Đặc điểm, điều kiện địa chất nơi thi công đường lò xuyên vỉa -35, khu Lộ TrÝ

Chương 3 Thực trạng thi công đường lò xuyên vỉa -35

3.2. Đặc điểm, điều kiện địa chất nơi thi công đường lò xuyên vỉa -35, khu Lộ TrÝ

3.2.1. Địa hình

Khoáng sàng Lộ Trí là phần Nam của dải chứa than Cẩm Phả. Địa hình vùng mỏ mang nhiều đặc điểm vùng rừng, núi ven biển, độ cao các đỉnh núi trung bình 200  300m, đỉnh cao nhất +439,6m. Các dãy núi có phương kéo dài á vĩ tuyến, từ Khe Sim đến Đông Quảng Lợi. Toàn bộ diện tích phía Tây Nam là thung lũng, được tạo thành do công ty than Thống Nhất khai thác lộ thiên công trường +110. Trên mặt, thảm thực vật rừng không còn nhiều, sườn núi khá dốc, dễ bị xói lở trong mùa mưa.

3.2.2. Sông suối

Do đặc điểm địa hình nên các khe suối đều bắt nguồn từ các đường phân thuỷ ở phía Bắc chảy theo hướng Bắc Nam đổ ra Vịnh Bái Tử Long, các suối chỉ có nước vào mùa mưa.

Phía Đông Bắc khu mỏ có hồ Bara - đây là hồ nhân tạo được xây dựng để chứa nước phục vụ sản xuất.

3.2.3. KhÝ hËu

Khí hậu khu mỏ mang những nét đặc trưng của vùng nhiệt đới gió mùa.

Mùa mưa thường từ tháng 5 đến tháng 10 (tháng 7 và tháng 8 thường có mưa to và bão). Lượng mưa tháng cao nhất khoảng 1089mm, Tổng lượng mưa lớn nhất trong mùa mưa là 2850mm (vào năm 1966). Số ngày mưa lớn nhất trong năm là 103 ngày. Tổng lượng mưa lớn nhất trong năm là 3076mm.

Mùa khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. Số ngày mưa lớn nhất trong mùa khô là 68 ngày (vào năm 1967). Lượng mưa lớn nhất trong mùa khô

892mm (vào năm 1976). Tháng 4 thường là tháng mưa nhiều nhất của mùa khô.

Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 290300C, cao nhất là 370C, lạnh nhất là 5080C.

3.2.4. Điều kiện giao thông

Khu Lộ Trí có điều kiện giao thông, vận tải thuận lợi cả bằng đường ôtô và bằng đường sắt.

+ Đường Ô tô có đường quốc lộ18A, 18B nối vùng mỏ với các vùng kinh tế khác.

+ Hệ thống đường sắt chở than chạy từ Tây Khe Sim đến cảng Cửa Ông.

+ Đường thuỷ: có cảng nước sâu lớn như Cửa Ông và các cảng nhỏ: Cẩm Phả, Km6, Mông Dương…thuận tiện cho việc xuất khẩu than và chuyên chở nội

địa, trao đổi hàng hoá thuận tiện.

3.2.5. Địa tầng

Địa tầng chứa than khu Lộ Trí- Công ty than Thống Nhất bao gồm trầm tích hệ Trias thống thượng, bậc Nori-Rêti- Hệ tầng Hòn Gai (T3n-rhg) phủ bất chỉnh hợp trên đá vôi có tuổi Carbon - Pecmi sớm (C3 - P1).

* Phụ hệ tầng Hòn Gai dưới (T3n - r)hg1:

Phụ hệ tầng này lộ ra ở phía Nam khoáng sàng, với chiều dầy khoảng 300m, thành phần cơ bản là cuội kết xen kẽ một số lớp mỏng cát kết, bột kết, sét kết và một số lớp than mỏng không có giá trị công nghiệp.

* Phụ hệ tầng Hòn Gai giữa (T3n - r)hg2:

Cột địa tầng có chiều dày từ 700m  1000m bao gồm các đá chủ yếu như:

cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết, và các vỉa than.

Qui luật trầm tích của các vỉa than khá phức tạp. Chiều dầy địa tầng chứa than tăng dần từ Nam lên Bắc và từ Tây sang Đông. Hệ số chứa than tập trung chủ yếu ở phần trung tâm (nếp lõm Lộ Trí). Càng lên phía Bắc địa tầng chứa than dầy lên nhưng chiều dầy các vỉa than bị vát mỏng dần.

* Phụ hệ tầng Hòn Gai trên (T3n - r)hg3:

Đây là phụ hệ tầng trên cùng, nằm chuyển tiếp trên vách Vỉa H(5). Diện phân bố hạn chế, nhỏ hẹp ở phần phía Bắc tiếp giáp với đứt gãy A-A. Đặc điểm trầm tích của phụ hệ tầng là đá hạt thô, nguồn gốc lục địa. Thành phần thạch học

bao gồm: Sạn kết, cuội kết, cát kết, bột kết. Đặc tính phân bố không rõ ràng. Các vỉa than ở phụ hệ tầng này không có giá trị công nghiệp.

* Hệ Đệ tứ (Q)

Đất đá thuộc hệ Đệ tứ phân bố chủ yếu phần phía Bắc khoáng sàng, ở phần phía Nam chỉ rải rác ở một số nơi, do các tầng khai thác lộ thiên đã bóc đi hoặc

đổ thải lên.

Thành phần chủ yếu là cuội, sỏi, cát, sét và các vật chất thực vật, cấu tạo bở rời. Chiều Dày(2) đất đá từ 2 mét đến 10 mét, trung bình 7m, thường phủ không chỉnh hợp trên trầm tích Triát.

3.2.6. Kiến tạo 3.2.6.1. NÕp uèn

- Nếp lõm Tây đứt gẫy F. có trục chạy dọc theo đứt gẫy F., cánh Tây thoải, cánh Đông dốc.

- Nếp lõm Nam đứt gẫy F.C Là nếp lõm kéo theo của đứt gẫy F.C, mặt trục cắm về phía Nam, đông nam. Đối với chùm vỉa Dày(2), hai cánh của nếp lõm này tương đối thoải, độ dốc của cánh Nam dao động trong khoảng 10o15o, cánh bắc 20o25o.

- Nếp lõm +18 nằm ở phía đông nam khu IVA, trục nếp lõm chạy theo phương á vĩ tuyến. Mặt trục hơi nghiêng về phía bắc, hai cánh của nếp lõm thoải,

độ dốc của hai cánh chỉ dao động trong khoảng 15o20o

- Nếp lõm 146-402 nằm ở phần Tây Lộ Trí, trong khoảng từ T.IB đến T.III, trục nếp lõm chạy theo phương Đông Bắc-Tây Nam, có su hướng chìm dần về phía Đông, hai cánh của nếp lõm thoải, độ dốc của hai cánh chỉ dao động trong khoảng 10o20o

- Nếp lồi trung tâm khu IVA, chi phối toàn bộ cấu trúc địa chất khu IVA, trục nếp uốn chạy theo phương á vĩ tuyến, mặt trục gần thẳng đứng, hai cánh thoải 515o. Mặt trục tương đối dốc, hơi nghiêng về phía Đông nam, hai cánh của nếp lồi không đồng đều. Cánh Nam dốc và phức tạp hơn cánh Bắc.

- Nếp lồi Đèo Nai có trục theo hướng á kinh tuyến, cánh Tây của nếp lồi bị

đứt gẫy F. cắt qua.

3.2.6.2. Đứt gẫy

* Các đứt gãy thuận

- Đứt gãy thuận FB chạy theo phương TB - ĐN, mặt trượt cắm về Đông bắc với góc dốc 70075o. Biên độ dịch chuyển hai cánh đứt gẫy không đều từ 20m100m.

- Đứt gẫy thuận F có phương á kinh tuyến (phương vị 34003500), mặt trượt cắm Đông, góc dốc biến đổi từ 700750, biên độ dịch chuyến theo hướng dèc tõ 20 50m.

- Đứt gẫy thuận FP1 có phương Đông Bắc - Tây Nam cắm Nam - Đông Nam, góc dốc thay đổi từ 550 600. Đứt gẫy FP1 có biên độ dịch chuyển từ 30m

 40m.

- Đứt gẫy thuận MT: Đứt gẫy MT có phương chạy TB- ĐN, từ Tây Lộ Trí

đến khu Đông và Đông Nam. Mặt trượt của đứt gẫy cắm Đông bắc với góc dốc 700750.

* Các đứt gãy nghịch

- Đứt gẫy nghịch FC: Chạy theo hướng ĐB -TN với phương vị 550 600, mặt trượt cắm về phía Đông nam với góc dốc 650700, đới huỷ hoại từ 3m đến 7m.

- Đứt gẫy nghịch FL: đứt gẫy có phương Tây Bắc- Đông Nam mặt trượt nghiêng về Đông Bắc với góc dốc 650  750, đứt gẫy bị chặn bởi đứt gẫy FC ở phía Bắc, phía nam bị chặn bởi đứt gãy FN. Đới huỷ hoại từ 7m đến 10m bị vò nhàu dữ dội, biên độ dịch chuyển từ hàng chục mét đến 70m  80m.

- Đứt gẫy nghịch A1-A1 (A1) có phương á vĩ tuyến mặt trượt cắm Bắc có độ dốc từ 750  800, FA1 là đứt gẫy lớn suất hiện từ đứt gãy FB giữa TIA và TI đến

đứt gãy FC, biên độ dịch chuyển từ 100m200m, đới phá huỷ từ 10m đến 15m.

- Đứt gẫy nghịch FP phát triển theo phương TB - ĐN mặt trượt cắm về phía Tây Nam với góc dốc thay đổi từ 750800, đứt gẫy nghịch FP phát triển trong khu vực giữa hai đứt gãy FA1 ở phía Bắc và FMT phía Nam. Biên độ dịch chuyển thay đổi từ 30m  40m.

- Đứt gẫy nghịch FQ xuất hiện ở khu vực Tây Lộ Trí theo phương

Tây Bắc - Đông Nam mặt trượt đứt gãy cắm về phía Đông Bắc và kết thúc tại đứt gẫy FC. Góc dốc mặt trượt thay đổi từ 750  800, biên độ dịch chuyển thay đổi từ 30m  40m

3.2.7. Đặc điểm địa chất thuỷ văn 3.2.7.1. Nước mặt

Trong khu vực các suối đều là suối cạn, chỉ có nước trong những ngày mưa. Nước mặt chỉ có trong hồ Bara và moong khai thác lộ thiên +110.

Hồ Bara: Hồ Bara là hồ nhân tạo. Cuối năm 1923, người Pháp đã ngăn các khe núi tạo hồ chứa nước. Hồ Bara nằm phía Đông Bắc cách khu khai thác IV-A của mỏ Thống Nhất khoảng 500m. Theo các tài liệu trước đây diện tích hồ khoảng 400.000m2, mực nước cao nhất +361,99 (tháng 3 năm 1962) thấp nhất +341,99.

Nước biển: Do khoáng sàng Lộ Trí có địa thế gần biển nên vào thời điểm chiều cường nước biển chỉ cách khu vực lò +13 khoảng 1500m  1800m. Từ trước đến nay, chưa có công trình nghiên cứu bơm nước thí nghiệm, nên khi hạ thấp mực khai thác, khả năng nước biển thẩm thấu vào các công trình khai đào hay không vẫn chưa thể có kết luận chính xác. Theo nhận định của các nhà địa chất thuỷ văn đã nghiên cứu khu vực này trong các báo cáo địa chất trước đây nhất là khu Đông Nam từ mức -50 trở xuống, nước biển có thể ngấm vào các hệ thống lò khai thác (do chênh lệch lớn về mực nước sẽ tạo ra sự chênh lệch về Gradent thuỷ lực). Với vấn đề trên, trong quá trình khai thác xuống sâu cần có các công trình nghiên cứu thêm để có kết luận chính xác.

3.2.7.2. Nước dưới đất

* Nước trong trầm tích Đệ Tứ

Nhìn chung, phức hệ chứa nước trong trầm tích Đệ Tứ của khoáng sàng Lộ Trí thuộc loại nghèo nước, các lớp chứa nước chỉ phân bố tập chung ở phần phía Nam khu mỏ. Nước mưa, nước mặt là nguồn cung cấp trực tiếp cho phức hệ chứa nước trầm tích Đệ Tứ. Đối với việc khai thác lộ thiên, phức hệ chứa nước này sẽ

ảnh hưởng đến việc tháo khô moong, ngoài ra với khai thác hầm lò nước mặt có khả năng thẩm thấu nên cũng ảnh hưởng rất lớn đến lưu lượng nước chảy vào mỏ.

*Nước chứa trong các đới huỷ hoại của đứt gẫy:

Trong diện tích quản lý của Công ty than Thống Nhất tại khu Lộ Trí, tồn tại các đứt gẫy lớn: FA1, FMT, Fα, FL. Các đứt gẫy bị dịch chuyển với biên độ khá lớn làm cho các đá trong đới huỷ hoại và các đứt gẫy dạng lông chim kéo theo bị vò nhầu, vụn bở sinh ra hệ thống khe nứt hở chứa nước. Các đứt gẫy và

đới huỷ hoại của chúng cắt qua các tầng và phụ tầng chứa nước khác nhau với

đới huỷ hoại và biên độ dịch chuyển khác nhau là đường dẫn để nước lưu thông với nhau giữa các tầng, nhất là các tầng đã khai thác nên mức độ tàng trữ nước không lớn. Nguồn cung cấp nước cho các đới huỷ hoại chủ yếu là nước mưa, nước ở vùng đã khai thác và một phần nước trong các tầng đá chứa nước. Chất lượng nước trong đới huỷ hoại đứt gẫy chưa được nghiên cứu.

Bảng 3.3. Kết quả dự tính lưu lượng nước chảy vào khai trường Lưu lượng (m3/h)

Mức khai thác Qk

(tb mùa khô)

Qm-a

(tb mùa mưa) Qmax Qtb năm

+13  -140 416 1332 1959 951

+13  -250 540 1621 2384 1171

Không duy tr×

tháo khô

mức -35 +13  -350 603 1808 2659 1306

+13  -35 131 591 870 400

-35  -140 285 741 1090 551

-35  -250 409 1030 1514 771

Duy tr×

tháo khô

mức -35

-35  -350 471 1217 1789 906

3.2.8. Đặc điểm địa chất công trình

Trầm tích chứa than bao gồm các loại đá sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết đá

sét và các vỉa than. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá xem bảng 3.4.

Bảng 3.4. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá

Tên

đá

§é bÒn nÐn (KG/cm2)

§é bÒn kÐo (KG/cm2)

Dung trọng (KG/cm3)

Tỷ trọng (G/cm3)

Gãc néi ma sát (0)

Lùc dÝnh kÕt(Ck) Sạn

kÕt

2825 - 84 1193(147)

278 - 49 153(32)

2,95 – 1,34 2,58(125)

2,84 – 1,45 2,65(126)

340- 250 290(2)

0,44-0,09 0,25(7) Cát

kÕt

2629 - 113 1033(344)

434-38,88 138(112)

2,95 – 1,34 2,58(125)

2,84 – 1,45 2,65(126)

370-200 270

7,13-0.70 2,39(69) Bét

kÕt

2301 - 30 554(345)

375 - 29 84(97)

3,46 – 1,34 2,57(267)

6,66 – 1,40 2,68(267)

38015’-160 240

0,9- 0,15 1,12(56) SÐt

kÕt

520 - 148 322(12)

63 - 63 63(1)

2,67 – 2,47 2,59(11)

2,77 - 257 2,68(11)

36030’-140 280