Bài báo trình bày đánh giá khả năng khai thác hỗn hợp lộ thiên – hầm lò mỏ đồng sin quyền Tổng Công ty Khoáng Sản. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài viết này.
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHAI THÁC HỖN HỢP LỘ THIÊN – HẦM LÒ MỎ ĐỒNG SIN QUYỀN – TỔNG CƠNG TY KHỐNG SẢN TS Đoàn Văn Thanh, TS Phạm Trung Nguyên Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: TS Lưu Văn Thực Tóm tắt: Bài báo trình bày đánh giá khả khai thác hỗn hợp lộ thiên – hầm lị mỏ đồng sin quyềnTỏng Cơng ty Khống Sản Mở đầu Mỏ đồng Sin Quyền mỏ khai thác lộ thiên lớn Tổng cơng ty Khống sản TKV – CTCP Theo thiết kế phê duyệt, mỏ đồng Sin Quyền khai thác với cơng suất 2,0÷2,5 triệu tấn/năm, trữ lượng tài nguyên huy động vào khai thác lộ thiên đến mức -188 m 22,66 triệu tấn, phần biên giới khai thác 13,76 triệu tấn, thời gian kết thúc khai thác mỏ năm 2026 Do đó, yêu cầu cần thiết cấp bách phải có giải pháp khai thác tối đa phần trữ lượng nằm bờ mỏ, đáy khai trường Để khai thác phần trữ lượng tài ngun đồng cịn lại sử dụng giải pháp: Tiếp tục xuống sâu khai thác phương pháp lộ thiên, hầm lò khai thác đồng thời lộ thiên hầm lò Tuy nhiên, đưa vào khai thác lộ thiên - hầm lị khống sàng, tác động qua lại lộ thiên hầm lò phức tạp, gây ảnh hưởng tới mức độ an tồn sản xuất khơng có trình tự khai thác giải pháp kỹ thuật phù hợp Trong báo này, tác giả đề cập số vấn đề có liên quan đến khả khai thác hỗn hợp lộ thiên - hầm lò mỏ đồng Sin Quyền Điều kiện tự nhiên mỏ đồng Sin Quyền Quặng đồng Sin Quyền có nguồn gốc nhiệt dịch, chiều dài khoảng 2.870 m, rộng khoảng 800 m, gồm 17 thân quặng Hình thái thân quặng dạng mạch chuỗi, thấu kính, tách nhánh, buồng Các thân quặng chủ yếu phân bố đá biến chất trao đổi đá gơnai biotit, có độ cứng f = - 11, chiều sâu lớn -550 m (thân quặng 7), chiều dày từ 3,5 ÷ 14 m, góc cắm trung bình 820 Đá vây quanh chủ yếu thân quặng 20 đá gơnai biotit bị migmatit hóa, nằm bên phần rìa thân quặng thân quặng, đá vỡ vụn, không ổn định, độ cứng f = ÷ 11 Vùng mỏ nằm đới núi thấp ven bờ sơng Hồng, cách sơng Hồng 500 ÷ 1.000 m, độ cao tuyệt đối từ +100 đến +400 m Lượng mưa trung bình hàng năm vùng 1.798 mm, lượng mưa ngày lớn 212 mm Suối Ngòi Phát suối lớn khu mỏ, chạy cắt ngang, chia mỏ thành khu: khu Đông khu Tây [1] Tổng quan tình hình áp dụng phương pháp khai thác hỗn hợp lộ thiên - hầm lò mỏ quặng giới Cho đến nay, khai thác hỗn hợp hầm lò - lộ thiên áp dụng 400 mỏ giới như: mỏ Cibaicki, Krivorozski (LB Nga), Santa-Bacbara (Italia), Phutrik (Tiệp Khắc), mỏ Kiruna (Thụy Điển), mỏ Kidd Krig (Mỹ), Pikhôsanmi (Phần Lan), … [2] Việc khai thác khoáng sàng đồng thời phương pháp lộ thiên hầm lò có quan, ảnh hưởng trực tiếp lẫn Để tổ chức khai thác đảm bảo an toàn, hiệu giảm tổn thất tài nguyên, tùy theo điều kiện mỏ, trình tự khai thác thực sau: - Khai thác theo trình tự chuyển từ lộ thiên sang hầm lị (hình 1); - Khai thác theo trình tự chuyển từ hầm lị sang lộ thiên (hình 2); - Khai thác đồng thời hai phương pháp hầm lị lộ thiên (hình 3) Mối quan hệ khai thác lộ thiên hầm lò Khi tiến hành khai thác khoáng sàng phương pháp hỗn hợp lộ thiên - hầm lị ảnh hưởng trực tiếp lẫn phức KHCNM SỐ 1/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN THÔNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Hình Các sơ đồ mở vỉa, chuẩn bị khai trường chuyển từ lộ thiên sang hầm lò biên giới mỏ lộ thiên, thân quặng, giếng vận tải, giếng thông gió, hào (lị) vận tải Hình Sơ đồ khai thác phối hợp chuyển tiếp mỏ Bliavinck thấy: + Các ảnh hưởng khai lộ thiên đến khai thác hầm lị gồm: Ảnh hưởng sóng chấn động từ vụ nổ mìn lộ thiên, ảnh hưởng nước moong lộ thiên; + Các ảnh hưởng khai thác hầm lò tới khai thác lộ thiên gồm: sụt lún bề mặt, giảm yếu phá hủy cấu trúc đất đá bờ mỏ, giảm ổn định bờ mỏ Nghiên cứu lựa chọn biên giới khai thác lộ thiên – hầm lò hợp lý Biên giới mỏ xác định theo nguyên tắc: Khai thác tối đa tài ngun khống sản phục vụ cơng tác chế biến quặng; Đảm bảo an tồn, mơi trường trình khai thác; Đảm bảo giá thành khai thác nhỏ giá bán Kinh nghiệm khai thác mỏ lộ thiên hầm lò giới cho thấy: thời kỳ đầu phương pháp khai thác hầm lị có giá thành cao phương pháp lộ thiên Tuy nhiên, đến độ sâu khai thác định (HLT) phương pháp lộ thiên có giá thành cao phương pháp hầm lị Do đó, từ lộ vỉa đến chiều sâu HLT khai thác lộ thiên, từ chiều sâu HLT trở xuống khai thác hầm lò Tại chiều sâu khai thác HKT có tổng chi phí khai thác quặng (bao gồm lộ thiên hầm lị) giá bán quặng thương phẩm độ sâu chiều sâu kết thúc khai thác mỏ Chiều sâu kết thúc khai thác lộ thiên khi: Chiều sâu kết thúc khai thác mỏ lộ thiên -hầm lò khi: Hình Sơ đồ trình tự khai thác hỗn hợp lộ thiên hầm lò thân quặng dốc đứng biên giới kết thúc lộ thiên, khu vực giáp ranh lộ thiên - hầm lò, khu vực khai thác hầm lò, đất đá phá hỏa, giếng đứng tạp Các tác động cần nghiên chi tiết nhằm tìm giải pháp phù hợp để giảm thiểu tác động tiêu cực chúng Kết nghiên nhà khoa học nước cho Trong đó: CLT, CHL - giá thành khai thác phương pháp lộ thiên hầm lị, đ/t; Cb giá bán trung bình quặng thương phẩm, đ/tấn; QLT, QHL- trữ lượng quặng khai thác phương pháp lộ thiên hầm lò, Kết tính tốn cho thấy: Chiều sâu khai thác chuyển từ lộ thiên sang hầm lị khu Đơng mỏ Sin Quyền mức -212 m (hình 4) Căn vào kết đánh giá ảnh hưởng qua lại lộ thiên - hầm lò giá thành khai thác lộ thiên, hầm lò với chiều sâu khai thác thể KHCNM SỐ 1/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 21 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ hình 4, biên giới mỏ đồng Sin Quyền lựa chọn sau: Hình Sự phụ thuộc giá thành khai thác quặng lộ thiên, hầm lò vào chiều sâu khai thác - Khu Đông: Từ mức -212 m trở lên, khai thác phương pháp lộ thiên; từ mức -212 trở xuống khai thác hầm lò - Khu Tây: Tiếp tục xuống sâu khai thác lộ thiên đến mức +4 Cụ thể phương án khai thác lộ thiên, hầm lị mỏ Sin Quyền thể hình Kết tổng hợp tiêu biên giới khai trường mỏ đồng Sin Quyền tổng hợp bảng Các giải pháp đảm bảo an toàn khai thác hỗn hợp lộ thiên – hầm lò 6.1 Xác định chiều dày trụ bảo vệ (lớp đệm) khai thác hỗn hợp lộ thiên - hầm lị (Hd) Hình Phương án khai thác lộ thiên, hầm lị khu Hình Phương án khai thác lộ thiên, hầm lị khu Đơng mỏ Sin Quyền Tây mỏ Sin Quyền Bảng Kết tổng hợp tiêu biên giới khai trường mỏ đồng Sin Quyền Giá trị So sánh TT Tên mỏ Đơn vị Theo TK phê Đề xuất Tăng (+); duyệt đề tài giảm (-) Khu Đông Phương pháp khai thác LT LT+ HL Cốt cao kết thúc khai thác -188 -370 182 Cốt cao đáy mỏ lộ thiên -188 -212 24 3 68.866 85.276 16.410 Khối lượng đất bóc lộ thiên 10 m 16.250 17.246 996 Khối lượng quặng NK 103 t Khối lượng quặng hầm lò 103 t 7.599 7.599 16.250 24.845 8.595 Tổng KL quặng LT+HL 103 t Hệ số bóc trung bình m3/t 4,24 4,94 Khu Tây Phương pháp khai thác LT LT Cốt cao kết thúc khai thác 46 42 Khối lượng đất bóc lộ thiên 103 m3 29.978 67.217 37.239 6.737 10.703 3.966 Khối lượng quặng NK 103 t 4,45 6,28 Hệ số bóc trung bình m3/t Tổng tồn mỏ 98.844 152.493 53.649 Khối lượng đất bóc lộ thiên 103 m3 22.987 35.548 12.561 Khối lượng quặng NK 103 t 22 KHCNM SỐ 1/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Chiều dày lớp đệm đáy mỏ lộ thiên cơng trình khai thác hầm lị có ảnh hưởng lớn tới mức độ an tồn hiệu cơng tác khai thác hầm lị Để đảm bảo an tồn thu hồi tối đa tài nguyên cần phải lựa chọn chiều dày lớp đệm nhỏ nhất, song đảm bảo tiêu chí: - Chiều dày lớp đệm phải lớn vùng nứt nẻ nổ mìn gây (Hd), nghĩa là: Hd ≤ Hn, với Hn = 130d = 130*0,165 = 21,45 m (trong đó: d - đường kính lỗ khoan thi cơng nổ mìn tạo biên khu vực giáp ranh lộ thiên - hầm lò, d = 0,165 m) - Phân bố tối đa tối đa áp lực xung quanh, bảo vệ đường lò khỏi sập đổ Theo kinh nghiệm nhà khoa học LB Nga [2]: Trong đó: KLT, KHH, KHL, KTBV- hệ số khai thác khoáng sản phương pháp lộ thiên, phương pháp hỗn hợp, phương pháp hầm lò, phần trữ lượng trụ bảo vệ Với điều kiện mỏ đồng Sin Quyền: KLT = 0,98, KHH = 0,85, KHL = 0,88, KTBV = 0,65; M- chiều dày thân quặng, M = 32 m; αv, αtgóc dốc sườn tầng phía vách trụ thân quặng, αv = αt = 65÷70°; Δ HLT - chiều sâu cho phép khai thác tận thu, ΔHLT =10 m; Bđ- chiều rộng đáy mỏ nhỏ nhất, Bd = 32 m; Thay giá trị vào công thức trên, ta được: Z = 15 m; Hat = 19,5 m Kết hợp điều kiện trên, tác giả lựa Hình Sơ đồ mặt cắt thể phần trữ lượng để lại làm trụ bảo vệ đảm bảo an tồn cho suối Ngịi Phát Hình Vị trí bố trí giếng đứng mặt cắt tuyến XII khu Đông mỏ Sin Quyền chọn chiều dày lớp đệm giáp ranh lộ thiên hầm lò 25 m 6.2 Các giải pháp giảm thiểu tác động khai thác lộ thiên tới hầm lò - Các giải pháp khoan nổ mìn: giảm quy mơ vụ nổ; phân nhóm lượng nổ; phân đoạn chiều cao cột thuốc - Các giải pháp giảm thiểu tác động nước mặt tới cơng trình hầm lị + Hạn chế tối đa dòng chảy mặt vào moong lộ thiên; + Tổ chức bơm thoát nước khai trường lộ thiên; + Tháo khơ nước từ lị; + Để lại trụ bảo vệ đào lò qua suối; + Bảo vệ, phục hồi tầng phủ, thảm thực vật sau khai thác 6.3 Các giải pháp giảm thiểu tác động thi cơng đường lị tới ổn định bờ mỏ lộ thiên + Nổ mìn tạo biên, nổ vi sai đào lị + Bố trí cơng trình khai thác nằm phạm vi ảnh hưởng khai thác lộ thiên – hầm lị: Giếng đứng phụ bố trí nằm ngồi lăng trụ trượt lở bờ mỏ cánh Bắc khu Đông mỏ Sin Quyền nằm ngồi vùng ảnh hưởng khai thác hầm lị Kết luận Trình tự khai thác lộ thiên – hầm lò phù hợp với điều kiện mỏ Sin Quyền khai thác nối tiếp từ lộ thiên chuyển sang hầm lò Mở vỉa khai thác hầm lò giếng đứng kết hợp với lị xun vỉa, áp dụng cơng nghệ khai thác Buồng lưu quặng Dọc vỉa phân tầng Việc nghiên cứu khả KHCNM SỐ 1/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 23 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ khai thác triệt để trữ lượng quặng đồng mỏ Sin Quyền có ý nghĩa lớn mang tính cấp bách Tài liệu tham khảo: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin (2015), Dự án khai thác, mở rộng nâng công suất khu mỏ tuyển đồng Sin Quyền, Lào Cai (điều chỉnh) 2.Гуменик И.Л Развитие методологических подходов к решению задач по установлению конечных контуров карьера/И.Л Гуменик, А.М Маевский, Н.В Несвитайло // Науковий вісник НГУ – 2007 – № – С 57 – 59 Evaluation of the possibility of the co- open pit mining – underground mining method at Sin Quyen copper mine –Mineral Holding Corporation Dr Đoan Van Thanh, Dr Pham Trung Nguyen Institute of Mining Science and Technology - Vinacomin Summary: This paper represents the possibility of the co - open pit ming – underground mining method at Sin Quyen copper mine –Mineral Holding Corporation 24 KHCNM SỐ 1/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN ... án khai thác lộ thiên, hầm lị mỏ Sin Quyền thể hình Kết tổng hợp tiêu biên giới khai trường mỏ đồng Sin Quyền tổng hợp bảng Các giải pháp đảm bảo an toàn khai thác hỗn hợp lộ thiên – hầm lò 6.1... đệm) khai thác hỗn hợp lộ thiên - hầm lị (Hd) Hình Phương án khai thác lộ thiên, hầm lị khu Hình Phương án khai thác lộ thiên, hầm lị khu Đơng mỏ Sin Quyền Tây mỏ Sin Quyền Bảng Kết tổng hợp tiêu... chiều sâu kết thúc khai thác mỏ Chiều sâu kết thúc khai thác lộ thiên khi: Chiều sâu kết thúc khai thác mỏ lộ thiên -hầm lị khi: Hình Sơ đồ trình tự khai thác hỗn hợp lộ thiên hầm lò thân quặng dốc