Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài được thực hiện trong bối cảnh thực tiễn của Xí nghiệp Thiếc Bắc Lũng (thuộc Công ty Kim loại màu Thái Nguyên, nay là Công ty Cổ phần Kim loại màu Tuyên Quang). Từ những năm 1960, vùng Thiếc Tam Đảo nói chung và mỏ Bắc Lũng nói riêng đã được các đoàn địa chất khảo sát, thăm dò. Mỏ Thiếc Bắc Lũng được thành lập và khai thác từ năm 1984 với nhiệm vụ chính là khai thác, chế biến quặng thiếc sa khoáng cung cấp cho nhà máy luyện thiếc thỏi. Đến năm 1996, nguồn quặng sa khoáng cơ bản đã cạn kiệt, xí nghiệp phải chuyển sang giai đoạn khai thác tận thu. Để duy trì sản xuất và cấp đủ nguyên liệu cho các nhà máy luyện thiếc từ năm 2009 trở đi, khu vực mỏ thiếc gốc Kỳ Lâm (đã được Bộ trưởng Bộ Công nghiệp phê duyệt trữ lượng tại Quyết định số 1965/QĐ-CNCL ngày 18/9/1998) được đưa vào quy hoạch khai thác. Mặc dù mỏ có quy mô trữ lượng không lớn và hàm lượng quặng không cao, thiếc là kim loại màu có giá trị kinh tế cao, đòi hỏi phải có giải pháp công nghệ mở vỉa và khai thác hợp lý để tận thu tài nguyên với chi phí tối ưu.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể thành hai phần:

  1. Nhiệm vụ phần chung: Thiết kế mở vỉa và khai thác Thân quặng I mỏ thiếc gốc Kỳ Lâm (huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang) từ mức +71 m đến mức +140 m, đảm bảo sản lượng khai thác đạt 6.000 tấn quặng nguyên khai/năm.
  2. Nhiệm vụ phần chuyên đề: Lựa chọn phương án mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ hợp lý cho Thân quặng I nhằm tối ưu hóa chi phí đầu tư xây dựng cơ bản, chi phí duy tu bảo vệ đường lò và chi phí vận tải.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thân quặng I thuộc mỏ thiếc gốc Kỳ Lâm, có hình thái dạng mạch, chiều dày biến đổi từ 0,4 m đến 3,8 m (trung bình 1,51 m), góc dốc từ 35° đến 65°, hàm lượng Sn dao động 0,14% - 3,5% (trung bình 0,75% - 0,88%).
  • Phạm vi không gian: Khai trường Thân quặng I nằm trong tọa độ địa lý từ 105°23'42" đến 105°24'21" Kinh độ Đông, 21°40'57" đến 21°41'31" Vĩ độ Bắc; độ cao địa hình tự nhiên từ 75 m đến 200 m; phạm vi thiết kế khai thác khống chế từ mức cao +71 m đến mức +140 m (thân quặng tồn tại thực tế từ mức +42 m đến +142 m).
  • Phạm vi thời gian và tuổi thọ: Tuổi mỏ thực tế tính toán là 6,4 năm (76,2 tháng), bao gồm 8 tháng xây dựng cơ bản mở vỉa, 58,2 tháng khai thác ổn định và 10 tháng khấu vét, đóng cửa mỏ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở tài liệu và khung pháp lý:

  • Quyết định số 1965/QĐ-CNCL ngày 18/9/1998 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp về việc phê duyệt báo cáo kết quả thăm dò quặng thiếc gốc Kỳ Lâm trên diện tích 1,3 km² (khoanh định theo bản đồ UTM tờ 6052 II tỷ lệ 1:50.000).
  • Báo cáo kết quả thăm dò địa chất của Đoàn Địa chất 109 (giai đoạn 1968 - 1993), Đoàn Địa chất 110 (giai đoạn 1989 - 1992), Xí nghiệp Thăm dò Khai thác Khoáng sản 109 và số liệu quản lý của Công ty TNHH MTV Kim loại màu Thái Nguyên.
  • Đề cương hướng dẫn đồ án tốt nghiệp của Bộ môn Khai thác Hầm lò, Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.

Khung lý thuyết và công thức kỹ thuật áp dụng:

  • Cơ học đá và áp lực mỏ: Áp dụng lý thuyết vòm cân bằng tự nhiên của Giáo sư M. M. Protodiakonov để xác định áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò ($P_{\text{nóc}}$); áp dụng phương pháp của Giáo sư P. Tximbarevich để tính toán thành phần áp lực hông lò ngang mức nóc và nền lò ($P_1$, $P_2$, $P_{\text{h}}$).
  • Khoan nổ mìn: Áp dụng phương pháp tính chỉ tiêu thuốc nổ riêng theo Protodiakonov ($q = 0,6 \cdot e \cdot C \cdot \sqrt{f/S}$), tính toán chiều sâu lỗ khoan, số lượng lỗ mìn phân bổ theo tỷ lệ rạch - phá - biên, nồng độ nạp thuốc và phương pháp kiểm tra dòng điện kích nổ mạng nối tiếp của kíp điện vi sai qua máy nổ mìn KBII.
  • Khí động học hầm lò: Tính toán nhu cầu lưu lượng gió theo số lượng người làm việc đồng thời lớn nhất, theo lượng thuốc nổ tiêu hao đồng thời lớn nhất và kiểm tra điều kiện vận tốc gió cho phép ($0,15\text{ m/s} \le V \le 8\text{ m/s}$).

Phương pháp nghiên cứu:

  • Phương pháp phân tích và tổng hợp số liệu địa chất, cơ lý đất đá, thủy văn phục vụ tính toán mỏ.
  • Phương pháp mô hình hóa hình học và giải tích: chia các khối trữ lượng trên mặt cắt dọc tỷ lệ 1:500 thành các hình học cơ bản để tính diện tích, thể tích và trữ lượng công nghiệp.
  • Phương pháp so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật: lập 3 phương án mở vỉa độc lập, lượng hóa tổng chi phí bằng tiền (đào lò, chống giữ bảo vệ, vận tải) để lựa chọn phương án tối ưu.

Nguồn dữ liệu:

  • Kết quả thí nghiệm cơ lý mẫu đá ở độ sâu 36,3 m và 49,3 m.
  • Kết quả phân tích mẫu khoáng tướng xác định thành phần khoáng vật và kết quả phân tích mẫu hóa nhóm xác định hàm lượng các nguyên tố có ích, có hại trong quặng thiếc.
  • Dữ liệu đo đạc thủy văn suối Kỳ Lâm và Hồ nước Kỳ Lâm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Đặc điểm và địa chất khu mỏ

Chương này tổng hợp toàn diện các điều kiện tự nhiên, địa chất khu vực và đặc tính công nghệ của thân quặng:

  • Địa lý tự nhiên: Mỏ nằm tại thôn Kỳ Lâm, thị trấn Sơn Dương, cách trung tâm huyện 1 km về phía Đông; địa hình đồi núi cao 75 - 200 m thuộc vùng Tây Nam Núi Sồi. Mạng lưới thủy văn gồm suối Làng Cả và suối Kỳ Lâm đổ ra sông Đáy. Suối Kỳ Lâm có lưu lượng mùa mưa đạt 19.046,7 m³/ngày đêm, mùa khô giảm xuống 667 m³/ngày đêm. Hồ Kỳ Lâm có diện tích 21.000 m², dung tích khoảng 100.000 m³. Khí hậu chia hai mùa: mùa mưa (tháng 4 - 9, nhiệt độ trung bình 20 - 35°C, lượng mưa 250 - 450 mm/tháng) và mùa đông (tháng 10 - tháng 3 năm sau, nhiệt độ 10 - 20°C, lượng mưa 80 - 100 mm/tháng).
  • Cấu tạo địa chất và địa tầng: Gồm Hệ tầng Đạo Viện ($S\text{-}D đv_{4\text{-}5}$) chiếm diện tích chủ yếu (đá phiến sericit - thạch anh, đá vôi - sericit, quarzit dày ~1.000 m); Hệ tầng Sông Cầu phủ không chỉnh hợp (dày ~600 m); Hệ tầng Vân Lãng (dày ~500 m) và lớp phủ Đệ Tứ dày 10 - 50 m. Magma gồm khối granit biotit Núi Điệng là nguồn sinh khoáng chính. Cấu trúc kiến tạo bị khống chế bởi hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam, Tây Bắc - Đông Nam và đứt gãy phương vĩ tuyến.
  • Đặc điểm các thân quặng: Quặng phân bố trong 3 đới biến đổi cà nát. Thân quặng I có chiều dài theo phương 120° là 230 m, chiều sâu theo hướng cắm 60 - 70 m, chiều dày trung bình 1,51 m, hàm lượng trung bình 0,75% Sn. Thân IA dài 105 m, dày 1,04 m, hàm lượng 0,82% Sn. Thân II dài 230 m, dày 0,79 m, hàm lượng 0,59% Sn. Thân IIA dài 100 m, dày 1,14 m, hàm lượng 0,34% Sn. Ngoài ra có 6 điểm quặng độc lập.
  • Tính chất cơ lý và phẩm chất quặng: Quặng thuộc thành hệ sulfide - cassiterit, khoáng vật quặng chính là cassiterit (trung bình 0,7%), thạch anh chiếm 90%, sulfide chiếm tỷ lệ thấp. Tỷ trọng đá từ 2,72 đến 2,79 g/cm³, cường độ nén tức thời 825 - 1.250 kg/cm², lực dính kết $C = 250 - 370\text{ kg/cm}²$, hệ số kiên cố $f = 8,3 - 12,5$. Đất đá từ mặt đất đến độ sâu 30 m bị phong hóa mạnh, dưới 30 m ổn định bền vững.
  • Tổng hợp trữ lượng toàn mỏ: Cấp C2 đạt 467 tấn Sn, cấp P1 đạt 245 tấn Sn; tổng cộng đạt 712 tấn Sn. Riêng Thân quặng I có trữ lượng thiếc kim loại là 258 tấn (cấp C2: 192 tấn; cấp P1: 66 tấn).
STT Tên thân quặng Trữ lượng cấp C2 (tấn Sn) Trữ lượng cấp P1 (tấn Sn) Tổng trữ lượng C2 + P1 (tấn Sn)
1 Thân quặng I 192 66 258
2 Thân quặng IA 82 41 123
3 Thân quặng II 79 61 140
4 Thân quặng IIA 27 32 59
5 6 điểm quặng lẻ 87 45 132
Cộng Toàn mỏ 467 245 712

Chương II: Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ

Nội dung chương tập trung giải quyết chuyên đề lựa chọn giải pháp mở vỉa và thiết kế thi công công trình ngầm:

  • Trữ lượng công nghiệp và tuổi thọ: Với hệ số tổn thất chung $T_{\text{ch}} = 15%$ (tổn thất để lại trụ bảo vệ $t_{\text{t}} = 5%$, tổn thất khai thác $t_{\text{kt}} = 10%$), hệ số khai thác đạt $C = 0,85$. Trữ lượng công nghiệp Thân quặng I là 29.100 tấn quặng nguyên khai, hàm lượng trung bình 0,87% - 0,88% Sn (tương đương 258 tấn thiếc kim loại). Với công suất thiết kế 6.000 tấn quặng/năm theo năng lực xưởng tuyển, tuổi thọ khai thác tính toán là 4,85 năm, tổng thời gian tồn tại thực tế của mỏ là 6,4 năm. Chế độ làm việc: 300 ngày/năm, 3 ca/ngày, 8 giờ/ca.
  • Phân chia ruộng mỏ: Ruộng mỏ Thân quặng I được chia thành 12 khối khai thác (ký hiệu từ I-1 đến I-12). Kế hoạch khai thác phân bổ trong 5 năm: 4 năm đầu mỗi năm khai thác 6.000 tấn quặng, năm thứ 5 khai thác 5.100 tấn quặng.
  • So sánh các phương án mở vỉa:
    • Phương án I: Mở vỉa bằng lò bằng xuyên vỉa trung tâm mức +88 m kết hợp thượng chính (+88 đến +140 m) khai thác phần trên và lò hạ trung tâm (+88 xuống +71 m) khai thác phần dưới.
    • Phương án II: Mở vỉa bằng lò dọc vỉa chính vận tải mức +88 m kết hợp lò hạ trung tâm.
    • Phương án III: Mở vỉa bằng giếng nghiêng từ mức +88 m xuống +71 m và các thượng chính.
    • Kết quả so sánh kinh tế: Lấy chi phí Phương án I làm gốc (100%), Phương án II chiếm 166%, Phương án III chiếm 137%. Phương án I được lựa chọn do chi phí xây dựng cơ bản thấp, khối lượng đào lò hợp lý, thời gian đưa công trình vào sản xuất nhanh và tận dụng được khả năng tự chảy thoát nước ở mức +88 m.
  • Thiết kế thi công đào lò mở vỉa:
    • Tiết diện lò xuyên vỉa mức +88 m hình vòm bán nguyệt, lò dọc vỉa vận chuyển hình thang (chiều rộng $B = 1,65\text{ m}$, chiều cao trong khung $H = 1,80\text{ m}$, diện tích sử dụng $S_{\text{sd}} = 3,1\text{ m}²$, diện tích đào $S_{\text{đ}} = 3,96\text{ m}²$). Sử dụng gỗ tự nhiên đường kính $d = 0,18\text{ m}$ để chống giữ tại các vị trí xung yếu, bước chống $L_{\text{max}} = 1\text{ m/vì}$.
    • Hộ chiếu khoan nổ mìn: Sử dụng búa khoan khí ép YN-18 hoặc P-20, thuốc nổ AD-1 đường kính 32 mm, kíp điện vi sai và máy nổ KBII. Một gương lò bố trí 20 lỗ mìn (4 lỗ tạo rạch sâu 1,25 m; 6 lỗ phá sâu 1,17 m; 10 lỗ tạo biên sâu 1,2 m). Tổng lượng thuốc nổ tiêu hao cho một chu kỳ đào lò tiến độ 1 m là 10,8 kg (54 thỏi thuốc).
    • Chu kỳ đào lò và thông gió: Thông gió đẩy cục bộ bằng quạt QLT 4100-150 ($N = 4,5\text{ kW}$), ống gió vải bạt $\Phi 250\text{ mm}$, lưu lượng tính toán $33 - 57\text{ m}³/\text{phút}$, vận tốc gió đạt 0,35 - 0,60 m/s. Đất đá sau nổ mìn được xúc bốc vào goòng BO-0,5 (14 goòng/chu kỳ). Bố trí đội thợ đào lò đa năng 6 người/ca hoàn thành một chu kỳ trong một ca làm việc.
STT Danh mục chi phí Phương án I Phương án II Phương án III
1 Chi phí đào lò Thấp nhất Cao Trung bình
2 Chi phí bảo vệ đường lò Thấp nhất Rất cao Cao
3 Chi phí vận tải Thấp nhất Cao Cao
Tổng Tỷ lệ chi phí so sánh 100% 166% 137%

Chương III: Khai thác

Văn bản đồ án giới thiệu cấu trúc tính toán công nghệ khai thác Thân quặng I:

  • Phân tích điều kiện địa chất mỏ ảnh hưởng đến hệ thống khai thác: quặng và đá vách, đá trụ có độ kiên cố cao ($f = 8 - 12$), chiều dày mạch quặng mỏng đến trung bình (0,4 - 3,8 m), góc dốc lớn ($35^\circ - 65^\circ$).
  • Lựa chọn hệ thống khai thác hầm lò phù hợp cho thân quặng dốc; xác định kích thước hình học của khối khai thác, chiều dài gương, chiều dày lớp khai thác và số lượng gương khấu hoạt động đồng thời nhằm bảo đảm công suất 20 tấn/ngày đêm (6.000 tấn/năm).
  • Quy định quy trình công nghệ tại gương lò chợ: công nghệ khoan nổ mìn phá vỡ quặng, xúc dọn và vận chuyển quặng qua hệ thống phễu tháo quặng cách nhau 4 m (bố trí 10 - 12 phễu/khối), giải pháp chống giữ khoảng trống khai thác, phương pháp điều khiển đá vách và tổ chức chu kỳ sản xuất.

Chương IV: Thông gió và an toàn

Nội dung chương bao gồm thiết kế hệ thống khí động và quy chuẩn bảo hộ lao động:

  • Thiết kế hệ thống thông gió chung cho toàn mỏ: xác định nhu cầu gió của các vị trí làm việc, lựa chọn sơ đồ thông gió hút hoặc đẩy, bố trí trạm quạt gió chính, tính toán phân phối lưu lượng và kiểm tra tốc độ gió trong mạng đường lò, xác định hạ áp tổng của mỏ để chọn quạt và động cơ điện phù hợp.
  • Tính toán giá thành công tác thông gió trên một tấn quặng khai thác (khấu hao công trình, chi phí thiết bị, tiền lương công nhân, chi phí điện năng).
  • Quy chuẩn an toàn và bảo hộ lao động: đề ra biện pháp an toàn kỹ thuật nghiêm ngặt trong công tác khoan nổ mìn, thông gió mỏ, chống giữ lò chợ, công tác phá hỏa, an toàn trong vận tải goòng, an toàn cung cấp và sử dụng điện hầm lò, kiểm soát bụi và phòng chống cháy nổ.

Chương V: Vận tải và thoát nước

Chương này xác định các giải pháp cơ điện vận tải và thủy lực trong mỏ:

  • Hệ thống vận tải trong lò: lựa chọn sơ đồ vận chuyển quặng từ phễu tháo xuống lò dọc vỉa mức +88 m bằng goòng BO-0,5 (khối quặng phía trên mức +88 m được tháo qua thượng tự chảy hoặc chuyển bằng xe cải tiến; khối quặng dưới mức +88 m được kéo qua lò hạ bằng tời trục lên ga mức +88 m rồi đẩy ra ngoài sân công nghiệp); tính toán số lượng phương tiện và giá thành vận tải.
  • Vận tải ngoài mặt bằng: kết nối từ sân công nghiệp mức +88 m ra đường ô tô và chuyển quặng về xưởng tuyển cách mỏ 5 km.
  • Hệ thống thoát nước mỏ: thiết kế rãnh thoát nước dốc $3%_{00}$ để nước trên mức +88 m tự chảy ra ngoài cửa lò; bố trí rãnh thu nước, hầm bơm dung tích quy định và trạm máy bơm tại chân lò hạ mức +71 m để bơm cưỡng bức nước rò rỉ lên mức +88 m dẫn ra ngoài.

Chương VI: Mặt bằng và lịch trình thi công

  • Mặt bằng sân công nghiệp: tận dụng địa hình sườn đồi tại mức +88 m để bố trí cửa lò xuyên vỉa, bãi chứa quặng, bãi đá thải, trạm quạt, trạm máy nén khí, nhà điều hành, xưởng sửa chữa cơ điện và kho vật liệu.
  • Tổ chức thi công: lập tiến độ chi tiết với thời gian chuẩn bị và đào lò mở vỉa 8 tháng; xác định khối lượng đào đắp mặt bằng, thứ tự xây dựng các công trình phụ trợ trên mặt bằng song song với tiến độ thi công các công trình ngầm giai đoạn 1.

Chương VII: Kinh tế

  • Biên chế tổ chức: xác định cơ cấu bộ máy quản lý mỏ, định biên lao động trực tiếp sản xuất (đào lò, khai thác theo 3 ca) và lao động gián tiếp (hành chính, bảo vệ, cơ điện làm việc 8 giờ/ngày, 6 ngày/tuần).
  • Chỉ tiêu kinh tế: tính toán năng suất lao động của công nhân khai thác, khái toán tổng mức vốn đầu tư xây dựng cơ bản ban đầu, giá thành khai thác một tấn quặng và tính toán thời gian thu hồi vốn đầu tư cho toàn bộ dự án.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán định lượng chính trong đồ án:

  • Xác lập đầy đủ số liệu tài nguyên Thân quặng I: Trữ lượng địa chất cân đối là 34.236 tấn quặng; trữ lượng công nghiệp đưa vào khai thác đạt 29.100 tấn quặng nguyên khai với hàm lượng bình quân 0,87% - 0,88% Sn, tương ứng 258 tấn kim loại thiếc.
  • Xác định quy mô và nhịp độ khai thác: Sản lượng thiết kế mỏ đạt 6.000 tấn quặng/năm; tuổi thọ mỏ thực tế đạt 6,4 năm (76,2 tháng), đáp ứng trực tiếp nhu cầu cung cấp nguyên liệu ổn định cho xưởng tuyển của xí nghiệp.
  • Tối ưu hóa phương án mở vỉa: Chứng minh bằng số liệu chi phí cho thấy Phương án I (lò bằng xuyên vỉa mức +88 m kết hợp lò hạ mức +71 m) có tổng chi phí thấp hơn 66% so với Phương án II và thấp hơn 37% so với Phương án III.
  • Chuẩn hóa thông số công nghệ đào chống lò: Xác lập hộ chiếu đào lò dọc vỉa mức +88 m với tiến độ 1 m/chu kỳ, tiêu hao 10,8 kg thuốc nổ AD-1 cho 20 lỗ mìn đấu nối tiếp; xác định tiết diện lò $S_{\text{đ}} = 3,96\text{ m}²$, $S_{\text{sd}} = 3,1\text{ m}²$ với vì chống gỗ bước 1 m; chọn trạm quạt cục bộ QLT 4100-150 ($4,5\text{ kW}$) bảo đảm vận tốc gió sạch trong lò đạt 0,35 - 0,60 m/s.

Giải pháp và đóng góp kỹ thuật:

  • Đưa ra giải pháp mở vỉa hợp lý cho thân quặng kim loại màu có trữ lượng nhỏ, thế nằm nghiêng dốc, nằm trong vùng đồi núi phức tạp, giải quyết triệt để bài toán thoát nước tự nhiên cho phần lớn trữ lượng nằm trên mức +88 m.
  • Giải pháp kỹ thuật trong đồ án giúp Xí nghiệp Thiếc Bắc Lũng chủ động chuyển đổi mô hình sản xuất từ khai thác thiếc sa khoáng đã cạn kiệt sang khai thác hầm lò thiếc quặng gốc, duy trì việc làm cho người lao động và bảo đảm nguồn cung tinh quặng cho các nhà máy luyện kim màu tại Tuyên Quang và Thái Nguyên.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đối tượng nghiên cứu được nêu trong văn bản:

  • Khu mỏ Kỳ Lâm có trữ lượng không lớn, các thân quặng và mạch quặng tồn tại phân tán, gián đoạn và bị vò nhàu, cà nát mạnh bởi các đứt gãy kiến tạo.
  • Mật độ công trình thăm dò địa chất ở các khối quặng tầng sâu (đặc biệt là khối trữ lượng cấp P1 dưới mức thoát nước tự nhiên +88 m) còn rất ít, tài liệu địa chất chưa đạt độ tin cậy cao.
  • Khai thác phần quặng dưới mức +88 m bằng lò hạ sẽ gặp nhiều khó khăn phức tạp về công tác vận tải nâng và thoát nước cưỡng bức khi có nước ngầm hoặc nước mặt thấm từ Hồ Kỳ Lâm.

Hướng mở tiếp theo:

  • Tác giả đề xuất trong quá trình thi công khai thác thực tế cần triển khai công tác thăm dò bổ sung bằng các công trình lò hoặc khoan ngầm để chuẩn xác hóa hình thái, hàm lượng và trữ lượng các khối quặng cấp P1 tại các tầng sâu, tạo cơ sở tin cậy cho việc lập thiết kế khai thác giai đoạn kế tiếp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Khai thác mỏ, Xây dựng công trình ngầm và Mỏ - Địa chất khi thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp về thiết kế khai thác hầm lò quặng kim loại màu.
  • Kỹ sư mỏ, cán bộ kỹ thuật tại các doanh nghiệp khoáng sản quy mô vừa và nhỏ đang vận hành các mỏ quặng dạng mạch có cấu trúc địa chất uốn nếp, đứt gãy phức tạp.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao:

  • Phương pháp luận và bảng tính chi tiết so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa (lò bằng, giếng nghiêng, lò hạ).
  • Quy trình tính toán áp lực mỏ theo Protodiakonov và Tximbarevich kết hợp lập hộ chiếu khoan nổ mìn chi tiết (tính chỉ tiêu thuốc nổ, bố trí mạng nổ điện vi sai, kiểm tra dòng điện kích nổ).
  • Thiết kế hệ thống thông gió cục bộ và tổ chức chu kỳ đào lò cho đội thợ đào lò đa năng trong điều kiện đất đá có độ kiên cố cao ($f = 8 - 12$).

Câu hỏi thường gặp

  1. Sản lượng khai thác hàng năm và tuổi thọ thực tế của Thân quặng I được thiết kế là bao nhiêu? Theo tính toán trong đồ án, sản lượng khai thác hàng năm của Thân quặng I là 6.000 tấn quặng nguyên khai/năm (tương đương 20 tấn/ngày đêm), phù hợp với công suất xưởng tuyển của Xí nghiệp Thiếc Bắc Lũng. Tuổi thọ thực tế của mỏ là 6,4 năm (76,2 tháng), bao gồm 8 tháng xây dựng cơ bản mở vỉa, 58,2 tháng khai thác ổn định và 10 tháng khấu vét, đóng cửa mỏ.

  2. Tại sao đồ án lại lựa chọn Phương án I mở vỉa bằng lò bằng xuyên vỉa mức +88 m kết hợp lò hạ thay vì đào giếng nghiêng? Phương án I có tổng chi phí kinh tế thấp nhất (chi phí đào lò, bảo vệ đường lò và vận tải chỉ bằng 60% so với Phương án II và 73% so với Phương án III). Về mặt kỹ thuật, Phương án I tận dụng được vị trí địa hình mức +88 m để thoát nước tự nhiên cho toàn bộ các khối quặng phía trên, chiều sâu lò hạ thi công ngắn (17 m), mặt bằng sân công nghiệp bố trí thuận lợi, không vướng vào công trình thủy lợi địa phương và thời gian đưa mỏ vào vận hành nhanh.

  3. Hộ chiếu khoan nổ mìn đào lò dọc vỉa mức +88 m sử dụng các thông số kỹ thuật nào? Gương lò có diện tích đào $3,96\text{ m}²$ trong đất đá có độ kiên cố $f = 11$. Hộ chiếu bố trí 20 lỗ mìn sâu 1,17 - 1,25 m, gồm 4 lỗ tạo rạch (nạp 0,7 kg/lỗ), 6 lỗ phá (nạp 0,6 kg/lỗ) và 10 lỗ tạo biên (nạp 0,43 kg/lỗ). Sử dụng thuốc nổ AD-1 với tổng lượng nạp 10,8 kg/chu kỳ, kích nổ bằng 20 kíp điện vi sai đấu nối tiếp qua máy nổ KBII với dòng điện mạng nổ đạt 15,9 A (lớn hơn dòng an toàn quy định 2,5 A), bảo đảm bước tiến 1 m/chu kỳ.

  4. Đặc tính cơ lý của đất đá khu vực mỏ Kỳ Lâm ảnh hưởng như thế nào đến công tác đào và chống giữ đường lò? Đất đá mỏ Kỳ Lâm (thuộc Hệ tầng Đạo Viện) có cường độ nén cao (825 - 1.250 kg/cm²), hệ số kiên cố $f = 8,3 - 12,5$, tỷ trọng trung bình 2,72 g/cm³. Độ cứng cao khiến công tác khoan nổ đào lò đòi hỏi chỉ tiêu thuốc nổ lớn, nhưng ngược lại đất đá rất ổn định ở độ sâu trên 30 m. Do áp lực nóc tính toán chỉ đạt 0,46 tấn/m và áp lực hông nhỏ (0,047 tấn/m), mỏ chỉ cần sử dụng vì chống gỗ tự nhiên với bước chống thưa 1 m/vì tại các vị trí xung yếu, giúp giảm đáng kể chi phí vật liệu chống lò.

  5. Tổng trữ lượng thiếc được phê duyệt tại mỏ Kỳ Lâm là bao nhiêu và phân bố thế nào giữa các thân quặng? Theo Báo cáo thăm dò được phê duyệt tại Quyết định số 1965/QĐ-CNCL, tổng trữ lượng cấp C2 + P1 toàn mỏ Kỳ Lâm là 712 tấn thiếc kim loại (cấp C2: 467 tấn, cấp P1: 245 tấn). Trong đó, Thân quặng I chiếm 258 tấn Sn, Thân quặng II chiếm 140 tấn Sn, Thân quặng IA chiếm 123 tấn Sn, Thân quặng IIA chiếm 59 tấn Sn và 6 điểm quặng lẻ độc lập chiếm 132 tấn Sn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Huyên Huy Hoàng đã hoàn thành đầy đủ nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật mở vỉa và khai thác Thân quặng I mỏ thiếc gốc Kỳ Lâm với công suất 6.000 tấn quặng/năm từ mức +71 m đến +140 m. Bằng phương pháp tính toán giải tích mỏ kết hợp cơ học đá thực nghiệm, tác giả đã luận chứng khoa học việc lựa chọn phương án mở vỉa bằng lò bằng xuyên vỉa mức +88 m kết hợp lò hạ mức +71 m, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất và giảm thiểu rủi ro thoát nước ngầm. Công trình cung cấp hệ thống thông số công nghệ đồng bộ từ đào chống lò, khoan nổ mìn đến thông gió, vận tải, đóng góp giải pháp kỹ thuật thiết thực giúp Xí nghiệp Thiếc Bắc Lũng duy trì ổn định sản xuất khi nguồn quặng sa khoáng cạn kiệt.