Đồ án thiết kế khai thác mỏ đá vôi núi Lũ Mía Thanh Hóa - Lê Văn Nam

Tổng hợp thuyết minh đồ án lu mía của tác giả Lê Văn Năm. Tài liệu phân tích chi tiết cấu tạo, nguyên lý hoạt động và tính toán thiết kế máy ép mía.

• Tác giả: Lê Văn Nam
• Trường học: Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Khai thác lộ thiên
• Đề tài: Thiết kế sơ bộ mỏ đá vôi làm VLXD TT núi Lũ Mía, xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa. Phần chuyên đề: Nghiên cứu lựa chọn đồng bộ thiết bị hợp lý cho mỏ đá vôi làm VLXD TT tại Núi Lũ Mía, Công ty CP Mạnh Tân
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam ngành mỏ

Đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam là tài liệu học thuật tiêu biểu của ngành Khai thác mỏ lộ thiên K61. Đề tài hướng tới việc thiết kế sơ bộ dự án khai thác mỏ đá vôi tại Núi Lũ Mía, thuộc xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa. Vùng mỏ này sở hữu nguồn khoáng sản đá vôi có chất lượng cao. Trữ lượng đá vôi đáp ứng tốt nhu cầu sản xuất vật liệu xây dựng và đá ốp lát cao cấp. Nghiên cứu tập trung thu thập số liệu địa chất, địa hình, khí hậu và thủy văn khu vực. Hệ số bóc giới hạn và biên giới mỏ được xác định chuẩn xác. Toàn bộ chu trình sản xuất từ khâu mở vỉa, xúc bốc đến chế biến đều được tính toán kỹ lưỡng. Đồ án đưa ra mô hình tổ chức khai thác khoa học, nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo độ ổn định sườn tầng mỏ. Đây là cẩm nang kỹ thuật thực tiễn cho kỹ sư mỏ lộ thiên.

1.1. Vị trí địa lý và tài nguyên khoáng sản Núi Lũ Mía

Khu vực mỏ đá vôi Núi Lũ Mía nằm trên địa bàn xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa. Vị trí mỏ có mạng lưới giao thông thuận tiện kết nối các tuyến đường liên huyện và quốc lộ. Điều kiện địa hình chủ yếu là đồi núi đá vôi dốc đứng. Cấu trúc địa chất mỏ tương đối ổn định với độ kiên cố đất đá f từ 6 đến 9. Nguồn tài nguyên khoáng sản đá vôi ở đây có trữ lượng lớn, đá chắc sít và cường độ kháng nén cao. Chất lượng đá hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn làm đá dăm xây dựng và khai thác đá khối phục vụ sản xuất đá ốp lát mỹ nghệ.

1.2. Mục tiêu kỹ thuật của đồ án tốt nghiệp Lê Văn Nam

Tác giả Lê Văn Nam xác lập mục tiêu thiết kế một hệ thống khai thác lộ thiên đồng bộ và hiện đại. Nhiệm vụ trọng tâm bao gồm tính toán trữ lượng khai thác thực tế, hoạch định biên giới kết thúc mỏ và thiết lập công suất mỏ phù hợp. Đồ án xây dựng quy trình thi công mở vỉa khả thi, tính toán chuẩn xác nhu cầu thiết bị mỏ theo chu kỳ hàng năm. Đề tài giải quyết hài hòa bài toán tối ưu hóa chi phí sản xuất, hạ thấp giá thành một mét khối đá khai thác, đồng thời tuân thủ nghiêm ngặt quy định an toàn lao động và bảo vệ cảnh quan môi trường sinh thái địa phương.

II. Phân tích khó khăn trong đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam

Quá trình thiết kế mỏ đá vôi Núi Lũ Mía đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp. Địa hình sườn núi dốc đứng gây cản trở lớn cho công tác đưa thiết bị hạng nặng lên cao. Đất đá có độ kiên cố cao đòi hỏi năng lượng nổ phá lớn và chi phí khoan thăm dò cao. Việc xác định biên giới mỏ cần cân đối giữa hệ số bóc đất đá với hiệu quả kinh tế. Khi khai thác xuống sâu, lượng nước mặt và nước ngầm chảy vào lòng moong có xu hướng gia tăng đột biến trong mùa mưa bão. Gương tầng làm việc ban đầu có diện tích chật hẹp, hạn chế không gian cơ động của máy xúc và ô tô vận tải. Năng suất thiết bị trong giai đoạn xây dựng cơ bản bị sụt giảm đáng kể. Tác động của sóng chấn động nổ mìn và bụi đá tới khu dân cư lân cận cũng là bài toán khó cần xử lý triệt để.

2.1. Thách thức địa hình và thi công xây dựng cơ bản mỏ

Giai đoạn xây dựng cơ bản tại mỏ Núi Lũ Mía chịu tác động nặng nề bởi địa hình hiểm trở. Việc mở đường công vụ ban đầu chỉ có khối lượng đào nhỏ nhưng phải thi công thủ công kết hợp máy khoan con cầm tay. Công nhân phải khoan tạo từng bậc thang để di chuyển thiết bị lên sườn núi. Thi công đường mở vỉa có khối lượng đào đá cấp IV lên tới hơn 40.758 m3. Trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, năng suất máy xúc chỉ đạt khoảng 60% so với điều kiện sản xuất bình thường. Thời gian hoàn thành công trình xây dựng cơ bản kéo dài tới 15 tháng.

2.2. Vấn đề an toàn nổ mìn và bảo vệ môi trường mỏ đá

Công tác nổ mìn phá vỡ đất đá tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất an toàn lao động. Sóng chấn động, đá bay và khí độc từ vụ nổ có thể gây hại trực tiếp cho người và công trình lân cận. Khâu bảo quản, vận chuyển kíp nổ và dây nổ đòi hỏi kỷ luật nghiêm ngặt. Bên cạnh đó, hoạt động nghiền sàng phát sinh lượng bụi đá khổng lồ. Nước mưa rửa trôi đất đá gây ô nhiễm nguồn nước ngầm xung quanh xã Yên Lâm. Nếu không có đê chắn và hồ lắng chất lượng cao, bãi thải dễ xảy ra hiện tượng trượt lở trong điều kiện mưa bão kéo dài.

III. Phương pháp kỹ thuật trong đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam

Đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam áp dụng chuỗi giải pháp kỹ thuật khai thác lộ thiên hiện đại. Quy trình mở vỉa sử dụng hệ thống đường hào ngoài kết hợp bãi xúc ở mức cao độ +30m. Công tác khoan nổ mìn ứng dụng máy khoan lỗ đường kính 76 mm cùng thuốc nổ ANFO và dây nổ Z121 chất lượng cao. Khâu kích nổ sử dụng máy nổ mìn Kobla XB-100D đảm bảo an toàn tuyệt đối cho mạng nổ điện. Thiết bị xúc bốc chủ lực là máy xúc thủy lực gầu ngược dung tích 0,9 m3. Vận tải khoáng sản sử dụng dàn xe ô tô tự đổ trọng tải phù hợp với cung đường dốc. Trạm chế biến nghiền sàng được trang bị dây chuyền cơ giới hóa hiện đại. Thiết kế tận thu tối đa các khối đá lớn có vân đẹp để cưa xẻ đá ốp lát thương phẩm, gia tăng giá trị kinh tế.

3.1. Tính toán thông số khoan nổ mìn và đồng bộ thiết bị

Các thông số khoan nổ mìn được xác lập dựa trên độ kiên cố đất đá f từ 6 đến 9. Lỗ khoan có đường kính tiêu chuẩn 76 mm giúp tối ưu hóa chiều sâu chôn thuốc nổ. Lượng nạp thuốc ANFO được tính toán theo công thức thực nghiệm của B.N, hạn chế tối đa đá văng xa. Hệ thống sử dụng dây nổ cuộn 50 mét của nhà máy Z121 cùng kíp nổ điện có dòng an toàn 0,18A. Máy nổ mìn Kobla XB-100D với điện áp tụ 600V kích nổ mạng lưới chính xác. Đồng bộ máy xúc gầu 0,9 m3 và ô tô tự đổ tạo nên chu kỳ xúc nạp liên tục.

3.2. Quy trình chế biến đá xây dựng và tận thu đá ốp lát

Công nghệ chế biến khoáng sản tại mỏ được chia thành hai nhánh sản phẩm riêng biệt. Đá nguyên khai kích thước lớn được sàng lọc tại gương khai thác để chọn lọc các khối đá đạt chuẩn làm đá ốp lát. Các khối đá này chuyển sang xưởng cưa xẻ chuyên dụng để tạo phôi tấm trang trí cao cấp. Phần đá còn lại đưa vào dây chuyền máy nghiền kẹp hàm và máy nghiền côn kết hợp sàng rung phân loại. Quy trình sản xuất ra nhiều chủng loại đá dăm 1x2, 2x4 và 4x6 đáp ứng tiêu chuẩn ngành xây dựng hạ tầng.

IV. Đánh giá ứng dụng thực tiễn đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam

Đồ án Lũ Mía Lê Văn Nam mang lại giá trị học thuật và thực tiễn sâu sắc cho ngành mỏ. Các giải pháp tính toán trong đồ án chứng minh tính khả thi cao về mặt công nghệ khai thác lộ thiên. Bản thiết kế giải quyết trọn vẹn từ khâu mở vỉa sườn núi đến hoàn thiện quy trình tuyển chế biến đá xây dựng. Mô hình đồng bộ thiết bị vừa vặn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và giảm thiểu chi phí vận hành. Biện pháp an toàn lao động, chống cháy nổ và bảo vệ môi trường đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn quốc gia. Đồ án còn đề xuất phương án hoàn thổ mặt bằng mỏ và phục hồi sinh thái rừng cây sau khi kết thúc khai thác. Đây là tài liệu tham khảo quý giá cho sinh viên kỹ thuật mỏ và các chủ doanh nghiệp khoáng sản.

4.1. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật từ mô hình khai thác lộ thiên

Mô hình khai thác trong đồ án giúp tối ưu hóa tổng chi phí bóc đất tầng phủ và hạ tầng mỏ. Việc lựa chọn máy nổ mìn Kobla XB-100D cùng mạng nổ kíp điện giúp giảm tỷ lệ đá quá cỡ, tiết kiệm năng lượng nổ thứ cấp. Năng suất bốc xúc của máy xúc 0,9 m3 đạt hiệu quả cao trong suốt vòng đời mỏ. Đồng thời, phương án tận thu đá khối ốp lát tạo nguồn doanh thu bổ sung giá trị cao bên cạnh sản phẩm đá dăm thông thường. Dự án đảm bảo thời gian thu hồi vốn nhanh cho nhà đầu tư khai khoáng.

4.2. Giải pháp hoàn thổ và khôi phục môi sinh bền vững

Bảo vệ môi sinh là điểm sáng lớn trong thiết kế kỹ thuật của đồ án Lê Văn Nam. Kế hoạch đóng cửa mỏ xác định rõ các bước san gạt tầng bãi thải và gia cố bờ moong chống trượt lở. Lớp đất màu bóc ban đầu được lưu trữ cẩn thận để phủ lại bề mặt sau khi hoàn tất khai thác. Doanh nghiệp thực hiện trồng các loại cây bản địa có khả năng sinh trưởng tốt trên nền đất đá vôi. Giải pháp này giúp hồi sinh thảm thực vật tự nhiên, chống xói mòn đất và khôi phục cảnh quan môi trường tại Yên Lâm.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khai thác khoáng sản làm vật liệu xây dựng thông thường giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguyên liệu phục vụ phát triển hạ tầng và công nghiệp hóa. Đề tài tốt nghiệp được thực hiện tại mỏ đá vôi làm vật liệu xây dựng thông thường tại núi Lũ Mía, xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa, thuộc quyền quản lý và khai thác của Công ty Cổ phần Mạnh Tân. Mỏ được Ủy ban nhân dân tỉnh Thanh Hóa cấp Giấy phép khai thác khoáng sản và thuê đất số 22/GP-UBND ngày 19/01/2015.

Mục tiêu tổng quát của đồ án là lập thiết kế kỹ thuật sơ bộ khai thác mỏ đá vôi lộ thiên và nghiên cứu chuyên đề lựa chọn đồng bộ thiết bị cơ giới hóa phù hợp nhằm đảm bảo an toàn lao động, tận thu tài nguyên và đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật. Các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình và chất lượng khoáng sản của khu mỏ.
2. Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản, xác định biên giới khai trường, trữ lượng địa chất và trữ lượng khai thác.
3. Thiết kế công tác mở vỉa, xác định khối lượng và tiến độ thi công các công trình xây dựng cơ bản.
4. Lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý và xác định các thông số hình học của hệ thống khai thác.
5. Xác định sản lượng khai thác hàng năm và tính toán tuổi thọ mỏ.
6. Thiết kế chi tiết các khâu công nghệ sản xuất: khoan nổ mìn, xúc bốc, vận tải, chế biến khoáng sản, tháo khô thoát nước, cấp điện và an toàn lao động - bảo vệ môi trường.
7. Nghiên cứu chuyên đề lựa chọn phương án đồng bộ thiết bị khai thác tối ưu cho mỏ.

Đối tượng nghiên cứu là khoáng sàng đá vôi núi Lũ Mía với tổng diện tích cấp phép khai thác, trong đó khoảng 40% diện tích phía Đông đã được khai thác ở giai đoạn trước và 60% diện tích còn lại chưa khai thác. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn từ cao độ đáy moong +23 m lên đến đỉnh núi ở mức +120 m. Phạm vi thời gian tính toán vòng đời dự án là 29 năm kể từ thời điểm thiết kế (năm 2022).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia trong lĩnh vực khai thác mỏ lộ thiên cùng các văn bản pháp lý hiện hành:

• Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5178:2004 về Quy phạm kỹ thuật an toàn trong khai thác mỏ lộ thiên.
• Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 04:2009/BCT về an toàn trong khai thác mỏ lộ thiên.
• Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 05:2012/BLĐTBXH về an toàn lao động trong khai thác và chế biến đá.
• Giấy phép khai thác khoáng sản và thuê đất số 22/GP-UBND ngày 19/01/2015 của UBND tỉnh Thanh Hóa.
• Trích lục bản đồ địa chính số 1902/TLBĐ do Văn phòng Đăng ký quyền sử dụng đất – Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa lập ngày 04/12/2014.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật bao gồm:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu địa chất thăm dò, bình đồ phân khối tính trữ lượng và các mặt cắt địa chất tỷ lệ thực tế.
• Phương pháp hình học mỏ: Tính toán trữ lượng khai thác theo phương pháp tính khối lượng các phân lớp trung bình giữa các mặt bình đồ (công thức hình chóp cụt và hình chóp) kết hợp ứng dụng phần mềm AutoCAD 2008 và kiểm tra đối chiếu bằng máy đo diện tích điện tử Digital Planimeter.
• Phương pháp tính toán thông số khoan nổ mìn thực nghiệm: Xác định độ khó khoan đất đá $P_K$, tính toán đường kháng chân tầng $W_{ct}$, chiều sâu lỗ khoan $L_k$, và suất tiêu hao thuốc nổ $q$ theo công thức thực nghiệm của B.N. Kutuzov dựa trên độ kiên cố đất đá ($f \approx 7$).
• Phương pháp cân bằng dây chuyền công nghệ và lựa chọn đồng bộ thiết bị: Xác định năng lực thông qua của tuyến đường vận chuyển, tính toán năng suất kỹ thuật - năng suất thực tế của máy xúc và xe ô tô tự đổ, phối hợp tải trọng theo công thức tương thích dung tích gầu $E$ và tải trọng thùng xe $q_0$.

Dữ liệu đầu vào phục vụ thiết kế được thu thập từ báo cáo kết quả thăm dò địa chất mỏ đá núi Lũ Mía, hồ sơ trích lục bản đồ mỏ và các số liệu kiểm kê thực tế về hiện trạng thiết bị, cơ sở hạ tầng của Công ty Cổ phần Mạnh Tân.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Kiến trúc khai trường và thông số hệ thống khai thác

Đồ án lựa chọn hệ thống khai thác theo lớp xiên chuyển tải đá bằng năng lượng nổ mìn kết hợp vận tải bằng tời kéo cáp đối với đá khối sản xuất đá ốp lát từ mức +120 m xuống mức +30 m. Toàn bộ lượng đá nổ mìn tự lăn xuống bãi tiếp nhận trung gian ở mức +30 m, sau đó được máy xúc xúc lên ô tô vận chuyển về trạm nghiền sàng. Khi kết thúc các tầng phía trên mức +30 m, mỏ chuyển sang khai thác xuống sâu đến đáy mỏ ở cao độ +23 m.

Thông số kỹ thuật	Ký hiệu	Đơn vị	Giá trị thiết kế
Chiều cao tầng khai thác	$H_t$	m	10 (riêng tầng đáy là 7)
Chiều cao tầng kết thúc khai thác	$H_{kt}$	m	10
Góc nghiêng sườn tầng khai thác	$\alpha$	độ	75
Góc nghiêng sườn tầng kết thúc	$\alpha_{kt}$	độ	75
Góc nghiêng bờ mỏ kết thúc	$\gamma_{kt}$	độ	60
Chiều rộng mặt tầng kết thúc	$b_{kt}$	m	3,5
Chiều rộng đai bảo vệ	$b_v$	m	3,5
Chiều rộng mặt tầng công tác nhỏ nhất	$B_{ct\min1}$	m	5,5
Chiều rộng dải khấu	$A$	m	3,0
Chiều dài luồng xúc của máy xúc	$L_x$	m	40
Chiều dài tuyến công tác	$L_{ct}$	m	80
Chiều rộng mặt bằng tiếp nhận đá chân tuyến	$B_{ct\min2}$	m	40
Chiều dài mặt bằng tiếp nhận đá	-	m	200

Giải pháp mở vỉa và xây dựng cơ bản

Công tác mở vỉa bao gồm hai tuyến đường chính và một bãi tiếp nhận đá trung gian:

• Đường công vụ (không có thiết bị vận tải): Phục vụ công nhân di chuyển và vận chuyển thiết bị máy khoan nhỏ lên đỉnh núi. Chiều dài tuyến $L = 127\text{ m}$, chiều rộng nền đường $B_n = 1\text{ m}$, cao độ từ +23 m (hoặc cọc đầu +28 m) lên +90 m, độ dốc dọc từ 3,31% đến 44,9% (độ dốc dọc lớn nhất 40%), góc taluy đào 70 độ. Khối lượng đào đá cấp IV là $774,4\text{ m}^3$ bằng máy khoan con $D \le 42\text{ mm}$, thời gian thi công 1 - 2 tháng.
• Đường mở vỉa vận tải ô tô: Nối từ trạm đập/sân công nghiệp lên bãi xúc mức +30 m. Chiều dài tuyến $L = 125\text{ m}$, cọc đầu A1 ở mức +28 m, cọc cuối A7 ở mức +30 m, chiều rộng nền $B_n = 5,5\text{ m}$, mặt đường phần xe chạy $B = 3,5\text{ m}$, độ dốc dọc trung bình $i_{tb} = 0,8%$, taluy đào 75 độ, taluy đắp 45 độ. Kết cấu mặt đường rải 2 lớp cấp phối đá dăm nước dày 15 cm (tổng dày 30 cm) với diện tích $438\text{ m}^2$. Khối lượng đào nền đường và rãnh đá cấp IV là $40.720\text{ m}^3$ (khoan $D42\text{ mm}$ chiếm 30% ứng với $12.216\text{ m}^3$, khoan $D76\text{ mm}$ chiếm 70% ứng với $28.504\text{ m}^3$). Thời gian thi công 15 tháng (1,25 năm).
• Mặt bằng bãi tiếp nhận đá mức +30 m: Chiều dài 200 m, chiều rộng 40 m, diện tích $6.600\text{ m}^2$ (mặt bằng bãi xúc $500\text{ m}^2$, diện tích phát quang $1.100\text{ m}^2$). Thời gian hoàn thiện san gạt 1 tuần. Tổng thời gian xây dựng cơ bản mỏ là 1,5 năm.

Dây chuyền công nghệ khoan - nổ mìn, xúc bốc và vận tải

• Khoan nổ mìn nguyên khối (lần 1): Sử dụng máy khoan BMK4 đường kính $D = 76\text{ mm}$, chiều sâu lỗ khoan $L_k = 11,2\text{ m}$, góc dốc lỗ khoan nghiêng theo sườn tầng. Thuốc nổ sử dụng là ANFO (mật độ $0,8 - 0,9\text{ g/cm}^3$, tốc độ nổ $4,1 - 4,2\text{ km/s}$, khả năng công nổ $320 - 330\text{ cm}^3$, nhiệt lượng $890\text{ kcal/kg}$).
• Khoan nổ mìn phá đá quá cỡ (lần 2): Sử dụng máy khoan cầm tay YT27 đường kính lỗ khoan $36 - 42\text{ mm}$, áp suất làm việc 0,63 MPa, tiêu hao khí nén $3,2\text{ m}^3\text{/phút}$. Khối lượng khoan nổ lần 2 chiếm 15% sản lượng ($4.500\text{ m}^3\text{/năm}$). Thuốc nổ sử dụng là AĐ-1 (mật độ $0,95 - 1,1\text{ g/cm}^3$, tốc độ nổ $3,6 - 3,9\text{ km/s}$, nhiệt lượng $986\text{ kcal/kg}$).
• Phương pháp và mạng nổ: Phương pháp nổ mìn điện tức thời. Kíp điện vi sai/tức thời K8 kết hợp dây nổ Z121 chứa thuốc nổ PETN ($10 - 12\text{ g/m}$) làm mồi nổ kích hoạt khối nạp ANFO; máy nổ mìn tụ điện Kobla XB-100D (điện áp 600 V, điện dung $8\ \mu\text{F}$, kích nổ mạng điện trở tối đa $300\ \Omega$).
• Xúc bốc và vận tải: Máy xúc thủy lực gầu ngược Komatsu PC200 dung tích gầu $E = 0,9\text{ m}^3$ kết hợp xe ô tô tự đổ Hoa Mai tải trọng 5 tấn ($V_{thùng} = 4,5\text{ m}^3$). Năng lực thông qua của tuyến đường vận tải đạt 416 xe/giờ, vượt xa nhu cầu vận chuyển thực tế của mỏ là 8.551 xe/năm (tương đương 4 xe/giờ).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tình hình chung của khu mỏ và các đặc điểm địa chất của khoáng sàng

Chương này tổng hợp vị trí địa lý, ranh giới khu đất theo trích lục 1902/TLBĐ (núi Lũ Mía, cách trung tâm huyện Yên Định 17,3 km, cách TP Thanh Hóa 38,5 km). Địa hình mỏ có độ cao tuyệt đối từ +23 m đến +120 m dạng đá tai mèo dốc hiểm trở. Khoáng sản thuộc Hệ tầng Đồng Giao, phân hệ tầng dưới ($T_2ađg_1$), gồm đá vôi phân lớp mỏng đến vừa, màu xám tro, xám xanh xen kẹp đá vôi silic. Khối lượng riêng trung bình của đá là $2,71\text{ g/cm}^3$, cường độ kháng nén mẫu khô đạt $998\text{ kG/cm}^2$, bão hòa nước đạt $895\text{ kG/cm}^2$, góc ma sát trong $32^\circ 22'$, hệ số kiên cố $f \approx 7$. Tổng trữ lượng địa chất phê duyệt tại Giấy phép 22/GP-UBND là $998.903\text{ m}^3$ (đá VLXD thông thường $926.644\text{ m}^3$, đá khối ốp lát $72.259\text{ m}^3$).

Chương 2: Số liệu gốc dùng để lập thiết kế đồ án

Chương này xác định các căn cứ kỹ thuật và chế độ làm việc của mỏ. Bộ phận khai thác trực tiếp và quản lý làm việc 300 ngày/năm, 1 ca/ngày, 8 giờ/ca; lực lượng bảo vệ làm việc 365 ngày/năm, 3 ca/ngày, 8 giờ/ca. Hiện trạng mỏ đã khai thác 40% diện tích; các công trình nhà điều hành, khu chế biến đá xẻ, trạm xử lý nước thải xẻ đá và đường liên xã đã hoàn thiện và tiếp tục được sử dụng. Thống kê thiết bị hiện có tại mỏ gồm 01 máy xúc Hitachi EX400 ($E = 1,8\text{ m}^3$), 01 máy xúc Hitachi EX150 ($E = 0,7\text{ m}^3$), 02 máy xúc Komatsu PC200 ($E = 0,9\text{ m}^3$), 04 ô tô Cửu Long 8 tấn, 03 máy khoan BMK4 ($D76\text{ mm}$), 03 máy khoan YT27 ($D42\text{ mm}$), 03 máy nén khí 375 CFMAT ($10\text{ m}^3\text{/phút}$), 02 trạm nghiền sàng công suất 75 tấn/h và 02 trạm biến áp 630 kVA.

Chương 3: Xác định biên giới và trữ lượng mỏ

Tác giả phân tích các nguyên tắc xác định biên giới mỏ theo điều kiện tự nhiên, kỹ thuật và kinh tế. Do lớp phủ mềm rất mỏng ($0,2 - 0,4\text{ m}$) nằm trong các hang hốc karst và đá vôi đồng nhất nên hệ số bóc thực tế $K_{bg}$ rất nhỏ, luôn nhỏ hơn hệ số bóc giới hạn $K_{gh}$, do đó không cần bóc đất tầng phủ riêng biệt. Biên giới trên mặt lấy theo ranh giới cấp phép, biên giới chiều sâu từ mức +23 m trở lên. Tổng trữ lượng khai thác thực tế sau khi trừ bờ mỏ đai bảo vệ ($144.804\text{ m}^3$) là $854.099\text{ m}^3$.

Chương 4: Công tác mở vỉa

Chương này lập giải pháp mở vỉa kết hợp: đường công vụ phục vụ đưa thiết bị khoan lên đỉnh mức +90 m và đường vận tải ô tô mức +28 m đến +30 m dẫn về bãi quay xe trạm đập. Đồ án tính toán chi tiết khối lượng đào đắp xây dựng cơ bản, kiểm tra năng lực thông qua của tuyến đường và xác định tổng thời gian thi công xây dựng cơ bản mỏ là 1,5 năm. Do mỏ không có đất đá thải bóc phủ lớn nên không thiết kế bãi thải ngoài mỏ.

Chương 5: Hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị

Trình bày cơ sở lựa chọn hệ thống khai thác lớp xiên, xác định toàn bộ các thông số hình học khai trường ($H_t = 10\text{ m}$, $\alpha = 75^\circ$, $\gamma_{kt} = 60^\circ$, $A = 3\text{ m}$, $L_x = 40\text{ m}$, $L_{ct} = 80\text{ m}$). Đồng thời, chương này thiết lập các nguyên tắc lựa chọn đồng bộ thiết bị khai thác theo điều kiện tự nhiên và kỹ thuật, định hình mối quan hệ tương thích giữa máy khoan BMK4, máy xúc Komatsu PC200 ($0,9\text{ m}^3$) và ô tô tự đổ Hoa Mai 5 tấn.

Chương 6: Sản lượng mỏ

Xác định công suất khai thác hàng năm của mỏ là $30.000\text{ m}^3\text{/năm}$ (đá VLXD thông thường $27.600\text{ m}^3\text{/năm}$, đá khối làm đá ốp lát $2.400\text{ m}^3\text{/năm}$). Với hệ số hang hốc karst $K_2 = 1,08$, khối lượng đá cần phá vỡ nguyên khối hàng năm là $30.000\text{ m}^3\text{/năm}$. Tổng tuổi thọ mỏ được xác định là 29 năm, bao gồm 1,5 năm xây dựng cơ bản, 27 năm khai thác và 0,5 năm hoàn thổ khôi phục môi trường.

Chương 7: Chuẩn bị đất đá để xúc bốc

Phân tích lựa chọn phương pháp khoan nổ mìn phá vỡ đất đá. Tính toán chi tiết số lượng thiết bị cần trang bị: 01 máy khoan BMK4 (năng suất thực tế $24\text{ m/ca}$, $7.200\text{ m/năm}$), 01 máy khoan YT27 (năng suất $20\text{ m/ca}$, $6.000\text{ m/năm}$) và 01 máy nén khí 375 CFMAT (tiêu hao khí nén tổng $9,2\text{ m}^3\text{/phút}$). Xác định đường kính cục đá cho phép lớn nhất $d_{cp} = 0,7\text{ m}$, lựa chọn thuốc nổ ANFO nổ mìn lần 1 và AĐ-1 phá đá quá cỡ, khởi nổ bằng điện và dây nổ qua máy nổ Kobla XB-100D.

Các chương còn lại trong đồ án

Từ Chương 8 đến Chương 17 và Phần chuyên đề trong đồ án gốc tiếp tục hoàn thiện các khâu công nghệ sản xuất và quản lý:

• Chương 8: Công tác xúc bốc (tính toán năng suất máy xúc Komatsu PC200 đạt $80.640\text{ m}^3\text{/năm}$, lập hộ chiếu xúc).
• Chương 9: Công tác vận tải (tính toán đoàn xe ô tô tự đổ 5 tấn, mô tả tuyến đường vận chuyển 500 m).
• Chương 10: Công tác chế biến (sơ đồ công nghệ đập - nghiền - sàng phân loại, dây chuyền xẻ đá ốp lát, định biên lao động phân xưởng).
• Chương 11: Công tác đổ thải (khẳng định không phát sinh đất đá thải lớn).
• Chương 12: Công tác thoát nước (xác định lưu lượng nước mưa, giải pháp rãnh thoát nước tự chảy).
• Chương 13: Kỹ thuật an toàn, vệ sinh công nghiệp, phòng chống cháy nổ và phương án hoàn thổ, phục hồi môi sinh sau đóng cửa mỏ.
• Chương 14: Cung cấp điện động lực và chiếu sáng (tính toán phụ tải điện, công suất trạm biến áp 630 kVA).
• Chương 15: Tổng đồ và các công trình trên mặt bằng mỏ (bố trí mặt bằng sân công nghiệp, kho bãi, nhà xưởng điều hành).
• Chương 16: Tổ chức quản lý sản xuất và bố trí lao động.
• Chương 17: Tính toán hiệu quả kinh tế và tiến độ huy động vốn đầu tư.
• Phần chuyên đề: Nghiên cứu, so sánh các phương án và lựa chọn đồng bộ thiết bị tối ưu cho mỏ đá núi Lũ Mía thuộc Công ty Cổ phần Mạnh Tân.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật chính

• Xác lập đầy đủ các thông số biên giới và trữ lượng mỏ: Trữ lượng địa chất cấp 122 là $998.903\text{ m}^3$; trữ lượng khai thác là $854.099\text{ m}^3$; trữ lượng bờ mỏ bảo vệ là $144.804\text{ m}^3$.
• Thiết kế hệ thống khai thác lớp xiên với các chỉ tiêu hình học an toàn: Chiều cao tầng $H_t = 10\text{ m}$, góc dốc sườn tầng $\alpha = 75^\circ$, góc nghiêng bờ mỏ kết thúc $\gamma_{kt} = 60^\circ$, chiều rộng dải khấu $A = 3\text{ m}$, chiều rộng đai bảo vệ $b_v = 3,5\text{ m}$.
• Xác định quy mô và tiến độ khai thác: Sản lượng $30.000\text{ m}^3\text{/năm}$, thời gian xây dựng cơ bản 1,5 năm, thời gian khai thác 27 năm, hoàn thổ 0,5 năm, tổng tuổi thọ dự án 29 năm.
• Định biên đồng bộ thiết bị công nghệ: 01 máy khoan BMK4 ($D76\text{ mm}$), 01 máy khoan YT27 ($D42\text{ mm}$), 01 máy nén khí 375 CFMAT ($10\text{ m}^3\text{/phút}$), 01 máy xúc Komatsu PC200 ($0,9\text{ m}^3$) và đội xe ô tô Hoa Mai 5 tấn.

Giải pháp kỹ thuật đề xuất

• Áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác lớp xiên kết hợp năng lượng nổ mìn để đưa đá tự lăn xuống bãi xúc trung gian mức +30 m, giảm thiểu tối đa chi phí mở đường vận chuyển lên các tầng cao (+120 m) trong điều kiện địa hình vách đứng hiểm trở.
• Thiết kế đồng thời tuyến đường công vụ phục vụ máy khoan nhỏ và tuyến đường vận tải ô tô đạt năng lực thông qua 416 xe/giờ, bảo đảm an toàn vận hành phân kỳ.
• Đề xuất phân loại tận thu đá khối có độ liền khối cao ($2.400\text{ m}^3\text{/năm}$) để phục vụ xẻ đá ốp lát giá trị cao, tối ưu hóa giá trị tài nguyên khoáng sản.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Khảo sát địa chất thủy văn - công trình cho thấy cấu trúc đá vôi chứa nhiều đới nứt nẻ dạng karst và các vỉa đá vôi silic xen kẹp, các lớp đá dốc $30^\circ - 40^\circ$ về phía Tây Nam tiềm ẩn nguy cơ trượt lở theo mặt lớp khi nổ mìn tầng cao.
• Thiết kế hệ thống khai thác lớp xiên vận tải tự chảy đòi hỏi quy trình nổ mìn nghiêm ngặt; hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc mô phỏng mạng nổ vi sai phi điện để kiểm soát độ văng xa của đá và giảm chấn động đến các mỏ lân cận.
• Cần hoàn thiện phương án chi tiết về hoàn thổ, cải tạo môi trường sinh thái đáy moong mức +23 m sau 27 năm khai thác theo đúng quy chuẩn đóng cửa mỏ.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Mỏ, Khai thác mỏ lộ thiên, Kỹ thuật Địa chất và các kỹ sư thiết kế mỏ đá vật liệu xây dựng. Các nội dung có giá trị tham khảo kỹ thuật cao bao gồm:

• Phương pháp luận và các bước tính toán hệ thống khai thác lớp xiên tự chảy đối với các mỏ đá vôi địa hình núi cao, sườn dốc.
• Bảng thông số tính toán khoan nổ mìn thực nghiệm kết hợp giữa thuốc nổ ANFO và AĐ-1.
• Hộ chiếu mở vỉa, tính toán năng lực thông qua của tuyến đường mỏ và quy trình lựa chọn đồng bộ thiết bị xúc bốc - vận tải công suất nhỏ đến trung bình.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao mỏ đá núi Lũ Mía không cần xác định biên giới khai thác dựa vào hệ số bóc giới hạn?
Do đặc điểm địa chất khu mỏ hầu như toàn bộ là đá vôi đủ điều kiện làm vật liệu xây dựng thông thường, lớp đất mềm bở rời chỉ phân bố cục bộ trong khe nứt và hang karst với chiều dày rất mỏng ($0,2 - 0,4\text{ m}$). Hệ số bóc thực tế $K_{bg}$ rất nhỏ, luôn nhỏ hơn hệ số bóc giới hạn $K_{gh}$, nên điều kiện kinh tế luôn được đảm bảo mà không cần lập bãi thải đất phủ riêng.

2. Hệ thống khai thác được lựa chọn cho mỏ là gì và hoạt động theo nguyên lý nào?
Đồ án lựa chọn hệ thống khai thác theo lớp xiên. Đá vôi làm VLXD thông thường sau khi nổ mìn trên các tầng cao (+120 m đến +30 m) được chuyển xuống bãi tiếp nhận trung gian mức +30 m bằng chính năng lượng nổ mìn và trọng lực tự chảy. Đá xẻ làm đá khối được tách bằng nổ mìn và vận chuyển xuống mức +30 m bằng tời kéo cáp. Tại mức +30 m, máy xúc bốc đá lên ô tô vận chuyển về trạm đập sàng. Khi khai thác xong các tầng cao, mỏ tiếp tục khấu xuống đáy moong ở mức +23 m.

3. Khối lượng và thời gian thi công các công trình xây dựng cơ bản mỏ được xác định như thế nào?
Tổng thời gian xây dựng cơ bản là 1,5 năm (18 tháng), gồm: thi công đường công vụ đào $774,4\text{ m}^3$ đá (1 - 2 tháng); thi công đường mở vỉa vận tải đào $40.720\text{ m}^3$ đá (15 tháng); san gạt bãi tiếp nhận đá mức +30 m (1 tuần).

4. Thiết bị khoan và loại thuốc nổ nào được chỉ định sử dụng cho công tác nổ mìn tại mỏ?
Công tác nổ mìn lần 1 sử dụng máy khoan BMK4 ($D = 76\text{ mm}$) với thuốc nổ ANFO; nổ mìn lần 2 phá đá quá cỡ sử dụng máy khoan cầm tay YT27 ($D = 36 - 42\text{ mm}$) với thuốc nổ AĐ-1. Mạng nổ sử dụng phương pháp khởi nổ điện tức thời bằng kíp điện K8, dây nổ Z121 và máy nổ mìn Kobla XB-100D.

5. Sản lượng khai thác và tuổi thọ của mỏ đá núi Lũ Mía là bao nhiêu?
Sản lượng khai thác của mỏ là $30.000\text{ m}^3\text{/năm}$ (đá VLXD thông thường $27.600\text{ m}^3\text{/năm}$, đá khối ốp lát $2.400\text{ m}^3\text{/năm}$). Tổng tuổi thọ của mỏ là 29 năm (1,5 năm xây dựng cơ bản, 27 năm khai thác trữ lượng $854.099\text{ m}^3$ và 0,5 năm hoàn thổ đóng cửa mỏ).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Văn Nam đã hoàn thành thiết kế sơ bộ khai thác lộ thiên mỏ đá vôi núi Lũ Mía và giải quyết bài toán lựa chọn đồng bộ thiết bị cơ giới hóa cho Công ty Cổ phần Mạnh Tân. Giải pháp áp dụng hệ thống khai thác lớp xiên chuyển tải bằng năng lượng nổ mìn kết hợp tời cáp cho phép khắc phục hiệu quả địa hình núi đá dốc hiểm trở, tận thu tối đa tài nguyên và bảo đảm an toàn kỹ thuật. Các tính toán về mở vỉa, khoan nổ mìn, xúc bốc - vận tải và tuổi thọ mỏ 29 năm cung cấp đầy đủ cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác điều hành sản xuất tại khai trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU MỎ VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA KHOÁNG SÀNG 1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ KHU MỎ Khu vực mỏ chiếm một phần diện tích của núi Lũ Mía, thuộc xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa (theo ranh giới 364). Cách thị trấn Quán Lào – trung tâm huyện Yên Định khoảng 17,3 km về phía Tây Bắc, cách TP Thanh Hóa khoảng 38,5 km về phía Tây Bắc theo đường chim bay. Vị trí, ranh giới khu đất được xác định theo trích lục bản đồ số: 1902/TLBĐ do Văn phòng Đăng kí quyền sử dụng đất – Sở Tài nguyên và Môi trường lập ngày 04/12/2014.

- Phía Đông Bắc giáp mỏ của Công ty Thanh Nghệ; - Phía Bắc giáp mỏ DNTN Đại Lợi, DNTN Khánh Lộc - Phía Nam giáp cánh đồng; - Phía Tây giáp mỏ Công ty Phúc Đạt; Cty TNHH Bình Minh. Tọa độ các điểm góc ranh giới khu vực mỏ như bảng sau: Bảng 1.1: Tọa độ các điểm góc ranh giới khu vực mỏ Khu Điểm Hệ tọa độ VN 2000, múi chiếu 30 vực góc X (m) Y (m) 1 2218076.00 SVTH: Lê Văn Nam 8 Lớp Khai thác lộ thiên – K61 Đồ án tốt nghiệp Khu Điểm Hệ tọa độ VN 2000, múi chiếu 30 vực góc X (m) Y (m) 1 2218076. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, SÔNG SUỐI VÀ KHÍ HẬU KHU MỎ 1. Địa hình Khu vực mỏ nằm trên dãy núi đá vôi kéo dài theo phương gần Bắc - Nam, nằm tiếp giáp với khu vực miền núi Thanh Hóa.

Khu vực mỏ đá vôi có độ cao từ trung bình đến thấp, độ cao tuyệt đối cao nhất 120m, thấp nhất 23m. Núi đá vôi tại khu vực nghiên cứu có bề mặt lởm chởm dạng đá tai mèo, sườn núi thường ngắn, dốc hiểm trở. Địa hình bao xung quanh núi là đồng bằng được nhân dân trồng lúa và hoa màu. Thảm thực vật trên bề mặt núi đá vôi thưa thớt, nghèo nàn; chủ yếu là cây gai, cây cỏ hỗn tạp, xen cây lấy gỗ.

Đá vôi trong khu khai thác có màu xám tro, xám xanh, xám đen đôi chỗ nâu vàng, phân lớp mỏng đến vừa, kiến trúc hạt vừa đến mịn, xen kẹp các lớp đá vôi silic. Phần lớn các đá bị nén ép mạnh, trong các lớp đá tồn tại một số tia mạch canxit xuyên cắt, cho nên làm giảm chất lượng, cũng như trữ lượng mỏ. Chất lượng của đá được dùng trong lĩnh vực làm vật liệu xây dựng, nên tính chất cơ lý của đá có vai trò quyết định chất lượng của nguyên liệu. SVTH: Lê Văn Nam 9 Lớp Khai thác lộ thiên – K61 Đồ án tốt nghiệp 1.

Sông Suối Khu vực mỏ không có sông suối, chỉ có các khe cạn nhỏ và thường cạn nước vào mùa khô. Hệ thống này nằm về phía Bắc và Đông Nam ngoài diện tích khu mỏ. Khí hậu: Khu mỏ nằm trong vùng ảnh hưởng của khí hậu gió mùa và được chia làm hai mùa rõ rệt trong năm: -Mùa khô: Từ tháng 11 năm trước đên tháng 4 năm sau. Mùa này chịu ảnh hưởng của gió Đông – Bắc, khí hậu khô lạnh, độ ẩm thấp từ 60 – 75%.

Nhiệt độ trung bình từ 15 – 23o C, có khi xuống thấp tới 11 – 12 o C. Lượng mưa ít, trung bình đạt 50 – 100mm/tháng. Mùa này thuận lợi cho công tác địa chất và hoạt động khai thác đá trong khu mỏ. -Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm.

Mùa này chịu ảnh hưởng của gió Đông – Nam, mang hơi nước từ biển vào nên độ ẩm cao, thường đạt từ 85 – 95%, ngoài ra còn chịu ảnh hưởng từ gió Tây thổi từ lục địa mang hơi nóng làm tăng nhiệt độ trong vùng. Nhiệt độ trung bình từ 34 – 37o C; có khi đạt tưới 38 - 40o C. Mùa này thường có giông bão, mưa lớn, lượng mưa trung bình từ 200 – 300mm/tháng, có khi đạt tới 400 – 500 mm/tháng gây ra lũ lụt lớn vào tháng 8 tháng 9 hàng năm. Thời tiết trong mùa cũng biến động, có khi lượng mưa thấp, thấp nhất là vào đầu mùa thường gây ra hạn hán.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1. Đặc điểm địa chất thủy văn. Đặc điểm nước mặt: Trong khu vực mỏ không có sông suối, tại chân núi và trên sườn núi tồn tại một số khe rãnh cạn. Hệ thống khe này đóng vai trò quan trọng trong việc thoát nước mùa mưa cho mỏ qua các hệ thống khe nứt, hang hốc karst; đây là một ưu thế tự nhiên rất lớn cần đặc biệt chú ý trong khi thiết kế khai thác mỏ.

SVTH: Lê Văn Nam 10 Lớp Khai thác lộ thiên – K61 Đồ án tốt nghiệp 1. Đặc điểm nước ngầm: Dựa vào đặc điểm địa tầng, thành phần thạch học, tính thấm và chứa nước, địa tầng địa chất thủy văn có thể phân chia như sau: + Nước trong trầm tích Đệ tứ (Q): Nước dưới đất chỉ tồn tại trong lòng đất ở các thung lũng xung quanh khu vực mỏ thuộc trầm tích bở rời của hệ Đệ tứ (Q). Qua các công trình giếng nước sinh hoạt dân sinh, chúng tôi xác định mực nước tĩnh tồn tại ở độ sâu (-4 đến -5m) so với mặt bằng tự nhiên- do đó khá thuận lợi cho việc khai thác nước dưới đất phục vụ sản xuất và sinh hoạt của mỏ. + Nước khe nứt, karst trong đá vôi thuộc hệ tầng Đồng Giao, phân hệ tầng dưới (T2ađg1): Miền cung cấp là nước mưa, thấm từ các khe nứt, miền thoát là các khe suối, hẻm; khả năng thấm và chứa nước nghèo.

Khả năng ảnh hưởng của nước trong các thành tạo Đệ tứ đến quá trình khai thác đá xây dựng sau này là rất ít, không đáng kể vì chúng ở địa hình thấp so với khu mỏ. Mặt khác khu mỏ có điều kiện tháo khô dễ dàng bằng các phương pháp cải tạo mương rãnh thoát nước. Kết quả khảo sát ĐCTV - ĐCCT cho thấy khả năng chứa nước các đá của Hệ tầng Đồng Giao, phân hệ tầng dưới (T2ađg1) nghèo, không thấy xuất lộ nước ngầm. Nguồn cung cấp nước chủ yếu cho tầng này là nước mưa.

Miền thoát nước là các hang hốc karst, khe nứt, các rãnh xói và chân vách, nhờ có địa hình dốc nên khả năng chứa nước trong đất đá nghèo, việc tiêu thoát nước khá nhanh trong những ngày mưa, vì vậy ít ảnh hưởng đến việc khai thác mỏ. Đặc điểm địa chất công trình Dựa vào nguồn gốc thành tạo, thành phần thạch học, tính chất cơ lý, đất đá trong khu mỏ có thể chia làm hai loại chính sau: Đất mềm rời: Có diện phân bố nhỏ, tồn tạị trong các hẻm, mương xói, rãnh xói, hang hốc karst, chiều dày thay đổi từ 0,2  0,4m. Thành phần chính là dăm sạn mảnh vụn đá gốc và ít sét, mùn thực vật và các mảnh vụn đá vôi, kết cấu bở rời. Đặc tính của loại đất này là mềm rời, dễ rửa trôi, không ảnh hưởng đến điều kiện khai thác mỏ.

SVTH: Lê Văn Nam 11 Lớp Khai thác lộ thiên – K61 Đồ án tốt nghiệp Đá cứng: Trong khu mỏ tồn tại 1 loại đá cứng sau: Đá vôi phân lớp mỏng đến vừa, đá thường có màu xám tro, xám xanh, xám đen, khối lượng riêng trung bình 2,71 g/cm3, cường độ kháng nén khi khô trung bình 998kG/cm2, khi bão hoà nước trung bình 895 kG/cm2, góc ma sát trong trung bình 32o22’. Đá có nhiều khe nứt, kích thước vừa và nhỏ, thấm nước, chứa nước tốt, quá trình bào mòn, rửa trôi xảy ra liên tục, khả năng ổn định trung bình. Các lớp đá cắm theo hướng tây nam với góc dốc dao động từ 30 đến 400, dễ gây trượt lở theo các mặt lớp. CHẤT LƯỢNG VÀ TRỮ LƯỢNG ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN ĐÃ ĐƯỢC PHÊ DUYỆT.

Chất lượng khoáng sản. Đá vôi trong khu vực thăm dò có gam màu đa dạng chuyển tiếp từ xám đến xám đen, đôi chỗ có pha màu nâu vàng, do nhiễm các tạp chất. Phần lớn đá bị nén ép mạnh, trong các lớp đá tồn tại một số tia mạch canxit xuyên cắt, cho nên làm giảm chất lượng, cũng như trữ lượng mỏ. Chất lượng của đá được đánh giá dùng trong lĩnh vực làm vật liệu xây dựng, nên tính chất cơ lý của đá có vai trò quyết định chất lượng của nguyên liệu.

Qua kết quả thăm dò, phân tích của loại mẫu cơ lý, mẫu hóa học, có thể khẳng định đá vôi ở đây chủ yếu sử dụng làm vật liệu xây dựng thông thường chất lượng tốt và ổn định. Phần dưới (phía trong, dưới sâu) tồn tại những tập đá tươi có độ nguyên khối, đông đặc, màu xám đen, có khả năng tận thu đá ốp lát. Tuy nhiên khối lượng là tương đối ít. Trữ lượng địa chất khoáng sản đã được phê duyệt.

Mỏ được UBND tỉnh Thanh Hóa cấp giấy phép khai thác khoáng sản và thuê đất số: 22/GP-UBND ngày 19/01/2015 với tổng trữ lượng địa chất là 998.903 m3 trong đó: + Đá vôi làm VLXD thông thường là 926.644 m3 + Đá khối tận thu để sản xuất đá ốp lát là 72. SVTH: Lê Văn Nam 12 Lớp Khai thác lộ thiên – K61 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: SỐ LIỆU GỐC DÙNG ĐỂ LẬP THIẾT KẾ ĐỒ ÁN 2. TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT. - Bản đồ địa hình khu mỏ.

- Tài liệu địa chất (Thuyết minh, các bản vẽ: Bình đồ phân khối tính trữ lượng và các mặt cắt địa chất). - Một số tài liệu liên quan, hình ảnh thu được trực tiếp tại khai trường 2. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC. Chế độ làm việc của mỏ phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Phù hợp với chế độ làm việc của trạm nghiền sàng.

- Luật lao động của nước CHXHCN Việt Nam. - Phù hợp với điều kiện tự nhiên, thời tiết khí hậu khu vực và các đặc thù của mỏ lộ thiên là làm việc ngoài trời. Căn cứ vào các điều kiện trên, chế độ làm việc của mỏ được xác định như sau: + Bộ phận lao động trực tiếp và quản lý: - Số ngày làm việc trong năm : 300 ngày - Số ca làm việc trong ngày: 1 ca - Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ + Bảo vệ: - Số ngày làm việc trong năm: 365 ngày - Số ca làm việc trong ngày: 3 ca - Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ 2. HIỆN TRẠNG CƠ SỞ HẠ TẦNG + Mỏ đã được khai thác khoảng 40% diện tích cấp phép tại phía Đông khu vực khai thác, diện tích còn lại khoảng 60%; cos cao độ khai thác từ + 23 m ÷ +120 m; cos khai trường và sân công nghiệp + 23m; + Công trình xây dựng gồm: Nhà điều hành, khu chế biến đá xẻ.

Do các công trình còn tốt nên vẫn tiếp tục sử dụng các công trình này để phục vụ khai thác.