Luận án tiến sĩ nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lí nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải trong điều kiện mưa mùa nhiệt đới cho các mỏ than lộ thiên vùng cẩm phả quảng ninh

Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lý nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải trong điều kiện mưa mùa nhiệt đới tại Cẩm Phả, Quảng Ninh.

• Tác giả: Nguyễn Tam Tính
• Người hướng dẫn: GS. Bùi Xuân Nam
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Khai thác mỏ
• Đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lý nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải trong điều kiện mưa mùa nhiệt đới cho các mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TÁC ĐỔ THẢI TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG BÃI THẢI MỎ LỘ THIÊN TRÊN THẾ GIỚI
• 1.1.1. Tổng quan về các mỏ lộ thiên
• 1.1.2. Các dạng bãi thải mỏ lộ thiên
• 1.2. TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI TẠI CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI
• 1.2.1. Công tác đổ thải và quản lý bãi thải tại Liên bang Nga
• 1.2.2. Công tác đổ thải tại Trung Quốc
• 1.2.3. Công tác đổ thải tại Canada
• 1.3. TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI TẠI CÁC MỎ VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 1.3.1. Đất đá thải các mỏ vùng Cẩm Phả
• 1.3.2. Thành phần hạt tại các bãi thải
• 1.3.3. Vị trí và công nghệ đổ thải
• 1.3.4. Công nghệ đổ thải
• 1.4. ĐÁNH GIÁ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TÁC ĐỔ THẢI
• 1.4.1. Các nghiên cứu ngoài nước
• 1.4.2. Các nghiên cứu trong nước
• 1.4.3. Đánh giá các công trình nghiên cứu về đổ thải mỏ lộ thiên
• 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KỸ THUẬT ĐỔ THẢI TẠI CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 2.1. ĐẶC ĐIỂM MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI VÀ MÔ HÌNH LƯỢNG NƯỚC CHẢY VÀO BÃI THẢI TẠI KHU VỰC CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 2.1.1. Đặc điểm mưa mùa nhiệt đới tại khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh
• 2.1.2. Mô hình lượng nước mưa chảy vào bãi thải
• 2.1.3. Các biến dạng bãi thải
• 2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC ĐỔ THẢI
• 2.2.1. Ảnh hưởng của lượng mưa tới ổn định bãi thải
• 2.2.2. Ảnh hưởng của địa chấn
• 2.2.3. Ảnh hưởng của nền bãi thải
• 2.2.4. Ảnh hưởng của các thông số bãi thải
• 2.2.5. Ảnh hưởng số lực dính kết đến ổn định bãi thải
• 2.2.6. Ảnh hưởng của góc nội ma sát
• 2.2.7. Ảnh hưởng của phương tiện thiết bị đổ thải
• 2.3. NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT ĐẤT ĐÁ THẢI TẠI CÁC BÃI THẢI VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 2.3.1. Nghiên cứu sự phân bố kích thước cỡ hạt theo chiều cao tầng
• 2.3.2. Nghiên cứu sự thay đổi lực dính kết đất đá theo chiều cao tầng thải
• 2.3.3. Nghiên cứu sự thay đổi khối lượng thể tích đất đá vào chiều cao tầng thải
• 2.3.4. Nghiên cứu tổng hợp tính chất đất đá tại các bãi thải vùng cẩm phả
• 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 3.1. PHÂN LOẠI CÁC BÃI THẢI
• 3.2. XÂY DỰNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI
• 3.2.1. Lịch sử phát triển của các tiêu chí chấp nhận độ ổn định
• 3.2.2. Đề xuất các tiêu chí chấp nhận độ ổn định
• 3.3. NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ BÃI THẢI PHÙ HỢP CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ QUẢNG NINH
• 3.3.1. Lựa chọn hình dạng bãi thải ngoài chiếm dụng đất tối thiểu
• 3.3.2. Nghiên cứu lựa chọn các thông số bãi thải cho các mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả
• 3.4. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 3.4.1. Xây dựng nguyên tắc công nghệ đổ thải đảm bảo độ ổn định bãi trong điều kiện mưa mùa nhiệt đới
• 3.4.2. Công nghệ đổ thải bãi thải ngoài
• 3.4.3. Công nghệ đổ thải trong
• 3.4.4. Sơ đồ công nghệ đổ thải theo các thiết bị đổ thải
• 3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THỬ CHO MỎ THAN CAO SƠN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
• 4.1. KHÁI QUÁT MỎ THAN CAO SƠN
• 4.1.1. Đặc điểm đất đá tự nhiên khu mỏ
• 4.1.2. Đặc điểm thời tiết khu vực mỏ
• 4.1.3. Công tác khai thác tại mỏ than Cao Sơn
• 4.1.4. Công tác đổ thải tại mỏ than Cao Sơn
• 4.2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH BÃI THẢI BÀNG NÂU – MỎ THAN CAO SƠN
• 4.2.1. Kiểm tra ổn định theo hiện trạng của các bãi thải
• 4.2.2. Đề xuất các thông số bãi thải đảm bảo an toàn trong mưa mùa nhiệt đới
• 4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN CỦA NGHIÊN CỨU SINH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá tại Cẩm Phả

Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá là một phần quan trọng trong ngành khai thác mỏ, đặc biệt là tại các mỏ than lộ thiên ở vùng Cẩm Phả, Quảng Ninh. Đặc điểm khí hậu nhiệt đới với mùa mưa lớn đã tạo ra nhiều thách thức cho việc quản lý bãi thải. Việc đảm bảo độ ổn định cho các bãi thải không chỉ ảnh hưởng đến an toàn lao động mà còn tác động đến môi trường xung quanh. Nghiên cứu này nhằm tìm ra các phương pháp đổ thải hợp lý, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

1.1. Đặc điểm khí hậu và địa hình vùng Cẩm Phả

Vùng Cẩm Phả có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lượng mưa lớn trong mùa hè. Địa hình nơi đây chủ yếu là đồi núi, tạo ra nhiều thách thức cho việc xây dựng và quản lý bãi thải. Đặc điểm này yêu cầu các giải pháp kỹ thuật phù hợp để đảm bảo độ ổn định cho bãi thải.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu kỹ thuật đổ thải

Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải không chỉ giúp nâng cao độ ổn định cho bãi thải mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Việc áp dụng các công nghệ mới trong đổ thải sẽ góp phần bảo vệ tài nguyên nước và đất đai, đồng thời đảm bảo an toàn cho cộng đồng xung quanh.

II. Vấn đề và thách thức trong công tác đổ thải tại Cẩm Phả

Công tác đổ thải tại các mỏ than lộ thiên ở Cẩm Phả đang đối mặt với nhiều thách thức lớn. Mưa lớn và biến đổi khí hậu đã làm gia tăng nguy cơ sạt lở bãi thải, ảnh hưởng đến an toàn lao động và môi trường. Các vấn đề như áp lực nước lỗ rỗng và cường độ kháng cắt của đất đá cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để tìm ra giải pháp hiệu quả.

2.1. Nguy cơ sạt lở bãi thải trong mùa mưa

Mùa mưa tại Cẩm Phả thường gây ra hiện tượng sạt lở bãi thải, đe dọa tính mạng và tài sản của người dân. Các trận mưa lớn có thể làm tăng áp lực nước lỗ rỗng, dẫn đến sự mất ổn định của bãi thải.

2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến công tác đổ thải

Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ mưa, ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật trong công tác đổ thải. Việc nghiên cứu tác động này là cần thiết để điều chỉnh các phương pháp đổ thải cho phù hợp.

III. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật đổ thải hiệu quả

Để đảm bảo độ ổn định cho bãi thải trong điều kiện mưa nhiệt đới, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu kỹ thuật đổ thải hiệu quả. Các phương pháp này bao gồm khảo sát địa chất, phân tích các thông số bãi thải và mô hình hóa sự phân bố nước trong bãi thải.

3.1. Khảo sát địa chất và phân tích thông số bãi thải

Khảo sát địa chất giúp xác định tính chất của đất đá thải, từ đó đưa ra các thông số kỹ thuật phù hợp cho công tác đổ thải. Việc phân tích các thông số như lực dính kết và góc nội ma sát là rất quan trọng.

3.2. Mô hình hóa sự phân bố nước trong bãi thải

Mô hình hóa sự phân bố nước trong bãi thải giúp dự đoán áp lực nước lỗ rỗng và cường độ kháng cắt của đất đá. Điều này hỗ trợ trong việc thiết kế các giải pháp đổ thải an toàn và hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại Cẩm Phả

Nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp kỹ thuật đổ thải mới tại các mỏ than lộ thiên ở Cẩm Phả, mang lại nhiều kết quả tích cực. Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ nâng cao độ ổn định cho bãi thải mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh.

4.1. Kết quả thực nghiệm tại mỏ than Cao Sơn

Tại mỏ than Cao Sơn, các phương pháp đổ thải mới đã được áp dụng thành công, giúp giảm thiểu nguy cơ sạt lở và nâng cao độ ổn định cho bãi thải. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong quản lý bãi thải.

4.2. Ảnh hưởng đến môi trường và cộng đồng

Việc áp dụng các kỹ thuật đổ thải hợp lý đã giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và bảo vệ an toàn cho cộng đồng xung quanh. Các biện pháp này đã được đánh giá cao bởi người dân và các cơ quan chức năng.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai cho nghiên cứu

Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá tại Cẩm Phả đã chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại là cần thiết để đảm bảo độ ổn định cho bãi thải trong điều kiện mưa nhiệt đới. Hướng phát triển tương lai cần tập trung vào việc cải tiến công nghệ và nâng cao nhận thức cộng đồng về quản lý bãi thải.

5.1. Đề xuất cải tiến công nghệ đổ thải

Cần nghiên cứu và phát triển các công nghệ đổ thải mới, phù hợp với điều kiện khí hậu và địa hình tại Cẩm Phả. Việc này sẽ giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong công tác đổ thải.

5.2. Tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan

Hợp tác giữa các cơ quan chức năng, doanh nghiệp và cộng đồng là rất quan trọng trong việc quản lý bãi thải. Sự phối hợp này sẽ giúp nâng cao hiệu quả công tác đổ thải và bảo vệ môi trường.