Tờn vỉa W, % A, % V, % d Lƣu huỳnh
S, % Phốt pho P, % Độ ngút xẹp x, mm Độ dẻo y, mm Qc, Kcal/kg Phõn vỉa trờn 0,2-1,96 1,11 (27) 4,72-37,7 13,26(27) 10,45-30,2 22,82(26) 1,33-1,58 1,44(19) 0,3-1,94 1,15(11) 0,006-0,032 0,02(4) 2-18 9,4(10) 12-20 15,9(10) 7564-8672 8316(11) Phõn vỉa giữa 0,19- 11,14 1,42 (192) 0,08-38,3 12,4(192) 8,82-30,26 20,19(186) 1,25-1,9 1,39(168) 0,11-4,29 1,28(73) 0 - 0,065 0,02(60) 0-30 10,90(58) 5-24 13,41(58) 6787-8826 8535(73) Phõn vỉa dƣới 0,1-5 1,56(33) 10,58- 37,37 21,68(33) 10,23-24,4 16,53(30) 1,38-1,63 1,49(22) 0,17-4,01 2,56(6) 0,0008-0,003 0,002(3) 17-22 19,50(2) 7-17 12(2) 6389-8695 8294(14) 0,2-1,96: giỏ trị nhỏ nhất – giỏ trị lớn nhất. 1,11(27): giỏ trị trung bỡnh (số mẫu).
1.5.3. Kết quả tớnh trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng, tài nguyờn than khu Âm Hồn theo bỏo cỏo chuyển đổi cấp trữ lượng năm 2011.
Kết quả tớnh trữ lƣợng, tài nguyờn và chuyển đổi cấp trữ lƣợng, cấp tài nguyờn cỏc phõn vỉa trờn, giữa, dƣới khu Âm Hồn, mỏ than Làng Cẩm đƣợc tổng hợp ở bảng 1.8.
Bảng 1.8: Bảng tổng hợp kết quả tớnh trữ lượng cỏc phõn vỉa giữa, phõn vỉa dưới khu Âm Hồn, mỏ than Làng Cẩm
Tờn phõn vỉa Trữ lƣợng (ngàn tấn) Tài nguyờn (ngàn tấn) Tổng cộng Cấp 111 Cấp 122 Cộng Cấp 221 Cấp 222 Cộng Phõn vỉa giữa 1001,6 218,8 1220,4 378,1 551,2 929,2 2149,6 Phõn vỉa dƣới 2,5 2,5 3,0 71,6 74,6 77,1 Tổng 1001,6 221,3 1222,9 381,1 622,8 1003,9 2226,7 Từ bảng 1.8, cho thấy : - Tổng trữ lƣợng 2 phõn vỉa là 1.223 ngàn tấn, trong đú cấp 111 là 1.002 ngàn tấn, cấp 122 là 221 ngàn tấn.
- Tổng tài nguyờn 2 phõn vỉa là 1.004 ngàn tấn, trong đú cấp 221 là 381 ngàn tấn, cấp 222 là 623 ngàn tấn.
- Tổng trữ lƣợng và tài nguyờn của khu Âm Hồn là 2.227 ngàn tấn.
Túm lại :
Khu vực khai thỏc nằm trong vựng nỳi cao trung bỡnh,tập trung chủ yếu dọc theo hệ thống sụng và cỏc suối nhỏnh của sụng Cụng và sụng Đu.
Khu mỏ mang đặc điểm khớ hậu nhiệt đới giú mựa, chia làm hai mựa rừ rệt.
Ảnh hƣởng của nƣớc ngầm đến ổn định của cỏc bờ mỏ thể hiện dƣới dạng thấm ƣớt làm giảm độ bền của khối đỏ và tạo nờn ỏp lực thuỷ tĩnh dẫn đến làm giảm độ ổn định chung của toàn bờ.
Cấu tạo cỏc bờ mỏ khai trƣờng khai thỏc lộ thiờn Bắc Làng Cẩm cú cỏc loại đỏ thuộc tầng Đềvụn (D), Cỏc bon-Pecmi (C-P), Triỏt (T3r) và tầng phủ Đệ Tứ.
Từ cỏc phõn tớch ở trờn cho thấy cỏc bờ mỏ thuộc khai trƣờng khai thỏc lộ thiờn Bắc Làng Cẩm đƣợc cấu tạo bởi cỏc loại đất đỏ cú tuổi khỏc nhau. Thế nằm của cỏc lớp đỏ cũng khụng nhƣ nhau. Điều này dẫn đến việc lựa chọn cỏc thụng số hỡnh học của hệ thống khai thỏc khụng đồng nhất cho toàn khai trƣờng.
CHƢƠNG 2
HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ NHỮNG NGUY CƠ MẤT AN TOÀN LAO ĐỘNG TẠI MỎ THAN PHẤN MỄ
2.1. Hiện trạng về tài nguyờn
Phần khoỏng sàng đƣợc khai thỏc lộ thiờn tại mỏ than Phấn mễ là khu vực moong Bắc Làng Cẩm. Theo dự ỏn đầu tƣ đỏy mỏ sẽ kết thỳc khai thỏc lộ thiờn ở mức -230 m. Đối tƣợng tớnh trữ lƣợng là cỏc phõn vỉa dƣới, giữa và trờn. Trong đú, phõn vỉa trờn đó khai thỏc hết. Trữ lƣợng, tài nguyờn đƣợc tớnh trờn cơ sở bỡnh đồ đẳng trụ tỷ lệ 1:1000, mức cao tớnh trữ lƣợng cỏch nhau 10 m. Mức sõu nhất tớnh trữ lƣợng -370 m (đẳng trụ phõn vỉa giữa).
Khu Âm Hồn moong Bắc Làng Cẩm tồn tại 3 vỉa than (phõn vỉa trờn, dƣới và giữa). Hiện tại phõn vỉa trờn đó khai thỏc hết. Phõn vỉa giữa đó khai thỏc từ tuyến T.XVIII đến giữa tuyến T.XXVII và T.XXVIII. Mức khai thỏc sõu nhất (thỏng 12/2017) là mức -220 m. Phõn vỉa dƣới đó khai thỏc từ giữa tuyến T.XIX và T.XX đến tuyến T.XXVIIII.
- Trữ lƣợng đó khai thỏc từ năm 1994 đến hết thỏng 12/2017 là: 1.929.112 tấn.
- Trữ lƣợng cũn lại đến 12/2017: 1.973.558 tấn.
- Tổng sản lƣợng khai thỏc từ năm 1994 đến năm 2017: 1.595.868 tấn. - Tổng khối lƣợng đất đỏ búc từ năm 1994 đến 2017: 49.091.547 m3 - Hệ số búc bỡnh quõn 24 năm: 30,76 m3/t.
Trong điều kiện thực tế, cú một số vấn đề về địa chất nhƣ sau:
- Vỉa than biến động giữa tài liệu gốc và tài liệu cập nhật trong quỏ trỡnh khai thỏc, gúc dốc của vỏch và trụ vỉa cú sự dịch chuyển về tọa độ. Chiều dày của vỉa giảm so với tài liệu địa chất.
- Chất lƣợng than nguyờn khai khai thỏc hàng năm cú Ak cao hơn tài liệu địa chất (từ 17ữ25%).
nhiều khu vực bị sạt lở, sƣờn tầng xuất hiện nhiều mạch nƣớc cú lƣu lƣợng lớn tại cỏc phớa Đụng Nam, Tõy Nam và phớa Tõy.
Trờn cơ sở dự ỏn đầu tƣ khai thỏc xuống sõu moong lộ thiờn Bắc Làng Cẩm - mỏ than Phấn Mễ - Cụng ty gang thộp Thỏi Nguyờn đƣợc phờ duyệt tại quyết định số 380/QĐ-GTTN ngày 17/4/2009 của Tổng Giỏm đốc Cụng ty Gang thộp Thỏi Nguyờn. Qua thời gian khai thỏc, đến nay cấp trữ lƣợng đó đƣợc chuyển đổi cho phự hợp với hiện tại khai thỏc của mỏ. Một số cỏc cụng trỡnh trờn mặt do điều kiện khỏch quan cũng chƣa đƣợc giải phúng mặt bằng theo tiến độ của Dự ỏn, một số cụng trỡnh đó giải phúng mặt bằng và đƣợc xõy dựng mới vẫn nằm trong vành đai bờ mỏ nhƣ cụm cụng trỡnh chựa Đàm Võn. Do vậy, Dự ỏn nghiờn cứu tớnh toỏn lại biờn giới trờn mặt và dƣới sõu cho phự hợp với điều kiện địa chất và tỡnh hỡnh khai thỏc hiện tại, cụ thể nhƣ sau:
- Độ sõu kết thỳc: - 230 m;
- Khối lƣợng đất búc là 17.744.278 m3, khối lƣợng than nguyờn khai là 479.230 tấn, hệ số búc Ktb = 37,03 m3/t.
2.2. Hiện trạng khai thỏc mỏ
Đặc trƣng nổi bật về hiện trạng tại khai trƣờng moong Bắc Làng Cẩm là: bờ mỏ cao, hệ số búc đất đỏ lớn, kớch thƣớc khai trƣờng hạn chế. Dự ỏn đƣợc phờ duyệt lựa chọn hệ thống khai thỏc khấu theo lớp xiờn dốc đứng chia bờ mỏ thành nhiều nhúm tầng, trờn mỗi nhúm tầng sẽ khai thỏc theo hỡnh thức khấu đuổi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 2.1: Sơ đồ cụng nghệ tại mỏ than Phấn Mễ
2.2.1. Hiện trạng bờ mỏ
Trong những năm khai thỏc vừa qua tại cỏc bờ mỏ khụng xẩy ra trƣợt lở lớn, trƣợt lở toàn khối, ảnh hƣởng đến quỏ trỡnh khai thỏc mà chỉ xẩy ra biến dạng cục bộ tại một số khu vực gõy chập một số tầng cụng tỏc ảnh hƣởng đến đƣờng vận tải. Cỏc thụng số hỡnh học của cỏc tầng khai thỏc khụng đƣợc đảm bảo theo thiết kế dẫn đến tăng gúc dốc bờ cụng tỏc lờn đến 34ữ360
gần với gúc dốc của bờ kết thỳc (αkt = 370).
Tại khu vực bờ Bắc đoạn tầng từ mức -50 m đến -130 m bị chập trờn chiều dài theo hƣờng tầng khoảng 200 m, cú gúc dốc bằng 520 với chiều cao h=80 m vƣợt quỏ chiều cao cho phộp của tầng (hgh 50 m) khi cắt gúc dốc
Đất đá+Than Khoan nổ mìn lần I, lần II Xúc bốc lên ph-ơng tiện vận chuyển
Than nguyên khai Đất đá
Nhà máy tuyển than
của tầng bằng gúc dốc mặt lớp (α = β). Tƣơng tự nhƣ bờ Bắc bờ Đụng từ mức -10 m đến -125 m cú chiều cao liờn tục ht = 115 m, αt =440 và chiều cao bỏm trụ liờn tục từ mức -90 m đến -190 m với ht = 100 m, αt = 40ữ450
là khụng đảm bảo an toàn cho quỏ trỡnh khai thỏc (htk =20 m, αtk = 440
) (Hỡnh 2.2).
Hỡnh 2.2: Chập tầng, sạt lở ở bờ Bắc mức -50 m đến -130m và ở bờ Đụng từ mức -10 m đến -190m
Khu vực bờ Nam và bờ Tõy đất đỏ cắm vào bờ mỏ đó hạn chế quỏ trỡnh sạt lở sƣờn tầng theo mặt lớp, tuy nhiờn do chịu tỏc động nộn ộp trực tiếp cuả cỏc đứt góy E ở phớa Tõy và D ở phớa Đụng (cỏc đứt góy này cú hƣớng ngƣợc nhau) dẫn tới đất đỏ bị vũ nhầu uốn nếp liờn tục nờn cỏc tầng khi cắt vào cỏc khu vực này thƣờng kộm ổn định dễ bị sạt lở khi chiều cao tầng > 20 m. Để phũng chống sạt lở chập tầng tại cỏc khu vực này cần cắt tầng đỳng theo cỏc thụng số thiết kế với chiều cao cỏc tầng cụng tỏc khụng vƣợt quỏ 20 m.
Khu vực bờ Nam từ mức +0 m trở lờn đất đỏ cấu tạo bờ mỏ bao gồm tầng phủ đệ tứ với chiều dày từ 15ữ20 m và cỏc lớp đỏ gốc thuộc phần trờn của hệ tầng Triỏt bị phong hoỏ mạnh cú chứa cỏc vỉa than kẹp dạng thấu kớnh chiều dày từ 0,2ữ1,5 m. Ngoài ra tại khu vực bờ Nam từ cao trỡnh +20 m trở
xuống cũn bắt gặp một số lũ khai thỏc thủ cụng của dõn địa phƣơng gõy sụt lỳn bề mặt địa hỡnh và phỏ vỡ cấu trỳc của đất đỏ, những yếu tố trờn dẫn đến độ bền trong nguyờn khối bị giảm. Trong quỏ trỡnh khai thỏc khi cắt cỏc tầng vào khu vực này mặt tầng thƣờng bị nứt nẻ sụt lỳn (Hỡnh 2.3). Để đảm bảo an toàn cho quỏ trỡnh khai thỏc cần cắt tầng với chiều cao khụng lớn hơn 10m, gúc dốc sƣờn tầng αt 450
nhƣ đó đƣợc thiết kế.
Hỡnh 2.3: Sạt lở chập tầng từ mức +0 m đến +40m ở bờ Nam
Khu vực bờ Tõy đất đỏ cấu tạo bờ mỏ thuộc hệ tầng Đờvụn bao gồm cỏc loại đỏ đặc trƣng nhƣ cỏt kết, cỏt kết quăczit, bột kết, bột kết vụi phõn bố xen kẽ nhau. Cỏc lớp đỏ cú cấu tạo phõn lớp từ trung bỡnh đến dày, bị nứt nẻ mạnh, làm giảm độ bền trong nguyờn khối. Quỏ trỡnh khai thỏc những năm qua đó gõy sạt lở, chập một số tầng khai thỏc, mặt tầng bị thu hẹp phỏ vỡ hệ thồng khai thỏc theo thiết kế. Tại cao trỡnh từ +10 m đến -100 m cỏc tầng cú chiều cao từ 30ữ47 m, gúc dốc sƣờn tầng αt = 50ữ550, chiều rộng mặt tầng chỉ từ 10ữ12 m khụng đảm bảo an toàn cho quỏ trỡnh khai thỏc (Hỡnh 2.4).
Hỡnh 2.4: Hiện trạng sạt lở, chập tầng ở bờ Tõy
Trong quỏ trỡnh khai thỏc cỏc mỏ than lộ thiờn, bờ trụ liờn tục xảy ra trƣợt lở, khụng chỉ ảnh hƣởng trực tiếp đến quỏ trỡnh sản xuất, gõy nguy hiểm cho con ngƣời, thiệt hại tài sản, mà cũn ảnh hƣởng tới cỏc cụng trỡnh xõy dựng gần khu vực bờ mỏ.
Cụng nghệ làm tơi đất đỏ khụng cần khoan nổ mỡn và cụng nghệ làm tơi đất đỏ bằng nổ mỡn. Tựy điều kiện cụ thể của bờ trụ từng mỏ và yờu cầu bảo đảm an toàn cho cỏc cụng trỡnh trờn bề mặt cú thể ỏp dụng riờng lẻ hay kết hợp cỏc giải phỏp làm tơi bằng đất đỏ, mỏy cày xới, khoan nổ mỡn giảm chấn động tới bờ trụ.
Cụng nghệ khụng cần khoan nổ mỡn cú thể ỏp dụng làm mềm đất đỏ mỏ bằng phƣơng phỏp húa lý, cỏc loại mỏy xỳc cú răng gàu tớch cực hoặc mỏy cày xới. Mỏy cày xới là loại thiết bị làm tơi đất đỏ phự hợp nhất trong điều kiện khai thỏc tại cỏc bờ trụ của một số mỏ than lộ thiờn bị trƣợt lở phớa trờn cú cỏc cụng trỡnh cần bảo vệ. Đõy là loại thiết bị tiờn tiến, rất cơ động, linh hoạt và gọn nhẹ, phự hợp với dõy chuyền đồng bộ thiết bị theo chu kỳ sẵn cú của cỏc mỏ than lộ thiờn.
Bờn cạnh đú, cũn cú thể ỏp dụng cỏc biện phỏp làm tơi đất đỏ bằng khoan nổ mỡn. Tuy nhiờn, cần cú phƣơng phỏp thiết kế nổ mỡn để giảm nhẹ tối đa dao
động địa chấn. Khối thuốc nổ đặt càng gần mặt thoỏng thỡ dao động càng nhỏ. Bờn cạnh đú, cần khoan thẳng hàng, bởi thẳng hàng giữa cỏc lỗ khoan trong càng lớn thỡ tỏc động hậu xung càng nhỏ.
Một số giải phỏp nhằm bảo đảm an toàn khai thỏc than lộ thiờn trong điều kiện thời tiết mƣa nhiều. Đú là, phải cú đủ cỏc đai bảo vệ trờn bờ, nhằm ngăn chặn hiện tƣợng trụi trƣợt đất đỏ từ cỏc tầng trờn xuống tầng dƣới làm sạt lở bờ mỏ. Hoàn thiện hệ thống thoỏt nƣớc trờn cỏc tầng và xung quanh mỏ lộ thiờn nhằm mục đớch ngăn chặn sự bào mũn, xúi lở của cỏc dũng nƣớc mặt làm phỏ vỡ bờ mỏ và làm giảm độ bền vững của đất đỏ. Gúc nghiờng của bờ mỏ phải chọn sao cho phự hợp với tớnh chất cơ lý của đất đỏ, cấu tạo địa chất, điều kiện địa chất thuỷ văn, chiều sõu khai thỏc và thời gian tồn tại của bờ mỏ. Nếu bờ mỏ nằm trong khu vực cú cấu tạo địa chất phức tạp (đứt góy, vũ nhàu) và bị ảnh hƣởng nhiều của nƣớc mặt, nƣớc ngầm.
Để đảm bảo sự ổn định cỏc bờ dốc khi cú biến đổi khớ hậu, cần tiến hành những giải phỏp phũng chống khỏc nhau, tuỳ theo điều kiện tự nhiờn và kỹ thuật cụ thể. Những giải phỏp cụng nghệ nhằm ngăn ngừa trƣợt lở bờ mỏ nhƣ: - Phải cú đủ cỏc đai bảo vệ trờn bờ, nhằm ngăn chặn hiện tƣợng trụi trƣợt đất đỏ từ cỏc tầng xuống tầng dƣới làm sạt lở bờ mỏ
- Hoàn thiện hệ thống thoỏt nƣớc trờn cỏc tầng và xung quanh mỏ lộ thiờn nhằm mục đớch ngăn chặn sự bào mũn, xúi lở của cỏc dũng nƣớc mặt làm phỏ vỡ bờ mỏ và làm giảm độ bền vững của đất đỏ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Gúc nghiờng của bờ mỏ phải chọn sao cho phự hợp với tớnh chất cơ lý của đất đỏ, cấu tạo địa chất, điều kiện địa chất thuỷ văn, chiều sõu khai thỏc và thời gian tồn tại của bờ mỏ. Nếu bờ mỏ nằm trong khu vực cú cấu tạo địa chất phức tạp (đứt góy, vũ nhàu) và bị ảnh hƣởng nhiều của nƣớc mặt, nƣớc ngầm thỡ gúc nghiờng của bờ mỏ giảm đi 30ữ40%
- Giảm tải trọng khối đẩy (phần trờn của bờ) và làm tăng trọng lƣợng khối đỡ (phần dƣới của bờ) bằng cỏch sử dụng bờ mỏ lồi. Làm tăng lực cản hụng từ hai phớa bằng cỏch sử dụng bờ mỏ cong (trƣờng hợp cho phộp)
- Phủ kớn cỏc sƣờn dốc, bờ mỏ bằng thảm thực vật, nhằm chống sự phong hoỏ bờ mỏ do tỏc động của khụng khớ, nhiệt độ, xúi lở bờ mỏ do nƣớc mƣa, nƣớc mặt
Trong trƣờng hợp khẩn cấp, bờ mỏ cú nguy cơ trƣợt lở, cần nhanh chúng xỳc búc phần đất đỏ của cỏc tầng phớa trờn, nhằm giảm lực đẩy.
2.2.2. Điều kiện khai thỏc
Mỏ đang ỏp dụng hệ thống khai thỏc xuống sõu, khấu theo lớp đứng, vận tải bằng ụ tụ, đất đỏ đổ bói thải ngồi, cụ thể nhƣ sau:
- Khai trƣờng kết thỳc hiện tại, khối lƣợng đất búc khụng đạt theo kế hoạch đề ra, cỏc tầng sản xuất bị chập rất nhiều. Khu vực phớa Đụng Nam phần tiếp giỏp giữa trụ vỉa và đất đỏ trụ cú liờn kết yếu, đất đỏ trụ bị trƣợt dẫn đến sụt lỳn chƣa đƣợc xử lý, bờ trụ xuất hiện nhiều vết nứt ở sƣờn tầng cú nguy cơ sạt lở xuống mặt tầng và đƣờng vận chuyển phớa dƣới.
- Khu vực phớa Tõy do chiều dày lớp đất phủ phớa trờn lớn, tầng chập cao nờn đó xảy ra sạt lở làm lỳn đoạn hào vận tải ra bói thải 3 và hào chớnh từ mức - 35 m xuống đến mức -45 m.
- Cỏc tuyến tầng khụng đƣợc mở theo biện phỏp khai thỏc hàng năm và theo thiết kế.
- Khu vực phớa Đụng Nam thi cụng khú khăn do đỏ trụ bị lỳn xuất hiện nhiều khe nứt và nƣớc ngầm nờn hiệu quả nổ mỡn thấp, làm giảm năng suất xỳc bốc, vận tải.
- Hào vận tải đoạn từ -85 m đến -130 m bờn vỏch do đất đỏ mềm yếu và thƣờng xuyờn cú nƣớc thẩm thấu làm ƣớt mặt đƣờng ảnh hƣởng đến đƣờng hào và năng lực vận tải.