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

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: 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, địa mạo, cảnh quan khu vực. Các bãi thải ở phía nam của các mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu đã vùi lấp hàng trăm hecta đất đai trồng trọt hai bên Quốc lộ 18 ở khu vực phía đông thị xã Cẩm Phả và buộc phải di chuyển Quốc lộ 18 xuống sát mép biển. Mặt khác nữa, khối lượng đất đá thải của mỏ lộ thiên rất lớn, thường trôi dạt xuống phía dưới hạ lưu, gây bồi lấp các nguồn nước chảy, trôi lấp diện tích cây rừng, sa mạc hoá đất đai canh tác,làm ô nhiễm nguồn nước,... Các khí độc hại và bụi do nổ mìn, do hoạt động của các động cơ chạy điêzen phát thải vào không khí, làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của cộng đồng dân cư quanh vùng và xa hơn, là góp phần làm gia tăng khí nhà kính của trái đất. 1.1.3. Những khoáng sản được khai thác bằng phương pháp KTLT Thiết bị mỏ ngày càng được cải tiến, tổ chức công tác trên mỏ ngày càng được hoàn thiện làm cho giá thành khai thác ngày càng hạ đã cho phép mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên. Phạm vi ứng dụng của KTLT chủ yếu đối với khoáng sản lộ ra mặt đất, bị vùi lấp không sâu; có điều kiện địa chất phức tạp; những khoáng sàng nguy cơ về nổ bụi, khí nổ và tự cháy; với khoáng sàng ngập nước và bị vùi lâp dưới nước. Tuy nhiên mức độ hiệu quả của phương pháp KTLT phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên của vỉa như chiều dày, góc cắm, chiều dầy lớp đất phủ và tính chất cơ lý của nó; điều kiện về địa hình, địa chất thuỷ văn và khí hậu. Các đặc trưng cấu tạo của khoáng sàng bao gồm: a) Địa hình: bình nguyên, sườn dốc, đỉnh núi, đồi mấp mô. Vứa nằm trên đỉnh núi, bên sườn núi chỉnh hợp hoặc không chỉnh hợp với địa hình (Hình 1.1 - a, b, k, m, n, l). b) Vị trí vỉa: trực tiếp lộ ra ngoài hay bị phủ một lớp đất không dầy lắm (Hình 1.1- c, d, k, n, l). Những khoáng sàng kiểu hỗn hợp (nằm trên núi và dưới sâu) thường được KTLT ở phần trên còn phần dưới thì khai thác bằng phương pháp hầm lò. c) Góc cắm của vỉa: gọi là vỉa dốc thoải khi góc cắm của vỉa   10o, vỉa dốc xiên khi =1030o, vỉa dốc đứng khi   30o. d) Chiều dày của vỉa: vỉa mỏng nếu tiến hành khai thác bằng một tầng; vỉa trung bình nếu tiến hành khai thác bằng hai tầng hoặc 2 phân tầng; vỉa dày nếu khai thác bằng từ ba phân tầng trở lên. e) Hình dáng của vỉa: vỉa có kích thước theo phương và độ dốc lớn trong khi chiều dày của nó không lớn lắm: dạng vỉa, dạng tấm, dạng mạch; vỉa có kích thước gần giống nhau theo mọi hướng: dạng khối, dạng ổ, dạng thấu kính; vỉa có kích thước dài theo một phương gọi là dạng ống. 2
Hình 1.1. Những dạng thế nằm chủ yếu của khoáng sản f) Cấu tạo của vỉa: Vỉa gọi là đơn giản nếu nó có cấu tạo đồng nhất, không có các lớp đá kẹp xen kẽ. Trường hợp đó, dùng phương pháp khai thác không chọn lọc và tiến hành bóc toàn bộ chiều dày của vỉa. Vỉa gọi là phức tạp khi có uốn nếp mạnh, có nhiều đứt gãy kiến tạo, vỉa có hướng cắm và góc cắm thay đổi mạnh trong phạm vi một khai trường,… Vỉa phức tạp nếu nó chứa các loại khoáng sản khác nhau, chất lượng khác nhau (đúng tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn), xen kẽ đá kẹp thì phải dùng phương pháp khai thác chọn lọc để tách riêng từng KSCI có hàm lượng đúng tiêu chuẩn và đất đá làm bẩn. Việc khai thác chọn lọc theo từng loại KSCI được tiến hành trên cơ sở thăm dò khai thác chi tiết. Những yếu tố kể trên có ảnh hưởng quyết định đến việc lựa chọn quy trình công nghệ, kỹ thuật và thiết bị để tiến hành khai thác. 1.2. Khái niệm về khoáng sản có ích và chất lượng của chúng 1.2.1. Khoáng sản có ích Khoáng sản có ích (KSCI) là những tài nguyên thiên nhiên, có nguồn gốc thạch học từ lòng đất, có thể khai thác và chế biến một cách hiệu quả để sử dụng vào những mục đích khác nhau của Con Người. Ngày nay khái niệm KSCI không chỉ dùng cho những tài nguyên khai thác từ lòng đất, mà còn mở rộng cho những tài nguyên thiên nhiên lắng đọng từ đáy biển và thềm lục địa (như các kết hạch sắt, mangan, titan…), cho các chất hoà tan trong nước và cho bản thân nước nữa. Khái niệm về KSCI cũng mang tính chất tương đối. Đất sét, đá vôi là các KSCI trong công nghiệp xi măng, nhưng khi chúng nằm lẫn trong đất đá phủ trên các vỉa khoáng sản khác thì chúng là đá thải. Bản thân đất đá phủ của một mỏ khoáng sản nào đó khi được sử dụng vào mục đích có lợi như san nền, lấp ao hồ, đem nung vôi (nếu là đá vôi), rải đường, làm vật liệu đổ bê tông,… thì chúng cũng được coi như một KSCI và được đưa vào bảng cân đối khi làm kế hoạch sản xuất của xí nghiệp mỏ. Một loại khoáng sản nào đó trong điều kiện tự nhiên và kỹ thuật mỏ này được coi là KSCI, nhưng trong điều kiện tự nhiên và kỹ thuật mỏ khác thì lại được coi là đất đá thải khi không thể khai thác và sử dụng chúng có hiệu quả về mặt kinh tế. Khoáng sản apatit loại III có hàm lượng 712 % P2O5 của Lào Cai là một ví dụ cho trường hợp nói trên. Vậy thì bản chất tự nhiên (thành phần hoá học, thạch học, tính chất cơ lý,…) nào đó chưa đủ để kết luận nó là KSCI hay không mà còn phải kèm theo khả năng khai thác và sử 3
dụng chúng nữa. Do vậy, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật nói chung, của Ngành Mỏ (kỹ thuật khai thác, chế biến) nói riêng, danh mục các KSCI ngày càng nhiều lên về số lượng và phong phú thêm về chủng loại. Để thuận tiện trong sử dụng và ngắn gọn về mặt tin học, đôi khi người ta gọi tắt KSCI là khoáng sản . Thông thường người ta phân loại KSCI thành khoáng sản kim loại,khoáng sản phi kim loại và khoáng sản làm nhiên liệu. * Các khoáng sản kim loại bao gồm: - Quặng kim loại đen: chứa các kim loại sắt (Fe), mangan (Mn), crôm (Cr), titan (Ti),… - Quặng kim loại mầu: chứa các kim loại đồng (Cu), chì (Pb), kẽm (Zn), nhôm (Al), thiếc (Sn), niken (Ni), antimon (Sb),… - Quặng kim loại quý: chứa các kim loại vàng (Au), bạc (Ag), platin (Pt),... - Quặng kim loại phóng xạ: chứa các kim loại uran (U), thori (Th),… - Quặng kim loại hiếm và nhẹ: chứa các kim loại ziricôni (Zr), niobi (Nb), gecmani (Ge), scandi (Sc), cadimi (Cd), hafini (Hf), tantali (Ta), bêrili (Be), liti (Li),… * Các khoáng sản phi kim loại bao gồm: - Vật liệu xây dựng: đá vôi, đá granit, sét, cát, sỏi,… - Nguyên vật liệu cho luyện kim: đá vôi (CaCO3), đôlômit (CaCO3.MgCO3), fluôrit (CaF2), grafit (than chì), đất chịu lửa, cao lanh, manhêgit (MgCO3),… - Nguyên liệu cho công nghiệp hóa và thực phẩm: phốtphorit, apatit, lưu huỳnh, pyrit, muối khoáng,… - Nguyên liệu cho công nghiệp khác: amian, sợi đá, tan (hoạt thạch), barit, kim cương, mica, silic, pecmatit, côrinđôn (Al2O3),… * Khoáng sản nhiên liệu: bao gồm than bùn, than nâu, than đá, diệp thạch cháy, dầu mỏ, khí đốt. 1.2.2. Chất lượng của khoáng sản có ích Khi đề cập đến một loại KSCI nào đó thì điều kiện đầu tiên phải nói đến đó là chất lượng của nó. Tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng của KSCI là khác nhau cho từng chủng loại và từng mục đích sử dụng. Đối với than, tiêu chuẩn chất lượng là độ tro, độ ẩm, nhiệt năng,…; đối với khoáng sản khác là thành phần khoáng vật, hàm lượng, thành phần có ích, có hại và một số tính chất khác. Đá vôi khi dùng để rải đường thì cần quan tâm đến tính chất cơ lý của nó như sức bền kháng nén, hệ số hút nước, hệ số biến mềm,… nhưng khi dùng để sản xuất cacbua - canxi thì phải chú ý tới thành phần hóa học của nó. Một cách khái quát người ta có định nghĩa: chất lượng của một loại KSCI nào đó là tổng hợp các tính chất xác định về mức độ thuận lợi và hiệu quả kinh tế khi sử dụng nó cho một mục đích nhất định. Chất lượng của KSCI được biểu thị trong hai nhóm: có ích và có hại. Trong khoáng sản manhêtit, hàm lượng Fe3O4 là thuộc nhóm chất lượng có ích, còn hàm lượng lưu huỳnh, phôt pho là thuộc nhóm có hại. Người ta phân chất lượng KSCI thành chất lượng tuyệt đối và chất lượng tiêu thụ. Chất lượng tuyệt đối được đặc trưng bằng tổng hợp các chỉ tiêu có tính chất khách quan như thành phần hoá học, tính chất cơ lý, đặc trưng công nghệ,… chất lượng tiêu thụ của KSCI được đặc trưng bởi một hay một số chỉ tiêu nào đó theo yêu cầu sử dụng. Thí dụ: đối với đá vôi khi dùng rải nền đường sắt, người ta quan tâm đến độ cứng và độ mài mòn, khi dùng để nung vôi thì hàm lượng CaCO3 là chỉ tiêu cơ bản, khi dùng để trang trí thì hình thức đường vân, màu sắc và khả năng mài bóng là chỉ tiêu hàng đầu. Để đánh giá chất lượng KSCI người ta thường dùng chỉ tiêu chất lượng tổng hợp, trong đó có kể đến ảnh hưởng của thành phần có ích cũng như có hại đối với giá trị chung của sản phẩm cuối cùng:  q ia i   q jb j n m q 1 1 (1-1) G 4
Trong đó: qi ; qj - chỉ tiêu chất lượng thực tế của thành phần có ích thứ i và có hại thứ j trong khoáng sản có ảnh hưởng đến giá trị sản phẩm cuối cùng với tỷ lệ tương ứng ai và bj; G - giá trị của sản phẩm cuối cùng. Các giá trị ai và bj được xác định bằng phương pháp thống kê trên cơ sở các chỉ tiêu chất lượng các thành phần riêng biệt đối với giá thành sản phẩm cuối cùng. Thí dụ: sau khi phân tích giá thành gang phụ thuộc vào hàm lượng sắt (Fe) và các tạp chất khác lẫn trong khoáng sản người ta thấy ảnh hưởng của chúng đối với giá thành theo các tỷ trọng tương ứng như sau: SiO2 - 26 %; lưu huỳnh - 7,7 %; phôtpho - 5,1 % và oxit nhôm - 3,2 % thì khoáng sản này có chỉ tiêu chất lượng tổng hợp là: 0,58q Fe  0,2 q SiO  0,08q S  0,05q p  0,03q Al O q 2 2 3 (1-2) G Khoáng sản đủ chất lượng là khi các chỉ tiêu chất lượng thành phần có ích và có hại không vượt qua giới hạn chỉ tiêu định mức tương ứng: qi  qoi và qj  qoj Trong đó: qoi, qoj chỉ tiêu chất lượng định mức thành phần có ích thứ i và có hại thứ j của loại khoáng sản đó (%). Các chỉ tiêu chất lượng định mức và thành phần có ích và có hại của từng loại khoáng sản là những chỉ tiêu rất quan trọng, được xác định cho từng loại khoáng sản trong những điều kiện kinh tế và kỹ thuật cụ thể khi tiến hành khai thác và sử dụng chúng. 1.3. Chỉ tiêu chất lượng của một số KSCI thông dụng 1.3.1. Khoáng sản sắt Hàm lượng nhỏ nhất của sắt khi đưa vào luyện đối với các loại khoáng sản được quy định như sau: khoáng sản hêmatít - manhêtít là 5660 %, manhêtít (Fe3O4) 5658 %, khoáng sản sắt nâu (limônit) 4550 %, quăczit - sắt 5064 %, siđêrit (FeCO3) 3335 %. Khi giảm hàm lượng sắt trong khoáng sản sắt chứa silic xuống 1 % thì năng suất của lò cao giảm 45 % và tiêu hao cốc tăng 2,7 %. Lưu huỳnh và phốtpho là những tạp chất có hại. Khi nấu khoáng sản trực tiếp thì hàm lượng lưu huỳnh không quá 0,20,3 %, khi qua thiêu kết là dưới 3 %. Hàm lượng phốtpho trong khoáng sản khi dùng cho lò Besme không quá 0,03 %, cho lò Mactanh 0,15 %, còn cho lò Tomát 0,81,2 %. Độ ẩm cho phép tuỳ thuộc vào loại khoáng sản và bằng 533 %, kích thước cỡ hạt 5150 mm, tỷ lệ bột khoáng sản không lớn hơn 1030 %. Khoáng sản có chứa chất kiềm (CaO và MgO) làm tăng hiệu quả của lò cao, do giảm được tiêu hao các chất trợ dung. 1.3.2. Khoáng sản mangan Khoáng sản mangan dùng trong công nghiệp luyện kim đen và màu, để chế tạo thép cácbon, thép đặc biệt, chỉ tiêu chất lượng cơ bản của mangan khi dùng luyện kim là thành phần hoá học của nó. Khoáng sản oxit mangan chứa 1940 % Mn, 45 % SiO2, 0,10,3 P, 524 % CaO. Nếu là khoáng sản sắt-mangan dùng cho luyện kim không qua tuyển thì hàm lượng sắt và mangan trong khoáng sản không được nhỏ hơn 4050 %. 1.3.3. Khoáng sản đồng Khoáng sản đồng trong công nghiệp luyện kim màu, dùng để chế tạo đồng nguyên chất và các hợp kim của nó. Chỉ tiêu chất lượng cơ bản của khoáng sản đồng là hàm lượng đồng (Cu), thành phần khoáng vật, độ cứng và thành phần cỡ hạt. Khoáng sản có hàm lượng đồng lớn hơn 2 % thì được gọi là giàu. Khoáng sản có chất lượng trung bình hàm lượng chứa trên 1 % đồng. Khoáng sản chứa từ 0,71 % đồng là khoáng sản nghèo. Khi hàm lượng dưới 0,7 % thì gọi là khoáng sản rất nghèo. Trong các loại khoáng sản đồng công nghiệp thì các loại khoáng sản đồng đa kim đồng - chì - kẽm và đồng-niken là có giá trị công nghiệp lớn hơn cả. 1.3.4. Khoáng sản đa kim chì - kẽm 5
Trong khoáng sản này thường chứa bạc đồng, thiếc, coban, cátmi, vàng và một số thành phần khác. Theo thành phần có ích người ta chia ra làm 5 loại chính: kẽm, chì-kẽm, đồng-chì- kẽm, thiếc-chì-kẽm và asen-chì-kẽm. Khoáng sản chứa trên 4 % chì hoặc 47 % chì kẽm được gọi là khoáng sản giàu. Gọi là khoáng sản nghèo khi chứa 1,22 % kẽm hoặc dưới 4 % chì-kẽm. Khi tỷ lệ giữa chì và kẽm từ 1/5 đến 1/2 thì tổng hàm lượng của chúng trong khoáng sản đa kim không được dưới 3 %. 1.3.5. Khoáng sản nhôm Khoáng sản nhôm chủ yếu trong công nghiệp là bauxit. Bauxit làm nguyên liệu ban đầu để chế tạo oxit nhôm (Al2O3), sau đó dùng phương pháp điện phân để thu hồi nhôm nguyên chất. Chỉ tiêu chất lượng của khoáng sản nhôm là hàm lượng Al2O3 trong bauxit không dưới 28 %, các tạp chất có hại là oxit silic, canxit, đôlômit, siđêrit, pyrit,…, bauxit dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa phải chứa trên 46 % Al2O3. 1.3.6. Than đá Khoảng 70 % than đá khai thác được dùng làm nhiên liệu. Phần còn lại dùng vào việc luyện cốc, chế tạo sản phẩm tổng hợp, khí than,… Đặc trưng chất lượng của than là các chỉ tiêu: hàm lượng cácbon, oxy, nitơ, độ tro, độ ẩm, tỷ lệ chất bay hơi khi nung, hàm lượng lưu huỳnh, nhiệt lượng, tính thiêu kết, trọng lượng riêng, độ nóng chảy của tro. Chất lượng của than được quy định bởi sự phân loại công nghiệp và tiêu chuẩn tiêu thụ. Thí dụ, đối với than đá là tỷ lệ chất bay hơi và tính thiêu kết; đối với than antraxit là tỷ lệ chất bay hơi và nhiệt năng; đối với than bùn là hàm lượng cácbon và độ ẩm,... Bảng 1.1 cho thấy chất lượng than của hai vỉa chính ở mỏ Cọc Sáu. Bảng 1.1. Chất lượng than của vỉa dày và vỉa G mỏ Cọc Sáu Các chỉ tiêu Độ ẩm Chất bốc Nhiệt lượng Lưu huỳnh Vỉa than chất lượng (W, %) (V, %) (Q, kcal/kg) (S, %) Độ tro (A, %) Vỉa dày 12,53 2,35 5,85 8476 0,42 Vỉa G 9,27 1,89 6,82 8367 0,40 1.3.7. Đôlômit Đôlômit dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa, chất cách điện, vật liệu mài, chất trợ dung trong luyện kim… Yêu cầu về chất lượng đôlômit dùng trong luyện kim là: hàm lượng MgO không nhỏ hơn 1719 %; SiO2 không lớn hơn 6 %; Fe2O3+MnO không lớn hơn 5 %, tỷ lệ bột có kích thước nhỏ hơn 25 mm không vượt quá 3 %, không có lưu huỳnh và phốtpho, sức bền kháng nén tạm thời không nhỏ hơn 30 MPa. 1.3.8. Đá vôi Đá vôi là nguyên liệu phổ biến dùng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp: Xây dựng (sản xuất vôi và ximăng), luyện kim (chất trợ dung), hoá chất (chế tạo axêtylen, amôniắc, nước đá khô, phân bón,…), giao thông vận tải…. Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của đá vôi là tính chất cơ lý (độ mài mòn, độ cứng, độ bền nén, độ ngậm nước, hệ số biến mềm, trọng lượng riêng,…) và thành phần hoá học của nó. Bảng 1.2. Giới thiệu chỉ tiêu tổng hợp của đá vôi Việt Nam Khối lượng Tỷ Độ rỗng Độ ngậm Hệ số Sức kháng nén, MPa 3 riêng (t/m ) trọng (%) nước (%) biến mềm Khô No nước 2,662.96 2,71 1,21,25 0,20,4 0,750,9 4375 53 6
Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của đá vôi là tính chất cơ lý (độ mài mòn, độ cứng, độ bền nén, độ ngậm nước, hệ số biến mềm, trọng lượng riêng,…) và thành phần hoá học của nó. Khi dùng để rải đường người ta quan tâm tới các chỉ tiêu độ bền nén (> 4060 MPa), hệ số hút nước (  3 %), hệ số biến mềm (0,60,7), trọng lượng riêng (< 2,1 t/m3)… Khi dùng sản xuất cacbua canxi thì hàm lượng CaO > 53 %, SiO2 < 1,5 %, Mg < 1,0 %, SO3  1,0 %,… Bảng 1.3. Giới thiệu các chỉ tiêu về hàm lượng và cỡ hạt Hàm lượng các oxit Giới hạn dao Cỡ hạt (%) chủ yếu (%) động SiO2 Fe2O3 Al2O3 > 0,7 mm 0,70,4 mm 0,40,1 mm Từ 96,6 0,02 - - 0,60 42,2 Đến 99,8 0,06 1,14 3,6 53,4 99,4 Tr. bình 99,3 0,12 0,61 0,6 11,5 87,7 1.3.9. Đất sét chịu lửa và cao lanh Đất sét chịu lửa và cao lanh dùng để sản xuất các vật liệu chịu lửa, làm các lớp đệm lót trong các lò luyện kim. Chỉ tiêu chất lượng của nó là thành phần hoá học, thành phần khoáng vật (hàm lượng Al2O3, silic, sắt, titan, chất kiềm…) nhiệt độ nóng chảy. 1.3.10. Cát thạch anh Cát thạch anh dùng trong vật liệu chịu lửa, dùng trong xây dựng, công nghiệp thủy tinh, công nghiệp điện tử… Khi dùng làm vật liệu chịu lửa lót trong các lò luyện thép thì nhiệt độ nóng chảy của cát không được nhỏ hơn 1650oC với hàm lượng SiO2  9095 %; tạp chất có hại của cát là Al2O3. Chỉ tiêu chất lượng tổng hợp của cát là thành phần khoáng vật, thành phần hoá học và cỡ hạt của nó. Cát Vân Hải có chất lượng rất tốt, được sử dụng trong công nghiệp thuỷ tinh cao cấp, được các khách hàng trong và ngoài nước ưa thích. 1.4. Khái niệm về đất đá mỏ Theo quan điểm địa chất học thì thuật ngữ “đá” được dùng để chỉ tất cả các vật liệu tự nhiên tạo nên vỏ trái đất, trừ nước, tồn tại ở các thể cứng và đặc sít (đá xây dựng, đá balast,...), mềm (đá phấn) rời rạc (cát, sỏi), xốp và nhẹ (than, bùn), lỏng (dầu mỏ). Trong khai thác mỏ, đất đá mỏ là tập hợp tự nhiên các khoáng vật từ vỏ trái đất bao quanh và nằm lẫn trong thân khoáng mà phải loại bỏ trong quá trình khai thác để thu hồi KSCI. Theo nguồn gốc thành tạo, người ta phân chia đất đá mỏ thành: đá macma, đá trầm tích và đá biến chất. Đá macma là những đá được thành tạo do sự đông cứng của dung nham nóng chảy từ lòng đất phun ra ngoài hoặc nằm lại trong vỏ trái đất, bao gồm 2 loại: đá xâm nhập và đá phun trào. Một số đá xâm nhập thường gặp như granit, sienit, điôrit, gabrô,... đá phun trào như trachit, bazan, điaba,... Đá trầm tích là những đá được tạo thành do sự lắng đọng của các sản phẩm phá huỷ của các đá có trước dưới tác dụng ngoại sinh và qua quá trình lèn nén (lý học) và xi măng hoá (hoá học). Các đá trầm tích thường gặp trong khai thác mỏ như đá vôi, đôlômit, cát kết, dăm kết, thạch cao, laterit,... Đá biến chất là sản phẩm của sự biến đổi các đá macma và trầm tích dưới tác dụng của các quá trình nội sinh (nhiệt độ và áp suất) xảy ra ở các độ sâu khác nhau trong vỏ trái đất. Các đá biến chất thường gặp trong khai thác mỏ như quaczit, cẩm thạch (còn gọi là đá hoa - marble), gơnai,... 7
1.4.1. Đặc điểm chung của đất đá mỏ Đá macma xâm nhập thường nằm sâu trong vỏ trái đất chịu áp lực lớn của các lớp đá nằm trên và quá trình nguội từ từ, do vậy mà thường có cấu trúc tinh thể lớn, đặc sít, có mật độ lớn, cường độ kháng nén cao, ít hút nước. Đá macma phún xuất được phun trào lên trên mặt đất, đông cứng nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, làm cho các khoáng không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể bé, chưa hoàn chỉnh, phần lớn còn lại tồn tại ở dạng vô định hình, các chất khí và hơi nước không kịp thoát ra, để lại nhiều lỗ rỗng làm cho đá xốp và nhẹ. Căn cứ và hàm lượng oxit silic, đá macma được chia ra thành các loại: macma axit (SiO2 > 65 %), macma trung tính (SiO2 = 6555 %), macma bazơ (SiO2 =5545 %) và macma siêu bazơ (SiO2 < 45 %). Đá trầm tích được tạo thành từ quá trình lắng đọng các sản phẩm phong hoá của các đá có trước, trải qua các thời kỳ địa chất dưới tác động của áp suất và quá trình hoá học mà chúng tạo thành từng lớp rõ rệt và có chiều dày, mầu sắc, cỡ hạt, độ bền,... khác nhau tuỳ theo thành phần cấu tạo. Độ bền nén của đá trầm tích, theo phương vuông góc với các lớp luôn lớn hơn so với độ bền nén theo phương song song với lớp. Đá trầm tích thường có độ kháng nén thấp hơn, độ hút nước cao hơn và dễ gia công hơn so với đá macma. Tính chất của đá biến chất do tình trạng biến chất và thành phần của đá gốc quyết định. Đá biến chất từ macma do tái kết tinh và sắp xếp lại cấu trúc dạng phiến (trừ đá hoa và quaczit) nên thường yếu hơn các đá gốc tạo ra chúng, trong khi đó thì quá trình tác động của áp lực và sự tái kết tinh lại làm cho các đá biến chất từ dá trầm tích trở nên có độ bên cao hơn so với đá gốc. Tác dụng biến chất không chỉ làm thay đổi cấu trúc của đá mà còn làm thay đổi thành phần khoáng vật của đá. 1.4.2. Đặc trưng công nghệ của đá cứng và cứng vừa Đất đá thuộc loại cứng bao gồm phần lớn các đá biến chất, các đá phún xuất và một phần các đá trầm tích như thạch anh, granit, các đá bazan, gabrô, cát kết (sa thạch) silic, cuội kết (cônglômêrat),... có giới hạn bền nén một trục mẫu bão hoà nước là 2050 MPa . Đất đá thuộc loại cứng vừa bao gồm các đá phún xuất và biến chất bị phong hoá, các đá trầm tích nguyên sinh như đá phiến sét, đá phiến sét thạch pha cát, sa thạch - vôi, dăm kết, alêvrôlit,... Giới hạn bền nén một trục trên mẫu bão hoà nước của đất đá cứng vừa là đặc trưng công nghệ của đất đá cứng và cứng vừa là phải làm tơi sơ bộ trước khi xúc bóc. Theo mức độ nứt nẻ, người ta phân đất đá cứng và cứng vừa thành 5 loại (Bảng 1.4). Bảng 1.4. Phân loại đất đá theo mức độ nứt nẻ trong nguyên khối Khoảng cách Tỷ lệ % các khối nứt Cấp Mức độ Số trung bình các có kích thước, cm nứt nẻ nứt nẻ khe nứt kẽ nứt, cm 30 70 100 I Rất mạnh < 10 > 10 < 10 0 0 II Mạnh 10  15 2  10 1070 < 30 150 < 0,65 100 100 100 1.4.3. Đặc trưng c«ng nghệ cña ®¸ t¬i vôn Do kết quả của nổ mìn, hoặc phá vỡ bằng cơ giới hay bởi các lực tự nhiên khác (sụt lở, phong hoá,..) đá cứng trở thành tơi vụn và do vậy sẽ thuận lợi cho việc xúc bóc và vận chuyển chúng. Các đặc trưng công nghệ của đá tơi vụn là độ dính kết, cỡ hạt và độ bền trong mẫu của chúng. Theo độ dính kết, người ta phân đá tơi vụn làm 3 cấp: Cấp I: Đá ở dạng rời, có nhiều khe hở không khí xen giữa các cục đá. Khi đắp đống, đá có xu hướng lăn và tạo thành sườn dốc rõ nét. Hệ số nở rời Kr  1,41,65. 8
Cấp II: Đá ở dạng rời - hơi dính kết, có ít khe hở không khí xen kẽ. Khi đắp đống không có sườn dốc rõ nét, Kr = 1,21,3. Cấp III: Đá bị phá vỡ nhưng không hoàn toàn tách khỏi nhau. Độ nứt nẻ tăng lên nhưng vẫn duy trì được sự dính kết giữa chúng. Đống đá có sườn dốc thẳng đứng, Kr = 1,031,05. Theo cỡ hạt, đá được phân làm 5 cấp (Bảng 1.5). Bảng 1.5. Phân loại đất đá theo cỡ hạt Kích thước cục đá, cm Cấp hạt Cỡ hạt Kr Lớn nhất Trung bình I Rất nhỏ < 40  60 10 1,4 II Nhỏ < 60  100 15  25 1,45 III Trung bình < 100 140 25  35 1,5 IV Lớn 150  200 40  60 - V Rất lớn 250  350 70  90 - 1.4.4. Đặc trưng công nghệ của đá đặc sít, mềm và bở rời Đá đặc sít bao gồm đất sét cứng, đá phấn, diệp thạch sét, diệp thạch vôi,... Độ bền nén một trục 520 MPa. Ở nguyên khối chúng có thể duy trì được độ dốc tới 6070o với chiều cao 1012 m. Với các thiết bị xúc bóc có lực cắt lớn hơn 0,30,4 MPa thì có thể xúc trực tiếp mà không cần làm tơi sơ bộ. Góc nội ma sát bằng 1635o. Lực dính kết 0,54 MPa . Đất đá mềm bao gồm các loại sét pha, cát pha, các đá biến chất hoặc phún xuất đã bị phân huỷ,... Giới hạn bền nén một trục là 15 MPa. Góc nội ma sát 1423o. Lực dính kết 0,051 MPa. Giữ được sườn dốc 5070o với chiều cao 515 m. Có thể xúc bóc trực tiếp với lực cắt không nhỏ hơn 0,20,3 MPa. Khi khô sẽ trở thành đá cứng vừa, nhưng khi gặp nước sẽ bị trương nở và mềm trở lại. Đất đá chứa sét không đặc sít có độ bền nén không lớn hơn 1 MPa. Góc nội ma sát nhỏ hơn 10o. Lực dính kết không quá 0,05 MPa. Loại đất này có độ ẩm cao, dễ thấm rã, khó tháo khô, đặc biệt không ổn định trong tình trạng bão hoà nước. Đất đá mềm tơi như sét, cát pha sét,... bị mất lực dính kết tự nhiên nhưng khi trong khối lượng lớn thì lực dính kết có thể tăng lên 1530 %. Mật độ và lực dính được tăng lên trong điều kiện độ ẩm không quá lớn, không có dòng nước ngầm và được đắp đống cao trong thời gian dài. Cát đồng nhất thuộc loại đá rời. Góc dốc của chúng trong đống cũng như trong nguyên khối không vượt quá góc nội ma sát (1937o). Lực dính kết gần như không có. Chỉ khi chúng nằm đông đặc và có độ hạt không đều thì lực dính kết mới đạt được dưới 0,030,05 MPa . 1.5. Một số chỉ tiêu cơ lý của khoáng sản và đất đá mỏ 1.5.1. Sức cản phá vỡ của khoáng sản và đất đá mỏ Hiện nay, phần lớn các mỏ đá vẫn quen dùng thang độ cứng (còn gọi là độ kiên cố) của  giáo sư Prôtôđiacônôv f = n (n - ứng suất kháng nén một trục của đất đá, MPa). Thang độ 10 cứng này không đặc trưng đầy đủ cho sức cản phá vỡ của đất đá mỏ trong các khâu khoan nổ mìn, xúc bóc,..., Tuỳ theo phương thức phá vỡ đất đá mà người ta sử dụng các chỉ tiêu khác nhau để biểu thị cho sức cản phá vỡ của đá. Mức độ khó phá vỡ tổng quát của đất đá được xác định theo công thức thực nghiệm sau: Pd = 0,05Kn (n + c + k) + 0,5 (1-3) Trong đó: Kn - hệ số kể đến độ nứt nẻ của đất đá; n, c, k - ứng suất kháng nén, kháng cắt và kháng kéo của đất đá, MPa;  - khối lượng riêng của đất đá, t/m3. 9
Theo hình thức đánh giá trên, đất đá mỏ được chia thành 5 cấp (I, II, III, IV và V) và 25 loại (1, 2, 3, ... và 25) với mỗi cấp có 5 loại tính từ dễ đến khó, theo mức độ khó đập vỡ Pd,. Bảng 1.6 giới thiệu cách phân loại đất đá theo các phương thức phá vỡ nói trên. Thực tế, với một loại đất đá cụ thể có thể có cấp và loại khác nhau trong khi đánh giá mức độ khó phá vỡ tổng quát, mức độ khó khoan và mức độ khó nổ. Tương tự, người ta phân loại đất đá theo mức độ khó xúc khi xúc đất đá trong nguyên khối theo công thức nghiệm sau: Pxn = 3(0,2n + c + k) + 0,3 (1-4) Bảng 1.6. Phân loại đất đá theo mức độ khó phá vỡ Pđ Cấp Mức độ Loại Pd I Dễ từ 1 đến 5 từ 1 đến 5 II Dễ vừa 6  10 5,1  10 III Khó 11  15 10,1  15 IV Khó vừa 16  20 15,1  20 V Rất khó 21  25 20,1  25 Mức độ khó xúc của đất đá trong đống đá tơi vụn là: 10 Ao Pxt' = 0,022[ Ao  ] (1-5) K r 9 Trong đó:  - hệ số làm yếu cấu trúc của đất đá trong nguyên khối theo hướng xúc ; Ao = .dtb + c (1-6) Với: dtb - đường kính trung bình của cục đá tơi vụn trong đống đá, cm; Kr - hệ số nở rời của đất đá; c ứng suất kháng cắt của đất đá, MPa. Để kể đến hình dạng cụ thể và loại kích thước của thiết bị xúc bóc sử dụng khi xác định mức độ khó xúc thực tế trong đất đá nguyên khối và trong đống đá tơi vụn thì: Pxn = Kh.Kk. Pxn' (1-7) ’ Pxt = Kh.Kk.P xt (1-8) Kh và Kk là hệ số có kể đến ảnh hưởng của hình dạng kích thước và loại thiết bị sử dụng, được tra trong bảng 1.7. Bảng 1.7. Giá trị Kh trung bình Thiết bị Kh Máy xúc tải bánh lốp 1,25  1,60 Máy ủi 1,20  1,50 Máy chất tải (bốc) 1,0 1,15 Máy xúc tay gàu 1,0 Máy xúc gàu treo 1,05  1,25 Máy xúc nhiều gàu kiều xích 1,4 1,9 Máy xúc rôto 1,31,7 Mức độ khó xúc Pxn và Pxt được chia thành 10 cấp với 30 loại theo mức độ từ dễ đến khó. 1.5.2. Khối lượng thể tích, khối lượng riêng Khối lượng thể tích của đất đá là khối lượng của một đơn vị thể tích loại đất đá đó, được biểu thị bằng g/cm3 hoặc kg/m3 hoặc tấn/m3. Khối lượng riêng (hay còn gọi là mật độ khối lượng) của đất đá là đại lượng đo bằng thương số giữa khối lượng nguyên chất của loại đất đá đó và thể tích mà nó chiếm chỗ. Khối lượng riêng được biểu thị bằng g/cm3 hoặc kg/m3 hoặc tấn/m3. 1.5.3. Tỷ trọng Tỷ trọng là tỷ lệ giữa khối lượng riêng của một chất nào đó so với khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 4oC và áp suất 1 at. Chính vì vậy tỷ trọng không có thứ nguyên. 10
1.5.4. Trọng lượng thể tích, trọng lượng riêng Trọng lượng thể tích của đất đá là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất đá loại đó. Nó được xác định bằng tích số giữa khối lượng thể tích của loại đất đá đó với gia tốc trọng trường. Trọng lượng thể tích được biểu thị bằng đơn vị N/m3. Tương ứng với khối lượng riêng của loại đất đá đó, ta có khái niệm trọng lượng riêng. 1.5.5. Độ rỗng và chỉ số độ rỗng Độ rỗng (n) của đá là tỷ số giữa thể tích rỗng (chiếm bởi không khí, nước, hoặc cả hai) và thể tích của đá. Đôi khi người ta cũng dùng chỉ tiêu độ đông đặc (1-n) để đánh giá chất lượng của đất đá. Ngoài ra người ta dùng chỉ số độ rỗng (e), tức là tỷ số giữa thể tích các lỗ rỗng (Vv) và thể tích của phần vật chất đặc sít (Vg) trong đá (Hình 1.2). n V e  v (1-9.a) 1 n Vg e Vv hay n   (1-9.b) 1 e Vv  Vg Kh«ng khÝ Vv n Vv n N-íc Vn Pn nSt 1 . . . . . . . . . . . . . . . . ... .. .. . .. .. .. . ... ... .. . . ... .. .. . .. .. .. . ... ... .. . . . . . . . .. ... . . . ...... . ... .... . .. . . .. ... . . ....... . ... .... . .. . Vg .. . . . .... . . . . . . . .. . Vg .. . . .P..®.. . . . . . . . .. . . .. . . . . . .. . .. .. . . . .. . 1-n . .. . . . . ... . . . . .. . . . .. . . . .. .. . . . .. . . .. . . . . ... . . . . ... .. .. . .. ........ . ...... . . . .. . . ... .. .. . .. ........ . ...... . . . .. . . . . . . .. . . . ... .. . . .. . .. . . . . . . . . .. . . . ..... . . .. . .. . . . . . Hình 1.2. Sơ đồ xác định Hình 1.3. Sơ đồ xác định chỉ số độ rỗng của đất đá độ ngậm nước của đất đá 1.5.6. Hàm lượng nước và độ ngậm nước Hàm lượng nước và độ ngậm nước: hàm lượng nước (St) biểu thị cho lượng nước chứa trong đá, tính bằng tỷ số giữa thể tích bị nước chiếm dụng và thể tích của toàn bộ lỗ rỗng (Vt): St = Vn/Vt ; tức là khi đá hoàn toàn khô, ta có St = 0 và khi đá no nước, St = 1. Còn độ ngậm nước () được đặc trưng bởi tỷ số giữa trọng lượng nước chứa trong khối đá (Pn) và trọng lượng khô của vật liệu (Pđ) tạo nên khối đá đó (Hình 1.3). Pn e.St . n   (1-10) Pđ g 1.5.7. Cỡ hạt của đá Trong nhiều trường hợp, cỡ hạt cũng là một chỉ tiêu chất lượng của đá. Thí dụ, đối với các loại đá sử dụng trong xây dựng và làm đường: đá mạt có kích thước 1x2 cm dùng để làm cốt liệu bê tông, đá dăm có kích thước 4x6 cm để rải đường hoặc lót nền đường sắt, đá hộc có kích thước 25x35 cm dùng để xây kè hay làm móng nhà,… Đường kính trung bình của cỡ hạt được xác định theo biểu thức: d tb   i i , m d .n (1-11)  ni Trong đó: di - cấp đường kính trung bình thứ i, mm; ni - tỷ lệ các hạt có cấp đường kính trung bình di trên một đơn vị chiều dài, đơn vị diện tích hay đơn vị thể tích đo ngẫu nhiên trong đống đá. 11
Câu hỏi ôn tập chương 1 1. Phân tích ưu nhược điểm các thang phân loại sức cản phá vỡ đất đá của Prôtôđiacônôv và Rjevxki và điều kiện sử dụng chúng! 2. Chỉ tiêu cỡ hạt trung bình của đá thường được sử dụng trong trường hợp nào? Trên thực tế, có bao nhiêu phương pháp xác định chỉ tiêu này? 3. Hãy phân tích những đặc điểm của khai thác lộ thiên so với khai thác hầm lò. 5. Chất lượng của khoáng sản có ích được đặc trưng bằng những chỉ tiêu nào ? Nêu một số thí dụ. 5. Với một khoáng sản cụ thể, các chỉ tiêu chất lượng có giống nhau trong mọi điều kiện sử dụng không? Nêu thí dụ. 6. Hãy kể nguồn gốc sinh thành của đất đá mỏ! Đất đá vùng than Quảng Ninh thuộc loại nào? Đá granit thuộc loại nào? 7. Thế nào là độ rỗng của đất đá? Ý nghĩa của nó trong thực tế sản xuất? 8. Thế nào là độ ngậm nước của đất đá? Ý nghĩa của nó trong thực tế sản xuất? 12
Chương 2 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC MỎ LỘ THIÊN 2.1. Khái niệm về khai thác lộ thiên Khai thác lộ thiên là một hoạt động công nghệ nhằm thu hồi KSCI từ lòng đất (bao gồm dưới và trên mặt đất) bằng các công trình mỏ tiến hành ngoài trời theo một trình tự xác định. Nơi tiến hành các hoạt động nói trên gọi là mỏ lộ thiên hay khai trường lộ thiên (gọi tắt là khai trường). Khai trường có thể khai thác một hoặc đồng thời nhiều loại khoáng sản trên một phần hay toàn bộ một khoáng sàng. Trong mỏ lộ thiên, tầng là yếu tố cơ bản. Tầng có mặt tầng, mép tầng, sườn tầng, chân tầng. Tầng có thể chia thành phân tầng. Thông số cơ bản của tầng là chiều rộng mặt tầng (B), chiều cao tầng (h) và góc nghiêng sườn tầng (). Trên hình 2.1 giới thiệu các thành phần cơ bản của mỏ lộ thiên: 12 - biên giới phía trên của khai trường; 14 và 23 - bờ kết thúc của mỏ; 34 - biên giới theo chiều sâu của mỏ; 27 - bờ không công tác; 5- tầng không công tác; 6- tầng công tác; 8 - đai vận tải;  - góc nghiêng sườn tầng, độ; φ - góc nghiêng bờ công tác, độ; V, T - góc kết thúc của bờ vách và bờ trụ, độ; Hc - chiều sâu kết thúc của mỏ, m; HK - chiều sâu đạt biên giới phía trên của mỏ, m;  - góc cắm của vỉa, độ. 5 1 2 6 8  Hk Hc  9 7 c t 4 3 m Hình 2.1. Các thành phần của mỏ lộ thiên Tập hợp các tầng về một phía thì gọi là bờ mỏ. Bờ mỏ trên đó có các tầng đang làm việc thì gọi là bờ công tác. Trên bờ công tác có thể có một số tầng không làm việc hoặc đã ở vị trí kết thúc. Bờ mỏ trên đó chỉ bao gồm các tầng không làm việc thì được gọi là bờ dừng, nếu ở vị trí kết thúc (biên giới mỏ) gọi là bờ kết thúc. Góc tạo bởi đường xiên nối từ chân tầng thấp nhất tới mép tầng cao nhất và đường thẳng nằm ngang trên mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với phương vị của bờ ở vị trí cắt qua thì gọi là góc nghiêng bờ mỏ. Góc nghiêng của bờ công tác gọi là góc bờ công tác (). Góc nghiêng của bờ dừng gọi là góc bờ dừng hay góc bờ kết thúc (). Vị trí không gian của mỏ lộ thiên ở thời điểm kết thúc mỏ gọi là biên giới mỏ. Biên giới mỏ phía trên là vị trí cuối cùng của bờ mỏ ở thời điểm kết thúc trên mặt đất. Chiều sâu cuối cùng của mỏ (Hc) là chiều sâu tương ứng với vị trí đáy mỏ ở thời điểm mỏ kết thúc khai thác. 2.2. Các giai đoạn khai thác mỏ lộ thiên Để khai thác một khoáng sàng bằng phương pháp lộ thiên phải tiến hành qua các giai đoạn sau: a) Giai đoạn xây dựng mỏ: Tuỳ theo quy mô, điều kiện tự nhiên và kỹ thuật mà giai đoạn này có thể kéo dài 23 năm hoặc hơn. Nội dung công việc giai đoạn này là tháo khô mỏ, chuẩn bị mặt bằng (đánh rễ cây, di chuyển các công trình quan trọng ra khỏi phạm vi biên giới mỏ, nắn sông suối,…), xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp (khu dân cư, văn phòng xí nghiệp, kho tàng, nhà xưởng, bunke,..) lắp đặt thiết bị (các thiết bị khai thác, xưởng sửa chữa, đường dây điện, đường dây thông tin, hệ thống khí ép,… và các thiết bị phụ trợ khác) và mở vỉa khoáng sàng (xây dựng hệ thống đường hào ra vào mỏ, tạo ra các tuyến công tác đầu tiên, bóc khối lượng đất đá ban đầu,…). 13
b) Giai đoạn đưa mỏ vào sản xuất và đạt sản lượng thiết kế: Trong giai đoạn này, mỏ bắt đầu hoạt động kinh doanh với sản lượng ban đầu nhỏ hơn sản lượng thiết kế (theo một tỷ lệ nhất định nào đó). Tiếp tục đầu tư bổ sung để hoàn thành nốt một số công trình như lắp đặt thêm thiết bị, mở thêm tuyến công tác, hoàn thiện xây dựng mặt bằng công nghiệp. Giai đoạn này kéo dài cho tới khi hoàn tất các công việc xây dựng cơ bản và mỏ đạt được sản lượng thiết kế. c) Giai đoạn sản xuất bình thường: Đây là giai đoạn hoạt động sản xuất kinh doanh chủ yếu của mỏ lộ thiên. Thời gian của giai đoạn này tuỳ thuộc vào trữ lượng và quy mô sản xuất của mỏ. Có thể trong suốt quá trình sản xuất của thời kỳ này, sản lượng khai thác quặng và đất đá bóc của doanh nghiệp mỏ là không đổi (đối với các có tuổi thọ nhỏ, thường dưới 810 năm) hoặc thay đổi theo từng thời gian nhất định (đối với các mỏ có tuổi thọ lớn) cho phù hợp với điều kiện cụ thể về sản trạng của thân quặng và nhu cầu tiêu thụ của thị trường đối với loại khoáng sản đó. d) Giai đoạn kết thúc mỏ: Tận thu phần tài nguyên phần còn lại ở đáy mỏ và dưới các trụ bảo vệ. Tháo dỡ thiết bị, nhà xưởng. Phục hồi đất đai trồng trọt, khắc phục các hậu quả gây ra do quá trình hoạt động của mỏ đối với môi trường sinh thái. 2.3. Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ lộ thiên Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ lộ thiên khá đa dạng, tuỳ theo loại khoáng sản, phương pháp mở vỉa, hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị sử dụng,... Thông thường, trong sơ đồ công nghệ khai thác mỏ lộ thiên không bao gồm khâu tuyển khoáng mà chỉ có khâu gia công chế biến sơ bộ trên mỏ như sàng tuyển sơ bộ, nghiền đập, phân loại,.... Sơ đồ tổng quát công nghệ khai thác lộ thiên được giới thiệu trên hình 2.2. Tùy theo điều kiện tự nhiên và kỹ thuật cụ thể mà đối với mỗi mỏ có một sơ đồ riêng của mình, mặc dù vậy, tất cả các sơ đồ đều tuân thủ theo nguyên lý ở sơ đồ hình 2.2. Khi khai thác các khoáng sản rắn, có đất đá phủ cứng, thì mọi quá trình sản xuất trong dây chuyền công nghệ đều tuân thủ gần đúng sơ đồ hình 2.2. Khi khai thác các khoáng sản ở dạng sa khoáng aluvi, đêluvi, êluvi,… thì khâu bóc đất đá phủ, khoan - nổ mìn, nghiền đập sẽ không có trong dây chuyền công nghệ. Khi khai thác than thì trong khâu thu hồi khoáng sản không có công đoạn khoan - nổ mìn; khâu gia công chế biến tại mỏ không có công đoạn nghiền đập. Khi khai thác đá xây dựng dạng núi cao, trong khâu mở vỉa khoáng sàng, công đoạn bóc một phần đất đá phủ được thay thế bằng các công việc bạt ngọn, xén chân tuyến; ở giai đoạn đầu tiên chỉ có thoát nước mỏ (bằng tự chảy) mà không cần tháo khô; không phải bóc đất phủ ở giai đoạn sau (có thải đá ở công đoạn loại bỏ tạp chất nhưng không đáng kể). Tuy nhiên trong khâu gia công chế biến tại mỏ thì phức tạp hơn do phải nghiền đập và sàng phân loại nhiều cấp để thu được các cỡ hạt như ý. Khi khai thác sét thì công đoạn khoan - nổ mìn, nghiền đập hầu như không xuất hiện trong dây truyền công nghệ (có thể có khâu đánh tơi khi phối liệu để làm nguyên liệu xi măng). Trong sơ đồ công nghệ khai thác quặng, cũng có trường hợp khâu gia công chế biến tại mỏ chỉ có sàng phân loại và rửa sơ bộ trước khi chở về nhà máy tuyển tinh chứ không có khâu nghiền đập, đất đá phủ có trường hợp có thể xúc bóc trực tiếp mà không cần khoan - nổ mìn, cũng tương tự như vậy đối với quặng. Trong khai thác than lộ thiên, một bộ phận khá lớn than nguyên khai có thể tiêu thụ trực tiếp mà không cần qua chế biến. Phần còn lại phải qua chế biến loại bỏ tạp chất (hầu hết bằng nhặt thủ công trên băng tải) sau đó qua sàng để phân loại các loại than theo yêu cầu của chất lượng thương phẩm. Một số trường hợp có công đoạn nghiền đập pha trộn để tận dụng các loại than có độ tro lớn và nhiệt lượng thấp. 14
Giai đoạn Quy trình công nghệ Các khâu sản xuất XÂY DỰNG MỎ Chuẩn bị mặt Vệ sinh thu Tháo khô bằng dự án dọn Di dời khumỏ Xây dựng Lắp đặt công nghiệp San gạt Xây dựng thiết bị Mở vỉa Mở đường ra vào khoáng sàng mỏ và bãi thải Bóc một phần đất đá phủ KHAI THÁC MỎ Tháo khô và thoát nước mỏ Tạo mặt bằng công tác đầu tiên Bóc đất đá phủ Khoan nổ Xúc bóc Thu hồi Khoan nổ Khoáng sản Vận tải Xúc bóc Thải đá Vận tải Gia công chế biến Loại bỏ tạp tại mỏ chất Chất kho Nghiền thành phẩm ®Ëp Phân loại Nạo vét tận thu Thủ công kết hợp ĐÓNG CỬA MỎ tài nguyên cơ giới San lấp xây Phục hồi cảnh quan Tháo dỡ dựng Trồng cây Hình 2.2. Sơ đồ hoạt động tổng quát của công nghệ khai thác mỏ lộ thiên Đá xây dựng ở 2 miền Nam, Bắc nước ta có đặc điểm rất khác nhau. Trong khi ở miền Bắc có tiềm năng về đá vôi rất lớn thì ở khu vực miền Nam chủ yếu chỉ có một số loại đá trầm tích có cường độ chịu lực lớn và một số không nhiều đá mắc ma; do đó công nghệ khai thác chúng cũng khác nhau. Đặc điểm của khai thác lộ thiên là thu hồi khoáng sản có ích trong lòng đất trực tiếp từ mặt đất, do vậy trước hết phải bóc hết lớp đất đá phủ ở trên và xung quanh thân quặng về mọi phía theo yêu cầu kỹ thuật. Đặc điểm của công nghệ khai thác đá xây dựng là khâu gia công chế biến chủ yếu nằm trên mỏ và thuộc mỏ quản lý, khâu này thường có nhiều công đoạn hơn so với ở các mỏ quặng và than, thông thường phải sử dụng quy trình sàng đập 2 hay 3 giai đoạn. Khi tiến hành khai thác một khoáng sàng đá, khâu công tác đầu tiên là tháo khô và thoát nước mỏ. Đối với hầu hết các mỏ khu vực phía Nam (Tà Thiết, Sroc Con Trăng, Đồng Lâm, các mỏ đá Đồng Nai, các mỏ đá Bình Dương,…) thì thoát nước tháo khô mỏ là khâu quan trọng, có ảnh hưởng trực tiếp tới phương pháp khai thác và hiệu quả làm việc của các khâu công tác tiếp sau. Tuy nhiên, với các mỏ có dạng núi cao như ở khu vực phía Bắc (Hoàng Thạch, Chinh Fong, Phúc Sơn, Nghi Sơn, Bỉm Sơn,…) thì khâu này tương đối đơn giản, không tốn nhiều công sức lắm. 15
Tháo khô và thoát nước mỏ Bóc đất phủ Xúc bóc Vận tải Thu hồi đá Khoan nổ Thải đất Xúc bóc Gia công chế biến Sàng đập Vận tải tại mỏ nhiều cấp Chất kho thành phẩm Phân loại Hình 2.2.- Sơ đồ công nghệ khai thác tổng quát trên mỏ đ á Khâu bóc đất phủ thường chỉ xẩy ra đối với các mỏ đá phía Nam. Đất phủ trên các mỏ đá hầu hết là mềm, có thể xúc bóc trực tiếp mà không cần làm tơi sơ bộ. Trên các mỏ đá, khối lượng đất phủ không nhiều và thường được tận dụng vào các mục đích: san lấp, làm đường, đắp đê bao,... nên khâu đổ thải thường không đáng kể. Đá xây dựng thường có độ cứng lớn, độ bền kháng nén (σn) có thể từ 50 đến 140 MPa hoặc hơn, do vậy để thu hồi chúng thì phải tiến hành làm tơi sơ bộ. Tuỳ theo mục đích sử dụng mà trước khi xuất cho các hộ tiêu thụ phải tiến hành gia công chế biến (đập, phân loại, làm sạch,…). Chất kho, thải loại tạp chất là khâu sản xuất cuối cùng trên mỏ đá (hình 3.1). Trong khai thác sét cũng có trường hợp đất sét có kết cấu rắn chắc, không thể xúc trực tiếp, khi đó người ta thường sử dụng máy xới để làm tơi sơ bộ trước khi xúc. Khi khai thác titan ven biển thì công nghệ khai thác tương đối đơn giản, tuy nhiên khâu sàng tuyển (gia công chế biến) lại chiếm khối lượng công việc lớn nhất trong dây truyền công nghệ. Khâu sàng tuyển nhằm mục đích loại bỏ rác rưởi (thường bằng sàng quay) và sau đó là tách cát ra khỏi các hạt quặng titan bằng hệ thống các bơm cát và các máy tuyển thuỷ lực vít xoắn (Hình 2.3). Khâu gia công chế biến cần có nguồn nước dồi dào. Xúc bóc Thu hồi quặng Vận tải Gia công chế biến Lọc rác sàng quay Bơm Phân ly cát hình côn Bơm Tuyển vít xoắn Bơm Bơ m Chất kho Tuyển vít xoắn Hình 2.3. Sơ đồ công nghệ khai thác Titan ven biển 16
Đất đá phủ thường có độ cứng rất lớn, do vậy trước khi bóc phải tiến hành đập vỡ và tách chúng ra khỏi nguyên khối. Khối lượng đất bóc thường rất lớn do vậy phải vận chuyển chúng về bãi thải. Quặng (khoáng sản có ích) thu hồi được có thể trực tiếp đưa về kho thành phẩm hoặc qua chế biến. Tuy nhiên để thực hiện có hiệu quả các khâu trên cần tiến hành song song và kịp thời tháo khô và thoát nước mỏ. Toàn bộ dây truyền công nghệ trên được biểu thị ở hình 2.3, tương ứng với mỗi khâu ở dây truyền sản xuất có thể có nhiều phương tiện và hình thức khác nhau để tiến hành cơ giới hoá. 2.4. Phương tiện cơ giới hoá các khâu công nghệ 2.4.1. Phương tiện cơ giới hoá khâu chuẩn bị đất đá Ba khâu công nghệ cơ bản trong dây truyền sản xuất trên mỏ lộ thiên là chuẩn bị đất đá, xúc bốc và vận tải. Phương tiện kỹ thuật dùng cho các khâu này rất phong phú và đa dạng, bao gồm các thiết bị khoan, chất nổ và phương tiện nổ, các loại máy xúc và các thiết bị phụ trợ có chức năng tương tự, các phương tiện vận tải,... Các phương tiện thiết bị này ngày một hoàn thiện và phát triển, đặc biệt là vào nửa cuối thế kỷ XX. Để cơ giới hoá khâu chuẩn bị đất đá và quặng cho xúc bóc có thể dùng phương pháp cơ giới (dùng máy xúc điều khiển sụt lở tự nhiên, dùng máy xới, máy ủi, máy nghiền đập - chất bốc), năng lượng chất nổ (máy khoan kết hợp với chất nổ và phương tiện nổ), thuỷ lực (súng bắn nước, ống thẩm thấu), vật lý (điện, siêu âm), hoá học (chất trương nở),.… Về thiết bị khoan, có các loại máy khoan xoay, máy khoan đập - xoay, máy khoan xoay cầu,… Trên các mỏ lộ thiên có đất đá cứng chủ yếu dùng hai loại máy khoan đập - xoay và máy khoan xoay cầu . Đối với máy khoan đập - xoay, trong những năm gần đây đã có 2 cải tiến quan trọng đó là thay thế đầu đập khí nén bằng đập thuỷ lực và đưa đầu đập xuống đáy lỗ khoan. Việc thay thế đầu đập khí nén bằng đầu đập thuỷ lực đã làm tăng áp lực khoan từ 0,50,7 MPa lên 2530 MPa, nhờ đó tăng năng lượng một lần đập của pistông lên 5001000 J, tăng tần số đập lên 30005000 lần/phút. Việc đưa đầu đập xuống đáy lỗ khoan (đối với khoan có đường kính khoan 89251 mm) là một tiến bộ lớn trong công nghệ chế tạo máy khoan, làm tăng hiệu quả năng lượng đập của pistông lên gương lỗ khoan 1,31,6 lần, khắc phục hiện tượng chệch hướng lỗ khoan, giảm nguy cơ kẹt mũi khoan,... tốc độ khoan của loại máy khoan này trong đất đá cứng có thể đạt tới 60 m/giờ Đối với máy khoan xoay cầu, nhiều hãng máy mỏ lớn hơn như Ingersoll-Rand, Busirus- Erie, Tamrock,... đã chế tạo được các máy khoan đường kính từ 160380 mm, khoan sâu đến 55 m, có trang bị hệ thống tự động điều kiển chế độ khoan, hệ thống định vị toàn cầu GPS để xác định chính xác vị trí lỗ khoan. Tốc độ khoan của máy DM-45/LP có thể đạt tới 42 m/h trong đá granít. Đường kính máy khoan cầu 120A cũng của hãng P&H lên tới 387 mm, chiều sâu một cần khoan là 9,8 m,.... Hình 2.4. Máy khoan thuỷ lực ROC F7 của Hãng Atlas - Copco 17
Các hãng chế tạo máy khoan của LB Nga như Buzuluxki, Voronhetxki,... cũng đang cải tiến các loại máy khoan CБШ đã có theo hướng mở rộng đường kính lỗ khoan và nâng cao chiều sâu khoan. Máy khoan xoay cầu - nhiệt CБШ-250 MHP đã được đưa vào sử dụng trên các mỏ sắt lộ thiên vùng KMA để khoan đất đá cứng sâu tới 19 m mà không phải nối cần, phần nạp thuốc được mở rộng tới 400 mm bằng mũi khoan nhiệt kèm theo. Theo ý kiến của các chuyên gia mỏ của LB Nga, thì tương lai phải chế tạo các máy khoan xoay cầu có đường kính tới 450 mm hoặc lơn hơn và phải đạt được chiều sâu khoan 4560 m. Về chất nổ, bên cạnh sự phát chế ANFO (1954) một loại chất nổ dễ chế tạo, nguyên liệu phong phú có, sức công phá tốt, an toàn trong sản xuất, bảo quản và sử dụng, giá rẻ (bằng 70 % Amônít) và đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường. Năm 1960 các nhà khoa học đã phát chế thành công chất nổ ngậm nước (Watergel) có tỷ trọng tới 1,251,26 và sức công phá 320330 cm3 để nổ trong môi trường ngậm nước. Tuy nhiên loại chất nổ này có nhược điểm là đường kính tới hạn lớn (80 mm), tính ổn định hoá học kém và đắt tiền. Để khắc phục các nhược điểm trên các nhà khoa học Mỹ đã nghiên cứu thành công chất nổ nhũ tương (Emusion Explosivex-1978) với những ưu điểm nổi bật như: tỷ trọng lớn 1,251,30; sức công phá 330340 cm3; có khả năng chịu nước tới 72 giờ; không gây ô nhiễm môi trường; có đường kính tới hạn nhỏ (32 mm), an toàn trong sản xuất, bảo quản và sử dụng, đặc biệt là từ khi chế tạo được các bong bóng thuỷ tinh (chất tăng nhậy nằm trong chất nổ nhũ tương) và giá rẻ hơn chất nổ ngậm nước. Sự ra đời của chất nổ nhũ tương được đánh giá như một đột phá trong công nghiệp chế tạo chất nổ công nghiệp của thế kỷ XX. Hình 2.5. Xe nạp thuốc nổ nhũ tương đang làm việc Để khởi nổ các lượng thuốc, năm 1970 Công ty Nitro-Nobel (Thụy Điển) đã chế tạo và đưa ra thị trường hệ thống kích nổ vi sai phi điện thay thế cho các phương tiện nổ truyền thống. Sự kiện này được coi là một phát minh quan trọng nhất trong công nghệ nổ mìn của thế kỷ XX. Sử dụng phương tiện nổ phi điện có độ tin cậy và độ an toàn cao, cho phép thiết kế sơ đồ nổ vi sai linh hoạt với số lượng không hạn chế các lượng thuốc, không chịu tác động của dòng điện lạc và sóng điện từ, đấu phép mạng nổ đơn giản, cho phép nổ vi sai ngay trong nỗ khoan, hiệu quả phá vỡ đất đá cao, cỡ hạt đều, kích thước đống đá gọn, giảm hậu xung, giảm chi phí chất nổ. Bên cạnh phương tiện nổ phi điện, sự ra đời của kíp nổ điện tử cũng có giá trị lớn về khoa học, cho phép điều khiển vi sai tới từng nỗ mìn với thời gian giãn cách bất kỳ (12 ms), giảm tới mức nhỏ nhất lượng thuốc phát nổ tại một thời điểm, giảm biên độ cực đại của chấn động so với khi điều khiển bằng kíp điện thường tới 77 % (kết quả đo tại công trình đường hầm Marin - Tây Ban Nha - 7/2001). Áp lực của những đòi hỏi khắt khe về bảo vệ môi trường ở những năm cuối thế kỷ XX thúc đẩy các nhà khoa học đi tìm những giải pháp phá vỡ đất đá mà không cần tới nổ mìn. Chất phá đá NPV-7B, Dexpan, hệ thống phá đá CardoxTube, phá đá bằng chất hoạt tính bề 18
mặt,... mở đầu cho công nghệ phá đá sạch ở nhiệt độ thấp, không gây chấn động lớn, không bụi, không có đá bay, không xả khí độc vào môi trường. Tuy nhiên các giải pháp phá đá này chưa thể thay thế cho phương pháp nổ mìn ở quy mô lớn. Bên cạnh đó sự phát triển của công nghệ chế tạo máy đã tạo tiền đề để tiếp tục hoàn thiện đầu đập thuỷ lực, máy xúc có răng gàu tích cực, máy phay cắt liên hợp. Hình 2.6. Sơ đồ mạng nổ mìn phi điện Bảng 2.1. Năng suất của các máy xới phụ thuộc vào tốc độ truyền âm của đất đá Loại máy Tốc độ truyền âm của đất đá, m/s xới 1600 1800 2000 2200 D9R 1.600.000 1.000.000 800.000 650.000 D10R 2.200.000 1.400.000 1.100.000 750.000 D11R 2.270.000 1.500.000 1.170.000 850.000 Ngày nay người ta đã chế tạo được những máy xới có trọng lượng 100132 tấn, công suất 6001100 kW, có thể xới sâu 1,61,8 m trong đất đá có tốc độ truyền âm dưới 30003500 m/s (Bảng 2.1). Các máy xới có công suất và trọng lượng trong phạm vi đó phải kể đến D-10N, D-11N của hãng Caterpillar; D-275A, D-375A, D-475A, D-575A của hãng Komatsu; TT-300P-1-01, T-500P-1, T-50-01 của LB Nga,… Tờ World Mining Equipment tháng 2/2000 thông báo rằng hãng Caterpillar vừa cho ra đời loại máy xới mới D-11R có trang bị hệ thống tự động điều khiển lưỡi gạt và bộ phận chuẩn đoán sự cố trong quá trình làm việc. Hình 2.7. Minh họa chiếc máy xới CAT D11N đang làm việc 19