Lựa chọn phương pháp đánh giá tài nguyên đá granit ốp lát

Chương 3 ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC THĂM DÒ, KHAI THÁC ĐÁ GRANIT ỐP LÁT KHU VỰC KRÔNG BÔNG–LẮK

3.2. ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG ĐÁ GRANIT ỐP LÁT KHU VỰC KRÔNG BÔNG–LẮK

3.2.1. Lựa chọn phương pháp đánh giá tài nguyên đá granit ốp lát

Tài nguyên đá granit ốp lát xác định là phần tài nguyên đã được các đơn vị địa chất tính toán trong báo cáo kết quả tìm kiếm, thăm dò đá granit ốp lát đã được các cơ quan thẩm quyền phê duyệt theo quy định. Tài nguyên xác định đã được tính toán cho từng khu vực theo các diện tích thăm dò đã được cấp phép cho các doanh nghiệp do Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp đối với đá granit làm đá ốp lát.

Phương pháp thường được sử dụng để tính trữ lượng, tài nguyên đá granit ốp lát trong các báo cáo địa chất là:

- Phương pháp mặt cắt địa chất song song thẳng đứng;

- Phương pháp đẳng cao tuyến;

Việc lựa chọn phương pháp cụ thể nào là phù thuộc vào đặc điểm cấu trúc địa chất, địa hình, phương thức và mạng lưới bố trí các công trình thăm dò. Trong luận văn, tác giả chỉ tiến hành tổng hợp và thống kê lại phần tài nguyên đã được Bộ Tài Nguyên và Môi trường phê duyệt. Tài nguyên khoáng sản xác định theo Quyết định số 06/2006/QĐ-BTNMT là phần tài nguyên đã được đánh giá, khảo sát, thăm dò xác định được vị trí, diện phân bố, hình thái, số lượng, chất lượng, các dấu hiệu địa chất đặc trưng với mức độ tin cậy nghiên cứu địa chất từ chắc chắn đến dự tính.

Riêng đối với các loại đá sử dụng làm nguyên liệu ốp lát thì trong tính trữ lượng phải xác định được độ nguyên khối và độ thu hồi khối. Trong thực tế, đá granit sử dụng làm nguyên liệu ốp lát có thể được khai thác từ đá gốc hoặc đá lăn.

Đối với mỗi loại đá như vậy đòi hỏi phải có các phương pháp khác nhau để xác định độ nguyên khối và độ thu hồi khối.

a. Đối với đá granit gốc: Để xác định độ nguyên khối của đá gốc, tác giả áp dụng theo phương pháp do các nhà địa chất thuộc Viện nghiên cứu khoa học Liên Bang về địa chất và khoáng sản không kim loại, Bộ Địa chất Liên Xô (cũ) đề xuất đã được áp dụng có hiệu quả trên nhiều mỏ đá ốp lát ở Liên Xô. Phương pháp này

được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu, đo đạc thống kê các khe nứt. Độ nguyên khối và độ thu hồi các khối đá sử dụng làm nguyên liệu ốp lát phụ thuộc rất lớn vào các hệ thống khe nứt và các thớ lớp phát triển trong đá. Hình dạng và kích thước của các khối đá tự nhiên tuỳ thuộc vào số lượng khe nứt và khoảng cách giữa các khe nứt song song kề nhau phát triển trong đá.

Phương pháp xác định độ nguyên khối và độ thu hồi khối trong tìm kiếm và thăm dò các mỏ đá granit gốc được tiến hành theo các bước sau:

- Bước 1: Thu thập tài liệu thực địa

+ Tiến hành đo đạc tổng thể khe nứt ở thực địa, đo yếu tố thế nằm (phương vị và góc dốc) của tất cả các khe nứt ở các khoảnh đo. Đánh giá chủ quan và phân loại các khe nứt theo các cấp khác nhau dựa trên cơ sở về đặc điểm hình thái của chúng. Đo đạc và xác định khoảng cách giữa các khe nứt song song liền kề nhau.

Đối với mỗi diện tích đo cần phải đo tối thiểu từ 100 - 120 khe nứt. Các diện tích tiến hành đo tổng thể khe nứt cần được thực hiện trong phạm vi các khoảnh đồng nhất về cấu trúc kiến tạo.

+ Xây dựng các biểu đồ khe nứt ngay tại thực địa trên giấy kẻ ô ly. Dự đoán mối quan hệ tương hỗ của các hệ thống khe nứt trên cơ sở biểu đồ khe nứt được xây dựng.

- Bước 2: Xử lý tài liệu đã thu thập

Dựa vào các số liệu khe nứt đã đo đạc ở thực địa xác định các hệ thống khe nứt chính theo phương pháp chiếu cầu trên mạng Vanter -Smidt (vẽ tay hoặc sử dụng phần mềm chuyên dụng DIP version 5.0 của Canada).

+ Từ nhật ký đo tổng thể khe nứt ngoài thực địa chọn các số đo khoảng cách giữa các khe nứt song song kề nhau.

+ Đối với từng khoảng cách tương ứng của 3 hệ thống khe nứt chính lựa chọn sự phân bố tiêu chuẩn (Ptc) theo các bảng tiêu chuẩn của GOST.

+ Đối với từng hệ thống khe nứt chính tính toán hệ số lệch (K) của sự phân bố độ thu hồi khối tự nhiên so với sự phân bố tiêu chuẩn (Ptc).

K = ΣPi/Ptc (3.1)

Trong đó: ΣPi- Tổng thể tích tính theo khoảng cách giữa các khe nứt của từng cấp. Ptc- Sự phân bố tiêu chuẩn được tra trong bảng của GOST theo từng cấp.

+ Tính sự phân bố độ thu hồi khối tự nhiên được giới hạn bởi 3 hệ thống khe nứt chính:

P = Ptc x K1x K2 x K3 (3.2)

Với: K1, K2, K3 là hệ số lệch của sự phân bố ảnh hưởng của 3 hệ thống khe nứt.

Nếu tại các diện tích nghiên cứu có thi công các công trình khoan hoặc các công trình khai đào cho phép xác định độ nguyên khối theo chiều thẳng đứng thì cần phải tính toán riêng cho từng công trình một, sau đó sẽ kết hợp với số liệu đo tổng thể khe nứt ở trên mặt để xác định độ nguyên khối chung cho từng khối đo.

+ Trên cơ sở tính toán độ thu hồi khối và sử lý thống kê các số đo tổng thể khe nứt cho từng diện tích đo cho phép tìm được sự phân bố độ thu hồi khối theo từng cấp, đồng thời dựa vào đó để tiến hành thành lập bản đồ đồng đẳng diện phân bố của các khối đối với từng phân cấp và bản đồ độ nguyên khối.

Đối với một số mỏ đã được thăm dò hoặc khai thác, hệ số thu hồi đá ốp lát được xác định trên cơ sở tài liệu lấy mẫu công nghệ, hoặc hệ số thu hồi đá ốp lát thực tế tại mỏ đang khai thác. Trữ lượng, tài nguyên đá ốp lát trong từng khối trữ lượng được xác định theo công thức sau:

QiOP = Qi . k2 (3.3)

- Trữ lượng đá ốp lát (đá khối) trong toàn bộ mỏ xác định theo công thức:

QOP = ∑

= K

i

QiOP 1

(3.4)

Trong đó:

+ QiOP : Trữ lượng đá ốp lát của khối tính trữ lượng thứ i, m3.

+ Qi : Trữ lượng đá xây dựng có chứa đá ốp lát của khối tính trữ lượng thứ i, m3.

+ k2 : Hệ số thu hồi đá khối có kích cỡ ≥0,4m3 lấy theo tài liệu lấy mẫu công nghệ hoặc tài liệu khai thác thực tế tại mỏ.

b. Đối với đá granit lăn: Ở các mỏ đá granit thường bao gồm rất nhiều các tảng lăn đá granit có kích thước và hình dạng khác nhau. Các tảng lăn thường phân bố hỗn độn không có quy luật. Giữa các tảng lăn tạo thành các lỗ hổng cũng có kích thước rất khác nhau. Hệ số độ lỗ hổng thay đổi tuỳ thuộc vào kích thước và mức độ chồng chất của các tảng lăn. Sự phân bố của các tảng lăn đôi khi còn phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt địa hình khi thành tạo... Chính những đặc điểm này đã gây ra rất nhiều khó khăn cho các nhà địa chất khi tiến hành thăm dò các mỏ đá granit lăn.

Trong thực tế, khi tiến hành thăm dò các mỏ đá granit lăn thì một trong những yêu cầu quan trọng là phải xác định được trữ lượng của đá lăn và trữ lượng đá khối có thể thu hồi được từ đá lăn, tức là phải xác định được độ tập trung hay hệ số chứa đá lăn và độ thu hồi khối (kích thước các khối hộp) từ các tảng đá lăn đó.

Để xác định độ nguyên khối trong thăm dò các mỏ đá granit lăn cần tiến hành theo trình tự các bước như sau:

- Bước 1: Xác định chính xác ranh giới phân bố đá lăn, đồng thời khoanh định các diện tích có mức độ tập trung đá lăn khác nhau.

- Bước 2: Tiến hành xây dựng các "ô chuẩn" theo các lô. Các "ô chuẩn" có thể là hình vuông, hình chữ nhật, kích thước phụ thuộc vào diện tích thăm dò. Tuỳ thuộc vào yêu cầu mà bố trí số lượng "ô chuẩn" khác nhau. Các "ô chuẩn" này được xem tương đương như là các công trình thăm dò.

- Bước 3: Từ các "ô chuẩn" đã được xây dựng tiến hành đo đạc, thống kê chi tiết các tảng lăn. Tuỳ thuộc vào diện tích, mức độ phân bố đá tảng lăn, trong mỗi lô tiến hành đo chi tiết từ 1 đến 3 "ô chuẩn". Các diện tích đo tảng lăn được xác định toạ độ, độ cao bằng máy trắc địa và xác định các thông số cần thiết đảm bảo xác định được độ tập trung hay hệ số chứa đá lăn của từng "ô chuẩn". Tài liệu đo đạc đủ cơ sở để xác định độ nguyên khối và độ thu hồi khối.

- Bước 4: Dựa trên cơ sở đo đạc, thống kê chi tiết về hình dạng và kích thước các tảng lăn tiến hành tính toán thể tích của các tảng đá lăn. Thể tích của các khối đá lăn được tính tương đối theo các dạng hình học quy chuẩn tương ứng với hình dạng và kích thước đã xác định theo nguyên tắc:

+ Khối đá có dạng hộp chữ nhật áp dụng công thức:

V = DRH (dài x rộng x cao) (m3) (3.5)

+ Khối đá dạng ô van, bầu dục, méo mó, dạng elipxoit áp dụng công thức:

DRH abc

V π π

6 1 3

4 =

= (3.6)

Trong đó: ; ;

+ Độ tập trung đá lăn hay hệ số chứa đá lăn trung bình tính theo công thức:

(3.7)

Với: : Là độ tập trung đá tảng lăn trung bình tại các điểm đo "ô chuẩn" và

t N

t t

tị S

V

K ∑

= =1 (∑

= N

t

Vt 1

- tổng thể tích đá lăn tại"ô chuẩn" thứ t; St- diện tích "ô chuẩn" thứ t).

N : Số "ô chuẩn" hay công trình tham gia tính trữ lượng.

- Trữ lượng đá xây dựng Qxd (trữ lượng đá lăn) trong từng khối tính trữ lượng xác định theo công thức : Qixd = Si. (3.8)

Trong đó: Si : Diện tích khối tính trữ lượng (m2).

- Trữ lượng đá ốp lát (đá khối) Qiop có thể thu hồi được trong từng khối tính trữ lượng xác định theo công thức: Qiop = Qixd.K2 (3.9)

Trong đó: Qixd: Trữ lượng đá xây dựng ở khối thứ i.

K2: Hệ số thu hồi đá khối có kích cỡ ≥ 0,4m3, xác định tại các diện tích "ô chuẩn", tính trung bình cho toàn mỏ hoặc lấy theo tài liệu thực tế độ thu hồi đá khối ốp lát khai thác tại các mỏ đá có đặc điểm tương tự.

- Trên cơ sở đo đạc thống kê kích thước các khối đá trong mỗi ô chuẩn sẽ tiến hành tính toán độ nguyên khối và độ thu hồi khối.

- Đối với các khối đá không nứt nẻ hoặc ít nứt nẻ thì độ nguyên khối được tính toán theo tỷ lệ kích thước khối.

D a 2

= 1 b R

2

= 1 c H

2

= 1

∑=

= N

j tij

ti K

K N

1

1

Ktij

Kti

3.2.1.2. Phương pháp đánh giá tài nguyên dự báo

Dự báo định lượng tài nguyên khoáng sản nói chung, đá granit ốp lát nói riêng hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau, tuỳ thuộc vào đặc điểm khoáng sản, quy luật phân bố, tính chất đặc trưng của từng đối tượng nghiên cứu mà có thể lựa chọn các phương pháp khác nhau cho phù hợp. Đối với các loại tài nguyên đá granit, do có những đặc điểm khác biệt so với các loại tài nguyên khoáng khác về đặc điểm cấu trúc thân khoáng, quy mô phân bố và mức độ phức tạp cho nên để dự báo có thể sử dụng một số phương pháp sau:

- Phương pháp phác thảo đường biên

Phương pháp này chủ yếu dựa vào kết quả đo vẽ bản đồ địa chất khu vực tỷ lệ 1:200.000; kết hợp với phương pháp phân tích ảnh viễn thám để xác định đường biên (ranh giới) của các diện tích phân bố đá granit có mặt trong khu vực nghiên cứu, trên cơ sở đó tiến hành đánh giá tiềm năng tài nguyên tại chỗ của chúng theo công thức sau:

QTN = k i i

i

i H Kk

S . . . 3

1

∑1

=

(3.10) Trong đó:

Si- Diện tích khối i được xác định trên bản đồ.

Hi- Chiều cao của khối đá granit.

K- Hệ số tương tự (được xác định như mục 2.2)

ki- Hệ số chứa đá granit được xác định từ các mỏ đã thăm dò hoặc mặt cắt chuẩn.

1/3 - Hệ số điều chỉnh do mức độ phân cắt địa hình - Phương pháp đẳng cao tuyến

Tiềm năng tài nguyên tại chỗ của từng loại đá xây dựng được xác định theo công thức:

QTN = ⎥

⎦

⎢ ⎤

⎣

⎡ + + + + ± ∑

= k

i i i

n h S h

S S S S

1 2

1

0 .

3 ). 1 .... 2

( 2 (3.11)

Trong đó:

S0- Diện tích phân bố của đối tượng đánh giá ở mức cao tối thiểu đảm bảo khai thác tự tháo khô.

S1, S2, ... Sn- Diện tích đo theo các cốt độ cao cách nhau một khoảng h.

Si- Diện tích của khối lồi (+) hoặc lõm (-) ở cốt độ cao hi.

k- Số khối lồi hoặc lõm.

Đối với loại đá sử dụng làm nguyên liệu ốp lát và trang trí do có những đặc điểm riêng nên trong quá trình dự báo cần phải xác định hệ số thu hồi đá ốp lát.

Tiềm năng tự nhiên đá ốp lát được đánh giá theo công thức sau:

Q = QTN.kq (3.12)

Trong đó: + QTN - Tiềm năng tự nhiên đá xây dựng được xác định theo các công thức trên.

+ kq - Hệ số thu hồi đá ốp lát.

Trong các công thức trên, hệ số chứa đá xây dựng hoặc hệ số thu hồi đá ốp lát (ki, kq) được xác định từ một số “mặt cắt chuẩn”, “diện tích chuẩn” ở các mỏ được điều tra thăm dò, khai thác theo các khu vực khác nhau. Đối với vùng chưa được khảo sát, thăm dò thì tiềm năng tài nguyên được xác định theo nguyên tắc tương tự (Kq lấy theo hệ số thu hồi mẫu công nghệ của mỏ granit Hòa Sơn.

Kq=0,34).