CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ NỔ MÌN
1.4. Đặc điểm địa chất tự nhiên khu mỏ
Mỏ than Đèo Nai thuộc thị xã Cẩm Phả - Quảng Ninh.
Phía Đông giáp mỏ than Cọc Sáu.
Phía Tây giáp mỏ than Lộ Trí Phía Nam giáp thị xã Cẩm Phả.
Phía Bắc giáp mỏ than Cao Sơn và Khe Chàm II.
Ranh giới khai trường mỏ Đèo Nai được xác định trên cơ sở Quyết định số 1985/QĐ-HĐQT của Chủ tịch HĐQT Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam ngày 22 tháng 08 năm 2008 về việc giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than về tổ chức
khai thác than cho Công ty CP than Đèo Nai - TKV. Mỏ than Đèo Nai có toạ độ như sau:
STT Tên Mỏ (mã số mỏ)
Ký hiệu mốc mỏ
Toạ độ mốc mỏ Z: Chiều sâu mỏ
(m)
Diện tích mỏ (km2)
X Y
1
Mỏ Đèo Nai (CP-0034)
ĐN.1 26700 426750
LV đến
-1000 5,9
2 ĐN.2 26752 427193
3 ĐN.3 26 815 429 133
4 ĐN.4 26 969 429 550
5 ĐN.5 26 090 429 153
6 ĐN.6 25 799 429 225
7 ĐN.7 25 726 429 350
8 ĐN.8 25 655 429 873
9 ĐN.9 25 200 429 320
10 ĐN.10 23 991 429 007
11 ĐN.11 24 147 428 254
12 ĐN.12 24 680 426 814
13 ĐN.13 24 822 426 499
14 ĐN.14 25 250 426 803
15 ĐN.15 25 077 427 198
16 ĐN.16 25 501 427 200
17 ĐN.17 26 256 426 911
18 ĐN.18 26 499 427 000
1.4.1.2. Địa hình, khí hậu, sông suối
Địa hình khu mỏ không còn là địa hình nguyên thuỷ, bị cắt bởi các tầng khai thác và đất đá thải, địa hình thấp nhất là moong khai thác công trường chính là -70m tính đến thời điểm 01/1/2010. Bề mặt địa hình mỏ chủ yếu là các tầng khai thác.
Trong khu mỏ không có hệ thống sông suối. Ở phía bắc khu Lộ Trí - Đèo Nai có hồ Bara là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho toàn vùng.
Về khí hậu có hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 28300C, cao nhất là 370C, thấp nhất từ 580C.
1.4.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội
Hệ thống giao thông liên lạc trong khu vực rất thuận lợi bao gồm đường giao thông chính quanh khu mỏ, các tầng khai thác và đường vận tải than trong mỏ, moong khai thác, v.v...
Cơ sở hạ tầng trong khu vực rất thuận lợi do các mỏ than đã đầu tư tương đối đầy đủ và hoàn chỉnh.
Vùng mỏ có điều kiện giao thông rất thuận lợi cả về đường bộ và đường thủy. Đường bộ có đường 18A, 18B nối vùng mỏ với các vùng kinh tế khác. Đường thủy có cảng nước sâu lớn như cảng Cửa Ông, v.v. ...
1.4.2. Đặc điểm địa chất mỏ than Đèo Nai 1.4.2.1. Địa tầng
Địa tầng chứa than của mỏ Đèo Nai bao gồm trầm tích hệ Trias thống thượng bậc Nori- rêti điệp Hòn gai (T3n-rhg), chúng phân bố trên toàn diện tích khu mỏ gồm:
Phụ điệp dưới (T3n-rhg1): Lộ ra ở phía Nam khu Lộ Trí - Đèo Nai, có chiều dày khoảng 300m. Đất đá chủ yếu là cuội kết, xen kẽ một số lớp mỏng cát kết, bột kết và một số các lớp than mỏng không có giá trị công nghiệp.
Phụ điệp giữa (T3n-r hg2): Phụ điệp giữa có chiều dày từ 700-1000 m, bao gồm các loại đất đá cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than. Nằm trong địa tầng này có mặt các vỉa và chùm vỉa theo thứ tự từ dưới lên trên như sau: vỉa mỏng, chùm vỉa dày, vỉa trung gian, chùm vỉa G.
Chiều dày địa tầng chứa than tăng dần từ Nam lên Bắc, từ Tây sang Đông, nhưng hệ số chứa than tập trung ở phần trung tâm. Càng lên phía Bắc địa tầng chứa than dầy lên nhưng các vỉa than lại mỏng dần.
1.4.2.2. Kiến tạo
Mỏ than Đèo Nai là một trong những mỏ có cấu trúc phức tạp nhất của bể than Quảng Ninh. Mỏ có điều kiện kiến tạo và địa động lực rất phức tạp liên quan đến nhiều pha khác nhau, với sự thành tạo và tái hoạt động mạnh mẽ của mạng lưới đứt gãy.
Theo mức độ phức tạp và đặc điểm cấu trúc có thể phân mỏ Đèo Nai thành 4 khu vực chính sau:
* Khối Tây Nam: Cấu trúc ở đây là một nửa nếp lõm.
* Khối Đông Nam: Là khối có cấu trúc đơn giản nhất, thể hiện qua cấu trúc đơn nghiêng khá ổn định.
* Khối Tây Bắc: Có cấu trúc phức tạp và tương phản.
* Khối Bắc đứt gãy A2: Có cấu trúc phân tầng.
Hệ thống nếp uốn
Mỏ Đèo Nai có những nếp uốn chính sau:
Nếp lõm Đông Lộ Trí: Là một nếp lõm không khép kín, trục nếp lõm chìm dần về phía Đông Bắc.
Nếp lõm Tây và Đông đứt gãy anfa: Nếp lõm Tây chạy dọc theo phía Tây của đứt gãy anfa, dài khoảng 1000 m. Nếp lõm Đông anfa nằm ở phía Đông của đứt gãy anfa, dài khoảng 100 m.
Nếp lõm công trường chính: Là nếp lõm không hoàn chỉnh, bị chặn bởi đứt gãy A2 ở phía Bắc và đứt gãy K ở Đông Nam.
Nếp lõm 2K: Được giới hạn bởi đứt gãy A4 ở phía Tây, đứt gãy A2 ở phía Nam, đứt gãy A ở phía Bắc.
Nếp lồi moong Tây: Là nếp lồi không hoàn chỉnh. Phía Nam giáp đứt gãy A2, phía Bắc là đứt gãy A, phía Đông là đứt gãy anfa, phía Tây giáp đứt gãy A4.
Mạng lưới đứt gãy
Mạng lưới đứt gãy của mỏ Đèo Nai được chia thành 4 hệ thống đứt gãy chính như sau:
Hệ thống đứt gãy theo phương á vĩ tuyến: gồm các đứt gãy A, C và đứt gãy Nam.
Hệ thống đứt gãy theo phương á kinh tuyến: gồm các đứt gãy: ,
1, 2, D3, C9 và các đứt gãy kéo theo.
Hệ thống đứt gãy theo phương ĐB - TN: gồm các đứt gãy: A2, A3, A4, A5, K, D.
Hệ thống đứt gãy theo phương TB - ĐN: gồm các đứt gãy L và một số đứt gãy nhỏ xuất hiện trong khu moong.
1.4.3. Đặc điểm địa chất công trình
Đất đá trầm tích trong địa tầng chứa than bao gồm cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết.
- Cuội kết: có kiến trúc kiểu Psephit, hạt cuội tròn cạnh và không đều, hạt lớn nhất là 10 mm. Hạt cuội gồm 2 loại chủ yếu: hạt quắc zít hoặc thạch anh, xi măng gắn kết chủ yếu là thạch anh hạt nhỏ hoặc sét vôi. Các lớp đá có góc cắm trung bình từ 30-400.
- Sạn kết: có kiến trúc kiểu Psephit hạt nhỏ, xi măng gắn kết chủ yếu là thạch anh hạt nhỏ. Góc cắm trung bình từ 35-450.
- Cát kết: gồm có cát kết hạt thô, hạt trung và hạt mịn, xi măng gắn kết chủ yếu là thạch anh hạt nhỏ. Góc cắm của lớp đá trung bình 30-400.
- Bột kết: có kiến trúc kiểu Alêvrôlit từ hạt thô đến hạt mịn, xi măng cơ sở là sét bị Xêrixit hoá, góc cắm trung bình từ 35-450.
- Sét kết: ít gặp, thường nằm xen kẽ với các lớp đá khác ở dạng phân lớp mỏng. Thành phần chủ yếu là Xêrixit.
Tổng hợp các tính chất cơ lý đất đá mỏ Đèo Nai xem bảng 1-01.
Mức độ nứt nẻ: theo kết quả nghiên cứu khảo sát năm 1987 tại 6 tầng với 61 lớp nham thạch cho thấy: mức độ nứt nẻ có những đặc tính khác nhau. Với đá cát kết và bột kết khe nứt phát triển theo 2 hướng gần như song song và vuông góc với đường phân lớp của lớp phân chia khối đá thành các phần đều đặn. Các đá cuội kết, sạn kết nứt nẻ thường có nhiều phương khác nhau không có quy luật. Có thể phân loại đất đá mỏ Đèo Nai theo các cấp nứt nẻ như sau: cấp II chiếm 55%, cấp III chiếm 28%, cấp IV chiếm 7%, cấp V chiếm 10%.
Bảng 1- 01. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá mỏ than Đèo Nai
Tên đá
C.độ K.nén (Kg/cm2)
C.độ K.kéo (Kg/cm2)
Dung trọng (g/cm3)
Tỷ trọng (g/cm3)
Góc nội ma sát
(0)
Lực dính kết (TB) (Kg/cm2) Sạn
kết
2825- 284 1321.17(186)
278 - 44.2 121.78(139)
3.00 - 2.45 2.61(165)
3.00 - 2.61
2.67(163) 34026’ 900 - 102 426.09(121) Cuội
kết
2384 - 232 1068.15(82)
114 - 35.08 91.48(16)
2.97 - 2.42 2.58(81)
2.88 - 2.53
2.66(81) 35014’ 675 - 260 387.08(12) Cát
kết
2576 -113 1099.87(648)
434 -20.8 128.75(410)
3.00 - 1.73 2.64(558)
3.07 - 2.13
2.70(563) 33021’ 790 - 80.0 377.95(328) Bột
kết
2369-107 525.83(592)
375 - 24.05 66.0(342)
3.46 - 1.42 2.62(532)
3.51- 1.21
2.69(530) 32025’ 520 - 44.0 173.74(284) Sét
kết
1546 - 138 403.53(22)
89.95-18.19 49.2(8)
2.68 - 2.47 2.67(18)
2.77- 2.55
2.67(18) 32015’ 110 - 59 80.86(7)
Ghi chú: Các giá trị trên Max - Min
Trung bình (số lượng mẫu) 1.4.4. Đặc điểm địa chất thủy văn (ĐCTV)
Đặc điểm nước mặt: Nguồn nước mặt trong khu mỏ Đèo Nai tập trung chủ yếu vào hồ Bara và suối Hào Bắc.
Hồ Ba Ra nằm về phía Tây Bắc mỏ than Đèo Nai, đây là nơi tàng trữ lượng nước mặt lớn nhất trong vùng than Cẩm Phả, với chiều dài khoảng 500m chiều rộng thay đổi trong khoảng 120m-160m, diện tích khoảng 67.000m2. Mức nước cao nhất của hồ thường tới +340m (bằng mức cao của đập tràn của phía Bắc là +340m). Độ cao của đáy hồ là +330m. Khi hồ đầy nước nhất là lúc hồ có chiều sâu lớn nhất (10m) và đạt khả năng tàng trữ nước lớn nhất là 670.000m3.
Nguồn cung cấp nước chủ yếu cho hồ Ba Ra là nước mưa do đó về mùa mưa nếu không có đập tràn hạ thấp bớt mực nước, mực nước trong hồ sẽ cao hơn.
Theo tài liệu quan trắc của phòng Địa chất mỏ than Đèo Nai, mùa mưa năm 1968 (năm đó chưa xây các đập tràn) mức nước trong hồ lên tới độ cao +342m. Đến mùa khô mực nước trong hồ giảm đi rất nhiều. Cũng theo tài liệu quan trắc của Phòng Địa chất mỏ than Đèo Nai, tháng 4 năm 1988 mực nước trong hồ chỉ còn ở độ cao +334,32m, do đó lượng nước trong hồ chỉ còn tồn trữ là 55.817 m3.
Hồ Ba Ra thường tồn trữ một lượng nước từ 55.000m3 - 670.000m3, hiện nay mỏ Đèo Nai đang mở rộng moong về phía Bắc cách hồ Ba Ra khoáng 500 - 700m nên có thể khối lượng nước lớn của hồ có ảnh hưởng gây trượt lở mạnh ở khu vực trụ bắc Đèo Nai.
Suối Hào Bắc: Là mương dẫn nước của mỏ. Lượng nước phụ thuộc theo mùa, thay đổi từ 1,24115,5l/s. Nhờ có suối Hào Bắc mà lượng nước chảy vào moong được tháo đi thường xuyên.
Đặc điểm nước dưới đất: Nước dưới đất trong tầng chứa than Đèo Nai là một tầng chứa nước áp lực cục bộ. Tùy theo cấu trúc địa chất và độ cao mặt địa hình mà tính áp lực của nước thể hiện mạnh hay yếu. Quá trình khai thác cùng với yếu tố kiến tạo đã phá hủy đất đá làm cho tính chứa nước có áp ở đây mất dần trở thành nước không áp và chảy xuống moong.
Hệ số thấm Ktb: 0.038 m/ng
Nước dưới đất chủ yếu mang tính kiềm, thuộc loại Bicacbonat Magiê hoặc Bicacbonat Natri - Kali canxi khả năng ăn mòn yếu đến không ăn mòn.
+ Nước trong các đứt gãy: Hầu hết các đứt gãy có phương chủ yếu là á vĩ tuyến. Đất đá trong các đới phá huỷ thường là các mạch thạch anh, cát, bột, sét lẫn lộn, mức độ gắn kết rời rạc.
Hệ số thấm nhỏ hơn nhiều so với đất đá bình thường khác, như đứt gãy L - L có K = 0,0003m/ngđ, đứt gãy A - A có K = 0,0036m/ngđ.
CHƯƠNG 2