Bài giảng Các quá trình sản xuất mỏ lộ thiên: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 1 của bài giảng "Các quá trình sản xuất mỏ lộ thiên" cung cấp cho học viên những nội dung về: những vấn đề chung; công nghệ khai thác mỏ lộ thiên; khái niệm về mở vỉa và hệ thống khai thác; chuẩn bị đất đá cho xúc bốc; làm tơi đá bằng cơ giới; công tác khoan lỗ mìn trên mỏ lộ thiên;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Các quá trình sản xuất mỏ lộ thiên: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BỘ MÔN KỸ THUẬT MỎ LỘ THIÊN - KHOA MỎ - CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MỎ LỘ THIÊN (Dành cho sinh viên bậc Đại học) (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh, 2020 Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1. Đối tượng và điều kiện áp dụng phương pháp khai thác mỏ lộ thiên 1.1.1. Đối tượng của khai thác mỏ lộ thiên Khai thác lộ thiên (KTLT) là một dạng hoạt động công nghệ nhằm thu hồi các khoáng sản có ích (KSCI) ở thể rắn từ lòng đất (bao gồm cả dưới và trên mặt đất) nhằm sử dụng vào các mục đích kinh tế khác nhau của Con người. Đối tượng của KTLT là tất cả những khoáng sàng (nơi tập trung một hay một số KSCI ở trạng thái tự nhiên có khả năng khai thác được) có chứa KSCI có thể khai thác được trong những điều kiện kinh tế - kỹ thuật cụ thể. Đặc điểm công nghệ nổi bật của KTLT là phải bóc đi một khối lượng đất đá khá lớn (có thể tới hàng chục lần) so với khối lượng KSCI thu hồi được, bởi vậy có thể nói, đối tượng tác động trực tiếp của KTLT là đất đá mỏ và KSCI. Tuy nhiên, trong điều kiện cụ thể về địa chất thủy văn và thời tiết khí hậu nước ta - mưa nhiều, lưu lượng nước ngầm lớn, thì đối tượng của KTLT còn là nước mỏ nữa. Thí dụ, nước thải của mỏ than Cọc Sáu hàng năm lên tới 910 triệu m3, còn của mỏ sắt Thạch Khê theo tính toán, thì có thể tới 3 triệu m3/ngày-đêm. Sự phát triển của khoa học-công nghệ, của kinh tế-kỹ thuật là nhân tố quyết định quá trình mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ KTLT, nhờ nó mà đối tượng của KTLT ngày càng nhiều hơn về số lượng và phong phú hơn về chủng loại: Nhờ kỹ thuật gia công chế biến hiện đại mà nhiều loại quặng nghèo (có chất lượng kém) đã được huy động để thu hồi bằng KTLT như vonfram Núi Pháo, apatit Lào Cai loại III,…; Nhiều thân khoáng có chiều sâu vùi lấp lớn đã được khai thác bằng phương pháp lộ thiên (mà trước đây không thể) như phần trữ lượng than từ mức -150-300 m của các khoáng sàng than Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn,…; Không ít những khoáng sàng có điều kiện tự nhiên hết sức phức tạp đã được đưa vào các dự án KTLT mà điển hình là sắt Thạch Khê - một khoáng sàng có điều kiện tự nhiên không thuận lợi: mưa nhiều, thân khoáng nằm sát mép biển, quặng phân bố sâu dưới mực nước biển tới 125750 m, lớp đất phủ mềm yếu, nước ngầm nhiều và có mối quan hệ thủy lực với nước biển,... tiềm ẩn nhiều sự cố, rủi ro về môi trường,… Các đối tượng KTLT thường có tính biến động cao về đặc điểm hóa, lý và cơ học. Điều đó dẫn đến những khó khăn trong việc lựa chọn công cụ cũng như phương thức để tác động lên nó một cách hiệu quả. Cuộc đại nhảy vọt của khoa học công nghệ trong nửa cuối của Thế kỷ XX đã giúp cho ngành KTLT vượt qua được những trở ngại đó. Ngày nay người ta đã chế tạo được những máy móc đa năng, có công suất từ nhỏ đến lớn và rất lớn, có nhiều tính năng kỹ thuật phù hợp với mọi đối tượng tác động; nhiều loại vật tư kỹ thuật tiên tiến, tương thích với mọi yêu cầu sử dụng;… mà chúng sẽ được lần lượt nghiên cứu trong các nội dung các chương sau. 1.1.2. Đặc điểm của khai thác lộ thiên Trên mỏ lộ thiên, các công trình khai đào đều được tiến hành ngoài trời, do vậy so với khai thác hầm lò thì khai thác lộ thiên có những đặc điểm sau: a) Điều kiện lao động tốt do mọi công việc được tiến hành ngoài trời, có đầy đủ ánh sáng và khí trời, có không gian thao tác rộng lớn. Tạo điều kiện để đảm bảo sức khoẻ và nâng cao năng suất lao động cho công nhân. b) Điều kiện không gian cho phép sử dụng thiết bị hiện đại, có năng suất cao và khả năng cơ giới hoá - tự động hoá. Ngày nay trên các mỏ lộ thiên lớn người ta sử dụng các loại máy xúc tay gàu và máy xúc thuỷ lực được trang bị các hệ thống điều khiển, tra dầu mỡ, phát hiện hỏng hóc,... tự động, trang bị hệ thống định vị toàn cầu GPS, có dung tích gàu 1225 m3 và hơn, ô tô tải trọng 75240 tấn hoặc những máy xúc nhiều gàu kiểu khung xích và kiểu rôtor hiện đại có năng suất giờ đạt tới 3200 m3/giờ và hơn. c) Thời gian xây dựng mỏ ngắn. So với mỏ hầm lò có sản lượng tương đương thì thời gian xây dựng của mỏ lộ thiên thường chỉ bằng 2530 % hoặc nhỏ hơn, do có thể tiến hành song song các công việc trong xây dựng, sử dụng được các thiết bị lớn có năng suất cao để thi 1 công các hạng mục công trình. Vốn đầu tư xây dựng của mỏ lộ thiên cũng nhỏ hơn nhiều so với mỏ hầm lò có sản lượng tương đương trong vùng. d) Tổn thất tài nguyên ít vì không cần để lại các trụ bảo vệ như ở hầm lò, điều kiện địa chất rõ ràng nên không bỏ sót tài nguyên, dễ khai thác chọn lọc, có điều kiện để tận thu tài nguyên. Tổn thất tài nguyên trung bình trên các mỏ lộ thiên là 68 %, có nơi chỉ 24 %, trong khi đó của các mỏ hầm lò là 1824 %, cá biệt có nơi trên 60 %. e) Chịu ảnh hưởng của thời tiết khí hậu. Đặc biệt đối với nước ta - một vùng khí hậu nhiệt đới. Ảnh hưởng của mùa mưa là rất xấu đối với các mỏ lộ thiên, nhất là những mỏ đang khai thác dưới mức thoát nước tự chảy. Mùa mưa hàng năm kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, gây ra những sự cố trầm trọng trên các mỏ than: ngập lụt, đường sá hư hỏng, bờ mỏ bị sụt lở, đất đá và bùn lấp đầy mỏ,... Về mùa sương mù (từ tháng 2 đến tháng 4), ở các mỏ vùng núi cao, thường rất khó khăn trong việc quan sát, nhất là những ngày hanh khô, sương mù và bụi làm cho tầm nhìn của tài xế chỉ còn lại vài ba mét. Nắng to về mùa hè cũng ảnh hưởng khá nhiều đến sức khỏe của người lao động. g) Về mặt môi trường, các mỏ lộ thiên thường gây nhiều tác động xấu, làm suy giảm chất lượng không khí, đất, nước, cảnh quan khu vực,... hơn so với khai thác hầm lò. Khai thác lộ thiên thường chiếm diện tích lớn đất đai (để mở khai trường và làm bãi thải), làm biến dạng địa hình, đ ...