Đ A C Ơ H C , Đ A T I N H C , Đ A C H T , T R C Đ A
62 SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
N
N
G
G
H
H
I
I
Ê
Ê
N
N
C
C
U
U
X
X
Â
Â
Y
Y
D
D
N
N
G
G
C
C
H
H
T
T
I
I
Ê
Ê
U
U
C
C
Ô
Ô
N
N
G
G
N
N
G
G
H
H
I
I
P
P
P
P
H
H
Ù
Ù
H
H
P
P
T
T
R
R
O
O
N
N
G
G
T
T
Í
Í
N
N
H
H
T
T
R
R
L
L
Ư
Ư
N
N
G
G
,
,
T
T
À
À
I
I
N
N
G
G
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N
T
T
H
H
A
A
N
N
B
B
T
T
H
H
A
A
N
N
Đ
Đ
Ô
Ô
N
N
G
G
B
B
C
C
,
,
V
V
I
I
T
T
N
N
A
A
M
M
Nguyn Pơng
1,*
, Trn Đi Dũng
2
, Nguyn Pơng Đông
3
,
Đỗ Mnh An
3
, Khương Thế Hùng
3
1
Tng hi Đa cht Vit Nam, 6 Phm Ngũ Lão, Hà Ni, Vit Nam
2
Cc Khoáng sn Vit Nam, 10 Tôn Tht Thuyết, Hà Ni, Vit Nam
3
Trưng Đi hc M - Địa cht, 18 Ph Viên, Hà Ni, Vit Nam
THÔNG TIN BÀI BÁO
CHUYÊN MC: Công trình khoa hc
Ngày nhn bài: 10/3/2024
Ngày nhn bài sa:30/42024
Ny chp nhn đăng: 10/5/2024
1,*
c gi liên h:
Email: phuong_mdc@yahoo.com
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TÓM TT
Than khoáng là ngun tài nguyên không tái to, hin vn đóng vai trò quan trng, chưa th thay thế
trong ngành năng lưng. Vì vy, ngoài vic m rng tìm kiếm, thăm dò, thách thức đặt ra là phi nâng
cao hiu qu khai thác các m than hin có. Điu này là mt nhim v đầy thách thc trong đánh giá tài
nguyên, đm bo s bn vng trong qun lý và khai thác ngun tài nguyên này. Các ch tiêu tính tr
ng than đang áp dng b than Đông Bc trong thi gian qua chưa thc s phù hp vi điu kin
thc tế nhu cu s dng than cho các lĩnh vc công nghip khác nhau. Vì vy, vic nghiên cuy
dng ch tiêu công nghip phù hp trong tính tr ng/tài nguyên than là cn thiết. Nghiên cứu s dng
phi hp phương pháp tng hp, đi sánh tài liu, kết hp phương pháp phân tích hi quy đa chiu
phương pháp hìnha để xác lp ch tiêu công nghip tính tr ng, tài nguyên than. Kết qu nghiên
cu cho thy s gia tăng tr ng/tài nguyên than b than Đông Bc ph thuc cht ch vào s thay
đổi ch tiêu chiu dày ti thiu (M
min
) và đ tro ti đa (A
Kmax
). Độ tro và s biến đi đ tro than (σ
H
) không
ch nh hưng đến kết qu tính tr ng/tài nguyên và đ tin cy ca kết qu nh, mà còn nh ng
không nh đến công ngh khai thác và sàng tuyn. c ch tiêu công nghip s dng trong tính tr ng
than nên có s điu chnh, c th ch tiêu nhitng (Q
dgr
) ≥ 3500 cal/g, tương ng đ tro ti đa k c
độ m bn (A
Kmax
) 45 - 50%, chiu dày ti thiu k c lp kp ≥ 0,6 - 1,0 m và ct đ sâu ti đa đến
700 m; vi tài nguyên, đ tro ti đa k c độ làm bn (A
Kmax
) ≤ 50 -60%, chiu dày ti thiu k c lp kp
0,5 - 0,6 m, ct đ sâu ti đa đến -1000 m. Kết qu nghiên cu không ch giúp ti ưu hóa qun lý
khai thác than b Đông Bc, mà còn to ra cơ s lun và cnh sách h tr s phát trin bn vng cho
ngành công nghip than trong tương lai.
T khóa: ch tiêu công nghip, tr ng than, b than Đông Bc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
@ Hi Khoa hc và ng ngh M Vit Nam
1. ĐẶT VN Đ
Trong thăm dò và tính tr ng than (than
khoáng) đ khoanh ni các va than công nghip,
ta phi da vào các yêu cu v ch tiêu đi vi cht
ng than và yêu cu k thut khai thác m, nghĩa
phi da vào ch tiêu công nghip. Như vy, va
than hay m than công nghip là mt khái nim
kinh tế - địa cht, do đó, đ khoanh ni va than
công nghip phi da vào hàng lot ch tiêu đưc
xác lp da trên s tính toán kinh tế - k thut.
Các ch tiêu công nghip là thông s đng, ph
thuc vào điu kin kinh tế - k thut, công ngh
khai thác, nhu cu ca th trưng và nhiu yếu t
khác ti thi đim đánh giá. Trong thc tin công
Đ A C Ơ H C , Đ A T I N H C , Đ A C H T , T R C Đ A
63
SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
tác thăm dò và khai thác m, nhiu c trên thế
gii thưng chia thành 3 loi ch tiêu có liên quan
vi các giai đon thăm dò, c th:
- Ch tiêu tm thi: S dng giai đon thăm
dò sơ b (trưc đây), giai đon lp đ án thăm dò
hin nay, thưng ch đầu tư D án xây dng thông
qua nghiên cu tin kh thi hoc áp dng theo
phương pháp ơng t;
- Ch tiêu chính thc: Được xác định khi kết
thúc công tác thăm dò, lp Báo cáo tng kết, đưc
thành lp tng qua nghiên cu kh thi, ch tiêu
này đưc Hi đng đánh giá tr ng phê duyt
và s dng đ tính tr ng phc v thiết kế khai
thác m;
- Ch tiêu tác nghip (ch tiêu khai thác): Ch tiêu
này đưc Tng công ty hay công ty khai thác m
xác đnh trong quá trình khai thác và khi cn thiết
do B ch qun phê duyt, vi mc đích chính c
hóa ch tiêu đã đưc phê duyt trong Báo cáo thăm
dò, để phù hp vi thay đi din ra trong quá trình
khai thác tng va, khu m riêng bit, hoc do có
s thay đi v giá c, nhu cu ca th trưng
nguyên liu khoáng.
Trong thi gian qua, các ch tiêu s dng trong
khoanh ni va than công nghip, đánh giá cht
ng và tính tr ng/tài nguyên than b than
Đông Bc (hay b Qung Ninh) ch yếu da vào
ch tiêu tính tr ng do y ban khoa hc Nhà
c ban hành năm 1977. T thc tế thăm dò,
khai thác tiêu th than c ta hin nay nhn
thy, các ch tiêu này không còn phù hp vi nn
kinh tế th trưng và nhu cu s dng than nhiên
liu cho nhiu lĩnh vc công nghip khác nhau, đc
bit đi vi lĩnh vc s dng than nhiên liu thp.
y thuc vào lĩnh vc s dng, ch tiêu phn ánh
cht lưng than có s khác nhau, trong đó, ch tiêu
độ tro khô theo mu đơn (A
K
) đ tro hàng hóa
(A
KHH
) đưc s dng đ khoanh ni c va than
công nghip và tính tr ng/tài nguyên là ch tiêu
bản ph thuc vào lĩnh vc s dng, nghĩa là
u cu v ch tiêu đ tro khác nhau. Than cho sn
xut xi măng yêu cu đ tro hàng hóa trung bình là
(16 ± 2)%, nguyên liu chođúc gang là 8 - 12%,
sn xut cc hình yêu cu nh n 7%, mt s
ngành công nghip có nhu cu s dng than nhit
ng thp, tương ng vi đ tro t 45 - 50%,
khi ti 55 - 60%. Nnh công nghip nhit đin và
mt s ngành khác có nhu cu s dng khá ln
than nhit lưng thp (nhit lưng 2.700 - 4500
Kcal/kg, tương ng vi đ tro trên 40%); ví d: than
vùng Alaska ca M, có nhit lưng riêng 4.398
Kcal/kg được dùng khá thông dng (Tex Coach
Manaul - 1987).
Độ tro là thành phn có hi đi vi khoáng sn
than, mt khác, tr ng than có quan h k cht
ch vi đ tro và được xác định thông qua ch tiêu
độ tro ti đa (𝐴
���
). b than Đông Bc (Qung
Ninh), ch tiêu này đưc áp dng trong khong thi
gian kdài là A
kHH
≤ 40%. Trong nhng năm gn
đây, do nhu cu s dng than làm nhiên liu ngày
càng tăng và trong thc tế nhiu lĩnh vc s dng
than có đ tr cao ti 50 - 55%, thm chí đến 60%.
Ch tiêu phn ánh điu kin khai thác m tp
hp các ch tiêu liên quan công ngh k thut
khai thác, bao gm các ch tiêu v độ sâu ti đa k
t mt đt đến tr va than, chiu dày lp đá kp
ti đa cho phép, chiu dày nh nht ca va than
công nghip, h s cha than i vi va cu trúc
phc tp), h s bc đt trong khai thác l thiên và
ch tiêu tr ng ti thiu (Q
min
). Trong đó, ch tiêu
độ u ti đa, ch tiêu chiu dày nh nht cho phép
ca va than công nghip là các ch tiêu quan trng
ph thuc vào k thut khai thác m.
Giá thành khai thác không ch ph thuco
chiu dày va, mà còn ph thuc khá ln vào s
dao đng hay mức đ biến đi v chiu dày và v
trí tr va than. Chiu dày và góc dc ca va than
gi vai trò quyết đnh trong vic la chn phương
pháp và công ngh khai thác than bng phương
pháp hm lò. Vic la chn chiu dày khai thác ti
thiu ph thuc vào vic la chn công ngh khai
thác, năng sut lao đng và giá tnh khai thác.
Hin nay, b than Đông Bc vn áp dng ch
tiêu chiu dày va khai thác ti thiu đi vi khai
thác hm lò là 0,8 m và 1,0 m đi vi khai thác l
thiên. Thc tế trong nhiu năm qua, ti mt s m
đã khai thác các va có chiu dày < 0,8m vn mang
li hiu qu kinh tế. Mt khác nhiu c trên
thế gii hin đang áp dng ch tiêu chiu dày khai
thác ti thiu than năng lưng đi vi hm lò là 0,5
m, các va dc có th 0,45 m, có khi đến 0,3 m.
Đ A C Ơ H C , Đ A T I N H C , Đ A C H T , T R C Đ A
64 SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
Theo [5], các va than b Đông Bc (Qung
Ninh) có chiu dày trung bình, biến đi n đnh,
hình thái - cu trúc đơn gin, đ tro than nguyên
khai chênh lch không ln so vi đ tro ca va
than t nhiên. Nc li, các va than mng, s
biến đi chiu dày ln và va có hình thái cu trúc
phc tp, đ tro than nguyên khai luôn ln hơn k
nhiu so vi đ tro trungnh trong va than t
nhiên. Do vy, chiu dày va và đc đim biến đi
ca chúng là thông s quan trng liên quan đến
vic la chn phương pháp và k thut khai tc,
giá thành khai thác và có nh hưng đến cht
ng ca than nguyên khai rt ln. Độ tro khi ti
đa ph thuc vào đ tro ca lp than và đ tro lp
kp (đ làm bn), ph thuc vào cu trúc va, hình
thái - cu trúc va thancông ngh khai thác than.
S gia tăng tr ng/tài nguyên than b
than ph thuc vào s thay đi ch tiêu chiu dày
ti thiu và đ tro ti đa [5]. Cùng vi s biến đi
chiu dày và đc đim cu trúc ni b va còn nh
ng không nh đến đ tro than nguyên khai.
Bài báo gii thiu kết qu nghiên cu và đ
xut ch tiêu công nghip (chiu dày, đ tro) tính
tr ng, tài nguyên than trên s kết qu
nghiên cu ti mt s m than đin hình ca b
Đông Bc (hay b than Qung Ninh) vi mc tiêu
góp phn tăng ng công tác qun lý nhà nưc
nâng cao giá tr s dng ngun tài nguyên than
b than Đông Bc.
2. D LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU
2.1. Tng quan v ch tiêu nh tr ng/tài
nguyên than trên thế gii và Vit Nam
mt s c phương Tây và Liên (tc
đây), ch tiêu tính tr ng than (coal reserve)
được c đnh theo lun chng kinh tế - k thut
đối vi tng m, da vào kết qu phân tích các yếu
t công ngh, kinh tế, th trưng, môi tng
pháp lut (Bng 1):
Bng 1. Ch tiêu tính tr ng/tài nguyên than ca Liên Xô (trưc đây)
B than
Trong cân đ
i
Ngoài cân đ
i
Min(m)
𝒎𝒂𝒙
𝒄𝒉
(%) Min(m)
𝒎𝒂𝒙
𝒄𝒉
(%)
Đonhet
Kuznhet
Karagandin
Petroski
Lvopski
0,50
0,45
0,60
0,50
0,50
45
40
45
40
40
0,45
0,40
0,45
-
0,40
50
45
50
-
45
M, than khoáng khi đt ch tiêu cht lưng phân loi than theo tiêu chun ASTM, thì tài nguyên
d báo và tính tr ng cơ s (coal reserve base) đưc căn c vào ch tiêu đ sâu ti đa (m) chiu
dày lp than ti thiu (Bng 2).
Bng 2. Ch tiêu tính tr ng than ca M
Loi tài nguyên - tr ng Độ sâu Max (m) Chiu dày lp than
Min (m)
1. Tài nguyên xác đnh và ca xác đnh
Anthracite và Bituminous
1800
0,35
Subbituminous và lignite 1800 0,75
2. Tài nguyên c
n kinh t
ế
- Anthracite và Bituminous 0 - 300; 300 -1800
0,35 - 0,70; 0,35
- Subbituminous 0 300; 300 - 1800
0,75 - 1,50; 0,75
-
Lignit
0
150; 150
-
1800
0,75
-
1,50; 0,75
3. Tr ng cơ s
-
Anthracit và Bituminous
300
0,70
- Subbituminous 300 1,50
-
Lignit
150
1,50
(Ngun Geologycal Subvery Bulletin 1450B và Circula 891)
Đ A C Ơ H C , Đ A T I N H C , Đ A C H T , T R C Đ A
65
SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
Vit Nam, hu hết các Báo cáo thăm dò than trước năm 2006 đu s dng ch tiêu tm thi do y
ban Kế hoch Nc ban hành theo quyết đnh s 1132/UB/CAN ca UBKHNN ngày 9 tháng 6
năm1977 (Bng 3).
Bng 3. Ch tiêu tính tr ng than khoáng (than đá) theo quyết đnh s 1132/UB/CAN
Ch tiêu tính tr ng Đơn v Tr ng trong
cân đ
i
Tr ng ngoài
cân đ
i
1. Khai thác l thiên
-
Chi
u dày t
i thi
u
m
1,0
0,8
- Độ tro ti đa k c độ làm bn % ≤40 ≤45
-
H
s
b
c đ
t
trung bình
m
3
/T
6/1
2. Khai thác h
m
- Chiu dày ti thiu m 0,8 0,6
-
Đ
tro t
i đa k
c
đ
làm b
n
%
≤ 40
≤ 45
Sau khi Quyết đnh 2034/QĐ - ĐC đưc ban hành, Tng Công ty Than Vit Nam nay Tp đoàn
Công nghip Than- Khoáng sn Vit Nam (TKV) đã tiến hành tính tr ng, tài nguyên cho mt s m
theo ch tiêu: chiu dày ti thiu 0,3 m, đ tro ti đa A
KMax
60% (PA II) và so sánh vi kết qu tính
theo ch tiêu tính tr ng than khoáng trong quyết đnh s 1132/UB/CAN (PA II) đưc tng hp trong
Bng 4 [9].
Bng 4. Kết qu tính tr ng mt s m than b Đông Bc theo phương án I và II
T
T Tên m
TL - TN theo phương án,
10
3
T
Trữ lượng gia
tăng
PA.I PA.II 10
3
T %
1 Báo cáo kết quả TDKT mỏ Kế Bào 18.271
22.702
4.431
24,25
2 Báo cáo tổng hợp và tính lại TL mỏ Tây Khe
Sim
7.779
8.746
957
12,30
3 Báo cáo kết quả TDKT Vỉa Lộ Trí mỏ Thống
Nhất 4.062
4.479
415
10,30
4 Báo cáo tổng hợp và tính lại TL mỏ Đông Ngã
Hai
47.965
53.510
5.545
11,56
5 Báo cáo kết quả TDKT mỏ Tây Bắc Khe Chàm 2.650
2.917
267
10,00
6 Báo cáo kết quả TDKT mỏ Đông Bắc Khe Chàm 3.967
4.817
850
21,45
7 Báo cáo kết quả TDKT mỏ Khe Chuối 22.360
29.436
7.076
31,65
8 Báo cáo tổng hợp và tính lại TL Khu Trung tâm
Khe Tam
23.437
24.833
1.396
5,96
9 Báo cáo kết quả TDKT mỏ Đông Bắc ng
Dương 3.141
3.351
210
6,70
1
0
Báo cáo tổng hợp và tính lại TL Khu Suối Lại 50.041
62.478
12.437
24,85
1
1
Báo cáo kết quả TDKT mỏ Đông Bình Minh 6.061
7.056
995
16,40
T bng 4 cho thy nếu gim ch tiêu chiu dày
t 0,8 m xung 0,3 m và tăng đ tro ti đa theo
mu đơn t 40% lên 60%, thì tr ng/tài nguyên
than ca các m tăng lên khá ln, t ~ 7% đến
31,65%.
Năm 2004, Tng Công ty Than Vit Nam đã
thc hin đ i “c lp các lun c khoa hc, xây
dng các ch tiêu tính tr ng - tài nguyên các
m than khoáng Vit Namdo TS Lê Ái Th làm
ch biên [9]. Kết qu nghiên cu đã đề xut 04
phương án v chiu dày ti thiu: 0,8 m; 0,6 m; 0,4
m và 0,2 m. Đi vi ch tiêu đ tro ti đa không tính
độ làm bn, tác gi đề xut 03 phương án: ≤ 40%;
≤ 45% và ≤ 50%.
Đ A C Ơ H C , Đ A T I N H C , Đ A C H T , T R C Đ A
66 SỐ 4 - 2024
CÔNG NGHIỆP MỎ
Website: http://tapchi.hoimovietnam.vn
Hin nay, các Báo cáo thăm dò thường s
dng ch tiêu tm thi do Ch đầu tư đ xut và
đưc Hi đng đánh giá tr ng khoáng sn
quc gia công nhn. Nhìn chung, các ch tiêu công
nghip (chiu dày, đ tro) s dng trong các Báo
cáo thăm dò hin nay vn còn mang nng tính ch
quan, chưa đưc nghiên cu lun gii bi lun
chng kinh tế - k thut, v bản vn theo ch
tiêu tính tr ng than khoáng (than đá) trong
quyết đnh s 1132/UB/CAN năm 1977, ch khác là
b sung thêm ch tiêu đ tro ti đa theo mu đơn
(A
KMax
) dùng làm đim ta đ khoanh ni va than
công nghip.
2.2. Phương pháp nghiên cu
- Phương pháp thu thp tng hp tài liu: Thu
thp tài liu t các Báo cáo kết qu thăm dò, hin
trng khai thác và các kết qu nghiên cu t các
công trình nghiên cu trưc [1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9,
15], t đó, la chn tài liu bo đm đ tin cy và
phù hp vi mc tiêu nghiên cu đ tng hp, x
lý.
- Phương pháp ơng t: S dng phương
pháp tương t trong thăm dò khoáng sn rn đ
đánh giá nh lun gii s phù hp ca các ch tiêu
tính tr ng/tài nguyên đang đưc s dng trong
khoanh ni va than công nghip và tính tr ng/tài
nguyên than b Đông Bc.
- Phương pháp toán thng kê: Áp dng
phương pháp thng kê mt chiu [1, 10] đ c lp
hàm phân b thng kê ca các thông s chiu dày,
độ tro; t đó xác đnh các thông s thng đc
trưng (giá tr trung bình, phương sai, h s biên
thiên) ca thông s nghiên cu; s dng phương
pháp toán thng kê [14] đ d báo kh ng gia
tăng tr ng/i nguyên ca các va than theo
ngưng chiu dày ti thiu hoc đ tro ti đa đưc
la chn.
- Pơng pháp hi quy đa chiu: Trong bài báo,
c gi s dng các phương pháp đ gii quyết các
ni dung sau:
+ Xác đnh mức độ nh ng ca đ tro đến
cht ng than: Đi vi than năng lưng, đ tro
nh hưng rõ nét nht đến nhit lưng ca than.
Gia đ tro và nhit năng ca than đã đưc V. V.
Kiriacov (1989) xác lp khi nghiên cu kh năng
s dng than đ tro rt cao (than bn hay sét
than), gia Q
ch
và A
k
ca lp đá cha than (sét
than) b Donbat (Liên ) được xác đnh theo
công thc thc nghim sau:
Q
ch
= 8065 - 88. A
k
; khi A
k
60% (1)
+ Đánh giá nh ng đ tro đến giá c ca
than: Theo Đng Văn Nhì, Nguyn Phươngnnk.
[4]; Nguyn Pơng, Đ Bình, Nguyn S Quý
[5], s ph thuc ca giá c (M) vào đ tro than
hànga trung bình (𝐴
)và mức độ biến hóa ca
độ tro than (𝜎
) xác định theo công thc tng quát
sau:
M = a +b𝐴
𝑐(𝐴
)
𝑑𝜎
(2)
Trong đó: a, b, c, d là các h s thc nghim; 𝐴
- Độ tro trung bình ca than hàng hóa.
𝜎
Phương sai đ tro than hàng a đưc
xác đnh theo công thc:
𝜎
= α + β𝐴
+ θ �𝐴
(3)
Vi α, β, θ là h s c đnh theo tài liu thc
nghim (thc tế).
- Quan h gia chiu dày công nghip ti thiu
vi giá tr nhit lưng và chiu dày lp than, lp đá
kp: Khi chn ch tiêu chiu dày tính tr ng cn
chú ý t l gia chiu dày các lp kp và chiu dày
riêng than đưc đưa vào tính tr ng/tài nguyên
phi tha mãn điu kin theo h phương trình thc
nghim sau [9]:
��
��
-
0,5
(4)
M
CN
≥ M
K
+ M
RT
Trong đó:
M
K
- Chiu dày các lp kp, m;
M
RT
- Chiu dày lp than, m;
𝑄
��
- Giá tr nhit năng ca than, MJ.
T (4), cho thy ch tiêu chiu dày va không
ch ph thuc vào công ngh khai thác, mà còn có
mi quan h cht ch vi ch tiêu giá tr nhit năng
ti thiu và ch tiêu đ tro ti đa cho phép.
- Phương pháp hình hóa: S dng phi hp
h thng mt ct đa cht liên hp và phương pháp
hình hc m (thành lp bình đồ đồng chiu dày,
đồng đ tro) nhm làm sáng t đặc đim hình thái
- cu trúc va than và đặc điểm phân b ca các
thông s địa cht công nghip va than [11, 12, 13].