Lập phương án thi công lỗ khoan VD15 vàng danh uông bí quảng ninh

Phụ hệ tầng Hòn Gai dưới T3 n-rhg 1, phụ hệ tầng này phân bố thànhdải nhỏ hẹp chạy theo phương Đông – Tây bao gồm bột kết, sét kết cuội kết thạch anh sáng màu xen kẽ cuội kết đa khoáng d

MỤC LỤC

Danh Mục Bảng Biểu

9 Bảng 6.1 Thông số dung dịch khoan khoảng koan 0

11 Bảng 6.3 tổng hợp lượng nước và lượng sét dùng

MỞ ĐẦU

Trong sự phát triển của xã hội, nhiêu liệu – năng lượng là một nhu cầu thiết yếu đối với đời sống cong người và cả nền kinh tế quốc dân Hiện nay, chúng ta đã sử dụng nhiều loại nhiêu liệu như điện, xăng, dầu, hidro

nhưng than vẫn có vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp và phục

vụ tiêu dùng của một bộ phận không nhỏ người dân Việt Nam

Do nhu cầu sử dụng than vẫn còn lớn nên các đơn vị mỏ vẫn tiếp tục đẩy mạnh công suất khai thác và nâng cao chất lượng khoáng sản Vì vậy

để đáp yêu cầu mở rộng quy mô khai thác, công tác tìm kiếm - thăm dò đã

và đang được chú trọng tại các vùng mỏ khai thác than, trong đó có khu mỏVàng Dang – Uông Bí – Quảng Ninh thuộc quản lý của Công ty than Vàng Danh

Biệp pháp thăm dò được công ty áp dụng nhiều nhất là thi công các

lỗ khoan thăm dò kết hợp đo địa vật lý Lỗ khoan thăm dò là một công trìnhkhá tốn kém do đó cũng giống như mọi dự án đầu tư công nghiệp khác, lỗ khoan cần phải được nghiên cứu và lập kế hoạch cụ thể trước khi đưa vào thực hiện để quá trình thi công được chủ động, chính xác, đúng tiến độ và đạt được hiệu quả kinh tế cao

Bằng những kiến thức đã tiếp thu được trong 5 năm học tập tại

trường Đại học Mỏ - Địa Chất, cùng với sự tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu thực tế, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Bộ môn Khoan – Khai Thác và các cán bộ, công nhân viên Trung Tâm Nghiên Cứu Địa Kỹ Thuật,

em tiến hành thực hiện Đồ án tốt nghiệp với đề tài :

“ Lập Phương Án Thi Công Lỗ Khoan VD15 Thăm Dò Than,

Mỏ Vàng Danh – Uông Bí – Quảng Ninh”

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo – những người đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập Đặc biệt em xin

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Trần Tuân, người đã tận tình

hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án

Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu, học hỏi, nhưng do kiến thức còn hạn chế và thời gian đi sâu vào thực tế không nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý, đánh giá của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

- Công tác đo địa vật lý – karota lỗ khoan

- Công tác lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu

- Công tác lập tài liệu địa chất

Các Sản Phẩm Cần Bàn Giao

- Hồ sơ hoàn thành các hạng mục công việc

- Tài liệu địa chất lỗ khoan thăm dò theo quy định, bao gồm : các biên bản nghiệm thu công tác khoan thăm dò – khảo sát tại hiện trường Tài liệu địa chất lỗ khoan, sổ khoan, thiết đồ khoan, kết quả phân tích các loại mẫu như mẫu than, mẫu khí, mẫu đá

Chương I KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH ĐẶC ĐIỂM CHUNG KHU

VỰC THĂM DÒ 1.1 Vị trí địa lý, ranh giới, tọa độ khu vực thăm dò

Khu mỏ than Vàng Danh nằm ở trung tâm thuộc cánh Nam của dải than Bảo Đài thuộc phường Vàng Danh, TP Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh

Ranh giới diện tích mỏ theo tọa độ Nhà nước 1972 :

X : 37.00 ÷ 41.500

Y : 371.000 ÷ 377.500Ranh giới trên mặt :

- Phía Bắc giới hạn bởi đường phân thủy dãy núi Bảo Đài – Yên Tử

- Phía Nam giáp khu dân cư phường Vàng Danh

- Phía Tây giáp khu mỏ Nam Mẫu

- Phía Đông giáp khu mỏ Uông Thượng

1.2 Đặc điểm địa hình, mạng lưới sông suối, khí hậu, hệ thống giao thông

1.2.1 Địa Hình

Khu mỏ Vàng Danh thuộc phần Đông nam của dãy núi Bảo Đài – Yên Tử, địa hình cao tập trung ở phía Bắc khu mỏ và thấp dần về phía Nam Đỉnh cao nhất ở khu vực Vàng Danh là đỉnh Bảo Đài – cao trên 900m, đỉnh thấp nhất ở phí Đông bắc cao 125m Các núi có sườn dốc trungbình 250 đến dốc và rất dốc có thể phân loại thành các dạng địa hình :

Địa hình dốc trung bình, trong đó có phần diện lộ các vỉa than Từ đứt gãy F.13 đến đứt gãy F.2 ( phạm vi Công ty than Vàng Danh quản lý khai thác ) Đá lộ chủ yếu là các đá cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than phân bố ở độ cao từ +150m đến +500m, chiếm 80% diện tích khu mỏ Vàng Danh Địa hình có dạng bậc thang, sườn núi thoải hơn, thường có độ dốc trung bình từ 15 ÷ 200

Địa hình thoải, bao gồm các lớp đá thuộc phần móng của hệ tầng Hòn Gai như : đá phiến xêrixit – thạch anh, quaczit, được phân bố ở độ cao

từ +150m đến +100m Loại địa hình này tương đối bằng phẳng thường là những thung lũng ở phía nam và lưu vực sông suối A, B

• Phía đông là suối Uông Thượng.

Các con suối này được hợp bởi nhiều khe suối nhỏ bắt nguồn từ phầnđịa hình cao của dãy Bảo Đài có hướng chảy gần Bắc – Nam và cắt qua hầuhết các địa tầng chứa than Về phía nam các con suối trong vùng lại chảy

về con sông Uông ( tại khu vực thị trấn Lán Tháp, phường Vàng Danh) và chảy ra biển

Lòng các suối thường rộng từ 3 ÷ 10m nằm trên địa hình dốc, lưu lượng nước suối phụ thuộc vào nước mưa Sau những trận mưa to nước suối thường rất lớn tạo thành dòng lũ chảy xiết, sau khi mưa từ 1 – 4 giờ lưu lượng nước giảm dần

1.2.2 Khí hậu

Khu mỏ Vàng Danh thuộc vùng núi cao Trong năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, lượng mưa trung bình từ 1700ml đến2500ml, mùa khô từ tháng 11 đến thàng 4 năm sau, lượng mưa không đáng

kể, nhiệt độ trung bình từ 100 – 150

1.2.3 Điều kiện giao thông

Từ khu mỏ có các đường giao thông nối liền với thị xã Uông Bí, TP

Hạ Long, thị xã Cẩm Phả và các TP Hải Phòng, Hải Dương, Bắc Ninh gồm đường quốc lộ và đường sắt, tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất và tiêu thụ than

Chương II CẤU TẠO ĐỊA CHẤT KHU VỰC THĂM DÒ

2.1 Đặc điểm địa tầng.

2.1.1 Giới Mezozoic hệ Trias.

Thống trên bậc Nori – Reti (T3 n-r) – Hệ tầng Hòn Gai (T3 n-rhg).

Phụ hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-rhg 1), phụ hệ tầng này phân bố thànhdải nhỏ hẹp chạy theo phương Đông – Tây bao gồm bột kết, sét kết cuội kết thạch anh sáng màu xen kẽ cuội kết đa khoáng dày khoảng 50 – 100m, không chứa than, nằm chỉnh hợp trên nó là phụ hệ tầng Hòn Gai giữa và phủ không chỉnh hợp địa tầng lên các lớp đá tuổi Paleozoi (PZ).

Phân hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-rhg 2) : Các thành tạo của phụ hệ tầng này phân bố thành dải dài chạy theo sườn của dải núi Bảo Đài Đá chủyếu là cát kết hạt nhỏ, bột kết chứa pyrit đồng trầm tích dạng xâm tán và kết thạch siderit ít lớp cuội kết , sạn kết dạng thấu kính, vát mỏng là chủ yếu các lớp sét kết, sét than, các vỉa than Dựa vào đặc điểm trầm tích với mức độ chứa than, phụ hệ tầng giữa được chia làm 3 tập :

• Tập dưới ( T3 n-rhg 1

2)Tập dưới chứa từ 1 đến 3 vỉa than mỏng ( vỉa 1, vỉa 2, vỉa 3 ) đều không có giá trị công nghiệp, riêng vỉa than số 3 cá biệt có công trình bặt gặp chiều dày công nghiệp nhưng không duy trì dạng thấu kính nhỏ Các dịthường vật lý cho thấy sự tồn tại của các vỉa than này là phức tạp không có quy luật, đá gồm sét kết, sét than than xen kẽ với bột kết, cát kết, chiều dày tập này khoảng 80 đến 100m nằm chuyển tiếp trên đó là tập giữa

• Tập giữa (T3 n-rhg 2

2)Được phân bố rộng khắp khu mỏ, chứa 6 vỉa than gồm V4, V5, V6,V

7, V8, V8a đạt giá trị công nghiệp Riêng vỉa 8a phía đông Vàng Danh cá biệt có công trình bắt gặp đạt chiều dày công nghiệp nhưng rất rải rác kém duy trì Chiều dày tập này khoảng từ 250m đến 320m Trầm tích gồm sét kết, sét than, than, bột kết, cát kết đôi khi có sạn kết nằm xen kẽ nhau Ở các lớp sét kết, bột kết nằm sát vách, trụ vỉa than và sét than chứa nhiều hóa

đá thực vật được bảo tồn tốt

2.1.2 Địa tầng giữa vỉa 3 và vỉa 4

Chiều dày thay đổi từ 28m đến 129m trung bình 42m Đá chủ yếu là cát kết thạch anh rắn chắc xen kẹp bột kết, sét kết màu xám tro, xám , một

số nơi ở phân khu Vàng Danh tồn tại các thấu kính sạn kết màu xám Một

số điểm ở phân khu Cánh Gà còn xác định về phía trụ ranh giới tập từ 4m –7m cục bộ có tồn tại thấu kính nhỏ than hoặc sét than

2.1.3 Địa tầng giữa vỉa 4 và vỉa 5

Chiều dày thay đổi từ 13m đến 84m trung bình khoảng 46m, đá tương tự như đá thuộc địa tầng giữa vỉa 3 và vỉa 4, gồm chủ yếu là cát kết thạch anh màu xám, đặc biệt tầng cát kết dày chứa sạn thạch anh màu trắngđục, độ mài mòn trung bình, cỡ hạt từ 2 ÷ 5mm, chiều dày thay đổi từ 1m đến 5m Hầu hết các lỗ khoan đều gặp lớp này, chúng tôi đã chọn nó làm tầng chuẩn để đồng danh các vỉa than tại đây

2.1.4 Địa tầng giữa vỉa 5 và vỉa 6

Khoảng cách thay đổi từ 14 ÷ 71m trung bình khoảng 36m Đá chủ yếu là bột kết và cát kết chiều dày từ 5 ÷ 15m cấu tạo phân lớp dày, rất chắc hạt nhỏ màu xám chứa siderit, pyrit đồng trầm tích và nhiều hóa đá thực vật được bảo tồn tốt

2.1.5 Địa Tầng giữa vỉa 6 và vỉa 7

Khoảng cách thay đổi không ổn định từ 19 ÷ 91m trung bình khoảng35m Đá chủ yếu là bột kết màu xám, xen kẽ với cát kết hạt mịn, kết cấu rắn chắc

Ở Đông Vàng Danh và phân khu Uông Thượng vỉa 7 có dạng phân nhánh thành vỉa 7a và 7b

Khoảng cách từ vỉa 6 đến vỉa 7b lớn nhất là 46m, trung bình 32.8m Khoảng cách từ vỉa 7b đến vỉa 7a chỗ lớn nhất là 24m, trung bình 16m

Khoảng cách từ vỉa 7a đến vỉa 7 chỗ lớn nhất là 20m, trung bình 12m

2.1.6 Địa tầng giữa vỉa 7 và vỉa 8

Khoảng cách thay đổi không ổn định từ 26 ÷ 90m, trung bình khoảng52m ( khoảng cách này là lớn nhất so với khoảng cách giữa các vỉa khác )

Đá chủ yếu là bột kết màu xám nhạt phân lớp tương đối mỏng và rõ ràng, chứa nhiều hóa thạch thực vật bảo tồn tốt, đôi chỗ kẹp ít lớp cát kết hạt mịn Thuộc địa tầng còn tồn tại lớp sạn kết màu xám sáng, dạng thấu kính

2.1.7 Địa tầng giữa vỉa 8 và 8a

Phần phía tây cánh gà hai vỉa 8 và 8a sát gần nhau, tại LK.458 – IX hai vỉa gần như là một, càng về phía đông cánh gà khoảng cách giữa 2 vỉa

xa nhau dần, chỗ lớn nhất là 40m Sang Tây Vàng Danh khoảng cách trên giảm dần, đến tuyến IIIA 2 vỉa 8 và 8a là rất nhỏ ( vài mét ) Từ tuyến IIN đến khu Uông Thượng, địa tầng giữa 2 vỉa 8 và 8a giãn dần đến 34m, đá ở đây chủ yếu là cát kết thạch anh hạt mịn, màu xám, kẹp sét kết và bột kết phân bố không theo quy luật.

Trên vỉa 8a chủ yếu là bột kết phân lớp rõ ràng, sát vách vỉa 8a là sét kết có chỗ là xét than màu xám, xám đen

Khoảng cách giữa 2 vỉa 8 và 8a thay đổi từ : 45m tại LK.476 đến 70m trung bình 34m, đá chủ yếu là cát kết, bột kết phân lớp dày, ít hơn có sét kết, một số nơi có thấu kính sạn kết

Tổng chiều dài của tập giữa từ 250 ÷ 320m

• Tập trên (T 3 n-r hg 3

2 )

Tập trên nằm chuyển tiếp trên tập giữa Đặc điểm trầm tích khá đặc trưng Phần đáy của địa tầng tập trên phổ biến là các lớp sạn kết màu sáng hoặc các lớp cát kết hạt thô phân lớp dày Trong địa tầng gồm các lớp cát kết thạch anh, sạn kết thạch anh, bột kết, sét kết, sét than chứa 1 đến 3 vỉa than không có giá trị công nghiệp Chiều dày trung bình của tập này

khoảng 350m, trong đó bột và sét kết chứa nhiều hóa thạch thực vật được bảo quản tốt

Phụ hệ tầng Hòn Gai trên ( T 3 n-r hg 3 )

Phân bố ở phần đỉnh của núi Bảo Đài, trên địa hình núi cao gồm các

đá cuội kết, sạn kết, xen kẽ cát kết, bột kết màu sáng Đá tương đối đồng nhất, dày khoảng 300m

uốn, đứt gãy Góc dốc ở cánh nếp uốn hoặc nơi gần đứt gãy đột biến có thể rất dốc đến 800, hoặc có thể nằm ngang, đào cục bộ Nếu coi nếp lõm Bảo Đài là nếp uốn bậc 1thì khu mỏ Vàng Danh tồn tại 3 bậc nếp uốn chính gồm bậc 1, bậc 2, bậc 3.

Nếp lõm Bảo Đài được hình thành sớm nhất sau khi kết thúc quá trình tạo trầm tích chứa than trong trũng kiến tạo Bảo Đài – Yên Tử Trục nếp lõm kéo dài theo phương gần như đông – tây, mặt trục nghiêng về Bắc với góc dốc từ 700 ÷ 800, độ dài theo hướng cắm của 2 cánh nếp lõm không cân xứng, cánh Bắc ngắn hơn với góc dốc từ 200 ÷ 400, phần trung tâm của nếp lõm không cân xứng, cánh Bắc ngắn hơn với góc dốc phổ biến từ 200 ÷

400, phần trung tâm nếp lõm 2 cánh Nam và Bắc có góc dốc thoải dần từ 00

÷ 100 Nhìn chung hai cánh của nếp uốn bậc 1 ( nếp lõm Bảo Đài ) đặc biệt

là cánh nam bị phức tạp hóa bởi nếp uốn bậc 2 và nếp uốn bậc 3 Khu mỏ Vàng Danh nằm ở phía đông nam của cánh nam nếp lõm Bảo Đài

Trên hai cánh của nếp lõm Bảo Đài có góc dốc từ 200 đến 400 phát triển uốn nếp bậc 2 có trục nếp uốn gần như song song với trục nếp lõm Bảo Đài Ở cánh nam uốn nếp bậc 2 khá rõ, mặt trục của nếp uốn này cắm

về nam với góc dốc 400 đến 450, vào trung tâm nếp lõm Bảo Đài thì uốn nếp bậc 2 không tồn tại, chủ yếu chỉ phát triển ở phần cánh của nếp lõm Bảo Đài Trong khu mỏ Vàng Danh, uốn nếp bậc 2 thể hiện khá rõ gồm nếp lồi chính khá duy trì ổn định từ tuyến I đến tuyến VI, VIB và các uốn nếp kéo theo hai bên cánh nếp lồi chính Các uốn nếp kéo theo là những nếp lồi thoải, dạng lược, sóng với góc dốc từ 50 đến 200 Nếp lồi chính có mặt trục gần như vuông góc với hướng cắm cánh nam nếp lõm Bảo Đài Vìvậy trên các mặt tuyến thăm dò, nếp lồi chính có dạng của nếp oằn, cánh nếp lồi chính về hướng cắm xuống trở lên dốc, trung bình từ 500 – 600 đến

700 – 800, dãn cách ngang của 2 cánh nếp oằn từ 50m đến trên 250m

Ở phạm vi uốn nếp bậc 2 do ảnh hưởng của các uốn nếp bậc 3,

thường bị mờ đi không rõ hoặc không tồn tại, điều này được thấy khá rõ ở tuyến VII đến tuyến XI

Là uốn nếp chính trong nếp lõm Bảo Đài được hình thành muộn nhất

do biến dạng dẻo sau thời kỳ tạo than Ở trạng thái biến dạng khi trũng

trầm tích Bảo Đài được nâng lên khá cao, trục ứng suất(theo E.M Anderson

1951 và Lê Như Lai 1977 ) nằm ngang theo hướng đông – tây Vì vậy hình thành hệ thống uốn nếp theo đường phương cánh nếp lõm Bảo Đài ( Uốn nếp bậc 1 ) và hệ thống đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch có cùng đường phương chủ yếu là đông bắc tây – nam hoặc gần như bắc – nam

Trong khu mỏ Vàng Danh, uốn nếp bậc 3 gồm 4 uốn nếp chính là : nếp lồi tây cánh Gà, nếp lõm đông cánh gà, nếp lồi tây Vàng Danh và nếp lõm trung tâm Vàng Danh Về đứt gãy có đứt gãy thuận F2, F3, F4, F5, F6,F40 và F13, các đứt ngãy nghịch có F8, F10A, F10B, F11 và F12

Các nếp lồi, nếp lõm bậc 3 được gọi là các nếp uốn hở hoặc là nếp uốn khép kín, theo hướng cắm xuống sâu các nếp uốn này mờ dần và hết, các nếp uốn này có đặc điểm không khép kín

Trục có phương Bắc Nam gần trùng với tuyến IX dài khoảng

2000m , mặt trục nghiêng về tây với góc dốc 700 – 800, đầu trục phía bắc chúc xuống vào trung tâm nếp lõm Bảo Đài không tồn tại Góc dốc của 2 cánh không đối xứng, cánh phía Tây dốc hơn phía đông, độ dốc thay đổi từ

150 – 450 Trên 2 cánh có những nếp uốn kéo theo hoặc do ảnh hưởng của đứt gãy có nếp oằn như vỉa 5 tuyến X và vỉa 8 tuyến XI

Trục có phương bắc – nam, đông bắc – tây nam gần trùng với tuyến

10 và T.66B kéo dài khoảng 3000m, vào trung tâm nếp lõm Bảo Đài khôngcòn Chạy dài từ phía nam khu mỏ lên đến đứt gãy F8 Mặt trục nghiêng vềphía đông Đường bản lề chúc theo đường dốc của đá Góc dốc lớp đá ở 2 cánh của nếp uốn rất khác nhau Cánh phía tây có độ dốc thay đổi từ 25 đến

350, cánh phía đông có độ dốc lớn hơn, thay đổi từ 35 đến 600 , nếp lõm này

bị 2 đứt gãy cắt qua 2 cánh đó là đứt gãy F10 ở cánh tây và F40 ở cánh đông

Trục nếp lồi chạy qua phía tây LK28 và LK128 tuyến IVB, có

phương đông bắc – tây nam Mặt trục nghiêng về Đông, trục nếp lồi chúc theo hướng dốc của cánh nếp lõm Bảo Đài vào trung tâm nếp lõm mờ dần

và hết ở mức cao +50m Góc dốc 2 cánh bị uốn lượn dao động từ 25 đến

500 Qua tuyến IVA, IVB và IVC vẫn tồn tại các nếp oằn ( uốn nếp bậc 2 ),

thể hiện khá rõ ở vỉa 8, giãn cách đứng của 2 cánh nếp oằn từ 150m đến 250m, với góc dốc 50 đến 900

Nếp lõm Trung tâm Vàng Danh có dạng nếp võng thoải có trục kéo dài theo hướng gần như bắc - nam khoảng 500m đến 600m Góc dốc của 2cánh nếp lõm dao động từ 20 đến 450, phần đáy võng của nếp lõm theo đường phương khá rộng Sự có mặt của nếp uốn kéo theo ở cánh đông ít nhiều làm phức tạp hóa cấu trúc địa chất ở mức gần cao gần như nằm ngang Trên 2 cánh của nếp lõm có nếp uốn kéo theo dạng lượn từ +50m đến +122m

2.2.2 Đứt gãy

Các vỉa than ở khu mỏ Vàng Danh bị phân cắt thành nhiều khối bởi các đứt gãy có phương kéo dài đông bắc – tây nam hoặc tây bắc – đông nam và gần như song song với trục nếp uốn bậc 3 gồm: F13, F12, F11, F10A, F40, F8, F7, F6, F5, F4, F3, F2 và đứt gãy phân nhánh F10B

Ngoài các đứt gãy chính trên, khu Vàng Danh còn tồn tại nhiều đứt gãy nhỏ với biên độ dịch chuyển các cánh chỉ vài mét, được phát hiện tại các lò khai thác thương là những đứt gãy gian tầng, cắt qua một hoặc một vài ba vỉa than, thuộc các đứt gãy thuận hoặc đứt gãy nghịch, ít nhiều khó khăn cho công tác khai thác than

Đây là đứt gãy thuận cắm về tây 2700 – 2850 góc dốc 550 – 600 kéo dài khoảng 4000m, là ranh giới phân chia giữa mỏ than Tùng và mỏ Vàng Danh Đứt gãy F13 cắt qua tất cả các vỉa than từ vỉa 3 đến vỉa 8A, cự li di chuyển từ 80 – 90m

Là đứt gãy nghịch cắm về đông – nam (1150) góc dốc từ 500 đến 700

dài khoảng 2000m ở phía tây Cánh Gà, cự li di chuyển đứng 2 cánh từ 110m đến 150m Đứt gãy này bắt gặp ở H.XVI7a và các lỗ khoan: LK17, LK495 Đứt gãy F12cắt qua các vỉa than từ vỉa 2 đến vỉa 10

Là đứt gãy có chiều dài khoảng 1000m, cắm đông nam (1150) với góc dốc 40 – 600 được phát hiện qua các công trình lò khai thác vỉa 8 Đứt gãy F.11 có cự li di chuyển 2 cánh thay đổi từ 20m đến 60m, ở phía nam cự

li dịch chuyển lớn hơn ở phía bắc, ở phần nông lớn hơn ở dưới sâu, về phía

bắc tại lò khai thác mức +250m vỉa 8 hầu như không gặp đứt gãy Đứt gãy F.11 cắt qua các vỉa than từ vỉa 3 đến vỉa 8A.

Là đứt gãy nghịch có phương tây nam – đông bắc cắm đông nam (1250) dài 2000m với góc dốc 40 ÷ 750 Cự li di chuyển đứng từ 80m đến 170m Đứt gãy này được xác định qua hệ thống lò khai thác vỉa 8, vỉa 8A…và các LK.728, LK.830 LK.809, LK BS15…

Là đứt gãy nghịch kéo dài khoảng 350 – 400m theo phương tây nam– đông bắc cắm đông nam ( 1150 ) với góc dốc 40 ÷ 500 Cự li di chuyển đứng khoảng từ 20m đến 30m Đứt gãy được xác định tại các công trình hào và moong khai thác lộ vỉa Đứt gãy F.10B là nhánh của đứt gãy F.10A

và cắt qua vỉa 5 và vỉa 6

Là đứt gãy nghịch kéo dài khoảng 2200m là ranh giới để phân chia 2khu Vàng Danh và khu Cánh Gà Đứt gãy F.8 cắm đông 900 đến 1000 góc dốc từ 600 ÷ 800 , cự li di chuyển đứng từ 270m đến 500m Đứt gãy F.8A

đã gặp ở các lỗ khoan LK.7, LK.418, LK.467… và cắt qua các vỉa than từ vỉa 3 đến vỉa 8A

Là đứt gãy thuận kéo dài 1000m theo phương gần như bắc – nam, cắm về tây ( 2900 ) với góc dốc khoảng 600 Cự li di chuyển đứng từ 5m đến 20m Cơ sở xác định F.6 gặp tại các hào : H.52, H.53, H.81b tây Vàng Danh, tại LK.84 ở chiều sâu 191m đá bị vò nhàu, tại các đường lò khai thácvỉa 8 mức +260m, lò thông gió vỉa 8 mức +310m Đứt gãy F.6 cắt qua các vỉa than V3, V4 và V5

Là đứt gãy thuận kéo dài khoảng 1200m theo phương tây bắc – đôngnam, cắm về đông bắc với góc dốc từ 600 – 700 Cự li di chuyển đứng ở haicánh thay đổi từ 20 – 40m Cơ sở xác định F.4 gặp tại các hào : H.82, LK.471 chiều sâu 220m Tại các đường lò khai thác vỉa 8 mức +150m, +180m, +220m, +227m và máng cào thượng mức +248m, đã gặp đứt gãy F.4 cắt qua vỉa than từ vỉa 3 đến vỉa 7.

Là đứt gãy thuận kéo dài khoảng 1000m thương phương đông bắc – tây nam, cắm về đông nam (1150) vớ góc dốc từ 600 ÷ 750 Cự li di chuyển đứng ở 2 cánh từ 10 đến 15m Cơ sở xác định F.2 gặp tại các hào : H.G59 Tại LK.703 – T.Ic có mặt trượt, đá bị nhàu nát, có nhiều mạch thạch anh nhỏ xuyên cắt Đứt gãy F2 cắt qua các vỉa than từ V4 đến V8

Là đứt gãy thuận kéo dài khoảng 1400m theo phương đông bắc – tâynam, cắm về đông nam (1500) với góc dốc 600 – 650 cự li di chuyển đứng từ10m đến 30m, dịch chuyển ngang từ 10m đến 20m Cơ sở để xác định F.40quan sát thấy ở các mức cao +258m, +300m, +340m và các LK.40, LK.9, LK.810… đã gặp đứt gãy F.40 qua dấu hiệu vỉa than bị chặn không còn nhiều mặt trượt, thế nằm đá không ổn định

2.3 Đặc điểm các vỉa than

Khu mỏ than Vàng Danh có từ 7 đến 12 vỉa than có giá trị công nghiệp và không có giá trị công nghiệp, vỉa than được phân bố trên các tập

1, tập 2 và tập 3 của phụ hệ tầng Hòn Gai giữa Tập 1và tập 3có các vỉa

than mỏng không ổn định hầu hết đạt chiều dày công nghiệp Đặc tính các vỉa than có giá trị công nghiệp từ vỉa 4 đến vỉa 8a như sau :

2.3.1 Vỉa than 4 (V4)

Là vỉa than có giá trị công nghiệp nằm thấp nhất, cách vỉa 3 khoảng 42m, qua tài liệu thu thập được ở 34 công trình trên mặt và 176LK cho thấy:

Vỉa 4 có chiều dày không ổn định, biến đổi từ 0.33m (LK.849 – T.VIIIB) đến 12,62m (LK.50 – T.VII) Chiều dày trung bình 3,63m Thuộc loại vỉa có chiều dày trung bình Trong vỉa 4 có một phần loại vỉa có chiều dày mỏng và một phần thuộc loại vỉa này, về mức độ biến đổi xếp vào loạitương đối ổn định với hệ số biến thiên V = 57,62%

Đặc điểm cấu tạo : Vỉa 4 thuộc loại vỉa có cấu tạo rất phức tạp gồm

từ 2 đến 14 lớp than và từ 1 đến 13 lớp kẹp, phổ biến từ 2 đến 8 lớp kẹp Các lớp đá kẹp chiều dày không lớn thay đổi từ : 0,03m đến 1,00m cá biệt đến 2m, như ở 1 số khu vực tuyến VI Cánh Gà, khu vực tuyến IIIC đến IIIA

ở tây Vàng Danh Thành phần đá kẹp chủ yếu là sét kết, ít trường hợp là bột kết

Chất lượng : Than vỉa 4 chủ yếu là than cứng ánh kim, ít hơn là than

cám ánh mờ Một điều lưu ý than ở phần trụ của vỉa 4 thường chứ nhiều pyrit đồng sinh, kết quả khi phân tích mẫu độ tro lớn Độ tro biến động trong khoảng từ 4,38m ÷ 39,83% trung bình khoảng 20,35% Độ tro biến đổi thuộc loại tương đối đồng đều với hệ số biến đổi VA= 39,87%

Đặc điểm vách trụ : vách trụ của vỉa 4 hầu hết là sét kết, ít hơn là bột

kết, ít trường hợp là cát kết Nhìn chung vách vỉa 4 tương đối ổn định, dễ phá hủy khi khai thác hầm lò

2.3.2 Vỉa than 5 (V5)

Qua tài liệu thu thập ở 35 công trình trên mặt và 216 LK cho thấy :Vỉa 5 có chiều dày không ổn định, biến đổi từ 0.65m (LK.426 – T66)đến 30,14m (LK.804 – T.IIIC) Chiều dày trung bình 5,59m Thuộc loại vỉa tương đối ổn định với hệ số biến đổi Vm = 74,22%

Quy luật biến đổi : trên bình đồ đồng chiều dày cho thấy vỉa 5 có

chiều dày giảm dần từ tây sang đông, vỉa than thuộc loại vỉa dày Dụa vào

đường đẳng trị chiều dày vỉa 5 được chia làm 2 phần có đặc điểm khác nhau:

• Phần phía tây gồm khối 1 và khối 2 Cánh Gà, vỉa có chiều dày lớn, các đường đẳng trị kém điều hòa

• Phần trung tâm và phần phía đông Diện tích vỉa thuộc loại tương đối ổn định chỉ xuất hiện diện tích nhỏ

Đặc điểm cấu tạo: Là vỉa có cấu tạo rất phức tạp có từ 1 đến 30 phân

vỉa phổ biến từ 5 đến 10 phân vỉa

Trong vỉa có từ 1 đến 28 lớp kẹp, phổ biến từ 2 đến 16 lớp kẹp Hầu hết các lớp kẹp là sét kết, chiều dày thay đổi từ : 0,10 ÷ 3,00m Nhìn trên cột địa tầng chiều dày vỉa 5 ta có thể thấy chiều dày đá kẹp tăng dần từ tây sang đông Ở khu Vàng Danh căn cứ vào tính duy trì và chiều dày lớp kẹp

có thể tách vỉa 5 thành 3 chùm phân vỉa : vách, giữa và trụ cách nhau bởi chiều dày kẹp thay đổi từ 0,01m đến 3m Việc khoanh định diện tích của từng chùm phân vỉa không có cơ sở đầy đủ để tách riêng khi tính trữ lượng than vỉa 5

Chất lượng than: chùm phân vỉa vách thường từ 2m đến 3,5m có

đặc điểm là than cứng, ánh kim phân lớp dày Độ tro thấp từ 7% đến 15% Các lớp than giữa và trụ thường phân lớp mỏng đến trung bình, nhiều chỗ phân phiến mỏng

Đặc điểm đá vách trụ: vách của vỉa 5 chủ yếu là bột kết, ít hơn là sét

kết đá rất chắc khó phá hủy Đá trụ trụ chủ yếu là sét kết ít hơn là bột kết khá ổn định

2.3.3 Vỉa than 6 (V6)

Qua tài liệu thu thập ở 43 công trình trên mặt và 226 LK cho thấy :Vỉa 6 có chiều dày không ổn định, biến đổi từ 0.55m đến 19.61m Chiều dày trung bình 3.47 đến 3.06m Thuộc lại vỉa tương đối ổn định với

hệ số biến đổi Vm = 50,24%

Trên bình đồ đồng chiều dày : vỉa than có chiều dày thuộc vỉa này là chủ yếu, khác với vỉa 4 và vỉa 5,vỉa 6 có chiều dày khá dày ở Cánh Gà giảm dần về trung tâm Vàng Danh, rồi lại tăng dần chiều dày cục bộ ở phía Đông Dựa vào đặc điểm đồng chiều dày có thể chia vỉa 6 thành thành 2

phần phía tây và phía đông Phần phía tây chiếm phần lớn của phân khu Cánh Gà, các đường chiều dày kém điều hòa đột biến Phần phía đông chủ yếu là diện tích trung tâm Vàng Danh có đường đồng đẳng chiều dày tươngđối điều hòa Riêng khu vực phía bắc tuyến thăm dò chiều dày vỉa có sự biến đổi đột xuất khác với vỉa 4 và vỉa 5.

Đặc điểm cấu tạo : trong vỉa có chứa từ 1 đến 11 lớp kẹp Hầu hết

các lớp kẹp là sét kết chiều dày thay đổi từ : 0.01 ÷ 1.54m, chiều dày đá kẹp và số lớp đá kẹp tăng dần từ tây sang đông

Chất lượng than : chủ yếu là than cứng ánh kim phân lớp dày và

trung bình, một số nơi là than cám và than cứng vụn

Độ tro thay đổi từ 2,38 ÷ 39,11% trung bình 17,08% Độ biến đổi về

độ tro tương đối đồng đều với hệ số biến thiên VA = 45,77% Dọc theo đầu

lộ vỉa trên toàn khu mỏ than đều bị phong hóa xuống sâu từ : 5 ÷ 10m Những nơi địa hình cao mức độ phong hóa còn sâu hơn từ 25 ÷ 30m Tại khu vực LK.33 tuyến IIIB chiều sâu phong hóa tới 70m

Đặc điểm vách trụ : vách trụ của vỉa 6 hầu hết là sét kết khá ổn định,

có chứa hóa đá thực vật bảo tồn tốt

2.3.4 Vỉa than 7

Khu mỏ Vàng Danh vỉa 7 tồn tại dưới dạng một vỉa theo đường phương từ Cánh Gà sang Vàng Danh đến giữa tuyến IA và tuyến I thì có dạng tách vỉa thành 3 vỉa, các phân vỉa cách nhau từ : 20 ÷ 40m Từ lộ vỉa theo hướng cắm đến phạm vi mặt cắt tuyến CC giáp biên với Đồng Vông thì 3 phân vỉa lại chập làm một

Qua tài liệu thu thập ở 34 công trình trên mặt và 226 LK cho thấy : Vỉa 7 có chiều dày không ổn định, biến đổi từ 0.38m đến 38,72m Chiều dày trung bình 7,28m đến 7,52m Thuộc loại vỉa dày, có khoảng 20% diện tích thuộc loại vỉa đặc biệt dày và chiều dày trung bình

Đặc điểm cấu tạo vỉa : Vỉa 7 có từ 1 đến 20 lớp than, chiều dày các

lớp không ổn định Trong vỉa có chứa từ 1 đến 18 lớp đá kẹp, chiều dày đá kẹp từ 0,01m đến 2,17m Số lượng lớp đá kẹp trong vỉa cũng có quy luật giảm dần từ tây sang đông Thành phần đá kẹp chủ yếu là sét kết

Chất lượng than : Vỉa 7 có mực độ phức tạp và chiều dày gần giống

với vỉa 5 nhưng về chất lượng có nét đặc trưng riêng Từ vách đến trụ chất lượng các lớp than trong vỉa tương đối đồng đều THường là than cứng ánh

kim phân lớp từ mỏng, trung bình đến dày Độ tro thay đổi từ 5,08 ÷

33,24% trung bình 13,21% Độ tro biến hóa thuộc loại không đồng đều với

hệ số biến thiên VA = 61,41% Trong vỉa có 75% điểm thăm dò than có chất lượng tốt Chất lượn than có quy luật tốt dần từ Tây sang Đông

Phần lộ vỉa khá phổ biến hiện tượng phong hóa trung bình từ : 5÷ 10m theo đường hướng dốc của vỉa Cá biệt có nơi phong hóa xuống sâu 20

÷ 30m

Đặc điểm đá vách trụ : Chủ yếu là cát kết, ít hơn là bột kết, một số

điểm là cát kết, thuộc loại vỉa có đá vách, trụ rắn chắc Cần lưu ý tầng trên vỉa 7 có lớp hạt thô rất dày từ : 60 ÷ 70m nên khả năng tăng trữ lượng nướcngầm lớn Nếu rơi vào vị trí nếp lõm cục bộ, sát vách lại là sét kết chắn nước thì trường hợp này nước có áp lực rất nguy hiểm cho quá trình khai thác hầm lò

2.3.5 Vỉa than 8

Qua tài liệu thu thập ở 41 công trình trên mặt và 184 LK cho thấy :

Lộ vỉa 8 phân bố trên toàn bộ khu vực mỏ theo đường phương và hướng dốc Cũng như vỉa 7, vỉa 8 có hiện tượng phân nhánh, tách chập vỉa khá phức tạp Suốt từ Cánh Gà đến Tây Vàng Danh vỉa 8 tồn tại dưới dạng

2 vỉa : vỉa 8 và vỉa 8a Phần trung tâm Vàng Danh từ tuyến IIIC và IIIA vỉa 8

và 8 a chập làm một

Đặc điểm chiều dày : vỉa 8 là vỉa có chiều dày trung bình biến đổi từ

0,34m đến 13,82m Chiều dày trung bình từ : 1 dến 7 lớp kẹp Đá kẹp chủ yếu là sét kết, chiều dày các lớp kẹp lên đến 4,02m

Đặc điểm cấu tạo vỉa :Vỉa có cấu tạo phức tạp thường có từ : 1 đến

14 lớp than, trung bình có từ : 1 đến 8 lớp Trong vỉa có chứa từ : 1 đến 12 lớp kẹp, trung bình từ 1 đến 7 lớp kẹp Đá kẹp chủ yếu là sét kết, chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ : 0,03m đến 2,3m Đột biến ở LK.700 –T.ID

chiều dày lớ đá kẹp lên đến 4,02m

Chất lượng than : vỉa 8 thuộc loại than Antraxit ánh kim, ánh mờ tồn

tại dưới dạng than cứng và than cám Độ tro thay đổi từ 2,98 ÷ 35,88%, trung bình từ 13,58% Độ tro biến hóa thuộc loại không đồng đều với hệ số biến thiên VA = 62,76% Trong vỉa có khoảng 20% điểm công trình thằm

dò có chất lượng than rất tốt và 75% điểm thăm dò có chất lượng than tốt

Đây là vỉa có khả năng thu hồi than xuất khẩu thứ hạng cao, cần lưu ý thăm

dò và khai thác

Đặc điểm vách trụ: chủ yếu là bột kết, ít hơn là sét kết và cát kết Đá

thuộc loại rắn chắc

Vỉa than 8a : vỉa phân bố trên diện tích của Cánh Gà đến Tây Vàng

Danh Đặc điểm chiều dày : thuộc vỉa có chiều dày trung bình thay đổi từ 0,35m đến 11,15m Chiều dày trung bình từ 2,75m đến 2,85m

Đặc điểm cấu tạo : thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp, vỉa từ 1 ÷ 7

lớp đá kẹp chiều dày thay đổi từ : 0,01m ÷ 0,93m cá biệt có chỗ đá kẹp dày 1,95m chủ yếu là sét kết

Chất lượng than: dọc lộ vỉa 8a than đều bị phong hóa, theo hướng

cắm của vỉa thường từ : 10 ÷ 20m, có chỗ tới 50m Than vỉa 8a chủ yếu là than cứng, ánh kim, cấu tạo phân lớp mỏng đến dày

2.4 Các Đặc Điểm Địa Chất Gây Ảnh Hưởng Đến Lỗ Khoan

2.4.1 Đất đá nứt nẻ, bở rời liên kết yếu

Đặc trưng cho loại đất đá này là tầng bãi thải, than cám ( ngoài ra than cám còn làm cho độ nhớt của dung dịch tăng cao dễ gây kẹt mút bộ dụng cụ, tổn hao năng lượng bơm dung dịch và công suất quay cột cần khoan ) Tầng sạn kết và các lớp kẹp vỉa than bị phong hóa mạnh thì

dịch, gây quá tải cho động cơ… để rồi gây ra sự cố kẹt bộ dụng cụ, đứt gãy cần khoan Cho nên người thợ khoan cần có phương án khắc phục cứu chữa kịp thời để tránh hiện tượng này kéo dài kéo theo sự cố khác, nhiều khi phải hủy bỏ lỗ khoan.

2.4.4 Đứt gãy phân bố sâu, lò cũ.

Các đứt gãy, lò cũ dưới sâu thường khó được nhận biết, đất đá bị vò nhàu, mặt trượt…gây gián đoạn quá trình khoan Kỹ sư hoặc tổ trưởng công trường cần theo dõi chặt chẽ cột địa tầng dự kiến và tài liệu các lỗ khoan lân cận để sớm nhận biết và có phương án phòng ngừa

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CẤU TRÚC LỖ KHOAN

3.1 Cơ sở lựa chọn và tính toán cấu trúc lỗ khoan

3.1.1 Dựa vào mục đích – yêu cầu của lỗ khoan

Thiết kế cấu trúc lỗ khoan tuân theo nguyên tắc : từ dưới lên trên, từ trong ra ngoài Đường kính trong cùng của lỗ khoan phụ thuộc vào đường kính mẫu và kích thước của thiết bi đo địa vật lý, quan trắc thủy văn

Để đạt được tỷ lệ mẫu yêu cầu, ta sử dụng các dụng cụ lấy mẫu hợp

lý như : ống mẫu luồn, ống mẫu nòng đô hay nòng đơn Do vậy, đường kính lỗ khoan còn phụ thuộc sự lựa chọn ống mẫu hay tỷ lệ mẫu yêu cầu

Xét về lợi ích kinh tế, đường kính lỗ khoan càng nhỏ càng tốt Khoankim cương có thể khoan được lỗ khoan đường kính 59mm, 46mm Nhưng

do bị giới hạn bởi kích thước của dụng cụ địa vật lý lỗ khoan cũng như trình độ phân tích mẫu lõi nên buộc phải khoan với đường kính ko nhỏ hơn76mm

Việc xác định đường kính cuối cùng của lỗ khoan cần kết hợp chặt chẽ từ nhiều yếu tố Đây là cơ sở đầu tiên để lực chọn cấu trúc lỗ khaon

3.1.2 Yếu tố địa chất

Các điều kiện địa chất có ảnh hưởng lớn nhất đến số cấp đường kính

lỗ khoan Mỗi khi có phức tạp địa chất mà không thể khắc phục được thì phải chống ống và hạ cấp đường kính Do đó cần phân tích đánh giá kỹ lưỡng yếu tố địa chất để có thể có biện pháp khắc phục phức tạp, sự cố, đồng thời đưa ra quyết định lựa chọn cấu trúc lỗ khoan hợp lí Do vậy đây

là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới số lượng cấp đường kính và đường kính lỗ khoan

3.1.3 Yếu tố kỹ thuật công nghệ

Đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào chủng loại máy móc thiết bị khoan Phụ thuộc vào trang thiết bị của công ty, xí nghiệp

Với máy móc thiết bị khoan tốt, công nghệ khoan hiện đại Khắc phục hạn chế được nhiều hiện tượng phức tạp Khi đó cấp đường kính cũng

ít đi, cấu trúc lỗ khoan sẽ đơn giản hơn

3.1.5 Yếu tố an toàn

Lỗ khoan là công trình tốn kém, việc cứu chữa sự cố hay phải hủy bỏ

lỗ khoan gây thiệt hại lớn về kinh tế Cho nên ngoài những biện pháp khắc phục những phức tạp còn cần có 1 cấp đường kính dự phòng để đề phòng trường hợp xấu nhất có thể xảy ra

3.2 Cấu trúc lỗ khoan

Khoảng khoan 0 ÷ 11m : Đây là khoảng khoan qua tầng đất phủ kém

ổn định, dễ gây sập lỡ trong quá trình khoan Tầng phủ không yêu cầu lấy mẫu do đó em lựa chọn sử dụng choong` khoan Φ151 phá toàn đáy khoan hết 10m tầng phủ và khoan tiếp 1m vào tầng cuội kết cứng vững tiếp theo Sau đó chống ống định hướng vào tầng cuội kết với ống chống Φ146, trám

xi măng đế ống chống Bên trên có dụng cụ kẹp cần

Khoảng khoan 11m ÷ 94m : Dựa trên các tài liệu lỗ khoan trước tại

cùng khu vực, lỗ khoan VD15 có thể sẽ khoan qua tầng khai thác cũ, sập lởmạnh Do đó cần phải được quan tâm và công tác chống ống được đưa vào nhằm đảm bảo cho quá trình khoan Nếu không thể xử lí bằng dung dịch sét chất lượng tốt thì áp dụng chế độ khoan doa, mở rộng đường kính từ Φ76 đến Φ93 rồi chống ống Φ90

Khoảng khoan 94m ÷ 775m : Đất đá ổn định, ít nứt nẻ khoan bằng

lưỡi khoan NQ với nhằm giảm chi phí cho quá trình khoan và hạn chế congxiên lỗ khoan

Sét kết màu xám đen, hạt mịn,

đá rắn chắc.

Cát kết màu xám đen, hạt mịn, cấu tạo phân lớp dày.

Sét kết màu xám đen, hạt mịn, cấu tạo phân lớp mỏng.

Than cứng màu đen, ánh kim Sét kết màu xám đen, hạt mịn, cấu tạo phân lớp mỏng, nứt nẻ.

Bột kết hạt vừa, màu xám đen, cấu tạo phân lớp dày, rắn chắc.

Than cứng màu đen, ánh kim Bột kết hạt vừa, màu xám đen, cấu tạo phân lớp dày, đá rắn

chắc.

Than cứng màu đen, ánh kim Bột kết màu xám đen, hạt mịn, cấu tạo phân lớp dày, đá rắn

chắc.

Than cứng màu đen, ánh kim Cát kết màu xám đen, hạt mịn, cấu tạo phân lớp dày, đá rắn

àng Mô tả địa chất Cấu trúc lỗ khoan

vùng khai thác cũ, sập lở mạnh

Ø153 Ø146

Ø90

Ø76

Hình 3.1 Cấu trúc lỗ khoan VD15

Chương IV : Lựa Chọn Thiết Bị Khoan và Dụng Cụ Khoan

4.1 Lựa chọn thiết bị khoan

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật địa chất đề ra chúng tôi chọn phương pháp khoan xoay lấu mẫu thẳng đứng Việc bơm nước làm sạch bảo vệ lỗ khoan bằng dung dịch sét

4.1.1 Lựa chọn máy khoan

- Yếu tố kỹ thuật

• Máy khoan phải có tốc độ quay phù hợp, nhất là trong khoan kim cương thì tốc độ quay là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ khoan

• Trong khoan thăm dò, bao giờ cũng có sự sai lệch về chiều sâu của cột địa tầng, có thể lỗ khoan sẽ được thi công sâu hơn so với dự kiến nên loại máy khona được lựa chọn phải đạt được đến độ sâu lớn hơn độ sâu dự kiến

• Lực nâng và lực ép phải đủ dể khắc phục các hiện tượng phức tạp cũng như cứu chữa sự cố lỗ khoan như kẹt mút bộdụng cụ khoan

- Yếu tố kinh tế

Máy khoan cần có công suất vừa phải để tiết kiếm nhiên lệu, đồng thời đảm bảo được tiến độ khoan Ngoài ra, việc phân bố hợp lý các máy khoan trong một đơn vị thi công cũng đem lại hiệu quả kinh tế cao Nên việc lựa chọn máy khoan cũng cần phải xét đến trang thiết bị hiện có của đơn vị thi công

Lỗ khoan VD15 có chiều sâu dự kiến là 775m, do đó, để đảm bảo an toàn máy khoan cần phải khoan được độ sâu lớn hơn 775m Đồng thời dựa trên thiết bị hiện có của đơn vị, em lựa chọn máy khoan XY-42A Thông sốmáy khoan được đề cập trong bảng sau :

Bảng 4.1 Đặc tính kỹ thuật máy khoan XY – 42A

T Đặc tính kỹ thuật Mã hiệu Thông số

1

Động cơ máy khoan

Động cơDiezen YC4108ZD

5 Hộp số 4phải, 1trái Hộp số bánh răng trượt

Hình 4.1 Máy khoan XY – 42A

4.1.2 Lựa chọn máy bơm

- Yếu tố kỹ thuật

• Chiều sâu khoan : máy bơm phải có áp suất đủ lớn để thắngđược các sức cản, đẩy dung dịch từ đáy lỗ khoan lên đến miệng lỗ khoan và khắc phục được các hiện tượng phức tạp

và sự cố có thể xảy ra

• Tính chất đất đá và khoảng không vành xuyến : hai yếu tố này quyết định tốc độ đi lên của dung dịch khoan Cho nên máy bơm cần có lưu lượng phù hợp để mang được mùn khoan lên đến mặt đất

- Yếu tố kinh tế : Máy bơm được lựa chọn cần phải hoạt động ổn

định, dễ điều chỉnh lưu lượng, tiết kiệm năng lượng và dễ sửa chữa thay thế Việc lựa chọn máy bơm cũng cần phải xét đên trang thiết bị hiện có của đơn vị

Căn cứ và 2 yếu tố trên và thiết bị hiện có của đơn vị thi công, chúngtôi lựa chọn máy bơm piston BW – 250, TQ là loại máy bơm 3 xi – lanh tácdụng đơn, được trang bị động cơ diesel 20KW Thông số kỹ thuật của máy bơm được đề cập trong bảng sau :

Bảng 4.2 Thông số máy bơm BW – 250, Hoàng Dương, TQ

Số xi – lanh 3 (Φ80)

- Chiều sâu thi công : phản ánh được chiều dài cần dựng và tải trọng nâng thả, đây là cơ sở để lựa chọn sơ bộ chiều cao tháp và sức nâng tối đa của tháp

- Ngoài ra khi lựa chọn tháp khoan cần phải xét đến trang thiết bị hiện có của đơn vị thi công và tận dụng tối đa tài nguyên săn có

Lỗ khoan VD15 có chiều sâu thẳng đứng là 775m, điều kiện thi côngkhông quá phức tạp nên chúng tôi lựa chọn loại tháp 4 chân HCX – 13 phù hợp với phương án khoan này Đặc tính kỹ thuật của tháp được đề cập trong bảng sau :

Bảng 4.3 Thông số tháp khoan HCX – 13

Tải trọng tối đa 320 Kn

an toàn và hiệu suất trong quá trình nâng thả thì chúng tôi lựa chọn hệ ròng rọc có thêm 2 ròng rọc động Mắc hệ ròng rọc 2x3

4.1.4 Lựa chọn máy phát điện

Máy phát điện phải có công suất đủ lớn cung cấp cho máy khoan, máy bơm, máy trộn dung dịch, đèn điện chiếu sáng Vì vậy dựa vào trang thiết bi hiện có của đơn vị và đảm bảo cho quá trình khoan được thuận lợi, chúng tôi lựa máy phát điện C150 – D5 Cummin với công suất

150kA/120kW

4.2 Lựa chọn dụng cụ khoan

4.2.1 Dụng cụ công nghệ

4.2.1.1 Dụng cụ phá hủy đá

- Cơ sở lựa chọn dụng cụ phá hủy đá

• Dựa vào tính chất cơ lý của đất đá Đây là cơ sở quan trọng nhất, ảnh hưởng đến tốc độ khoan trong suốt quá trình thi công Việc lựa chọn dụng cụ phá hủy đá phù với loại đất đá sẽ mang lại hiệu quả và năng suất cao

• Dựa vào mục đích của lỗ khoan/khoảng khoan là lấy mẫu hay phá mẫu

• Dựa vào kinh nghiệm thi công của các lỗ khoan có tính chất đất đá tương tự trong khu vực

• Dựa vào cấu trúc lỗ khoan từ đó chugs tôi lựa chọn được đường kính lưỡi khoan

• Chiều dày và sự phân bố của tầng đất đá : trong thi công lỗ khoan VD15, chiều dày và sự phân bố tầng đất đá là yếu tốtquyết định có sử dụng lưỡi khoan kim cương một lớp hay không Trong điều kiện địa tàng gồm các lớp đát đá có chiều dày không lớn lắm nằm xen kẽ nhau thì thay đổi lưỡi khoan phù hợp với mỗi loại đất đá sẽ làm tăng thời gian phụ trọ Nên có thể chấp nhận sự hao mòn của lưỡi khoan làm giảm thời gian thay đổi lưỡi khoan nhằm mang lại tiến

độ khoan cao hơn và hiệu quả kinh tế cao hơn Trong phương án thi công này đất đá gồm các lớp bột kết, cá kết, sạn kết và than có độ cứng và độ mài mòn gần như tương đương nhau, do đó có thể dùng cùng một loại lưỡi khoan kim cương thấm nhiễm

• Việc lựa chọn dụng cụ phá hủy đá là sự sự kết hợp của nhiều yếu tố trên Để thuận tiện cho việc sử dụng và chọn được dụng cụ phá hủy hợp lý chúng tôi lựa chọn dụng cụ phá hủy đất đá cho từng khoảng khoan.

- Lựa chọn dụng cụ phá hủy đá theo khoảng khoan

• Ở khoảng khoan từ 0 ÷ 11m, là tầng đất phủ, đất dẻo mềm không yêu cầu lấy mẫu nên lựa chọn phương pháp khoan phá mẫu bằng choong` chóp xoay loại M

• Ở khoảng khoan từ 11 ÷ 775m, khoan qua nhiều địa tầng

có độ cứng từ VIII ÷ X, nhằm tăng năng suất thi công khoan, đảm bảo yêu cầu tỉ lệ mẫu cao nên chọn loại lưỡi khoan kim cương thấm nhiễm chuyên dụng cho bộ ống mẫu luồn NQ

Hình 4.4 Lưỡi khoan ống mẫu luồn

4.2.1.2 Cần khoan

- Cơ sở lựa chọn cần khoan

• Việc lựa chọn cần khoan phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp khoan và công nghệ khoan Công nghệ khoan truyền thống thì dùng cần thường, công nghệ khoan ống mẫu luồn cần phải dùng cần chuyên dụng ( vd : NQ, HQ )

• Lựa chọn đường kính cần khoan cần dựa vào chiều sâu lỗ khoan và đường kính lỗ khoan cũng như phù hợp với thiết

bị hiện có của xí nghiệp, đơn vị

• Ngoài ra, cần khoan được lựa chọn phải thỏa mãn yêu cầu

kỹ thuật như : không cong vênh, đầu nối ren không hỏng, các cần khoan có độ mòn tương đương và mòn đều để

tránh tập trung ứng suất tại một điểm gây gãy cột cần khoan.

- Lựa chọn cần khoan cho từng khoảng khoan.

• Ở khoảng khoan từ 0 ÷ 11m ta sử dụng choong` chóp xoay khoan phá mẫu, chiều dài khoảng khoan ngắn nên có thể dùng cần Φ50 cho khoảng này

• Ở khoảng khoan từ 11m đến 775m , ống mẫu luồn được sử dụng nên chuyển sang sử dụng cần chuyên dụng cho ống mẫu luồn

4.2.1.3 Ống mẫu

1) Dựa vào yêu cầu tỷ lệ mẫu do đơn vị đề ra từ đó người thiết kế có

thể đưa ra quyết định lựa chọn loại ống mẫu phù hợp với yêu cầu tỷ lệ mẫu

Hiện nay, các đơn vị thi công thường yêu cầu tỉ lệ mẫu đạt trên 70%

do vậy thường sử dụng các loại mẫu nòng đôi Ngoài ra để lấy các loại mẫuđặc biệt như mẫu than – mẫu khí, mẫu sa khoáng … cần có các bộ ống mẫuchuyên dụng

2) Dựa vào yếu tố địa chất, địa tầng Do sự phong hóa, bất chỉnh

hợp, nứt nẻ của đất đá khu vực thăm dò có thể gặp phải, người thiết kế phảilựa chọn loại ống mẫu sao cho vừa tiết kiệm chi phí nhưng vẫn đảm bảo yều cầu tỉ lệ mẫu đề ra

3) Dựa vào ống mẫu hiện tại mà đơn vị hiện có Trong nhiều trường

hợp, xí nghiệp thi công có số lượng chủng loại ống mẫu hạn chế, dù biết sẽ làm suy giảm tỉ lệ mẫu nhưng người thiết kế vẫn cần phải tính toán để sử dụng một cách hợp lý

1) Khoảng khoan từ 0 ÷ 11m do khoan qua tầng phủ nên áp dụng

công nghệ khoan bằng choong`, phá toàn đáy, không lấy mẫu

2)Khoảng khoan từ 11m ÷ 775m : sử dụng bộ ống mẫu luồn NQ Φ76

để lấy mẫu trong suốt chiều dài của lỗ khoan

Ống mẫu luồn có ưu điểm lấy mẫu bằng cáp, không phải kéo cột cần nhiều lần Khoảng cách giữa cột cần và thành lỗ khoan nhỏ do đó hạn chế được độ cong vênh của lỗ khoan Tỷ lệ mẫu cao

Tuy nhiên, bộ ống mẫu luồn cũng có giá thành chi phí ban đầu cao vìvậy thường được sử dụng chủ yếu để thực các lỗ khoan trọng điểm phục vụthăm dò khai thác, nghiên cứu khoa học ở cấp thăm dò chi tiết.

Cấu tạo và chi tiết trong bộ ống mẫu luồn được thể hiện dưới bàng

và hình ảnh sau:

Hình 4.5 Cấu tạo bộ ống mẫu luồn

Bảng 4.4 Tổng hợp chi tiết, bộ phận trong bộ ống mẫu luồn

14 Vai tựa (có thể thay) 33 Đầu nối định tâm (lụclăng)

4.2.2 Dụng cụ phụ trợ.

- Khóa bản lề: Dùng để tháo lắp cần khoan.

Hình 4.6 Khóa bản lề

- Khóa gọng ô: Dùng để tháo cần khoan.

- Chạc đỡ vinca: Dùng để tháo lắp cần khoan 50mm Có 2 loại

vinca là vinca đĩa và vinca cầm tay

Hình 4.7 Vinca

4.2.3 Dụng cụ cứu chữa sự cố

4.2.3.1 Mét trích

- Mét trích dùng để cứu cần khoan trong lỗ khoan Áp dụng khi:

• Cứu sự cố tụt cần khoan do hiện tượng tự tháo ren Khi đó đầu cần khoan hoặc đầu nối vẫn còn ren (ren trong) Người

ta đưa mét trích xuống lỗ khoan bắt ren trong cần khoan, đầu nối và kéo cột cần khoan lên

• Cứu sự cố gãy cần khoan: Khi gãy cần khoan mà phía trong cần khoan không còn ren Khi đó mét trích có tác dụng tạo ren phía trong cột cần khoan.

Hình 4.8 Mét – trích

4.2.3.2 Côlôcôn

- Cô lô côn có tác dụng như mét trích, nhưng về nguyên lý hoạt động lại khác mét trích Mét trích tiện ren trong của cần khoan còn côlôcôn tiện ren ngoài của cột cần khoan

Hình 4.9 Cô – lô – côn

4.2.3.3 Dụng cụ lấy dấu

- Dụng cụ lấy dấu có tác dụng xác định hình dạng và vị trí đầu cần khoan bị gãy trong lỗ khoan trước khi đưa các dụng cụ khác xuống cứu cần khoan

4.2.3.4 Đầu chụp

Trong trường hợp lưỡi khoan bị đứt hay tuột ở đầu nối Nếu vị trí của nó ở thế thẳng đứng Người ta dùng mét trích đặc biệt để cứu Nếu như

không thể cứu được bằng phương pháp này thì người ta dùng các phay đặc biệt để khoan phá Sau đó các phoi bị phá được lấy lên nhờ đầu chụp.

Cấu tạo bằng một đoạn ống chống, phía dưới có răng cưa Khi thả đầu chụp xuốn lỗ khoan, dưới tác dụng của tải trọng làm các răng bị biến dạng chụp lại và bắt các vật ởđáy giếng khoan vào đó