IX Lập hồ sơ mời thầu và Tổ chức đấu thầu thi công
105, múi chiếu 60) Diện tích (km2)
2.2. Các giải pháp hồn thiện cơng tác lập dự án
2.2.1. Giải pháp kỹ thuật khai thác mỏ Tùng Bá a. Tài nguyên biên giới và trữ lƣợng khai trƣờng a.1. Biên giới khai trƣờng
Trữ lƣợng địa chất quặng gốc của các thân quặng I và II là 7.156.566 tấn, gồm cấp trữ lƣợng 121 và 122.
Trên cơ sở đặc điểm cấu tạo địa chất và đặc điểm hiện trạng khai trƣờng khu mỏ, tiến hành khảo sát biên giới khai thác các khai trƣờng cụ thể nhƣ sau:
Dự án tính tốn mở rộng biên giới khai thác tối đa trữ lƣợng quặng cấp 121 và 122 ở các thân quặng. Căn cứ vào sự phân bố cấp trữ lƣợng các thân quặng I và II biên giới các khai trƣờng nhƣ sau:
- Khai trường Bắc Hạ Vinh:
Đáy mỏ kết thúc mức +300m đối với TQ1 và +305m đối với TQ2 Biên giới mặt:
Phía Đơng Nam tiếp giáp suối
Phía Bắc giáp trục toạ độ X = 2.534.700 Phía Đơng tiếp giáp trục toạ độ Y = 508.800 Phía Tây giáp trục toạ độ Y = 508.360
Khối lƣợng đất bóc là 4.078.030 m3, khối lƣợng quặng nguyên khai 473.413 tấn, hệ số bóc trung bình Ktb = 8,61 m3/T.
phần đầu tƣ khống sản An Thông. Thực trạng và giải pháp
2009
- 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 Đơng tiếp giáp trục toạ độ Y = 509.280 Phía Tây giáp trục toạ độ Y = 508.800
Khối lƣợng đất bóc là 17.553.970 m3, khối lƣợng 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 Đơng 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 lƣợng đất bóc là 4.765.040 m3, khối lƣợng quặng nguyên khai 477.575 tấn, hệ số bóc trung bình ktb = 9,98 m3/T.
Khối lƣợng toàn mỏ: Đất bóc 26.397.040 m3, quặng 3.253.205 tấn, ktb = 8,11 m3/tấn
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu phƣơng án biên giới khai thác
TT Chỉ tiêu Đơn vị PABG -1
Nam Hạ Vinh Bắc Hạ Vinh Trung Vinh 1 Kích thƣớc khai trƣờng - 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 lƣợng quặng địa chất
huy động vào khai thác tấn 1.922.453 478.449 482.655 4 Trữ lƣợng quặng nguyên
khai tấn 2.302.217 473.413 477.575
5 Khối lƣợng 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 lƣợng trong biên giới khai trƣờng
- Thơng số tính trữ lượng
Trữ lƣợng quặng nguyên khai đƣợc xác định trên cơ sở trữ lƣợng 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 tốn tỷ lệ tổn thất và làm nghèo quặng nhƣ sau:
phần đầu tƣ khống sản An Thơng. Thực trạng và giải pháp
2009
Với đặc điểm cấu trúc các thân quặng: Tỷ lệ tổn thất 6%.
Tỷ lệ làm nghèo quặng: 5%
Trọng lƣợng 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 đƣợc tính tốn là 10m. Phƣơng pháp tính trữ lƣợng theo phƣơng pháp mặt cắt song song, các mặt cắt cách nhau 20m.
Trữ lƣợng quặng đƣợc xác định nhƣ sau:
Khi Si và Si+1 chênh lệch nhau không quá 40% thì thể tích quặng đƣợc tính theo cơng thức: sin 2 1 x xL S S V i i i (m3)
Khi Si và Si+1 chênh lệch nhau q 40% thì thể tích khối quặng đƣợc xác định theo công thức: sin 3 . 1 1 x xL S S 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.
: Góc giữa đƣờng phƣơng khối quặng và tuyến mặt cắt, độ. Trữ lƣợng quặng theo tấn đƣợc xác định theo công thức:
Q = V x , (tấn)
b. Chế độ làm việc – công suất – tuổi thọ mỏ b.1. Chế độ làm việc
Chế độ làm việc của mỏ đƣợc xác định theo chế độ làm việc không liên tục, nghỉ chủ nhật và ngày lễ, cụ thể nhƣ 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 đƣợc xác định trên cơ sở. - Nhu cầu thị trƣờng.
- Tốc độ xuống sâu hàng năm.
- Năng lực thiết bị và điều kiện sản xuất của Công ty.
Nhu cầu thị trƣờng khu vực Hà Giang sắp tới chủ yếu cung cấp sản phẩm quặng sắt cho Nhà máy luyện gang trên địa bàn tỉnh.
Trữ lƣợng quặng của mỏ Tùng Bá chủ yếu là quặng gốc. Để phù hợp với quy mô đầu tƣ, 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 nhƣ sau:
+ Công suất mỏ theo quặng nguyên khai: 300.000 tấn/năm. + Công suất mỏ theo quặng tinh: 175.921 tấn/năm.
phần đầu tƣ khống sản An Thơng. Thực trạng và giải pháp
2009
b.3. Tuổi thọ mỏ
Thời gian khai thác mỏ đƣợc 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 thƣờng, 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 đƣợc lựa chọn theo nguyên tắc sau:
Đảm bảo công suất mỏ tối đa; phát huy tối đa mạng kỹ thuật hiện có (hệ thống đƣờng giao thông, đƣờng điện...);
Tài nguyên khai thác đảm bảo chắc chắn, giảm thiểu sự rủi ro cho xí nghiệp;
Thuận lợi cho cơng tác khai thác, vận tải, đổ thải và thốt nƣớc mỏ; Đảm bảo tổn thất và làm bẩn nhỏ;
Giảm thiểu sự ảnh hƣởng đến mơi trƣờng. - 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 đƣa ra phƣơng án mỏ vỉa và trình tự khai thác hợp lý Dự án chia mỏ thành 03 khai trƣờng:
Khai trƣờng Bắc Hạ Vinh Khai trƣờng Nam Hạ Vinh
Khai trƣờng Bắc Hạ Vinh đƣợc thiết kế tới mức +305m với tổng khối lƣợng 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 đƣờng chạy qua khai trƣờng, khoảng cách từ khai trƣờng đến bãi thải 0,7 km.
Khai trƣờng Nam Hạ Vinh nằm bên kia suối về phía Nam so với khai trƣờng phía Bắc Hạ Vinh. Giao thơng liên lạc khó khăn, chỉ có duy nhất đập tràn nhỏ nối liền sang khai trƣờng khu Bắc. Địa hình khu vực khai thác cao, điều kiện khai thác khó khăn hơn khai trƣờng khu Bắc. Tổng khối lƣợng đất bóc là 17.553.970 m3, khối lƣợng 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 trƣờng Trung Vinh nằm trên địa hình đồi núi cao và cách xa hai khai trƣờng khu Hạ Vinh từ 1,82m. Khai trƣờng Trung Vinh đƣợc thiết kế khai thác đến +580m. Tổng khối lƣợng đất đá thải của khai trƣờng này là 4.7605.040 m3 và 477.575 tấn quặng, hệ số bóc đá trung bình là 9,98 m3/T. Đất đá đƣợc đổ tại đầu tầng khai thác.
Trên cơ sở điều kiện địa chất, địa hình thực tế của mỏ Dự án đƣa ra 02 phƣơng án mở mỏ và trình tự khai thác nhƣ sau:
Phương án 1
Mở mỏ và khai thác khai trƣờng Bắc Hạ Vinh trƣớc, sau đó khai thác khai trƣờng Nam Hạ Vinh và cuối cùng sẽ khai thác khai trƣờng Trung Vinh.
Ƣu điểm:
Cho phép tận dụng và phát huy tối đa hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật hiện có, do đó giảm đƣợc vốn đầu tƣ 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 trƣờng Nam Hạ Vinh;
phần đầu tƣ khống sản An Thơng. Thực trạng và giải pháp
2009
Nhƣợc điểm:
Do diện khai thác hẹp, do đó sẽ khó có khả năng nâng cơng suất khai thác khi cần thiết.
Phương án 2
Mở mỏ và khai thác đồng thời khai trƣờng Bắc Hạ Vinh và Nam Hạ Vinh, khai trƣờng Trung Vinh khai thác cuối cùng.
Ƣu 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; Nhƣợc điểm:
Đầu tƣ xây dựng cơ bản lớn;
Không tận dụng đƣợc không gian đổ bãi thải trong cho khai trƣờng Nam Hạ Vinh;
Hệ số bóc đá của những năm đầu lớn.
Qua phân tích Dự án lựa chọn phƣơng án mở vỉa và trình tự khai thác theo phƣơng án 1.
+ Vị trí mở vỉa
Vị trí mở mỏ đặt đƣờng đi qua khai trƣờng khu Bắc Hạ Vinh. Vị trí mở mỏ đƣợc xác định tại điểm lộ vỉa TQ1 và TQ2, mở vỉa bằng hào bám vách vỉa. Các thông số của hào mở vỉa nhƣ sau:
Bề rộng đáy hào: 10 m Góc nghiêng thành hào: 65o
+ Trình tự khai thác
Trên cơ sở phƣơng án khai thác nhƣ trên đã chọn, trình tự khai thác đƣợc tiến hành nhƣ sau: Khai thác khai trƣờng khu Bắc Hạ Vinh trƣớc, trong quá trình khai thác tiến hành xây dựng cơ bản cho khai trƣờng Nam Hạ Vinh, khi đã kết thúc khai thác khai trƣờng Bắc Hạ Vinh sẽ kịp đƣa khai trƣờng Nam Hạ Vinh vào khai thác. Đất đá từ khai trƣờng Nam Hạ Vinh những năm đầu tiên sẽ đƣợc đổ thải trong vào khai trƣờng Bắc Hạ Vinh, phần còn lai đƣợc đổ ra bãi thải ngồi. Trình tự khai thác theo hình thức “cuốn chiếu”, những năm cuối khai thác khai trƣờng cần xây dựng cơ bản và chuẩn bị khai trƣờng Trung Vinh để sau khi kết thúc khai thác khai trƣờng Nam Hạ Vinh sẽ đƣa vào khai thác khai trƣờng Trung Vinh, đảm bảo quá trình sản xuất đƣợc ổn định và liên tục.
c.2 Hệ thống khai thác
- Lựa chọn hệ thống khai thác
Mỏ sắt Tùng Bá có 3 khai trƣờng: Khai trƣờng Bắc Hạ Vinh; khai trƣờng Nam Hạ Vinh và khai trƣờng Trung Vinh. Các khai trƣờng đều có chung đặc điểm, địa hình đồi núi cao, chiều dầy thân quặng nhỏ, hệ số bóc đá lớn. Để giảm khối lƣợng 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 cơng tác trong trƣờng hợp này đƣợc tính:
ct = arctg i j k v ct i ctg h B B h 1 1 1 1 . , 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);
phần đầu tƣ khống sản An Thơng. Thực trạng và giải pháp
2009
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);
h: Chiều cao tầng phù hợp với MXTLGN có dung tích gàu E = 2,1 m3, h = 10 m; Bv: đƣợc lựa chọn theo giá trị lớn nhất của các điều kiện: nổ mìn, vận tải và ổn định bờ mỏ. Dự án tính tốn 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 (trƣờng hợp bố trí các máy xúc khấu đuổi trên một số tầng) đƣợc tính tốn theo công thức: Hđ = 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; L: Chiều dài blơc xúc, chọn L = 180÷200 m; : Góc véc tơ ăn sâu của cơng trình mỏ, = 40 ÷ 450 : Góc dốc sƣờn tầng, = 65÷700.
Từ đó tính đƣợc 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 ct = 28÷300.
- Cơng tác khoan nổ mìn
+ Lựa chọn đường kính lỗ khoan
Q trình nghiên cứu lý thuyết và thực tế của các tác giả Liên Xô (cũ) đã chỉ ra rằng kích thƣớc hợp lý của cỡ hạt trung bình đối với MXTL có thể xác định theo cơng thức:
dtb = (0,171÷0,183), m
Với máy xúc sẽ đầu tƣ để xúc đất đá và quặng tại mỏ Tùng Bá có dung tích gàu 2,1m3 thì kích thƣớc cỡ hạt trung bình yêu cầu của đống đá nổ mìn
dtb = 0,210,23 m
Quan hệ giữa sản lƣợng mỏ và đƣờng kính lỗ khoan:
Với các mỏ có sản lƣợng nhỏ và trung bình có thể chọn đƣờng kính lỗ khoan hợp lý theo sản lƣợng qua công thức:
4. .
100 n
lk Q
d mm
Nhƣ vậy, theo sản lƣợng 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 đƣờng 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 thƣớc 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 đƣờng kính lỗ khoan d = 102 mm khi nổ quặng và d = 127 mm khi nổ đất đá.
phần đầu tƣ khoáng sản An Thông. Thực trạng và giải pháp
2009
+ Xác định các thơng số nổ mìn
Các thơng số khoan nổ mìn đƣợc tính tốn phù hợp với loại đƣờng kính lỗ khoan Đƣờng kháng chân tầng (W)
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 đƣợc xác định nhƣ 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 đƣợc xác định nhƣ sau: Lkt = Kkt.dt, m