Chương 3 ĐỊNH HƯỚNG QUY HOẠCH THĂM DÒ VÀ KHAI THÁC ĐÁ ỐP LÁT TỈNH NINH THUẬN
3.2. Định hướng công tác thăm dò
3.2.3. Các yêu cầu đối với thăm dò đá ốp lát
Để phục vụ cho công tác thăm dò, theo quy định phân cấp tài nguyên khoáng sản rắn (2006) của Bộ Tài nguyên và Môi trường cần phải phân chia nhóm mỏ thăm dò:
Theo kích thước, hình dạng, độ phức tạp về cấu trúc địa chất và mức độ ổn định về chiều dày, chất lượng các mỏ đá ốp lát được chia thành 3 nhóm mỏ cho mục đich thăm dò:
a.1) Nhóm I: những mỏ (khoảnh mỏ) gồm các thân dạng khối hoặc vỉa, kích thước lớn, trung bình, nằm ngang hoặc dốc thoải có cấu trúc địa chất (lộ tốt, cú mặt 2-3 hệ thống khe nứt chớnh,…) và ngoại hỡnh (à<1,4) đơn giản, chiều dày và chất lượng ổn định (Vm, Vc <40%) trong toàn thân đá ốp lát.
a.2) Nhóm II: những mỏ (khoảnh mỏ) gồm các thân dạng khối, dạng vỉa, thấu kính, thể tường kích thước trung bình, nhỏ (đôi khi rất nhỏ), nằm ngang đến dốc đứng, có cấu trúc địa chất (lộ yếu đến tốt, có mặt 3 hệ thống khe nứt chính và khe nứt cát tuyến với khoảng cách giữa các khe nứt song song thoả món l < 2m hoặc < 3,5m) và ngoại hỡnh (à = 1,4-1,6) tương đối phức tạp, chiều dày và chất lượng không ổn định (Vm, Vc <40-60%) trong toàn thân đá ốp lát
a.3) Nhóm III: những mỏ (khoảnh mỏ) gồm các thân dạng khối, dạng vỉa, thấu kính, thể tường kích thước nhỏ và rất nhỏ, nằm ngang đến dốc đứng, có cấu trúc địa chất (bị phủ toàn bộ, có mặt 3 hệ thống khe nứt chính và khe nứt cát tuyến với khoảng cách giữa các khe nứt song song thoả mãn l < 1,5m hoặc < 2m) và ngoại hỡnh (à = 1,6-1,8) tương đối phức tạp, chiều dày và chất lượng rất không ổn định (Vm, Vc <60-100%) trong toàn thân đá ốp lát
Đối với các mỏ thuộc nhóm I và nhóm II khi thăm dò chuẩn bị lập dự án khả thi và thiết kế khai thác phải đạt trữ lượng cấp 121 và 122. Đối với các mỏ nhóm III chỉ cần thăm dò đến trữ lượng cấp 122.
b) Yêu cầu công tác thăm dò
b.1) Để bảo đảm việc nghiên cứu, đánh giá mỏ đá ốp lát một cách đúng đắn và tránh những lãng phí do thăm dò quá chi tiết ở những mỏ (khoảnh mỏ) không có giá trị công nghiệp, công tác thăm dò phải được tiến hành theo trình tự các bước từ nghiên cứu trên mặt đến nghiên cứu dưới sâu, từ thi công các
công trình theo mạng lưới thưa đến thi công các công trình theo mạng lưới đan dày. Thực hiện nghiêm túc các yêu cầu về tính đẩy đủ, về chất lượng của công tác thăm dò; áp dụng tổ hợp phương pháp nghiên cứu, thiết bị-kỹ thuật thăm dò hợp lý và đồng thời tiến hành đánh giá kinh tế-địa chất kết quả nghiên cứu theo từng giai đoạn. Mức độ nghiên cứu mỏ phải bảo đảm khả năng khai thác tổng hợp đá ốp lát, đất bốc và bảo đảm giải quyết được các vấn đề bảo vệ môi trường khi khai thác.
b.2) Mỏ hoặc khoảnh mỏ được lựa chọn để thăm dò cho lập dự án khả thi về khai thác phải được chứng minh bằng nghiên cứu dự án đầu tư là có triển vọng giá trị công nghiệp và việc khai thác, gia công đá ốp lát là có hiệu quả kinh tế tại thời điểm đánh giá và được dự định khai thác công nghiệp trong những năm tới và chỉ tiến hành trong phạm vi ranh giới đã xác lập bằng các nhiệm vụ do người sử dụng mỏ yêu cầu về số lượng, trữ lượng và chất lượng đá ốp lát.
Trong dự án đầu tư phải xác định phạm vi diện tích và độ sâu của phần thăm dò chuẩn bị lập dự án đầu tư có xem xét đến yếu tố tổn hại ít nhất về diện tích canh tác.
Việc có mặt các hộ tiêu thụ cụ thể các loại đá ốp lát đã phân chia trong mỏ cũng là yêu cầu bắt buộc để tiến hành thăm dò chuẩn bị lập dự án đầu tư về khai thác mỏ.
b.3) Để thăm dò chuẩn bị lập dự án đầu tư các mỏ (khoảnh mỏ) phải có nền địa hình ở tỷ lệ phù hợp kích thước, đặc điểm địa chất và đặc điểm địa hình địa phương. Bản đồ và bình đồ địa hình mỏ đá ốp lát thường lập ở tỷ lệ 1/1000 - 1/2.000. Khi mỏ có kích thước nhỏ và địa hình phức tạp, tỷ lệ nền địa hình có thể tăng đến 1/500; mỏ có kích thước lớn và địa hình bình ổn, tỷ lệ nền địa hình có thể giảm đến 1/5.000.
Tất cả các công trình thăm dò và khai thác, các vết lộ tự nhiên có lấy mẫu và mô tả địa chất phải được đưa lên bản đồ bằng máy trắc địa.
b.4) Đối với vùng mỏ phải có bản đồ địa chất tỷ lệ 1/10.000 - 1/25.000 kèm theo các mặt cắt địa chất và cột địa tầng phù hợp với yêu cầu của quy phạm đo vẽ bản đồ địa chất thuộc tỷ lệ đó. Trên bản đồ địa chất phải phân chia các dạng thạch học của đá. Bản đồ và các mặt cắt địa chất phải thể hiện được cấu tạo địa chất của vùng, vị trí các cấu trúc địa chất chính và các tổ hợp thạch học - magma, thạch học - trầm tích của đá, quy luật phân bố của
tất cả các mỏ đã biết trong vùng và các diện tích có triển vọng phát hiện các mỏ mới.
Các kết quả nghiên cứu địa vật lý đã tiến hành trong vùng cần được sử dụng khi lập bản đồ địa chất và các mặt cắt và phải thể hiện trên bản đồ gốc kết quả xử lý các dị thường địa vật lý ở tỷ lệ tương ứng với tỷ lệ bản đồ địa chất.
b.5) Cấu tạo địa chất mỏ (khoảnh mỏ) phải được nghiên cứu chi tiết và thể hiện trên bản đồ địa chất tỷ lệ 1/1.000 - 1/2.000 (tùy theo kích thước và độ phức tạp của mỏ), trên các mặt cắt địa chất và các tài liệu bản vẽ khác.
Các tài liệu bản vẽ phải thể hiện được hình dạng, thế nằm, kích thước và cấu tạo bên trong tầng khoáng sản, đặc biệt là địa hình vách và trụ tầng khoáng sản và vị trí của các loại đá ốp lát khác nhau với độ chi tiết đủ cho phép tính trữ lượng và lập dự án khai thác mỏ.
b.6) Phần gần bề mặt phải được nghiên cứu chi tiết, cho phép xác định được chiều dày và thành phần lớp phủ; vị trí các điểm lộ đá gốc trên bề mặt;
ranh giới trên của đá gốc chưa phong hóa (đá gốc tươi), vị trí và đặc điểm các phá hủy kiến tạo, phải xác định được mức độ và quy luật nứt nẻ ở các vết lộ.
Những mục đích trên phải tiến hành nghiên cứu vết lộ, thi công hào, giếng, dọn sạch vết lộ.
b.7) Thăm dò các mỏ đá ốp lát ở dưới sâu chủ yếu được thực hiện bằng khoan lấy lõi.
Các công trình khai đào được thực hiện để nghiên cứu phần gần bề mặt của mỏ, xác định độ thu hồi đá hàng hóa, lấy mẫu công nghệ và kiểm tra khoan. Phải thi công các công trình khai đào, khoan cũng như việc lựa chọn kiểu công trình khai đào, khối lượng của chúng và tỷ lệ so với công trình khoản phải xác định cho từng trường hợp cụ thể, phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo địa chất của mỏ.
Các lỗ khoan phải khoan qua toàn bộ chiều dày thân đá ốp lát hoặc đến độ sâu tầng dự kiến khai thác. Trong trường hợp thứ 2 phải có các lỗ khoan đơn lẻ cắt qua toàn bộ chiều dày thân ốp lát hoặc đến độ sâu có khả năng khai thác lộ thiên.
Khi đá nằm nghiêng hoặc cắm dốc và chiều dài thân đá ốp lát lớn thì độ sâu, góc nghiêng và khoảng cách giữa các công trình khoan phải bảo đảm thu được mặt cắt cắt qua toàn bộ chiều dài thân đá ốp lát dọc theo tuyến thăm dò.
Khi thăm dò các thân đá ốp lát dốc đứng, để thu được tiết diện lớn phải sử dụng khoan xiên.
b.8) Sự phân bố của các công trình thăm dò, loại công trình thăm dò và khoảng cách giữa chúng phải được xác lập trên cơ sở đặc điểm địa chất mỏ, điều kiện thế nằm, hình thái, kích thước và đặc điểm phân bố của các thân đá ốp lát, độ ổn định về chiều dày, thành phần thạch học, chất lượng, cũng như phương pháp khai thác dự kiến.
Trong quá trình thiết kế các đề án thăm dò có thể sử dụng các số liệu về loại hình công trình thăm dò, mật độ công trình thăm dò dẫn ra ở bảng 3.1;
song chỉ có tính định hướng. Đối với từng mỏ, mạng lưới thăm dò hợp lý phải được luận giải theo các tài liệu địa chất hiện có và các số liệu khai thác của các mỏ tương tự về điều kiện thế nằm, hình thái và kích thước thân đá ốp lát, cấu tạo bên trong thân đá ốp lát, mức độ nứt nẻ, mức độ biến đổi có thể về chất lượng.
b.9) Các khoảnh và các tầng được chọn để khai thác trước tiên phải được thăm dò chi tiết nhất. Trữ lượng ở các khoảnh và tầng này của mỏ nhóm I và nhóm II phải được thăm dò chủ yếu ở cấp 121 và 122.
Trong trường hợp, khi các khoảnh và các tầng dự định khai thác trước tiên không đặc trưng về đặc điểm cấu tạo địa chất, chất lượng đá ốp lát và các điều kiện khai thác, thì cần phải nghiên cứu chi tiết các khoảnh khác đạt được các yêu cầu nêu trên. Các số liệu thu thập được từ các khoảnh nghiên cứu chi tiết được để đánh giá độ tin cậy của các thông số tính trữ lượng ở các phần còn lại của mỏ về điều kiện khai thác mỏ.
b.10) Công nghệ sử dụng phải bảo đảm lấy mẫu lõi khoan theo chiều dài của từng hiệp khoan đạt tới 80% trở lên. Trong đó, tổng chiều dài các cột lõi khoan nguyên vẹn mà từ đó lấy các mẫu thử nghiệm tính chất cơ lý phải không dưới 50% tổng chiều dày của từng dạng thạch học đá.
b.11) Đối với mặt cắt thạch học chi tiết, xác định chiều dày và cấu tạo đá bóc, nghiên cứu địa hình bề mặt của tầng có ích (thân đá ốp lát), phát hiện các đứt gãy, các đới phá hủy, các đới nứt nẻ mạnh, các hệ thống khe nứt, các lỗ hổng karst. Để giải quyết các vấn đề này, có thể sử dụng phương pháp thăm dò địa vật lý.
Tổ hợp hợp lý các phương pháp nghiên cứu địa vật lý được xác lập trên cơ sở đặc điểm địa chất cụ thể của mỏ. Độ tin cậy của tài liệu địa vật lý phải được xác nhận bằng các lỗ khoan hoặc các công trình khai đào.
b.12) Tất cả các công trình thăm dò, các công trình khai thác và các vết lộ phải được thu thập tài liệu.
Khi thu thập tài liệu tại các công trình phải tiến hành mô tả thành phần thạch học, cấu tạo và kiến trúc của đá, độ nứt nẻ, các thớ lớp và các yếu tố thế nằm của chúng; mức độ phong hóa, ranh giới giữa đá bán phong hóa và chưa phong hóa, đá phong hóa, tính chất cơ lý và mức độ nứt nẻ. Khi thu thập tài liệu phải lưu ý đến sự biến đổi của đá ốp lát ở đới tiếp xúc với đá vây quanh, với đá mạch, với đá đai cơ phát triển bên trong thân đá ốp lát; sự có mặt silic hóa, calcit hóa, dolomit hóa thứ sinh; đới dập nát; đới nứt nẻ; hình dạng và kích thước thớ nứt; đặc điểm và cường độ phong hóa. Ranh giới giữa các đới đá tươi, bán phong hóa và phong hóa phải được xác lập theo số liệu nghiên cứu thạch học các mẫu đá lấy với khoảng cách sao cho độ chính xác của các ranh giới trên là ± 0,25m. Độ nứt nẻ và thớ nứt phải được nghiên cứu chi tiết.
Tại tất cả các công trình và vết lộ phải mô tả toàn bộ các khe nứt, mô tả đặc điểm khe nứt, thớ nứt, khe nứt thứ sinh, xác định yếu tố thế nằm của chúng, khoảng cách giữa các khe nứt và số lượng khe nứt trên 10m một, dọc theo thành công trình. Đối với các vết lộ phải dọn sạch với diện tích tối thiểu 10 x 10m và số lượng khe nứt cần xác định càng nhiều càng tốt (theo các nhà địa chất Liên Xô, cần xác định được 100 - 120 khe nứt ở mỗi điểm đo tổng thể khe nứt trên mặt)
Trong các lỗ khoan phải thống kê số lượng và đo chiều dài các cột lõi khoan nguyên vẹn có chiều dài tương ứng với chiều dài cạnh nhỏ nhất của khối đá thuộc các nhóm khối khác nhau quy định trong tiêu chuẩn Nhà nước TCVN 5642-1992.
Sự đầy đủ và chất lượng của tài liệu nguyên thủy gốc; sự phù hợp của tài liệu nguyên thủy với đặc điểm địa chất mỏ; tính đúng đắn khi lập các hình vẽ và mô tả công trình khai đào, khoan; sự phù hợp với thực tế; sự phù hợp của tài liệu đại chất gốc với tài liệu nguyên thủy phải được kiểm tra có hệ thống với một khối lượng tài liệu đủ đại diện theo trình tự quy định.
b13) Tất cả các công trình thăm dò và khai thác bóc lộ khoáng sản, cũng như các vết lộ đặc trưng phải được lấy mẫu. Công tác mẫu cần nghiên cứu:
- Lấy và nghiên cứu các tính chất cơ lý của đá - Nghiên cứu khoáng vật - thạch học.
- Xác định thành phần hóa, tính trang trí.
Phương pháp lấy mẫu, tiết diện và chiều dài khoảng lấy mẫu, trọng lượng mẫu và số lượng tùy thuộc vào đặc điểm thử nghiệm đối với từng loại mẫu, cũng như tùy thuộc vào kích thước thân đá ốp lát, điều kiện thế nằm của chúng, hình thái và cấu tạo bên trong, sự phân bố các dạng thạch học của đá.
- Đối với các mỏ đá ốp lát dạng lấy mẫu chính là mẫu cục. Trong các lỗ khoan, mẫu thử nghiệm cơ lý được lấy ở dạng các cột lõi dài không dưới 6-7 cm gộp lại. Tại các công trình khai đào kích thước cục mẫu phải đạt 20x20x20cm. Các mẫu thử nghiệm cơ lý phải tiến hành xác định thể trọng, tỷ trọng, độ rộng, độ hút nước, độ ẩm tự nhiên, hệ số hóa mềm, độ bền nén ở các trạng thái tự nhiên, khô, bão hòa nước và trong trường hợp cần thiết cả ở trạng thái sau khi ướp lạnh, % bão hòa nước, độ bền uốn, độ bền thời tiết, độ mài mòn, tính trang trí, độ bền màu, độ chịu cắt gọt (trong đó có độ bóng).
Đối với mỗi loại đá phải được nghiên cứu không dưới 3 mẫu và các mẫu lấy cách nhau không quá 5-7 m đối với thân đá dạng khối, thấu kính, thể tường và 3-4 m đối với thân dạng vỉa.
- Để tiến hành thử nghiệm cơ lý, từ các cục đá lấy ở các công trình khai đào và khoan cưa cắt thành mẫu (với số lượng cần thiết) có cùng hình dạng và kích thước. Khi gia công mẫu phải bảo toàn được sự vuông vắn về hình dạng hình học và thuận lợi cho việc mài nhẵn bề mặt các cạnh, bởi lẽ nếu không tuân thủ các điều kiện trên có thể dẫn đến hạ thấp không có cơ sở các chỉ tiêu độ bền của đá.
-. Việc nghiên cứu thành phần khoáng vật - thạch học và nghiên cứu sơ bộ tính trang trí của đá được thực hiện ở các mẫu cục nguyên khối hoặc các cột lõi khoan lấy đồng thời với mẫu cơ lý.
- Việc lấy mẫu hóa được thực hiện bằng phương pháp lấy mẫu rãnh ở công trình khai đào và 1/2 mẫu lõi khoan ở các lỗ khoan. Đối với mỗi loại đá thường lấy 10 - 12 mẫu để phân tích hoá silicat, quan tâm các thành phần SiO2, Al2O3, SO3, CaO, MgO, MKN.
b.14) Đối với các mỏ đá ốp lát phải tiến hành nghiên cứu độc hại phóng xạ. Khi xác định độ phóng xạ của đá cần phân chia chúng theo độ tập trung nguyên tố phóng xạ phù hợp với định mức an toàn phóng xạ.
b.15) Chất lượng công tác thử nghiệm cơ lý và phân tích hóa học phải được kiểm tra có hệ thống bằng các phân tích kiểm tra nội và kiểm tra ngoại.
Công tác kiểm tra thử nghiệm cơ lý được tiến hành đối với các chỉ tiêu thể trọng và độ hút nước bằng các thử nghiệm nội bộ và ngoại bộ với số
lượng 5 mẫu. Sự sai lệch giữa thử nghiệm cơ bản và kiểm tra không được vượt quá 0,02g/cm3 đối với thể trọng và 0,5% đối với độ hút nước.
Kiểm tra phân tích hóa chỉ tiến hành đối với thành phần được Tiêu chuẩn Nhà nước hoặc chỉ tiêu tính trữ lượng quy định giới hạn cho phép. Do số lượng mẫu hóa thường ít nên toàn bộ mẫu hóa được tiến hành kiểm tra nội bộ và ngoại bộ. Việc xử lý kết quả phân tích kiểm tra nội bộ và ngoại bộ để xác định đại lượng sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống của phân tích cơ bản được thực hiện theo “Quy phạm kiểm tra nội, ngoại bộ và trọng tải chất lượng phân tích mẫu khoáng sản rắn, năm 1987” của Hội đồng Đánh giá trữ lượng khoáng sản.
b.16) Để xác định mức độ ảnh hưởng của quá trình phong hóa đối với đá phải lấy mẫu nghiên cứu thạch học. Việc lấy mẫu được thực hiện ở phần gần bề mặt của thân đá ốp lát (đến ranh giới đới phong hóa) và gần các phá hủy đứt gãy, đới hủy hoại, đới tăng cao nứt nẻ với khoảng cách 0,25 m một mẫu. Ở các phần còn lại của thân đá ốp lát lấy mẫu với khoảng cách 2-3 m và lấy cho tất cả các loại đá. Mẫu phải phân bố đều trên diện tích mỏ.
Trong phân tích thạch học phải xác định mức độ ảnh hưởng của quá trình phong hóa đối với đá. Trong đá xâm nhập phải xác định trạng thái phong hóa của felspat, sự có mặt của các khoáng vật thứ sinh.
b.17) Các tính chất công nghệ của đá ốp lát (tốc độ cưa cắt, mài, xẻ, khả năng đánh bóng) được nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm hoặc bán công nghiệp.
Đặc điểm thử nghiệm được quyết định bởi hướng sử dụng công nghiệp đá ốp lát nghĩa là tiến hành nghiên cứu các tính chất công nghiệp của đá phù hợp với yêu cầu của lĩnh vực công nghiệp sử dụng đá ốp lát, đồng thời xác định độ thu hồi sản phẩm hàng hóa.
b.18) Trong thăm dò các mỏ đá ốp lát phải tiến hành nghiên cứu tính trang trí, độ bền, khả năng đánh bóng và mức độ bảo toàn độ bóng trong các thiết bị và phòng thí nghiệm chuyên dụng trên các mẫu đá.
b.19) Phải xác lập được các số liệu về công nghệ và kinh tế gia công đá ốp lát; tốc độ và chi phí năng lượng cho cưa cắt, mài và đánh bóng. Các chỉ số này quyết định việc thực hiện cưa cắt đá khối thành đá tấm ở các cơ sở gia công đá ốp lát.
- Để đánh giá địa chất-kinh tế mỏ đá ốp lát được đúng đắn phải tiến hành xác định độ thu hồi các dạng sản phẩm hàng hóa khác nhau từ khối đá tự