Công tác vận tải mỏ gồm: + Giao thông liên lạc.
+ Vận tải đất đá thải từ khu vực khai thác lên bãi thải. + Vận tải quặng sắt từ khai trường vào nhà máy tuyển.
+ Vận chuyển quặng sau tuyển đi tiêu thụ: Không tính trong đề án này. + Vận chuyển nguyên vật liệu phục vụ sản xuất. Trên cơ sở hiện trạng hệ thống vận tải và khối lượng vận tải dự kiến thiết kế hệ thống vận tải mỏ như sau:
+ Tuyến đường đi quanh khai trường: Đoạn A - B, đoạn A – C. + Tuyến đường đi ra cảng vật tư thiết bị: Đoạn E – F.
+ Tuyến đường đi ven biển: Đoạn G – H.
+ Tuyến đường từ tỉnh lộ vào khai trường: Đoạn I – K. + Tuyến đường từ tỉnh lộ vào khai trường: Đoạn I – K. Chú thích: 1: Nền đường; 3: Lề đường 2: Áo đường; 4: Rãnh thoát nước Bm: Chiều rộng mặt đường Bn: Chiều rộng nền đường
a. Tuyến đường đi quanh khai trường - Đoạn A - B; A – C.
Là tuyến đường trục chính đi quanh khai trường, cách ranh giới khai thác trung bình khoảng 150 m. Tuyến đường thiết kế với qui mô là đường cố định. Tổng chiều dài tuyến đường là 10253 m. Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường được thiết kế phù hợp cấp tải trọng của ô tô vận tải có tải trọng 100 tấn như sau:
Bề rộng nền đường: Bn = 19 m. Bề rộng mặt đường Bm = 17 m.
Kết cấu nền, mặt đường được chia làm 2 giai đoạn đầu tư :
* Giai đoạn 1:
Lớp móng cấp phối đá dăm (CPĐD) dày 30 cm. - Đất đắp nền đường đầm chặt K = 0,95. - Nền tự nhiên đầm chặt K = 0,95.
* Giai đoạn 2:
- Lớp mặt bêtông xi măng (BTXM) B22,5 dày 36 cm. - Lớp móng CPĐD dày 20 cm.
- Đất đắp nền đường đầm chặt K = 0,95. - Nền tự nhiên đầm chặt K = 0,95.
Lớp móng đường không đặt trực tiếp trên nền cát mà phải có lớp đệm cấp phối tự nhiên tối thiểu 30 50 cm.
b. Tuyến đường đi ra cảng - Đoạn E – F.
Là tuyến đường nội bộ được thiết kế với qui mô là đường cố định. Điểm đầu Bm
4
Hình 9.1: Mặt cắt đường vận tải tải ôtô.
Bn 1
2
tuyến nối với đường đi quanh Khai trường nằm phía Đông Nam khai trường giai đoạn khai th ác và tuyển quặng, điểm cuối tuyến là bến cảng.
Tổng chiều dài toàn tuyến là 2533 m. Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường được thiết kế như sau:
- Bề rộng nền đường: Bn = 9,5 m. - Bề rộng mặt đường Bm = 7,5 m. - Kết cấu nền, mặt đường gồm: + Lớp mặt BTXM B22.5 dày 25 cm.
+ Lớp móng CPĐD dày 20 cm. Đất đắp nền đường bằng cấp phối tự nhiên đầm chặt K = 0.95
+ Nền tự nhiên đầm chặt K = 0,95.
Lớp móng đường không đặt trực tiếp trên nền cát mà phải có lớp đệm cấp phối tự nhiên tối thiểu 30 50 cm.
c. Tuyến đường đi ven biển - Đoạn G – H.
Là tuyến đường chạy dọc theo bãi biển nối giữa khu đô thị với tuyến đường quy hoạch của thành phố.
Tổng chiều dài toàn tuyến 7200 m. Tuyến được xây dựng với các chỉ tiêu kỹ thuật như sau:
- Bề rộng nền đường: Bn = 9,5 m. - Bề rộng mặt đường Bm = 7,5 m. - Kết cấu nền, mặt đường gồm: + Lớp mặt BTXM B22.5 dày 25 cm. + Lớp móng CPĐD dày 20 cm. + Đất đắp nền đường đầm chặt K = 0,95. + Nền tự nhiên đầm chặt K = 0,95.
Lớp móng đường không đặt trực tiếp trên nền cát mà phải có lớp đệm cấp phối tự nhiên tối thiểu 30 50 cm. Tuyến đường nằm phía Tây khai trường. Tuyến được xây dựng với quy mô là đường cố định. Điểm đầu tuyến đấu nối với đường tỉnh lộ hiện có, điểm cuối nối với đường quanh khai trường khu vực giữa bải thải sét và hồ môi trường số 3. Chiều dài tuyến là 1230 m. Tuyến đường được xây dựng với các chỉ tiêu kỹ thuật:
- Bề rộng nền đường: Bn = 9,5 m. - Bề rộng mặt đường Bm = 7,5 m - Kết cấu nền, mặt đường gồm: + Lớp mặt BTXM B22.5 dày 25 cm. + Lớp móng cấp phối đá dăm dày 20 cm. + Đất nền đầm chặt K = 0,95.
Về nguyên tắc cơ bản, với điều kiện mỏ chứa đựng nhiều tiềm ẩn rủi ro trong quá trình khai thác xuống sâu, việc lựa chọn hệ thống đường vận tải ngoài yêu cầu phải đảm bảo khả năng thông qua còn cần có hệ số an toàn để thoát hiểm khi có sự cố xảy ra. Để giảm cung độ vận tải trong thời kỳ XDCB và giai đoạn đầu khai thác chỉ cần duy trì từ 23 hệ thống đường để vận tải đất đá ra các bãi thải Bắc và bãi thải Tây.
Tuy nhiên, về lâu dài khi xuống sâu, để đảm bảo khả năng thông qua và hạn chế rủi ro trong quá trình khai thác cần phải duy trì 4 hệ thống đường vận tải được bố trí trên 4 phía khai trường. Ngoài ra, chiều rộng đường trượt trên các tầng đất đá cứng có chiều rộng 25 m, còn trên đất đá mềm có chiều rộng 35 m.
CHƯƠNG 10 CÔNG TÁC THẢI ĐÁ 10.1. Tình hình chung về công tác thải đá.
Mỏ có khối lượng đất đá đổ thải là rất lớn, tổng 651,4 triệu m3, trong đó đá xốp 353,5 triệu m3, đất đá cứng 279,9 triệu m3.
Khối lượng đất đá bóc đối với từng loại của mỏ xem bảng 10.1.
Bảng 10.1: Khối lượng đất đá bóc đối với từng loại.
TT Chỉ tiêu Đơn vị Cát Sét Đá cứng Quặng nghèo Cộng Sunfua Sườn tích 1 Khối lượng tr.m3 287,1 64 294,9 3 2,4 651,4 10.2. Vị trí bãi thải.
Với khối lượng đá thải của mỏ lớn, vì vậy phải chọn vị trí các bải thải có diện tíc h đủ lớn đáp ứng yêu cầu thải đá. Vỉa xuống sâu nên lựa chọn bãi thải ngoài. Việc lựa chọn vị trí bãi thải đảm bảo các yêu cầu:
+ Vị trí bãi thải gần khai trường sao cho cung độ vận tải nhỏ nhất.
+ Bên dưới bải thải không có vỉa quặng có trữ lượng công nghiệp, địa chất công trình phải ổn định.
+ Hạn chế ảnh hưởng tới khu dân cư lân cận…
Dựa vào điều kiện địa hình mỏ, các điều kiện trên, tình hình khai thác. Ta chọn vị trí các bãi thải sau:
10.2.1. Bãi thải Bắc.
Bãi thải Bắc được bố trí ở phía Bắc – Tây Bắc và cách biên giới trên mặt của khai trường hơn 360 m tính từ chân đập chắn bãi thải. Bãi thải đổ thải từ năm thứ nhất XDCB tới năm khai thác thứ 30.
Diện tích cần thiết chứa đất đá thải được tính theo công thức sau: Si = 1 1 i i 1 h n r h k W , (m2) (10.1) Trong đó:
W – Khối lượng đất đá cần thải. Bãi thải Bắc có W = 135 428 000 m3. kr – Hệ số nở rời đất đá. Với đá cứng kr = 1,4; cát kr = 1,15. Vì bãi thải đổ thải cả đá cứng và cát nên lấy kr = 1,25.
n – Số tầng thải, n = 5 tầng.
h1, hi – Chiều cao tầng đầu tiên, chiều cao các tầng thứ i, h1= hi = 17 m. Thay các giá trị vào công thức (10.1), ta có:
Si = 4 1 17 17 2 , 1 135428000 = 19 120 000 m2 =191,2 ha. Diện tích các bãi thải tính tương tự theo công thức (10.1), Thông số bãi thải Bắc xem bảng 10.3.
10.2.2. Bãi thải Nam.
Bãi thải Nam được bố trí ở phía Đông Nam và cách biên giới trên mặt của khai trường gần 280 m. Bãi thải này được bắt đầu đổ từ năm khai thác thứ 8 và kéo dài cho tới khi kết thúc khai thác mỏ.
10.2.3. Bãi thải lấn biển.
Để ngăn ngừa hiện tượng nước biển dâng cao, sóng thần ập tới và giảm thiểu độ rủi ro về mất an toàn do trượt lở bờ mỏ phía Đông khai trường; đồng thời hạn chế diện tích chiếm đất trong đất liền do sử dụng bãi thải cần thiết phải sử dụng bãi thải lấn biển. Để lựa chọn phương án đổ thải ra biển, xét 2 phương án:
– Phương án 1: Được bắt đầu đổ từ giai đoạn 1 và đổ toàn bộ đất đá thải chỉ trừ sét và quặng nghèo.
– Phương án 2: Được bắt đầu đổ từ giai đoạn 2 và chỉ đổ cát với khối lượng 171,89 triệu m3.
Cả 2 phương án đều được xem xét với điều kiện nhà máy tuyển được đưa vào bắt đầu từ giai đoạn 2.
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu của 2 phương án xem bảng 10.2.
Bảng 10.2:Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cơ bản của 2 phương án đổ thải lấn biển.
TT Các chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
P.án 1 P.án 2 1 Dung tích tr.m3 595,2 171,89 2 Cốt cao m +25 +25 3 Số tầng thải tầng 2 2 4 Diện tích ha 1.778 745 5 Chiều dài đập chắn m 20.042 9.182
Trong đó: - Giai đoạn 1 m 7.983 -
- Giai đoạn 2 m 10.859 7.983
- Đê bảo vệ cảng m 1.200 1.200
6 Khối lượng đá thải đắp đập chắn tr.m3 6,085 2,7
7 Thời gian đổ năm 45 18
7 Vốn đầu tư toàn dự án trước thuế tỷ đ 18.146,8 15.624,6
Từ bảng 10.2 cho thấy bãi thải lấn biển chọn theo phương án 2 là hợp lý vì phương án 1 phải chi phí vào việc đắp đê chắn quá lớn (lớn hơn phương án 2 tới trên 11 tỷ đồng).
Bãi thải lấn biển được đổ trong 18 năm và bắt đầu từ năm khai thác thứ 8, tức là vào giai đoạn 2 cho tới hết năm khai thác thứ 25. Công suất đổ thải là 10 triệu m3/năm.
10.2.4. Bãi thải sét.
Bãi thải sét được bố trí ở phía tây và cách biên giới trên mặt của khai trường gần 380 m. Bãi thải này được bắt đầu đổ từ năm XDCB thứ 1 và kéo dài cho tới hết năm khai thác thứ 22.
10.2.5. Kho lưu trữ quặng nghèo.
* Kho chứa quặng lưu huỳnh:
Kho chứa quặng sườn tích cũng là kho hở được bố trí ở phía Tây Nam và cách biên giới giới khai trường 200 m. Diện tích kho chứa là 169 320 m2.
10.3. Công nghệ đổ thải.
Trình tự đổ thải trong 1 tầng theo phương pháp thải theo chu vi. Lựa chọn công nghệ đổ thải bằng máy ủi vận tải ôtô cho tất cả các bải thải trong mỏ với quy trình công nghệ như sau: Đất đá thai được vận chuyển từ các gương tầng bóc đất đá trên khai trường bằng các ôtô tự đổ tới bãi thải và đổ trực tiếp xuống sườn tầng thải, phần còn lại trên mặt tầng thải được các máy xúc gạt gạt xuống sườn tầng thải. Trong trường hợp cát bị sụt lún thì đổ ngay trên bề mặt bải thải và sử dụng máy gạt để gạt xuống sườn thải.
Trên mặt tầng thải luôn tồn tại hai khu vực:
– 01 khu vực máy gạt làm nhiệm vụ tạo mặt bãi thải và đê bao an toàn cho ôtô.
– 01 khu vực dành cho các ôtô tiến hành đổ thải. Khi ôtô không đổ trực tiếp xuống sườn tầng được nữa thì chuyển sang khu vực kia – nơi mà xe gạt đã chuẩn bị xong.
Quá trình lặp đi lặp lại như trên cho tới khi kết thúc bãi thải.
Đê bao có chiều cao tuỳ thuộc vào loại ôtô sử dụng và phải đảm bảo đồng thời 2 điều kiện:
+ hat ≥ 1/2 bán kính của lốp xe. + hat ≥ 1 m.
Để đảm bảo thoát nước tốt, mặt bãi thải khi ổn định và chưa ổn định cần phải có độ dốc vào phía trong tương ứng là i = 1÷2 % và i = 2÷3 % (xem hình 10.1). Trên mỗi tầng thải đã ổn định cần tạo rãnh ngay dưới chân tầng để dẫn nước ra khỏi bãi thải.
chống trôi trượt bãi thải làm bồi lấp các công trình và đồng ruộng lân cận.
Trong quá trình đổ thải để đảm bảo an toàn cho thiết bị và đặc biệt nhằm ngăn chặn dòng nước mặt chảy qua mép tầng, giảm thiểu sự bào mòn, xói lở sườn tầng, trôi trượt tầng thải làm bồi lấp đồng ruộng, kênh mương và các công trình lân cận; dọc theo mép ngoài của tầng thải cần phải đắp đê bao có chiều cao hat > 1 m, chiều rộng mặt đê là 1 m và chiều rộng chân đê 2 m. Khi tầng thải đến vị trí kết thúc, ngay sát với đập an toàn này cần bố trí dải trồng cây có chiều rộng từ 5 6 m, cao từ 0,3 0,5 m. Để đảm bảo thoát nước tốt mặt tầng thải phải có độ dốc ngang khoảng in = 2 ÷ 3 % và độ dốc dọc id = 1 ÷ 2 %. Ngay sát chân tầng thải (sau khi tầng trên được hình thành) cần tạo rãnh thoát nước có chiều sâu 0,7 ÷ 1 m, chiều rộng đáy 1 m, độ dốc dọc bằng độ dốc dọc của tầng i = 1 ÷ 2 %. Giải pháp cơ bản chống cát chảy và cát bay trong quá trình đổ thải là đổ cát lẫn với đất đá cứng, phun nước bề mặt và đắp đập chắn bằng đá cứng bao quanh theo từng giai đoạn; còn khi tầng thải đến vị trí kết thúc cần thiết phải đổ một dải đất đá cứng bao bọc xung quanh tầng thải, sau đó phải trồng cây, cỏ trên sườn tầng và mặt tầng thải.
Hình 10.1: Mặt cắt bải thải.
Để giảm thiểu lượng bụi do cát và đất đá bay, các bãi thải, đặc biệt là bãi thải cát cần phải đổ theo trình tự từ dưới lên hết tầng này mới đổ tiếp lên tầng khác. Khu vực nào gần ranh giới kết thúc thì sớm đưa vào vị trí kết thúc và tiến hành phủ cây xanh.
Đối với bải thải lấn biển cũng áp dụng phương pháp đổ thải trên. Ta chia bãi thải ra làm 4 giai đoạn đổ thải:
– Giai đoạn 1: Tiến hành đổ ở khu trung tâm với trình tự từ trong ra ngoài, từ Nam tới Bắc, diện tích khoảng 188 ha, đổ tới cốt cao +10 m với khối lượng là 32 triệu m3.
– Giai đoạn 2: Tiến hành đổ ở khu Trung tâm với trình tự từ trong ra ngoài, từ Nam tới Bắc, diện tích 300 ha, đổ tới cốt cao +10 m, khối lượng 34 triệu m3. – Giai đoạn 3: Tiếp tục đổ ở đầu phía bắc với trình tự từ trong ra ngoài, từ Nam tới Bắc, diện tích 176 ha, đổ tới cốt cao +10 m với khối lượng 31 triệu m3.
id = 1 - 2 %
in = 3 - 5 % hat > 1 m
bat > 2 Bt ≥ 30 m
– Giai đoạn 4: Tiếp tục đổ tới cốt cao +25 m với khối lượng 74,89 triệu m3. Trình tự đổ thải cũng được tiến hành từ trong ra ngoài, từ Nam tới Bắc.
Lịch đổ thải xem bảng 10.5.
Bảng 10.3: Thông số bãi thải mỏ sắt Thạch Khê.
TT Thông số Đơn vị Bãithải
Bắc Bãithải Nam Bải thải lấn biển Bải thải sét 1 Diện tích ha 191,2 379,2 745 210 2 Dung tích 103m3 135.428 268.210 172.000 63.200 3 Số tầng tầng 5 5 2 4 4 Chiều cao m 85 99 25 39 5 Khối lượng đập chắn 103m3 1.300 1.687 2.700 1.585
6 Thời gian đổ thải năm 36 44 18 26
Bảng 10.4: Thông số cơ bản bãi thải Bắc và bãi thải Nam.
TT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao tầng m 2030
2 Chiều rộng mặt tầng m 50
3 Góc nghiêng sườn tầng Độ 2025
4 Độ dốc ngang của tầng % 23
5 Độ dốc dọc của tầng % 12
6 Chiều cao đê bao mép tầng thải m > 1
7 Chiều rộng mặt đê bao mép tầng thải m 1
8 Chiều sâu rãnh cạnh chân tầng thải m 0,71
9 Chiều rộng đáy rãnh cạnh chân tầng thải m 1
10 Chiều rộng dải trồng cây m 56
Bảng 10.5: Lịch đổ thải mỏ sắt Thạch Khê.
Chỉ tiêu
Đã thực hiện
Năm XDCB thứ Năm khai thác thứ
1 2 3 1 2 7 8 10 20 30 40 43
Bãi thải Bắc 12,7 16,3 24,2 33,2 42,66 52,1 92,218 92,22 96,028 110,03 135,43 135,43 135,43 Bãi thải Sét 2,3 4,8 7,8 11,3 14,3 36,3 40,3 46,3 62,6 63,2 63,2 63,2