BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ HỮU KHƯƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC CÁT BÃI BỒI Ở BẮC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ HỮU KHƯƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC CÁT BÃI BỒI Ở BẮC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ MÃ SỐ: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hồ Sĩ Giao LỜI CAM ĐOAN HÀ NỘI - 2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH PHÂNBỐ CÁC MỎ KHOÁNG SẢN CÁT BÃI BỒI Ở BẮC VIỆT NAM 1.1 Khái quát cát sa khoáng 1.2 Vị trí địa lý 12 1.3 Đặc điểm tự nhiên .12 1.3.1 Đặc điểm địa hình 12 1.3.2 Đặc điểm khí hậu .13 1.3.3 Đặc điểm kinh tế - nhân văn 14 1.3.4 Vai trò mỏ cộng đồng 15 1.4 Nguồn gốc, điều kiện địa chất hình thành, đặc điểm phân bố trữ lượng cát sa khoáng Bắc Bộ 16 1.4.1 Nguồn gốc, điều kiện địa chất hình thành 16 1.4.2 Đặc điểm phân bố trữ lượng .17 1.4.2.1 Vùng Đông Bắc Bộ .18 1.4.2.2 Vùng Tây Bắc Bộ 20 1.4.2.3 Vùng Bắc Bộ 21 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG KHAI THÁC, QUẢN LÝ KHAI THÁC MỎ CÁT BÃI BỒI Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM HIỆN NAY 33 2.1 Hiện trạng công nghệ thiết bị khai thác .33 2.1.1 Công nghệ khai thác 33 2.1.2 Trình tự khai thác thiết bị sử dụng 38 2.2 Công tác hoàn thổ sau khai thác 40 2.3 Vấn đề bảo vệ môi trường 40 2.3.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm 40 2.3.2 Đánh giá tác động nguồn ô nhiễm tới môi trường .41 2.3.3 Phương án giảm thiểu khống chế ô nhiễm môi trường khai thác cát bãi bồi 42 2.4 Hiện trạng công tác lý tài nguyên cát bãi bồi 42 2.4.1 Hệ thống văn quy phạm pháp luật 42 2.4.2 Nhu cầu khai thác sử dụng cát xây dựng tỉnh Miền Bắc 44 2.5 Một số vấn đề bất cập 52 2.5.1 Về công nghệ thiết bị khai thác 53 2.5.2 Về trình tự khai thác 54 2.5.3 Về vấn đề bảo vệ môi trường 54 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC CÁT BÃI BỒI Ở BẮC VIỆT NAM 58 3.1 Xác định yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến việc lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam .58 3.2 Nghiên cứu dạng sơ đồ công nghệ khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam 59 3.2.1 Sơ đồ công nghệ khai thác giới .60 3.2.2 Sơ đồ công nghệ khai thác sức nước 66 3.2.3 Sơ đồ công nghệ khai thác hỗn hợp 71 3.2.4 Sơ đồ công nghệ khai thác đặc biệt .72 3.3 Đánh giá chung 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 – Phân loại cát theo kích thước tuyệt đối Bảng 1.2- Phân loại cục (hạt) sản phẩm phong hóa Bảng 1.3- Yêu cầu khối lượng riêng thành phần cỡ hạt cát Bảng 1.4 - Yêu cầu chất lượng cát dùng cho bêtông nặng .8 Bảng 1.5 Bảng 1.6- Yêu cầu chất lượng cát dùng cho vữa xây dựng 10 Bảng 1.7- Phân loại cát dùng cho sản xuất thủy tinh VN .11 Bảng 1.8- Phân loại cát thủytinh Liên Xô (cũ) .12 Bảng 1.9- Phân loại cát thủy tinh Vương quốc Anh .12 Bảng 1.10 Tổng hợp mỏ cát bãi bồi thành phố Hà Nội 22 Bảng 1.11 Tổng hợp mỏ cát bãi bồi tỉnh Hải Dương 26 Bảng 1.12 Tổng hợp mỏ cát bãi bồi Thành Phố Hải Phòng .28 Bảng 1.13 Tổng hợp mỏ cát bãi bồi tỉnh Hưng Yên .30 Bảng 2.1 Bảng thống kê thiết bị sử dụng khai thác bãi bồi cạn 39 Bảng 2.2 Bảng tổng hợp thiết bị khai thác cát bãi bồi ngập nước 39 Bảng 3.1 Năng suất máyủi .65 Bảng 3.2 Tốc độ vận tải đất đá 69 Bảng 3.3 Phương pháp di chuyển tàu cuốc 73 Bảng 3.4 Tốc độ xói lở đất đá 78 Bảng 3.5 Thống kê trị số (q) 80 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ khai thác cát bãi bồi cạn khai thác thủ công kết hợp vận tải giới 34 Hình 2.2 Khai thác xúc bốc thủ công kết hợp vận tải giới 34 Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ khai thác cát bãi bồi cạn khai thác giới .35 Hình 2.4 Khai thác giới tơ kết hợp máy xúc .35 Hình 2.5 Sơ đồ cơng nghệ khai thác cát bãi bồi ngập nước khai thác giới (máy xúc gầu kéo cáp) 36 Hình 2.6 Sơ đồ cơng nghệ khai thác cát bãi bồi ngập nước khai thác giới (tàu cuốc)36 Hình 2.7 Khai thác gầu kéo cáp“Pơng - tông” 37 Hình 2.8 khai thác tàu hút cát 37 Hình 2.9 Cát bãi bồi sơng mùa nước cạn, khai thác sử dụng máy xúc thủy lực kết hợp vởi ô tô 38 Hình 3.1.Sơ đồ số 61 Hình 3.2 Sơ đồ số 61 Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ khai thác cát sức nước Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Biểu đồ đường đặc tính bơm 71 Hình 3.5: Phương pháp dịch chuyển tời 75 Hình 3.6: Tàu cuốc .75 Hình 3.7: Sơ đồ dịch chuyển cọc tàu làm việc 76 Hình 3.8 .77 Hình 3.9 .78 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn với đề tài: “Nghiên cứu số sơ đồ công nghệ khai thác nhằm nâng cao hiệu khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình Hà nội, tháng 04 năm 2013 Tác giả luận văn Lê Hữu Khương MỞ ĐẦU Cát bãi bồi hình thành dựa ngun lý tích tụ từ dịng chảy sơng mang lại, bãi bồi hình thành dịch chuyển đoạn sơng uốn khúc hình thành trầm tích xảy sau bãi bồi ven lịng sơng bị dịch chuyển theo đoạn uốn cong dọc theo bờ mé Vật liệu cát nói chung cát bãi bồi nói riêng khai thác sử dụng xây dựng, giao thông, thủy lợi với nhiều mục đích khác nhau: dùng để san lấp mặt cơng trình, dùng để xây, trát, lớp đệm móng cơng trình đường giao thơng Trong vài năm trở lại hòa chung với cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, khai thác vật liệu cát điều kiện địa hình tự nhiên diễn cách ạt nhiều địa phương nhằm cung cấp cho việc xây dựng sở hạ tầng, ngành xây dựng, thủy lợi, giao thông Hoạt động khai thác cát ngày mạnh mẽ phần đáp ứng nhu cầu vật liệu cần thiết cho ngành, xây dựng, thủy lợi, giao thông cơng trình dân dụng khác, mặt nâng cao thu nhập cho người dân ngân sách cho địa phương Ở miền Bắc Việt Nam có hệ thống sông suối dày đặc chảy theo hướng chủ yếu từ hướng Bắc, Tây Tây Bắc đổ Biển Đông sông: Sông Đà, Sông Hồng, Sông Lô, Sông Thao, Sông Đuống, Sông Cầu, Sông Kinh Thầy, Sơng Thái Bình Do hình thành nên nhiều bãi bồi ven hệ thống sơng Bên cạnh đó, nước ta nằm vùng thoải biển Thái Bình Dương nên hàng triệu năm qua địa dư ven biển có dải cát dày 10-15 mét kéo dài suốt Miền Bắc Tính cấp thiết đề tài Như nêu nguồn vật liệu cát bãi bồi Miền Bắc Việt Nam phong phú trữ lượng chất lượng, địa phương tận dụng khai thác nhằm cung cấp cho nhu cầu xây dựng ngày phát triển đất nước Tuy nhiên mặt quản lý nhà nước doanh nghiệp khai thác chưa đặt mục tiêu hiệu cao nhất; đảm bảo an toàn, khai thác hết trữ lượng, hiệu kinh tế mà hầu hết doanh nghiệp khai thác (mỏ cát bãi bồi) khai thác theo kiểu “dễ làm khó bỏ” khơng theo mơ hình hay trình tự gây lãng phí tài nguyên đất nước Điều đòi hỏi phải đưa giải pháp quản lý, giải pháp kỹ thuật, công nghệ khai thác phù hợp với điều kiện loại mỏ cát bãi bồi việc lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu số sơ đồ công nghệ khai thác nhằm nâng cao hiệu khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam” cấp thiết thực tiễn Kết nghiên cứu luận văn góp phần nâng cao hiệu q trình quy hoạch, lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác hợp lý nhằm nâng cao hiệu khai thác mỏ cát bãi bồi Bắc Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu đề tài tài nguyên cát bãi bồi Bắc Việt Nam - Phạm vi nghiên cứu đánh giá tài nguyên cát bãi bồi, thực trạng khai thác bãi bồi nghiên cứu số sơ đồ công nghệ khai thác nhằm nâng cao hiệu khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam Mục đích đề tài Nghiên cứu số sơ đồ công nghệ khai thác nhằm nâng cao hiệu khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu tài nguyên cát bãi bồi, tiềm mỏ cát bãi bồi Bắc Việt Nam - Đánh giá trạng công nghệ khai thác, thiết bị áp dụng khai thác vận tải, công tác quản lý cát bãi bồi Bắc Việt Nam - Đưa sơ đồ công nghệ hợp lý để áp dụng nhằm nâng cao hiệu cho khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích tổng hợp: phân tích đánh giá số liệu sở thực tế sử dụng - Phương pháp đánh giá nhanh: sở trạng công tác khai thác mỏ cát bãi bồi, đánh giá nhanh ưu điểm nhược điểm - Phương pháp đánh giá tổng hợp trữ lượng cát bãi bồi gắn với quy hoạch cát xây dựng Miền Bắc Việt Nam - Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia khai thác mỏ, địa chất mỏ, tuyển khoáng… Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Góp phần bổ sung sở khoa học thực tiễn xây dựng quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến cát bãi bồi Bắc Việt Nam; - Góp phần nâng cao hiệu hoạt động khai thác mỏ cát bãi bồi Bắc Việt Nam đưa số sơ đồ công nghệ để áp dụng cho mỏ cát bãi bồi nhằm nâng cao hiệu khai thác cho mỏ Cấu trúc đề tài Toàn đề tài cấu trúc gồm: Phần mở đầu, chương, phần kết luận, tài liệu tham khảo, trình bày cụ thể 84 trang với 18 hình vẽ 20 bảng biểu ... bồi nghiên cứu số sơ đồ công nghệ khai thác nhằm nâng cao hiệu khai thác cát bãi bồi Bắc Việt Nam Mục đích đề tài Nghiên cứu số sơ đồ công nghệ khai thác nhằm nâng cao hiệu khai thác cát bãi bồi. .. 3: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC CÁT BÃI BỒI Ở BẮC VIỆT NAM 58 3.1 Xác định yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến việc lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác. .. dò, khai thác, chế biến cát bãi bồi Bắc Việt Nam; - Góp phần nâng cao hiệu hoạt động khai thác mỏ cát bãi bồi Bắc Việt Nam đưa số sơ đồ công nghệ để áp dụng cho mỏ cát bãi bồi nhằm nâng cao hiệu