Luận án công nghệ khai thác chọn lọc mỏ apatit Lào Cai - Hoàng Văn Liễu

BỘ■ GỈÁQ DỤC ■ VÀ ĐÀO TẠO ■ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MÒ ĐỊA CHẤT HOÀNG VÃN LIỄU TÊN ĐỂ TÀI LUẬN ÁN: W , I ! l à oứ tr MỘT số s ò Đ ổ CÔaiG STGHỆ K H A I THÁC CHỌIV LỌC PH Ù H Ọ P VỚI s à ỉíg a p a o t t ĩ à o cai Chuyên ngành : Khai thác lộ thiên và vận hành mỏ than, quặng, phi quặng và than bùn M ã số: 20805 LUẬN ÁN PHÓ TIẾN SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học : Giáo sư : Trần Mạnh Xuân LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tồi.Các số liệu,kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luân án Hoàng Văn Liễu MỤC LỤC Chương mục 1‘ Phần mò' đầu Chương 1. Khái quát chung về tinh hình khai thác khoáng sàng apatit Lào cai 1. Đặc điểm về địa chất khoáng sàna mỏ apatít Lào cai 1.

Vài nét về tình hình khai thác mỏ apatit Lào cai 1. Tinh hình tổn thất và làm nghèo quặng trong quá trình khai thác ở mỏ apatit Lào cai trong thời gian qua 1. Phân tích nhữna công trình nghiên cứu có liên quan, nêu nhiệm vụ và nội dung nahiên cứu Chương 2. Nghiên cứu iựa chọn phương pháp tính toán tổn thất và làm nghèo quặng 2.

Tóm tắt các phương pháp tính toán tổn thất và làm nghèo quặng trong quá trình khai thác đã có 2. Phương pháp tính toán tổn và làm nghèo quặng áp dụng cho mò apatit Lào cai (do Liên xô lập) 2. Phàn tích và đánh giá các phương pháp tính toán tổn thất và làm nghèo quặng đã nêu trên đây 2. Xác định chiều cao xúc chọn lọc đối với máy xúc tay gàu 2.

Xác định tỷ lệ tổn thất và làm nghèo ĩrên cỏ sở phương pháp pháp tiến hành còng tác mỏ tại vùng tiếp xúc giữa quặng và đất đá. Phàn tích các yếu tố địa chất và công nghệ khai thác ảnh hường đến các chỉ tiêu tổn thất và làm nghèo quăng Chưong 3. Nghiên cứu hoàn thiện các sỏ đồ công nghệ khai thác chọn lọc có thẻ áp dụng cho khoáng sàng apatit Lào cai 3. Nhũng vấn đề chung 3.

Phân tích các biện pháp cồns nghệ nhằm giảm tổn thất và làm nghèo quặng đan2 được áp dụng ờ mỏ apatit Lào cai hiện nav 3. Cỏ sở của việc hoàn thiện công nghệ khai thác 3. Xác định chiều cao siới hạn trèn của tầng h0 3. Xác định chiều cao siới hạn dưới của tầng 3.

Phàn tích sư ảnh hướng của các điều kiện thế nằm và chất lượn 2 quặng đến chiều cao siới hạn trên và giới hạn dưới h0 của tán 2 và định hướng các sỏ đổ xúc chọn iọc 3. Hoàn thiện SO' đồ công nghệ khai thác chọn lọc phù họp với điều kiện mỏ apatit Lào cai 3. Lựa chọn sơ đổ côna nghệ khai thác 114 Chưong 4. Tính toán áp dụng cho một khai trườn" thuộc mò apatit Lào cai V 116 4.

Đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ của khai trường 10 116 4. Phân loại khai trường theo các blốc kiểu khác nhau và đề nghị áp dụns sơ đồ côns nghệ khai thác đối với khai trường 10 ' 1^ 4. Địa điểm và đặc điểm địa chất khối thực nghiệm 127 4. Quá trình và kết quả thực hiện phương án thực nghiệm.

Hiệu quả của phương án thực nghiệm 133 Phần kết luận của luận án Ị Tài liệu tham khảo ~ PHẨN MỞ ĐẨU Khoáng sàng apatit Lào cai có trữ lượng apatit lớn nhất nước ta, là nơi cung cấp nguvên liệu chủ yếu cho nền công nghiệp sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp. Trong hơn 40 năm khai thác, mỏ âpatit Lào cai đã cung cấp cho thị trường trong ngoài nước (tin h từ năm 1940 đến năm 1995) 10.482 tấn quặng I nguyên khai, 1.439 tấn quặng n và lấy kèm theo 23.132 tấn quặng ẩm. Mỏ được bắt đầu khai thác theo quy hoach từ năm 1956 theo thiết kế và trang thiết bị của Liên Xô (cũ). Hơn 40 năm tồn tại của mỏ cho thấy sơ đồ công nghệ khai thác đang sử dụng hiện nay kém hiệu quả do thiết bị mỏ và công nghệ khai thác đơn điệu không phù hợp với điều kiện địa chất mỏ phức tạp cũng như tính phân cách của khoáng sàng.

Việc điều chỉnh chỉ tiêu tổn thất qiiặnơ và chất lượng quậng chỉ bằng chiều cao tầng và xúc quặng bằng máy xúc tay gàu kiểu cáp kém cơ động, với quỹ đạo xúc "cứng" đã dãn đến tình trạng tốn thất quặng quá cao so với định mức. Ngày nay trữ lượng quặng 3patit loại I không còn nhiều, những nơi quặng có chất lượng cao đã khai thác gần hết (Quặns loại I sau khi khai thác sẽ trớ thành hàng hoá và là loại quặng có giá trị nhất). Từ năm 1995 quặng m đã bắt đầu được sử dụng. Nó là nguyên liệu dùng đế tuyển thành quặng có giá trị tương đương như quặng I.

Kết quả hơn một năm tiiyển quặng m cho thấy giá thành tuyển lớn; tuyển ' 4 tấn quặng m mới được l tấn quặng tinh có chất lượng tương đương quặng I nguyên khai. Hàm lượng p?05 trong quặng m cung cấp cho nhà máy tuyển với lưu trình tuyến hiện nav phải đạt 15,8 ± 1%. Đây là một yêu cầu rất khắt khe trong khi chất lượng quặng in hầu hết trong vùng phân bố không đổng đều theo diện tích và theo chiều sâu. Theo kế hoạch phát triển của ngành cũng như dư kiến của côn? "t/ ; <3 patit Việt Nam từ năm 1996 đến năm 2000 hàng năm ngoài việc khai ọ Ihác quậng n (150 ngàn tấn năm 1996 đến 300 ngàn tấn năm 2000), quặng ] được tiến hành khai thác với quy mô 300 ngàn tấn/ năm còn quặng tinh (tuyển từ quặng EQ) từ 200 ngàn tấn năm 1996 đến 650 ngàn tấn năm 2000 (Tương đương với sản lượng quặng III nguyên liệu 800 ngàn tấn/năm đến 1.

Quặng apatit loại I ngoài ý nghĩa là quặng có giá trị nhất, nó còn có \ai trò quan trọng trong việc điều hoà hoạt động kinh tế chung của công tv nhằm đám bảo cho công ty sản xuất luồn có lãi. Do đó mà việc bảo vệ tài r.guyên quặng apatit loại I và kéo dài tuổi đời khai thác chúng có ý nghĩa dặc biệt đối với việc khai thác và sử dụng tài nguyên apatit vùng Lao Cai. Đê’ góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên đây luận án chọn đề tai "Nghiên cứu một số sơ đổ công nghệ khai thác chọn lọc phù hợp với khoáng sàng apatit Lào cai". Đây là vấn đề hết sức cần thiết và cấp bách nhằm phục vu cho ngành sản xuất phân bón, nâng cao hiệu quả khai thác apatit khoáng.sàng Lào cai, góp phần bảo vệ tài nguyên và môi trường của vùng mỏ với khía cạnh giảm tổn thất quặng I, điều hoà và đảm bảo chất lượng quặng in cung cấp cho nhà máy tuyển khi tiến hành khai thác khoáng sàng.

Từ những kết quả phân tích và đánh giá đặc điểm địa chất mỏ khoáng sàng apatit Lào cai, sự ảnh hưởng của các điều kiện thế nằm và chất lượng quặng, công nghệ khai thác, các thông số của hệ thống khai thác đến chì tiêu tổn thất và làm nghèo quặng, tác giả của luận án đưa ra 3 nhiệm vụ nghiên cứu sau đây: 1. Nshièn cứu các mối quan hệ phụ thuộc giữa các điểu kiện thế nám cua vía, chất lượng quặng trong nguyên vỉa, tính chất vật lý của các loại quặng với các thông số của hệ thống khai thác, phương pháp tiến hành còng tác mỏ trong vùng tiếp xúc giữa đất đá và quặng với quy mô tổn thất và làm nghèo nhằm đưa ra các cơ sở để lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác phù hợp. Nghiên cứu hoàn thiện một số sơ đồ công nghệ khai thác chọn lọc phù hợp với điều kiện địa chất mỏ phức tạp khoáng sáng apatit Lào cai nhằm giám tổn thất quăng loại I, điều hoà và đảm bảo quặng n i cung cấp cho nhà máy tuyển. Vận dụng các kết quả nghiên cứu để tính toán áp dụng cho một công trường khai thác thuộc mò apatit Lào cai.

Để thực hiện nhiệm vụ mà tác giả đã đề ra, luận án đi sâu nghiên cứu và bảo vệ các luận điểm sau đây: 1. Đê làm cơ sở cho việc hoàn thiện và lựa chọn sơ đồ khai thác chọn lọc phù hợp vói khoáng sang apatit Lào cai cần phải phân các loại blốc khai thác theo dọc tuyến tầng thành 3 kiểu khác nhau. Dấu hiệu để phân biệt các kiểu blốc khai thác là chiều cao giới hạn trên (h0)và giới hạn dưới (hn) của tầng. Gọi là Biốc kiểu I khi hn > h; kiểu II khi hn < h ^ h0 và kiểu III khi hn > h0 (h - chiểu cao của tầng, m).

Đê’ giảm tổn thất của quặng I đến mức thấp nhất và nâng cao hệ số thu hổi quặng khai thác trong điều kiện khoáng sàng apatit Lào cai nên áp dụng sơ đổ công nghệ "mềm". Trong đó dọc theo tuyến tầng ứng với từng blốc kiểu khác nhau sẽ áp dụng phương pháp xúc bóc trong vùng tiếp xúc giữa đất đá và quặng phù hợp. Đổng bộ thiết bị với máy khoan thủy lực, máy xúc thủv lực gàu ngược cùng với máy xúc *» ✓ ' tav aàu kiêu cáp phôi hợp với ồ tô tính cơ động cao cho phép tiến hành khai thác chọn lọc theo cả chiều cao tầng và chiều rộng giải khấu. Đế giảm tổn thất quặng III trong quá trình khai thác cần áp dụng công nghệ khai thác chọn lọc với việc phân loại quặng cùng chất lượng theo chiểu rộng bằng giải khấu có kích thước khác nhau khi sử dụng máy thừy lực ơàu ngược.

Trường hợp quặng HI chất lượng phân bố không đổng đều theo tuyến tầng cần áp dụng phương pháp khấu chọn lọc theo khu vực và tiến hành trung hòa quặng sơ bộ trong thùng vận tải hoặc trong đốns tại sương nhờ sự phối hợp có hiệu quả giữa máy bốc một gàu chạy 4 băng bánh lốp (còn gọi là máy xúc lật), máy xúc tay gàu với phương tiện vận tải ô tô. Việc hoàn thành các nhiệm vụ mà tác giả đã nêu, luận án đã đóng góp thêm những cái mới: 1. Đưa ra khái niệm và biểu thức tính toán chiều cao giới hạn của tầng theo điều kiện tổn thất và làm nghèo quặng trong quá trình khai thác. Trên cơ sở đó tiến hành phàn loại Blốc khai thác theo các kiểu khác nhau phục vụ cho việc lựa chon đúng đắn sơ đồ công nghệ khai thác.

Đưa ra phương pháp và biểu thức tính toán chiều cao xúc chọn lọc với máy xúc thuỷ lực gàu ngược.