Như đã trình bày ở Chương 1, điều kiện địa chất thủy văn mỏ sắt Thạch Khê rất phức tạp bởi các yếu tố sau:
- Moong khai thác phân bổ ngay gần vịnh Bắc Bộ (cách 0,5 km từ tuyến cuối của mỏ đến hướng đông bắc) đây là nguồn nước chảy vào các tầng chứa nước.
- Sông Thạch Đồng chảy qua phía tây của moong khai thác cách 2-3 km. - Điều kiện khí hậu phức tạp, mưa rào kéo dài trong thời kỳ có gió mùa. Công tác thoát nước bao gồm: thoát nước mặt, thoát nước cưỡng bức, các lỗ khoan hạ thấp nước ngầm.
11.1.1. Thoát nước mặt.
Do đặc điểm địa chất mỏ là bãi cát tương đối bằng phẳng, có cốt cao từ +6 ÷ +7 m. Để đảm bảo ngăn chặn lượng nước mặt chảy vào khai trường, cần tiến hành đắp đê bao xung quanh khai trường. Đê có kích thước cao 1,5 ÷2 m; rộng mặt 2 ÷ 2,5 m; khối lượng đắp 27 000 m3. Kích thước đê bao quanh môi trường xem hình 11.1.
Hình 11.1. Mặt cắt đê bao ngăn nước mặt chảy vào khai trường.
Đê bao được tiến hành xây dựng trước hoặc đồng thời với quá trình bóc đất XDCB ngay trong tháng đầu tiên. Nếu đê được tiến hành trước thì có thể dùng MXTLGN đào đất phía ngoài và đắp trực tiếp thành tuyến đê, còn trong trường hợp thi công đê đồng thời với quá trình bóc đất XDCB thì có thể dùng chính đất bóc để đắp thành đê.
11.1.2. Thoát nước cưỡng bức.
Do đặc điểm về vị trí và cấu trúc địa chất của khu mỏ, lượng nước mặt và nước ngầm chảy vào khai trường là rất lơn. Để tháo khô ruộng mỏ, thiết kế lập dự kiế các biện pháp sau:
- Thoát nước mặt bằng các trạm bơm nổi, nước từ các trạm được bơm chuyển lên kênh thoát nước trên mặt bằng ngoài biên giới khai trường theo các
1,5 ÷ 2 m 2 ÷ 2,5 m
đường ống dẫn đặt trực tiếp trên mặt và bờ tầng khai trường.
- Thoát nước ngầm bằng các trạm bơm giếng khoan bao quanh biên giới khai trường. Nước từ các trạm bơm giếng khoan được bơm chuyển trực tiếp ra kênh thoát nước trên mặt bằng.
11.2. Phương án thoát nước.
Căn cứ vào lượng lưu tụ và các đặc điểm về địa chất thủy văn, địa chất công trình để lựa chọn biện pháp thoát nước khai trường là kết hợp đồng thời 3 hình thức:
- Làm khô bờ mỏ bằng hệ thống giếng khoan hạ mực nước ngầm được bố trí
xung quanh khai trường theo từng giai đoạn khai thác. Hệ thống này dự kiến ngăn chặn được khoảng 75 ÷ 80% lượng nước ngầm chảy vào mỏ. Việc làm khô bờ mỏ có các tác dụng cơ bản sau:
+ Giảm thiểu lượng nước ngầm chảy vào mỏ qua các tầng đất đá bở rời, đặc biệt là qua các tầng cát. Điều này sẽ hạn chế được hiện tượng cát chảy, tránh tối đa khả năng tụt lở hay sập tầng và/hoặc bờ mỏ thuộc đới đất đá bở rời.
+ Đảm bảo ổn định bờ mỏ theo kết quả tính toán, đặc biệt là đối với đới chứa tầng nước có áp.
+ Ngăn chặn phần lớn sự xâm thực của nước ngầm, nhất là nước biển theo các hang động cactơ, các kẽ nứt của hang động từ mức -160 m trở xuống chảy vào mỏ, nhờ đó giúp đảm bảo ổn định kết cấu tầng và bờ mỏ, đặc biệt là bờ phía Đông giáp biển.
- Thoát nước phân tán ở các tầng khai thác của mỏ dưới dạng hố thu nước
có bố trí các trạm bơm bơm nước trực tiếp hoặc qua các trạm bơm trung chuyển (khi cần) ra khỏi mỏ. Các hố thu này có nhiệm vụ thu lượng nước ngầm còn lại và nước mưa từ các tầng khai thác nhằm tránh hiện tượng sạt lở tầng khi nước chảy qua các mép tầng xuống đáy moong, cũng như giảm tải cho hệ thống thoát nước được bố trí dưới đáy moong, góp phần giảm vốn đầu tư và chi phí thoát nước. Thoát nước dưới lòng moong bằng các trạm bơm được bố trí dưới đáy moong bơm trực tiếp
hoặc qua các trạm bơm trung chuyển (khi cần) lên bề mặt, đến hồ môi trường rồithoát ra biển. Ngoài ra, cần phải có hệ thống đập chắn xung quanh khai trường theo tiến độ khai thác để ngăn chặn nước mặt tràn vào mỏ.
Phương án thoát nước được chia ra làm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Sử dụng đơn thuần hệ thống thoát nước cưỡng bức bằng các máy bơm có lưu lượng Qb = 1250 m3/h được bố trí trên các phà nổi để bơm toàn bộ lượng nước trong mỏ ra ngoài. Trong giai đoạn này cần tiến hành thử nghiệm khoan các giếng khoan hạ mực nước ngầm để đưa vào áp dụng trong giai đoạn 2. Nếu thử nghiệm thành công sớm và các tầng cát bị trượt lở, trôi
chảy nhiều làm phá vỡ các tầng thì cần đưa vào áp dụng hệ thống các giếng khoan này ngay trong giai đoạn 1.
- Giai đoạn 2: Sử dụng kết hợp 2 phương pháp thoát nước cưỡng bức bằng các máy bơm có lưu lượng Qb = 1250 m3/h được bố trí trên phà nổi với hệ thống các giếng khoan hạ mực nước ngầm được bố trí xung quanh khai trường theo từng đợt mở rộng biên giới phía trên của mỏ.