4.3. HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THĂM DÒ
4.3.1. Nhóm hệ thống công trình khai đào
Hệ thống công trình khai đào sử dụng để thăm dò các thân quặng nằm gần mặt đất và có hình dạng phức tạp hoặc thành phần có ích biến đổi mạnh. Thuộc về hệ thống này bao gồm các công trình khai đào trên mặt (hào, giếng thăm dò) và công trình ngầm (giếng mỏ, lò).
1. Hệ thống công trình khai đào trên mặt a. Hệ thống hào thăm dò
Hệ thống hào thăm dò sử dụng để phát hiện và theo dõi không chỉ phần lộ vỉa của các thân quặng gốc nằm dưới lớp phủ có chiều dày mỏng, mà còn để thăm dò các mỏ sa khoáng có chiều dày 3 ÷ 4m và hợp phần có ích phân bố không đồng đều, đặc biệt là sa khoáng thung lũng của vàng, kim cương và platin.
Khi sử dụng công trình hào để thăm dò các mỏ sa khoáng cần bố trí chúng trên hệ thống tuyến cắt vuông góc với phương kéo dài của thung lũng chứa sa khoáng. Khoảng cách
80 giữa các hào trên tuyến và giữa các tuyến phụ thuộc vào loại hình khoáng sản, mức độ phân bố của khoáng vật hoặc thành phần có ích.
b. Hệ thống giếng thăm dò
Hệ thống giếng thăm dò chủ yếu được sử dụng để thăm dò các thân quặng nằm ngang hoặc dốc thoải và nằm gần mặt đất. Thăm dò bằng giếng có hiệu quả cao đối với các thân quặng dạng lớp phủ thuộc mỏ vỏ phong hóa (bauxit, kaolin) và sa khoáng thung lũng (hình 4.8). Tuỳ thuộc vào đặc điểm địa chất, quặng hóa và yêu cầu nghiên cứu mà lựa chọn mạng lưới bố trí giếng thăm dò và chiều sâu cho hợp lý.
1 2
Hình 4.8. Thăm dò bằng hệ thống giếng đứng
1- Thân quặng; 2- Giếng
Trong một số trường hợp, để thăm dò các thân quặng phức tạp, quy mô không lớn và nằm gần mặt đất có thể dùng hệ thống thăm dò bằng giếng kết hợp với lò ngách. Do áp dụng hợp lý công trình khai đào thẳng đứng và nằm ngang nên có thể tạo ra hệ thống mặt cắt thăm dò thẳng đứng (Hình 4.9).
Hình 4.9. Hệ thống thăm dò bằng giếng kết hợp với lò ngách (theo P.M. Tatarinov)
1- Quaczit thứ sinh; 2- Đá andaluzit; 3- Thân quặng; 4- Deluvi
Nhóm hệ thống hào và giếng thăm dò có ưu điểm:
- Cho phép quan sát trực tiếp các yếu tố địa chất và khoáng sản nên tài liệu thu thập được có độ tin cậy cao.
- Lấy được nhiều loại mẫu để nghiên cứu chất lượng và các tính chất khác của khoáng sản, đặc biệt là những mẫu yêu cầu khối lượng lớn như mẫu công nghệ.
- Giá thành rẻ và có thể thi công đồng loạt.
Tuy nhiên, nhóm hệ thống này cũng có nhược điểm như độ sâu nghiên cứu bị hạn chế và công tác thi công gặp nhiều khó khăn khi đào trong vùng đất đá có độ chứa nước lớn.
2. Hệ thống công trình ngầm a. Hệ thống lò thăm dò
Hệ thống lò thăm dò được sử dụng để thăm dò các thân khoáng nằm trong khu mỏ có địa hình phân cắt mạnh. Để thăm dò, người ta thường bố trí một số mức lò ở độ cao khác nhau
81 nhằm tạo ra các tầng có thể sử dụng cho khai thác sau này. Hệ thống này được tạo ra trên cơ sở kết hợp giữa lò bằng với các công trình ngầm thẳng đứng, nghiêng hoặc nằm ngang (hình 4.10). Để kết hợp hợp lý các dạng công trình này cần phân tích và làm sáng tỏ mối quan hệ giữa bề mặt địa hình với hình dạng, điều kiện thế nằm, chiều dày và độ sâu tồn tại của thân khoáng. Trong thực tế thường sử dụng các hệ thống cơ bản sau:
- Hệ thống lò bằng dọc vỉa kết hợp với lò thượng, lò hạ, giếng mù để thăm dò các thân khoáng có chiều dày mỏng và lộ ra ở sườn các thung lũng phát triển theo phương vuông góc với đường phương của chúng.
- Hệ thống lò bằng xuyên vỉa kết hợp với lò dọc vỉa và các công trình khai đào khác được áp dụng để thăm dò các mỏ nằm trong khu vực địa hình bị phân cắt tạo ra những thung lũng hoặc miền hạ thấp phát triển song song với đới chứa quặng. Trong hệ thống này, lò bằng xuyên vỉa đào cắt qua đới chứa quặng, còn lò dọc vỉa xuất phát từ vị trí lò bằng cắt qua thân khoáng. Các công trình ngầm khác chủ yếu xuất phát từ lò dọc vỉa.
Hệ thống lò bằng thăm dò có ưu điểm là cho phép quan sát, thu thập tài liệu địa chất một cách chi tiết và chính xác. Nhược điểm chính của hệ thống này là giá thành cao và chỉ áp dụng để thăm dò các mỏ nằm trong khu vực có địa hình đồi núi phân cắt mạnh.
b. Hệ thống giếng mỏ
Hệ thống giếng mỏ áp dụng để thăm dò các mỏ có địa hình tương đối bằng phẳng và các phương pháp có giá thành rẻ hơn không thể áp dụng. Về nguyên tắc, bản thân hệ thống giếng mỏ không phải là công trình thăm dò, nó là công trình mở vỉa thẳng đứng hoặc nằm nghiêng trong khai thác mỏ bằng phương pháp hầm lò. Để thăm dò, người ta tiến hành đào giếng mỏ, sau đó từ nó đào các công trình ngầm như lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa, lò cúp, giếng mù. Các công trình này được đào trên một hoặc hai mức tầng cách nhau 20 ÷ 50 m, ít khi nhiều hơn hai mức tầng (hình 4.10, 4.11). Thông thường, để thăm dò một mỏ nào đó chỉ cần đào một giếng mỏ ở khu vực có triển vọng nhất về khoáng sản, thường trùng với phần trung tâm của khu thăm dò.
Thăm dò bằng hệ thống giếng mỏ cho tài liệu địa chất chính xác, nhưng do giá thành cao và kỹ thuật thi công phức tạp nên ít được sử dụng.
Hình 4.10. Thăm dò bằng hệ thống lò bằng (a) và hệ thống giếng mỏ (b)
1- Thân quặng; 2- Công trình ngầm (giếng mỏ và lò)