PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Công
4.1.1. Điều kiện tự nhiên
* Vị trí địa lý
Văn phòng của Công ty TNHH MTV 91 đặt tại Tổ 4, Khu Vĩnh Hòa, phường Mạo Khê, thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh.
Toàn bộ diện tích khai trường khu vực khai thác của công ty rộng khoảng 150ha, nằm tại xã Tràng Lương, thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh có vị trí tiếp giáp với:
+ Phía Bắc giáp với huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
+ Phía Nam gần quốc lộ 18B.
+ Phía Đông giáp với ranh rới bảo vệ khu di tích chùa Yên Tử.
+ Phía Tây giáp với mỏ Hồ Thiên.
* Địa hình
Địa hình khu mỏ than Công ty 91 có đặc điểm càng về phía Nam càng thấp dần và cao dần về phía Bắc. Phía Nam có cấu tạo địa hình là những dài đồi thấp, sườn thoải, độ cao từ +125: +375m. Phía Bắc gồm các dãy núi cao, sườn dốc nhiều chỗ dốc đứng, rừng rậm độ cao từ +200: +600m, đất đá khu vực mỏ thuộc loại rắn chắc, độ che phủ thực vật cao nên ít xảy ra các hiện tượng trượt lở bờ taluy, sườn đồi núi [1].
* Địa chất
- Hệ Trias, Thống trung, hệ tầng Nà Khuất:
18
+ Hệ tầng Nà Khuất (T2 nk) phân bố ở phía Nam khu mỏ kéo dài theo phương gần Đông Tây với diện hẹp, có chiều dày khoảng 250 ÷ 500m. Hệ tầng Nà Khuất bị hệ tầng Hòn Gai T3 n-rhg phủ không khớp đều lên trên.
+ Hệ tầng Nà Khuất gồm chủ yếu các lớp: bột kết, cát kết hạt mịn đến trung bình, đá có màu tím, tím phớt hồng, phớt lục, kẹp nhiều lớp sét mỏng và sạn kết, cuội vôi. Đá rắn chắc phân lớp dày từ 0,3 ÷ 0,5m. Trong sét kết chứa nhiều hóa đá động vật bảo tồn tốt, phong phú giống loài:
Pelecypodda đặc trưng.
- Hệ Trias, Thống thượng, Bậc nori – Reti, hệ tầng Hòn Gai (T3 n-rhg):
Hệ tầng Hòn Gai T3 n-rhg phân bố từ phía Nam (nơi tiếp xúc với tập đá màu tím của Hệ tầng Nà Khuất T2 nk) và có mặt cho đến hết ranh giới phía Bắc của Công ty, có đường phương kéo dài gần Đông sang Tây, chiếm diện tích khá lớn trong khu mỏ, bao gồm chủ yếu các trầm tích điển hình của tầng chứa than. Đặc thù địa tầng chứa than gần như có chu kì từ hạt thô đến hạt mịn và từ mịn đến hạt thô, kẹp giữa các chu kì này là lớp than hoặc than bẩn, sét than, sét. Thành phần chủ yếu của Hệ tầng Hòn Gai gồm: cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, sét than, các vỉa than có giá trị công nghiệp và không có giá trị công nghiệp[1].
Căn cứ vào đặc điểm các nhịp trầm tích, thành phần than học, mức độ chứa than hệ tầng Hòng Gai (T3 n-rhg) phân bố ở khu Khe Chuối được chia thành ba phân hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-rhg1), Hòn Gai giữa (T3 n-rhg2), Hòn Gai trên (T3 n-rhg3) như sau:
+ Phân hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-rhg1): Phân hệ tầng Hòn Gai dưới được xác định từ lớp cuội cơ sở nằm chỉnh hợp góc với hệ tầng Nà Khuất (T2
nk) đến trụ vỉa than số 2, đất đá chủ yếu là cát kết thạch anh xám màu, có độ hạt từ trung bình đến thô, xen kẹp là các lớp đá bột đến tối màu có chứa các lớp sét kết màu đen hạt nhỏ đôi khi chứa các lớp sét than độ hạt nhò mịn và
19
phân lớp mỏng. Trong phân hệ tầng Hòn Gai dưới có những thấu kính hoặc ổ than, tổng chiều dày của phân hệ tầng Hòn Gai dưới khoảng từ 200 ÷ 250m[1].
+ Phân hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-rhg2): Phân hệ tầng Hòn Gai giữa được giới hạn từ vỉa 2 đến lớp sạn kết nằm trên vỉa than số 9, thành phần đá của phân hệ tầng Hòn Gai giữa gồm: sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than.
+ Phân hệ tầng Hòn Gai trên (T3 n-rhg3): Được phân bố chủ yếu ở phía bắc của khu mỏ Công ty, chiều dày khoảng 320 ÷ 400m, các đá chủ yếu là sét kết, cát kết, sạn kết, cuội kết màu xám trắng, xám sáng, càng về phía trên các lớp sạn kết, cuội kết càng dày và hạt thô hơn. Thành phần hạt là thạch anh, silic. Cấu tạo khối rắn chắc, địa tầng hạt thô là chủ yếu và có xen kẹp lớp mỏng bột kết, không chứa than và không có hóa thạch thực vật.
- Hệ đệ tứ (Q): Đất đá của hệ Đệ tứ phân bố rộng rãi khắp diện tích khu mỏ của Công ty, ở các thung lũng có chiều dày từ 1 ÷ 15m, ở các đỉnh núi và sườn đồi có chiều dày từ 0,5 ÷ 6m. Thành phần chính của hệ Đệ tứ là sét, cát, sạn, sỏi thạch anh bở rời lẫn các tảng lăn phong hóa từ đá gốc, có kích thước đa dạng và không chứa khoáng sản có ích.
* Đặc điểm kiến tạo
- Uốn nếp: Tồn tại ba vùng nếp uốn; vùng nếp uốn có trục theo hướng Đông Bắc – Tây nam, vùng nếp uốn có trục theo hướng Đông – Tây và Tây Bắc – Đông Nam và vùng nếp uốn đơn giản.
Các nếp uốn tập trung chủ yếu khu vực từ T.XVB ÷ T.XX, bao gồm hệ thống các nếp lồi, nếp lõm liên tiếp dạng kéo trên cánh Nam của nếp lõm chính Bảo Đài, đường phương các trục nếp uốn có phương song song với nhau. Từ T.XVB ÷ T.XVII đường phương biến đổi đột ngột sang phương Đông Bắc – Tây nam và có xu hướng tắt dần. Các uốn nếp trong mỏ là những
20
nếp uốn có 2 cánh không cân xứng, càng về Nam và càng gần lộ các vỉa: V3, V4, V5 của khu mỏ Công ty thì độ dốc ở phần cánh Nam của nếp uốn càng lớn, độ dốc có chỗ lên tới 80 ÷ 900, làm cho các vỉa than cắm dốc đứng và có thể nằm nghịch đỏa ở phần đầu lộ vỉa. Nếu coi toàn bộ địa tầng chất chứa than khu mỏ là một phần cánh Nam của nếp lõn Bảo Đài là cấu trúc bậc I thì các nếp lồi, lõm khác nhau của khu mỏ là cấu trúc bậc II làm phức tạp cấu trúc bậc I. Cấu trúc nếp lồi, nếp lõm ở đây không hoàn chỉnh[1].
Từ những kết quả trên cho thấy cấu trúc địa chất chung khu vực mỏ của Công ty là hệ thống các nếp lồi, nếp lõm liên tiếp phân bố trong phạm vi từ tuyến T.XVB đến T.XX, làm cho mỏ có cấu trúc địa chất tương đối phức tạp, các vỉa than bị uốn lượn.
- Đứt gãy: Khu vực mỏ than của Công ty chưa phát hiện được các đứt gãy có cự ly dịch chuyển lớn, chỉ xác định sơ bộ đứt gẫy F1 ở phía Tây Đông, các tính chất của đứt gãy được xác định dựa theo phương pháp ngoại suy. Chỉ quan sát hiện tượng đất đá bị nén ép, mặt trượt khá phát triển và nhiều mạch thạch anh.
* Đặc điểm địa chất công trình
- Các hiện tượng địa chất công trình trên mặt địa hình bao gồm:
+ Hiện tượng phong hóa.
+ Hiện tượng trượt lở trên sườn dốc tại các bờ moong khai thác lộ thiên.
+ Hiện tượng rửa trôi, mương sói.
- Đặc điểm địa chất công trình các trầm tích chứa than: bao gồm các loại đá sa thạch, alevrolit, acgilit và đất phủ Đệ Tứ.
- Đặc điểm cơ lý đá vách, trụ vỉa than: Vạch, trụ của các vỉa than chủ yếu là các loại đá alevrolit và acgilit nằm sát vách trụ sau đó đến sa thạch nằm trên cùng theo nhịp trầm tích từ hạt thô đến hạt mịn.
* Khí hậu
21
Khu mỏ than Công ty 91nằm trong khu thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh nên có đặc điểm khí hậu mang tính chất vùng nhiệt đới gió mùa và chia thành hai mùa rõ rết [1].:
- Mùa nóng từ tháng 4- tháng 11. Hướng gió chủ đạo là hướng Nam và Đông Nam.
- Mùa lạnh từ tháng 11 – tháng 3 năm sau. Hướng gió chủ đạo là hướng Bắc và Đông Bắc.
Nhiệt độ không khí
- Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm ở khu mỏ vào khoảng 23,2 0C.
- Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm cao nhất là vào tháng 7 (28,6 0C).
- Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm thấp nhất là vào tháng 1 (16,2 0C).
Bảng 4.1. Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực mỏ than Công ty 91 theo trạm Uông Bí
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB
Lượng
mưa(mm) 23,1 25,0 46,1 82,6 192,8 265,5 344,4 410,7 268,6 147,6 35,2 15,4 1.856,9 Nhiệt
độ(0C) 16,2 16,8 19,4 23,2 26,8 28,3 28,6 27,9 27,0 24,7 21,3 17,8 23,2
(Nguồn: Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Quảng Ninh) Chế độ gió
- Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau: gió Bắc (43%) và Đông Bắc (16,5%) là 2 hướng gió có tần suất lớn nhất.
- Từ tháng 4 đến tháng 7: gió Nam giữ vai trò chủ đạo với tần suất lớn nhất vào tháng 7 (40,2%).
22
- Từ tháng 8 đến tháng 11: gió chuyển hướng sang hướng Tây Bắc với tần suất hướng gió 17,5%
- Tần suất lặng gió: 15%
- Tốc độ gió trung bình năm: dao động trong khoảng 2 – 3 m/s, tốc độ gió mùa Đông Bắc và gió bão có thể đạt giá trị lớn, tới 40m/s và cao hơn.
- Tần suất bão đổ bổ vào Quảng Ninh: khoảng 2,8%, trung bình một năm có 1.5 cơn bão, sức gió từ cấp 8 đến cấp 10, mạnh nhất có thể đến cấp 12 nhưng xác suất thấp (khoảng 15-18 năm một lần).
Bảng 4.2. Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo tại trạm Uông Bí
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB
Tốc độ gió (m/s)
1,9 2 1,9 2,2 2,4 2,2 2,3 1,7 1,7 1,8 1,7 1,7 2
Độ ẩm
(%) 75 87 86 86 84 86 85 86 82 81 80 71 82,4
(Nguồn: Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Quảng Ninh) Độ ẩm không khí
Do ảnh hưởng của vị trí địa lý nên độ ẩm không khí trung bình năm tương đối cao là 82 % (bảng 4.2).
+ Độ ẩm trung bình cao nhất: 88 % vào tháng 2 + Độ ẩm trung bình tháp nhất: 76% vào tháng 12 Bức xạ và nắng
Vào các tháng mùa hạ, lượng bức xạ thực tế lớn hơn 10 Kcal/cm2/tháng, nhiều tháng lớn hơn 12 Kcal/cm2/tháng. Vào các tháng mùa đông, lượng bức xạ thực tế nhỏ hơn 10 Kcal/cm2/tháng. Tổng giờ nắng trung bình một năm có khoảng 1.562,8 giờ [1].
23
Bảng 4.3. Tổng số giờ nắng trung bình của khu vực mỏ than Công ty 91 theo trạm Uông Bí
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB
Giờ 85,8 49,6 46,8 88,5 187,5 169,8 193,3 169,8 182,6 184,4 162,3 137,1 1.657,6
(Nguồn: Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Quảng Ninh)
* Cấu trúc địa chất thủy văn Nước mặt
Địa hình khu mỏ than Công ty 91 gồm các tầng khai thác có chiều hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam. Đường đồng mức địa hình cao nhất là +800m ở phía Đông Bắc (gần núi Yên Tử), đường đồng mức địa hình thấp nhất là +125m ở phía Nam. Địa hình bị chia cắt phức tạp tạo nên mạng lưới suối có dạng cành cây chia cắt địa hình thành những dải đồi chạy dài và những quả đồi độc lập. Nước mặt tồn tại chủ yếu ở các hệ thông suối[1].
Suối Đông và suối Ngang chảy trực tiếp qua mỏ, đây là nguồn nước mặt duy nhất trong khu mỏ của Công ty. Suối phía Đông có đoạn chảy dọc vỉa (Đông sang Tây). Thượng nguồn suối xuất phát từ địa hình phía trên mỏ rồi sát nhập với những nhánh suối nhỏ hợp thành suối lớn chảy ra ngoài và tập trung vào sông Trung Lượng ở phía Nam khu mỏ. Chiều dài dòng chảy của suối qua khu mỏ từ 3 ÷ 4km.
Các suối nhánh có hướng chảy chung Bắc xuống Nam (theo hướng dốc tự nhiên của địa hình). Thượng nguồn suối thường hẹp, bờ dốc đứng, trắc diện dọc đôi chỗ đột ngột dốc thành thác cao từ 3 ÷ 5m, các nhánh khi nhập vào suối chính thì lòng suối được mở rộng 8 ÷ 10m, đấy và bờ suối thường gặp đá gốc. Trong những ngày mưa lũ mực nước suối dâng cao thêm 1,5 ÷ 1,8m so với bình thường trở thành mực nước lũ và thời gian lũ dâng thường không có một ngày.
24
Nước ngầm
Nước dưới đất chia làm 2 tầng chứa nước
- Tầng nước ngầm nằm trên vỉa trụ: phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, nham thạch chứa nước là cuội kết, sạn kết, cát kết nứt nẻ. Nước lưu thông trong kẽ nứt vỉa và kẽ nứt kiến tạo. Chiều dày nham thạch chứa nước tầng này khá lớn nhưng đất đá bị nứt mạnh nên mức độ phong phú nước tầng này nhỏ, lưu lượng từ 0,061 ÷ 1,81 l/s. Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa, hướng vận động của tầng này từ Bắc xuống Nam[1].
- Tầng nước áp lực nằm dưới vỉa trụ: phân bổ trên toàn bộ diện tích khu mỏ, nước dưới đất lưu thông trong kẽ nứt vỉa, kẽ nứt kiến tạo nham thạch chứa nước gồm có: cuội kết, sạn kết, cát kết. Độ phong hóa nước của tầng khá lớn và tính áp lực rất mạnh, nguồn cung cấp nước cho tầng này là nước mưa, hướng vận động của tầng này là Tây Bắc - Đông Nam và Bắc Nam.