IX Lập hồ sơ mời thầu và Tổ chức đấu thầu thi công
Khu Trung Vinh
2.2. Các giải pháp hoàn thiện công tác lập dự án
2.2.1. Giải pháp kỹ thuật khai thác mỏ Tùng Bá a. Tài nguyên biên giới và trữ lượng khai trường a.1. Biên giới khai trường
Trữ lượng địa chất quặng gốc của các thân quặng I và II là 7.156.566 tấn, gồm cấp trữ lượng 121 và 122.
Trên cơ sở đặc điểm cấu tạo địa chất và đặc điểm hiện trạng khai trường khu mỏ, tiến hành khảo sát biên giới khai thác các khai trường cụ thể như sau:
Dự án tính toán mở rộng biên giới khai thác tối đa trữ lượng quặng cấp 121 và 122 ở các thân quặng. Căn cứ vào sự phân bố cấp trữ lượng các thân quặng I và II biên giới các khai trường như sau:
- Khai trường Bắc Hạ Vinh:
• Đáy mỏ kết thúc mức +300m đối với TQ1 và +305m đối với TQ2
• Biên giới mặt:
Phía Đông Nam tiếp giáp suối
Phía Bắc giáp trục toạ độ X = 2.534.700 Phía Đông tiếp giáp trục toạ độ Y = 508.800 Phía Tây giáp trục toạ độ Y = 508.360
Khối lượng đất bóc là 4.078.030 m3, khối lượng quặng nguyên khai 473.413 tấn, hệ số bóc trung bình Ktb = 8,61 m3/T.
- Khai trường Nam Hạ Vinh:
• Đáy mỏ kết thúc mức +270m đối với TQ1 và +290m đối với TQ2
• Biên giới mặt:
Phía Tây Bắc tiếp giáp suối
Phía Nam giáp trục toạ độ X = 2.533.750 Phía Đông tiếp giáp trục toạ độ Y = 509.280 Phía Tây giáp trục toạ độ Y = 508.800
Khối lượng đất bóc là 17.553.970 m3, khối lượng quặng nguyên khai 2.302.217 tấn, hệ số bóc trung bình ktb = 7,79 m3/T.
- Khai trường Trung Vinh:
• Đáy mỏ kết thúc mức +580m
• Biên giới mặt:
Phía Nam giáp trục toạ độ X = 2.535.050 Phía Đông tiếp giáp trục toạ độ Y = 507.860 Phía Bắc giáp trục toạ độ X= 2.535.530 Phía Tây giáp trục toạ độ Y = 507.365
Khối lượng đất bóc là 4.765.040 m3, khối lượng quặng nguyên khai 477.575 tấn, hệ số bóc trung bình ktb = 9,98 m3/T.
Khối lượng toàn mỏ: Đất bóc 26.397.040 m3, quặng 3.253.205 tấn, ktb = 8,11 m3/tấn Các chỉ tiêu về biên giới khai trường xem bảng 2.1
TT Chỉ tiêu Đơn vị PABG -1 Nam Hạ
Vinh Bắc Hạ Vinh Trung Vinh
1 Kích thước khai trường
- Dài m 520 450 - Rộng m 430 370 - Diện tích ha 22,38 12,76 2 Cốt cao đáy mỏ m - TQ1 +270 +300 +580 - TQ2 +290 +305
3 Trữ lượng quặng địa chất
huy động vào khai thác tấn 1.922.453 478.449 482.655 4 Trữ lượng quặng nguyên
khai tấn 2.302.217 473.413 477.575
5 Khối lượng đất bóc m3 17.553.970 4.078.030 4.765.040
6 Hệ số bóc trung bình m3/T 7,79 8,61 9,98
a.2. Trữ lượng trong biên giới khai trường
- Thông số tính trữ lượng
Trữ lượng quặng nguyên khai được xác định trên cơ sở trữ lượng quặng địa chất trừ đi tổn thất quặng trong quá trình khai thác và cộng với đất đá lẫn vào quặng trong quá trình khai thác.
Để đào sâu đáy mỏ và khai thác quặng áp dụng MXTLGN có dung tích gầu E = 1,42,1 m3, với loại máy xúc này có khả năng áp xúc chọn lọc tốt, chiều dày lớp xúc chọn lọc từ 0,3m. Với đặc điểm cấu trúc của các thân quặng, kết quả tính toán tỷ lệ tổn thất và làm nghèo quặng như sau:
• Tỷ lệ tổn thất 6%.
• Tỷ lệ làm nghèo quặng: 5%
• Trọng lượng thể tích các thân quặng là 3,58 - 3,92 tấn/m3
• Thể trọng đất bóc là 2,6 ÷ 2,8 tấn/m3.
- Phương pháp tính trữ lượng
Chiều cao tầng đất đá và quặng được tính toán là 10m. Phương pháp tính trữ lượng theo phương pháp mặt cắt song song, các mặt cắt cách nhau 20m.
Trữ lượng quặng được xác định như sau:
• Khi Si và Si+1 chênh lệch nhau không quá 40% thì thể tích quặng được tính theo công thức: β sin 2 1 xLx S S V = i + i+ i (m3)
• Khi Si và Si+1 chênh lệch nhau quá 40% thì thể tích khối quặng được xác định theo công thức: β sin 3 . 1 1 S S xLx S S V i + i+ + i i+ i = (m3)
Trong đó: Si, Si+1- Là diện tích khối quặng cùng tầng ở hai mặt cắt liền nhau i và i + 1, m2.
Li : Khoảng cách giữa 2 mặt cắt i và i + 1, m.
β : Góc giữa đường phương khối quặng và tuyến mặt cắt, độ. Trữ lượng quặng theo tấn được xác định theo công thức:
Q = V x γ, (tấn)
Trong đó: γ : Trọng lượng thể tích quặng khai thác γ = 3,36÷3,92 tấn/m3. b. Chế độ làm việc – công suất – tuổi thọ mỏ
b.1. Chế độ làm việc
Chế độ làm việc của mỏ được xác định theo chế độ làm việc không liên tục, nghỉ chủ nhật và ngày lễ, cụ thể như sau:
- Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày - Số ca làm việc trong ngày:
+ Bốc xúc đất đá: 3 ca + Khai thác quặng: 2 ca - Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ
b.2. Công suất mỏ
Công suất thiết kế mỏ được xác định trên cơ sở. - Nhu cầu thị trường.
- Tốc độ xuống sâu hàng năm.
- Năng lực thiết bị và điều kiện sản xuất của Công ty.
Nhu cầu thị trường khu vực Hà Giang sắp tới chủ yếu cung cấp sản phẩm quặng sắt cho Nhà máy luyện gang trên địa bàn tỉnh.
Trữ lượng quặng của mỏ Tùng Bá chủ yếu là quặng gốc. Để phù hợp với quy mô đầu tư, tuổi thọ mỏ, dự án này lựa chọn công suất khai thác với quặng gốc là 300.000 tấn quặng nguyên khai/năm.
Với tỷ lệ thu hồi khi khai thác và chế biến quặng gốc là 58,64%, công suất quặng tinh hàng năm là:
300.000 tấn x 0,5864 = 175.921 tấn quặng tinh/năm Dự án lựa chọn công suất mỏ như sau:
+ Công suất mỏ theo quặng nguyên khai: 300.000 tấn/năm. + Công suất mỏ theo quặng tinh: 175.921 tấn/năm.
Thời gian khai thác mỏ được xác định:
T = T1 + T2 + T3 năm Trong đó: T1- là thời gian xây dựng mỏ, T1 = 1 năm
T2- là thời gian sản xuất bình thường, T2 = 11 năm. T3- Thời gian đóng cửa mỏ, T3 = 1 năm
Tuổi thọ mỏ là: T = 1 + 11 + 1 = 13 năm. c. Mở vỉa trình tự khai thác và hệ thống khai thác c.1. Mở vỉa và trình tự khai thác
- Nguyên tắc chung
Vị trí và sơ đồ mở mỏ được lựa chọn theo nguyên tắc sau:
• Đảm bảo công suất mỏ tối đa; phát huy tối đa mạng kỹ thuật hiện có (hệ thống đường giao thông, đường điện...);
• Tài nguyên khai thác đảm bảo chắc chắn, giảm thiểu sự rủi ro cho xí nghiệp;
• Thuận lợi cho công tác khai thác, vận tải, đổ thải và thoát nước mỏ;
• Đảm bảo tổn thất và làm bẩn nhỏ;
• Giảm thiểu sự ảnh hưởng đến môi trường. - Phương án mở vỉa và trình tự khai thác
Để thuận lợi cho công tác đánh giá điều kiện khai thác trên cơ sở đó đưa ra phương án mỏ vỉa và trình tự khai thác hợp lý Dự án chia mỏ thành 03 khai trường:
Khai trường Bắc Hạ Vinh Khai trường Nam Hạ Vinh Khai trường Trung Vinh
Khai trường Bắc Hạ Vinh được thiết kế tới mức +305m với tổng khối lượng đất bóc là 4.078.030 m3 và 473.413 tấn quặng, hệ số bóc trung bình 8,61 m3/T. Hiện đã có tuyến đường chạy qua khai trường, khoảng cách từ khai trường đến bãi thải 0,7 km.
Khai trường Nam Hạ Vinh nằm bên kia suối về phía Nam so với khai trường phía Bắc Hạ Vinh. Giao thông liên lạc khó khăn, chỉ có duy nhất đập tràn nhỏ nối liền sang khai trường khu Bắc. Địa hình khu vực khai thác cao, điều kiện khai thác khó khăn hơn khai trường khu Bắc. Tổng khối lượng đất bóc là 17.553.970 m3, khối lượng quặng nguyên khai 2.302.217 tấn, hệ số bóc trung bình ktb = 7,79 m3/T. Cung độ vận tải đất đá trung bình từ 1,11,3 km.
Khai trường Trung Vinh nằm trên địa hình đồi núi cao và cách xa hai khai trường khu Hạ Vinh từ 1,82m. Khai trường Trung Vinh được thiết kế khai thác đến +580m. Tổng khối lượng đất đá thải của khai trường này là 4.7605.040 m3 và 477.575 tấn quặng, hệ số bóc đá trung bình là 9,98 m3/T. Đất đá được đổ tại đầu tầng khai thác.
Trên cơ sở điều kiện địa chất, địa hình thực tế của mỏ Dự án đưa ra 02 phương án mở mỏ và trình tự khai thác như sau:
Phương án 1
Mở mỏ và khai thác khai trường Bắc Hạ Vinh trước, sau đó khai thác khai trường Nam Hạ Vinh và cuối cùng sẽ khai thác khai trường Trung Vinh.
• Ưu điểm:
Cho phép tận dụng và phát huy tối đa hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật hiện có, do đó giảm được vốn đầu tư xây dựng ban đầu;
Rút ngắn cung độ khai thác của những năm đầu tiên;
Khi kết thúc khai thác sẽ tạo ra không gian đổ bãi thải trong cho khai trường Nam Hạ Vinh;
Hệ số bóc đá của những năm đầu nhỏ.
• Nhược điểm:
Do diện khai thác hẹp, do đó sẽ khó có khả năng nâng công suất khai thác khi cần thiết.
Mở mỏ và khai thác đồng thời khai trường Bắc Hạ Vinh và Nam Hạ Vinh, khai trường Trung Vinh khai thác cuối cùng.
• Ưu điểm:
Do diện khai thác rộng, do đó dễ dàng nâng công suất khai thác khi cần thiết.
Cho phép tận dụng hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật hiện có;
• Nhược điểm:
Đầu tư xây dựng cơ bản lớn;
Không tận dụng được không gian đổ bãi thải trong cho khai trường Nam Hạ Vinh;
Hệ số bóc đá của những năm đầu lớn.
Qua phân tích Dự án lựa chọn phương án mở vỉa và trình tự khai thác theo phương án 1.
+ Vị trí mở vỉa
Vị trí mở mỏ đặt đường đi qua khai trường khu Bắc Hạ Vinh. Vị trí mở mỏ được xác định tại điểm lộ vỉa TQ1 và TQ2, mở vỉa bằng hào bám vách vỉa. Các thông số của hào mở vỉa như sau:
• Bề rộng đáy hào: 10 m
• Góc nghiêng thành hào: 65o
+ Trình tự khai thác
Trên cơ sở phương án khai thác như trên đã chọn, trình tự khai thác được tiến hành như sau: Khai thác khai trường khu Bắc Hạ Vinh trước, trong quá trình khai thác tiến hành xây dựng cơ bản cho khai trường Nam Hạ Vinh, khi đã kết thúc khai thác khai trường Bắc Hạ Vinh sẽ kịp đưa khai trường Nam Hạ Vinh vào khai
thác. Đất đá từ khai trường Nam Hạ Vinh những năm đầu tiên sẽ được đổ thải trong vào khai trường Bắc Hạ Vinh, phần còn lai được đổ ra bãi thải ngoài. Trình tự khai thác theo hình thức “cuốn chiếu”, những năm cuối khai thác khai trường cần xây dựng cơ bản và chuẩn bị khai trường Trung Vinh để sau khi kết thúc khai thác khai trường Nam Hạ Vinh sẽ đưa vào khai thác khai trường Trung Vinh, đảm bảo quá trình sản xuất được ổn định và liên tục.
c.2 Hệ thống khai thác
- Lựa chọn hệ thống khai thác
Mỏ sắt Tùng Bá có 3 khai trường: Khai trường Bắc Hạ Vinh; khai trường Nam Hạ Vinh và khai trường Trung Vinh. Các khai trường đều có chung đặc điểm, địa hình đồi núi cao, chiều dầy thân quặng nhỏ, hệ số bóc đá lớn. Để giảm khối lượng đất bóc, tăng hiệu quả kinh tế Dự án chọn thống khai thác khấu theo lớp đứng, trên bờ mỏ chia thành nhiều nhóm tầng.
Góc nghiêng bờ công tác trong trường hợp này được tính:
ϕct = arctg ∑ ∑ ∑ ∑ + + i j k v ct i ctg h B B h 1 1 1 1 . α , độ Trong đó:
i: số tầng trên bờ công tác tại thời điểm xét;
j: số tầng công tác hoạt động đồng thời trên bờ mỏ; k: số tầng tạm dừng công tác (tầng bảo vệ);
Bct: bề rộng tầng công tác, m;
Bct = Bv + A (A: chiều rộng giải khấu, m ; Bv chiều rộng mặt tầng tạm dừng công tác);
Bv: được lựa chọn theo giá trị lớn nhất của các điều kiện: nổ mìn, vận tải và ổn định bờ mỏ. Dự án tính toán và chọn Bv = 9 ÷10 m.
Bct = Bv + A khi nổ 3 hàng mìn chiều rộng giải khấu A = 12 ÷ 13 m nên Bct = 22 ÷ 23 m.
Chiều cao nhóm tầng trên bờ mỏ giới hạn theo điều kiện kỹ thuật để khấu theo lớp đứng (trường hợp bố trí các máy xúc khấu đuổi trên một số tầng) được tính toán theo công thức: Hđ = δ α γ ctg L ctg V B Q s ct x . ) .( + 〉 + 〈 , m
Qx: Năng suất máy xúc PC- 450, Qx = 551.331m3/năm; Vs: Tốc độ xuống sâu của mỏ, Vs = 10÷15 m;
Lδ: Chiều dài blôc xúc, chọn Lδ = 180÷200 m;
γ : Góc véc tơ ăn sâu của công trình mỏ, γ= 40 ÷ 450
α : Góc dốc sườn tầng, α = 65÷700. Từ đó tính được chiều cao Hđ = 60 m.
Căn cứ vào chiều cao bờ mỏ và số tầng trên bờ công tác chọn j = 2-3. Thay các dữ liệu trên vào ta có ct ϕct = 28÷300.
- Công tác khoan nổ mìn
Quá trình nghiên cứu lý thuyết và thực tế của các tác giả Liên Xô (cũ) đã chỉ ra rằng kích thước hợp lý của cỡ hạt trung bình đối với MXTL có thể xác định theo công thức:
dtb = (0,171÷0,183), m
Với máy xúc sẽ đầu tư để xúc đất đá và quặng tại mỏ Tùng Bá có dung tích gàu 2,1m3 thì kích thước cỡ hạt trung bình yêu cầu của đống đá nổ mìn
dtb = 0,21÷0,23 m
• Quan hệ giữa sản lượng mỏ và đường kính lỗ khoan:
Với các mỏ có sản lượng nhỏ và trung bình có thể chọn đường kính lỗ khoan hợp lý theo sản lượng qua công thức:
4
.
100 n
lk Q
d = mm
Như vậy, theo sản lượng đất đá bóc và quặng cần khoan nổ của mỏ sắt Tùng Bá cần khoan nổ mìn trung bình 2,57 triệu m3/năm thì chọn đường kính lỗ khoan dlk = 125 mm
Đất đá và quặng mỏ Tùng Bá thuộc loại khó nổ đến rất khó nổ, với
fTB đá = 8÷10, fTB quặng = 12, để đảm bảo kích thước cục đá và quặng sau nổ mìn hợp lý, giảm chi phí đập nghiền Dự án lựa chọn sử dụng máy khoan thuỷ lực đập đỉnh ECM – 660IV (Atlas Copco) hoặc TamRock với đường kính lỗ khoan d = 102 mm khi nổ quặng và d = 127 mm khi nổ đất đá.
+ Xác định các thông số nổ mìn
Các thông số khoan nổ mìn được tính toán phù hợp với loại đường kính lỗ khoan
Theo cơ sở khả năng tối đa sử dụng thể tích lỗ khoan để chứa thuốc: H q m L H P q m P P W . . . 2 . . . . . 4 56 , 0 . 75 , 0 + 2 + − = (m) Trong đó:
P: Khả năng chứa thuốc của 1 mét chiều dài lỗ khoan, kg/m; m: Hệ số làm gần lỗ khoan;
q: Chỉ tiêu thuốc nổ, kg/m3; H: Chiều cao tầng, m; L: Chiều sâu lỗ khoan, m;
• Khoảng cách giữa các lỗ khoan (a)
Khoảng cách giữa các lỗ khoan: a = m.W m: hệ số thu gần lỗ khoan m = 1÷1,3 nổ vi sai.
• Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan (b)
Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan được xác định như sau: - b = 0,86.a khi nổ theo mạng mạng tam giác .
- b = a khi nổ theo mạng ô vuông.
• Chiều sâu khoan thêm (Lkt)
Chiều sâu khoan thêm được xác định như sau: Lkt = Kkt.dt, m
Trong đó:
Kkt: Hệ số khoan thêm;
- Với đất đá cứng trung bình hệ số Kkt = 8÷10. - Với đất đá cứng hệ số Kkt = 10÷15
Chiều cao cột bua được xác định theo điều kiện an toàn, đảm bảo không phụt bua.
Lb ≥ 0,75 W – khi nạp liên tục.
• Mật độ nạp thuốc (g)
Mật độ nạp thuốc được xác định như sau: