Đặc điểm cấu trúc của các vỉa và chất lượng than mỏ bố hạ, bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT …………  … ……… PHẠM THANH THẠCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC VỈA VÀ CHẤT LƯỢNG THAN MỎ BỐ HẠ, BẮC GIANG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÀ NỘI, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC VỈA VÀ CHẤT LƯỢNG THAN MỎ BỐ HẠ, BẮC GIANG Chuyên nghành: Địa chất khoáng sản thăm dò Mã số: 60.44.59 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Hà nội ngày 10 tháng 10 năm 2012 Tác giả Phạm Thanh Thạch MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG .5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN VẼ, SƠ ĐỒ MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG BỐ HẠ - YÊN THẾ 12 1.1 Vị trí địa lý lịch sử nghiên cứu địa chất 12 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu mỏ 12 1.1.2 Lịch sử cơng tác thăm dị khai thác mỏ .13 1.1.3 Lịch sử nghiên cứu khoáng sản 15 1.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất khu mỏ 16 1.2.1 Địa tầng 16 1.2.2 Đặc tính lý đá tầng chứa than 18 1.2.3 Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo 19 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Các khái niệm 21 2.1.1 Vỉa than 21 2.1.2 Cấu trúc vỉa than .21 2.2 Thành phần thạch học than 22 2.2.1 Các thành tạo than 23 2.2.2 Các vi tố phần 24 2.2.3 Các tổ phần 26 2.3 Các đặc tính kĩ thuật than 29 2.4 Các tính chất vật lý đặc tính hóa học than 32 2.4.1 Các tính chất vật lý than 32 2.4.2 Đặc tính hóa học công nghệ than 37 2.5 Phân loại than khoáng giới việt nam 40 2.6 Các phƣơng pháp nghiên cứu 42 2.6.1 Thu thập tổng hợp tài liệu 42 2.6.2 Phương pháp nghiên cứu thực địa: 42 2.6.3 Khảo sát lấy mẫu nghiên cứu 43 2.6.4 Các phương pháp nghiên cứu phòng .44 2.6.5 Phương pháp đồng danh vỉa 44 CHƢƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ, HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÚC CÁC VỈA THAN 47 3.1 Đặc điểm phân bố vỉa than 47 3.2 Đặc điểm hình thái vỉa than 48 3.3 Đặc điểm cấu trúc vỉa than 51 3.3.1 Đặc tính cấu trúc vỉa than chính: 51 3.3.2 Đặc tính cấu trúc hệ thống vỉa phụ .54 CHƢƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA THAN VÀ CHẤT LƯỢNG THAN 56 4.1 Các đặc tính kỹ thuật than 56 4.2 Đặc điểm chất lƣợng than vỉa chính: 58 4.3 Đặc điểm lớp kẹp chứa than khu mỏ 66 4.4 Thành phần khoáng vật kèm: 66 4.5 Một số nhận xét, so sánh cấu trúc vỉa, chất lƣợng than 66 4.5.1 Cấu trúc vỉa khai thác tới cos .66 4.5.2 Chất lượng than khai thác mẫu hố nghiệm thăm dị 67 4.5.3 Chất lượng than khai thác vỉa vỉa phụ 68 4.6 Định hƣớng công tác đầu tƣ khai thác mỏ 70 4.6.1 Cơ sở lập dự án đầu tư: 70 4.6.2 Cở sở tài liệu phục vụ thiết kế khai thác 72 4.6.3 Kiến nghị thăm dò bổ xung: 74 KẾT LUẬN 76 LIỆU THAM KHẢO 77 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Ký hiệu Tên bảng Trang Bảng 1.1 Tính chất lý đá tầng chứa than mỏ Bố Hạ 19 Bảng 2.1 Hệ thống thuật ngữ quốc tế thạch học 23 Bảng 2.2 Các vi tổ phần 25 Bảng 2.3 Giới hạn phần trăm thành phần vi tổ phần 25 Bảng 2.4 Thành phần thạch học than 28 Bảng 3.1 Thống kê cơng trình khống chế vỉa 53 Bảng 3.2 Thống kê chiều dầy hữu ích vỉa 54 Bang 3.3 Thống kê chiều dầy trung bình vỉa phụ mỏ 55 Bảng 4.1 Kết phân tích mẫu than vỉa 58 Bảng 4.2 Kết phân tích mẫu than vỉa 59 Bảng 4.3 Kết phân tích mẫu than vỉa 60 Bảng 4.4 Kết phân tích mẫu than vỉa 61 Bảng 4.5 Thống kê số đặc trƣng chất lƣợng than vỉa (chính) mẫu thăm dị 62 10 Bảng 4.6 So sánh độ tro làm bẩn khơng làm bẩn vỉa than 62 11 Bảng 4.7 Số lƣợng lấy mẫu than khai thác 63 12 Bảng 4.8 Chất lƣợng than vỉa (chính) theo mẫu nguyên khai khai thác 63 13 Bảng 4.9 Tổng hợp số lƣợng mẫu lấy vỉa phụ 65 14 Bảng 4.10 Chất lƣợng than vỉa phụ 65 15 Bảng 4.11 So sánh chiều dầy tăng thêm khối khai thác 67 16 sánh số tiêu chất lƣợng than vỉa Bảng 4.12 So cơng tác thăm dị cơng tác khai thác 68 17 Bảng 4.13 So sánh chất lƣợng than nguyên khai vỉa chính, phụ 69 18 Bảng 4.14 Nhu cầu thị trƣờng cung ứng than khu vực 71 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN VẼ, SƠ ĐỒ STT Ký hiệu Hình 1.1 Bản đồ trạng lộ vỉa mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Hình 1.2 Bản đồ nham thạch mỏ than Bố Hạ - Bắc Giang Hình 3.1 Mặt cắt địa chất tuyến ID Hình 3.2 Mặt cắt địa chất tuyến II Hình 3.3 Mặt cắt địa chất tuyến IV Hình 3.4 Bình đồ trữ lƣợng vỉa Hình 3.5 Bình đồ trữ lƣợng vỉa Hình 3.6 Bình đồ trữ lƣợng vỉa Hình 3.7 Bình đồ trữ lƣợng vỉa 10 Hình 3.8 Mặt cắt địa chất tuyến IB 11 Hình 3.9 Mặt cắt địa chất tuyến III 12 Hình 3.10 Mặt cắt địa chất tuyến II Tên hình MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong kỷ 20, 21 khoa học kinh tế giới phát triển bùng nổ giữ dội, làm thay đổi mặt toàn giới, mạnh thúc đẩy phát triển việc khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên để cung cấp cho nghành công nghiệp lĩnh vực tạo loại sản phẩm phục vụ đời sống ngƣời Nguồn tài nguyên thiên nhiên mạnh quốc gia biết tận dụng khai thác phục vụ kinh tế quốc dân, đơi niềm tự hào dân tộc, lợi ích quốc gia mà từ nẩy sinh vấn đề đấu tranh trị khu vực hay giới, khơng giải tốt vấn đề phát sinh dẫn tới xung đột vũ trang quốc gia hay khu vực liên quan tới nguồn tài nguyên Tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt tài nguyên khoáng sản lƣợng quốc gia có vai trị tối quan trọng kinh tế, mà quốc gia phải xây dựng chiến lƣợc an ninh lƣợng cho quốc gia Việt Nam vậy, quốc gia đƣợc đánh giá giầu tài nguyên khoáng sản, đặc biệt nguồn tài nguyên khoáng sản lƣợng nhƣ dầu mỏ, khí đốt, than, Tuy nhiên việc điều tra, khảo sát, thăm dò, khai thác trải qua nhiều giai đoạn phát triển thăng trầm đất nƣớc Vì chƣa đƣợc thực quan tâm mức Hiện nay, thời kì đổi Đảng Nhà nƣớc ta có định hƣớng chiến lƣợc phát triển kinh tế gắn liền với việc quản lý, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên khoáng sản đơi với bảo vệ mơi trƣờng Việc Luật khống sản đời đƣợc áp dụng kịp thời khẳng định tâm Đảng, Nhà nƣớc, nhân dân ta việc điều tra, khảo sát, thăm dò, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên khoáng sản quý giá quốc gia phục vụ cho phát triển kinh tế đất nƣớc Hiện nhu cầu sử dụng lƣợng nƣớc ngày tăng mà khoáng sản than nguồn cung cấp thiếu Theo Quy hoạch phát triển Điện lực giai đoạn 2006 - 2010, có xét đến 2025 (quy hoạch điện VI) đuợc Thủ tƣớng phê duyệt, nhu cầu than năm 2010: 32,5-35,6 triệu tấn, năm 2015: 93,8-122,4 triệu tấn, năm 2020:195,2-246,6 triệu tấn, năm 2025:337,7- 429,5 triệu tấn; Trong đó, tổng công suất khai than mỏ vùng Đông Bắc đạt 70-75 triệu vào năm 2020 80 triệu vào năm 2025, việc nhập than lại khó khăn, phức tạp Vì đặt yêu cầu cấp bách cho việc khảo sát, thăm dò, khai thác than nƣớc để đáp ứng nhu cầu than nội địa khắc phục kịp thời khủng hoảng nguồn lƣợng quốc gia Khống sản than đóng góp lớn cho kinh tế nƣớc ta, điển hình nhƣ bể than Đơng Bắc (Quảng Ninh), cịn lại mỏ than khác nƣớc đóng góp vai trị đáng kể cho kinh tế địa phƣơng Mỏ than Bố Hạ thuộc xã Đồng Hƣu, Đông Sơn, Hƣơng Vĩ, đƣợc thăm dò tỉ mỉ năm 1964, trải qua nhiều giai đoạn khai thác qua thời kỳ, địa hình trạng có nhiều thay đổi, mỏ Cơng ty CP khống sản Bắc Giang quản lý khai thác, nơi tác giả công tác Trƣớc việc đầu tƣ, thiết kế khai thác chủ yếu dựa vào tài liệu, báo cáo thăm dò, nhiên tổ chức khai thác thƣờng xuyên phải điều chỉnh phƣơng án khai thác cấu trúc vỉa có nhiều biến động, có xu hƣớng chiều dầy vỉa tăng, xuất thêm nhiều lớp kẹp chứa than có giá trị kinh tế (địa phƣơng) Ngoài chất lƣợng than khu mỏ có xu giảm so với Báo cáo thăm dị; Những yếu tố nêu có ảnh hƣởng lớn đến kết đầu tƣ khai thác, sản xuất, kinh doanh,… đặc biệt Doanh nghiệp tổ chức khai thác hay chuẩn bị đầu tƣ, việc có đƣợc tài liệu, thơng tin quan trọng đáng c viên lựa chọn thực đề tài nghiên cứu “Đặc điểm cấu trúc vỉa chất lượng than mỏ Bố Hạ, Bắc Giang”.Việc đánh giá xác cấu trúc vỉa, chất lƣợng than mỏ Bố Hạ góp ý nghĩa quan trọng việc đầu tƣ khai thác năm tiếp theo, tính hiệu đầu tƣ khai thác liên quan tới nhiều yếu tố; việc tiến hành khai thác mỏ bƣớc kiểm chứng xác mức độ sát thực việc thăm dị địa chất, tác giả lựa chọn đề tài khơng có tham vọng lớn mà nhằm đƣa nhận định, ý kiến nghiên cứu sơ để bổ sung vào tài liệu thăm dò mỏ phục vụ trực tiếp việc khai thác mỏ tƣơng lai Mục đích luận văn: làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc chất lƣợng vỉa than làm sở cho việc dự báo, đánh giá triển vọng lựa chọn phƣơng pháp khai thác hợp lý mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Nhiệm vụ luận văn: để hoàn thành mục tiêu trên, nhiệm vụ luận văn phải tổng hợp, phân tích khái quát hóa kết đo vẽ đồ địa chất khu vực, đặc điểm cấu trúc kiến tạo nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm cấu trúc, chất lƣợng vỉa than mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Đối tƣợng nghiên cứu luận văn: vỉa than khu mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Phạm vi nghiên cứu: toàn khu mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu đặc điểm phân bố, yếu tố địa chất liên quan đến vỉa than mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang + Nghiên cứu đặc điểm thành phần chất lƣợng vỉa than + Dự báo, đánh giá triển vọng vỉa than mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Phƣơng pháp nghiên cứu: Luận văn đƣợc xây dựng sở sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống kết hợp với phƣơng pháp nghiên cứu đại sau: + Thu thập, xử lí, tổng hợp nguồn tài liệu có diện tích nghiên cứu + Khảo sát thực địa, tiến hành lấy mẫu than để nghiên cứu + Các phƣơng pháp nghiên cứu thành phần chất lƣợng than: phân tích độ ẩm, nhiệt lƣợng, độ tro, chất bốc + Xử lý, luận giải số liệu kết phân tích, xây dựng loại đồ, sơ đồ hoàn thành luận văn Những điểm luận văn - Xác định rõ đặc điểm cấu trúc, chất lƣợng vỉa than mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang 63 xen kẽ lớp mỏng thấu kính sạn kết đá phiến sét, đá phiến sét chứa than, khai thác vỉa khai thác phần lộ vỉa phía đơng khu mỏ, lấy mẫu than nguyên khai hoá nghiệm; vỉa phụ vỉa phụ gần nên khai thác lấy mẫu gần nhƣ đồng thời, nhìn chung chất lƣợng than hai vỉa phụ không cao, sử dụng dân dụng cho số làng nghề nung vôi, sấy vải địa phƣơng; mẫu nguyên khai đƣợc lấy q trình khai thác vỉa thƣờng khơng liên tục, thực bóc đất đá tầng khai thác vỉa tận thu lấy than vỉa phụ với số lƣợng đáng kể; số lƣợng mẫu lấy cho vỉa phụ mẫu, mẫu lấy cho vỉa phụ mẫu, Nằm V2 V3 vỉa than mỏng luận văn gọi vỉa phụ 3(VP3); vỉa phụ có dạng nếp lõm, phần khai thác hết tuyến IIb xác định rõ ràng, chất lƣợng than không cao nhƣng chiều dầy lớn vỉa phụ mà luận văn đề cập tới, chiều dầy vỉa trung bình 1,6m; Do vỉa phụ nằm trung tâm khu mỏ nên việc tổ chức tận thu thi công khai thác vỉa thuận lợi, việc lấy mẫu nguyên khai trình khai thác đƣợc tiến hành có biến động vỉa hết phần than vỉa phụ tuyến II b ; số lƣợng mẫu mẫu Trên vỉa xuất 01 vỉa than mỏng mầu nâu đen luận văn tạm gọi vỉa phụ (VP4); vỉa phụ nằm tầng chứa than, đìa hình khu mỏ nằm cao sƣờn đồi, trƣớc vỉa bị khai thác phần khai thác thổ phỉ, tiến hành bóc đất đá khai thác vỉa tận thu đƣợc nhƣng sản lƣợng khơng đáng kể, phần cịn lại tổn thất sạt lở tầng khai thác; chất lƣợng than không cao, việc lấy mẫu than nguyên khai không đƣợc thực quan tâm khai thác tận thu có sản lƣợng thấp; số lƣợng mẫu lấy phân tích, kể mẫu cũ mẫu, xem bảng 4.9 64 Bảng 4.9: Tổng hợp số lƣợng mẫu lấy vỉa phụ Đơn Số lƣợng vị mẫu Số TT Các vỉa phụ 01 Vỉa phụ1(VP1) mẫu 05 Lấy lộ vỉa khai thác 02 Vỉa phụ 2(VP2) mẫu 05 Lấy lộ vỉa khai thác 03 Vỉa phụ 3(VP3) mẫu 07 Lấy lộ vỉa khai thác 04 Vỉa phụ 4(VP4) mẫu 03 mẫu 20 Tổng 05 Ghi Lấy lộ vỉa phá huỷ cắt tầng khai thác vỉa Bảng 4.10: Chất lƣợng than vỉa phụ Độ tro khô Than Ak vỉa % phụ Trung Bình Vỉa phụ 1(VP1) Vỉa phụ 2(VP2) Vỉa phụ 3(VP3) Vỉa phụ 4(VP4) Giới Hạn Chất Độ ẩm W Bình toả nhiệt Vk % Trung Trị số bốc pt Q kcal/kg % Không lớn Không Trung lớn Bình Trung bình 52 47,01 -> 56,09 2,0 4,0 8,0 10 3000 52 46,00 -> 58,00 2,0 4,0 8,0 10 3100 50 44,22 -> 55, 56 2,0 4,0 8,0 12 3150 51 45,88 -> 55,00 2,0 4,0 7,0 12 3000 Qua bảng kết phân tích chất lƣợng vỉa than phụ thấy rằng: Độ tro khô, độ ẩm tồn phần, cacbon, chất bốc, nhiệt lƣợng có chất lƣợng thấp vỉa than 65 4.3 Đặc điểm lớp kẹp chứa than khu mỏ Do cấu tạo vỉa than mỏ Bố Hạ dạng chùm vỉa bị vát mỏng đầu phía tây bắc đông nam theo chiều cắm dốc lớp, vỉa có từ đến lớp kẹp, kể nằm ngồi vỉa phát q trình khai thác lớp kẹp chủ yếu đá phiến sét đá phiến sét than, có bột kết nhƣng màu đen đến đen ánh, dịn dễ vỡ vụn thành dạng mảnh, Khi quan sát kỹ mắt thƣờng mảnh kẹp vỡ thấy dõ mạch than nhỏ từ vài milimet đến vài centimet nằm xen kẽ lớp kẹp, thực tế loại lớp kẹp lẫn than đƣợc tận dụng khai thác làm loại sản phẩm nhiệt lƣợng thấp; trình khai thác mỏ lấy mẫu phân tích nhƣng nhiệt lƣợng thấp, dƣới 1.500kcalo/kg nên không quan tâm nhiều đến chất lƣợng, cho vào loại sản phẩm tận thu trình khai thác Loại than kẹp lẫn than dễ dàng tiêu thụ đƣợc khu vực vùng mỏ Bố Hạ cho làng nghề nung vôi nghiền phối trộn cho sản suất gạch nung xây dựng; việc tận dụng triệt để lớp kẹp có ý nghĩa quan trọng, thu đƣợc thêm nguồn doanh thu từ khai thác mỏ giảm tối thiểu tổn thất tài nguyên thiên khai thác 4.4 Thành phần khoáng vật kèm: Các khoáng vật kèm than chủ yếu cacbonat đƣợc thay thành phần thực vật trình thành tạo vỉa than, số loại khoáng vật silic khoáng vật tạp chất khác nhƣ pyrit dƣới dạng tinh thể nhỏ riêng biệt dạng cám, hydroxit Fe, limonit, thạch anh, khoáng vật thƣờng đƣợc thay lấp vào chỗ hổng khe nứt cấu tạo nằm vỉa hay giáp vách, trụ vỉa than 4.5 Một số nhận xét, so sánh cấu trúc vỉa, chất lƣợng than 4.5.1 Cấu trúc vỉa khai thác tới cos Khi khai thác vỉa số điểm than có tƣợng tạo ổ than với trữ lƣợng tăng lên đáng kể nhƣ vỉa 1, vỉa công trƣờng tuyến I d đến tuyến II, đô sâu cos +5 đến +10; điểm đo khảo sát chiều dầy vỉa khối khai thác sau so sánh với chiều dầy vỉa khối tài liệu thăm dị thấy tăng 66 lên cán kỹ thuật mỏ đo điểm cho vỉa 12 điểm cho vỉa 2, thấy chiều dầy tăng lên vỉa giới hạn tăng thấp 0,5 m, tăng cao 2,2 m trung bình tăng m; chiều dầy tăng lên vỉa giới hạn tăng thấp 0,7 m, tăng cao m trung bình tăng 1,4 m; Phần trụ vỉa vỉa 2(hay vách vỉa 1) có tƣợng giật thấp đột ngột chúng tơi gọi tƣợng “giật cầu ao”vì vỉa vỉa có xu gần tạo lên vùng phình to vỉa than, đơi chỗ tạo thành ổ quan sát thấy rât rõ ràng, dẫn tới việc tăng chiều dầy vỉa than, tăng sản lƣợng kahi thác thực tế Bảng 4.11: So sánh chiều dầy tăng thêm khối khai thác Chiều dầy trung Chiều dầy giới hạn tăng Trung bình khối(m) thêm đo đƣợc (m) bình (m) 1-B 1,87 0,5  2,2 1,0 1-B 1,57 0,  1,4 Stt Vỉa Số khối 01 Vỉa 02 Vỉa Khi khai thác phần trữ lƣợng mỏ nhận thấy có biến động định cấu trúc vỉa, đặc biệt tƣợng vỉa có chiều dầy tăng hơn, khuôn khổ luận văn tác giả so sánh đƣợc chiều dầy vỉa khối khai thác không thống kê đƣợc khối lƣợng tăng thêm khó khăn tách đƣợc số liệu thống kê sản phẩm khai thác đánh giá sơ biến động cấu trúc vỉa chiều dầy vỉa tăng thêm; tác giả đánh giá tƣợng bình thƣờng trình thành tạo địa chất, biến động, thay đổi cục khơng có ý đánh giá độ xác tài liệu thăm dị cơng tác thăm dị mật độ bố trí cơng trình thăm dị đạt đƣợc mức độ xác cho phép 4.5.2 Chất lượng than khai thác mẫu hố nghiệm thăm dị Việc đánh giá xác chất lƣợng than góp ý nghĩa quan trọng việc đầu tƣ khai thác, tính hiệu đầu tƣ khai thác liên quan tới nhiều yếu tố; việc tiến hành khai thác mỏ bƣớc kiểm chứng xác mức độ sát thực cơng tác thăm dị địa chất nhằm có sở lập dự án đầu tƣ, thiết kế khai thác 67 năm tiếp theo, số liệu cập nhật khai thác, mẫu hoá nghiệm, sở để đánh giá so sánh, mỏ khai thác đến cos nên luận văn tác giả sử dụng số liệu mẫu sâu V1,V2,V3 cơng tác thăm dị, vỉa V4 lấy số liệu mẫu mặt công tác thăm dị khơng có mẫu sâu đặc trƣng mẫu lấy trình khai thác để so sánh chất lƣợng than mỏ Bố Hạ, xem bảng dƣới đây: Bảng 4.12: So sánh số tiêu chất lƣợng than vỉa cơng tác thăm dị cơng tác khai thác Chỉ số Mẫu thăm dị Mẫu khai thác so sánh V1 V2 V3 V4 V1 V2 V3 V4 Wpt % 1,90 1,40 1,80 1,80 2,5 3,0 3,5 2,0 Ak % 45,17 41,55 42,03 30,21 42,5 41,5 42,4 45,0 V% 15,64 14,62 15,37 13,33 8,5 8,0 8,5 9,0 Q kcal/kg 7902 7991 7996 8443 4250 4100 4100 3950 Chất lƣợng mẫu than khai thác thấp chất lƣợng mẫu than cơng tác thăm dị tác giả nhận xét có nguyên nhân sau: - Do than khai thác khơng bóc tách đƣợc lớp than chƣa đủ tiêu tính trữ lƣợng - Trong q trình khai thác khơng bóc tách đƣợc lớp đá kẹp nằm vỉa phần vách vỉa trụ vỉa - Công tác lấy mẫu than lộ vỉa cán kỹ thuật trình khai thác chƣa đặc trƣng cho mẫu - Việc phân tích, hố nghiệm có sai số hệ thống - Cơng tác khai thác hầm lị than thổ phỉ trƣớc khơng thống kê đƣợc, dẫn tới khai thác than lộ thiên làm giảm chất lƣợng than 4.5.3 Chất lượng than khai thác vỉa vỉa phụ Phƣơng pháp lấy mẫu cơng tác hố nghiệm than vỉa vỉa phụ đƣợc thực đồng thời giống nhau, so sánh độ ẩm chất bốc vỉa vỉa phụ tƣơng đồng, độ tro vỉa phụ cao vỉa tỉ lệ nghịch với nhiệt lƣợng 68 Trong số quan tâm đặc biệt đến số nhiệt lƣợng yếu tố định chất lƣợng than; việc so sánh nhiệt lƣợng than vỉa cao vỉa phụ theo tác giả nhận xét đặc điểm thành tạo chất lƣợng than, không liên quan tới yếu tố thực nghiệm, khách quan Bảng 4.13: So sánh chất lƣợng than nguyên khai vỉa vỉa phụ Mẫu than vỉa Chỉ số Mẫu than vỉa phụ so sánh V1 V2 V3 V4 VP1 VP2 VP3 VP4 Wpt % 2,5 3,0 3,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Ak % 42,5 41,5 42,4 45,0 52 52 50 51 V% 8,5 8,0 8,5 9,0 8,0 8,0 8,0 7,0 Q kcal/kg 4250 4100 4100 3950 3000 3100 3150 3000 Trong cơng tác thăm dị đặc tính kỹ thuật, chất lƣợng than đƣợc thực phân tích, hố nghiệm đầy đủ, có đánh giá chất lƣợng vỉa than mỏ Bố Hạ Trong trình khai thác việc phân tích đặc tính chất lƣợng than mỏ Bố Hạ đƣợc thực thƣờng xuyên, chủ yếu than lấy lộ vỉa trình khai thác, việc lấy mẫu thực khai thác 1000 than/lần lấy mẫu theo tiến độ gƣơng vỉa khai thác từ 10 - 20m lấy mẫu Trong trình khai thác vỉa đến cos vỉa vỉa phụ than thành phẩm lấy khoảng 155 mẫu than loại; có 65 mẫu than thành phẩm phân loại nên tác giả không đề cập đến loại mẫu này, lại 90 mẫu than lấy vỉa vỉa phụ, số liệu phân tích hố nghiệm vỉa vỉa phụ Đánh giá sát thực chất lƣợng than mỏ Bố Hạ, so sánh kết phân tích hố nghiệm q trình khai thác với tài liệu thăm dò địa chất thấy số tƣơng đồng; Riêng nhiệt lƣợng than vỉa có xu hƣớng giảm đáng kể từ 7000 - 8000 kclo/kg xuống 3500 - 4500 kclo/kg; nhiệm vụ điểm luận văn nhằm đƣa nhận xét xác chất lƣợng than mỏ Bố Hạ: 69 - Chất lƣợng than vỉa (nhiệt lƣợng) giảm đáng kể so với báo cáo thăm dò địa chất trƣớc - Chất lƣợng than vỉa phụ theo kết phân tích mẫu ngun khai q trình khai thác thấp vỉa 4.6 Định hƣớng cơng tác đầu tƣ khai thác mỏ 4.6.1 Cơ sở lập dự án đầu tư: 4.6.1.1 Đánh giá hiệu việc đầu tư khai thác mỏ thời gian qua: Mỏ than Bố Hạ đƣợc khảo sát, thăm dò nhiều giai đoạn, nhƣng Báo cáo thăm dị Đồn thăm dò 30 thực năm 1960 đến 1963 hoàn chỉnh, sau mỏ đƣợc khai thác kiểm chứng thực tế cho thấy chất lƣợng tài liệu thăm dị xác Từ năm 2003, liệu đƣợc sử dụng để làm sở xem xét đầu tƣ lập thiết kế khai thác mỏ với công xuất mỏ 50.000tấn/năm, nhƣng thực tế khai thác vƣợt công xuât nhiều, qua trình khai thác mỏ tổng kết từ năm 2004 đến 2011 có số đánh giá hiệu đầu tƣ nhƣ sau: - Khai thác an toàn, đạt hiệu kinh tế nhƣ Dự án đầu tƣ lập - Giải công ăn việc làm cho ngƣời lao động, ngƣời địa phƣơng - Nộp ngân sách nhà nƣớc loại thuế tài nguyên, VAT, phí mơi trƣờng, - Giải đƣợc vấn đề xã hội nhƣ ổn định an ninh trật tự vùng mỏ, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, thúc đẩy phát triển kinh tế ,xã hội vùng - Là nguồn cung ứng than cho làng nghề nung vơi, sấy vải, thuốc lá, cho ngƣời dân địa phƣơng quanh vùng than có giá thành rẻ, phù hợp 4.6.1.2 Phân tích thị trường định hướng cho Dự án đầu tư tiếp theo: Do mỏ than Bố Hạ chất lƣợng than không cao, lƣợng tro sau cháy để lại lƣợng xỉ lớn, sau nung vơi, sản phẩm vôi đƣợc tiêu thụ nƣớc xuất sang Ấn Độ, nƣớc Đơng Nam á, cịn lại lƣợng xỉ than lớn lẫn với vôi vụn đƣợc nghiền đóng gạch babanh phục vụ xây dựng dân dụng; từ ngƣời dân tận dụng đƣợc triệt để loại phế thải làm sản phẩm có hai nguồn thu từ vôi gạch babanh Than Bố Hạ nguồn luợng phù hợp để sản xuất cho loại hình này; mặt khác than từ Quảng Ninh vận tải lên hay từ Thái Nguyên xuống thị trƣờng Bắc Giang không cạnh tranh đƣợc với than mỏ Bố Hạ cƣớc vận tải thấp 70 Ngồi cách khu mỏ khoảng 10 km có mỏ Đá vơi Đồng Tiến, mỏ có lƣợng Đá vôi lớn vùng, với khả cung cấp hàng triệu m Đá loại/ năm nguồn cung cấp Đá vôi giá rẻ cho nhu cầu nung vôi làng nghề địa phƣơng thuận lợi, thúc đẩy tiêu thụ loại than, tạo nguồn thu ổn định cho ngƣời dân quanh vùng Vì làng nghề nung vôi phát triển mạnh năm vừa qua, UBND tỉnh Bắc Giang đƣa làng nghề vào quy hoạch làng nghề tỉnh với khoảng 1500 lị vơi; loại hình tiêu thụ khoảng 100.000 than/ năm Thị trƣờng than tiêu thụ cho việc sấy thuốc lá, vải, gỗ phát triển mạnh quanh vùng xa khu mỏ hộ dân trồng vải, gỗ sƣờn đồi có diện tích lớn, phần đất thấp trồng nhiều thuốc lƣợng than tiêu thụ cho sấy loại sản phẩm nông, lâm nghiệp Đáng kể năm khoảng 15.000 Thị trƣờng nhà máy xi măng, nung gạch xây dựng: Do nhà máy xi măng, nung gạch xây dựng công nghệ cũ không kén chọn yêu cầu than chất lƣợng cao than Bố Hạ cung ứng đƣợc năm khoảng 45.000 thanloại Ngoài thị trƣờng nêu than Bố Hạ cung ứng cho việc đun, nấu, sinh hoạt sử dụng cho loại hình khác ngƣời dân khoảng với nhu cầu khoảng 5000 tấn/năm Bảng 4.14: Nhu cầu thị trƣờng cung ứng than khu vực Số tt Thị trƣờng cung ứng Đơn vị Nhu cầu thị trƣờng 01 Nung, đốt vôi tấn/năm 100.000 02 Sấy thuốc lá, vải, gỗ, tấn/năm 15.000 tấn/năm 45.000 - tấn/năm 5.000 - tấn/năm 165.000 - 03 04 05 Xi măng, nung, đốt gạch, Nhu cầu khác, Tổng Ghi Các làng nghề Tại địa phƣơng 71 4.6.1.3 Cơ sở pháp lý đảm bảo cho việc đầu tư: - Báo cáo thăm dò địa chất mỏ than Bố Hạ xã Đồng Hƣu, Đông Sơn, huyện YênThế, tỉnh Bắc Giang(Hà Bắc) đƣợc Hội đồng phê duyệt trữ lƣợng khoáng sản, Tổng cục Địa chất phê duyệt năm 1964 - Mỏ than Bố Hạ đƣợc đƣa vào bổ xung quy hoạch ngành than Việt Nam với công xuất 100.000tấn/năm - Hạ tầng sở đƣợc đầu tƣ nhƣ: đƣờng giao thông, nhà xƣởng, văn phòng, kho bãi, trạm biến áp, hệ thống cung cấp điện, nƣớc,… - Các sở pháp lý khác đảm bảo lập Dự án đầu tƣ, thiết kế khai thác mỏ than Bố Hạ quy định Luật khoáng sản phát luật khác liên quan 4.6.2 Cở sở tài liệu phục vụ thiết kế khai thác 4.6.2 Cơ sở tài liệu: - Báo cáo thăm dò tỉ mỉ mỏ than Bố Hạ xã Đồng Hƣu, Đông Sơn, huyện YênThế, tỉnh Bắc Giang(Hà Bắc) Đồn thăm dị 30 hồn thành năm 1964; - Các hơ sơ, báo cáo thăm dị khác, - Hồ sơ thiết kế khai thác mỏ cũ qua thời kỳ, lƣu ý quan tâm tới hồ sơ thiết kế khai thác gần - Tài liệu thống kê, cập nhật địa chất, khai thác khu mỏ trình khai thác mỏ; - Các tài liệu khác đánh giá, nhận xét bổ xung từ việc nghiên cứu khai thác phần trữ lƣợng mỏ để có mức độ đánh giá xác làm sở lập thiết kế khai thác an toàn, phù hợp có hiệu kinh tế 4.6.2.2 Dự kiến đầu tư, thiết kế khai thác thời gian tới: + Phương pháp khai thác: Lộ thiên kết hợp hầm lò Hiện trạng mỏ than Bố Hiện khai thác lộ thiên đến cos từ tuyến Ib đến tuyến II tuyến III khai thác đến khoảng +5; tồn cơng trƣờng 72 phải bơm nƣớc cƣỡng qúa trình khai thác nên sản lƣợng thƣờng tăng nên đáng kể vào mùa mƣa, mùa khô chủ yếu bóc đất đá thải tầng cao vào thời gian khơng mƣa Trong q trình khai thác nhận thấy lƣợng nƣớc ngầm suy giảm đáng kể, nhƣ số công trƣờng khai thác tới cos lƣợng nƣớc ngầm rò rỉ moong hầu nhƣ không đáng kể Theo nhận xét chủ quan tác giả khai thác lộ thiên xuống sâu việc cắt tầng đất đá để khai thác than phá huỷ hệ thống tầng nƣớc ngầm có độ cao từ cos trở lên lƣợng nƣớc ngầm xuất thƣờng xuyên hạn chế đáng kể, lƣợng nƣớc phải bơm để khai thác than lộ thiên chủ yếu nƣớc mặt Nếu thiết kế mở rộng công trƣờng khai thác lộ thiên xuống tới cos -20 cho vỉa vỉa 2, vỉa đến cos từ tuyến II đến tuyến V việc bơm nƣớc khu vực khai thác ngồi giải tốt bố trí 02 bơm cơng xuất lớn thƣờng trực; dự kiến sản lƣợng khai thác khoảng 50.000 tấn/ năm Việc khai thác hầm lò đƣợc tiến hành đồng thời với khai thác lộ thiên Dự kiến thiết kế khai thác hầm lò 02 giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa lấy than từ tuyến Ib đến tuyến II đến cos - 60; cho vỉa 1, vỉa vỉa Việc chống giữ đƣờng lò thiết kế dựa liệu thăm dò lý than, đất Đá khu mỏ, bơm thoát nƣớc mỏ thiết kế theo số liệu cập nhật trạng thoát nƣớc mỏ khai thác lộ thiên tài liệu thăm dò địa chất thuỷ văn, sản lƣợng dự kiến 50.000 tấn/năm thiết kế công xuất dựa theo tài liệu thăm dò địa chất sau trừ trữ lƣợng khai thác Trong q trình khai thác mở đƣờng lò thăm dò kiểm tra sử dụng đƣờng lò chuẩn bị làm số liệu thiết kế, điều chỉnh thiết kế nhằm có phƣơng án điều chỉnh phù hợp cho khai thác đạt hiệu cao Khi khai thác lộ thiên cho cho vỉa vỉa đến cos -20, vỉa đến cos từ tuyến II đến tuyến V chuyển sang khai thác hầm lò đến cos -60; Dự kiến thiết kế lò xuyên vỉa lấy than vỉa 02 giếng nghiêng kết hợp lò lấy than vỉa 1, 2, Trong trình khai thác lộ thiên hầm lò tiếp tục kiểm tra, khảo sát, đo đạc khai thác than vỉa phụ, bổ xung tài liệu thăm dò cho vỉa phụ khu mỏ 73 vỉa phụ vỉa phụ khoan gặp độ sâu tới -120 đến -140, khoan thăm dị bổ xung khai thác xuống sâu tƣơng lai * Khai thác đồng thời lộ thiên kếp hợp hầm lò: - Khai thác lộ thiên từ tuyến II đến tuyến V đến cos -20 - Khai thác hầm lò từ tuyến Ib đến tuyến II từ cos ± đến cos -60 Sau khai thác lộ thiên tuyến II đến tuyến V tới cos -20 đƣa vào khai thác hầm lị đến cos -60 + Cơng Suất, tuổi mỏ sở xác định: - Công suất khai thác: 100.000 (cho khai thác lộ thiên, hầm lò) - Khai thác hầm lò: 26 năm - Khai thác lộ thiên: 19 năm + Công tác sàng tuyển, chế biến: Do đặc tính than Bố Hạ mềm yếu dễ vỡ vụn trình khai thác theo phƣơng pháp chọn lọc từ khâu xúc bốc Công tác sàng tuyển sàng dạng lớp để loại bỏ đá lớp đá kẹp đảm bảo độ đồng độ hạt phục vụ nhu cầu cho khách hàng 4.6.3 Kiến nghị thăm dò bổ sung: - Khoan thăm dò bổ sung đánh giá chất lƣợng, trữ lƣợng cấu trúc vỉa phụ phát khai thác phần trữ lƣợng Phần lộ vỉa có khảo sát, đo đạc, hố nghiệm mức độ đơn giản, dự kiến nối vỉa có độ xác chƣa cao, có 02 vỉa phụ khoan gặp độ sâu tới cos -120, -140 - Khoan thăm dò bổ sung xác định phần cắm sâu vỉa than sau đứt gẫy (phía tây) làm vỉa xác định chƣa rõ ràng, q trình thăm dị khoan sâu đến - 140, theo tác giả nhận định sau đứt gẫy phần cắm sâu cịn có khả thăm dị trữ lƣợng than đáng kể khai thác đƣợc tƣơng lai 74 - Thăm dị, hố nghiệm bổ sung thêm lƣợng khí độc, khí cháy, chứa than mà cơng tác thăm dị chƣa thực đƣợc; việc nên thực việc khai thác than khai thác hầm lò triển khai thời gian tới không đảm bảo an toàn khai thác Tại mỏ than Bố Hạ năm vừa qua xẩy việc cháy, nổ, khí ngạt gây chết nhiều ngƣời khai thác than trái phép (thổ phỉ) khai thác than có phép Vì việc cấp thiết khơng xin đƣợc kinh phí để thăm dị, hố nghiệm đơn vị khai thác phải có giải pháp định để giải triệt để vấn đề - Khoan thăm dị bổ sung vị trí có biến động cấu trúc vỉa làm cho vỉa than phình to đột ngột tạo ổ than mà khai thác gặp, kết hợp với việc hố nghiệm chất lƣợng mẫu than tìm nguyên nhân nhiệt lƣợng than khai thác giảm so với mẫu than thăm dò, nhằm bổ sung tài liệu cho cơng tác thăm dị phục vụ thiết kế khai thác tƣơng lai 75 KẾT LUẬN Với nhiệm vụ, mục tiêu luận văn đề học viên thu thập thông tin, xử lý phân tích kết có đƣợc kết hợp với sử dụng tổng hợp tài liệu phân tích chất lƣợng than Từ đƣa kết luận xác cấu trúc địa chất khu mỏ, đặc điểm hình thái chất lƣợng vỉa than nhằm phục vụ cho việc đánh giá trữ lƣợng mỏ đạt đƣợc hiệu kinh tế tốt mỏ khai thác Ngoài việc đánh giá biến động cấu trúc vỉa, chất lƣợng than vỉa luận văn nghiên cứu bổ sung tài liệu nghiên cứu vỉa phụ Từ đƣa đánh giá, nhận xét, so sánh vỉa vỉa phụ đồng thời có nhận định mức độ xác tài liệu thăm dị có trƣớc mà yêu cầu luận văn đề Từ kết nghiên cứu có đƣợc đƣa số kết luận sau: - Nhìn chung đặc điểm phân bố, hình thái đặc tính cấu trúc vỉa than mỏ Bố Hạ có cấu tạo dạng trụ vỉa, chiều dầy tƣơng đối ổn định, chiều hƣớng phình vùng trung tâm, vát mỏng đầu tây bắc, đông nam theo chiều cắm sâu - Cấu trúc vỉa có biến động định dẫn tới làm tăng chiều dầy vỉa than phần trữ lƣợng khai thác so với tài liệu thăm dị - Chất lƣợng than vỉa giảm đáng kể nhiệt lƣợng so với mẫu hoá nghiệm, phân tích cơng tác thăm dị - Bổ sung kết nghiên cứu sơ 04 vỉa phụ phát rõ trình khai thác tài liệu thăm dị trƣớc khơng đề cập nghiên cứu - Đề nghị nghiên cứu bổ sung nội dung đặc biệt thăm dị, hố nghiệm khí độc, khí cháy tài liệu thăm dị trƣớc chƣa thực - Đƣa phƣơng án thiết kế khai thác tối ƣu dựa trạng khai thác, tài liệu thăm dò kết nghiên cứu đề tài Các Đề án thực cơng tác thăm dị khơng thể tránh khỏi thiếu sót, bất cập, sai số, dẫn tới chất lƣợng tài liệu thăm dị khơng thể xác tuyệt đối Từ thực tế mỏ than Bố Hạ đƣợc khai thác phƣơng pháp lộ thiên phần trữ lƣợng, tác giả đƣa nghiên cứu kiểm chứng mức độ xác tài liệu thăm dị trữ lƣợng, chất lƣợng, nằm vỉa than bổ sung nghiên cứu nhằm củng cố thêm tài liệu thăm dò phục vụ thiết kế khai thác chế biến than thời gian tới 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơng ty Đơng Bắc- Bộ Quốc Phịng, Báo cáo, tài liệu cập nhật, địa chất, khai thác (1964-2001), Cơng ty CP Khống sản Bắc Giang, Báo cáo, tài liệu cập nhật địa chất khai thác (2001-2009), Đoàn địa chất 4, Sơ đồ địa chất vùng Bố Hạ tỷ lệ 1:25.000 (1959), Lƣu trữ địa chất Đồn kỳ Thuỵ (2001), Địa chất Khống sản tỷ lệ 1:200.000 tờ Lạng Sơn, Lƣu trữ địa chất, Hà Nội Nguyễn Trung nnk (1964), Báo cáo kết thăm dò tỉ mỉ mỏ than Bố Hạ-Hà Bắc (Bắc Giang), Đồn thăm dị 30, Tổng Cục Địa chất thực hiện, Lƣu trữ địa chất, Hà Nội Berna (1937), Kết thăm dị cơng trình hào, Lƣu trữ địa chất, Hà Nội E.patte(1927), Địa chất vùng Đông Bắc Bắc Bộ tỷ lệ 1: 200.000, Lƣu trữ địa chất, Hà Nội ... địa chất khu vực, đặc điểm cấu trúc kiến tạo nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm cấu trúc, chất lƣợng vỉa than mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Đối tƣợng nghiên cứu luận văn: vỉa than khu mỏ than. .. than Bố Hạ, Bắc Giang Phạm vi nghiên cứu: toàn khu mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu đặc điểm phân bố, yếu tố địa chất liên quan đến vỉa than mỏ than Bố Hạ, Bắc Giang. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC VỈA VÀ CHẤT LƯỢNG THAN MỎ BỐ HẠ, BẮC GIANG Chuyên nghành: Địa chất khống sản thăm dị Mã số: 60.44.59