác quặng sắt VN [22] đã được Thủ

tướng Chính phủ phê duyệt và Dự án đầu tư của các mỏ, sản lượng của nhiều mỏ sẽ đạt từ 100÷10.000 ngàn tấn/năm Trong đó, các mỏ có sản lượng lớn như: Thạch Khê, Nà Rụa, Quý Xa, Tiến Bộ, v.v được nêu trong bảng 1.2

Thực hiện kế hoạch khai thác trên, các mỏ đang triển khai đồng bộ các giải pháp để tăng sản lượng Tuy nhiên, với điều kiện khai thác của các mỏ quặng sắt lộ thiên VN thuộc loại khó khăn, phức tạp, nhưng đến nay chưa hình thành công nghệ khai thác rõ nét trong điều kiện của mỗi mỏ, đặc biệt đối với các mỏ có điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp như Thạch Khê, Nà Rụa, Tùng Bá, v.v Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu sản lượng theo kế hoạch đã đề ra, cần thiết phải nghiên cứu, lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện của từng mỏ như: Khai thác với góc bờ công tác lớn, công nghệ đào sâu đáy mỏ, khai thác chọn lọc, thiết bị xúc bốc – vận tải hợp lý

1.2 Tiềm năng trữ lượng quặng sắt VN

Theo kết quả thăm dò và dự báo tổng trữ lượng và tài nguyên quặng sắt VN gần 1,2 tỷ tấn, gồm cấp: 111 + 121 + 122 + 222 + 333 Trong đó, mỏ Thạch Khê có trữ lượng lớn nhất là 544,08 triệu tấn, tiếp đến mỏ Quý Xa 121,92 triệu tấn, còn lại hầu hết các mỏ có trữ lượng dưới 20 triệu tấn Trữ lượng quặng sắt cấp (111+121)

là 610,7 triệu tấn, chiếm 52,57% tổng trữ lượng và tài nguyên, tập trung chủ yếu ở

mỏ Thạch Khê và mỏ Quý Xa Trữ lượng quặng sắt cấp 122 là 344,69 triệu tấn, chiếm 48,51% tổng trữ lượng, tập trung ở mỏ Thạch Khê, Quý Xa, Tiến Bộ, Nà Rụa Tổng hợp về trữ lượng, chất lượng quặng sắt ở các tỉnh được nêu trong bảng 1.3, trữ lượng một số mỏ quặng sắt lớn được nêu trong bảng 1.4 [2], [9], [10], [11], [12], [14], [19], [20], [22], [24], [27], [28]

1.3 Đặc điểm tự nhiên các khoáng sàng quặng sắt VN

1.3.1 Đặc điểm phân bố các khoáng sàng sắt VN

Hiện nay, ở nước ta đã phát hiện và khoanh định 216 mỏ và điểm quặng sắt, chúng phân bố ở các vùng như:

- Vùng Tây Bắc Bắc Bộ quặng sắt phân bố chủ yếu ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái và rải rác ở một số khu vực khác thuộc các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình và Phú Thọ

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu biên giới khai trường và kế hoạch khai thác một số mỏ quặng sắt

Khê

Nà Lũng

Nà Rụa

Thanh

Kỳ

Kíp Tước

Tiến

Bộ

Sàng Thần

Làng

Làng Vinh-Làng Cọ

Phức tạp

Phức tạp

Phức tạp

Phức tạp

Phức tạp

Bảng 1.3: Trữ lượng và tài nguyên dự báo quặng sắt ở VN

Trữ lượng (103 tấn) Tài nguyên

(103 tấn) Tên tỉnh

Tổng cộng (103 tấn)

Lào Cai 40.031 89.570,8 24.259,6 12.570,12 153.861,49

Hà Giang 2.777,8 86.631,1 57.553,96 89.408,9 Cao Bằng 1.050,5 10.705,6 9.840,2 15,0 21.596,3

- Vùng Trung Trung Bộ quặng sắt có ở vùng Mộ Đức và rải rác ở một số điểm

khác có quy mô không đáng kể

- Về quy mô mỏ: Trong số 216 mỏ và điểm quặng, có 21 mỏ có trữ lượng và tài nguyên từ 2 triệu tấn trở lên Đến nay, các mỏ có trữ lượng từ 1,0 triệu tấn trở lên đã có báo cáo thăm dò đủ điều kiện để thiết kế khai thác

- Chất lượng quặng: Thành phần quặng chủ yếu là manhetít với trữ lượng là 589,40 triệu tấn, quặng limonit trữ lượng là 167,83 triệu tấn Hàm lượng TFe thay đổi từ 23%÷67%

- Do các mỏ phân bố chủ yếu ở các vùng núi phía Bắc và ven biển, nên cơ sở

hạ tầng của hầu hết các vùng mỏ đều chưa phát triển, điều kiện giao thông khó khăn Nên đa số các mỏ có điều kiện khai thác phức tạp và rất phức tạp

1.3.2 Đặc điểm về nguồn gốc thành tạo

Các loại quặng sắt ở nước ta có thể phân theo nhóm có nguồn gốc như sau [2], [9], [10], [11], [12], [14], [19], [20], [22], [24], [27], [28]:

Quặng sắt có nguồn gốc magma: Quặng magnetit nguồn gốc magma có hàm

lượng thấp từ 25÷45% Fe, nên giá trị sử dụng thấp

Quặng sắt có nguồn gốc skarn: Loại này thường là quặng magnetit có cấu tạo

đặc sít, hàm lượng sắt cao, phân bố tại đới tiếp xúc của granit với đá vôi (mỏ Thạch Khê) hoặc của gabro, diorit với đá vôi, đá phiến (các mỏ thuộc tỉnh Cao Bằng) Các vỉa quặng thường có hình thái phức tạp

Quặng sắt có nguồn gốc nhiệt dịch, biến chất trao đổi: Loại này thành phần

chủ yếu magnetit và số ít là hematit phân bố chủ yếu dạng mạch, thấu kính quy mô không lớn, hình thái phức tạp, thường gặp ở vùng Tùng Bá (tỉnh Hà Giang), mỏ Làng Mỵ (tỉnh Yên Bái) và một số điểm quặng sắt vùng Lào Cai

Quặng sắt có nguồn gốc trầm tích: Loại quặng này thường chất lượng thấp,

quy mô nhỏ và không có giá trị công nghiệp Loại này phân bố ở một số điểm

quặng thuộc các tỉnh Tuyên Quang, Thanh Hoá, Quảng Trị

Quặng sắt có nguồn gốc trầm tích biến chất: Quặng sắt loại này có hàm lượng

không cao, các vỉa quặng có quy mô không lớn

Quặng sắt có nguồn gốc phong hoá: Là quặng limonit có nguồn gốc phong

hoá từ các mạch quặng giàu sulfur; loại phong hoá từ siderit có ở mỏ Bản Phắng và một số điểm quặng phân bố ở vùng Quảng Ninh, Hải Phòng Ngoài ra, ở nước ta còn nhiều vùng phát triển laterit sắt có quy mô khác nhau

Quặng sắt có nguồn gốc tàn dư: Nguồn gốc loại quặng này gồm nhiều điểm

quặng limonit, đáng kể nhất là các mỏ: Quý Xa, Làng Vinh-Làng Cọ, Sàng Thần

Theo hàm lượng sắt, quặng sắt có thể được phân thành các loại:

- Quặng giàu với hàm lượng Fe ≥ 60%, phân bố chủ yếu ở các mỏ Thạch Khê,

mỏ Trại Cau và một số ít thuộc mỏ Nà Rụa;

- Quặng trung bình với hàm lượng Fe = 50% đến < 60%, phân bố ở các mỏ thuộc Tuyên Quang, Thái Nguyên, Bắc Kạn, Lào Cai, v.v

- Quặng nghèo với hàm lượng Fe = 30÷50%, phân bố ở các mỏ như: Tùng Bá, Sàng Thần, Làng Mỵ, Thanh Kỳ, Thanh Tân, Làng Vinh-Làng Cọ, v.v

1.3.3 Đặc điểm cấu trúc các thân quặng sắt

Đặc điểm chung của các thân quặng sắt gốc có cấu tạo rắn chắc, độ bền nén thường lớn hơn đá vách và đá trụ Các thân quặng ít nứt nẻ, độ nguyên khối lớn Các vỉa quặng gốc được thành tạo do quá trình nhiệt dịch, phun trào biến chất, trong các thân quặng thường có từ 1÷8 lớp đá kẹp xen kẽ, xem Phụ lục 1 Đá kẹp có độ bền nén bằng hoặc gần bằng với quặng

Những yếu tố trên ảnh hưởng đến phương pháp khai thác, trình tự khai thác, HTKT và ĐBTB, công nghệ KNM và xúc bốc chọn lọc quặng ở phần giáp vách, giáp trụ và đá kẹp Việc bóc tách chọn lọc các lớp đá kẹp rất khó khăn Vì vậy, tỷ lệ tổn thất và làm nghèo quặng lớn, gây lãng phí tài nguyên và làm giảm chất lượng quặng nguyên khai

1.3.4 Đặc điểm ĐCCT - ĐCTV các khoáng sàng sắt VN

1.3.4.1 Đặc điểm điều kiện ĐCCT

- Đặc điểm chung của nhiều mỏ quặng sắt, tầng phủ phía trên thường là đất đệ

tứ, neogen, cát, sét, sét pha có chiều dày từ vài mét đến hàng trăm mét Mỏ sắt Nà Rụa có tầng phủ phía trên với chiều dày trung bình 63÷80 m, trong đó tầng đất đệ tứ

và neogen phong hóa bở rời dễ bị trương lở khi gặp nước có chiều dày tới 17m [24]

Mỏ sắt Trại Cau tầng phủ đệ tứ gồm cát pha, cuội sỏi Mỏ sắt Thạch Khê tầng phủ

có chiều dầy khá lớn từ 26÷226 m gồm [23]: Cát biển hiện đại, cát sông biển hỗn

hợp, cát pha sông-biển hỗn hợp, sét pha sông biển hỗn hợp, sét sông - biển hỗn hợp, sét kết, bột kết, cát kết, cuội kết, sét và sét pha lẫn dăm vụn nguồn gốc tàn tích-sườn tích Với điều kiện ĐCTV phức tạp, nước ngầm chảy vào khai trường nhiều, tầng phủ đã tạo thành các lớp đất yếu của mỏ

Những yếu tố trên sẽ ảnh hưởng đến công nghệ và thiết bị khai thác, đặc biệt

là thiết bị vận tải ô tô của các mỏ; ảnh hưởng đến ổn định bờ mỏ, hệ thống đường vận tải trong khai trường sẽ luôn lầy lội; tăng tỷ lệ làm nghèo do quá trình rửa trôi cát, giảm chất lượng quặng khai thác

- Tầng đá cứng vây quanh vỉa quặng gốc ở các mỏ gồm: Đá phiến thạch sericit, cát kết quarzit, grabo chứa các vỉa quặng sắt, mogmagronítbiôtít, đá vôi, đá vôi đôlômít hoá, đá plagiogranit, plagiogranitogneis Một số loại nham thạch trên cùng với hoạt động của nước ngầm đã hình thành lên các hang karst, gây lên các tác động xấu cho hoạt động khai thác, làm tăng nguy cơ bục nước vào khai trường, gây

anh-ngập lụt đáy mỏ

Do đá vây quanh và quặng có độ bền nén cao, nên quá trình KNM để tách riêng đá và quặng ở phần giáp vách, giáp trụ và đá kẹp rất khó khăn và phức tạp Mặt khác, đá vách, đá trụ và đá kẹp thường là loại quặng nghèo ngoài cân đối, nên quá trình xúc chọn lọc trở lên khó khăn, đó là những yếu tố dẫn đến tỷ lệ tổn thất lớn hoặc làm nghèo tăng

Đặc tính cơ lý đất đá và các mặt cắt đặc trưng của một số mỏ quặng sắt lớn được nêu trong Phụ lục 1

1.3.4.2 Đặc điểm điều kiện ĐCTV

Theo phương pháp thoát nước khai trường, các mỏ quặng sắt lộ thiên VN được chia thành 2 nhóm:

Nhóm 1: Các mỏ khai thác trên mức thoát nước tự chảy gồm mỏ sắt Sàng

Thần, Quý Xa, Làng Tháp, Làng Vinh - Làng Cọ, v.v Các mỏ này điều kiện thoát

nước thuận tiện, điều kiện thủy văn và ĐCTV không ảnh hưởng nhiều đến quá trình khai thác của mỏ

Nhóm 2: Các mỏ khai thác dưới mức thoát nước tự chảy, trong đó một số mỏ

phân bố gần các sông, suối như: Mỏ Thạch Khê nằm gần biển Đông, mỏ Nà Rụa nằm gần sông Hiến và sông Bằng Giang, mỏ Nà Lũng nằm gần các suối thoát nước của khu vực, mỏ Tùng Bá được phân chia thành 2 khu vực ngăn cách bởi suối Ngòi Nao, mỏ Ngườm Cháng nằm gần sông Bằng Giang, mỏ Trại Cau ngay cạnh khai trường có suối Thác Lạc chảy qua Vì vậy, các mỏ trên khi khai thác dưới mức thoát nước tự chảy, lượng nước ngầm chảy vào khai trường khá lớn Nguồn nước chảy vào khai trường bao gồm:

Nước mưa: Lượng nước mưa trung bình hàng năm ở khu vực miền núi phía

Bắc thay đổi từ 2000÷2120 mm/năm, lượng mưa cao nhất trong ngày từ 200÷250 mm/ngày Vùng Hà Tĩnh lượng mưa thay đổi từ 1285,1÷3701,4 mm/năm

Ngoài ra, một số mỏ chịu ảnh hưởng bởi nguồn nước từ các sông suối gần khai trường Với địa hình đồi núi các suối thường tương đối dốc, khẩu độ ngắn, khúc khuỷu, mùa mưa lưu lượng ở các suối thay đổi từ 0,115÷4,805 m3/s đã ảnh hưởng đến quá trình khai thác ở một số mỏ

- Nước ngầm: Tầng chứa nước trong đá vôi cacbon–pecmi đới nứt nẻ, tầng

này thường tạo thành hang karst Nước ngầm ở tầng này có ảnh hưởng khá lớn đến khai thác của các mỏ Lưu lượng nước mưa, nước ngầm một số mỏ xem Phụ lục 1

1.4 Phân loại mức độ phức tạp các mỏ quặng sắt theo yếu tố tự nhiên

Đối với mỏ quặng sắt, điều kiện ĐCTV và ĐCCT của các mỏ được xác định bởi các yếu tố: Cấu trúc địa chất, hình dạng và thế nằm vỉa quặng, mức độ sũng nước

mỏ, tính chất cơ lý của quặng và đất đá vây quanh, các quá trình ĐCĐLCT, địa hình - địa mạo, đặc điểm thuỷ văn nước mặt và quan hệ của nó với nước ngầm cũng như độ sâu và phương pháp khai thác Đó là một hệ thống chỉ tiêu thường được sử dụng để phân loại các mỏ Đối với khoáng sản quặng sắt, yếu tố chính, quan trọng nhất và cũng dễ nhận biết nhất là nguồn gốc thành tạo mỏ Các yếu tố phụ là mô hình cấu trúc địa chất, mức độ sũng nước mỏ và tính chất cơ lý của quặng và đất đá vây quanh

Trên cơ sở điều kiện ĐCTV và ĐCCT đối với các mỏ quặng sắt phân loại theo 5 kiểu nguồn gốc được nêu trong bảng 1.5

Bảng 1.5: Phân loại các mỏ quặng sắt trên cở sở điều kiện địa chất và ĐCCT

Tính chất cơ lý đất đá

hồi sinh của đứt

gãy Thân quặng

Nguồn chảy vào

mỏ là nước mưa

và nước ngầm

Đá biến chất, carbonat, trầm tích - phun trào

Cứng, nửa cứng

Sức bền suy giảm ở đới tiếp xúc với các thể magma, kém ổn định Phát triển

carbonat)

- Mỏ sắt Kíp Tước;

- Mỏ sắt Thanh Kỳ

đứt gãy sau quặng

Thân quặng khối,

carbonat giàu nước Nguồn chảy vào mỏ chủ yếu là nước ngầm

Đá carbonat, đá

silimanit, đá phiến sét giàu nhôm Cứng, nửa cứng Sức bền tăng theo quy luật từ đá chuyển sang quặng

- Mỏ sắt Thạch Khê;

- Mỏ sắt Nà Rụa, mỏ sắt

sụt, địa hào, địa

luỹ Thân quặng

dạng lớp, vỉa, vỉa

vát nhọn, thấu

kính Thế nằm

ngang hoặc thoải

Quy mô nhỏ, vừa

Nhiều tầng chứa nước lỗ hổng, khe nứt-vỉa, khe nứt- karst xen các lớp thấm nước yếu Có áp hoặc không áp

Nguồn chảy vào

mỏ là nước ngầm, nước mặt, nước mưa Tháo khô khó khăn

Đất đá trầm tích

Cứng, nửa cứng - mềm, mềm rời kém ổn định

Không đều về tính chất cơ lý

ĐCĐLCT phát triển đa dạng, phức tạp

- Mỏ sắt Tùng Bá,

mỏ sắt Thầu Lũng;

- Mỏ sắt Đồng Chum

áp cục bộ Nghèo nước Nguồn chảy vào mỏ là nước mưa và nước ngầm Có thể bục nước từ đới phá huỷ kiến tạo

Đá lục nguyên, lục nguyên-carbonat bị biến chất khu vực

Cấu tạo phân nhịp từ thô chuyển lên mịn

Nửa cứng, nửa cứng-mềm Vách trụ vỉa kém ổn định

- Mỏ sắt Làng Mỵ;

- Mỏ sắt Tiến Bộ;

- Mỏ sắt Làng Tháp

Tháo khô tự chảy

Đất đá các loại

Nửa cứng - mềm

Sức bền tăng theo chiều sâu Quá trình ĐCĐLCT kém phát triển

Khai đào thuận lợi

- Mỏ sắt Quý Xa;

- Mỏ sắt Làng Vinh-Làng Cọ;

- Mỏ sắt Sàng Thần

Theo mức độ phức tạp về điều kiện tự nhiên và ĐCTV các mỏ quặng sắt được phân thành 3 nhóm:

Nhóm I - Đơn giản: Là những mỏ có mô hình cấu trúc địa chất đơn giản, gồm

một đới trên nền đá gốc cứng hay khối tảng, khối tảng - uốn nếp, ít bị chia cắt bởi các đứt gãy kiến tạo Vỉa quặng nằm cao hơn gốc xâm thực địa phương Các vỉa quặng nằm ngang, thoải với góc dốc γ ≤ 250 Chiều dày và chất lượng quặng tương đối ổn định Nguồn nước chảy vào mỏ nhỏ hơn 2000 m3/h, áp lực nước lên trụ vỉa dưới 50 m Đất đá vây quanh ổn định, sức bền cơ học cao Có thể khai thác bằng phương pháp thông thường Không cần áp dụng các biện pháp xử lý gia cố, bảo vệ công trình khai thác

Thuộc nhóm này gồm hầu hết các mỏ nguồn gốc tàn dư như: Quý Xa, Làng Vinh-Làng Cọ, Sàng Thần và các mỏ quặng sắt sa khoáng

Nhóm II - Phức tạp: Là những mỏ có mô hình cấu trúc địa chất phức tạp dạng

tuyến, khối tảng, khối tảng - uốn nếp nâng sụt không đều, bị biến dạng mạnh bởi các hoạt động uốn nếp và đứt gãy Vỉa quặng nằm cao hơn gốc xâm thực khu vực

Các vỉa quặng với góc dốc từ γ = 25÷450, chiều dày và chất lượng quặng không ổn định Nguồn nước chảy vào mỏ từ 2000÷5000 m3

/h, áp lực nước lên trụ vỉa 50÷100

m Đất đá vây quanh nửa cứng - mềm, kém ổn định, sức bền cơ học thấp Quá trình ĐCĐLCT phát triển đa dạng, phức tạp Phải áp dụng các biện pháp gia cố, bảo vệ công trình khai thác nhưng không quá phức tạp

Thuộc nhóm này gồm các mỏ nguồn gốc magma, nhiệt dịch, trầm tích-biến chất và một số mỏ sa khoáng dày và sâu như: Làng Mỵ, Tiến Bộ, Làng Tháp, Kíp Tước, Thanh Kỳ, Thanh Tân, Tùng Bá, Nà Lũng, Thầu Lũng, Đồng Chum, v.v

Nhóm III - Rất phức tạp: Là những mỏ có mô hình cấu trúc địa chất hết sức

phức tạp dạng khối tảng và khối tảng - uốn nếp, bị phân dị rất mạnh bởi các đứt gãy Vỉa quặng nằm sâu hơn gốc xâm thực khu vực Các vỉa quặng thuộc loại dốc nghiêng

và dốc đứng γ > 450, chiều dày và chất lượng quặng rất không ổn định Nguồn nước chảy vào mỏ lớn hơn 5000 m3/h, áp lực nước lên trụ vỉa lớn hơn 100 m Đất đá vây quanh rất kém ổn định Quá trình ĐCĐLCT phát triển đa dạng, rất phức tạp Phải áp dụng các biện pháp đặc biệt để tháo khô mỏ và bảo vệ công trình khai thác, rất khó khăn và tốn kém

Thuộc nhóm này gồm các mỏ: Thạch Khê, Nà Rụa, Trại Cau, v.v

Trên cùng một mỏ nếu mức độ phức tạp về điều kiện ĐCTV và ĐCCT khác nhau, có thể phân loại cho từng khu mỏ hoặc theo độ sâu khai thác Trường hợp mức

độ phức tạp của điều kiện ĐCTV và điều kiện ĐCCT khác nhau quá lớn, cần phải phân loại riêng theo ĐCTV và ĐCCT Việc phân chia nhóm mỏ là cơ sở khoa học để lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý đối với từng mỏ

1.5 Tổng quan về công tác nghiên cứu công nghệ khai thác quặng sắt ở VN

Hiện nay, một số mỏ quặng sắt nước ta đang khai thác với quy mô sản lượng

từ 100÷250 ngàn tấn quặng nguyên khai/năm Nhưng công nghệ khai thác và ĐBTB của các mỏ còn lạc hậu, chưa đồng bộ Tuy nhiên, đến nay ở trong nước mới có một

số công trình nghiên cứu về khai thác quặng sắt như:

- Năm 2007, Công ty Cổ phần tư vấn đầu tư Mỏ và Công nghiệp-TKV đã lập

Báo cáo thử nghiệm thi công trên nền cát và sét tại mỏ quặng sắt Thạch Khê [18]

Thiết bị được lựa chọn là MXTLGN có dung tích gàu đến 2,5 m3 và ô tô tải trọng đến 27 tấn, đường vận tải sử dụng tấm lót bê tông Trong quá trình thử nghiệm từ năm 2008÷2009, mỏ đã sử dụng MXTLGN có dung tích gàu từ 1,6÷2,5 m3, ô tô vận tải có tải trọng từ 15÷32 tấn Chiều cao phân tầng từ 3÷9 m, góc dốc sườn tầng từ 27÷290, góc bờ công tác từ 14÷150, chiều rộng dải khấu từ 10÷12 m Đường vận tải trên khai trường và bãi thải cũng như các đoạn đường cố định rải đá cấp phối với chiều dày 20÷25 cm

- Năm 2008, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin đã thực hiện công

trình “Theo dõi đánh giá phương án thử nghiệm công nghệ thi công trên nền cát và

sét mỏ quặng sắt Thạch Khê – Hà Tĩnh giai đoạn I” Các kết quả theo dõi, đánh giá

cho thấy mỏ quặng sắt Thạch Khê có điều kiện tự nhiên và ĐCTV phức tạp Các tầng cát và sét có chiều dày lớn, lưu lượng nước ngầm chảy vào khai trường lớn, khi đáy mỏ đạt mức từ -8 ÷ -10 m, kích thước khai trường dài x rộng = 885x135 m lượng lượng nước chảy vào khai trường từ 3450÷24.800 m3/ng.đ Kết quả theo dõi cho thấy trong tầng cát khi sử dụng MXTLGN loại PC-650 để đào hố bơm chỉ đạt được chiều sâu 3 m và khối lượng phải xúc chuyển 2÷3 lần, năng suất thiết bị thấp

Do ảnh hưởng của nước ngầm chảy vào khai trường, nên gây sạt lở sườn tầng cát làm cho góc dốc sườn tầng thay đổi theo thời gian: Khi mới cắt tầng góc dốc đạt 42÷470, sau thời gian 4 tháng góc dốc giảm dần và đạt đến 29÷300 (xem hình 1.1) Trong quá trình thử nghiệm đã sử dụng loại ô tô Kamaz-65115 (15 tấn), БелАЗ-7522 (27 tấn), HM400-2R (36,5 tấn), đường vận tải phải rải lớp đá cấp phối

có chiều dầy từ 25÷35 cm để cho các xe hoạt động trong thời gian từ 7÷10 ngày Sau thời gian đó lại tiếp tục bổ sung đá cấp phối Tuy ô tô HD400-2R có tải trọng lớn hơn so với hai loại ô tô còn lại, nhưng áp lực của nó tác động lên nền đường lại nhỏ hơn, loại ô tô khung động này hoạt động khá phù hợp đối với các tầng yếu của

mỏ Thạch Khê Do vậy, cần phải nghiên cứu lựa chọn loại ô tô có áp lực tác động lên nhỏ phù hợp với điều kiện ĐCCT và ĐCTV phức tạp của mỏ nhưng vẫn phải đảm bảo hoàn thành sản lượng theo thiết kế

Đối với tầng đất yếu khi góc dốc sườn tầng thay đổi từ 35÷400, chiều sâu xúc

hợp lý đối với các loại MXTLGN SK-330, PC-650 khi xúc gương phía dưới tương ứng từ 3,7÷4,9 m, từ 4,2÷5,3m; khi xúc gương phía trên chiều sâu xúc hợp lý tương ứng từ 3,9÷5,0 m, từ 5,3÷6,7 m

Khi áp dụng sơ đồ xúc với gương xúc phía dưới chất tải lên ô tô dưới mức máy đứng (xem hình 1.2) năng suất tổ hợp thiết bị tăng từ 10÷15% so với sơ đồ chất tải cùng mức máy đứng

h

MNN 45°

II I

a) Khi nước ngầm mới hình thành

o 28°

b) Khi lượng nước ngầm tăng

Hình 1.1 Ảnh hưởng của nước ngầm đến độ ổn định tầng cát tại mỏ sắt Thạch Khê

I– Phần sập lở dưới chân tầng; II– Đường thuỷ đẳng cao

- Năm 2009, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin đã thực hiện đề tài cấp

Bộ “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khoan, nổ mìn cho các mỏ quặng sắt lộ thiên

Việt Nam” [1] Đề tài đã đánh giá hiện trạng công tác KNM của các mỏ quặng sắt;

đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến công tác KNM: Yếu tố tự nhiên; các yếu tố kỹ thuật; các yếu tố kinh tế, tổ chức sản xuất

Trên cơ sở hiện trạng công nghệ, thiết bị KNM và điều kiện tự nhiên của các

mỏ, đề tài đã đề xuất các thông số KNM với một số mỏ quặng sắt lộ thiên Tuy nhiên, đề tài còn chưa đề cập đến công nghệ KNM chọn lọc các vỉa quặng có cấu

trúc phức tạp cũng như các mỏ khai thác dưới mức thoát nước tự chảy

- Năm 2010, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin thực hiện đề tài

“Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác các mỏ quặng sắt (gốc) lộ thiên Việt

Nam” [25] Trên cơ sở đánh giá hiện trạng công nghệ, thiết bị khai thác của các mỏ,

điều kiện tự nhiên và quy hoạch khai thác quặng sắt đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề tài đã đề cập đến lựa chọn ĐBTB khai thác, công nghệ khai thác với góc bờ công tác lớn, công nghệ đào sâu đáy mỏ, công nghệ khai thác chọn lọc Tuy nhiên, đề tài chưa nghiên cứu sâu các mỏ có điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp

- Năm 2010, nghiên cứu sinh đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công

nghệ khai thác chọn lọc các mỏ quặng sắt lộ thiên Việt Nam” Đề tài đã phân tích,

đánh giá cấu trúc địa chất của các vỉa quặng sắt khai thác lộ thiên ở các mỏ; đánh giá các yếu tố tự nhiên (điều kiện địa chất và ĐCTV, đặc điểm của đất đá vây quanh vỉa quặng, góc dốc các vỉa quặng, số lớp đá kẹp và chiều dày các lớp đá kẹp) ảnh hưởng đến chất lượng quặng khai thác; phân tích các yếu tố kỹ thuật, công nghệ (thiết bị khai thác, công nghệ KNM, thông số HTKT, hướng khai thác, v.v…) ảnh

hưởng đến tỷ lệ làm nghèo quặng

Trên cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ tổn thất và làm nghèo quặng, đề tài đã nghiên cứu các sơ đồ công nghệ, xác định chiều cao xúc chọn lọc bằng MXTL với các góc dốc khác nhau của các vỉa quặng

Đề tài đã xây dựng các sơ đồ công nghệ xúc khi mỏ có điều kiện ĐCTV phức tạp (gương xúc phía dưới, gương xúc phía trên, gương xúc hỗn hợp): Đối với trường hợp có một vỉa quặng, trường hợp vỉa quặng có cấu trúc phức tạp hoặc có nhiều vỉa quặng phân bố gần nhau, các vỉa quặng có thế nằm chỉnh hợp và bất chỉnh hợp Từ các sơ đồ xúc và cấu trúc địa chất của các vỉa quặng xác định được tỷ lệ tổn thất và làm nghèo đối với các mỏ

- Năm 2012÷2013, nghiên cứu sinh đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu đề xuất

các giải pháp công nghệ cơ giới hóa khai thác và tuyển hợp lý cho các mỏ quặng sắt quy mô nhỏ phía Bắc Việt Nam”, thuộc “Chương trình hiện đại hóa ngành công

nghiệp khai khoáng giai đoạn 2010÷2015”, trong đó, các nội dung chính được

nghiên cứu đề xuất là tăng cường công tác cơ giới hóa đồng bộ các khâu trong dây chuyền khai thác của mỏ: Công tác phá vỡ đất đá, công tác xúc bốc, vận tải, đổ thải;

cơ giới hóa đồng bộ các khâu công nghệ tuyển phù hợp với tính chất các loại quặng khác nhau

Trong những năm qua, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin trong đó nghiên cứu sinh và một số cơ quan khác đã thực hiện lập Dự án đầu tư, thiết kế bản

vẽ thi công cho nhiều mỏ quặng sắt lộ thiên Tuy nhiên, các Dự án chưa chú trọng nhiều đến đặc điểm điều kiện tự nhiên phức tạp của các mỏ, nên công nghệ khai thác chọn lọc, ĐBTB phù hợp với các tầng đất yếu của một số mỏ chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức

Ngoài ra, về công nghệ khai thác chọn lọc đối với lĩnh vực khai thác than và apatit đã có một số tác giả đã nghiên cứu như:

- Năm 1996, Tiến sĩ Hoàng Văn Liễu đã nghiên cứu một số sơ đồ khai thác chọn lọc đối với quặng Apatit Lào Cai [16], tác giả đã đề xuất một số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa quặng I trong điều kiện đơn giản và phức tạp Thiết bị sử dụng là MXTLGN kết hợp với máy xúc ЭКГ-4,6 Các sơ đồ công nghệ do Tiến sĩ Hoàng Văn Liễu đề xuất tương đối phù hợp với điều kiện khai thác của khoáng sàng Apatit Lào Cai Tuy khai thác khoáng sàng Apatit Lào Cai quặng phải KNM nhưng chỉ tiêu thuốc nổ nhỏ, nhưng điều kiện địa chất và ĐCTV của các mỏ Apatit không quá phức tạp như các mỏ quặng sắt lộ thiên VN

- Năm 2004, luận án Tiến sĩ kỹ thuật [19] của tác giả Lê Đức Phương đã nghiên cứu đề xuất các sơ đồ khai thác chọn lọc các vỉa mỏng và vỉa cấu trúc phức tạp bằng MXTL đối với các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Trong đó tác giả đã nghiên cứu các sơ đồ khai thác chọn lọc đối với các vỉa mỏng có chiều dầy thật nhỏ hơn hoặc bằng 5 m và các vỉa than có có cấu trúc phức tạp gồm nhiều lớp đá kẹp xen kẽ Tác giả đã phân loại các gương xúc theo góc cắm của vỉa than và chiều dầy nằm ngang của vỉa Nhìn chung các sơ đồ công nghệ khai thác chọn lọc của Tiến sĩ

Lê Đức Phương phù hợp với điều kiện khai thác các vỉa than mỏng và cấu trúc phức tạp vùng Quảng Ninh Tuy nhiên, điều kiện khai thác của các vỉa than vùng Quảng

Ninh không phải KNM, các lớp đá kẹp thường là sét than có thể xúc trực tiếp

- Năm 2005, luận án Tiến sĩ kỹ thuật của tác giả Bùi Xuân Nam [34] hoàn thành tại Cộng hòa liên bang Đức, tác giả đã nghiên cứu các thông số cơ bản của MXTLGN có ảnh hưởng tới quá trình làm việc trên mỏ lộ thiên, đặc điểm công nghệ của MXTLGN khi làm việc trên các mỏ lộ thiên

Tác giả đã đề xuất phương pháp xác định chiều cao tầng và chiều rộng dải khấu khi sử dụng MXTLGN trên các mỏ lộ thiên tùy theo sơ đồ xúc Luận án [34]

đã xây dựng các sơ đồ xúc chọn lọc đối với các mỏ than lộ thiên VN bằng MXTLGN theo điều kiện thế nằm và cấu trúc các vỉa than như: Chiều dày, góc căm, chiều dầy lớp đá kẹp cần bóc tách riêng

Luận án của tác giả Bùi Xuân Nam đã nghiên cứu tương đối đầy đủ về MXTL khi sử dụng khai thác khoáng sản Tuy nhiên, tác giả chưa đề cập nhiều đến quá trình khai thác các mỏ quặng sắt lộ thiên VN có điều kiện địa chất và ĐCTV phức tạp

- Năm 2012, luận án Tiến sĩ kỹ thuật của tác giả Lê Thị Thu Hoa [8] đã nghiên cứu các sơ đồ xúc bằng MXTLGN nhằm nâng cao hiệu quả khai thác chọn lọc trên một số mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Trong đó, tác giả đã xây dựng các sơ đồ xúc chọn lọc theo quan hệ giữa chiều dầy nằm ngang của vỉa than với chiều rộng mặt bằng bố trí máy xúc và chiều rộng mặt bằng quay ô tô ở vị trí nhận tải Nhìn chung các sơ đồ do tác giả đề xuất phù hợp với điều kiện các vỉa than vùng Quảng Ninh, quá trình khai thác than không phải KNM, đá kẹp khai thác chọn lọc được xúc trực tiếp

Đối với công tác đào sâu đáy mỏ, trong những năm qua PGS.TS Hồ Sĩ Giao

đã có một số công trình nghiên cứu về công nghệ khai thác với đáy mỏ hai cấp đối với các mỏ than lộ thiên [5] Các sơ đồ công nghệ và giải pháp kỹ thuật do tác giả

đề xuất đều dựa trên cơ sở điều kiện cụ thể của các mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh Nên khi vận dụng cho các mỏ quặng sắt cần có những điều chỉnh, hoàn thiện hoặc bổ sung một số nội dung cho phù hợp

Về lựa chọn ĐBTB xúc bốc – vận tải các công trình nghiên cứu đã có cũng

như các dự án đầu tư của các mỏ lộ thiên từ trước đến nay đều theo trình tự căn cứ vào quy mô sản lượng, trữ lượng và sản lượng, tính chất cơ lý đất đá: Lựa chọn loại

và cỡ máy xúc trước, sau đó lựa chọn tải trọng ô tô theo dung tích gàu xúc và quãng đường vận tải Đây là phương pháp phổ biến được áp dụng chủ yếu cho các mỏ lộ thiên trong nước khi khai thác trong nền đá cứng và cứng vừa vận tải bằng ô tô

1.6 Một số nét về công nghệ khai thác quặng sắt trên thế giới

1.6.1 Phân bố trữ lượng và tình hình khai thác quặng sắt trên thế giới

Các nhà địa chất thế giới đánh giá nguồn tài nguyên quặng sắt trên trái đất hiện có hơn 800 tỷ tấn, tương ứng với hơn 230 tỷ tấn Fe kim loại Trong đó, trữ lượng địa chất khoảng 380 tỷ tấn và trữ lượng có khả năng khai thác 168 tỷ tấn được nêu trong bảng 1.6 [25], [39]

Đứng đầu thế giới về trữ lượng quặng sắt có khả năng khai thác gồm các nước: Liên bang Nga và các nước SNG 55 tỷ tấn, Braxin 23 tỷ tấn, Canada 26 tỷ tấn, Trung Quốc 21 tỷ tấn, Ôxtrâylia 23 tỷ tấn, Mỹ 6,8 tỷ tấn, Ấn Độ 6,6 tỷ tấn [1], [25], [39]

Về sản lượng khai thác quặng sắt, Nga và các nước SNG là một trong những nước đứng đầu thế giới (454,6 triệu tấn/năm) với 100% là KTLT Trong đó có 9 mỏ

có sản lượng trên 10 triệu tấn/năm Mỏ Lebidinxki sản lượng đạt 43,65 triệu tấn/năm, đất bóc 19,5 triệu m3/năm, chiều sâu khai thác là 315m Sau đó là mỏ Мikhainôpxki sản lượng 38,1 triệu tấn/năm và đất bóc là 26,5 triệu m3/năm [1], [25] Sau Nga các nước có sản lượng quặng sắt lớn như: Trung Quốc, Braxin, Ôxtrâylia, Ấn Độ, Canada, Mỹ, Nam Phi, Pháp, Libêria, Venezuela, trong đó

85÷98% khai thác bằng phương pháp lộ thiên

Các mỏ quặng sắt lộ thiên lớn trên thế giới là 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 14,2 triệu tấn/năm (Venezuela), Parabarđu 40 triệu tấn/năm [1], [25], v.v

Bảng 1.6: Trữ lượng quặng sắt ở một số nước thế giới

Trữ lượng có khả năng khai

thác (triệu tấn)

Trữ lượng địa chất (triệu tấn)

2010 đến nay chiếm gần 60% quặng sắt thế giới, trong đó hơn 50% được nhập khẩu

từ Braxin và Ôxtrâylia

Theo các số liệu của Chính phủ Ôxtrâylia, xuất khẩu quặng sắt năm 2010 của nước này đã đạt 414 triệu tấn và năm 2012 đạt 459 triệu tấn (tăng 10,86%) Hiện có tới 11 Công ty đang đóng góp chính vào sản lượng quặng xuất khẩu Hai Công ty Rio Tinto và BHP Billiton đã xây dựng kế hoạch tăng sản lượng quặng khai thác vào năm 2015, tương ứng lên 333 triệu tấn và 240 triệu tấn Tập đoàn Forescue Metals Group, năm 2010 khai thác đạt 55 triệu tấn và kế hoạch năm 2013 sẽ đạt 155 triệu tấn

Mỏ quặng sắt Tallering Peak thuộc Công ty Mount Gibson khai thác với công