9. Kết cấu của luận văn
3.3.1. Nghiên cứu địa chất thuỷ văn
Nước trên mặt
Mỏ kaolin – felspat Đồng Bến có diện tích 49,5 ha tập trung ở phần cao nhất giữa các quả đồi; trong diện tích không có sông suối lớn chảy qua chỉ có khe suối nhỏ, thƣờng cạn nƣớc vào mùa khô; rất thuận lợi cho công tác khai thác sau này.
Nước dưới đất
Dựa vào thành phần thạch học, mức độ chứa nƣớc của đất đá trong khu mỏ, có thể phân ra hai đơn vị chứa nƣớc sau:
70
- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích hệ Đệ tứ (Q): Tầng chứa nƣớc này chiếm diện tích nhỏ ở rìa tây nam và diện nhỏ ở phía bắc khu khai thác. Thành phần gồm cát, sét, sạn, sỏi. Nƣớc tồn tại và lƣu thông trong các lỗ hổng với lƣu lƣợng từ 0,03 đến 0,15 (l/s) nƣớc thuộc dạng không áp. Nguồn cung cấp cho tầng là nƣớc mƣa, miền thoát nƣớc là các suối ngoài diện tích khai thác và tầng chứa nƣớc kế cận, nguồn nƣớc này có quy mô phân bố nhỏ và ở vị trí địa hình trũng thấp nên ít gây ảnh hƣởng trực tiếp đến công tác khai thác sau này.
- Tầng chứa nước khe nứt trong các thành tạo magma xâm nhập granit: Trong diện tích khai thác toàn bộ là khối magma xâm nhập gồm
2 loại đá plagiogranit và đá granit, xen kẹp ít thấu kính nhỏ đá phiến thạch anh sericit. Các đá bị phong hoá nứt nẻ tƣơng đối mạnh, chiều rộng khe nứt từ 2mm đến 5mm thƣờng bị lấp nhét bởi sản phẩm phong hoá, nƣớc dƣới đất hầu nhƣ không xuất lộ, ở một vài điểm nƣớc dƣới đất xuất lộ từ khe nứt đá phong hoá có lƣu lƣợng trung bình 0,185l/s nhiệt độ nƣớc 18 – 20oC, trung bình 190
C.
Lƣợng nƣớc chảy vào công trƣờng khai thác lộ thiên mỏ Kaolin – felspat Đồng Bến gồm 2 nguồn: nƣớc mƣa và nƣớc dƣới đất.
- Nước Mưa:
Lƣợng mƣa rơi trực tiếp vào diện tích mỏ tính theo công thức: Qmƣa= Amax.F (m3/ngày)
Trong đó: Amax: Lƣợng mƣa lớn nhất 1 ngày trong nhiều năm. Theo số liệu của Đài khí tƣợng thủy văn khu vực đồng bằng Bắc Bộ (Số liệu quan trắc tại Trạm Hàm Yên thuộc xã Thái Sơn, huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang), lƣợng mƣa ngày max từ tháng 1/2008 đến tháng 6/2010 là 135,3 mm/ngày (ngày mƣa lớn nhất là 27/6/2008); Amax= 0,1353 m/ngày.
F: Diện tích mỏ trực tiếp nhận nƣớc mƣa, diện tích này đƣợc tính bằng diện tích mở moong khai thác đến độ sâu 25m; F = 274.471m2.
71
- Nước dưới đất: Lƣợng nƣớc dƣới đất chảy vào mỏ chủ yếu là nƣớc từ tầng chứa nƣớc khe nứt trong các thành tạo xâm nhập granit.
Nghiên cứu điều kiện khai thác mỏ
Thân khoáng kaolin, felpat phân bố trong dải địa hình đồi bát úp nổi cao, xung quanh về phía bắc và phía nam là địa hình trũng thấp cấy lúa một vụ. Gần khu mỏ có đƣờng ô tô đi đến Quốc lộ 2 và đi về thành phố Tuyên Quang, rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu đến những nơi tiêu thụ.
Khai thác mỏ kaolin-felspat Đồng Bến, huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang bằng phƣơng pháp khai thác lộ thiên là hợp lý và hiệu quả nhất, bởi lẽ:
- Khu mỏ có hệ số bốc đất để khai thác phần trữ lƣợng kaolin là 0,748 m3/1 tấn nguyên liệu kaolin; hệ số bốc đất để khai thác phần trữ lƣợng felspat là 0,160 m3/1 tấn nguyên liệu felspat.
- Các thân khoáng phân bố trên các quả đồi, điều kiện đƣa đất thải xuống các vùng trũng thấp xung quanh rất thuận tiện.
- Hầu hết trữ lƣợng khai thác nằm trên mực xâm thực địa phƣơng (+40 m) có thể tháo khô mỏ bằng mƣơng tự chảy.
Công suất khai thác quặng kaolin-felspat nguyên khai của mỏ đƣợc xác định trên cơ sở:
- Trữ lƣợng quặng kaolin-felspat trong biên giới khai trƣờng.
- Kế hoạch sản xuất kinh doanh, năng lực hiện tại của Doanh nghiệp và nhu cầu của thị trƣờng.
Công suất sản phẩm khai thác Ak = 310.000 tấn/năm (nguyên khai); Do vỉa Caolin và Felspat phân bố không đều, công nghệ khai thác theo lớp bằng, nên sản lƣợng Caolin và Felspat hàng năm không đều nhau (Caolin khai thác đƣợc năm thấp nhất: 73151 tấn, năm cao nhất: 129426 tấn; Felspat khai thác đƣợc năm thấp nhất: 180574 tấn. Năm cao nhất: 236849 tấn.
Khối lƣợng đất phủ, đá kẹp năm lớn nhất tƣơng ứng là: 54.124 m3/năm, và 89.015m3/năm.
72
Trong tƣơng lai khi nhu cầu thị trƣờng tăng doanh nghiệp sẽ cân đối khả năng để mở rộng quy mô công suất đáp ứng tốt nhu cầu của khách hàng trong và ngoài tỉnh.
Căn cứ vị trí mở mỏ đã chọn, hệ thống khai thác áp dụng, điều kiện địa hình thực tế của khu vực khai thác mỏ, phƣơng án mở mỏ đƣợc chọn là hệ thống các hào hoàn chỉnh chạy trong biên giới khai trƣờng nối liền khu vực điều hành và vị trí khai thác đầu tiên. Thực chất của quá trình này là tạo các tuyến đƣờng lên núi để đƣa thiết bị khai thác lên hoạt động và vận tải sản phẩm đến các hộ tiêu thụ. Nội dung của công tác mở mỏ kaolin-felspat Đồng Bến bao gồm:
- Cải tạo tuyến đƣờng dân sinh (nằm ngay cạnh về phía Tây khai trƣờng) nối liền mỏ với tuyến đƣờng giao thông ngoài mỏ.
- Làm đƣờng mở mỏ từ cốt +68m (từ tuyến đƣờng dân sinh phía Tây khai trƣờng) lên cốt +130m (tại đây có khối trữ lƣợng kaolin-felspat cấp 121); - Phát triển tuyến đƣờng từ tuyến đƣờng mở mỏ tại cốt +121,5m (cọc TD11) lên cốt +150m (đỉnh tại điểm góc số 3 của mỏ);
- Bạt đỉnh tạo diện khai thác đầu tiên tại cốt +130m và +150m;
Trên cở sở địa hình thực tế của mỏ, trình tự khai thác dự kiến đƣợc tiến hành sau khi kết thúc xây dựng cơ bản diện khai thác đƣợc hình thành tại cốt +130m và +150m, từ đây ta sẽ tiến hành khai thác theo lớp bằng kết hợp với lớp xiên từ trên xuống dƣới, đất đá và quặng sau khi nổ mìn sẽ đƣợc xúc bốc bằng máy xúc thuỷ lực gầu ngƣợc kết hợp với vận tải bằng ôtô.
Công nghệ khai thác là một giải pháp kỹ thuật tổng hợp để thực hiện các khâu công nghệ trong quá trình khai thác nhằm đảm bảo các thiết bị hoạt động có hiệu quả nhất.Căn cứ địa hình khu vực khai trƣờng, biên giới khai trƣờng đã xác định, khối lƣợng đất đá bóc và công suất thiết kế cũng nhƣ một số các yếu tố kinh tế - kỹ thuật khác,...
Công nghệ khai thác đƣợc lựa chọn đối với mỏ kaolin-felspat Đồng Bến là hệ thống khai thác theo lớp bằng kết hợp với lớp xiên từ trên xuống dƣới,
73
đất đá và quặng sau khi nổ mìn sẽ đƣợc xúc bốc bằng máy xúc thuỷ lực gầu ngƣợc kết hợp với vận tải bằng ôtô.
- Chiều cao tầng khai thác (hkt,m): Chiều cao tầng khai thác lựa chọn
phù hợp với điều kiện địa chất, sơ đồ công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị sử dụng. Với đặc tính làm việc của máy xúc dự kiến sử dụng cho khâu xúc bốc. Chiều cao tầng đƣợc chọn là hkt = 5m.
- Chiều cao tầng kết thúc (Hkt,m): Chiều cao tầng kết thúc lựa chọn phù
hợp với tính chất cơ lý của đất đá, đảm bảo ổn định bờ mỏ sau khi kết thúc khai thác. Chiều cao tầng kết thúc đƣợc lựa chọn là Hkt = 5÷10m.
- Góc nghiêng sườn tầng khai thác (αk, độ): Góc nghiêng tầng khai thác
đƣợc chọn theo tính chất của đất đá và thông số kỹ thuật của máy xúc để đảm bảo an toàn và hiệu quả, do đó k = 700.
- Góc nghiêng sườn tầng kết thúc (αkt, độ): Góc nghiêng sƣờn tầng kết
thúc đƣợc chọn phù hợp với tính chất cơ lý của đất đá mỏ, đồng thời phù hợp với TCVN 5178: 2004 Quy phạm an toàn trong khai thác và chế biến đá lộ thiên. Đối với kaolin lấy ktk = 600, với felspat lấy ktf = 650.
- Chiều rộng bề mặt công tác tối thiểu (Bmin, m): Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu phải đảm bảo cho các thiết bị xúc bốc, vận tải hoạt động an toàn và có năng suất cao. Trên cơ sở các thông số thiết bị hoạt động, các thông số của hệ thống khai thác đƣợc tính toán lựa chọn và tính chất của đất đá, ta chọn chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu Bmin = 20m.
- Góc nghiêng bờ công tác (ct, độ):
+ Với HTKT lớp bằng góc bờ công tác là: ct = 00. + Với HTKT lớp xiên góc bờ công tác là: ct = 300.
- Góc nghiêng bờ kết thúc (kt, độ)
Trên cơ sở các thông số của HTKT đã lựa chọn, góc nghiêng bờ mỏ khi kết thúc lớn nhất là: kt = 530.
74
Tuyến công tác trên tầng phải bảo đảm phù hợp với công suất khai thác theo yêu cầu, thông số làm việc của thiết bị làm việc ta chọn chiều dài tuyến công tác trên tầng là Lct = 80 m.
- Hệ số tổn thất và làm nghèo quặng : Do đặc điểm các vỉa quặng của mỏ kaolin-felspat Đồng Bến gần nhƣ nằm ngang so với bề mặt địa hình, nên tổn thất và làm nghèo quặng chủ yếu là do công tác bóc tách lớp đất đá phần vách vỉa và nạo vét quặng phần trụ vỉa.Với yêu cầu về chất lƣợng quặng cũng nhƣ mục tiêu tận thu tối đa tài nguyên khoáng sản kaolin-felspat, đồng thời qua đánh giá về cấp độ giá trị khoáng sản chúng ta lựa chọn chịu tổn thất và làm nghèo của kaolin-felspat là bằng nhau.