Đặc điểm biến đổi các thông số đia chất vỉa han và định hướng công tác thăm dò dưới mức 150m, cánh bắc mỏ than mạo khê, quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT NGUYỄN XUÂN HUỆ “ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỔI CÁC THÔNG SỐ ĐỊA CHẤT VỈA THAN VÀ ĐỊNH HƯỚNG CƠNG TÁC THĂM DỊ DƯỚI MỨC -150M, CÁNH BẮC MỎ THAN MẠO KHÊ, QUẢNG NINH” Ngành: Mã số: Kỹ thuật địa chất 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lương Quang Khang HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các tài liệu, số liệu kết nêu luận văn trung thực, kết cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng Tác giả Nguyễn Xuân Huệ năm 2014 MỤC LỤC Danh mục Trang Lời cam đoan Mục lục Danh mục biểu bảng Danh mục hình vẽ, vẽ MỞ ĐẦU Chương Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên - Kinh tế nhân văn 1.2 Khái quát lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực 10 1.3 Đặc điểm địa chất khu vực Mạo Khê 12 Tổng quan than phương pháp nghiên cứu 31 2.1 Tổng quan than nhu cầu than kinh tế quốc dân 31 2.2 Hiện trạng thăm dò, khai thác than khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê 38 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 40 Đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than định hướng cơng tác thăm dị mức -150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê 43 Chương Chương 3.1 Đặc điểm phân bố vỉa than mức -150m khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê 43 3.2 Đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than mức 150m khu vực khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê 61 Dự báo tiềm tài nguyên than mức -150m khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Định hướng cơng tác thăm dị than mức -150m khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê 79 3.3 3.4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 84 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1-1 Tổng hợp đặc điểm đứt gãy khu mỏ Mạo Khê 27 Bảng 2-1 Phân loại than theo tiêu chuẩn Nga Mỹ 32 Bảng 2-2 Trữ lượng than 10 nước chủ yếu giới (tính đến 34 2006) Bảng 2-3 Tiêu chuẩn than lượng số nước Bảng 2-4 Yêu cầu chất lượng antracit dùng làm nguyên liệu Tổng hợp đặc điểm vỉa than -150m khu vực cánh Bảng 3-1 Phụ lục 37 57 Bắc mỏ than Mạo Khê Mạng lưới định hướng thăm dò than mức -150m khu Bảng 3-19 36 vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Tính tốn thơng số phân chia nhóm mỏ 90 DANH MỤC CÁC BẢN VẼ, HÌNH VẼ Số hiệu Tên vẽ, hình vẽ Trang Hình vẽ 1-1 Bản đồ địa chất cấu trúc bể than Quảng Ninh 21 Hình vẽ 1-2 Bản đồ lộ vỉa vỉa than lớp đất phủ khu mỏ Mạo Khê 29 Bản vẽ 3-1 Bình đồ lộ vỉa mức cao -150m khu mỏ Mạo Khê 60 Phụ lục Mặt cắt địa chất tuyến ID Mặt cắt địa chất tuyến I Mặt cắt địa chất tuyến V Mặt cắt địa chất tuyến IX Mặt cắt địa chất tuyến XII Mặt cắt địa chất tuyến XV Bình đồ đẳng trụ tính trữ lượng vỉa 9V(44V) Bình đồ đẳng trụ tính trữ lượng vỉa 6V(41V) Bình đồ đẳng trụ tính trữ lượng vỉa 1(36) MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bể than Quảng Ninh chiếm 90% sản lượng khai thác than hàng năm nước ta Trong năm gần nhu cầu lượng xuất thúc đẩy phát triển nhanh chóng ngành cơng nghiệp khai thác than, đặc biệt bể than Quảng Ninh Theo “Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030” Thủ Tướng Chính Phủ phê duyệt Quyết định số 60/QĐ-TTg ngày 9/1/2012 đến năm 2025 sản lượng than khai thác dự kiến 70 triệu Sự gia tăng sản lượng than khai thác cách mạnh mẽ nhu cầu tiêu thụ than ngày tăng cao, đòi hỏi nhà quản lý cần hoạch định chiến lược, chuẩn bị nguồn tài nguyên để phục vụ cho việc thiết kế khai thác, công tác đánh giá tài nguyên than quan trọng phải trước bước Để làm sở định hướng cho việc triển khai công tác thăm dò khai thác than phần sâu mức -150m mỏ than Mạo Khê đạt hiệu việc nghiên cứu đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than khu vực cần thiết, vỉa than phân bố sâu Vì vậy, đề tài “Đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than định hướng cơng tác thăm dị than mức 150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, Quảng Ninh” hoàn toàn xuất phát từ đòi hỏi thực tế góp phần bổ sung lý luận khoa học địa chất mỏ than Mục đích nhiệm vụ luận văn 2.1 Mục đích Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than làm sở khoa học định hướng cơng tác thăm dị than mức 150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, Quảng Ninh 2.2 Nhiệm vụ: - Tổng hợp, phân tích hệ thống hố liệu địa chất, địa vật lý, đặc điểm vỉa than có khu mỏ Mạo Khê, nhằm luận giải đặc điểm địa chất khu vực, đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than đánh giá sơ chất lượng than mức -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê - Nghiên cứu xác định yếu tố địa chất liên quan khống chế vỉa than, xác định mức độ chứa than theo tài liệu có, làm sở dự báo tiềm tài nguyên than mức -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê - Đề xuất, lựa chọn trình tự mạng lưới thăm dị than mức -150m khu vực nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Các vỉa than cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, Bể than Quảng Ninh - Phạm vi nghiên cứu: Dải than Mạo Khê - Tràng Bạch, thuộc địa phận huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ nêu trên, học viên dự kiến sử dụng hệ phương pháp sau: - Áp dụng phương pháp tiệm cận hệ thống, kết hợp phương pháp địa chất truyền thống để nhận thức đặc điểm cấu trúc địa chất, đặc điểm phân bố thành tạo trầm tích chứa than khu vực nghiên cứu - Phương pháp toán địa chất với trợ giúp máy tính để xử lý tài liệu địa chất, địa vật lý vỉa than - Sử dụng phương pháp dự báo định lượng để đánh giá tiềm tài nguyên than khu vực nghiên cứu - Sử dụng hệ phương pháp chuyên gia kinh nghiệm thực tế tác giả để đề xuất phương pháp thăm dò hợp lý Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn luận văn 5.1 Ý nghĩa khoa học - Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất địa chất đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Đặc biệt phần mức 150m - Góp phần hồn thiện phương pháp tìm kiếm, thăm dị, dự báo tài nguyên than mức -150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê nói riêng Bể than Quảng Ninh nói chung 5.2 Giá trị thực tiễn - Cung cấp cho nhà quản lý Trung ương địa phương tiềm chất lượng than mức -150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, phục vụ cơng tác quy hoạch thăm dị, khai thác sử dụng than hợp lý - Cung cấp hệ phương pháp dự báo đánh giá tài nguyên phương pháp thăm dò nhằm nâng cao chất lượng, giảm giá thành thăm dò than phần mức 150m Cơ sở tài liệu tham khảo Luận văn hoàn thành sở tài liệu: - Bản đồ địa chất khống sản tỷ lệ 1:200.000 tờ Hải Phịng - Báo cáo chỉnh lý đồ địa chất Quảng Ninh tỷ lệ 1/25.000 Lê Kính Đức, năm 1978 - Báo cáo nghiên cứu cấu trúc, kiến tạo, chất lượng, đặc tính vỉa than- Bể than Quảng Ninh “đề tài 44.01.01” Trần Văn Trị nnk, năm 1991 - Các tài liệu thăm dò, tài liệu khai thác khu vực Mạo Khê - Tràng Bạch - Các tài liệu liên địa chất (các cơng trình khoan thăm dị địa chất ) liên quan đến cơng tác tìm kiếm, thăm dị, khai tác than Tập đồn Than - Khoáng sản Việt Nam - Báo cáo “Tổng hợp tài liệu, tính lại trữ lượng chuyển đổi cấp trữ lượng cấp tài nguyên than khu mỏ Mạo Khê” Nguyễn Hoàng Huân nnk (2011) Cấu trúc luận văn: Luận văn gồm 98 trang đánh máy, 24 bảng, 12 vẽ, 01 phụ lục tài liệu tham khảo Trong suốt trình học tập thực luận văn, học viên nhận hướng dẫn tận tình TS Lương Quang Khang giúp đỡ góp ý thầy, giáo mơn Tìm kiếm - Thăm dị, khoa Địa chất, Lãnh đạo Công ty TNHH MTV Địa chất Mỏ - Vinacomin đồng nghiệp nơi học viên công tác Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ cá nhân tập thể nêu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến nhà khoa học, tác giả, nhà địa chất tạo điều kiện cho phép học viên sử dụng kế thừa thành nghiên cứu để hồn thành luận văn CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN - KINH TẾ NHÂN VĂN: 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên a Vị trí địa lý Khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê thuộc thị trấn Mạo Khê, huyện Đơng Triều, tỉnh Quảng Ninh có diện tích khoảng 40 km2, giới hạn tọa độ địa lý sau: 21002’ 15”  21006’ 33” Vĩ độ Bắc 106033’15”  106041’ 45” kinh độ Đông Trung tâm khu mỏ nằm cách thủ đô Hà Nội khoảng 105 km phía đơng, cách thành phố Hạ Long 50km phía tây cách thành phố Hải Phịng 30 km phía bắc b Đặc điểm địa hình Khu mỏ Mạo Khê có địa hình đồi núi thấp dần phía nam bị bào mịn kéo dài từ đơng sang tây với độ cao trung bình từ 15m đến 505m Trong phạm vi khu vực cánh Bắc mỏ Mạo Khê có hai suối suối Văn Lơi suối Bình Minh Các vỉa than cánh Bắc nằm sườn núi cao, vỉa than cánh Nam phát triển khu vực có địa hình phẳng c Hệ thống giao thông Khu mỏ Mạo Khê có hệ thống giao thơng thuận lợi, bao gồm: Đường bộ, đường sắt đường thuỷ - Quốc lộ 18A nối liền Hà Nội - ng Bí - Hạ Long, cách trung tâm khu mỏ - 3km phía nam Từ quốc lộ 18A vào khu mỏ có đường rải nhựa đảm bảo cho xe tải trọng lớn lại dễ ràng - Đường sắt Kép - Hạ Long chạy song song với quốc lộ 18A qua Mạo Khê ng Bí, tuyến đường vận chuyển quan trọng khu vực - Sông Đá Bạch cách khu mỏ km phía nam giao thông đường thuỷ quan trọng cho vận chuyển vật liệu sản phẩm xí nghiệp Hiện tại, tàu thuyền trọng tải 300 lại dễ dàng d Điều kiện khí hậu Khu mỏ Mạo Khê nằm khu vực nhiệt đới gió mùa mưa nhiều, năm có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng đến tháng 10, thường mưa nhiều có bão lớn, lượng mưa chiếm gần 90% lượng mưa năm Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau, thường có gió mùa Đơng Bắc mưa phùn Lượng mưa bình quân năm 1768mm, lớn 1800mm, nhỏ 1497,8 mm Lượng bốc bình quân năm 776,6 mm (thấp 762,1 mm, cao 791,6 mm) Nhiệt độ trung bình hàng năm 23,30C, lượng gió chủ yếu vào mùa hè gió Đơng Nam, mùa đơng gió Đơng Bắc với tốc độ gió lớn 38 m/s Mỏ gần biển nên ảnh hưởng khí hậu biển, đơi có bão, hướng gió thay đổi theo mùa Độ ẩm trung bình hàng năm 68%, lượng mưa lớn lượng bốc e Đặc điểm động, thực vật Trong vùng nghiên cứu cịn động vật hoang dã, chủ yếu vật nuôi nhân dân Trong nhiều thập kỷ qua, nạn phá rừng, khai thác gỗ hoạt động khai thác than phát triển mạnh nên rừng nguyên sinh ngày bị thu hẹp Hiện vùng triển khai trồng xanh diện tích ngừng khai thác đổ thải để bảo vệ môi trường sinh thái 1.1.2 Đặc điểm kinh tế nhân văn a Dân cư Khu mỏ có khoảng 30 vạn người sống làm việc chủ yếu người Kinh sống hai nghề làm mỏ làm nông nghiệp Số dân làm nông nghiệp chiếm khoảng 30% chủ yếu cấy lúa trồng rau đất đai rộng tốt Đây nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm cho mỏ Nhìn chung, khu mỏ vùng lân cận sở kinh tế chưa phát triển, chủ yếu kinh tế nông nghiệp Phía đơng 87 phân cấp trữ lượng mỏ than Năm 1984, Tổng cục trưởng Tổng cục Địa chất Quyết định số 705/QĐKT, ngày 07 tháng 11 năm 1984 cho lưu hành ngành Địa chất tài liệu dịch “Quy phạm sử dụng phân cấp trữ lượng mỏ than đá phiến cháy” Ủy ban Trữ lượng Khoáng sản Nhà nước (GKZ) trực thuộc Hội đồng Bộ trưởng Liên xô ban hành năm 1982 cho phép vận dụng vào cơng tác tìm kiếm, thăm dò mỏ than Việt Nam Tất Quy phạm chia mỏ thăm dò làm 03 nhóm: Nhóm I: Nhóm mỏ có cấu trúc đơn gian Nhóm II: Nhóm mỏ có cấu trúc phức tạp Nhóm III: Nhóm mỏ có cấu trúc phức tạp Trên sở phân chia nhóm mỏ quy định mạng lưới thăm dị cho nhóm mỏ Năm 2006, Bộ Tài ngun Mơi trường có Quyết định số 06/2006/QĐBTNMT, ngày 07 tháng năm 2006 ban hành Quy định phân cấp trữ lượng tài nguyên khoáng sản rắn Điều Quy định có quy định phân chia nhóm mỏ thăm dị Theo đó, mỏ thăm dị khống sản rắn chia thành 04 nhóm mỏ thay 03 nhóm mỏ quy định trước đây: Nhóm I: Nhóm mỏ có cấu trúc đơn giản Nhóm II: Nhóm mỏ có cấu trúc tương đối phức tạp Nhóm III: Nhóm mỏ có cấu trúc phức tạp Nhóm IV: Nhóm mỏ có cấu trúc phức tạp Năm 2007, Bộ Tài nguyên Mơi trường có Quyết định số 25/2007/QĐBTNMT, ngày 19 tháng năm 2007 việc ban hành Quy định cơng tác thăm dị, phân cấp trữ lượng tài nguyên than Quyết định thay cho Quyết định 49/QĐHĐ, ngày 19 tháng năm 1975 Chương III Quy định nêu rõ sở, nguyên tắc, điều kiện để phân chia nhóm mỏ thăm dò than Trong Văn số 3006/BTNMT-VPTL, ngày 14 tháng năm 2006 Bộ Tài nguyên Môi trường hướng dẫn thực Quyết định 06/2006/QĐ-BTNMT Quyết định 25/2007/QĐ-BTNMT, cịn có định hướng mật độ mạng lưới cơng trình thăm dị than 87 88 Trong suốt q trình khai thác than bể than Quảng Ninh, từ năm 90 trở lại đây, Ngành than đầu tư thăm dò (thăm dò bổ sung, thăm dò khai thác) mỏ than với khối lượng lớn nhận thấy quy định phân chia nhóm mỏ, mạng lưới cơng trình thăm dị, phân cấp trữ lượng than trước hạn chế mức độ nghiên cứu chưa đầy đủ, việc xác định nhóm mỏ chưa xác, độ tin cậy khơng cao, mạng lưới cơng trình chưa phù hợp Chính vậy, Ngành Than đầu tư khối lượng công trình lớn thăm dị bổ sung, thăm dị khai thác, nhằm nâng cao mức độ xác cấu trúc địa chất, đặc điểm phân bố vỉa than trữ lượng than, phục vụ cho việc thiết kế khai thác mỏ than vùng Quảng Ninh Tuy nhiên từ trước đến nay, Bể than Quảng Ninh, cơng tác thăm dị than chủ yếu tiến hành mức cao từ lộ vỉa đến -150 m, đơi nơi đến -300m, phần sâu có cơng trình thăm dị Do việc phân chia nhóm mỏ thực tế nghiên cứu mức từ lộ vỉa đến -150 m Trên sở kết cơng tác thăm dị bổ sung Bể than Quảng Ninh nói chung cánh Bắc mỏ than Mạo Khê nói riêng, quan trọng cho việc nghiên cứu phân chia nhóm mỏ thăm dò Các kết nghiên cứu trước phân chia nhóm mỏ cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Theo kết thăm dò tỷ mỷ kết thăm dò bổ sung từ giai đoạn trước năm 2010 xếp cấp nhóm mỏ cho khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê thuộc vào nhóm mỏ loại II (nhóm mỏ tương đối phức tạp) cụ thể sau: Thơng số tính tốn Giá trị thơng số Hệ số biến đổi chiều dày (Vm) Xếp loại nhóm mỏ 64 Nhóm mỏ II Hệ số biến đổi chu vi (μ) 1,12 Nhóm mỏ II Chỉ tiêu tính biến vị (Pbv) 30 Nhóm mỏ II Phân chia nhóm mỏ -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Căn vào kết tính tốn yếu tố định xếp cấp nhóm mỏ khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê mục 3.1.2 kết luận nhóm mỏ 150m vùng nghiên cứu sau: 88 89 Thơng số tính tốn Giá trị thơng số Xếp loại nhóm mỏ Hệ số biến đổi chiều dày (Vm) 63-64 Nhóm mỏ II Hệ số biến đổi chu vi (μ) 1,79 Nhóm mỏ II Chỉ tiêu tính biến vị (Pbv) 30 Nhóm mỏ II * Kết luận Các vỉa than thuộc cánh Bắc mỏ than Mạo Khê có chiều dày ổn định trì mặt xuống sâu (tới -1000m), vỉa than bị bào mịn, có cấu tạo vỉa từ đơn giản đến tương đối đơn giản, có chất lượng than ổn định, có cấu trúc địa chất phức tạp Phần -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê xếp vào nhóm mỏ II phù hợp với kết tính tốn phù hợp với cấu trúc thành tạo chung khu vực Nguyên nhân xếp cấp nhóm mỏ loại II chung cho khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê giải thích sau: - Trong khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê có đứt gãy phân khối rõ rệt, khơng có đứt gãy nhỏ - Các vỉa than khu mỏ đồng danh tương đồng phù hợp với thực tế khai thác Dạng vỉa đơn, khơng có dạng vỉa chập - Khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê thành tạo địa hào tạo than, giai đoạn tạo than Tính tương đồng kiến tạo, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê thể cấu trúc phía mức -150m lên lộ vỉa, phần tiếp giáp đứt gãy FA FT có nhiều uốn nếp phức tạp Phần -150m uốn nếp đơn giản - Tính chất lý đá phần -150m khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê thể tính chất ổn định (hạt thơ) phần -150m - Diện phân bố vỉa than -150m hẹp so với phần lộ vỉa Định hướng mạng lưới thăm dò than -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Căn vào Quyết định số 25/2007/QĐ-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2007 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường việc Ban hành Quy định thăm dò, phân cấp trữ lượng tài nguyên than Với nhóm mỏ thăm dị định hướng mạng lưới cơng trình thăm dị theo mức độ tin cậy địa chất -150m khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê áp dụng theo mạng lưới trình bảng đây: 89 90 Bảng số 3-19 Mạng lưới định hướng thăm dò than mức -150m Khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Độ tin cậy địa chất Nhóm mỏ thăm dị Chắc chắn Tin cậy Dự tính Khoảng Khoảng Khoảng Khoảng Khoảng Khoảng cách cách công cách cách công cách cách cơng trình tuyến trình tuyến trình tuyến tuyến (m) tuyến theo (m) tuyến (m) theo hướng cắm theo hướng vỉa hướng cắm (m) cắm vỉa vỉa (m) (m) Tương đối 125 - 250 75 - 125 phức tạp (II) 250 - 500 125 - 250 500 - 1000 250 - 500 Vấn đề tối ưu hóa mạng lưới thăm dò thăm dò khai thác than -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Thực tế công tác thăm dò khai thác khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê cho thấy đặc điểm cấu trúc địa chất khu mỏ, đặc điểm vỉa than phù hợp với tài liệu thăm dò địa chất Song vị trí trụ vỉa than thường có sai lệch, trí lớn so với tài liệu thăm dị, điều chứng minh đường lò thi cơng q trình khai thác khơng gặp than, gây tốn ảnh hưởng đến thiết kế quy hoạch khai thác chung mỏ Để giải vấn đề nâng cao hiệu công tác khai thác mỏ, trình khai thác thường phải tiến hành thăm dị bổ sung TDKT với mạng lưới cơng trình khoan lớn Một thực tế thường đặt cho nhà địa chất khai thác bố trí cơng trình thăm dị bổ sung, thăm dị khai thác bố trí đâu hợp lý với mục tiêu vừa đảm bảo hiệu kinh tế, vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Nhiệm vụ chủ yếu cơng tác thăm dị giai đoạn xác hố yếu tố cấu tạo, kiến trúc mỏ, hình thái, kích thước nằm đoạn vỉa than, chất lượng than, điều kiện kỹ thuật khai thác mỏ kiểm tra công tác khai thác theo yêu cầu quy định bảo vệ tài ngun mơi trường Trong thăm dị tỷ mỷ thăm dò khai thác mỏ than Quảng Ninh, có khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, theo tác giả giải pháp tốt sử dụng phương pháp thăm 90 91 dò dạng tuyến kết hợp phi tuyến (20  30% số lượng cơng trình phi tuyến), phương pháp có ưu điểm sau: - Không kế thừa cứng nhắc hệ thống thăm dị (TDSB, TDTM), vị trí bố trí lỗ khoan cụ thể xem xét bình đồ đánh giá mức độ tỷ mỉ mạng lưới thăm dò sơ vỉa than chưa quy hoạch khai thác Hệ thống thăm dò phù hợp với đặc điểm hình thái, kiến trúc vỉa, đặc điểm nếp uốn, đứt gãy khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê - Số lượng cơng trình thăm dị cần thiết lựa chọn vị trí cụ thể phải dựa vào đặc điểm trường hình học cục vỉa than khối đồng yếu tố giới hạn ô mạng thăm dò, nâng cao độ tin cậy khối kích thước nhỏ - Mật độ mạng lưới thăm dò phân bố tuỳ thuộc vào mức độ tỷ mỉ khối thăm dò đặc điểm riêng trường moong, trường mỏ tập vỉa than, đảm bảo vừa kế thừa phát triển sở hệ thống thăm dò cũ, song tránh phân bố rải tuyến mặt cắt địa chất, tuyến thăm dò Theo tác giả, vấn đề quan trọng luận giải phương pháp mạng lưới bố trí cơng trình thăm dị phải sở phân tích lựa chọn giải pháp có khả làm sáng tỏ đặc điểm biến hố thông số địa chất quan trọng khối kích thước nhỏ Đối với vỉa than, thơng số quan trọng có ý nghĩa định đến hiệu công tác khai thác chiều dày vị trí trụ vỉa than khối nhỏ Để giải nhiệm vụ trên, nhiều nhà địa chất thường sử dụng phương pháp phân tích gần Splain (xấp xỉ splain) vỉa nằm uốn lượn phương pháp A.I Oxetski đề xuất (1956) vỉa nằm đơn nghiêng phạm vi khối nhỏ Dưới tóm tắt nội dung phương pháp nêu * Hàm xấp xỉ Splain Phương pháp hàm xấp xỉ splain cho phép làm sáng tỏ đặc điểm biến hố, chiều dày, hình thái - kiến trúc vỉa trụ vỉa than khối kích thước nhỏ Đối với vỉa than bể than Quảng Ninh nói chung, vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê nói riêng, thường yếu tố hình thái, kiến trúc vỉa giữ vai trò định đến độ tin cậy cho cơng tác thăm dị khai thác mỏ Vì phương pháp splain cho phép xác định kích thước mạng thăm dị khối có kích thước nhỏ, xác định ô mạng cần 91 92 bổ sung hay khơng cần bổ sung cơng trình thăm dị Dưới tóm tắt nội dung phương pháp: Giả sử có khối thăm dị khống chế bốn cạnh, khơng thiết hình vng, bốn điểm góc có cơng trình thăm dị cắt vỉa (hình vẽ 8) LK1 Z1 LK2 Z2 T LK4 Z4 Hình vẽ 8: Sơ đồ bố trí lỗ khoan thăm dị LK3 Z3 Gía trị  đặc trưng cho mức độ mạng lưới thăm dò Để xác định , S.V Saklein A.I Bock nghiên cứu phương pháp tính Splain theo cơng thức :  = (F1T1–F1T3)*R1+(Z3–Z1)F3+Z1–(F1T2–F2T4)R2–(Z4–Z2)F3–Z3 (3.8) Trong : - F1 = (1-x)*2x; F2 = (1-x); F3 = (3-2x)*2x; xi = ri/Ri - ri : khoảng cách từ lỗ khoan i (LK 1,2,3,4) đến vị trí điểm T (điểm giao cắt đường chéo) - Ri : chiều dài đường chéo i - Zi : độ cao trụ vỉa lỗ khoan i Giá trị  cấp trữ lượng có mối quan hệ với Theo X.A Batugin Nole (1980) dựa vào  phân cấp trữ lượng sau : -  =  13, khối tính trữ lượng xếp vào cấp 121 (A+B cũ) -  = 13,1  50, khối tính trữ lượng xếp vào cấp 122 (C1cũ) -  >50, khối tính trữ lượng/tài nguyên xếp vào cấp 333(C2 cũ) Giá trị v đặc trưng cho mức độ thăm dò vỉa than tính theo cơng thức :  n  v =   i2   i 1  1/ (3.9) 92 93 Trong i giá trị tính cho khối tính trữ lượng thứ i Sau xác định tiêu chuẩn mức độ chi tiết thăm dị theo giá trị v, thiết kế mật độ mạng lưới thăm dò theo yêu cầu mức độ chi tiết thăm dò (cấp trữ lượng) Số lượng cơng trình tính theo cơng thức sau: Sv = v = Si i (3.10) iv Trong : - : hệ số phụ thuộc mức độ phức tạp cấu trúc khối - Sv : diện tích cần thăm dị - Si : diện tích khối nhỏ - v : giá trị  vỉa - i : giá trị  khối nhỏ Từ xác định khối nhỏ Si sau : Svv Svv (3-19) v = với ai= aii (3-20) Sii Từ diện tích mạng Si, dựa vào số dị thường I (xác định theo hành tương quan không gian hàm cấu trúc varogram dễ dạng xác định kích thước mạng thăm dị Ví dụ: Kết luận giải mật độ mạng lưới thăm dò cho giai đoan thăm dò phát triển mỏ thăm dò khai thác vỉa - Cánh Bắc mỏ than Mạo Khê sau : - Đối với trữ lượng cấp 121: tuyến cách tuyến 100  125m, khoảng cách cơng trình tuyến 75  100m - Đối với trữ lượng cấp 122: tuyến cách tuyến 200  250m, khoảng cách cơng trình tuyến 125  150m Ngồi cơng trình tuyến, cần thiết sử dụng 20 25% cơng trình phi tuyến để khống chế vị trí đứt gãy, uốn nếp, vị trí tách, chập vỉa, vị trí có thay đổi đột ngột chiều dày, cấu trúc vỉa thay đổi nằm vỉa * Phương pháp A.I Oxetski (1956) Cơ sở phương pháp dùng số đỏ (K) để biểu diễn mức độ biến đổi thông số nghiên cứu mạng thăm dị Áp dụng tốt mạng 93 94 lưới thăm dị hình vng, đơi hình chữ nhật hình bất kỳ, đại lượng nghiên cứu đại lương ngẫu nhiên khơng phụ thuộc biến đổi có quy luật chấp nhận Với giả thiết việc áp dụng phương pháp để đánh giá độ tin cậy khối nhỏ phục vụ khai thác than Quảng Ninh phù hợp, điều kiện tính tốn đơn giản nhanh chóng, mặt khác cho phép xác định khối đạt yêu cầu, khối cần bố trí thêm cơng trình thăm dị phục vụ khai thác Vấn đề đặt khoảng sai lệch cốt cao vỉa than điểm T mặt cắt cần phải thi cơng cơng trình thăm dị? Từ thực tế khai thác than Quảng Ninh cho thấy vỉa than thuộc khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê có chiều dày khơng lớn, vị trí phân bố điều kiện địa chất, địa hình phù hợp với khai thác cơng nghệ hầm lị Vì vậy, theo học viên hợp lý khoảng sai lệch điểm T lớn chiều cao lị khai thác (2,22,5)m, điểm T phải bố trí cơng trình thăm dị Vấn đề này, theo học viên cần tiếp tục nghiên cứu để có sở chắn phù hợp với thực tế khai thác than cánh Bắc mỏ than Mạo Khê nói riêng bể than Quảng Ninh nói chung 94 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I- Kết luận Vùng nghiên cứu có diện tích 21 km2, vùng thăm dò tỷ mỷ đến mức -150m đánh giá có triển vọng trữ lượng tài nguyên lớn dải than Phả Lại - Bãi Cháy Tham gia vào cấu trúc địa chất vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê bao gồm trầm tích trầm tích biến chất có tuổi Mezozoi Cenozoi Trong hệ tầng Hịn Gai có tuổi Trias muộn (T3n-r hg) địa tầng chứa vỉa than đối tượng nghiên cứu luận văn Mục tiêu, nhiệm vụ luận văn là: Nghiên cứu làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than, làm sở khoa học định hướng cơng tác thăm dị mức -150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, Quảng Ninh Kết nghiên cứu cho phép học viên rút số kết luận sau: Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất biến đổi thông số địa chất vỉa than mức -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê Cụ thể phần sâu, cấu trúc địa chất đơn giản phần mặt, nếp uốn tồn bên cánh đứt gãy F.A F.T Các vỉa than mức -150m có chiều dày trung bình, góc dốc vỉa tương đối lớn Hình dạng vỉa tương đối phức tạp, nằm biến đổi mạnh gây khó khăn trình khai thác Kết tổng hợp tài liệu cho thấy số lượng vỉa than tăng so với phần mặt, chiều dày vỉa ổn định Đây kết so với nhận thức nhiều nhà địa chất trước Để dự báo tiềm than mức -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, học viên sử dụng tối đa nguồn tài liệu nghiên cứu tài liệu khai thác tồn diện tích vùng nghiên cứu Áp dụng tổ hợp phương pháp dự báo định lượng để đánh giá tài nguyên xác nhận tài nguyên dự báo mức -150m Kết dự báo cho thấy tài nguyên than mức -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê dự báo lớn 440.558.611tấn , tài ngun dự tính tương ứng cấp 333 khoảng 116.174.619 tấn, tài nguyên dự báo tương ứng cấp 334a 324.383.992 Căn vào đặc điểm cấu trúc địa chất, hình thái, kích thước, nằm mức độ ổn định chiều dày vỉa than mức -150m, cho phép xếp mỏ than thuộc phần sâu khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê vào nhóm mỏ loại II đề 95 96 xuất mật độ mạng lưới thăm dò than mức -150m khu vực cánh Bắc mỏ than Mạo Khê II- Kiến nghị Khi tiến hành công tác tìm kiếm, thăm dị than sâu (dưới mức -150m), cần tập trung nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất, đặc biệt cấu trúc nếp uốn bậc cao Chiều sâu địa tầng chứa than, đặc điểm hình thái cấu trúc vỉa, mức độ ổn định vỉa than Trình tự thi cơng cơng trình thăm dị quan trọng cần thiết thăm dò than -150m cánh Bắc mỏ than Mạo Khê nói riêng bể than Quảng Ninh nói chung Cần kết hợp phát triển cơng nghệ khoan thăm dị lị để giảm thiểu chi phí giá thành khu vực có lị khai thác đến mức -150m cho phạm vi vỉa cục chưa đạt mạng lưới thăm dò Nên triển khai nghiên cứu thử nghiệm phương pháp thăm dò địa vật lý 3D, nhằm xác định cấu trúc địa chất, tồn vỉa than sâu Luận văn hoàn thành với hướng dẫn khoa học TS Lương Quang Khang, giúp đỡ thầy cô giáo đồng nghiệp Mặc dù luận văn tập trung giải mục tiêu nhiệm vụ đề Xong, trình độ chun mơn thời gian cịn hạn chế, khu vực nghiên cứu có diện tích lớn, khai thác lộ thiên nhiều gây khó khăn cho cơng tác khảo sát thực địa Vì vậy, kết nghiên cứu luận văn cịn có hạn chế định Học viên hy vọng vấn đề tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện trình thực cơng tác nghiên cứu phục vụ sản xuất, sau học viên hoàn thành luận văn Học viên xin trân trọng bày tỏ biết ơn chân thành tới thày cô giáo Bộ mơn Tìm kiếm - Thăm dị, Khoa Địa chất, Lãnh đạo đơn vị nơi học viên công tác, chuyên gia bạn đồng nghiệp quan tâm giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn này./ 96 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Kính Đức nnk, (1978), Báo cáo kết công tác chỉnh lý đồ địa chất bể than Quảng Ninh tỷ lệ 1: 25.00, Tổng cục địa chất, Hà Nội [2] Hoàng Ngọc Kỷ nnk, (1978), Bản đồ địa chất khoáng sản, tỷ lệ 1:200.000 nhóm tờ Hải Phịng - Nam Định [3] Nguyễn Hoàng Huân nnk, (2011), Báo cáo tổng hợp tài liệu, tính lại trữ lượng chuyển đổi cấp trữ lượng cấp tài nguyên than khu mỏ Mạo Khê, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, Hà Nội [4] Nguyễn Sỹ Quý, (1992), Tối ưu hoá mạng lưới thăm dò bể than Quảng Ninh Lưu trữ thư viện quốc gia [5] Trần Văn Trị nnk, (1990), Bản đồ cấu trúc địa chất khoáng sản tỷ lệ 1: 50.000 [6] Nguyễn Văn Sao nnk, (2012), Báo cáo kết điều tra giai đoạn I đề án điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh, Tổng cục địa chất, Hà Nội [7] Các tài liệu thăm dò, tài liệu khai thác than khu mỏ Mạo Khê [8] Quy định phân cấp trữ lượng tài nguyên than QĐ 25/2007/QĐ- BTNMT ngày 31/12/200 - Bộ tài nguyên & Môi trường [9] Tập đồn Cơng nghiệp than Khống sản - Việt Nam (2012), Phân chia nhóm mỏ, xác định mạng lưới cơng trình thăm dị hợp lý phục vụ lập dự án đầu tư khai thác than mức -300m mỏ than vùng Quảng Ninh, Hà Nội 97 98 PHỤ LỤC 98 Bảng tính tiêu môdun chu tuyến mức dới -150m cánh bắc mỏ than mạo khê Phụ lục số: 07 STT Tên vỉa Độ dài chu vi thực vØa lC (m) DiƯn tÝch cđa vØa theo chu vi thực SC (m2) 1/2 chiều dài hình dạng chu vi vØa a (m) 4.7*a 1.5*SC/a 1.77*SQRT(SC) M«dun chu tuyến vỉa than (m) Phân loại nhóm mỏ theo m 11(46) 103 493 453 965 534 322 163 1.09 VØa than cã chu tuyến đơn giản 10(45) 19 156 607 802 157 19 536 385 550 1.10 VØa than có chu tuyến đơn giản 9BT(44T) 15 974 811 326 538 16 626 888 619 1.07 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 9V(44V) 20 266 455 382 326 15 633 813 147 1.42 VØa than cã chu phøc t¹p 9T(44T) 388 332 877 330 552 512 021 1.17 VØa than cã chu tuyÕn đơn giản 8T(43T) 19 089 301 334 154 19 526 997 100 1.10 VØa than có chu tuyến đơn giản 7V(42V) 264 475 661 079 771 229 745 1.00 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 7T(42T) 16 333 571 495 898 18 320 914 870 1.00 Vỉa than có chu tuyến đơn gi¶n 6V(41V) 17 307 381 174 907 18 362 834 809 1.06 VØa than cã chu tuyến đơn giản 10 6T(41T) 19 966 381 804 482 21 064 471 809 1.07 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 11 5V(40V) 964 048 563 402 591 191 533 1.43 VØa than cã chu phøc t¹p 12 5T(40T) 15 749 695 914 934 13 791 912 224 1.26 VØa than cã chu tuyÕn đơn giản 13 4(49) 13 548 537 470 959 13 906 807 165 1.08 VØa than có chu tuyến đơn giản 14 3(38) 17 295 531 096 024 18 914 062 163 1.03 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 15 2(37) 12 189 726 187 764 12 993 564 848 1.04 Vỉa than có chu tuyến đơn gi¶n 16 1(36) 13 955 618 842 271 15 374 118 804 1.02 VØa than có chu tuyến đơn giản 17 1-T(36A) 14 081 099 779 344 15 716 839 584 1.01 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 18 1A(36B) 142 708 894 854 014 245 490 1.10 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 19 1B(35) 480 796 924 706 020 580 373 1.17 VØa than cã chu tuyÕn đơn giản 20 1CV(34) 231 536 907 424 995 898 297 1.24 VØa than cã chu tuyến đơn giản 21 1C(33) 12 607 371 590 946 13 845 717 250 1.02 VØa than có chu tuyến đơn giản 22 1CT(32) 283 855 810 207 672 064 637 1.23 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 23 1D(31) 12 254 526 789 897 13 614 826 324 1.01 Vỉa than có chu tuyến đơn gi¶n 24 1DT(30) 985 678 588 522 455 949 458 1.01 VØa than cã chu tuyÕn đơn giản 25 1E(29) 758 723 224 446 798 787 324 1.08 VØa than có chu tuyến đơn giản 26 1F(28) 584 159 104 589 468 094 906 1.14 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 27 1H(27A) 753 513 013 376 768 045 268 1.08 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 28 1G(27) 945 542 682 631 967 290 304 1.34 Vỉa than có chu tuyến đơn giản 29 1I(26) 12 062 281 778 743 12 892 701 004 1.04 VØa than cã chu tuyÕn đơn giản 247 074 107 456 844 106 834 1.18 VØa than cã chu tuyến đơn giản 1.12 Mỏ than có chu tuyến phức tạp 30 1K(25) Trung bình Diễn giải công thức lC SC 4.7a  1.5  1.77 SC a Trong ®ã: lC: Độ dài chu vi thực vỉa (m) SC: DiƯn tÝch cđa vØa than theo chu vi thùc (m2) a : 1/2 chiÒu dài (chiÒu dài nhÊt) hình dạng chu vi va (m) ... III ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỔI CÁC THÔNG SỐ ĐỊA CHẤT VỈA THAN VÀ ĐỊNH HƯỚNG CƠNG TÁC THĂM DỊ DƯỚI MỨC -150M CÁNH BẮC MỎ THAN MẠO KHÊ 3.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CÁC VỈA THAN DƯỚI MỨC -150M CÁNH BẮC MỎ THAN MẠO... chất vỉa than khu vực cần thiết, vỉa than phân bố sâu Vì vậy, đề tài ? ?Đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than định hướng cơng tác thăm dị than mức 150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê, Quảng Ninh? ??... 40 Đặc điểm biến đổi thông số địa chất vỉa than định hướng cơng tác thăm dị mức -150m, cánh Bắc mỏ than Mạo Khê 43 Chương Chương 3.1 Đặc điểm phân bố vỉa than mức -150m khu vực cánh Bắc mỏ than