Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án mỏ lộ thiên Phần chung:Thiết kế sơ bộ mỏ đá vôi Hoàng Mai A – Quỳnh Lưu – Nghệ An Phần chuyên đề: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu các tác động xấu tới môi trường cho mỏ đá vôi Hoàng Mai A – Quỳnh Lưu – Nghệ An
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trong công xây Dựng đất nước ngành Khai thác mỏ nói chung ngành Khai thác lộ thiên nói riêng giữ vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Đây ngành khai thác khoáng sản phục vụ cho nhu cầu nước xuất khẩu.Đặc biệt cung cấp nguyên liệu cho ngành xây Dựng.Vì vậy, việc trọng phát triển ngành khai thác quan trọng Sau thời gian học tập Trường Đại học Mỏ-Địa Chất, em môn Khai Thác Lộ Thiên giới thiệu tới thực tập mỏ đá vơi Hồng Mai A – Quỳnh Lưu – Nghệ An Qua số liệu thu thập được, kết hợp lý thuyết thực tế sản xuất em hồn thành đồ án tốt nghiệp với hai phần: - Phần chung:Thiết kế sơ mỏ đá vơi Hồng Mai A – Quỳnh Lưu – Nghệ An - Phần chuyên đề: Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu tác động xấu tới mơi trường cho mỏ đá vơi Hồng Mai A – Quỳnh Lưu – Nghệ An Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên Sau thời gian làm việc với giúp đỡ tận tình thầy, mơn bạn đồng nghiệp, đặc biệt ThS Nguyễn Hoàng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do trình độ thời gian có hạn đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy cô bạn đồng nghiệp để đồ án thêm phần xác hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Nguyễn Hoàng thầy cô môn bạn đồng nghiệp giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Lê Thanh Huấn CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA KHỐNG SẢN 1.1 1.1.1 Tình hình chung mỏ đá vơi Hồng Mai A Tình hình tự nhiên Vị trí địa lý Mỏ đá vơi Hồng Mai A nằm địa phận hai đơn vị hành xã Quỳnh Lộc Quỳnh Dị, nằm phía Bắc huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An, tiếp giáp với tỉnh Thanh Hóa Khu mỏ gồm hai khu : khu Nam khu Bắc, cách xa khu dân cư Tọa độ trung tâm khu vực khai thác: 18o48’30” đến 19o08’30” độ vĩ Bắc 105o30’00” đến 105o52’30 độ kinh Đông Địa hình Vùng Hồng Mai cấu thành hệ thống đồi núi không cao nằm xen kẽ vùng đồng ruộng phẳng theo hướng Tây Bắc- Đông Nam Độ cao đồi núi vùng dao động 150m Mỏ đá Hoàng Mai A đỉnh núi có độ cao từ +60,+90 đến 140+ +165, sườn núi dốc thoải dốc đứng, bề mặt núi có dạng mấp mơ, lởm chởm tai mèo Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên Tại vị trí hố trũng, khe nứt, bề mặt địa hình phát triển thân gỗ dây leo với mật độ thưa thớt, xung quanh chân núi ruộng Khí hậu Khu vực mỏ đá vơi Hồng Mai A chiụ ảnh hưởng vùng khí hậu nhiệt đới miền Trung Theo tài liệu trạm khí tượng thủy văn tỉnh Nghê An cho thấy nơi có hai mùa rõ rệt năm Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng năm sau Mùa khơ có gió Bắc Đơng Bắc, tốc độ gió trung bình từ 1,7 ÷ 2,5 m/s Nhìn chung vùng mùa khơ lượng mưa khơng đáng kể, nhiệt độ cao, có lên đến 35 ÷ 40oC Mùa mưa : kéo dài từ tháng đến tháng 10 năm Trong mùa mưa vùng chịu ảnh hưởng chủ yếu gió Tây Tây Nam, tốc độ gió trung bình từ 1,0 ÷ 2,4 m/s Nhiệt độ trung bình mùa mưa từ 28÷30oC, có tới 30 ÷ 40oC Vùng có lượng mưa chủ yếu hai tháng, tháng tháng 10 kèm theo có bão Nhiệt độ : - Nhiệt độ trung bình hàng năm :25,6oC - Nhiệt độ cao tuyệt đối : 40oC - Nhiệt độ thấp tuyệt đối : 4oC - Nhiệt độ trung bình tháng cao (tháng 7): 29oC - Nhiệt độ trung bình tháng thấp (tháng 1): 17oC Lượng mưa : - Lượng mưa trung bình hàng năm 1611 mm - Lượng mưa trung bình tháng mùa mưa:97,5 mm - Lượng mưa cao tháng mùa mưa(tháng 9):432 mm - Lượng mưa trung bình tháng mùa khơ: 20,2 mm Sông suối Sông vùng không nhiều, lưu lượng không đáng kể thay đổi theo mùa, có sơng Hồng Mai chạy theo hướng Đơng – Tây Hệ thống khe suối ít, lịng sơng lịng suối cạn, tồn khe suối đổ vào sơng Hồng Mai Vào mùa mưa nước lớn, hệ thống khe suối nước khơng kịp gây ngập úng Giao thông Hệ thống giao thông khu mỏ thuật lợi đường đường sắt đường thủy Đường quốc lộ 1A nằm dọc theo khu mỏ cách 100m phía Tây Nối quốc lộ 1A với khu mỏ khoảng 2km đường rải nhựa cho tơ tải lại dễ dàng Tuyến đường sắt Bắc- Nam chạy qua trung tâm khu mỏ( song song với đường quốc lộ 1A) ga Hoàng Mai nằm sát bên đường thuận tiện cho giao thông vận tải Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp - Bộ môn khai thác lộ thiên Cách khu mỏ 1km vê phía Nam có sơng Hồng Mai, thuyền tải trọng ÷ qua lại dễ dàng Khu mỏ nằm gần bờ biển phía Đơng, thuận tiện cho việc vận tải đường thủy 1.1.2 Đặc điểm văn hóa – xã hội Dân cư Dân cư vùng chủ yếu người Kinh, sinh sống nghề nông nghiệp, lâm nghiệp, khai thác chế biến đá tiểu thủ công nghiệp Đời sống dân cư vùng tương đối ổn định Mạng lưới y tế phân bố Giáo dục coi trọng phát triển Đặc điểm kinh tế - xã hội Cơ sở hạ tầng vùng tốt, có nhiều sở cơng nghiệp Trong vùng có nhà máy xi măng Hoàng Mai – Nghệ An, mỏ đá Hoàng Mai A, mỏ đá Hoàng Mai B mỏ đá địa phương hoạt động 1.1.3 Đặc điểm địa chất khoàng sàng Địa tầng Vùng Hồng Mai nằm phía Bắc huyện Quỳnh Lưu, gồm đá thuộc hệ tầng Đồng Trâu, Quy Lăng, Hoàng Mai Đất đá thuộc hệ Đệ Tứ Ở đáng ý hệ tầng Hồng Mai Đất đá thuộc tầng Hồng Mai phủ khơng chỉnh hợp đất đá thuộc hệ Quy Lăng, gồm đá vôi tạo thành núi phân bố rải rác hai bên đường quốc lộ 1A dọc thị trấn Quỳnh Lưu Hồng Mai Đá vơi phân lớp màu xám đen, xám sáng hạt từ nhỏ đến mịn Chiều dày thấy mỏ đá vơi Hồng Mai A khơng vượt 500m Đặc điểm địa chất thủy văn - Nước mặt: khu mỏ khơng có hệ thống sơng suối ngồi kênh đào nhà Lê phía Đơng, kênh nhà Lê chảy song song với khu mỏ, chiều rộng trung bình 10m, chiều sâu trung bình 3m, chịu ảnh hưởng trực tiếp thủy triều Nước mặt khu mỏ chảy theo khe suối hàng hốc kaster đổ xuống kênh nhà Lê sơng Hồng Mai - Nước đất : tầng chứa nước lớp đất phủ đệ Tứ, lớp đất phủ phân bố quanh mỏ Phức hệ chứa nước đá với tuổi Trias thuộc hệ tầng Hoàng Mai, phức hệ trực tiếp tầng phủ Đệ Tứ Qua điều tra liên đoàn II Địa chất thủy văn cho thấy từ độ cao 0,8m trở xuống gặp điểm lộ nước: Điểm lộ có lưu lượng lớn : 50,082 l/s Điểm lộ có lưu lượng lớn : 2,948 l/s Điểm lộ có lưu lượng lớn : 5,876 l/s Đặc điểm địa chất công trình Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên Mỏ đá vơi Hồng Mai A khối đá lớn lộ mặt địa hình từ độ cao +5, có vách dốc dốc đứng, bề mặt mấp mô lởm chởm, hố trũng khe nứt phát triển khơng có lớp phủ, có nhiều khe nứt lớn, có khe nứt tách núi thành khối riêng biệt, chiều rộng khe nứt từ 0,2 ÷ 0,4 m Dựa vào thành phần thạch học, tính chất cơng trình khác, chia đá vơi Hồng Mai A thành hai loại đá: đá vôi công nghiệp đá vơi đơlơmit Đá vơi cơng nghiệp có màu xam đen, hạt thô đến hạt mịn, cấu tạo phân lớp, chiều dày từ ÷ m,kết thúc rắn Đá vôi đôlômit màu xám nâu, từ hạt mịn đến hạt thơ, chiều dày từ ÷ 10 m 1.1.4 Đặc điểm chất lượng đá vôi Thành phần hóa học Theo báo cáo kết thăm dị tỉ mỉ Đồn địa chất 405 mỏ đá vơi Hồng Mai A gồm hai loại đá vơi có màu xám đen màu xám sáng Cả hai loại có thành phần hóa học tương đương Kết phân tích tồn diện theo mẫu kết tính tốn hàm lượng trung bình theo khối lượng ghi bảng 1.1 Bảng 1.1 Kết phân tích hàm lượng trung bình theo khối mỏ Hàm lượng % Theo khối STT Thành phần Theo mẫu Toàn mỏ CaO MgO 49,84 ÷ 55,58 0,05 ÷ 4,40 53,28 ÷ 54,90 0,26 ÷ 1,53 53,40 1,56 Fe2O3 SiO2 Al2O3 0,02 ÷ 0,88 0,80 ÷ 2,80 0,06 ÷ 2,23 0,015 ÷ 0,11 0,15 ÷ 0,64 0,011 ÷ 1,04 0,256 0,87 0,82 MnO P2O5 SO2 vết ÷ 0,065 vết ÷ 1,14 vết ÷ 0,17 0,005 ÷ 0,065 vết ÷ 0,07 vết ÷ 0,01 0,034 0,52 0,042 10 11 12 TiO2 K2 O Na2O Cl vết ÷ 0,02 0,009 ÷ 0,85 0,009 ÷ 0,80 vết ÷ 0,05 vết ÷ 0,007 0,01 ÷ 0,03 0,015 ÷ 0,057 0,05 ÷ 0,025 0,0067 0,049 0,045 0,025 Tính chất lí đá mỏ Đá vơi mỏ Hồng Mai A khơng có lớp đất phủ, cấu tạo dạng khối, hạt thơ đến mịn Đá vơi đơlơmit hóa xen kẹp dạng số lớp mỏng Đá vôi thuộc loại cứng, vỡ sắc cạnh Các tiêu tính chất lí đá vơi Hồng Mai A thu kết thí nghiệm bảng 1.2 Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên Bảng 1.2 Tính chất lí đá vơi Hồng Mai A Chỉ tiêu Cường độ kháng nén Cường độ kháng kéo Lực dính kết Góc nội ma sát Độ cứng theo phân loại Protodiakonop (f) Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đơn vị kg/cm2 kg/cm2 kg/cm Độ Giá trị 1130 88 363 33,2 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên CHƯƠNG NHỮNG SỐ LIỆU GỐC DÙNG ĐỂ LẬP BẢN THIẾT KẾ Tài liệu địa chất Báo cáo địa chất khu mỏ Bản đồ địa hình khu mỏ tỷ lệ 1/2000 Mặt cắt địa chất tuyến TIIIB ,TB tỷ lệ 1/1000 Chế độ làm việc Do nhu cầu ngành xây dựng cao nên nhu cầu xi măng cao mà mỏ đá vơi Hồng Mai A phải tiến hành sản xuất quanh năm để đảm bảo sản lượng Số ngày làm việc năm tính : Nm = N – (Ncn + NL+NT), ngày Trong đó: N- số ngày tính năm dương lịch, N=365 ngày Ncn – số ngày chủ nhật năm, Ncn = 52 ngày NL – số ngày nghỉ lễ năm, NL= ngày NT – số ngày nghỉ thời tiết xấu, NT = ngày Số ngày làm việc năm : Nm = 365- (52 + + 4) = 300 ngày Chế độ làm việc ngày: Hành : ca/ngày Khai thác : + Khoan nổ : ca/ngày + Xúc bốc, vận tải : ca/ngày Sửa chữa thiết bị : ca/ngày Số làm việc ca : tiếng Các thiết bị sử dụng mỏ Các thiết bị sử dụng mỏ thể rõ ràng bảng 2.1 2.1 2.2 - 2.3 Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên Bảng 2.1 Tổng hợp thiết bị sử dụng mỏ STT Tên thiết bị Xuất sứ Máy khoan HCR- 1200ED AD-1,nhũ tương, ANFO Kíp vi sai KVP.6N Nhật `6 Máy nổ mìn Kobla- 1000 MXGN PC – 750 LC Máy xúc lật WA-500 Máy ủi D65EX- 7R Ơ tơ tự đổ HD325-7R Sinh viên : Lê Thanh Huấn Số lượn g Đơn vị Ghi Chiếc Máy khoan đập xoay Việt Nam kg Việt Nam Chiếc Hàn Quốc Chiếc Nhật Bản Chiếc Nhật Bản Chiếc Nhật Bản Chiếc Nhật Bản Chiếc Độ chậm 17ms,25 ms,42 ms Dự trữ Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên CHƯƠNG XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ Khái niệm chung biên giới mỏ lộ thiên Khái niệm biên giới mỏ lộ thiên Việc khai thác khống sản có ích tiến hành phương pháp lộ thiên phương pháp hầm lò kết hợp hai phương pháp Tuy vậy,dù khoáng sản khai thác phương pháp lộ thiên hay hỗn hợp lộ thiênhầm lị chiều sâu khai thác cuối mỏ lộ thiên xác định, tùy theo điều kiện tự nhiên, kỹ thuật kinh tế khống sàng ngành khai thác mỏ nói chung Chiều sâu gọi biên giới mỏ theo chiều sâu mỏ lộ thiên Để thiết kế mở vỉa khai thác khoáng sản bắt buộc ta phải có giới hạn cụ thể cho nó, giới hạn theo điều kiện tự nhiên, giới hạn theo điều kinh tế giới hạn theo điều kiện kỹ thuật Công việc xác định hạn cụ thể xác định giới hạn biên giới mỏ cho khống sàng Biên giới mỏ phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau: tính chất lý đất đá, chiều dày góc cắm vỉa, địa hình khu mỏ chất lượng khống sàng Ngồi biên giới mỏ chịu tác động vốn đầu tư xây dựng bản, sản lượng mỏ phương pháp khai thác trình độ khoa học kỹ thuật Biên giới mỏ lộ thiên chia làm ba loại : biên giới theo điều kiện tự nhiên, biên giới theo điều kiện kinh tế biên giới theo điều kiện kỹ thuật Biên giới theo điều kiện tự nhiên: phạm vi cuối mà mỏ lộ thiên khai thác toàn phần trữ lượng cân đối khoáng sàng mà mang lại hiệu kinh tế khơng vượt ngồi khả kỹ thuật trang bị Biên giới thường gặp khai thác khống sàng có thân quặng nằm mặt đất, khống sàng vật liệu xây dựng có cấu tạo dạng khối nằm mặt đất Trong trường hợp này, việc xác định biên giới đơn giản nhanh chóng Biên giới theo điều kiện kỹ thuật phạm vi cuối khoáng sàng tiến hành phương pháp khai thác lộ thiên điều kiện trang thiết bị cho phép Ngày với thiết bị đại trình độ khoa học kỹ thuật cao, người ta khai thác khống sàng có độ sâu hàng 500 ÷ 700m,nằm mức nước biển 200 ÷ 300m Biên giới theo điều kiện kinh tế phạm vi cuối mà mỏ lộ thiên mở rộng phạm vi hoạt động tới với hiệu kinh tế định, theo điều kiện giá thành quặng khai thác không vượt giá thành cho phép Biên giới theo điều 3.1 3.1.1 - - - Sinh viên : Lê Thanh Huấn Đồ án tốt nghiệp 3.1.2 - - Bộ môn khai thác lộ thiên kiện kinh tế biên giới hợp lý mỏ lộ thiên mà người ta cần xác định tiến hành thiết kế mỏ hay cải tạo, mở rộng mỏ cũ Tuy nhiên, tác động yếu tố thời gian tiến kỹ thuật vào tiêu kinh tế nên việc xác định biên giới hợp lý cho mỏ lộ thiên có trữ lượng thời gian tồn lớn thiếu xác Bởi người ta đưa khái niệm biên giới tạm thời biên giới triển vọng Biên giới tạm thời biên giới giai đoạn sản xuất số năm định Với mỏ lộ thiên có thời gian tồn lâu, người ta phân chia trình sản xuất nhiều giai đoạn, ngăn cách biên giới tạm thời cho hoạt động kinh tế giai đoạn trình tồn mỏ lộ thiên lớn Biên giới triển vọng mỏ lộ thiên biên giới cuối cùng, xác định cho mỏ quan tâm tới tác động yếu tố thời gian tiến kỹ thuật tới trình hoạt động kinh tế kỹ thuật mỏ tương lại Biên giới triển vọng mỏ lộ thiên sở để định quy mô đầu tư xây dựng sản xuất mỏ, sơ đồ bố trí tổng mặt mặt cơng nghiệp mỏ, định hướng quy mô chất lượng công trình xây dựng sở để làm thủ tục pháp lý tài nguyên đất đai cho mỏ lộ thiên Nguyên tắc xác định biên giới mỏ đá vôi Đá khai thác phạm vi biên giới mỏ phải đảm bảo chất lượng yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất xi măng Biên giới khai thác phù hợp với ranh giới ghi giấy phép khai thác mỏ công nghiệp cấp Khai thác tối đa trữ lượng đá biên giới xác định, tránh lãng phí tài ngun Các thơng số khai trường kết thúc khai thác phải đảm bảo an toàn đảm bảo độ ổn định bờ mỏ, phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn, địa chất cơng trình điều kiện địa hình khu mỏ, đảm bảo điều kiện thuận lợi để phục hồi môi trường mỏ Theo nguyên tắc trên, khu A7 mỏ Hồng Mai A có biên giới xác định sau: Biên giới phía Bắc: giáp đường nối khu mỏ với Quốc lộ 1A Biên giới phía Nam: giáp với đồng ruộng Biên giới phía Tây : cách Quốc lộ 1A khoảng 700m Biên giới phía Đơng : khai trường A8 Biên giới phía khu mỏ xác định trùng với cao độ đỉnh núi cao sau bạt đỉnh núi cao có độ cao +116m Sinh viên : Lê Thanh Huấn 10 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác lộ thiên Hồ Sĩ Giao,Cơ sở công nghệ khai thác đá Nhà xuất giáo dục, Hà Nội – 1996 Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Anh Tuấn, Khai thác khoáng sản rắn phương pháp lộ thiên Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội – 2009 Hồ Sĩ Giao, Trần Mạnh Xuân, Nguyễn Sỹ Hội,Khai thác mỏ vật liệu xây dựng Nhà xuất giáo dục, Hà Nội – 1997 Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Mai Thế Toản, Bảo vệ môi trường khai thác mỏ lộ thiên Nhà xuất từ điển Bách Khoa - 2010 Trần Mạnh Xuân,Các trình sản xuất mỏ lộ thiên Nhà xuất giáo dục, Hà nội – 1992 Sinh viên : Lê Thanh Huấn 142