Hỡnh 2. 2: Ranh giới cỏc mỏ than lộ thiờn lớn vựng Cẩm Phả 2.2.1. Hiện trạng khai thỏc tại mỏ Cao Sơn
Mỏ than Cao Sơn được Bộ Tài nguyờn và Mụi trường cấp Giấy phộp khai thỏc khoỏng sản số 2820/GP-BTNMT ngày 31/12/2008, nằm trờn địa bàn phường Mụng Dương, thị xó Cẩm Phả; cú diện tớch 4,87km2, khai thỏc từ mức lộ vỉa đến mức - 190m, trữ lượng cụng nghiệp 48.130.000 tấn than, cụng suất 3.500.000 tấn than nguyờn khai/năm, thời hạn khai thỏc đến hết năm 2022.
Chọn khu vực khai thỏc đầu tiờn than phải cú trữ lượng chắc chắn, chất lượng tốt, điều kiện khai thỏc thuận lợi, vỉa cú cấu tạo đơn giản. Phự hợp với trỡnh tự khai thỏc hiện nay của mỏ.
Hào mở vỉa và hướng khai thỏc phải đảm bảo giảm tổn thất và làm bẩn than. Đảm bảo ra than nhanh, sớm đạt được sản lượng theo yờu cầu. Đảm bảo thuận lợi cho cụng tỏc k.thỏc, vận tải, đổ thải và thoỏt nước mỏ.
Tạo bói thải trong và khối lượng đất đỏ đổ phự hợp với qui hoạch chung của vựng và phự hợp với tiến độ đền bự giải phúng mặt bằng.
2.2.1.2. Khai thụng
Cỏc vỉa than khai thỏc thuộc chựm vỉa 13 và 14 đều cú chiều dày khụng lớn gúc cắm thay đổi từ 200500 trung bỡnh từ 250300. Hiện nay mỏ Cao Sơn đang khai thỏc tại phõn khu Tõy Cao Sơn vỉa 14-5, vỉa 14-5A, Đụng Cao Sơn vỉa 13-1 và vỉa 14-5. Nhỡn chung cỏc khu vực đang khai thỏc hiện nay đều cú điều kiện khai thỏc thuận lợi, cú hệ số búc thấp hơn so với cỏc khu chưa được mở, trữ lượng than cú độ tin cậy cao.
Đối với cỏc vỉa than cú chiều dày khụng lớn để khai thụng cần phải đi hào bỏm vỏch và khai thỏc từ vỏch sang trụ. Để giảm khối lượng chuẩn bị tầng mới sử dụng mỏy xỳc gầu ngược đứng từ trờn xỳc xuống vừa đào hào tiờn phong vừa khấu than. Khai trường Cao Sơn cú tuyến cụng tỏc dài nờn cú thể thiết lập moong cú đỏy nhiều cấp để thuận lợi trong thoỏt nước đỏy mỏ.
2.2.1.3. Trỡnh tự khai thỏc
Căn cứ vào điều kiện địa hỡnh, hiện trạng cụng tỏc khai đào trờn chiều dài gần 2 km, cấu tạo đia chất, mật độ chứa than và chất lượng than, khai trường Cao Sơn được chia làm 3 phõn khu độc lập như sau: Tõy Cao Sơn; Đụng Cao Sơn; Nam Cao Sơn. Ranh giới giữa cỏc khu được phõn chia tương đối như sau: Trong biờn giới thiết kế 1980 chia tỏch thành khu Đụng và Tõy theo tuyến mặt cắt địa chất số TXIII. Phần mở rộng khai trường về phớa Nam từ biờn giới năm 1980 đến đứt góy A - A là khu Nam. Cỏc phõn khu thuộc khu Cao Sơn được giới hạn bằng biờn giới tạm
thời cú gúc nghiờng = 280
320 bằng gúc bờ cụng tỏc khi ỏp dụng cụng nghệ khai thỏc lớp đứng. Cỏc thụng số chủ yếu của cỏc khu khai thỏc được tại bảng 2.1.
Bảng 2.1: Cỏc thụng số chủ yếu của cỏc khu khai thỏc
Stt Tờn khu khai thỏc Đất búc, 103m3 Than KT 10 3 , Tấn Hệ số búc, m3/T 1 Khu Đụng 116. 000 16. 761 6,92 2 Khu Tõy 127. 520 18. 616 6,85 3 Khu Nam 162. 570 15. 703 10,35 Cộng 406.090 51.080 7,95
Cỏc phõn khu khai thỏc được khảo sỏt cường độ phỏt triển khai trường theo khụng gian và thời gian. Khảo sỏt chế độ cụng tỏc mỏ theo mức độ xuống sõu (hoặc đẩy ngang) của khai trường với cỏc yếu tố của hệ thống khai thỏc đó lựa chọn.
Với đặc điểm vựi lấp, sự phõn chia khu mỏ Cao Sơn thành 3 khu khai thỏc và hiện trạng cụng tỏc mỏ cho thấy chỉ cú thể khai thỏc đồng thời cỏc khu Đụng và Tõy Cao Sơn. Khu Nam sẽ được khai thỏc sau khi đó kết thỳc khu Đụng và khu Tõy.
Cụng suất thiết kế được chọn tối đa giai đoạn I là 3,5 triệu tấn/năm theo than nguyờn khai do vậy cần đưa cỏc khu cú thể khai thỏc đồng thời vào tham gia sản lượng là khu Đụng và khu Tõy. Kết thỳc giai đoạn I ở khu Nam Cao Sơn.
Khu Đụng sẽ được đẩy mạnh khai thỏc và kết thỳc sớm lấy khụng gian làm bói thải tạm rỳt ngắn cung độ vận tải đồng thời giải quyết khú khăn trong vấn đề đổ thải của cụm mỏ Đốo Nai - Cọc Sỏu- Cao Sơn.
2.2.1.4. Quy trỡnh cụng nghệ khai thỏc
Hệ thống khai thỏc: ỏp dụng là hệ thống khai thỏc khấu theo lớp đứng cú vận tải, đất đỏ đổ thải ở cỏc bói thải ngoài và bói thải trong.
Cụng nghệ xỳc bốc đất đỏ và khai thỏc được đưa trờn hỡnh 2.3 và 2.4.
Khoan Nổ mỡn Xỳc bốc Vận tải Đổ thải
Xỳc bốc Vận tải Sàng tuyển Tiờu thụ
Hỡnh 2. 4: Hoạt động khai thỏc, vận chuyển, sàng tuyển và tiờu thụ than
Cụng tỏc xỳc bốc: Toàn bộ cụng tỏc xỳc bốc hiện nay của mỏ được cơ giới hoỏ bằng cỏc loại mỏy xỳc cỏp gầu thuận cú dung tớch gầu từ 410m3 và mỏy xỳc thuỷ lực gầu ngược cú gầu xỳc đến 4,7m3: Mỏy xỳc điện EKG-4,6, EKG-5A; Mỏy xỳc thủy lực PC-650, PC -750, CAT, KOBE.
Cụng tỏc khoan nổ mỡn: Sử dụng mỏy khoan xoay cầu CBS- 250MN, đường kớnh mũi khoan 200242 mm; cỏc loại mỏy khoan thủy lực đường kớnh 75-175 mm. Thuốc nổ ANFO + thuốc nổ nhũ tương.
Vận chuyển đất đỏ, than: Xe ễtụ HYUNDAI trọng tải 16 tấn; Belaz trọng tải 27 tấn; HD trọng tải 32 tấn; CAT trọng tải 90 tấn.
Cỏc thụng số của hệ thống khai thỏc mỏ Cao Sơn được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Cỏc thụng số của hệ thống khai thỏc
Stt Cỏc thụng số Đvt Số lượng
1 Chiều cao tầng búc đất đỏ m 12 15
2 Chiều cao phõn tầng khai thỏc than m 57,5
3 Chiều cao tầng kết thỳc m 15 30
4 Chiều rộng mặt tầng cụng tỏc tối thiểu Bmin m 45 50
5 Chiều rộng mặt tầng nghỉ m 18 20
6 Số lượng tầng trong 1 nhúm tầng 34
7 Gúc dốc sườn tầng độ 65 70
8 Gúc dốc bờ cụng tỏcmax độ 28 35
9 Chiều rộng dải khấu m 13 15
(Bản vẽ hiện trạng khai thỏc trong phần phụ lục)
2.2.2. Hiện trạng khai thỏc tại mỏ Cọc Sỏu
Mỏ than Cọc Sỏu theo Giấy phộp khai thỏc khoỏng sản số 2820/GP-BTNMT ngày 31/12/2008 của Bộ Tài nguyờn và Mụi trường cấp nằm trờn địa bàn phường Cẩm Phỳ, thị xó Cẩm Phả; cú diện tớch 5,35 km2, khai thỏc từ mức lộ vỉa đến mức -
375m, trữ lượng cụng nghiệp 51.947.000 tấn than, cụng suất 3.500.000 tấn than nguyờn khai/năm, thời hạn khai thỏc đến hết năm 2025.
2.2.2.1. Mở vỉa
Chọn khu vực khai thỏc đầu tiờn than phải cú trữ lượng chắc chắn, chất lượng tốt, điều kiện khai thỏc thuận lợi, vỉa cú cấu tạo đơn giản. Phự hợp với trỡnh tựkhai thỏc hiện nay của mỏ.
Hào mở vỉa và hướng k.thỏc phải đảm bảo giảm tổn thất và làm bẩn than. Đảm bảo ra than nhanh, sớm đạt được sản lượng theo yờu cầu.
Đảm bảo thuận lợi cho cụng tỏc k.thỏc, vận tải, đổ thải và thoỏt nước mỏ. Tạo bói thải trong và khối lượng đất đỏ đổ phự hợp với qui hoạch chung của vựng và phự hợp với tiến độ đền bự giải phúng mặt bằng khai thỏc.
2.2.2.2. Khai thụng
Trờn cơ sở hiện trạng cụng tỏc mỏ và cỏc nguyờn tắc vừa nờu, việc khai thụng mở tầng mới là đi hào trong than (đối với cỏc khu vực vỉa cú chiều dày biểu kiến lớn) và bỏm vỏch vỉa than (đối với cỏc khu vực vỉa cú chiều dày biểu kiến nhỏ). Sử dụng mỏy xỳc cỏp gầu thuận EKG-5A hoặc thuỷ lực gầu ngược loại gầu 4,7m3 kết hợp mỏy xỳc thuỷ lực gầu ngược PC-650-5 hoặc loại tương đương (đào hào tiờn phong, tạo hố thu nước để thỏo khụ đỏy mỏ).
Khu TảNgạn : Đỏy mỏ đó kết thỳc khai thỏc, hiệnởmức -150, năm 2005 kết thỳc khai thỏc động tụ, hiện nay đang được mỏsửdụng làm nơi đổbói thải tạm, sau này sẽ được khai thỏc lại.
Khu Thắng lợi: Búc đất đỏ tập trungở phớa Đụng và Đụng Bắc, tại cỏc tầng - 60+330 và xửlý tụt lở. Than khai thỏc chủyếuởcỏc tầng -100-60.
Hướng phỏt triển cỏc khai trường chủyếu là xuống sõu và phỏt triển vềphớa Đụng-Đụng Bắc khu Thắng Lợi và khu Đụng Nam (khu xưởng hiện nay).
Khai thụng tầng mới bằng cỏc hào đi trong than do chiều dày biểu kiến của vỉa lớn, thỏo khụ đỏy mỏ bằng hào tiờn phong thu nước và thoỏt nước cưỡng bức. Thiết bị đào hào mở vỉa là mỏy thuỷ lực gầu ngược, dung tớch gầu xỳc đến 4,7m3,
kết hợp với mỏy xỳc gầu thuận mở rộng hào loại EKG-5A cú dung tớch gầu 5m3. Hào cú kớch thước đỏy hào là 20- 25m, chiều cao.
2.2.2.3. Trỡnh tự khaithỏc
Hiện tại khai trường mỏ Cọc Sỏu đó được phõn chia thành 3 khu tương đối độc lập với nhau gồm: Khu Bắc Tả Ngạn (Bắc phay B) từ TIA TX; Khu Thắng Lợi từ TX TXVI; Khu Đụng Nam và Nam Quảng Lợi. Cỏc thụng sốchủ yếu của cỏc khu khai thỏc được thểhiện trong bảng 2.3.
Bảng 2.3: Cỏc thụng số chủ yếu của cỏc khu khai thỏc
TT Tờn phõn khu Đất búc, 103m3 Than KT 103Tấn Hệ số búc, m3/T 1 Bắc phay B(Bắc Tả Ngạn) 98.694 9.018 10,94 2 Thắng lợi 587.070 41.290 14,22
3 Đụng Nam+Nam Quảng Lợi 89.903 12.657 7.10
4 Than tận thu 1.836**
Cộng 775.666 62.966 12.32
(Bản vẽ hiện trạng khai thỏc trong phần phụ lục)
Đểnõng cao hiệu quảsản xuất của Cụng ty than Cọc sỏu, tập trung khai thỏc tối đa khu Thắng Lợi để sớm kết thỳc khai thỏc khu vực này tạo điều kiện đổ bói thải trong, rỳt ngắn cung độ vận tải đất đỏ thải của khu Bắc, gầm TảNgạn Cụng ty than Cọc sỏu, Đốo Nai. Đồng thời song song tiến hành khai thỏc và búc đất khu Đụng Nam và Nam Quảng Lợi nhằm điều hoà cho khu Thắng Lợi. Bắc Tả Ngạn(Bắc phay B) được khai thỏc cuối cựng nhằm tận dụng khụng gian khai trường khu Thắng Lợi làm nơi đổthải rỳt ngắn cung độvận tải.
2.2.2.4. Quy trỡnh cụng nghệ khai thỏc
(Sơ đồ quy trỡnh cụng nghệ khai thỏc được thể hiện tại hỡnh 2.3 và 2.4)
Mỏ Cọc Sỏu là trữ lượng than tập trung chủ yếu ở vỉa GII, vỉa cú dạng động tụ ở khu Tả ngạn với gúc dốc 2 cỏnh 35 đến 45, đỏy động tụ ở mức -150m cũn tại
khu Thắng Lợi vỉa cú dạng đơn tà cắm về hướng Đụng Bắc và Đụng với gúc dốc 30 đến 35. Trữ lượng than cũn lại cú ở mức -120 -475 thuộc vỉa dày và mức +180 -15 thuộc vỉa G4. Đất búc chủ yếu tập trung ở khu Thắng Lợi với tầng cao nhất là +330m. Hiện tại mỏ đó hỡnh thành moong khai thỏc lớn với đỏy moong ở mức -150m (Khu Động tụ bắc Tả Ngạn). Khai trường được chia làm 3 khu vực Bắc Tả Ngạn, Thắng Lợi và khu Đụng Nam (khu xưởng cũ và Nam Quảng Lợi).
Khu Tả Ngạn gồm 2 động tụ Bắc, Nam cú dải sơn tụ làm ranh giới và chựm vỉa Bắc phay B. Cỏc động tụ Bắc Nam đó kết thỳc khai thỏc đang là nơi chứa bựn nước và đất đỏ thải. Động tụ Bắc đó khai thỏc đến mức -150m, Namở mức -60m.
Cụng tỏc xỳc bốc: Toàn bộ cụng tỏc xỳc bốc hiện nay của mỏ được cơ giới hoỏ bằng cỏc loại mỏy xỳc cỏp gầu thuận cú dung tớch gầu từ 410m3 và mỏy xỳc thuỷ lực gầu ngược cú gầu xỳc đến 4,7m3: Mỏy xỳc điện EKG-4,6, EKG-5A; Mỏy xỳc thủy lực PC-650, PC -750, CAT, KOBE.
Cụng tỏc khoan nổ mỡn: Sử dụng mỏy khoan xoay cầu CBS- 250MN, đường kớnh mũi khoan 200242 mm; Sử dụng thuốc nổ ANFO + thuốc nổ nhũ tương.
Vận chuyển đất đỏ, than : Xe ễtụ HYUNDAI trọng tải 16 tấn; Belaz trọng tải 27 tấn; HD trọng tải 32 tấn; CAT trọng tải 90 tấn.
Bảng 2.4:Cỏc thụng số của hệ thống khai thỏc
Stt Cỏc thụng số Đvt Số lượng
1 Chiều cao tầng búc đất đỏ m 1215
2 Chiều cao phõn tầng khai thỏc than m 57,5
3 Chiều cao tầng kết thỳc m 1530
4 Chiều rộng mặt tầng cụng tỏc tối thiểu Bmin m 4550
5 Chiều rộng mặt tầng nghỉ m 1820
6 Số lượng tầng trong 1 nhúm tầng tầng 34
7 Gúc dốc sườn tầng độ 6570
8 Gúc dốc bờ cụng tỏcmax độ 2835
9 Chiều rộng dải khấu m 1315
(Bản vẽ hiện trạng khai thỏc trong phần phụ lục)
2.2.3. Hiện trạng khai thỏc tại mỏ Đốo Nai
Mỏ than Đốo Nai được Bộ Tài nguyờn và Mụi trường cấp Giấy phộp khai thỏc khoỏng sản số 2817/GP-BTNMT ngày 31/12/2008, nằm trờn địa bàn phường Cẩm Phỳ, thị xó Cẩm Phả (nay là Thành phố Cẩm Phả); cú diện tớch 6,06 km2
, khai thỏc từ mức lộ vỉa đến mức -345m, trữ lượng cụng nghiệp 42.500.000 tấn than, cụng suất 2.500.000 tấn than nguyờn khai/năm, thời hạn khai thỏc đến hết năm 2025.
2.2.3.1. Mở vỉa
Cụng tỏc mở vỉa được lựa chọn trờn cơ sở cỏc nguyờn tắc cơ bản như sau: Chọn khu vực khai thỏc đầu tiờn than phải cú trữ lượng chắc chắn, chất lượng tốt, điều kiện khai thỏc thuận lợi, vỉa cú cấu tạo đơn giản. Phự hợp với trỡnh tự khai thỏc hiện nay của mỏ.
Hào mở vỉa và hướng k.thỏc phải đảm bảo giảm tổn thất và làm bẩn than. Đảm bảo ra than nhanh, sớm đạt được sản lượng theo yờu cầu.
Đảm bảo thuận lợi cho cụng tỏc khai thỏc, vận tải, đổ thải và thoỏt nước mỏ. Tạo bói thải trong và khối lượng đất đỏ đổ phự hợp với qui hoạch chung của vựng và phự hợp với tiến độ đền bự giải phúng mặt bằng khai thỏc.
2.2.3.2. Khai thụng
Khu Cụng Trường Chớnh: Với điều kiện địa hỡnh, hướng vận tải và thoỏt nước, hào mở vỉa đi theocỏc tầng đất đỏ phớa vỏch, tiếp cận vựng Trung tõm rồi bỏm vỏch vỉa và phỏt triển dần về phớa Nam và Đụng-Nam. Khi hố bơm trung gian ở mức-68 m được hỡnh thành,để tạo điều kiện cho việc thoỏt nước tốt, hố bơm đỏy khai trường phải được đặt ở phớa Đụng-Nam và hào tiờn phong phải xuất phỏt từ hố bơm này rồi bỏm vỏch vỉa và phỏt triển dần về vựng Trung tõm.
Khu vực Lộ Trớ: Hiện tại đỏy khai trường khu Lộ Trớ ở mức +100 m, được nối thụng với khu Cụng Trường Chớnh. Vỡ vậy, nước từ khu Lộ Trớ, một phần nhỏ được thoỏt ra ngoài biờn giới khai trường theo cỏc khe nỳi và mương rónh, cũn phần lớn được tập trung xuống moong và chảy sang phớa khu Cụng Trường Chớnh.
Để mở vỉa khai trường khu Lộ Trớ cần phải xuất phỏt từ cỏc tầng phớa Bắc theo trỡnh tự từ trờn xuống dưới bằng cỏc hệ thống hào dốc và hào trượt. Hệ thống hào dốc và hào trượt này một phần nằm phớa vỏch vỉa, một phần nằm trờn trụ vỉa.
Khu vực Nam Lộ Trớ : Mở vỉa xõy dựng khu khai trường mới nhằm khai thỏc vỉa Dày cần thiết phải di chuyển khu xưởng sữa chữa và cỏc đội, phõn xưởng sản xuất hiện đúng trong khu vực ảnh hưởng.
Việc khai thụng mở tầng mới là đi hào trong than (đối với cỏc khu vực vỉa cú chiều dày biểu kiến lớn) và bỏm vỏch vỉa than (đối với cỏc khu vực vỉa cú chiều dày biểu kiến nhỏ). Sử dụng mỏy xỳc cỏp gầu thuận EKG-5A hoặc thuỷ lực gầu ngược loại gầu 4,7m3 kết hợp mỏy xỳc thuỷ lực gầu ngược PC-650-5 hoặc loại tương đương (đào hào tiờn phong, tạo hố thu nước để thỏo khụ đỏy mỏ).
Việc khai thụng mở tầng mới là đi hào trong than (đối với cỏc khu vực vỉa cú chiều dày biểu kiến lớn) và bỏm vỏch vỉa than (đối với cỏc khu vực vỉa cú chiều dày biểu kiến nhỏ). Sử dụng mỏy xỳc cỏp gầu thuận EKG-5A hoặc thuỷ lực gầu ngược loại gầu
4,7m3 kết hợp mỏy xỳc thuỷ lực gầu ngược PC-650-5 hoặc loại tương đương (đào hào