Nghiên cứu phòng chống nước chảy vào hầm lò khai thác than bên dưới bãi thải trong mỏ than núi béo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYỄN HỮU HUẤN NGHIÊN CỨU PHÒNG CHỐNG NƯỚC CHẢY VÀO HẦM LÒ KHAI THÁC THAN BÊN DƯỚI BÃI THẢI TRONG MỎ THAN NÚI BÉO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYỄN HỮU HUẤN NGHIÊN CỨU PHÒNG CHỐNG NƯỚC CHẢY VÀO HẦM LÒ KHAI THÁC THAN BÊN DƯỚI BÃI THẢI TRONG MỎ THAN NÚI BÉO Chuyên ngành: Địa chất thủy văn Mã số : 60.44.63 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH Đặng Hữu Ơn TS Nguyễn Văn Chi Hà Nội - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình riêng chưa công bố công trình khác Các số liệu sử dụng cơng trình hồn tồn trung thực, vấn đề trích dẫn liên quan đến cơng trình đồng ý tác giả Hà Nội ngày tháng 10 năm 2012 Người cam đoan Nguyễn Hữu Huấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nhiệm vụ luận văn Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn Lời cảm ơn CHƯƠNG - ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC MỎ THAN NÚI BÉO 1.1 Điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.3 Đặc điểm khí hậu - thủy văn 1.1.4 Điều kiện kinh tế, xã hội 1.1.5 Giao thông 1.2 Điều kiện khai thác mỏ 1.2.1 Hiện trạng tài nguyên 1.2.2 Hiện trạng khai trường 14 1.2.3 Tổng mặt cơng trình mặt 16 1.3 Quy hoạch khai thác mỏ Núi Béo 16 CHƯƠNG - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN MỎ NÚI BÉO 2.1 Đặc điểm địa chất 19 19 2.1.1 Địa tầng 19 2.1.2 Kiến tạo 21 2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn 24 2.2.1 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Đệ tứ (Q) 24 2.2.2 Phức hệ chứa nước khe nứt trầm tích chứa than hệ 25 triát thống bậc nori-reti phụ hệ tầng Hòn Gai (T3 n-r hg 2) 2.3 Đặc điểm địa chất cơng trình CHƯƠNG - CÁC NGUỒN NƯỚC CHẢY VÀO MOONG VỈA 14, 11 VÀ HẦM LÒ MỎ NÚI BÉO 30 34 3.1 Khi khai thác lộ thiên 34 3.1.1 Nước mưa 35 3.1.2 Nước mặt 36 3.1.3 Nước đất 36 3.2 Khi khai thác hầm lò điều kiện moong khai thác lộ thiên đổ thải lấp đầy 38 3.2.1 Các nguồn nước chảy vào moong lộ thiên đổ thải lấp đầy 38 3.2.2 Các nguồn nước chảy vào mỏ hầm lò Núi Béo 40 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHI KHAI THÁC HẦM LÒ BÊN DƯỚI BỞI NƯỚC TÀNG TRỮ TRONG MOONG BÃI THẢI TRONG VỈA 14, 11 MỎ NÚI BÉO 49 4.1 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu ảnh hưởng q trình khai thác hầm lị tới lớp đất đá cơng trình mặt 49 4.1.1 Dịch chuyển biến dạng đất đá xung quanh lò chuẩn bị 49 4.1.2 Dịch chuyển biến dạng đất đá xung quanh lò chợ 50 4.2 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu ảnh hưởng trình khai thác hầm lị tới lớp đất đá cơng trình mặt theo phương 55 pháp thực nghiệm Trung Quốc 4.3 Dự tính ảnh hưởng nước tàng trữ bãi thải khai thác hầm lò mỏ Núi Béo 57 4.3.1 Dự tính Sụt lún bề mặt ảnh hưởng khai thác hầm lò 57 4.3.2 Dự tính ảnh hưởng khai thác hầm lị phương pháp thực nghiệm Trung Quốc 65 CHƯƠNG - CÁC GIẢI PHÁP NGĂN NGỪA NƯỚC CHẢY VÀO MỎ HẦM LÒ NÚI BÉO 70 5.1 Giải pháp chống thấm nước đáy bãi thải 71 5.1.1 Mục đích 71 5.1.2 Các biện pháp công nghệ chống thấm đáy bãi thải 71 5.2 Giải pháp ngăn chặn nước mưa ngấm chảy trực tiếp từ bề mặt moong bãi thải 76 5.3 Giải pháp thoát nước cưỡng từ bề mặt 78 5.3.1 Tính tốn số lượng giếng bơm nước 78 5.3.2 Lựa chọn vị trí xây dựng giếng nước 79 5.3.3 Giải pháp thi cơng giếng thoát nước 83 5.3.4 Quan trắc mực nước tàng trữ bãi thải 83 5.4 Giải pháp thoát nước cưỡng từ lò 84 5.5 Đề xuất giải pháp khai thác khu vực ảnh hưởng nước tàng trữ bãi thải 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 Kết luận 94 Kiến nghị 95 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Đặc trưng yếu tố khí tượng trạm Bãi Cháy (năm 2001 - 2010) Bảng 1.2 Phương pháp thoát nước mỏ Núi Béo khai thác lộ thiên 15 Bảng 2.1 Tổng hợp cốt cao mực nước tĩnh mỏ Núi Béo 25 Bảng 2.2 Tổng hợp kết xác định thông số Địa chất Thủy văn phức hệ chứa nước trầm tích chứa than (T3n-r hg 2) mỏ Núi Béo 28 Bảng 3.1 Tổng hợp kết bơm ép nước thí nghiệm lỗ khoan bãi thải 44 Bảng 3.2 Tổng hợp kết dự tính lượng nước chảy vào moong khai thác vỉa 14, 11 47 Bảng 3.3 Tổng hợp kết dự tính lượng nước chảy vào mỏ hầm lị Núi Béo 47 Bảng 4.1 Các góc dịch chuyển (độ) 60 Bảng 4.2 Tính tốn đại lượng dịch chuyển tuyến địa chất T.VII 64 Bảng 4.3 Tổng hợp kết tính tốn chiều cao vùng khe nứt dẫn nước theo phương pháp thực nghiệm Trung Quốc 68 Bảng 5.1 Khối lượng vật liệu sét chống thấm 72 Bảng 5.2 Khối lượng vật liệu sét, vải địa kỹ thuật (HDPE) chống thấm 74 Bảng 5.3 Bảng toạ độ chiều sâu dự kiến xây dựng giếng thoát nước bãi thải moong lộ thiên vỉa 14, 11 80 Bảng 5.4: Thông số lỗ khoan tháo nước lị 86 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢN VẼ Trang Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu Hình 1.2 Moong khai thác lộ thiên vỉa 14, 11 mỏ than Núi Béo tháng 5/2012 14 Hình 1.3 Sơ đồ khai thác hầm lò bãi thải vỉa 14, 11 17 Hình 1.4 Mặt cắt khai thác hầm lò moong bãi thải vỉa 14, 11 18 Hình 2.2 Bản đồ địa chất thủy văn khu mỏ Núi Béo 33 Hình 3.1 Khảo sát xuất lộ nước đất chảy vào moong vỉa 14, 11 mỏ Núi Béo ngày 16/5/2012 Hình 3.2 Khảo sát xuất lộ nước đất chảy vào moong vỉa 14, 11 mỏ Núi Béo ngày 29/8/2012 35 36 Hình 3.3: Mơ địa tầng chứa nước khu mỏ 44 Hình 4.1 Véc tơ ứng lực khối đất đá nguyên thuỷ độ sâu H 49 Hình 4.2 Sơ đồ xuất áp lực tựa 50 Hình 4.3 Phạm vi vùng chịu ảnh hưởng xung quanh lị chợ 50 Hình 4.4 Sơ đồ dịch chuyển 51 Hình 4.5 Sơ đồ tính tốn đại lượng dịch chuyển a Theo hướng dốc; b Theo đường phương 52 Hình 4.6 Sơ đồ xác định ranh giới vùng sập lở, nứt nẻ, uốn võng, lún bề mặt khai thác khống sản 56 Hình 4.7 Góc dịch chuyển đất đá khai thác lị chợ vỉa 11 mặt cắt tuyên VII - mỏ Núi Béo 61 Hình 4.8 Góc dịch chuyển đất đá khai thác lò chợ vỉa 10 mặt cắt tun VII - mỏ Núi Béo 62 Hình 4.9 Góc dịch chuyển đất đá khai thác lò chợ vỉa mặt 63 cắt tuyên VII - mỏ Núi Béo Hình 4.10 Lị chợ dự kiến khai thác vỉa 11, 10 mặt cắt tuyến VII - mỏ Núi Béo 66 Hình 5.1 Sơ đồ biện pháp chống thấm bãi thải moong vỉa 14, 11 đất sét 73 Hình 5.2 Sơ đồ biện pháp chống thấm bãi thải moong vỉa 14, 11 đất sét - vải địa kỹ thuật(HDPE) 75 Hình 5.3 Cấu tạo lớp gia cố chống thấm bãi thải vải địa kỹ thuật (HDPE) kết hợp rải sét 76 Hình 5.4 Sơ đồ biện pháp ngăn chặn nước mưa ngấm chảy trực tiếp từ bề mặt moong bãi thải 77 Hình 5.5 ống cống bê tơng đúc sẵn 81 Hình 5.6 Sơ đồ cấu trúc giếng bơm nước tàmg trữ bãi thải 82 Hình 5.7 Kết nối máy tính với Diver đặt cố định để lấy số liệu 83 Hình 5.8 Mơ Diver đặt ống nhựa 34 quan trắc 83 Hình 5.9 Cấu trúc lỗ khoan tháo nước lị 86 Hình 5.10 Sơ đồ bố trí cơng trình tháo khơ moong bãi thải vỉa 14, 11 87 Hình 5.11 Các cơng trình tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến V 88 Hình 5.12 Các cơng trình tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến VI 89 Hình 5.13 Các cơng trình tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến VIA 90 Hình 5.14 Các cơng trình tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến VIIA 91 -1MỞ ĐẦU Theo quy hoạch khai thác Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam (VINACOMIN), mỏ than Núi Béo khai thác vỉa 14 cánh Đông đến mức -135m, kết thúc khai thác vào năm 2012 khai thác vỉa 11 cánh Đông đến mức -135m, kết thúc khai thác vào năm 2015 Sau kết thúc khai thác lộ thiên, moong vỉa 14 11 đổ thải đến cao trình cốt nước tự chảy với tổng khối lượng đất đá thải 92,443 triệu m3 Đất đá thải có độ lỗ hổng lớn, sau lấp moong lộ thiên trở thành khu vực chứa nước có nguy ảnh hưởng đến khai thác hầm lò bên Các vỉa than khai thác hầm lị nằm bãi thải có trữ lượng công nghiệp 21,11 triệu tấn, chiếm 68,6% trữ lượng công nghiệp vỉa than khai thác công nghệ phá hoả Do vậy, để đảm bảo an toàn khai thác tối đa tài nguyên than công nghệ hầm lị, vấn đề cấp thiết có ý nghĩa nghiên cứu giảm thiểu tối đa ảnh hưởng nước tàng trữ bãi thải đến trình khai thác hầm lị phía Đây vấn đề có tính chất thời chưa đầu tư nghiên cứu sâu năm qua Do vậy, việc triển khai đề tài “Nghiên cứu phòng chống nước chảy vào hầm lò khai thác than bên bãi thải mỏ than Núi Béo” có ý nghĩa khoa học thực tiễn lớn thực tế sản xuất Tính cấp thiết đề tài Mỏ than Núi Béo kết thúc hoàn toàn khai thác lộ thiên vào năm 2015 Sau moong vỉa 14 11 đổ thải đến cao trình cốt nước tự chảy Đất đá thải có độ lỗ hổng lớn, sau san lấp, moong lộ thiên trở thành khu vực chứa nước lớn Mặt khác mỏ than Núi Béo triển khai thi công cặp giếng đứng theo dự án “Đầu tư xây dựng công trình khai thác hầm lị mỏ than Núi Béo” Các vỉa than huy động khai thác hầm lò - 85 gốc 76 chống ống lọc thu nước địa tầng đá thải đáy bãi thải 76 (xem hình 5.9) Dự kiến vị trí khối lượng lỗ khoan tháo nước xem bảng 5.4 - Lỗ khoan tháo nước số (LK.01): khoan từ mức -210 lò thượng vận tải -240  -210 lên mức -120 moong vỉa 14, chiều dài lỗ khoan 165m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.02): khoan từ mức -200 lị dọc vỉa than thơng gió -200 lên mức -117 moong vỉa 14, chiều dài lỗ khoan 175 m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.03): khoan từ mức -230 lị dọc vỉa than thơng gió -230 lên mức -115 moong vỉa 14, chiều dài lỗ khoan 195m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.04): khoan từ mức -215 lị chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 11 lên đáy moong vỉa 14, chiều dài lỗ khoan 190m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.05): khoan từ mức -200 lò chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 11 lên đáy moong vỉa 14, chiều dài lỗ khoan 180m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.06): khoan từ mức -180 lò chợ dọc vỉa vận tải vỉa 11 lên đáy moong vỉa 14, chiều dài lỗ khoan 105m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.07): khoan từ mức -145 lò chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 10 lên đáy moong vỉa 11, chiều dài lỗ khoan 60m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.08): khoan từ mức -230 lò chợ dọc vỉa than vận tải vỉa 10 lên đáy moong vỉa 11, chiều dài lỗ khoan 120m - Lỗ khoan tháo nước số (LK.09): khoan từ mức -175 lị chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 10 lên đáy moong vỉa 11, chiều dài lỗ khoan 90m - Lỗ khoan tháo nước số 10 (LK.10): khoan từ mức -170 lị chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 10 lên đáy moong vỉa 11, chiều dài lỗ khoan 130m - 86 Bảng 5.4 Thông số lỗ khoan tháo nước lị Đường Đường kính Chiều Góc Phương kính ống chống, dài, m dốc, độ vị, độ khoan, mm mm TT Tên lỗ khoan Vị trí khoan LK.01 Lị thượng vận tải -240  -210 93 76 165 33 117 LK.02 Lò dọc vỉa than thơng gió -200 93 76 175 28 3 LK.03 Lị dọc vỉa than thơng gió -230 93 76 195 36 LK.04 Mức -215 lò chợ dọc than thơng gió vỉa 11 93 76 190 40 152 LK.05 Mức -200 lò chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 11 93 76 180 40 117 LK.06 Mức -180 lò chợ dọc vỉa vận tải vỉa 11 93 76 105 23 134 LK.07 Mức -145 lị chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 10 93 76 60 25 60 LK.08 Mức -230 lò chợ dọc vỉa than vận tải vỉa 10 93 76 120 22 157 LK.09 Mức -175 lị chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 10 93 76 90 26 41 10 LK.10 Mức -170 lị chợ dọc vỉa than thơng gió vỉa 10 93 76 130 16 15 Hình 5.9 Cấu trúc lỗ khoan tháo nước lò 1- ống lọc; 2- ống chống; 3- Mặt đế gia công lỗ khoan + ống định hướng 4- Van điều chỉnh lưu lượng nước - 87 - Hình 5.10 Sơ đồ bố trí cơng trình tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 (in A3) - 88 - mặt cắt địa chất tuyến v LK-B529 151.07 T LK-563 LK-59 LK-567 LK-530 LK-1756 70.15 69.52 69.00 69.77 71.33 LK-537 10 3.0 35.34 LK-73 + 37,90 LK-NB11 1.4 11 33.72 § 28.22 7.61 13°(13°) 35°(5°) 47.01(6.21 11 )40.80 20°(20°) 31.80 0.5 186 60 40 10°(10°) -48.40 3.8 3( 0.4 )43 5.44 0.6 ( )4.8 -50 30 00 20°(20°) 42 56 18 81 27.7 9( 12.3 21 )13 5.4 80 44.30 105 30 19.4 132.50 16.57 27.19( )10.62 135.70 66 126 00 160.10 3.84)6.9 3( 3.10)18.8 8( 108.50 -50 90 140 -100 10 142.25 10.8 171.00 -100 21.9 12°(12°) 59 87 28 (1 73 ) 31 14 89.40 4( 4.87 )14 -46.68 12°(12°) 167 10°(10°) 6.66 30 -150 80 31 5.0 0.8 181 0.5 13.1 3( 08 )12 50°(50°) 191 192.80 209 70 70 203 207.90 204 8.7 10 05 -150 231.20 240.00 323.00 14.7 -200 -250 199.90 249 254 -200 80 00 3.4 301 -250 05 305 80 4.0 305.20 315.0 240.00 -300 7.3 -300 -350 -350 -400 -400 §-êng kÕt thóc khai thác lộ thiên Đ-ờng dự kiến kết thúc đổ thải Lò chợ khai thác Lỗ khoan tháo n-ớc lò, tên lỗ khoan Hỡnh 5.11 Cỏc cụng trỡnh thỏo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt ct tuyn V - 89 mặt cắt địa chất tuyến vi T LK.NT-B528 LK-543 104.69 79.84 17.50 NBHL- 37 LK-NB11-7 +17.41 11.64 12 1.4 1(.0 2)1 47 30 F m o g pl a 64.60 64.65 34.39 100.36 lk-568 lk-1781 65.56 69.64 LK-576 51.26 LK-591 28.28 LK-NB11-9 LK-92 42.69 LK-581 14 15 -50 5.8 1.0 38.00 20°(20°) 4.5 0( 0.2 )46 15 24 17 2.7 97.70 17.67 1.04 ( )16 63 1.5 60.00 0.44)2.67 103.3 3.11( 106.3 155 70 158 85 304 -100 186.20 304 123 50 135.20 137.00 13.3 9( 27 )12.12 1.77 282 300 -200 1.91 179.40 175.95 14°(14°) 28°(28°) -150 212 80 214 00 22 182.30 216.30 199.20 182.3 199.20 200.55 40 156 60 158 1.17 70 127 55 131 13°(10°) 30°(20°) 28°(22°) 1.50)4.06 5.56( 116.60 0.66)3.58 ( 4.24 122.90 00 110 15.2 5( 61 )14 210.80 64 0.35 4.06( )3.71 307.80 20°(17°) 299.40 23°(19°) 191.30 2.77 1.82)5.75230.80 7.57( 234.00 259.40 21°(29°) 22°(18°) 0.91)4.46 5.37( 304 339.30 340.30 310 -300 4.6 6 352 -250 333.60 0.96 30°(26°) 80 339 301.00 356.20 1.03)7.90 8.93( 387 00 388 70 347 1.56 5.0 1.0 ( )4.0 259.5 50 308 316.50 7.5 32°(28°) 485 20 494 50 516 50 517 50 -450 -300 00 299 267.0 -400 -150 -200 5.45 186.0 191.8 0.64 -250 -100 195.90 246.00 267.50 -50 28°(22°) 50 114 240.40 00 12°(9°) 3.10 35.00 38.30 131.60 1.77 5.44( )3.6 50.56 149.45 1.00 40 293.4 294.1 -350 50°(42°) 45.00 § 18.81 NBHL-11 -22.22 LK-100 36.83 0.50 n e LK-21 LK-95 n LK-1763 81.76 0.35 2.60( )2.25 34 LK-565 LK-547 16 7.90(1.02 )6.88 F.m o ng 0.85 390 49 pla ne 2(.0 4)1 86 4.8 -400 70 509 -450 80 28°( 4.98 -350 26°) 395 -500 577 60 578 15 -500 0.47 -550 -550 Đ-ờng kết thúc khai thác lộ thiên Đ-ờng dự kiến kết thúc đổ thải Lò chợ khai thác Lỗ khoan tháo n-ớc lò, tên lỗ khoan Hỡnh 5.12 Các cơng trình tháo khơ moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến VI - 90 mặt cắt địa chất tuyến viA lk-B228 108.86 F 70 30 73 00 2.2 m on g pl an e NBHL-17 lk-BS17 58.63 33.96 20.0 24.0 3.8 lk-NB11-13 -1.30 lk-570 lk-577 33.83 29.08 lk-BS18 41.80 lk-569 lk-571 84.24 88.12 lk-590 38.24 NBHL-18 17.70 lk-NB11-6 7.18 87.30 15°(8°) 56 00 78.40 79.40 10° NBHL-34 60 40 0.97 31.00 -50 -100 17.5 8( 47 )11 11 159 20 58.7 5.55 15.78( )10.23 96.00 97.30 75.30 51 40 25°(30°) NBHL-35 141 00 0.92)9.66 8( 10.5 40° 61.50 31.08(15.68 )15.40 103.50 37 15.5 )22 7( 16 93.20 37.8 18° 130.00 134.50 13 9.9 20° 174.00-181.60 136.20 191.10 140.40 149.00 74 0.20 )6 94( 00 144 00 164 1.63)8.81 10.44( 30 179 201.65 1.51)6.67 8.18( -150 176 5.80 284 40 -200 217.00 -150 235.10 70 13.5 3.2 2( )10.2 -100 127.3 00 0.29)6.31 6.60( 209.20 198.50 217.00 205.30 -200 0.68 173.00 302.00 -250 120.4 4.60 184 27 8.4 238.0 -50 4.78 )4.9 ( 9.75 1.07)5.62 6.69( 00 200 00 205 40.70 50.60 80 131 15.11( 2.27 )12.84 7.05 0.6 ( )6.3 -59.04 21.03 42.79( 19 )21.76 11 6.4 143.80 244.0 9.61)0.00 9.61( 23°(23°) -35.71 173.70 -250 5.99 308.20 321.00 -300 0.29)3.98 4.27( 27 8.4 284 5.80 0.5 ( )5.2 40 319.50 323.90 8.89 284.40 -350 -350 350.00 -400 -400 -450 -450 385.00 §-êng kÕt thóc khai thác lộ thiên -300 332.00 278.4 Đ-ờng dự kiến kết thúc đổ thải Lò chợ khai thác Lỗ khoan tháo n-ớc lò, tên lỗ khoan Hỡnh 5.13 Các cơng trình tháo khơ moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến VIA - 91 mỈt cắt địa chất tuyến viiA T LK-NBHL-02 LK-598 93.74 LK-579 94.45 LK-582 71.43 LK-NB11-2 V.11( 8) 42.5 60.0 16.1 0( 40 )12 LK-580 66.62 43.63 26.63 16.09 70 LK-585 64.22 LK-BS12 49.20 LK-NB11-8 83.70 LK-595 NBHL-38 NBHL - 24 ® 11.30 -25.8 NBHL21 -45.75 31.20 -50 146.60 148.40 164 167 40 V.13 (10) 2.67 109 117 2.48 19.61( )17.13 50 60 136.20 174.60 135.20 -100 NBHL - 23 13.79 40.75( 12 )26.96 78.40 LK-NBHL-08 -71.92 113.40 16.52 43.78( 18 )27.26 V.14(11) -75.80 9.40)11.36 ( 20.76 11 48.42(24.55 10 )23.87 134.00 11) V.14( 156.00 128.40 144.40 3.93 148.70 -150 V.13(1 0) 190.20 195.90 325 341 218 60 120 50 14.3 2(7.16 )7.1 40 3.0 40 4.2 275.00 F mo ng pl an e 0.5 460.00 13.3 V.6 (3) -200 00 V.9(6) 6.89( 0.48 6.66( )6.18 0.49 )6.40 -250 283.50 V.9(6) 273.30 00 221 -150 V.10 (7) 20 184 5.31 177 0.89 )4.33 5.22( 188.10 191.40 50 186 50 187 266.10 -350 V.10 (7) 50 -100 1.18 125.90 0.97 300.00 216 1.0 435 434 30 70 V.11(8) 1.26 )5.32 6.58( 00 126 6.00 -50 64.40 20 231.70 0.58 5.02( )4.44 1.38 2.86 61.50 30 115 50 222 1.84 6.28( 273.60 70 V.7 (4) -300 111 2.35 210.00 V.11 (8) -200 0) V.13(1 124.70 0.29 )5.7 5.99( 185.50 5.61 170.00 219.00 3.28 44.8 48.8 139.00 193.00 157.90 8.21 -250 13.07 30.97( )17.90 105.60 1.74 7.83( )6.09 1.74 290.50 7.92 V.7(4) 281.50 50 -300 V.10 (7) 273.00 1.97 )13.1 15.07( V.7(4) 340 1.64 )11.40 13.04( -400 381.50 V.7(4) 343.50 39 5.00 V.7(4) -400 408.10 0.98 448.00 -450 0.48 )1.45 1.93( -350 392.80 449.00 460 -450 440.00 3) V.6( 402 -500 442.00 470 §-êng kÕt thóc khai thác lộ thiên Đ-ờng dự kiến kết thúc đổ thải Lò chợ khai thác -500 Lỗ khoan tháo n-ớc lò, tên lỗ khoan Hỡnh 5.14 Cỏc cụng trỡnh tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11 Mặt cắt tuyến VIIA - 92 5.5 Đề xuất giải pháp khai thác khu vực ảnh hưởng nước tàng trữ bãi thải Các vỉa than huy động khai thác hầm lò nằm bãi thải mỏ lộ thiên gồm vỉa 11, 10, Qua kết dự báo vùng ảnh hưởng khai thác phần vỉa 10 phần cánh Tây đứt gãy mongplane, vỉa 11 phần nằm bị ảnh hưởng nước tàng trữ bải thải khai thác công nghệ phá hỏa toàn phần gây nguy bục nước Do vậy, để khai thác tối đa tài nguyên đảm bảo an toàn cho khai thác vỉa than hầm lị phía bãi thải, đề tài kiến nghị lựa chọn giải pháp khai thác vỉa 10 phần cánh Tây đứt gãy mongplane, vỉa 11 khu vực bị ảnh hưởng nước tĩnh đọng bãi thải sau: + Khai thác vỉa 10 phần cánh Tây đứt gãy mongplane, vỉa 11 khu vực bị ảnh hưởng nước tĩnh đọng bãi thải vào cuối đời mỏ + Trước khai thác phải kiểm tra lại công tác tháo khô, quan trắc, đảm bảo moong bãi thải tiến hành khai thác + Khai thác cơng nghệ chèn lị toàn phần Nhận xét: + Giải pháp chống thấm đáy bãi thải biện pháp rải lớp sét toàn đáy moong biện pháp sử dụng lớp chống thấm vải địa kỹ thuật (HDPE) kết hợp rải sét, mặt kỹ thuật tốt phù hợp với điều kiện thực tế khai thác mỏ Núi Béo Nhưng thực tế thi cơng khơng khả thi khơng có nguồn cung cấp đất sét với khối lượng lớn tính tốn bảng 5.1, bảng 5.2 + Để ngăn ngừa nước tàng trữ moong bãi thải vỉa 14, 11 thấm chảy vào hầm lò khai thác bên phòng chống nguy bục nước mỏ hầm lò khai thác đáy moong Đề tài đưa giải pháp tháo khô moong bãi thải vỉa 14, 11, sử dụng tổ hợp giải pháp: Chống thấm - 93 nước bề mặt bãi thải trong, thoát nước cưỡng từ bề mặt, nước cưỡng từ lị, quan trắc nước tàng trữ bãi thải Đồng thời kiến nghị giải pháp khai thác hầm lò khu vực vỉa 10, 11 bị ảnh hưởng nước tàng trữ moong bãi thải vào cuối đời mỏ khai thác cơng nghệ chèn lị tồn phần - 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Từ kết nghiên cứu rút số kết luận sau: Lưu lượng nước chảy vào moong bãi thải vỉa 14, 11 trường hợp moong bãi thải không thực giải pháp chống thấm bề mặt đáy moong 314.170,4 m3/ng, trường hợp moong bãi thải vỉa 14, 11 thực biện pháp chống thấm 73.776,5 m3/ng Lượng nước lớn tàng trữ bãi thải 13.866.450 m3 Lưu lượng nước chảy vào hầm lò mức -140 trường hợp moong bãi thải vỉa 14, 11 tháo khô 4.000,3 m3/ng, không tháo khô 1.730.397 m3/ng Lưu lượng nước chảy vào hầm lò mức -350 trường hợp moong bãi thải vỉa 14, 11 tháo khô 12.932,6 m3/ng, không tháo khơ 3.668.964 m3/ng Kết tính tốn dự báo đại lượng dịch chuyển phương pháp vùng tương tự giáo sư Kazacopski D A - Liªn bang Nga mặt cắt tuyến VII thấy độ lún cực đại max đáy moong khai thác vỉa 11 cơng nghệ phá hỏa tồn phần 2,72m, vỉa 10 2,574m, vỉa 3,731m Kết dự báo chiều cao vùng khe nứt dẫn nước mặt cắt tuyến VII theo phương pháp thực nghiệm Trung Quốc, cho thấy khai thác phần vỉa 10 phía Tây đứt gãy F.Mongplane vỉa 11 vùng khe nứt dẫn nước hầu hết phát triển lên đến đáy moong bãi thải vỉa 14, 11 Theo kết tính tốn lượng nước chảy vào lò mức -140 trường hợp moong bãi thải vỉa 14, 11 không tháo khô lớn 433 lần so với trường hợp bãi thải tháo khô Mức -350 lưu lượng nước chảy vào hầm lò trường hợp moong bãi thải không tháo khô lớn 284 lần - 95 so với trường hợp bãi thải tháo khô Mặt khác theo kết tính tốn khai thác vỉa 10 phần phía Tây đứt gãy F.Mongplane vỉa 11 vùng khe nứt dẫn nước phát triển lên đến đáy moong bãi thải vỉa 14, 11 gây nguy bục nước Do để ngăn ngừa nước chảy vào hầm lò ngăn ngừa nguy bục nước tàng trữ moong bãi thải vỉa 14, 11 vào hầm lò Núi Béo đối tượng ngăn ngừa nước tàng trữ moong bãi thải vỉa 14, 11 Để ngăn ngừa nước tàng trữ moong bãi thải vỉa 14, 11 đề tài sử dụng tổ hợp giải pháp: Chống thấm nước bề mặt bãi thải trong, thoát nước cưỡng từ bề mặt, thoát nước cưỡng từ lò, quan trắc nước tàng trữ bãi thải trong, đề xuất khai thác hầm lò khu vực vỉa 10, 11 bị ảnh hưởng nước tàng trữ moong bãi thải vào cuối đời mỏ khai thác cơng nghệ chèn lị tồn phần Kiến nghị: Ngành than khai thác ngày xuống sâu hơn, việc khai thác hầm lò đáy moong bãi thải ngày phổ biến với quy mô lớn (dự án khai thác hầm lò mỏ Khe Chàm II - IV, dự án khai thác xuống sâu mỏ Hà Lầm ) Nghiên cứu phòng chống nước cho mỏ hầm lò khai thác bên moong bãi thải vấn đề mang tính thời ngành than Do vậy, đề tài moong quan tâm đóng góp ý kiến Thầy Cô, chuyên gia bạn bè đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện + Cần có nhiều cơng trình nghiên cứu phịng chống nước cho mỏ hầm lò khai thác bên moong bãi thải nữa, để từ đưa nhiều giải pháp tối ưu điều kiện khai thác cụ thể - 96 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Nguễn Văn Chi, Nguyễn Hữu Huấn, Trần Tuấn Anh (2009), “Khai thác than hầm lò đối tượng chứa nước”, hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XX - Hội Khoa học Công nghệ Mỏ Viêt Nam, pp.73-80 Luu Van Thuc, Le Xuan Thu, Do Kien Cuong, Nguyen Huu Huan (2012), “Research on suitable solutions for slope stability at Na Duong surface coal mine”, Proceedings of the 2th international conference on advances in mining and tunneling 23-25 august 2012, Ha Noi, Viet Nam Anvances in mining and tunneling, pp.323-328 Nguyễn Xuân Thảo, Nguyễn Tử Vinh, Nguyễn Hữu Huấn (2012), “Kết áp dụng công nghệ khoan tháo nước hầm lị nhằm đảm bảo an tồn khai thác giảm thiểu nguy bục nước mỏ than Mạo Khê”, năm thứ XVI - Địa kỹ thuật - Liên hiệp hội Khoa học Kỹ thuật Việt Nam, pp 51-56 - 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Tuấn Anh (2009), Báo cáo kết tính chuyển đổi cấp trữ lượng cấp tài nguyên khu mỏ than Hà Lầm Công ty Cổ phần Công nghệ, Môi trường than - KS Vit Nam Nguyễn Đình Bé, V-ơng Trọng Kha (2000), dịch chuyển biến dạng đất đá NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội on Vn Cánh (chủ biên), Bùi Học, Hoàng Văn Hưng, Nguyễn Kim Ngọc (2002), Các phương pháp điều tra địa chất thủy văn, NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội Đồn Văn Cánh, Phan Ngọc Cừ, Đặng Hữu Ơn (1982), Hướng dẫn phương pháp thăm dò đánh giá trữ lượng khai thác nước đất để cung cấp nước NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội Nguyn Vn Chi (2005), Áp dụng cơng nghệ phịng chống bục nước mỏ than hầm lò Việt Nam Hợp tác Viện KHCN Mỏ Vinacomin với tập đoàn JCOAL Nhật Bản thc hin ti m than Mo Khờ Nguyễn Văn Chi nnk (2007), Quy hoạch phân vùng địa chất thuỷ văn theo nguy bục n-ớc phục vụ khai thác an toàn mỏ than hầm lò Quảng Ninh tíi 2010 Viện KHCN Mỏ - Vinacomin Nguyễn Văn Chi nnk , (2008), Quan trắc động thái nước ngầm tàng trữ bãi thải bên mỏ than hầm lò Bắc Cọc Sáu đề xuất giải pháp xử lý giảm nguy bục nước, ngập lò, Viện KHCN Mỏ- Vinacomin Nguyễn Văn Chi nnk (2009), Nghiên cứu đánh giá chiều cao phát triển vùng khe nứt dẫn nước bên lò chợ khấu than phá hỏa tồn phần mỏ than hầm lị Quảng Ninh”, báo cáo đề tài Bộ Công Thương Viện KHCN Mỏ - Vinacomin - 98 Trương Đức Dư (2010), Thiết kế sở - Dự án Đầu tư xây dựng cơng trình khai thác hầm lị mỏ than Núi Béo Viện KHCN Mỏ - Vinacomin phối hợp với viƯn Giprosaxt Nga thiết kế 10 Nguyễn Hịa, Vũ Cơng Chân (1967), Báo cáo thăm dị nâng cấp trữ lượng vỉa 11 phân khu Hà Tu - Hà Lầm Đồn 9E - Liên đồn thăm dị Tổng cục Địa chất 11 Đặng Hữu Ơn (1998), Phương pháp dự báo lượng nước chảy vào cơng trình khai thác khống sản NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội 12 Đặng Hữu Ơn (2002), Phương pháp đánh giá tổng dòng chảy đến cơng trình khai thác khống sản NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 13 Đặng Hữu Ơn (2002), Phương pháp tính tốn địa chất thủy văn phục vụ cho tháo khô mỏ NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 14 Đặng Hữu Ơn (2003), Tính tốn Địa chất thủy văn NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 15 Lê Khánh Thiện (1981), Báo cáo thăm dò bổ sung khu Hà Tu – Hà Lầm (trữ lượng tính đến ngày 31/12/1980) Đoàn 905 - Liên Đoàn - Tổng Cục Địa chất 16 Đỗ Ngọc Tước (2010), Thiết kế sở - Dự án mở rộng nâng công suất khai thác lộ thiên mỏ than Núi Béo vỉa than V14, V13, V10 Viện KHCN Mỏ - Vinacomin 17 Lưu Văn Thực (2009), Các giải pháp khai thác - đổ thải thoát nước tiến tới kết thúc khai thác lộ thiên vùng Hòn Gai Viện KHCN Mỏ Vinacomin 18 Nguyễn Tam sơn (2007), Xây dựng hệ thống quan trắc sụt lún bề mặt địa hình khu vực khai thác hầm lò mỏ than Hà Lầm Viện KHCN Mỏ - Vinacomin - 99 19 P.P Klimentov (1977), Phương pháp điều tra Địa chất thủy văn Tổng cục địa chất 20 Vũ Ngọc Kỷ, Nguyễn Thượng Hùng, Tôn Sỹ Kinh Nguyễn Kim Ngọc (2008), Địa chất thủy văn đại cương NXB Giao thơng vận tải 21 Hồng Kim Phụng (2000), Địa chất thủy văn tháo khô mỏ khống sản cứng NXB Giao thơng vận tải 22 Quy phạm bảo vệ cơng trình bề mặt đối tượng tự nhiên khai thác bên khoáng sàng than (1981), Liên Xô ... thải lấp đầy 38 3.2.2 Các nguồn nước chảy vào mỏ hầm lò Núi Béo 40 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHI KHAI THÁC HẦM LÒ BÊN DƯỚI BỞI NƯỚC TÀNG TRỮ TRONG MOONG BÃI THẢI TRONG VỈA 14, 11 MỎ NÚI BÉO... trình mỏ than Núi Béo Chương 3: Các nguồn nước chảy vào moong vỉa 14, 11 hầm lò mỏ Núi Béo Chương 4: Nghiên cứu ảnh hưởng khai thác hầm lò bên nước tàng trữ moong bãi thải vỉa 14, 11 mỏ Núi Béo. .. nước chảy vào bãi thải Đó nước mưa, nước mặt nước đất Theo quy hoạch, kết thúc khai thác lộ thiên, mỏ than Núi béo khai thác Hầm lò bên bãi thải moong lộ thiên Vì nguồn nước mặt trì khu vực bên