Luận án Nghiên cứu xác định chiều sâu khai thác lộ thiên hợp lý cho các mỏ đá vật liệu xây dựng nằm dưới mức thoát nước tự chảy ở khu vực Nam Bộ

iều sâu mỏ có thể khai thác theo điều kiện kỹ thuật hoặc theo điều 
kiện kinh tế (chiều sâu mỏ hợp lý); 
 Các mỏ liền kề thường bố trí theo các sơ đồ như trên (Hình 2.6) 
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí các mỏ nằm liền kề nhau 
a, Hai mỏ; b, ba mỏ; c, bốn mỏ; d, hai mỏ nằm liền kề một khoảng cách. 
Ghi chú: Nét liền: đường biên giới trên của mỏ; Nét đứt: đường biên giới 
giữa các mỏ kề nhau. 
Ta xét hai trường hợp đơn giản thể hiện trên (Hình 2.6a) và (Hình 2.6b) 
Trên mặt cắt ngang của hai mỏ liền kề có biên giới chung (Hình 2.6a), nếu 
chiều rộng của mỏ trên mặt đất của chúng bằng nhau thì chiều sâu của mỏ tính theo 
điều kiện kỹ thuật sẽ bằng nhau, ngược lại mỏ nào có chiều rộng trên mặt đất nhỏ, 
chiều sâu mỏ tính theo điều kiện kỹ thuật mỏ sẽ thấp hơn. Nếu hai mỏ tiến hành 
khai thác độc lập sẽ để lại trụ bảo vệ giữa hai mỏ gây tổn thất tài nguyên lớn hơn 
(Hình 2.7). Nếu không muốn tổn thất tài nguyên do phải để lại trụ bảo vệ giữa hai 
mỏ, quy trình khai thác sẽ rất phức tạp và không tránh khỏi sự tranh chấp giữa hai 
doanh nghiệp quản lý mỏ (Hình 2.7a). 
Diện tích gạch chéo thể hiện khối lượng tài nguyên tổn thất khi hai mỏ tiến 
hành khai thác độc lập. 
Nếu hai mỏ bố trí liền kề nhau nhưng cách không xa lắm (Hình 2.7b) 
hiện tượng tổn thất tài nguyên cũng xảy ra tương tự. Sự chênh lệch về chiều sâu 
khai thác giữa hai mỏ liền kề càng lớn, tổn thất tài nguyên do để lại trụ bảo vệ 
càng cao. 
47 
Hình 2.7: Quy mô tổn thất tài nguyên khi khai thác mỏ liền kề (a) 
và cách nhau (b) khi tiến hành khai thác độc lập 
2.3. Kết luận chương 2 
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định chiều sâu khai thác hợp lý 
(và cả chiều sâu mỏ tính theo điều kiện kỹ thuật) của mỏ lộ thiên khai thác đá 
xây dựng thông thường như điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật và kinh tế xã 
hội. Một số trong các yếu tố đó, trong những điều kiện xác định có thể xem là 
không đổi khi chiều sâu khai thác thay đổi như chi phí khoan nổ, xúc bốc, nghiền 
sàng và một số chi phí khác. Số yếu tố còn lại sẽ thay đổi thông qua sự thay đổi 
của các chi phí khác phụ thuộc vào chiều sâu khai và kích thước chu vi mặt mỏ. 
Chi phí vận tải và chi phí thoát nước phụ thuộc không những vào chiều sâu khai 
thác mà còn phụ thuộc vào kích thước chu vi mặt mỏ. Chu vi mặt mỏ càng lớn 
khi cùng một diện tích mặt mỏ đối với mặt mỏ có dạng hình chữ nhật sẽ làm tăng 
khoảng cách vận tải trong mỏ và tăng lượng nước ngầm chảy vào mỏ . Các chi 
phí này quyết định chiều sâu mỏ có thể khai thác được và hợp lý của mỏ lộ thiên 
khai thác đá xây dựng làm VLXD thông thường nói chung và cho khu vực Nam 
Bộ nói riêng. 
48 
CHƯƠNG 3 
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC HỢP LÝ 
CHO CÁC MỎ LỘ THIÊN KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG 
NẰM DƯỚI MỨC THOÁT NƯỚC TỰ CHẢY KHU VỰC NAM BỘ 
3.1. Một số đặc điểm về biên giới các mỏ lộ thiên khai thác đá xây dựng ở nước ta 
Sau ngày hòa bình lập lại ở miền Bắc, đá xây dựng để sản xuất xi măng và 
vật liệu xây dựng thông thường chủ yếu lấy từ các núi đá vôi nằm cao hơn địa hình 
xung quanh. Các dự án khai thác mỏ đều dừng ở mức cao hơn địa hình xung quanh 
từ 3 ÷ 5m để thoát nước bằng phương pháp tự chảy. Vì vậy việc xác định chiều sâu 
mỏ khi khai thác các mỏ đá vôi lúc đó không đặt thành vấn đề. 
Tuy nhiên, trong thời gian tới các núi đá vôi khai thác phục vụ sản xuất 
xi măng nằm gần các nhà máy và điều kiện khai thác thuận lợi cũng gần cạn 
kiệt. Nếu khai thác các núi đá vôi khác nằm xa nhà máy hơn sẽ làm cho giá 
thành nguyên liệu tăng lên vì tăng chi phí vận tải. Vì vậy một số mỏ đá vôi sau 
khi khai thác hết phần trữ lượng nằm nổi trên mặt đất, người ta đã bắt đầu nghĩ 
đến việc khai thác phần trữ lượng đá vôi nằm sâu dưới diện tích đã khai thác 
(Mỏ Hoàng Thạch, Tràng Kênh - Hải Phòngđã thực hiện và một số mỏ khác 
đã bắt đầu xây dựng dự án). Việc khai thác phần sâu của núi đá là cần thiết, có 
thể tiết kiệm chi phí, tăng nguồn nguyên liệu nhưng cũng không thể khai thác 
đến độ sâu tùy ý mà phải có giới hạn. Điều đó dẫn tới việc phải tiến hành xác 
định chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ. 
Sau ngày miền Nam giải phóng (năm 1975) đặc biệt trong những năm 
đầu của thế kỷ 21, nhằm thỏa mãn nhu cầu về vật liệu xây dựng ngày càng tăng 
phục vụ cho các kế hoạch phát triển hạ tầng, từng bước hiện đại hóa và công 
nghiệp hóa đất nước, việc thăm dò, tìm kiếm đá xây dựng ngoài đá vôi ở khu 
vực Nam Bộ trở nên cấp thiết và ngày nay đã hình thành hàng loạt mỏ khai thác 
đá xây dựng, đặc biệt là khu vực Đông Nam Bộ như ở các tỉnh Đồng Nai, Bình 
Dương, Bà Rịa - Vũng Tàu 
Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai và 
Bình Dương hiện có 67 mỏ đang hoạt động khai thác đá vật liệu xây dựng (không 
49 
tính các mỏ đá Granit và đá vôi); Trong đó Bà Rịa - Vũng Tàu 20 mỏ với trữ lượng 
đá 285.488.404 m3, tổng công suất khai thác 12.619.675 m3/năm; Tỉnh Đồng Nai có 
27 mỏ trữ lượng đá 476.855.217 m3 với tổng công suất khai thác 29.388.500 
m3/năm; Tỉnh Bình Dương 20 mỏ với trữ lượng đá 238.398.578 m3, công suất khai 
thác 14.180.480 m3/năm [1], [2], [3], [4], [7]. 
Số lượng mỏ của từng cụm mỏ được thể hiện trong (Bảng 3.1) 
Trong phạm vi khảo sát 25 mỏ thuộc cụm mỏ Thường Tân - Tân Mỹ (Bình 
Dương) và cụm mỏ Thiện Tân - Thạnh Phú (Đồng Nai) là hai cụm mỏ lớn nhất 
trong khu vực, có 9 mỏ độ sâu khai thác dừng ở mức -30 m, chiếm 36%; 6 mỏ độ 
sâu khai thác dừng ở mức -50 m, chiếm 24%; 6 mỏ độ sâu khai thác dừng ở mức -
60 m, chiếm 24% và 4 mỏ độ sâu khai thác dừng ở mức -80 m, chiếm 16%. Có 84% 
số mỏ độ sâu khai thác dừng ở mức -60 m trở lên. Điều đó cho thấy tiềm năng đá 
xây dựng ở khu vực còn rất lớn nếu tiến hành khai thác ở những mức sâu hơn. 
Khảo sát mối quan hệ giữa biên giới của mỏ và chiều sâu khai thác (Bảng 
3.2) ta có những nhận xét sau đây: 
- Biên giới mỏ trên mặt đất và chiều sâu khai thác được quy định theo diện 
tích và độ sâu cho phép thăm dò địa chất. Trữ lượng đưa vào quy hoạch khai thác là 
trữ lượng địa chất. 
- Việc cấp giấy phép thăm dò và khai thác còn nhiều tồn tại thể hiện ở chỗ 
trên cùng một khu vực có cùng điều kiện khai thác (Hệ thống khai thác và các thông 
số khai thác, đồng bộ thiết bị sử dụng giống nhau; Các chi phí cơ bản như khoan nổ 
mìn, xúc bốc, vận tải... không khác nhau mấy) nhưng các mỏ lại được cấp với diện 
tích và độ sâu khai thác không phù hợp. Nó không đảm bảo hiệu quả khai thác tài 
nguyên khoáng sản theo khía cạnh tận dụng và mang lại lợi ích tối đa cho xã hội. Ví 
dụ có mỏ được cấp với diện tích lớn nhưng chiều sâu khai thác lại nhỏ, ngược lại có 
mỏ được cấp với diện tích nhỏ nhưng độ sâu khai thác lại lớn (mỏ Tân Mỹ A theo 
thiết kế với diện tích mỏ được cấp 64,6ha nhưng độ sâu khai thác dừng ở mức -30m 
trong khi mỏ Thường Tân, công ty TNHH Phan Thanh với diện tích được cấp 17 ha 
nhưng độ sâu khai thác ở mức -50 m). Một số mỏ khác có độ sâu khai thác như 
nhau nhưng diện tích mặt mỏ lại khác nhau rất nhiều, gấp 3 đến 6 lần. 
50 
Bảng 3.1: Số lượng mỏ trong cụm mỏ tại ba tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai và Bình Dương 
TT Tên đá khai thác Tên cụm mỏ 
Số 
mỏ 
Trữ lượng 
đá, m3 
Công suất khai 
thác, m3/năm 
Độ sâu khai 
thác, m 
Tuổi thọ trung 
bình, năm 
1 Đá Bazan 
Bazan lỗ hổng Bà Rịa - Vũng Tàu 6 100906280 3469195 - 29 
Bazan đặc xít Đồng Nai 7 75437916 3969500 - 19 
2 Đá anđêzit, đaxit, 
tuf riolit, riolit 
poocfia 
Cụm mỏ Tân Đông Hiệp (xã Tân Đông 
Hiệp, Dĩ An, Bình Dương) 
5 53816454 5030000 -80 ÷ -100 10,7 
Cụm mỏ Tân Cang (xã Tân Cang, TP 
Biên Hòa, Đồng Nai) 
10 161902008 1066400 - 15 
Cụm mỏ Châu Pha (xã Châu Pha, Tân 
Thành, Bà Rịa - Vũng Tàu 
14 65415854 3895000 - 20 
3 Đá trầm tích, cát 
kết, sét kết, bột 
kết 
Cụm mỏ Thường Tân - Tân Mỹ (xã 
Thường Tân và Tân mỹ, huyện bắc Tân 
Uyên, Bình Dương 
15 184582124 9150480 -30 ÷ -50 20 
Cụm mỏ Thiện Tân - Thạnh Phú (xã 
Thiện Tân và Thạnh Phú, Vĩnh Cửu, 
Đồng Nai 
10 239215293 14755000 -60 ÷ -80 16 
51 
Bảng 3.2: Biên giới, chiều sâu khai thác và trữ lượng các mỏ đá thuộc khu vực Thường Tân -Tân Mỹ 
(xã Thường Tân và Tân Mỹ, huyện Bắc Thường Tân) 
TT Tên mỏ, tên doanh nghiệp 
Trữ lượng, 
m3 
Độ sâu khai thác, m 
Diện tích 
mặt mỏ, ha 
Công xuất khai thác 
theo thiết kế, m3/năm 
1 Mỏ Thường Tân 3 (công ty cổ phần xây dựng Bình Dương) 12109892 -301 (-47)2 (-100)3 28.861 1.580.000 
2 Mỏ Thường Tân 4 (công ty CP đá Hoa Tân An) 21855130 -501 (-70)2 (-100)3 52.161 980.000 
3 Mỏ đá Tân Đông Hiệp (phường Tân Đông Hiệp, Dĩ An, Bình Dương) 7891018 -1001 (-120)2 (-150)3 22.81 3.945.510 
4 Mỏ Thường Tân (công ty TNHH Liên Hiệp) 13059819 -501 (-50)2 271 (36)2 480.000 
5 Mỏ Thường Tân (công ty TNHH Hồng Đạt) 7712362 -501 (-50)2 211 (23)2 360.000 
6 Mỏ Thường Tân (công ty TNHH Phan Thanh) 11831333 -501 (-47)2 171 (27)2 480.000 
7 Mỏ Thường Tân (công ty TNHH đá xây dựng Bình Dương) 5813055 -301 (-50)2 101 (10)2 350.000 
8 Mỏ Thường Tân 2 (công ty TNHH Long Sơn) 6613570 -301 (-20)2 48.531 400.000 
9 Mỏ Thường Tân 5 (công ty cổ phần Hóa An) 18166656 -501 (-50)2 33.51 600.000 
10 Mỏ Tân Mỹ A (công ty Tân Tân Mỹ) 23274210 -301 (-70)2 64.61 360.000 
11 Mỏ Tân Mỹ B (công ty cổ phần khảo sát xây dựng Bình Dương) 9757504 -301 (-70)2 34.71 700.000 
12 Mỏ Tân Mỹ (tổng công ty Thanh Lễ) 8974409 -301 26.81 257.000 
Ghi chú: 1 - Theo thiết kế ban đầu; ( )2 - Theo số liệu 2018; 
 ( )3 - Theo quy hoạch bổ sung 
52 
Theo khảo sát thực tế cuối năm 2018, một số mỏ sắp đạt hoặc đạt độ sâu thiết 
kế ban đầu, một số mỏ độ sâu khai thác vượt quá thiết kế như mỏ đá Thường Tân 4 
(công ty cổ phần đá Hoa Tân An), mỏ Tân Mỹ A (công ty Tân Tân Mỹ), mỏ đá Tân 
Mỹ B (công ty cổ phần khảo sát xây dựng Bình Dương), cụm mỏ đá Tân Đông Hiệp 
(phường Tân Đông Hiệp, Dĩ An, Bình Dương). Ngoài ra theo dự kiến quy hoạch của 
UBND tỉnh Bình Dương năm 2018 một số mỏ có thể được phép tăng chiều sâu khai 
thác so với độ sâu khai thác năm 2018, như mỏ Thường Tân 3 và Thường Tân 4 đến -
100 m, cụm mỏ Tân Đông Hiệp đến -150 m (Bảng 3.2) [2], [23]. 
Tình hình trên đây đặt ra nhiệm vụ cần thiết là phải nghiên cứu xác định chiều 
sâu khai thác hợp lý của các mỏ trong khu vực nhằm nâng cao hiệu quả khai thác và sử 
dụng có hiệu quả, hợp lý tài nguyên khoáng sản từ lòng đất trong khai thác mỏ. 
3.2. Cơ sở lý thuyết và thực tế xác định chiều sâu mỏ hợp lý cho các mỏ đá xây 
dựng nằm dưới mức thoát nước tự chảy khu vực Đông Nam Bộ 
Biên giới của mỏ lộ thiên gồm ba thông số chính như kích thước đáy mỏ, 
chiều sâu của mỏ và kích thước mỏ trên mặt đất. Khi khai thác các vỉa than và 
quặng việc xác định biên giới mỏ lộ thiên thường căn cứ vào kích thước đáy mỏ biết 
trước đó là chiều dày nằm ngang và chiều dài của vỉa theo phương. Nếu chiều dày 
nằm ngang của vỉa và chiều dài của vỉa theo phương nhỏ không đảm bảo sự hoạt 
động bình thường của thiết bị khai thác và vận tải trên đáy mỏ thì kích thước này 
được lấy theo điều kiện kỹ thuật khai thác mỏ. Điều này cho phép tận thu được tối 
đa tài nguyên khoáng sản từ lòng đất và giảm được khối lượng đất đá bóc trong biên 
giới mỏ. Khi biết kích thước đáy mỏ, tương ứng với chiều sâu khai thác nào đó ta sẽ 
xác định được biên giới mỏ trên mặt đất thông qua góc dốc của các bờ mỏ. 
Các khoáng sàng đá xây dựng, đặc biệt là các mỏ đá ở khu vực Đông Nam 
Bộ thường được phân bố trên một diện tích rộng và chiều dày vỉa rất lớn. Điều đó 
cho thấy việc lấy kích thước đáy mỏ làm cơ sở cho việc khoanh định biên giới mỏ 
lộ thiên gặp nhiều khó khăn, cần có cách tiếp cận khác phù hợp với điều kiện thực 
tế của khu vực hơn bằng cách áp dụng trình tự ngược trong khoanh định biên giới 
mỏ lộ thiên khi lấy biên giới trên mặt đất làm căn cứ ban đầu để xác định biên giới 
đáy mỏ tương ứng chiều sâu khai thác chọn trước. 
53 
 Các trình tự khoanh định biên giới mỏ lộ thiên lúc này được thể hiện như 
dưới đây (Hình 3.1). 
 a) b) 
Hình 3.1: Các trình tự khoanh định biên giới mỏ lộ thiên 
Trình tự (a) ngày nay thường được áp dụng rộng rãi để xác định biên giới mỏ 
khi khai thác các mỏ than và quặng các loại (trừ mỏ quặng sa khoáng). Trình tự (b) 
là trình tự tác giả luận án đề xuất để xác định biên giới mỏ lộ thiên khai thác đá khu 
vực Nam Bộ. Trong hai trình tự trên, thông số cốt lõi để xác định biên giới hợp lý 
của mỏ lộ thiên là chiều sâu khai thác hợp lý của mỏ. 
Việc áp dụng trình tự (b) để xác định chiều sâu khai thác hợp lý cho các mỏ 
đá khu vực Nam Bộ là phù hợp và đáp ứng yêu cầu bức thiết hiện nay khi trên địa 
bàn có hàng chục mỏ đang hoạt động với biên giới trên của mỏ đã xác định nhưng 
chiều sâu khai thác vẫn dựa vào chiều sâu thăm dò. 
Để xác định chiều sâu khai thác hợp lý cho các mỏ đá xây dựng khu vực 
Đông Nam Bộ cần chọn tiêu chí đánh giá. Thực tế nghiên cứu khoa học và thiết kế 
Biên giới đáy mỏ 
Chọn chiều sâu khai thác 
Xác định biên giới trên 
 mặt đất của mỏ 
Xác định khối lượng 
khoáng sản và đá bóc 
 trong biên giới mỏ 
Biên giới trên của mỏ 
Chọn chiều sâu khai thác 
Xác định biên giới đáy mỏ 
Xác định khối lượng 
khoáng sản và đá bóc 
trong biên giới mỏ 
54 
mỏ lộ thiên cho thấy mặc dầu còn có những cách tiếp cận khác nhau nhưng nhìn 
chung vẫn lấy hiệu quả khai thác khoáng sàng làm mục tiêu chính. 
Với điều kiện khai thác không có đá bóc và chỉ xử lý lớp đất phủ không dày 
lắm, chiều sâu khai thác hợp lý của mỏ lộ thiên khai thác đá xây dựng nói chung có 
thể được xác định trên cơ sở tổng lợi nhuận thu được khi khai thác đến chiều sâu đó 
là lớn nhất: 
 ΔL = ΔL1+ ΔL2 = Vxd(Gxd-Cxd) + Vp(Gp-Cp) max và ΔL > 0 (3.1) 
 Trong đó: 
 ΔL1 = Vxd(Gxd-Cxd) - Lãi thu được khi khai thác đá xây dựng trong biên giới 
mỏ tương ứng với chiều sâu mỏ nghiên cứu, đồng; 
 Vxd - khối lượng đá xây dựng thu hồi được trong biên giới mỏ đến chiều sâu 
nghiên cứu, m3; 
 Gxd - Giá trị 1m3 đá xây dựng, đ/m3; 
 Cxd - Chi phí để khai thác và chế biến 1m3 đá xây dựng, đ/m3; 
 ΔL2 = Vp(Gp-Cp) - Hiệu quả kinh tế thu được (có thể dương hoặc âm) khi 
khai thác và sử dụng đất phủ, đồng; 
 Vp - Khối lượng đất phủ phải bóc, m3; 
 Gp - Giá bán 1m3 đất phủ, đ/m3; 
 Cp - Chi phí để bóc 1m3 đất phủ, đ/m3. 
 Khi đất phủ bán được và giá bán đất phủ lớn hơn chi phí để bóc chúng 
ΔL2>0, còn khi giá bán đất phủ nhỏ hơn chi phí bóc đất phủ trị số ΔL2 < 0. 
3.3. Các bước xác định chiều sâu khai thác lộ thiên hợp lý cho các mỏ đá vật 
liệu xây dựng nằm dưới mức thoát nước tự chảy ở khu vực Nam Bộ 
 Khi sử dụng trình tự khoanh định biên giới mỏ cho các mỏ lộ thiên khai thác 
đá xây dựng nằm dưới mức thoát nước tự chảy (Hình 3.1b) chiều sâu mỏ được xác 
định theo hai bước: 
 Bước thứ nhất - Chiều sâu mỏ được quy định theo điều kiện kỹ thuật. 
 Bước thứ hai - Chiều sâu mỏ được quy định theo điều kiện kinh tế (xác định 
theo chiều sâu khai thác hợp lý). 
55 
3.3.1. Xác định chiều sâu mỏ lộ thiên khai thác đá xây dựng theo điều kiện kỹ thuật 
Điều kiện kỹ thuật mỏ hạn chế chiều sâu của mỏ lộ thiên khi kích thước mặt 
mỏ (diện tích và chu vi) đã xác định là kích thước cho phép của đáy mỏ. Kích thước 
đó phải đảm bảo cho công tác mỏ hoạt động trên đáy mỏ được bình thường. 
Đối với mỏ có kích thước mặt mỏ là hình chữ nhật, chiều sâu mỏ theo điều 
kiện kỹ thuật có thể bị hạn chế bởi kích thước theo chiều rộng của mặt mỏ Bm (m) 
và chiều rộng đáy mỏ cho phép Bd (m) hoặc theo chiều dài mặt mỏ Lm (m) và chiều 
dài cho phép của đáy mỏ Ld (m), tức là: 
 Hk = min 
m
K
LL
ctg
LL
m
K
BB
ctgctg
BB
dm
d
dm
dmdm
,
2
,
2
121


 (3.2) 
 Trong đó: 
Hk - Chiều sâu mỏ lộ thiên tính theo điều kiện kỹ thuật lấy theo (a) hoặc (b), m; 
1 , 2 - Góc bờ dọc của mỏ về hai phía, độ; 
d - Góc đầu bờ mỏ, độ; 
K1 = ctg 1 + ctg 2 ; 
K2 = 2ctg d . 
 Chiều dài và chiều rộng cho phép của đáy mỏ khi áp dụng công nghệ khai 
thác bằng máy xúc tay gầu phối hợp với vận tại bằng ô tô thường được xác định 
theo các biểu thức: 
 Ld = qR
i
h
2 , m 
 Bd = 2Rq , m 
 Trong đó: 
 h - chiều cai tầng, m; 
 i - đồ dốc đường hào, đv; 
 Rq - Bán kính vòng tối thiểu của ôtô, m. 
 Khảo sát hai mỏ đá xây dựng có kích thước đáy mỏ Bd = 30 m, chiều dài đáy 
mỏ Ld = 180 m, góc 1 = 42
o, 2 = 38
o, d = 42
o (K1 = 2,39, K2 = 2,22) nhưng kích 
thước mặt mỏ khác nhau cho thấy: 
(a) 
(b) 
56 
 Mỏ 1 với chiều rộng mặt mỏ Bm1 = 300m, Lm1 = 600m, chiều sâu mỏ tính 
theo điều kiện kỹ thuật: 
 Hk1 = min 
m
K
LL
m
K
BB
dm
dm
189
22,2
180600
113
39,2
30300
2
1
1
1
 Chọn Hk1 = 113 m (Hình 3.2a) - bị hạn chế bởi chiều rộng mặt mỏ 
 Đối với mỏ 2 với Bm2 = 400 m, Lm2 = 500 m chiều sâu mỏ tính theo điều kiện 
kỹ thuật là: 
 Hk2 = min 
m
K
LL
m
K
BB
dm
dm
144
22,2
180500
154
39,2
30400
2
2
1
2
 Chọn Hk2=144 m (Hình 3.2b) - bị hạn chế bởi chiều dài mặt mỏ 
 Đối với mỏ có chu vi mặt mỏ gần tròn trong bình đồ với bán kính quy đổi 
R=
mS (m); chiều sâu mỏ tính theo điều kiện kỹ thuật được xác định theo biểu 
thức (Hình 3.3): 
Hình 3.2: Sơ đồ xác định chiều sâu mỏ tính theo điều kiện kỹ thuật 
khi mặt mỏ có dạng hình chữ nhật 
=144
m 
57 
Hình 3.3: Sơ đồ xác định chiều sâu mỏ theo điều kiện kỹ thuật khi 
mặt mỏ có dạng gần tròn trong bình đồ 
Hk = 
ctg
RR d )( , m (3.3) 
 Trong đó: Rd - Bán kính đáy mỏ cho phép, đảm bảo sự hoạt động bình 
thường của ô tô trên đáy mỏ, m; 
  - Góc dốc chung của bờ mỏ, độ; 
 Sm - Diện tích mặt mỏ, m2. 
3.3.2. Xác định chiều sâu khai thác hợp lý 
 Chiều sâu khai thác hợp lý của mỏ đá xây dựng nằm dưới mức thoát nước tự chảy 
được xác định khi tiến hành tính toán các thông số để hoàn thành hàm mục tiêu (3.1). 
3.4. Xác định chiều sâu khai thác hợp lý cho các mỏ đá đang khai thác 
 Chiều sâu khai thác hợp lý của mỏ đá xây dựng nằm dưới mức thoát nước tự 
chảy tối đa là bằng chiều sâu mỏ tính theo điều kiện kỹ thuật. 
 Để xác định chiều sâu khai thác hợp lý của mỏ đá xây dựng cần phải tiến hành 
tính toán hàng loạt thông số. Các thông số này phụ thuộc vào chiều sâu của mỏ như khối 
lượng đá xây dựng, giá thành trung bình khai thác 1m3 đá xây dựng và cũng là cơ sở để 
thực hiện hàm mục tiêu (3.1) đã đặt ra khi kích thước biên giới trên của mỏ đã biết. 
3.4.1. Xác định khối lượng lớp đất phủ 
 Khi chiều rộng mặt mỏ Bm, chiều dài mặt mỏ Lm, chiều dày lớp đất phủ h0, 
góc ổn định của sườn tầng đất phủ  (Hình 3.4). Khối lượng lớp đất phủ trong biên 
giới mỏ bằng: 
58 
Vp = 
 
0
00
2
..
h
LBLB mm , m3 (3.4) 
 Trong đó: 
 B0 - Chiều rộng đáy lớp đất phủ hay chiều rộng mặt mỏ theo đá xây dựng, m 
B0 = Bm - 2h0ctg  = Bm - K3h0, m (3.5) 
L0 -Chiều dài đáy lớp đất phủ hay chiều dài mặt mỏ tính theo đá xây dựng, m 
L0 = Lm - 2h0ctg  = Lm - K3h0, m (3.6) 
 Trong đó K3 = 2ctg  
 Thay (3.5) và (3.6) vào (3.4) ta có: 
Vp = BmLmh0 - 0,5K3(Bm+Lm)ho2+0,5K32h03, m3 (3.7) 
K3 = 2ctg  
 Khi mặt đất phủ có dạng gần tròn trong bình đồ, cũng bằng phương pháp 
tương tự, khối lượng đất phủ được tính theo biểu thức: 
 V'p = (Rm2h0 - 0,5K3Rmh02 + 0,25K3h03), m3 (3.8) 
 Trong đó: 
 Rm = 
mS - Bán kính quy đổi của mặt mỏ; 
 Sm - Diện tích mặt mỏ, m2. 
Hình 3.4: Sơ đồ xác định khối lượng đất phủ 
59 
3.4.2. Xác định khối lượng đá xây dựng 
3.4.2.1. Xác định khối lượng đá xây dựng khi mặt mỏ có dạng hình chữ nhật 
 Giả sử mặt mỏ đá xây dựng có chiều rộng là Bm, chiều dài Lm xem hình 
(3.5), chiều dày lớp đất phủ h0, còn chiều sâu mỏ tiến hành khai thác x, thì khối 
lượng đá xây dựng trong biên giới mỏ được xác định theo biểu thức: 
Vxd = 
 
x
SSSS ododo
3
.0 
, m3 (3.9) 
 Trong đó: 
 So = BoLo - Diện tích mặt mỏ tính theo đá xây dựng, m2; 
 Lo và Bo - Chiều dài và chiều rộng mặt mỏ tính theo đá xây dựng, m; 
 Sod = BodLod - Diện tích đáy mỏ khi khai thác đến chiều sâu x, m2 (Hình 3.5); 
 Bo=Bm-2h0ctg  ; 
 Lo=Lm-2h0ctg  ; 
 Bod=Bo-(ctg 1 +ctg 2 )x; 
 Lod=Lo-2ctg dx (3.10) 
 Từ biểu thức (3.10) qua một vài phép biến đổi, các diện tích So và Sod được 
tính như sau: 
 So = BoLo = BmLm - 2h0ctg  (Bm+Lm) + 4h02ctg  2, m2 
 Hay