TT Loại đỏ Gúc cắm Kớch thƣớc TB (m) Tớnh chất mặt khe nứt Lớp nhột giữa cỏc khe nứt Phõn loại cấp nứt nẻ 1 Đỏ vụi bờ Đụng (C-P) 40600 0,51,2 Khụng nhẵn Can xớt IVV 2 Diệp thạch mỳt cụ vớch,
bột kết vụi bờ Tõy (Đ) 30400 0,050,5 Nhẵn Khụng III
3 Đỏ cỏt kết quăc zớt bờ Tõy (Đ) 30400 0,10,5 Khụng nhẵn Cú vết bỏm ụ xớt sắt-sột IIIII 4 Đỏ bột kết bờ Nam (T3r) 30600 0,31,5 Nhẵn Cỏc vẩy than, sột, vụi IIIV
5 Đỏ bột kết vụi bờ Nam 30600 0,20,8 Nhẵn Cỏc vẩy
b. Đặc điểm phõn bố của đất đỏ bờ Tõy Bắc, Bờ Tõy và Tõy Nam
Bờ Tõy Bắc, bờ Tõy và Tõy Nam thuộc khai trƣờng khai thỏc lộ thiờn Bắc Làng Cẩm đƣợc cấu tạo bởi đất đỏ thuộc tầng Đề vụn (D) và Triỏt (T3r). Đất đỏ tầng Đề vụn phõn bố ở phớa trờn và chiếm đến 80% lƣợng đất đỏ bờ mỏ. Đất đỏ thuộc tầng Triỏt chiếm khoảng 20% và phõn bố ở chõn của bờ.
Cỏc loại đỏ biến chất cú mặt trong tầng Đề Vụn (D) bao gồm: Cỏt kết, cỏt kết quắc zớt, bột kết, diệp thạch Mutscụvớch, đỏ sừng và đỏ hoa hoỏ phõn bố xếp lớp xen kẽ nhau,đặc trƣng phõn bố cỏc loại đỏ đƣợc giới thiệu trờn mặt cắt địa chất cụng trỡnh cỏc tuyến XXI, XVIII.
Đỏ cỏt kết, cỏt kết quắc zớt chiếm 24,82%, đỏ cú mầu xỏm sỏng, hạt trung cấu tạo khối. Thành phần chủ yếu là thạch anh cú lẫn cỏc vẩy Sờrixớt, mức độ biến chất từ yếu đến trung bỡnh, đụi khi mạnh trở thành quắc zớt cú kiến trỳc hạt biến tinh (thạch anh tỏi kết tinh) và cú vẩy clorits màu lục chen vào .
Đỏ hoa hoỏ chiếm 9,4% cú màu trắng xỏm, cấu tạo đụi khi bị xen kẹp cỏc lớp bột kết vụi cú màu xỏm đậm. Thành phần chủ yếu là canxớt tỏi kết tinh từ trung bỡnh đến mạnh trở thành đỏ hoa.
Diệp thạch Mỳt cụ vớch chiếm 14,96%, cú màu vàng nõu, cấu tạo phõn phiến, kiến trỳc vẩy hạt biến tinh. Thành phần gồm: Thạch anh cỏc vẩy nhỏ Mutscụvớch, Sờrixớt, Clorits, chỳng bị huỷ hoại mạnh.
Bột kết, bột kết vụi chiếm 36,75% màu xỏm đến xỏm sỏng, cấu trỳc hạt mịn, cấu tạo dạng khối đụi khi phõn lớp.
Chiều dày cỏc lớp đỏ thay đổi từ 36m đến 2025m. Cỏc lớp đỏ cắm Tõy với gúc dốc 300600. Do đặc điểm tầng đất đỏ Đề Vụn cú mặt trong bờ mỏ là phần cao của địa hỡnh nờn chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ của quỏ trỡnh phong hoỏ và hoạt động kiến tạo. Trong khối đỏ phỏt triển nhiều hệ khe nứt theo cỏc phƣơng khỏc nhau. Điển hỡnh là hệ khe nứt theo mặt lớp, vuụng gúc với mặt lớp và phƣơng của đứt góy E. Cỏc lớp bột kết vụi, diệp thạch mỳt cụ vớch, đỏ vụi hoa hoỏ phõn lớp từ mỏng đến trung bỡnh, kớch thƣớc giữa cỏc lớp từ
0,50,2m, trung bỡnh 0,25m. Khoảng cỏch giữa cỏc hệ khe nứt trong cỏt kết, quắc zớt từ 0,20,5m.
Cỏc loại đỏ thuộc tầng chứa than Triỏt (T3r) phõn bố phớa Đụng đứt góy E và tập trung ở phần dƣới của bờ mỏ, là vỏch trực tiếp của vỉa than dày bao gồm Bột kết, bột kết vụi, cỏt kết, sột kết và sột kết than. Cỏc loại đỏ này khụng ổn định về nham tƣớng và chiều dày, cú chỗ cỏt kết hạt trung chuyển sang sạn kết, cú chỗ bột kết vụi chuyển sang bột kết và ngƣợc lại.
Cỏt kết cú màu xỏm đến xỏm sỏng, thành phần chủ yếu là thạch anh, silớc xi măng là sột. Bột kết cú màu xỏm sẫm, kiến trỳc phấn sa hạt mịn đến trung bỡnh, cú cấu tạo khối ớt phõn lớp. Trong đỏ cú những mặt trƣợt lỏng búng và những kẽ nứt. Bột vụi cú màu xỏm sẫm, kiến trỳc phấn sa hạt mịn, cú cấu tạo phõn lớp mỏng, trong chỳng thƣờng cú những kẽ nứt ngấm canxớt. Thành phần của bột kết vụi chủ yếu là thạch anh, thỉnh thoảng gặp những hạt than nhỏ. Sột kết và sột kết than chỉ là những lớp kẹp trong vỉa than vỏch trụ vỉa, khụng duy trỡ trong toàn bộ địa tầng. Chỳng chỉ chiếm vài phần trăm.
Cỏc loại đỏ cấu tạo bờ Tõy Bắc, bờ Tõy và Tõy Nam khai trƣờng lộ thiờn Bắc Làng Cẩm mỏ than Phấn Mễ cú hƣớng cắm Tõy, Tõy Nam, phõn lớp từ trung bỡnh đến dày. Cỏc lớp đỏ thuộc tầng Đềvụn (D) cú gúc cắm từ 30500
, cỏc lớp đỏ tầng Triỏt (T3r) cú gúc cắm 40600, đứt góy E cú gúc cắm 60650
. Tồn bộ đất đỏ và đứt góy đều cắm Tõy cắm vào bờ mỏ với gúc dốc từ trung bỡnh đến dốc và rất dốc. Nhƣ vậy về mặt phõn bố cú lợi đối với ổn định. Trong điều kiện này, độ ổn định của bờ mỏ đƣợc quyết định bởi tớnh chất bền của cỏc loại đỏ trong nguyờn khối với đặc trƣng nứt nẻ và phõn lớp của chỳng.
c. Đặc điểm phõn bố của đất đỏ bờ Nam.
Nhƣ đó trỡnh bày ở trờn, khu vực bờ Nam và Đụng Nam hiện tại và đến kết thỳc khai thỏc (-230 m) đất đỏ cấu tạo bờ mỏ thuộc tầng trầm tớch chứa than Triỏt (T3r) kẹp giữa tầng đỏ vụi Cỏcbon - Pecmi ở phớa Đụng và tầng đất
đỏ Đềvụn ở phớa Tõy. Tham gia vào cấu tạo của bờ Nam và Đụng Nam (phớa Đụng đứt góy E) cú cỏc loại đỏ đặc trƣng của tầng Triỏt nhƣ: cỏt kết, bột kết, bột kết vụi xen kẹp cỏc lớp mỏng dạng thấu kớnh ớt duy trỡ sột kết, sột kết than. Đặc tớnh và tớnh chất của cỏc loại đỏ này đó đƣợc mụ tả chi tiết ở mục 1.2. Sự khỏc biệt về đặc tớnh phõn bố của cỏc lớp đỏ cấu tạo bờ Nam và Đụng Nam là cỏc lớp đỏ phõn bố cắt chộo bờ mỏ với gúc từ 30400
Theo hƣớng Tõy và Tõy Nam. Phần chõn của bờ mỏ là cỏc lớp đỏ bột kết vụi, bột kết vỏch của vỉa than. Phần trờn của bờ là cỏc lớp bột kết xen kẽ cỏc thấu kớnh cỏt kết và cỏc vỉa than mỏng. Đặc điểm nổi bật của cỏc lớp đỏ chứa than thuộc tầng Trriỏt là tớnh khụng ổn định về nham tƣớng và chiều dày. Cỏc lớp đỏ bị vũ nhàu uốn nếp, nứt nẻ mạnh thế nằm thay đổi liờn tục, đặc biệt là từ độ sõu -50 m trở lờn và gần đứt góy E.
Kớch thƣớc của cỏc khối đỏ trung bỡnh từ 0,10,5 m trong bột kết vụi, từ 0,21,0 m trong bột kết, chuyển sang phớa Đụng gần đứt góy D đỏ bột kết vụi ớt nứ nẻ hơn.
Trong toàn bộ địa tầng thuộc mỏ Bắc Làng Cẩm, cỏc loại đỏ thuộc hệ tầng Triỏt cú độ bền vững lớn nhất. Quỏ trỡnh khoan nổ mỡn trong tầng này khỏ khú khăn, tỷ lệ đỏ quỏ cỡ chiếm đến 1%. Cỏc cục đỏ sau khi nổ mỡn lần thứ nhất đạt đến 2 m.
Độ ổn định của bờ Nam trong điều kiện này phụ thuộc chủ yếu vào tớnh chất bền của cỏc loại đỏ, mức độ phõn lớp, đặc tớnh nứt nẻ. Đặc biệt là hệ khe nứt vuụng gúc với mặt nghiờng của lớp đỏ song song với bờ tầng, bờ mỏ.
* Tớnh chất cơ lý của cỏc loại đất đỏ cấu tạo bờ mỏ
Nhƣ đó trỡnh bày ở trờn, tham gia vào 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. Trong giai đoạn thăm dũ năm 1967, tớnh chất cơ lý của phần lớn cỏc loại đỏ chƣa đƣợc xỏc định. Một
số loại đỏ đó đƣợc thớ nghiệm nhƣng với số lƣợng mẫu quỏ ớt và thiếu cỏc chỉ tiờu cơ bản phục vụ tớnh toỏn ổn định bờ mỏ.
Vào năm 2008 để phục vụ nghiờn cứu ổn định bờ mỏ khai trƣờng khai thỏc lộ thiờn Bắc Làng Cẩm, Viện nghiờn cứu Khoa học Cụng nghệ mỏ - TKV, đó tiến hành lấy mẫu thớ nghiệm đầy đủ tớnh chất cơ lý của cỏc loại đất đỏ đặc trƣng cú mặt trong địa tầng bờ mỏ với số lƣợng nhƣ sau:
+ Tầng phủ Đệ Tứ: 40 mẫu
+ Cỏc loại đỏ gốc thuộc hệ tầng Đềvụn (D): 20 mẫu + Cỏc loại đỏ gốc thuộc hệ tầng Triỏt (T3r): 30 mẫu + Cỏc loại đỏ gốc thuộc hệ tầng Cỏcbon - Pecmi (C-P):12 mẫu + Theo mặt tiếp xỳc lớp: 12 mẫu
Kết quả thớ nghiệm tớnh chất cơ lý của cỏc loại đất đỏ đƣợc tổng hợp trong bảng 1.5.
* Đặc điểm địa chất cụng trỡnh nền bói thải.
Kết quả khảo sỏt địa chất cụng trỡnh do Liờn đoàn Địa chất Đụng Bắc lập cho phộp xỏc định đặc điểm phõn bố địa tầng và tớnh chất cơ lý của cỏc loại đất đỏ nền bói thải đến độ sõu lớn nhất 35,2m (LK.PM-04) từ trờn xuống nhƣ sau:
- Lớp 1: Đất đỏ thải, lớp này gặp tại 2 lỗ khoan: PM 01 và PM 02 tại cỏc lỗ khoan này chiều dày lớp từ 1,2 m (LKPM 02) đến 2,2 m (LKPM 02).
- Lớp đất trồng trọt: lớp này chỉ gặp tại lỗ khoan PM.04, với chiều dày 0,3m bao gồm đất sột, sạn, cỏt lẫn mựn thực vật .
- Lớp 2: Sột pha màu xỏm vàng, xỏm nõu thành phần chủ yếu là sột lẫn cỏt sạn, trạng thỏi dẻo cứng đến nửa cứng. lớp 2 gặp tại tất cả cỏc lỗ khoan (PM 01, PM 02, PM 03, PM 04, PM 05). Chiều dày lớp thay đổi từ 9,0 m (LKPM 01) đến 25,4 m (LKPM 04).
- Lớp 3: Đỏ gốc, toàn bộ 5 lỗ khoan đều khoan đến tầng đỏ gốc, chiều sõu khoan vào đỏ gốc từ 5 m đến > 10 m. Đỏ gốc bao gồm sột bột kết (LKPM
01), cỏt kết xen kẹp bột kết đỏ vụi (LKPM 02), đỏ gabro màu xỏm xanh, xỏm đen (LKPM 03), đỏ phiến sột bị phong hoỏ (LKPM 04), đỏ cỏt kết dạng quarzit (LKPM 05). Cỏc loại đỏ ở trạng thỏi từ cứng đến rất cứng.
1.5. Đặc điểm cỏc vỉa than khu Âm hồn
1.5.1. Đặc điểm chung
Khu Âm Hồn đƣợc giới hạn từ tuyến T.XVII đến tuyến T.XXVII, trong khu cú 3 phõn vỉa than ký hiệu là phõn vỉa trờn, giữa và dƣới.
- Phõn vỉa dưới
Vỉa dƣới nằm dƣới cựng trong tầng chứa than với phƣơng chạy theo phƣơng gần kinh tuyến. Dƣới lớp phủ phõn vỉa dƣới lộ liờn tục từ giữa tuyến T.XIX và T.XX đến tuyến T.XXVIII, vỉa dạng đơn nghiờng cắm về phớa tõy với gúc dốc 280 đến 620. Vỉa đƣợc phỏt hiện ở hào 362 và 15 lỗ khoan với 15 điểm cắt vỉa. Trong đú, lỗ khoan LK82 cú chiều dày 0,26 m khụng tham gia vào tớnh trữ lƣợng. Vỉa phõn bố từ tuyến T.XVIII đến tuyến XXVIIII. Vỉa cú dạng một thấu kớnh khụng duy trỡ về chiều dày và cấu trỳc. Chiều dày tớnh trữ lƣợng thay đổi từ 0,46m đến 4,13m (LK81-T.XIX), trung bỡnh là 2,04m. Chiều dày biến đổi khụng đồng đều (V= 63,85%). Chiều dày lớp đỏ kẹp thay đổi từ 0m đến 1,1m (LK79). Lớp đỏ kẹp thƣờng là sột kết hoặc sột than. Độ tro thay đổi từ 10,58 đến 37,37%, trung bỡnh 21,68%. Chất bốc thay đổi từ 10,23 đến 24,4%, trung bỡnh 16,53%. Gúc dốc vỉa thay đổi từ 280
đến 620. Phõn vỉa dƣới nằm bất chỉnh hợp trực tiếp lờn đỏ vụi C – P, nờn trụ của nú là đỏ vụi nền, một số vị trớ là bột kết vụi, mức trụ sõu nhất đó đƣợc khống chế bởi lỗ khoan LK 96 (-286,06 m). Vỏch của vỉa dƣới chủ yếu là bột kết vụi rắn chắc, cú vị trớ vỏch gặp lớp sột kết mỏng.