Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 09/05/2011 21:51 (GMT+7)

Công nghệ khai thác lớp bauxit trên sườn dốc

1. Đặc điểm mỏ bauxit Tân Rai

a. Đặc điểm địa hình

Mỏ bauxit Tân Rai thuộc phần phía đông của cao nguyên Bảo Lộc - Di Linh, khu mỏ được phân bố trên địa hình có độ cao 800 - 900m, bề mặt địa hình có dạng đồi gò đỉnh tròn sườn thoải bị phân cách bởi những thung lũng dài và hẹp. Độ nghiêng của khu mỏ có hướng dốc dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam . Điều kiện địa hình khu mỏ có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng và trữ lượng các thân quặng bauxit. Ở những nơi có địa hình cao tương ứng với phần đỉnh các đồi, mặt địa hình tương đối bằng phẳng quặng bauxit có chất lượng trung bình và không ổn định nhưng chiều dày thân quặng lớn. Những nơi có địa hình thoải (dốc dưới 5 0) chất lượng quặng bauxit từ trung bình đến tốt.

Ở những địa hình thấp dưới sát chân đồi chất lượng quặng biến đổi mạnh. Dưới thung lũng gần các dòng và khối nước mặt, vỏ phong hóa bõa hòa thì quặng bauxit không phát triển.

Trong phạm vi khu mỏ phần lớn quặng bauxit nằm ở phần đỉnh đồi có địa hình cao (chiếm 87%), một phần nằm ở sườn đồi nhưng chủ yếu vẫn nằm trên mực nước ngầm.

b. Đặc điểm tính chất cơ lý

Địa tầng khu mỏ Tân Rai, từ trên xuống bao gồm các lớp: Lớp đất phủ có chiều dày 0,5m; Lớp laterit – bauxit có chiều dày từ 3¸3,5m; Lớp bauxit - laterit có chiều dày từ 7 – 10m; Lớp lotoma có chiều dày từ 1,5¸2,0m. Các lớp đất trên được khai thác trực tiếp không cần khoan nổ mìn, chỉ có phần quặng tảng chiếm 10 -11% khối lượng khai thác, có độ cứng f = 8¸9 (theo phân loại của Prôtôđiaconôp) tương đương với giới hạn bền néndn = 80¸90 MPa cần phải làm tơi sơ bộ trước khi khai thác.

Cấu trúc cột địa tầng mỏ Tân Rai được thể hiện trên hình 1.

2. Phân bổ trữ lượng bauxit

Quặng bauxit ở mỏ Tân Rai tạo thành các vỉa phân bố ở phần đỉnh các plato và ít khi phát triển tới tận sườn plato. Trên toàn diện tích công tác 42km 2, vỏ phong hóa laterit chứa bauxit phủ gần 32 km 2chiếm khoảng 75%. Quặng tinh bauxit đạt chỉ tiêu công nghiệp (lấy theo chỉ tiêu quặng tinh: Al 2O 3/40%, modun silic/7, dày/1m, độ thu hoạch tinh quặng + 1 mm/20) được khoanh nối vào thân quặng tính trữ lượng có diện tích 20,3 km 2, chiếm khoảng 48%. Quặng bauxit không đạt chỉ tiêu công nghiệp thường nằm ở sườn hoặc rìa plato hoặc phần đáy các đầm lầy. Quặng bauxit công nghiệp có bề dày lớn thường tập trung ở phân đỉnh các plato, có nơi đạt bề dày 11m (G03-35). Bề dày của bauxit ở đỉnh plato lớn hơn và chất lượng của chúng cũng tốt hơn so với bauxit nằm ở sườn. Góc dốc địa hình rất ảnh hưởng đến sự phân bố của vỉa bauxit. Thường sườn dốc của địa hình . 25 0thì bauxit laterit bị rửa trôi, trong khi đó, nếu góc dốc sườn từ 11 0– 15 0thì bauxit còn rất nhiều ở sườn, nhiều trường hợp quặng phân bố tới tận đáy thung lũng. Sự biến đổi bề dày của vỉa bauxit trên toàn mỏ không lớn. Qua bản đồ đồng giá trị hàm lượng, độ thu hồi quặng tinh cho thấy tại các plato khu vực phía bắc, tây bắc mỏ Tân Rai, địa hình tương đối bằng phẳng thì chất lượng quặng và bề dày của vỉa bauxit ổn định và lớn hơn các thân quặng khu Đông Nam .

* Đặc điểm lớp bauxit trên sườn dốc.

Đặc điểm lớp bauxit trên sườn dốc có các đặc điểm sau: Địa hình dốc nghiêng về các phía với góc dốc 11 0¸15 0tạo thành dạng lòng chảo. Chiều dày thật trung bình của lớp phủ: 0,45m; chiều dày (thật) lớp quặng thay đổi từ 1m¸10m trung bình của lớp quặng 5m. Chiều dày nằm ngang của lớp quặng thay đổi từ 16m¸24m, lớp quặng thay đổi từ 1,5m¸4,5m. Bề mặt địa hình được bao phủ bởi cây cà phê và cây thông của dân.

3. Yêu cầu khai thác lớp bauxit

Quặng bauxit là nguồn tài nguyên lớn của nước ta, là cơ sở để hình thành ngành công nghiệp luyện nhôm, là nguồn lực quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Hiện nay, do chưa sản xuất được cho nên chúng ta phải nhập toàn bộ nhôm và trong tương lai cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu về nhôm còn lớn hơn nữa. Mặt khác, thị trường nhập khẩu nhôm các nước xung quanh cũng rất lớn. Điều đó đòi hỏi chúng ta phải khẩn trương phát triển công nghiệp khai thác bauxit và luyện nhôm càng sớm càng tốt để đáp ứng nhu cầu trong nước và hướng tới xuất khẩu nhôm khi có điều kiện.

Với nguồn tài nguyên quặng bauxit đã xác định, nếu được đầu tư khai thác và chế biến quặng bauxit sẽ đóng một vai trò rất quan trọng cho nền kinh tế và quá trình công nghiệp hóa của đất nước. Khi ngành công nghiệp alumin - nhôm được hình thành sẽ giảm được một lượng ngoại tệ lớn dùng để nhập khẩu như hiện nay.

Vì vậy, cần phải nghiên cứu lựa chọn các công nghệ khai thác nhằm đảm bảo các mục tiêu sau:

- Khai thác tối đa nguồn tài nguyên bauxit.

- Khai thác với công nghệ mà tổn thất và làm nghèo quặng là nhỏ nhất.

- Khai thác với công nghệ và thiết bị đơn giản, quen thuộc với trình độ công nhân khu vực.

- Khai thác đảm bảo thân thiện với môi trường.

4. Công nghệ khai thác

Để tận dụng diện tích các đáy thung lũng không quặng làm chỗ chứa tạm đất phủ chờ phục vụ hoàn thổ, đảm bảo cung độ vận tải đất phủ nhỏ nhất, thuận lợi cho công tác thoát nước và kết hợp giữa công tác thoát nước và kết hợp giữa công tác thải đất mặt và công tác hoàn thổ, trình tự khai thác phần sườn các plato sẽ được tiến hành từ phần thấp lên phần cao. Trên dọc chiều dài tuyến công tác phân ra thành các khối khai thác (block) kích thước phù hợp với thiết bị sử dụng và an toàn lao động.

Tùy thuộc vào chiều dày nằm ngang của thân quặng bauxit trên sườn dốc. Công nghệ khai thác bauxit trên sườn dốc được phân ra làm các trường hợp sau:

a) Công nghệ khai thác xúc quặng trực tiếp bằng máy xúc và chất tải lên ôtô, máy gạt gạt đất phủ.

Những khu vực có chiều dày nằm ngang của quặng >15m -17m đủ để ôtô quay đảo chiều và nhận tải. Khi đó sẻ dụng công nghệ xúc trực tiếp, máy xúc đứng ở mức trung gian của tầng công tác với gương phối hợp, chất tải vào ôtô đứng ở mức dưới. Sơ đồ công nghệ được mô tả trên hình 2. Sơ đồ này có ưu điểm là năng suất đồng bộ thiết bị lớn.

b) Công nghệ khai thác sử dụng máy gạt.

-Những khu vực có chiều dày nằm ngang của quặng <15m -17m không đủ chiều rộng cho ôtô quay đảo chiều. Khi đó, không thể xúc trực tiếp và độ dốc cho máy gạt hợp lý, quặng được gạt từ phần cao của block khai thác xuống chân tầng để máy xúc thủy lực gàu ngược xúc lên ôtô vận chuyển về xưởng tuyển, hoặc cũng có thể xúc trực tiếp quặng lên ôtô. Sơ đồ công nghệ thể hiện.

c) Công nghệ khai thác sử dụng máy phay cắt

Với điều kiện áp dụng máy phay cắt đối với các loại đất đá có giới hạn bền néndn < 80¸90 MPa. Như vậy, với điều kiện khu mỏ Tân Rai các lớp đất và quặng phía trên được khai thác trực tiếp không cần khoan nổ mìn, chỉ có phần quặng tảng chiếm 10%¸11% khối lượng khai thác, có độ cứng f = 8¸9 (theo phân loại của Prôtôđiaconôp) tương đương với giới hạn bền néndn < 80¸90 MPa cần phải làm tơi sơ bộ trước khi khai thác. Vậy việc áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác bằng máy phay cắt trên sườn đồi rất hiệu quả.

Căn cứ vào kết quả đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất các khu vực áp dụng công nghệ bóc đất bằng máy phay cắt; điều kiện khai thác của mỏ; đề xuất lựa chọn máy phay cắt mang mã hiệu 2200 SM hoặc 2500 SM của hãng Wirtgen.

Khu vực sườn đồi có chiều dày quặng nằm ngang từ 5m¸24m, tùy thuộc vào chiều dài khai trường có thể sử dụng các sơ đồ khấu sau:

+ Khấu liên tục

Khấu liên tục quay vòng trên sườn thung lũng: sau khi dùng máy gạt gạt lớp đát phủ xướng chân và làm đường cho ô tô và máy từ đỉnh đồi xuống đáy thung lũng đưa máy vào khấu vòng tròn trên toàn thung lũng. Ô tô nhận tải phía trước, khi đẩy sẽ vận tải ra đường về bãi chứa.

Bề rộng mặt tầng công tác tối thiểu được tính toán phụ thuộc bề rộng của ô tô theo công thức:

B min= 2B 0+ B m+ 2L 1+ L 2+ L 3, m

Trong đó: B m, B 0là bề rộng của máy khấu và ô tô, m.

L 1: khoảng cách giữa máy và ô tô khi tránh nhau, m.

L 2, L 3: khoảng cách an toàn từ mép tầng và chân tầng tới mép ngoài của ôtô.

Bề rộng B minứng với máy khấu 2200Sm , 2500SM.

+ Khấu tải xuống chân tầng

Khi bề rộng nằm ngang của quặng > B mvà < 8-10m (tương ứng với máy khấu 2200Sm và 2500SM thì máy khấu sẽ khấu và tải xuống dưới. Tại chân tầng quặng sẽ được máy xúc xúc lên ô tô chở về bãi chứa.

+ Khấu không liên tục

+ Khi chiều dày nằm ngang của quặng > 8m - 10m và < 15 - 17m (tương ứng với máy khấu 2200Sm và 2500SM) sử dụng các sơ đồ công nghệ khấu 2 chiều.

Khấu hai chiều (tại khu vực quay đầu sẽ không cắt tải).

Các thông số công nghệ đối với máy 2200SM:

Chiều rộng bloch khấu: 10 <17m o:p="">

Chiều dài khấu l > 150m.

+ Khấu 1 chiều, hướng ngược lại không tải khi chiều dài khu vực khấu < 150m; chiều rộng < 2R q(hình 5). Ô tô lùi vào nhận tải khi đầy sẽ vận tải quặng về bãi chứa.

Các thông số công nghệ:

Chiều dài bloc: < 150 m

Chiều rộng: B 0+ L 2+ L 3< B min< 2B 0+ L 1+ L 2+L 3.

d. Công nghệ khai thác hỗn hợp máy xúc + máy gạt + máy phay cắt

Do đặc điểm phân bố của các thân quặng bauxit trên sườn dốc là không đồng đều, góc dốc thay đổi 11 0¸15 0tạo thành dạng lòng chảo có đáy. Chiều dày thật trung bình của lớp phủ: 0,45m; chiều dày (thật) lớp quặng thay đổi từ 1¸10m trung bình của lớp quặng 5m. Chiều dày nằm ngang của lớp quặng thay đổi từ 10m¸24m, lớp phủ thay đổi từ 1,5m¸4,5m. Vậy, ưu tiên những khu vực nào có chiều dày nằm ngang của thân quặng lớn hơn chiều rộng quay đảo chiều của ô tô thì áp dụng công nghệ xúc trực tiếp bằng máy xúc (phần a), những khu vực có chiều dày nằm ngang thân quặng nhỏ hơn chiều rộng quay đảo chiều của thiết bị vận tải thì áp dụng công nghệ gạt xuống chân tuyến sau đó dùng máy xúc để xúc lên ô tô và vận tải về bãi chứa ( phần B). Những khu vực có góc dốc sườn đồi nhỏ và chiều rộng đảm bảo cho máy phay cắt làm việc thì áp dụng công nghệ khai thác lớp bauxit trên sườn dốc bằng máy phay cắt (phần c).

Kết luận

Bauxit là khoáng snar có giá trị.Việc tìm kiếm các công nghệ - thiết bị mới hiện đại, cơ động, năng suất cao, ít làm ảnh hưởng môi trường và giá thành hạ là hướng đi đúng đắn cho ngành khai thác lộ thiên Việt Nam .

Với đặc điểm các thân quặng bauxit Tân Rai nằm trên sườn đồi chiếm tỷ lệ tương đối lớn, việc áp dụng các công nghệ khai thác hợp lý nhằm tận thu tối đa tài nguyên và tiết kiệm chi phí sản xuất, đảm bảo không gây ô nhiễm đến môi trường là hêt sức cần thiết./.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

WFEO: Kênh kết nối cộng đồng kỹ sư quốc tế và cơ hội tham gia của cộng đồng kỹ sư Việt Nam
Trong một thế giới ngày càng phụ thuộc vào các giải pháp kỹ thuật để giải quyết những thách thức toàn cầu như biến đổi khí hậu, đô thị hóa và chuyển đổi số, vai trò của các kỹ sư trở nên then chốt hơn bao giờ hết. Đứng sau sức mạnh tập thể của hơn 30 triệu kỹ sư trên toàn cầu là Liên đoàn các Tổ chức kỹ sư Thế giới (World Federation of Engineering Organizations - WFEO).
Trung tâm SUDECOM nâng cao chuỗi giá trị nông nghiệp cho cộng đồng
Sáng ngày 29/12, Trung tâm Hỗ trợ Phát triển Bền vững Cộng đồng các Dân tộc Miền núi (Trung tâm SUDECOM) đã tổ chức hội nghị tổng kết dự án “Hỗ trợ mô hình sinh kế và nâng cao năng lực tiếp cận chuỗi giá trị nông nghiệp cho cộng đồng nhằm góp phần tăng thu nhập và bình đẳng giới tại 3 xã Lương Thịnh, Thác Bà, Yên Bình, tỉnh Lào Cai”.
VUSTA nhận Bằng khen của Bộ Ngoại giao vì những đóng góp tiêu biểu trong công tác đối ngoại nhân dân 2025
Phát biểu tại Hội nghị tổng kết công tác đối ngoại nhân dân 2025, Phó Chủ tịch VUSTA Phạm Ngọc Linh khẳng định đội ngũ trí thức KH&CN đã có những đóng góp tích cực vào những thành tựu chung của công tác đối ngoại nhân dân 2025. VUSTA cam kết tiếp tục phát huy vai trò nòng cốt trong đối ngoại nhân dân, góp phần thúc đẩy hợp tác quốc tế về KH&CN, ĐMST&CĐS trong giai đoạn phát triển mới của đất nước.
An Giang: Hoàn thiện khung hệ giá trị văn hóa trong kỷ nguyên mới
Ngày 26/12, Trường Chính trị Tôn Đức Thắng phối hợp với Ban Tuyên giáo và Dân vận Tỉnh ủy tổ chức hội thảo: “Xây dựng và phát huy hệ giá trị văn hóa, con người An Giang thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh trong kỷ nguyên mới”. TS. Hồ Ngọc Trường - Tỉnh ủy viên, Hiệu trưởng Trường Chính trị Tôn Đức Thắng; Bà Nguyễn Thị Hồng Loan - Phó Trưởng Ban TG&DV Tỉnh ủy đồng Chủ trì hội thảo
Đảng, Nhà nước tặng quà nhân dịp chào mừng Đại hội XIV của Đảng và Tết Bính Ngọ
Thủ tướng Phạm Minh Chính vừa ký công điện số 418 ngày 28/12/2025 về việc tặng quà của Đảng, Nhà nước nhân dịp chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng và Tết Nguyên đán Bính Ngọ năm 2026 cho người có công với cách mạng, các đối tượng bảo trợ xã hội, hưu trí xã hội và đối tượng yếu thế khác.
Lào Cai: Hội nghị triển khai nhiệm vụ trọng tâm năm 2026
Chiều 28/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh tổ chức hội nghị Ban Chấp hành nhằm đánh giá công tác lãnh đạo, chỉ đạo thực hiện nhiệm vụ năm 2025; thảo luận, thống nhất phương hướng nhiệm vụ trọng tâm năm 2026 và quyết định một số nội dung theo thẩm quyền.
Vai trò nòng cốt, quy tụ trí tuệ, kết nối nguồn lực của VAA trong điều khiển và tự động hóa
Ngày 27/12 tại Hà Nội, Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) long trọng tổ chức Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ VI, nhiệm kỳ 2025-2030. Với chủ đề “Tiếp nối - Phát triển”, Đại hội thể hiện rõ định hướng kế thừa, đổi mới và quyết tâm của VAA trong bối cảnh đất nước bước vào giai đoạn phát triển mới, nơi khoa học - công nghệ và tự động hóa giữ vai trò then chốt.
Gia Lai: Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tổng kết hoạt động năm 2025
Ngày 26/12/2025, tại phường Quy Nhơn, Hội nghị Ban Chấp hành Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Gia Lai (Liên hiệp hội) lần thứ III đã diễn ra với sự tham dự của đại diện lãnh đạo Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh, các ủy viên Ban Chấp hành, đại diện các đơn vị thành viên Liên hiệp hội.