Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ Apatit Lào Cai 1 Lời nói đầu Trong cuộc cách mạng Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước thì nền công nghiệp khai thác mỏ đóng góp một phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Để tận thu khoáng sản có ích nằm sâu trong lòng đất một cách có hiệu quả, đòi hỏi phải có một đội ngũ cán bộ- kỹ sư được trang bị đầy đủ những kiến thức khoa học- kỹ thuật. Hiện nay khai thác quặng Apatit Lào Cai là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công tác khai thác khoáng sản của đất nước. Apatit vừa là nguyên liệu xuất khẩu, vừa là nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy sản xuất phân bón hóa học trong cả nước. Do tình hình sản xuất của mỏ còn nhiều hạn chế dẫn đến hiệu quả năng suất khai thác chưa cao. Nguyên nhân chủ yếu là do các khâu công nghệ trong sản xuất của mỏ còn chưa được đầu tư hiện đại. Với số liệu và tình hình khai thác thực tế thu được trong quá trình thực tập trên mỏ Apatit Lào Cai em được bộ môn giao cho đề tài thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần chính: Phần chung: Thiết kế sơ bộ khai trường đồi 1 Cam Đường 3- mỏ Apatit Lào Cai Phần chuyên đề: Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ Apatit Lào Cai thuộc xí nghiệp khai thác II khai trường đồi 1 Cam Đường 3 Trong quá trình làm đồ án em được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo GS.TS. Lê quang Hồng và các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Khai thác lộ thiên, cán bộ công nhân viên Công ty Apatit Việt Nam và các bạn đồng nghiệp. Do khả năng của em còn có hạn và thời gian còn hạn chế, hơn nữa do đây là lần đầu tiên làm quen với công tác thiết kế nên bản đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi sai sót. Kính mong thầy giáo, cô giáo trong bộ môn và bạn đọc đóng góp ý kiến để bản đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Khai thác lộ thiên, cán bộ công nhân viên Công ty TNHH một thành viên Apatit Việt Nam và cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp. Hà Nội, tháng 6 năm 2010 Phần chung Thiết kế sơ bộ khai trường đồi I - Cam Đường 3 Chương I Giới thiệu chung về vùng mỏ apatit và đặc điểm địa chất của khoáng sàng I.1. Tình hình chung của vùng mỏ I.1.1- Vị trí địa lý vùng mỏ Apatit Mỏ Apatit Lào Cai thuộc tỉnh Lào Cai, mỏ nằm ở hữu ngạn sông Hồng, nằm ở phía Tây Bắc nước ta. Mỏ cách Hà Nội 300 km. Khoáng sàng Apatit có độ dài hơn 100 km kéo dài từ Lũng Pô- Bát Xát đến Bảo Hà- Bảo Yên, chiều rộng thay đổi từ 1÷ 4 km. Khoáng sàng Apatit là tập hợp của các lộ đá Apatit đã biến chất của điệp Kốc San, phân bố hầu như liên tục dọc theo bờ hữu ngạn sông Hồng. Khoáng sàng Apatit được chia làm 3 khu vực. - Khu trung tâm: Bát Xát- Ngòi Bo, hiện đang khai thác. - Khu Ngòi Bo- Bảo Hà. - Khu Bát Xát- Lũng Pô. Khu trung tâm là nơi tập trung khai thác chính trong suốt thời gian qua và sắp tới. Khoáng sàng Apatit là khoáng sàng điển hình về tính phân cách theo điều kiện khai thác. Mỏ Apatit nằm ở tọa độ: X: 2.440.725 - 2.524.550 Y: 18.428.025 -18.395.925 2 Khai trường Đồi 1- Cam Đường 3 thuộc khu mỏ Cam Đường, xã Cam Đường, thành phố Lào cai, tỉnh Lào Cai nằm kéo dài theo hướng Tây bắc- Đông nam giới hạn từ MC26 đến MC33 (theo hệ thống mạng lưới thăm dò địa chất); chiều rộng giới hạn từ tuyến khống chế (TKC) 200 ÷ 300+50m. Phía Tây bắc giáp với khai trường Đồi 2 Cam Đường 2; Phía Đông nam giáp với khai trường Đồi 2 Cam đường 3; phía Tây nam là thung lũng trồng lúa phía bên kia thung lũng là khai trường 7 và các khai trường trong khu mỏ Làng Cáng III. Khai trường đồi 1-Cam Đường 3 có toạ độ: X: 399300 ÷ 399700, Y: 2477800 ÷ 2478100, I.1.2- Hệ thống giao thông vận tải Lào Cai có hệ thống giao thông tương đối phát triển về cả đường bộ, đường sắt, đường thủy. Trên địa bàn tỉnh có 5 tuyến quốc lộ đi qua với tổng chiều dài hơn 400 km. Vùng mỏ có hệ thống giao thông vận tải chủ yếu là đường ô tô, mạng lưới đường ô tô nội bộ trong mỏ nối với các khai trường với thành phố và nhà máy tuyển, ga quặng. Đường sắt quốc gia khổ 1000 mm dài gần 100 km có từ hơn 100 năm nay. Tuyến đường sắt được kéo dài từ Hà Nội đến Lào Cai dài gần 300 km. Vùng mỏ có tuyến đường sắt công nghệ dài gần 50 km chuyên chở quặng từ ga 2, ga 3 và ga Mỏ Cóc đi nhà máy tuyển Tằng Loỏng. Đường thủy có sông Hồng, sông Chảy nhưng chủ yếu là vận chuyển lâm sản do có nhiều thác ghềnh. Nhưng đó là tiềm năng lớn cho sau này nếu Mỏ Apatit có nhu cầu tăng nhu cầu vận tải. I.1.3- Khí hậu 1- Nhiệt độ: Vùng mỏ có khí hậu lục địa, gió mùa chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa khô hanh và mùa mưa. Mùa khô hanh từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9 cùng năm. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng và trong ngày khá lớn, mùa đông thường rất lạnh, từ 8 ÷ 20 0 có khi xuống 1 0 hoặc 2 0 . Mùa mưa chịu sự ảnh hưởng khắc nghiệt của thời tiết. 2- Lượng mưa: Lượng mưa được tính bằng mm trung bình nhiều năm về hai mùa như sau Tháng Mùa khô (mm) Tháng Mùa mưa (mm) 1 186 4 1162 2 345 5 2007 3 552 6 2321 10 1359 7 2778 11 591 8 3357 12 252 9 2355 Lượng mưa lớn nhất hàng năm vào tháng 8, có năm lên tới 6.000 mm (năm 1971, lượng mưa 6.395 mm). c- Độ ẩm không khí Độ ẩm cao nhất trong năm 97,5%, Độ ẩm thấp nhất trong năm 67,9%. d- áp suất không khí Giá trị tối đa 1039 mm bar, Giá trị tối thiểu 991 mm bar. e- Gió và hướng gió Vùng mỏ ít có gió bão, thỉnh thoảng có gió lốc xoáy tốc độ khá lớn có thể làm đổ cây, tốc mái nhà cấp 4. Gió có hướng Đông Bắc và Tây Nam. Tốc độ lớn nhất trong năm 20m/giây, Tốc độ gió nhỏ nhất trong năm 0,7÷2,7 m/giây. 3 I.1.4- Cơ sở công nghiệp trong vùng Trong vùng, ngoài mỏ Apatit còn có các mỏ đang khai thác như: Đồng Sin Quyền- Bát Xát, mỏ sắt Quý Sa- Văn Bàn, Grafit- Sơn Mãn, cao lanh- Kim Tân, đá vôi của nhà máy xi măng Lào Cai, v.v đó là những cơ sở tài nguyên thiên nhiên để phát triển công nghiệp của tỉnh Lào Cai. Hiện nay trong tỉnh Lào Cai đã mở ra khu công nghiệp và thương mại như: Bắc Duyên Hải, Tằng Loỏng, Kim Thành. I.1.5- Cung cấp năng lượng và nước Hiện nay, theo Hiệp ước tiểu vùng sông Mê Kông mở rộng về trao đổi điện năng trong vùng từ năm 2004, tỉnh Lào Cai sử dụng điện từ tỉnh Vân Nam- Trung Quốc để sinh hoạt và sản xuất, kinh doanh. Nước cung cấp cho mỏ chủ yếu là ngòi Đường, ngòi Bo, ngòi Đông Hồ. Khai trường Cam Đường 3 sử dụng nước do công ty cung cấp từ trạm nước sạch của Công ty I.1.6- Nhân văn 1- Dân tộc: Vùng mỏ có mật độ dân cư khoảng 30 người/km 2 với 15 dân tộc khác nhau. Dân cư chủ yếu là người Kinh sống tập trung quanh vùng mỏ. Lân cận mỏ, trên các triền núi là dân tộc ít người như: Tày, Nùng, Dao, H’Mông v.v sống chủ yếu bằng nghề chăn thả gia súc, trồng trọt, làm nương rẫy,… 2- Văn hóa: Do có sự giao lưu và quen thuộc với công tác khai thác mỏ Công ty Apait Việt Nam, nói chung bà con dân tộc trong vùng đã sống chung với công nghiệp nhiều năm nên trình độ dân trí đã phát triển nâng cao nhất định. Hơn thế nữa do ánh sáng của Đảng đã đến tận buôn, bản, làng nên trình độ dân trí của bà con đã phát triển hơn. I.2. Đặc điểm địa chất của khoáng sàng I.2.1- Địa hình vùng mỏ Địa hình khu mỏ khá phức tạp gồm những dải đồi núi liên tiếp kéo dài theo phương Tây Bắc- Đông Nam, thấp dần về phía Tây Nam. Khu trung tâm có địa hình nhô cao và thấp dần về phía hai đầu, chia làm 3 khu vực địa hình: - Khu vực núi cao trên 450 m, - Khu vực trung bình từ 200 ÷ 450 m, - Khu vực thấp dưới 200 m. Với đặc điểm địa hình chia cắt như trên sẽ gây nhiều khó khăn cho việc mở đường giao thông và bố trí các công trình trên mặt. I.2.2- Đặc điểm khoáng sàng Đất đá vùng mỏ thuộc trầm tích biến chất Protorozoi (giả thiết), Paleozoi sớm (Pz 1 ) và các trầm tích Đevon. Về mac ma có các xâm nhập Protorozoi giả định, xâm nhập Pecmi muộn. Về cấu tạo toàn bộ vùng mỏ thuộc cấu trúc nhỏ của đới Phanxipang, nằm trong nếp lõm lớn Cam Đường, giữa nếp lồi Poxen và đới sông Hồng, chúng phân cách với các cấu trúc khác bởi đứt gãy lớn và đứt gãy khu vực. I.2.3- Cấu trúc địa chất khu mỏ Theo Kanmucop A.F thì điệp Kốc San (KS) gồm 9 tầng ký tự từ KS 1 ÷ KS 9 . Trên tờ bản đồ tỷ lệ 1:10.000 có các tầng liên quan đến quặng apatit đó là các tầng KS 4 , KS 5 , KS 6 , KS 7 . Dựa vào hàm lượng P 2 O 5 trong quặng mà chia ra làm 4 loại quặng: Quặng 1- (Q I ), quặng 2- (Q II ), quặng 3- (Q III ) và quặng 4- (Q IV ). Nằm trong mức phong hóa có Q I và Q III , nằm dưới mức phong hóa có Q II và Q IV . Điệp Cốc San gồm các đá cacbonat, thạch anh biến chất ở các mức độ khác nhau. Khu khai trường chỉ có từ KS 2 ÷ KS 8 . 4 Bảng I.1- Cột địa tầng điệp Kốc San STT Tên địa tầng Ký hiệu Độ dày trung bình (m) 1 Tầng cuội kết (conglomerat) KS 1 12 ÷ 15 2 Tầng sạn kết, cát kết KS 2 80 ÷ 100 3 Tầng thạch anh chứa Actimonit KS 3 8 ÷ 10 4 Tầng diệp thạch Cacbonat thạch anh- mica than và diệp thạch, thạch anh cacbonat chứa apatit KS 4 40 ÷ 45 5 Tầng quặng apatit, apatit cacbonat KS 5 3 ÷ 12 6 Tầng diệp thạch apatit cacbonat thạch anh mica, diệp thạch cacbonat thạch anh mica chứa apatit KS 6 25 ÷ 40 7 Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh fenfat chứa apatit KS 7 20 ÷ 40 8 Tầng diệp thạch cacbonat thạch anh KS 8 180 ÷ 250 Quặng 1: Là quặng apatit đơn khoáng và apatit chứa thạch anh quặng mềm hoặc nửa cứng màu xám nhạt, quặng nằm ở tầng KS 5 trên mức phong hóa. Quặng 2: Là quặng apatit domolit thạch anh canxit, quặng cứng và có mầu xám, nằm trong tầng KS 5 dưới mức phong hóa. Quặng 3: Là quặng apatit thạch anh mutcovit, quặng mềm hoặc nửa cứng có mầu xám, nâu hay nâu nhạt. Quặng 3 nằm trên mức phong hóa, tầng KS 4 , KS 6 , KS 7 Quặng 4: Là quặng apatit domolit thạch anh và apatit thạch anh mutcovit. Quặng nửa cứng hoặc bở rời, màu xám nâu, nâu nhạt hoặc vàng nhạt. Bảng I.2- Thành phần khoáng vật và hóa học các loại quặng Tt Nội dung Q I Q II Q III -KS 4 Q III - KS 6 Q IV I Thành phần khoáng vật (%) 1 Apatit 70÷ 99 50÷ 80 19÷ 48 19 ÷ 60 12 ÷ 25 2 Thạch anh 2÷ 10 1÷ 10 30 ÷60 20 ÷ 30 30 ÷ 35 3 Mutcovit 1÷2 1÷ 2 5 ÷ 20 10 ÷ 20 1 ÷ 4 4 Vật chất than 1÷ 5 1÷ 3 5 ÷ 15 1÷ 3 5 Hidroxit sắt 1÷5 2 ÷6 5 4 ÷6 6 Thànhphần khác 0 ÷1 1 ÷3 7 Cacbonat 10 ÷50 II Thành phần hoá học (%) 1 P 2 O 5 37,36 28,45 14,02 16,45 10 ÷13 2 Chất không tan 5,76 5,98 50,76 41,34 3 Fe 2 O 3 1,79 0,96 3,81 3,01 1,2 ÷4,6 4 MgO 0,76 4,71 2,4 3,54 0,2 ÷3,4 5 Al 2 O 3 1,26 0,82 6,53 4,12 2,5÷9,5 6 CO 2 0,02 11,11 0,73 0,92 7 Tổng số tạp chất/ P 2 O 5 ( Thực tế/ cho phép) Fe 2 O 3 4,79/8 3,56/8 27,18/8 18,3/8 Al 2 O 3 1,26/2 1,17/2 0,58/2 0,70/2 MgO 2,03/8 17,45/8 17,12/8 21,52/8 Thành phần tạp chất CO 2 0,02/6 11,11/6 0,73/6 0,92/6 5 Bảng I.3- Tính chất vật lý của quặng Quặng Tỉ trọng, g/cm 3 Độ ẩm tự nhiên, % Hệ số nở rời Hệ số kiên cố Quặng 1 2,56 11,12 1,45 2÷3 Quặng 2 2,95 1÷4 1,5 8÷12 (13) Quặng 3- KS 4 1,84 17,1 1,5 3÷4 Quặng 3- KS 6 1,87 17,1 1,5 3÷4 Quặng 4 2,37÷2,74 0,5÷1,4 (a) (b) (c) Hình I.1- Mẫu quặng mỏ Apatit Lào Cai a- Quặng 1; b- quặng 2; c- quặng 3 - Đá măcma: phát triển phong phú nhất trong khu mỏ là các đai cơ Lamprofia ngoài ra còn có mặt của granit fooc fia. Các đá Lamprofia xâm nhập chia cắt, kích thước mạch thay đổi từ vài chục cm đến vài chục mét, có khi hàng trăm mét đến hàng nghìn mét, phổ biến nhất là các mạch xâm nhập có chiều dày 2÷3 m. Hầu hết chúng đều có phương vị trùng với phương vị của vỉa đá gốc. - Mạch nhiệt dịch: Trong khu mỏ gặp nhiều mạch canxit- thạch anh có bề dày chừng vài cm. Các mạch thạch anh có bề dày lơn hơn có khi đạt đến 0,2 ÷ 0,5 m. Trong một số mạch thạch anh và Lamprofia thấy có khoáng hoá pyrit. - Đứt gãy: Hệ thống đứt gãy phát triển trong khu mỏ phát triển mạnh, có loại đứt gãy điển hình. + Hệ thống đứt gãy theo phương uốn nếp: Loại này chiếm chủ yếu trong vùng, kéo dài từ 300 m đến hàng nghìn mét. + Hệ thống đứt gãy nham thạch: Có phương gần như vuông góc với đường phương của nham thạch, đứt gãy này nhỏ, cự ly dịch chuyển 2 ÷ 3 m có thể là đứt gãy thuận hoặc nghịch. Đứt gãy này làm dịch chuyển thân quặng nhưng không ảnh hưởng đến trữ lượng mà chỉ ảnh hưởng đến công tác thăm dò. + Hệ thống đứt gãy chờm: Gây khó khăn cho công tác thăm dò và làm ảnh hưởng tới trữ lượng. Chúng thường xuất hiện nơi thân quặng nằm ngang hoặc hơi thoải, làm cho chiều dày thân quặng không ổn định và để lại các ô không liên tục bám quanh đường đứt gãy. Ngoài ra còn có các khối trượt nằm phủ lên trên nền đất đá gây khó khăn khi tổng hợp tài liệu thăm dò. - Phong hoá hoá học: Nguyên nhân chủ yếu tạo ra ranh giới các loại quặng và phân bố quặng. Quá trình rửa lũa cơ học do nước thẩm thấu, gió, rễ thực vật v.v các đá gần mặt đất bị phong hoá, chiều sâu phổ biến từ 50 ÷ 80 m, sâu nhất là 110 m. Tuỳ theo điều kiện địa hình, những nơi có địa hình cao và bị chia cắt thì lớp phong hoá dày và ngược lại. I.3- Địa chất thuỷ văn I.3.1- Đặc điểm nước mặt 6 Nước mặt trong khu mỏ gồm 2 con suối: Năm 1955 mỏ đã được Đoàn 1 nghiên cứu, năm 1956 Xí nghiệp Mỏ Apatit bắt đầu khai thác quặng 1, quặng 3 được tập trung vào các kho bãi chứa; sau năm 1979 quặng 2 được cung cấp cho nhà máy Phân lân Văn Điển và Ninh Bình sản xuất phân lân nung chảy. Trong quá trình khai thác Mỏ Apatit đã tiến hành khai thác thăm dò khai thác phục vụ công tác khai thác suối Cóc và suối Pèng đều chảy vuông góc với phương cấu tạo chung và đổ vào ngòi Đường. - Suối Cóc rộng từ 5 ÷ 20 m sâu 0,3 ÷ 1 m, độ dốc lòng suối 5 ÷10 0 , lưu lượng lớn nhất vào mùa mưa 5,23 m 3 /s và nhỏ nhất vào mùa khô 0,13 m 3 /s. - Suối Pèng rộng từ 10÷ 30 m, độ dốc lòng suối 10÷ 15 0 , lưu lượng lớn nhất vào mùa mưa 22,51 m 3 /s và nhỏ nhất vào mùa khô 0,41 m 3 /s. - Ngòi Đường rộng từ 10 ÷ 50 m có chỗ 100 m, sâu từ 0,5 ÷ 2 m, lưu lượng lớn nhất vào mùa mưa 36,72 m 3 /s và nhỏ nhất vào mùa khô 1,8 m 3 /s. Những con suối này thường có lũ đột ngột, thời gian lũ từ 2 ÷ 4 h, chênh lệch mực nước tối đa là 2 m đến độ cao tuyệt đối 120 m. Ngoài ra trong suối còn có các lạch nhỏ lưu lượng thường xuất hiện vào mùa mưa và sau những cơn mưa lưu lượng tổng cộng 0,33 m 3 /s I.3.2- Đặc điểm nước dưới đất Nước dưới đất nằm trong 2 đơn vị chứa nước: Tầng chứa nước aluvi (ALQ) và phức hệ chứa nước điệp Kốc San (T 1 KS) - Tầng chứa nước aluvi (ALQ): Tầng này tạo thành dải hẹp trong các thung lũng suối Pèng, suối Cóc và ngòi Đường do cuội, sỏi, đá, sét cấu thành, chiều dày trung bình 7 m, mực nước tĩnh thay đổi từ 0,6 ÷ 1,2 m và có quan hệ mật thiết với nước mặt. Nói chung tầng này ít ảnh hưởng đến công tác khai thác. - Phức hệ chứa nước điệp Kốc San (T 1 KS): Phức hệ này bao trùm toàn bộ khu mỏ trong đó các tầng ít ảnh hưởng là KS 2-3-4-5 , KS 7 . ảnh hưởng là KS 6 , KS 8 . + Tầng KS 8 : Chiếm toàn bộ phần trung tâm mỏ với chiều dài 4000 m chiều rộng 100 ÷ 200 m, chiều dày trung bình 200 m. Trong những lỗ khoan gặp nước áp lực phun khỏi mặt địa hình 0,9 ÷ 1,9 m. Lưu lượng thay đổi đột ngột từ 4,04 ÷ 22,20 l/s. Hệ số thấm K dao động từ 2,15 ÷ 4,27 m/ngđ, nước không có quan hệ với nước mặt. + Tầng KS 6 : Chiều rộng từ 20 ÷ 140 m, chiều dày trung bình 35 m. Q= 0,131÷ 1,688 l/s K=0,038 ÷ 0,162 m/ngđ+ Nước trong đứt gãy: Các đứt gãy phát triển phong phú. Vì mặt địa chất thuỷ văn, đứt gãy F 2 có thể ảnh hưởng đến công trình khai thác sau này. I.4- Địa chất công trình Với mục đích phục vụ thiết kế khai thác cho quặng 2, 3. quặng 2 nằm dưới mức phong hóa hóa học ,quặng 3 nằm trong vỏ phong hoá hoá học và quặng 4 trong đới chưa bị phong hoá. Khu mỏ được chia ra làm 4 đới sau I.4.1- Đới đất phủ Lộ ra trên mặt và phân bố khắp nơi. Thành phần là sét và sét pha lẫn dăm sạn đá gốc phong hoá nguồn gốc eluvi hay eluvi- deluvi, chiều dày 1 ÷ 15 m, trung bình 10 m. Đất có màu xám, xám vàng, bị laterit hoá nhẹ. Hàm lượng nhóm hạt cát 47,26%; hạt bụi 24,37%; hạt sét 28,37%. Phân tích 13 mẫu trị số dung trọng tự nhiên từ 1,49÷ 1,83 g/cm 3 ; trung bình 1,66 g/cm 3 ; tỷ trọng từ 2,64÷2,76g/cm 3 ; trung bình 2,7g/cm 3 ; lực dính kết 0,07 ÷ 0,25; trung bình 0,16kG/cm 3 tương ứng với góc ma sát trong từ 20 0 07’÷ 41 0 56’ trung bình 34 0 11’. Bãi chứa chủ yếu là bãi chứa quặng 3 và đất đá thải do khai thác trước đây, chất đống trong các sườn đồi và thung lũng. Thành phần là sét pha lẫn dăm vụn, đá tảng, quặng apatit. 7 Chiều dày từ 10 ÷ 50 m. Phân tích 3 mẫu hạt cát 40,5%; hạt bụi 28,8%; hạt sét 14,2%; dăm sạn 16,5 %. Độ ẩm tự nhiên 27%; dung trọng tự nhiên 1,66 ÷ 1,89 g/cm 3 . Dung trọng khô là 1,48g/cm 3 . Tỷ trọng 2,70 ÷ 2,76 g/cm 3 . Đất đá ở trạng thái xốp rời. Hệ số hổng 0,86. Tính thấm nước kém 0,007 m/ng. Không trương nở, sức bền cơ học giảm khi độ ẩm trong đất tăng. Lực dính kết 0,255 kG/cm 2 và góc ma sát trong 20 0 33’ ở trạng thái cắt tự nhiên giảm tương ứng còn 0,15kG/cm 2 và 14 0 14’ khi cắt trong điều kiện bão hoà nước. Bảng I.4- Đặc trưng cơ lý của đất phủ Cắt tự nhiên Cắt bão hoà Đất đá Số mẫu W % γ W g/cm 3 γ K g/cm 3 Ä g/cm 3 ε C kG/cm 2 ử 0 độ C bh kG/cm 2 ử 0 bh độ K m/ng Lớp phủ 13 1,66 2,70 0,16 34 0 11’ Bãi chứa 3 27 1,89 1,48 2,76 0,86 0,225 20 0 33’ 0,15 14 0 44’ 0,007 I.4.2- Đới đá gốc phong hoá mạnh Nằm dưới lớp phủ Đệ Tứ và các bãi chứa quặng đã khai thác, đất đá thải. Đá vây quanh là đá phiến sét khi phong hoá nhìn bề ngoài giống như sét, sét pha mềm bở, dễ bóp vỡ bằng tay, cát kết tựa như cát pha nhưng còn giữ nguyên mặt lớp. Đá Lamprofia bị caolin hoá mạnh, không phân lớp. Quặng phong hoá được làm giàu tự nhiên thuộc loại I và III chất lượng cao. Nhiều khe nứt và mặt lớp, mặt tiếp xúc giữa đá macma và đá trầm tích bị xoá mờ do bị lấp đầy vật chất sét, chiều dày từ 10 ÷ 45 m, trung bình 32 m. Tính chất vật lý và sức bền cơ học của đất đá thuộc đới này tương tự như đất lớp phủ. Thậm chí đất phong hoá từ các tầng đá mẹ Kốc San khác nhau cũng có những tính chất cơ lý gần giống nhau. Qua thí nghiệm trên 68 mẫu cho ra kết quả trung bình như sau: Độ ẩm tương đối thấp 17 ÷ 21%, trung bình 18,6%. Dung trọng tự nhiên 1,91 ÷ 2,06 g/cm 3 , trung bình 2,0 g/cm 3 , sau khi sấy khô làm mất nước chỉ còn 1,63 ÷ 1,76 g/cm 3 , trung bình 1,68 g/cm 3 . Tỷ trọng 2,73 ÷ 2,78 g/cm 3 ; trung bình 2,75 g/cm 3 . Hệ số hổng tương đối lớn 0,55 ÷ 0,71; trung bình 0,63 chứng tỏ đất xốp, ở trạng thái không bị nén chặt. Sức kháng cắt tuỳ thuộc vào độ ẩm. Lực dính kết trung bình 0,271 kG/cm 2 và góc ma sát trong 26 0 05’ khi cắt ở độ ẩm tự nhiên và giảm tương ứng 0,234 kG/cm 2 và 22 0 47’ khi cắt ở độ ẩm bão hoà. Hệ số thấm từ 0,02 ÷ 0,55 m/ng; trung bình 0,163 m/ng. Đất đá thường mềm rời, sức bền cơ học thấp. Tương đối thuận lợi cho việc khai đào mở moong khai thác quặng nhưng dễ mất ổn định, nhất là về mùa mưa Bảng I.5- Đặc trưng cơ lý của đất đá đới phong hoá mạnh Cắt tự nhiên Cắt bão hoà Tầng W % γ W g/cm 3 γ K g/cm 3 Ä g/cm 3 ε C kG/cm 2 ử 0 độ C bh kG/cm 2 ử 0 bh độ K m/ng KS 8 21 1,99 1,64 2,73 0,66 0,27 17 0 51’ 0,02 KS 7 17 1,91 1,63 2,78 0,71 0,306 27 0 53’ 0,223 27 0 50’ 0,149 KS 6 18 2,06 1,75 2,75 0,57 0,25 28 0 49’ 0,171 25 0 41’ 0,55 KS 4 20 1,98 1,64 2,77 0,68 0,257 21 0 33’ 0,229 20 0 51’ 0,075 ĐM 17 2,06 1,76 2,74 0,55 0,278 21 0 42’ 0,021 T sốtbình 18,6 2,0 1,68 2,75 0,63 0,271 27 0 53’ 0,234 22 0 47’ 0,163 I.4.3- Đới đá gốc phong hoá yếu Nằm dưới đới phong hoá mạnh với ranh giới chuyển tiếp không rõ rệt, mang tính quy ước. Thành phần thạch học như khối II, chủ yếu là đá phiến, đá mạch Lamprofia và quặng apatit. Khó bóp vỡ bằng tay. Tốc độ khoan tương đối nhanh 1 ÷ 2 m/h. Mẫu lõi khó lấy nguyên dạng, thường bị vỡ thành từng mảnh vụn, cục nhỏ. Các khe nứt được lấp đầy bởi vật chất sét chiều dày từ 7,4 ÷ 57,3 m; trung bình 24,4 m. 8 Đặc trưng là khối đá vẫn giữ nguyên khối về cấu trúc nhưng mối liên kết giữa các hạt bị suy giảm hơn nhiều so với đá tươi chưa bị phong hoá. Vì vậy xếp chúng vào loại đá nửa cứng. Dung trọng 1,85 ÷ 2,73 trung bình 2,07 g/cm 3 . Tỷ trọng 2,76 ÷ 3,08 trung bình 2,88 g/cm 3 . Cường độ kháng nén từ 59 ÷ 306 kG/cm 2 , trung bình 147 kG/cm 2 . Cường độ kháng kéo từ 7 ÷ 11 (40), trung bình 22 kG/cm 2 . Lực dính kết 13,1 ÷ 91,5 KG/cm 2 , trung bình 42 kG/cm 2 tương ứng với góc ma sát trong 28 0 50’ ÷ 34 0 23’, trung bình 31 0 50’. Đới đá gốc phong hoá yếu có cường độ chịu tải tương đối cao, ít bị biến dạng nén dưới tác dụng tải trọng ngoài, đảm bảo an toàn đối với sự hoạtđộng của máy móc thiết bị và các công trình xây dựng trên mặt nhưng dễ bị biến dạng trượt theo mặt khe nứt yếu. Bảng I.6- Đặc trưng cơ lý của đá nửa cứng Tầng Số mẫu γ W g/cm 3 Ä g/cm 3 σ n kG/cm 2 σ k kG/cm 2 C kG/cm 2 ϕ 0 độ KS 8 6 1,85 2,76 70 26 22,2 31 0 40’ KS 7 2 2,37 2,83 306 40 91,5 31 0 25’ KS 6 3 1,93 2,95 170 26 13,1 28 0 50’ KS 5 1 2,31 3,08 139 20 50 32 0 35’ KS 4 15 1,89 2,8 140 11 56 34 0 23’ Đá mạch 3 2,09 2,86 59 7 19 32 0 10’ Trị số trung bình 2,07 2,88 147 22 42 31 0 50’ I.4.4- Đới đá cứng chưa bị phong hoá Nằm dưới cùng và phân cách với đới III bởi ranh giới phong hoá hoá học, bao gồm các tầng Kốc San chứa quặng 2, 4 và không quặng. Thành phần chính là đá phiến sét xericit thạch anh- cacbonat- apatit- mica- than bị xuyên cắt bởi các đai mạch Lamprofia. Đá rắn chắc ít nứt nẻ. Tốc độ khoan không quá 1m/h. Mẫu lõi lấy thành thỏi 20 ÷ 40 cm. Nhiều khi bị gãy theo mặt phân lớp và khe nứt. Mật độ khe nứt trung bình 3,14 khe nứt/m. Trị số dung trọng tự nhiên 2,72 ÷ 2,95 trung bình 2,8 g/cm 3 . Tỷ trọng 2,8 ÷ 3,05 g/cm 3 trung bình 2,87 g/cm 3 . Cường độ kháng nén cao do đá bị biến chất nén ép mạnh, thay đổi trong phạm vi từ 720 ÷ 1738 kG/cm 3 ; trung bình 1185 kG/cm 2 . Cường độ kháng kéo từ 95 ÷ 122 (167); trung bình 130 kG/cm 2 . Lực dính kết từ 260 ÷ 660; trung bình 424 kG/cm 2 , tương ứng góc ma sát trong từ 26 0 43’ ÷ 35 0 39’; trung bình 32 0 07’. Bảng I.7: Đặc trưng cơ lý và khe nứt của đá cứng Khe nứt Tầng Số mẫu γ W g/cm 3 Ä g/cm 3 σ n KG/cm 2 σ k KG/cm 2 C KG/cm 2 ϕ 0 độ Số khe nứt/m Khoảng cách tb m KS 8 79 2,73 2,83 720 127 260 26 0 43’ 3 0,366 KS 7 19 2,74 2,84 1229 122 439 33 0 56’ 4 0,280 KS 6 118 2,82 2,88 1397 146 489 33 0 45’ 6 0,329 KS 5 20 2,95 3,05 1738 115 660 35 0 39’ 2,5 ,0423 KS 4 141 2,78 2,85 1230 167 423 31 0 18’ 3 0,336 KS 2-3 23 2,72 2,8 1103 95 347 32 0 13’ 3,5 0,285 ĐM 33 2,87 2,89 876 136 31 0 17’ 3 0,35 Tsố t bình 2,80 2,87 1185 130 424 32 0 07’ 3,14 Như vậy địa chất công trình khu mỏ khá phức tạp. Sự hình thành tính chất cơ lý không chỉ phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc địa chất, thành phần thạch học- khoáng vật, quá trình tạo đá và biến đổi sau tạo đá mà còn chịu tác động bởi một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Như vậy đánh giá mức độ ổn định các sườn dốc và mái dốc cần xem xét tổng hợp các điều kiện, yếu tố có thể ảnh hưởng hoặc làm thay đổi chúng. 9 .1- Tổ chức công tác trên mỏ trong năngày có 3 ca liên tục. Chương II Những số liệu gốc dùng làm thiết kế II.1- Tổ chức công tác trên mỏ II.1.1- Chế độ công tác Theo biểu đồ lập lịch kế hoạch làm việc các ngày trong năm, một ngày có 3 ca liên tục. II.1.2- Số ngày làm việc trong năm - Số ngày làm việc của khai trường: + Tổng số ngày trong năm: 365 ngày, + Số ngày ngừng làm việc: 87 ngày, Trong đó: Nghỉ chủ nhật: 52 ngày, Nghỉ lễ tết: 10 ngày, Nghỉ do thời tiết: 25 ngày. Do vậy tổng số ngày làm việc của khai trường là: 278 ngày. - Số ngày làm việc trong năm của thiết bị (278-60).0,95= 207 ngày Trong đó: 60: Số ngày ngừng làm việc để sửa chữa, 0,95: Hệ số xét đến tổn thất thời gian làm việc, - Số ca làm việc trong ngày đêm, + Khâu khoan nổ: 3 ca/ ngày đêm, + Khâu xúc bốc, vận tải: 3 ca/ ngày đêm, + Khâu sửa chữa thiết bị: 2 ca/ ngày đêm, + Hành chính sự nghiệp: 1 ca/ ngày đêm. II.2- Các chủng loại thiết bị sử dụng - Thiết bị khoan: Máy khoan tự hành của Nga SBU– 100G, đường kính lỗ khoan 110mm. - Thiết bị xúc bốc: CAT- 345B. - Thiết bị vận tải: CAT- 725, - Thiết bị thải đá: Máy gạt T- 130. - Máy nén khí: PV-10 của Nga. - Vật liệu nổ: + Chất nổ: AD-1. + Phương tiện nổ: Kíp nổ đốt, kíp nổ điện, dây nổ thường, dây nổ chịu nước. Chương III Xác định biên giới mỏ III.1- Khái niệm III.1.1- Khái niệm Việc khai thác khoáng sản có ích chỉ có thể khai thác bằng phương pháp lộ thiên hay hầm lò hoặc kết hợp cả hai phương pháp lộ thiên ở trên và hầm lò ở dưới. Những vỉa khoáng sàng nằm sâu trong lòng đất chiều dày lớp đất phủ lớn, chiều dày vỉa mỏng thường được khai thác bằng phương pháp hầm lò mang lại lợi ích tối đa nhất. Những khoáng sàng có vỉa dốc thoải, nằm ngang chiều dày lớp đất phủ nhỏ, chiều dày vỉa lớn. Khoáng sàng có dạng ổ quặng tập trung thành khối lớn, nằm gần mặt đất thường được khai thác bằng phương pháp lộ thiên. Ngoài ra phương pháp lộ thiên còn được áp dụng để khai thác khoáng sàng sa khoáng, khai thác bằng sức nước. Trong mọi trường hợp nhất định khai thác lộ thiên chỉ có một giới hạn nhất định. Tại vị trí không gian của khoáng sàng mà việc khai thác lộ thiên không còn hiệu quả gọi là biên giới của mỏ. Biên giới mỏ lộ thiên bao gồm biên giới trên mặt đất và biên giới theo chiều sâu. [...]... tỏc khoan 1- Mỏy khoan Cn c vo c im ca va qung v t ỏ võy quanh ti m Apatit Lo Cai, do t ỏ cú cng khỏc nhau, cho nờn m Apatit Lo Cai cú nhiu loi mỏy khoan phự hp vi tng loi t ỏ Nhng trong bn ỏn ny ch chn SBU-100G Bng VII.1- Thụng s k thut ca mỏy khoan STT Thụng s k thut n v SBU-100G 1 ng kớnh l khoan mm 100ữ105 2 Chiu sõu l khoan mm 35 3 Hng khoan so vi 0ữ60 phng thng ng 4 Tn s quay ca cho ng Vũng/ph... dựng mỏy xỳc CAT-345B tin hnh xỳc, mỏy gt to mt bng nghiờng theo dc ca ho Ho trong l ho bỏn hon chnh v hon chnh phng phỏp thi cụng nh ho ngoi i vi ỏ cng thỡ dựng mỏy khoan p xoay SBU 100G khoan l khoan np thuc phỏ ỏ t ỏ c mỏy xỳc xỳc trc tip ra mộp ho sau ú dựng mỏy gt i to mt bng cho ng ho Nhng ch khụng gt xung bờn sn nỳi thỡ dựng mỏy xỳc xỳc lờn ụtụ ch ra ngoi bói thi IV.7.2- Ho chun b Dựng mỏy... ca mỏy nộn khớ cn s dng c tớnh theo cụng thc Q= n.k1.k2.q (m3/phỳt) n: S bỳa lm vic ng thi n = 2 k1: H s lm vic ng thi k1= 0,6 k2: H s tn tht khớ nộn k2=1,4 q: Lng khớ nộn cn thit cho mt mỏy khoan q=5 m3/phỳt Vy Q = 2.0,6.1,4.5 = 4,2 m3/phỳt S lng mỏy nộn khớ cn s dng: K.Q N= ; chiếc Qm Trong ú: K: H s s dng mỏy k = 1,1 Qm: Nng sut s dng mỏy Qm= 6 m3/phỳt N= 1,1.8,4 = 1,54chiếc 6 Vỡ vy phc v cho mỏy... nờn 1 mỏy khụng th ỏp ng yờu cu khoan n trong thi gian ngn nờn ta chn thờm 1 mỏy khoan SBU-100G hon thnh cụng tỏc khoan trong m Vy: s mỏy khoan l 2 chic + phỏ ỏ quỏ c, mụ chõn tng v ỏ phong hoỏ li ta dựng mỏy khoan tay PR-20 ng kớnh mi khoan l 34 mm, chiu di mi khoan l 375 mm VII.2.5- Tớnh toỏn mỏy nộn khớ Trờn khai trng m hin ti ang s dng loi mỏy nộn khớ PR-10 l ch yu Bng VII.1- c tớnh k thut mỏy... i vi t ỏ cng dựng mỏy khoan p xoay SBU 100G khoan l khoan np thuc phỏ ỏ t ỏ c mỏy xỳc xỳc trc tip ra mộp ho sau ú dựng mỏy gt T-130 to mt bng cho ng ho Nhng ch khụng gt xung bờn sn nỳi thỡ dựng mỏy xỳc xỳc lờn ụtụ ch ra ngoi bói thi IV.7.3 - Trỡnh t thi cụng Trỡnh t thi cụng: Vi chiu cao tng H=10m, mỏy xỳc khụng th o ho hon chnh ngay c m phi o theo phõn tng h dn cao sau ú dựng mỏy gt, gt to mt bng... 8% - dc khng ch ca ho C: H s gim nng sut ca mỏy xỳc khi o ho dc C = 0,6 bd :Chiu rng ỏy ho dc bd=24m = 60o- Gúc nghiờng sn tng Qx: Nng sut ca mỏy xỳc trong 1 nm Qxn: Nng sut ca mỏy xỳc trong 1 ca Qxn = 3600.E.K d tn T 3 ; m /ca Te K r (tn + tc ) E: Dung tớch gu xỳc E = 2,4 m3 Kd: H s xỳc y gu Kd = 0,7 tn: Thi gian mỏy xỳc lm vic liờn tc ti mt v trớ ng mỏy tn=3600s T: Thi gian lm vic T = 8h : H s... khoan n 1-Yờu cu m bo y khi lng t ỏ v qung cho mỏy xỳc lm vic Mc p v phi tng i ng u, kớch thc t ỏ phi tp trung to iu kin cho mỏy xỳc lm vic t nng sut cao, xỳc chn lc tt m bo tt cỏc yờu cu v iu kin an ton, t hiu qu kinh t Trong tỡnh hỡnh khai thỏc hin nay, cht lng qung c quan tõm l ch yu c bit gim tn tht v lm nghốo qung nờn yờu cu v khoan n phi cht ch v hp lý 2- Hỡnh thc v t chc khoan n - Khoan n chn... hp lý biờn gii m l thiờn mang li hiu qu kinh t rt ln cho cụng tỏc khai thỏc m III.2- Xỏc nh h s búc gii hn H s búc gii hn cũn gi l h s búc kinh t hp lý l khi lng t ỏ phi búc ln nht thu hi mt n v khi lng qung vi giỏ thnh bng giỏ thnh cho phộp H s búc gii hn cũn l mt ch tiờu kinh t- k thut quan trng ca m l thiờn, cú ý ngha quyt nh trong vic xỏc nh biờn gii m, xõy dng k hoch sn xut lõu di v ngn hn cho. .. u cho ng khoan trong 1 phỳt nd=2000 ln K1: H s ph thuc vo s thay i ca mc khoan K1=1 k: S thay i mc khú khoan k = 13 dk: ng kớnh l khoan dk= 10,5 cm Kf: H s chỳ ý n hỡnh dng u mi khoan u khoan ch thp Kf= 1,1 0,6.8.2000 9600 Vy Vk = = 1.13.10,5 2.1,1 1576 Vk=6,1 m/h Nng sut ca ca mỏy khoan l Qk=6,1.8.0,7=34,2 m/ca Nng sut nm ca mỏy khoan l Qn= 207.3.34,2 = 21443 m/nm VII.2.4- S mỏy khoan cn thit cho. .. ton t ụ tụ n mộp tng M=2m Vy Bcb= 8+0,5.3,2+10+2.2= 23,6m Ly Bcb= 24m M lo 1 Ro 2 Hỡnh IV.2- Chiu rng ho chun b 1- Mỏy xỳc; 2- ễtụ bo M IV.3.4- Bỏn kớnh vũng ca ng ho Bỏn kớnh vũng m bo gim sc cn chuyn ng ca ụtụ, m bo s an ton cho xe chy Vn t ra l xỏc nh bỏn kớnh vũng sao cho cho hp lý vi bỏn kớnh vũng quay ca tuyn ng Bỏn kớnh vũng ca ng ho c xỏc nh theo cụng thc V2 R min = ; (m) 127(à n + i n ) àn: . Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ Apatit Lào Cai 1 Lời nói đầu Trong cuộc cách mạng. Đường 3- mỏ Apatit Lào Cai Phần chuyên đề: Nghiên cứu lựa chọn thông số nổ mìn hợp lý cho mỏ Apatit Lào Cai thuộc xí nghiệp khai thác II khai trường đồi