Tóm tắt Luận án Nghiên cứu công nghệ khai thác cát lòng sông ở Việt Nam nhằm đảm bảo an toàn, bảo vệ môi trường và phục vụ công tác quản lý

n
* 
Trong đó: LTN – bán kính vùng xói lở phía thươṇg nguồn khai trường, m. 
2.2. Thực nghiệm nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến vùng xói lở 
2.2.1. Mô hình thực nghiệm 
Sử dụng tấm mica trong suốt uốn thành máng dạng parabol để mô phỏng 
hình dạng tự nhiên của lòng sông. Bịt kín hai đầu máng bằng hai tấm mica hình 
bán nguyệt, trên mỗi tấm mica này có lắp van hình chữ T để tiếp nhận hoặc xả 
nước. Một đầu của máng được lắp với hệ thống cấp nước có áp. Khi thực 
nghiệm nước được tháo từ hệ thống cấp nước có áp qua máng tạo dòng chảy 
tương tự như quá trình vận động của nước dưới dòng sông. 
Máng được đặt trên một giá làm bằng sắt, sau khi đã lắp đặt xong sẽ đổ 
các loại vật liệu có độ hạt khác nhau (cát đen, cát vàng và sỏi nhỏ), tiếp sau đó 
xả nước vào máng và tiến hành làm các thực nghiệm. 
A
A
1
2
3
khai tr-êng th-îng nguånh¹ nguån
5
4
2
1
60 cm
A-A
c¸t
n-íc
50 m
Hình 2.6. Mô hình thực nghiệm nghiên cứu vùng xói lở phía ha ̣nguồn và ha ̣
nguồn khai trường khi khai thác cát dưới lòng sông 
1 – máng mica; 2 – giá đỡ bằng thép; 3 - ống dẫn nước; 
4 – van chữ T thượng nguồn; 5 – van chữ T hạ nguồn) 
2.2.2. Quá trình thực hiện công tác nghiên cứu 
Để nghiên cơ chế xói lở của đất đá khi có hoạt động khai thác mỏ, tiến 
hành đổ cát vào máng với chiều cao từ 10÷30 cm và bơm nước ngập từ 10÷15 
cm. Mở van T tại hai đầu máng để tạo dòng chảy, song song với quá trình tháo 
 11 
nước, tiến hành xúc một phần hoặc toàn bộ khối cát ra khỏi phạm vi ranh giới 
khai trường. 
Các yếu tố ảnh hưởng tới vùng xói lở phía thượng nguồn và phía hạ 
nguồn khai trường được nghiên cứu gồm: tốc độ dòng chảy, chiều sâu khai 
thác, chiều dài khai trường, đường kính cỡ hạt. 
a) b) 
Hình 2.7. Minh họa hình ảnh trước (a) và sau thực nghiệm (b) 
Các thông số thực nghiệm sẽ được lập thành bảng, sau đó sử dụng phần mềm 
Excel xây dựng mối sự phụ thuộc của bán kính vùng xói lở với từng yếu tố về tốc 
độ dòng chảy, chiều sâu khai thác, chiều dài khai trường, đường kính cỡ hạt. 
2.2.3. Nghiên cứu các yếu tố tự nhiên – kĩ thuật ảnh hưởng đến vùng xói lở 
2.2.3.1. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy 
y = 4,6898x0,4139
R2 = 0,9879
y = 4,1087x0,6946
R2 = 0,9933
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60
Tốc độ dòng chảy, cm/s
B
án
 k
ín
h 
vù
ng
 x
ói
 lở
, 
cm
Phía hạ nguồn Phía thượng nguồn
Bán kính vùng xói lở phía 
thươṇg nguồn và ha ̣ nguồn khai 
trường tỉ lê ̣ thuâṇ với tốc đô ̣dòng 
chảy (Hình 2.8). Phương trình 
biểu diễn mối quan hệ giữa bán 
kính vùng xói lở với tốc độ dòng 
chảy: 
+ Phía thượng nguồn: 
6949,08696,0 nTNL  , m (2.9a) 
(R2 = 0,9756) 
+ Phía thượng nguồn: 
471,03342,0 nTNL  , m (2.9b) 
(R2 = 0,9968) 
Hình 2.8. Sự phụ thuộc của bán kính 
vùng xói lở phía thượng nguồn và hạ 
nguồn vào tốc độ dòng chảy 
2.2.3.2. Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt 
 12 
y = 47,819x
-0,3465
R
2
 = 0,9909
y = 22,942x
-0,3077
R
2
 = 0,9871
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Đường kính cỡ hạt, mm
B
án
 k
ín
h 
vù
ng
 x
ói
 lở
, 
cm
Phía thượng nguồn Phía hạ nguồn
Bán kính vùng xói lở phía 
thươṇg nguồn và ha ̣ nguồn khai 
trường tỉ lê ̣ nghic̣h với đường 
kính cỡ haṭ đất đá (Hình 2.9). 
Phương trình biểu diễn mối quan 
hệ giữa bán kính vùng xói lở với 
đường kính cỡ hạt: 
+ Phía thượng nguồn: 
, m (2.10a) 
 (R2 = 0,9816) 
+ Phía thượng nguồn: 
, m (2.10b) 
(R2 = 0,9942) 
Hình 2.9. Sự phụ thuộc của bán kính 
vùng xói lở phía thượng nguồn và hạ 
nguồn vào đường kính cỡ hạt đất đá 
2.2.3.3. Ảnh hưởng của độ dốc lòng sông 
Từ kết quả thực nghiệm cho thấy: Với một loại đất đá nhất định độ dốc 
lòng sông càng lớn thì vùng xói lở càng rộng. 
2.2.3.4. Ảnh hưởng của chiều dài khai trường 
Trong điều kiện thực tế sản xuất, do cát lòng sông có cấu tạo dạng dải dọc 
theo lòng sông, nên chiều dài khai trường thường lớn hơn rất nhiều lần chiều 
sâu khai trường. Do dó, có thể coi sự ảnh hưởng của chiều dài khai trường đến 
bán kính vùng xói lở là không lớn và giá trị này có thể bỏ qua. 
2.2.3.5. Ảnh hưởng của chiều sâu khai trường 
. 
y = 3,1045x0,7907
R2 = 0,9976
y = 4,6311x0,5325
R2 = 0,9881
0
10
20
30
40
50
5 10 15 20 25 30 35
Chiều sâu khai thác, m
B
á
n
 k
ín
h
 v
ù
n
g
 x
ó
i l
ở
, 
m
Phía thượng nguồn Phía hạ nguồn
Chiều sâu khai thác càng lớn thì 
bán kính vùng xói lở ảnh hưởng 
càng lớn đăc̣ biệt là bờ mỏ phía 
thượng nguồn. Phương trình biểu 
diễn mối quan hệ giữa bán kính 
vùng xói lở với chiều sâu khai 
trường qua kết quả thực nghiệm 
như sau: 
+ Phía thượng nguồn: 
LTN = 1,175 hm0,7897, m (2.11a) 
(R2 = 0,9974) 
+ Phía hạ nguồn: 
LHN = 0,5454 hm0,5302, m (2.11b) 
(R2 = 0,9804) 
Hình 2.13. Sự phụ thuộc của bán 
kính vùng xói lở vào chiều sâu khai 
thác 
306 , 0 
c 
HN 
d 
L 
352 , 0 
c 
TN 
d 
L 
0,4271 
 13 
2.3. Thiết lập sự phụ thuộc bán kính vùng xói lở với các thông số tự nhiên - 
kĩ thuật 
Khi bứt ra khỏi nguyên khối các phần tử đất đá này chuyển động trong 
môi trường thủy lực, tại thời điểm bất kì mỗi phần tử đất đá chịu tác dụng của 
lực đẩy Acsimet, trọng lực và tác động của dòng nước tác đôṇg. Sử duṇg 
phương pháp tổng hơp̣ lưc̣ tác đôṇg lên các phần tử cát và các các số liệu thực 
nghiệm cho phép thiết lập công thức xác định vùng xói lở phía thượng nguồn và 
hạ nguồn như sau: 
 7987,0
2
352,0
6949,0
1 m
c
n
c
n
TN h
d
L 
 
 (2.12a) 
 3502,0
2
306,0
4071,0
1 m
c
n
c
n
HN h
d
L 
 
 (2.12b) 
Trong đó: n - tốc đô ̣dòng chảy, m/s; dc – đường kính cỡ hạt, m; n , c - 
dung trọng của nước và cát, kg/m3; hm – chiều sâu khai trường, m. 
2.4. Kết luận chương 2 
- Bán kính vùng xói lở phía thượng nguồn và hạ nguồn khai trường chịu 
ảnh hưởng của tính chất cơ lý đá và các thông số hình học của mỏ. Trong đó, 
các yếu tố cơ bản chi phối mạnh mẽ đến vùng xói lở đất đá là tốc độ dòng chảy, 
chiều sâu khai trường và đường kính cỡ hạt. 
- Sự thay đổi chế độ dòng chảy và các thông số hình học mỏ là cơ sở 
khoa học để phân tích, lựa chọn công nghệ khai thác, trình tự khai thác, nhằm 
giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu quả kinh tế và tận thu tối đa tài nguyên. 
Đồng thời các kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở để đề xuất các giải pháp quản 
trị tài nguyên, trên có sở đó kiến nghị với Nhà nước và các cơ quan chức năng 
xây dựng, điều chỉnh các chính sách phù hợp với đặc trưng của hoạt động khai 
thác cát dưới lòng sông. 
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC ĐẢM BẢO 
HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ GIẢM THIỂU VÙNG XÓI LỞ 
3.1. Khái quát về tiềm năng cát lòng sông ở Việt Nam 
3.1.1. Tiềm năng, trữ lượng cát xây dựng 
Việt Nam có nguồn tài nguyên cát xây dựng dồi dào và phong phú với 
tổng trữ lươṇg khoảng 790 triệu m3 phân bố ở các sông 3 miền Bắc, Trung, 
Nam nhưng phân bố không đồng đều ở các địa phương. Ngoài ra, hàng năm có 
khoảng từ 311–415 triệu m3 đươc̣ bồi lắng bổ sung. Tuy nhiên, trữ lươṇg 
thường xuyên thay đổi do sư ̣biến đổi dòng chảy tư ̣nhiên và nhân taọ (các đoaṇ 
sông có các đập thuỷ điện và thuỷ lợi) cho nên, trữ lượng và tài nguyên dự báo 
còn chưa được đánh giá chính xác. 
3.1.2. Đặc điểm phân bố các mỏ cát 
 14 
Theo Schumm (1977) phân lưu vực sông ra 3 vùng: thượng lưu, trung lưu 
và hạ lưu với các đặc điểm về trữ lượng, chất lượng cát được mô tả theo Hình 3.1: 
Hình 3.1. Đặc điểm các vùng của lưu vực sông 
3.1.3. Đặc điểm địa chất một số mỏ cát dưới lòng sông 
Theo kết quả khảo sát, thăm dò của một số mỏ cát lòng sông điển hình 
cho các vùng miền như sau: 
- Các khoáng sàng cát ở khu vưc̣ thươṇg nguồn các con sông: Thân cát 
thường có chiều dày nhỏ (từ 0,5÷3,0 m), cát ở daṇg haṭ thô với kích thước cỡ 
haṭ từ 0,5÷2,0 mm, trong thâ cát thường có lâñ cuôị tảng với kích thước lớn. 
- Các khoáng sàng cát nằm ở vùng trung du: Thân cát thường có chiều 
dày từ 2,0÷5,0 m, cát ở daṇg pha lâñ haṭ thô và miṇ với kích thước cỡ haṭ từ 
0,1÷0,5 mm, trong thân cát có thành phần cuôị, tảng với tỉ lê ̣không lớn. 
- Các khoáng sàng cát ở khu vưc̣ ha ̣nguồn các con sông: Thân cát thường 
có chiều dày từ 5,0÷15,0 m, cát ở daṇg haṭ miṇ với kích thước cỡ haṭ từ 
0,05÷0,1 mm, trong thân cát không có thành phần cuôị, tảng. 
3.1.4. Dự báo nhu cầu khai thác, sử dụng cát lòng sông ở Việt Nam 
Theo các số liêụ thống kê trong nhiều năm cho thấy: Năm 2006, sản 
lươṇg cát tiêu thụ là 73 triệu m3, năm 2007: 78,3 triệu m3, năm 2008: 85,5 triệu 
m3, năm 2010 tiêu thụ 136,9 triệu m3, năm 2015 từ 190-200 triệu m3, năm 2020 
khoảng 240- 260 triệu m3. 
3.2. Phân loại mỏ phục vụ công tác lựa chọn công nghệ khai thác 
Trên cơ sở tổng hợp các điều kiện về nguồn ngốc thành tạo, cấu trúc địa 
chất, các yếu tố thủy văn và các kết quả nghiên cứu về sự phụ thuộc của bán 
kính vùng xói lở phía thượng nguồn và hạ nguồn vào tốc độ dòng chảy, đường 
kính cỡ hạt và phaṃ vi làm viêc̣ hiêụ quả của tầu chở cát luận án chia các mỏ 
cát sa khoáng dưới lòng sông thành 3 nhóm sau: 
Bảng 3.1. Phân loaị mỏ 
Nhóm mỏ Đăc̣ điểm Phân bố Tên mỏ 
Nhóm I 
Là những mỏ cát sa khoáng chiều rộng 
hẹp, cát hạt to, trong thân cát có nhiều 
đá cuội, tảng với kích thước lớn, chiều 
sâu ngập nước nhỏ và tốc độ dòng 
chảy lớn. 
vùng 
thượng 
nguồn 
Các mỏ cát trên sông 
Gâm, xã Ngọc Hội, 
huyện Chiêm Hoá, tỉnh 
Tuyên Quang 
 15 
Nhóm II 
Là những mỏ cát sa khoáng chiều rộng 
trung bình, cát hạt thô, trong thân cát có 
nhiều cuội, sỏi với kích thước trung 
bình và nhỏ, chiều sâu ngập nước và 
tốc độ dòng chảy trung bình. 
vùng trung 
du 
Các mỏ cát trên sông 
Lô, đoạn qua huyện Phù 
Ninh, huyện Đoan Hùng 
và thành phố Việt Trì, 
tỉnh Phú Thọ 
Nhóm III 
Là những mỏ cát sa khoáng chiều rộng 
phân bố lớn, cát hạt mịn, trong thân 
cát rất ít hoặc không có cuội, sỏi, chiều 
sâu ngập nước lớn, tốc độ dòng nhỏ. 
vùng hạ 
nguồn hoặc 
các cửa 
sông 
Các bãi bồi sông Hồng; 
sông Tiền và sông 
Hậu.... 
3.3. Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác phù hợp điều kiện Việt Nam 
Các tiêu chí đề xuất công nghê ̣khai thác: (i) Giảm chi phí sản xuất; (ii)- 
Hạn chế phạm vi vùng xói lở; (iii)Giảm tổn thất tài nguyên và ô nhiễm môi 
trường. Qua nghiên cứu phạm vi làm việc hiệu quả của các thiết bị cơ giới (tầu 
hút, máy xúc, bơm bùn, ), nghiên cứu kinh nghiệm khai thác các mỏ cát trong 
và ngoài nước và điều kiện địa chất mỏ, Luận án đề xuất hoàn thiện 02 loại 
công nghệ khai thác cát lòng sông phù hợp điều kiện Việt Nam và nhóm mỏ đã 
nghiên cứu, phân loại như sau: 
3.3.1. Công nghệ khai thác bằng máy xúc TLGN, thải sỏi sạn tại bãi thải trong 
Máy xúc TLGN được lắp trên phà nổi, làm việc với gương bên hông, dọc 
tầng, xúc bóc toàn bộ cát và sỏi theo gương xúc dưới mức máy đứng, đổ lên 
cụm sàng nghiêng lắp liền trên tầu chở cát. Tại cụm sàng, cát sẽ tách ra khỏi 
vật liệu nguyên khai và rơi xuống bồn chứa cát của tầu, còn đá thải sẽ xô về 
phía cuối sàng, đá thải sẽ được rót vào bãi thải trong. 
Công nghệ này cho phép loại bỏ trực tiếp một khối lượng cuội, sỏi và đá 
tảng tại khai trường, do đó giảm khối lượng vận tải đá thải so với trường hợp 
phải vận tải cả khối vật liệu về bãi chứa. Mặt khác, sản phẩm thải được đổ 
thành các lớp ốp theo bờ mỏ, các lớp thải này với vai trò như các đê chắn, có 
tác dụng hạn chế sự phát triển của vùng xói lở (Hình 3.2). Sơ đồ công nghê ̣này 
áp duṇg với các mỏ cát có chứa thành phần cuôị, tảng (nhóm I và II). 
B-B
3
7
31
32
8
33
9
B
B
2
h
m
Rdmax
A A
A-A
1
2
1 8
h
n
H
0
A0L
 0
4
5
3
6
 LTN
7
8
A
1 – phà nổi; 2 – máy 
xúc thuỷ lực gàu 
ngược; 3 – tầu chở 
cát (31- sàng 
nghiêng; 32- cửa gạt 
đá cuội, tảng; 33 – 
vòi rửa); 4 – bãi thải 
cuội, tảng; 5 – ranh 
giới vùng xói lở khi 
có bãi thải; 6 – ranh 
giới vùng xói lở khi 
không có bãi thải; 7 
– cát sau rửa; 8- 
cuội, sỏi; 9 – vòi xả 
nước. 
Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ khai thác các mỏ cát khu vực 
vùng thượng nguồn bằng máy xúc TLGN ngược lắp trên 
phà nổi 
 16 
Các thông số công nghê ̣cơ bản 
 - Chiều cao bãi thải H0: 
 0max0 . tgCctghLRH md , m (3.1) 
- Chiều rộng dải khấu: 
0
0max
25,0
.1.
tg
tgCctghLRKKh
A mdcrm
 (3.2) 
- Chiều dài khoảng lắng của đất đá thải: 
,m
w
.HVV
α.L mx
 (3.3) 
Trong đó: Rdmax – bán kính dỡ lớn nhất của máy xúc TLGN, m; hm – chiều cao tầng khai 
thác, m; , 0- góc nghiêng sườn tầng, baĩ thải, độ; L – khoảng cách chân tầng tới chân bãi 
thải trong, m; C – khoảng cách từ trục di chuyển của máy xúc đến mép tầng, m; Vx – tốc độ 
xả thải theo phương nằm ngang, m/s; Vm – tốc độ dòng chảy trong khai trường, m/s; w – tốc 
độ lắng của hạt sỏi, sạn có kích thước nhỏ nhất trong thành phần đất đá thải, m/s. 
3.3.2. Công nghệ khai thác bằng tầu hút bùn 
1
11
12 2
3
442
41
1
hm
hn
A
B-B
Lc
Lb
A-A
Hình 3.3. Sơ đồ công 
nghệ khai thác cát dưới 
lòng sông bằng tầu hút 
bùn 
1- tầu hút bùn; 11 – vòi hút; 
12- cột định vị; 2 - phao 
nổi; 3 – đường ống;4 – hố 
thu cát;41- đê chắn;42- nền 
hố thu cát 
Đối với các mỏ sa khoáng cát phân bố tại khu vực hạ lưu của dòng sông 
(các mỏ cát thuộc Nhóm III), thành phần sa khoáng đa phần là cát hạt mịn có 
kích thước nhỏ. Trong trường hợp này sẽ sử dụng tầu hút bùn, hút trực tiếp. 
Hỗn hợp bùn cát được vận tải bằng đường ống nổi về các hố thu cát trên bờ sông 
hoăc̣ các tầu chờ cát để thay thế hố thu cát. Đối với công nghệ này cho phép vận 
hành dây chuyển công nghệ liên tục, nâng cao sản lượng khai thác và mức độ tự 
động hóa sản xuất (Hình 3.3). 
3.4. Phương pháp lưạ choṇ lưu lươṇg tầu hút và dung tích tầu chở cát 
Khi đồng bộ thiết bị bơm hút – vận tải hợp lý sẽ làm giảm thời gian 
ngừng nghỉ, tăng năng suất tổ hợp và giảm giá thành khai thác. Khi tầu chở cát 
di chuyển trên sông thì hướng, vận tốc và thời gian chuyển động của nó sẽ chịu 
tác động của chế độ dòng chảy theo hướng có lợi hoặc bất lợi. Vận tốc của 
nước làm giảm chi phí năng lượng, giảm thời gian di chuyển của tầu cát nếu tầu 
chuyển động xuôi dòng hoặc làm lệch hướng chuyển động, kéo dài cung độ vận 
tải và tăng chi phí năng lượng trong trường hợp chuyển động ngược dòng. Do 
vậy, khi lựa chọn tải trọng tầu chở cát hợp lý cần tính đến các yếu tố trên. 
Năng suất tầu hút đạt trị số lớn nhất khi bơm làm việc liên tục. Nghĩa là 
tầu chở cát phải có dung tích phù hợp để đảm bảo tại gương khai thác không có 
 17 
xảy ra hiện tượng nhận tải gián đoạn. Khi đó, hệ số sử dụng tầu hút (Kth) và hệ 
số sử dụng tầu chở cát (Kch) bằng nhau: 
chth KK (3.4) 
cb
b
th
tt
t
K
 (3.5) 
b
ch
b
Q
mqV
t
13600
 (3.6) 
Trong đó: tb - thời gian bơm đầy tầu chở cát, s; q - chỉ tiêu tiêu hao nước, m3/m3; 
m - độ rỗng của đất đá, m = 0,25÷0,4 ; Vch- dung tích của tầu chở cát, m3; tc – thời 
gian ngừng do trao đổi tầu chở cát tại gương hút, s. 
ck
bck
ch
T
tT
K
(3.7)
- Xác định thời gian chuyển động có tải và không tải của tầu chở cát 
Giả sử điểm khai thác tại điểm K, cách bến tập kết (B) một khoảng cách 
L, lệch về phía hạ nguồn một góc β so với phương nằm ngang (Hình 3.6). 
a) b) 
K
L

Vn
Vt
Vkt
A
Vn
B
K
L 
Vn
Vt
Vct
Vn
B'
 

 
L
ct
Hình 3.6. Sơ đồ xác định hướng di chuyển, cung độ vận tải và tốc độ di 
chuyển của tầu chở cát (a – nhánh không tải ; b – nhánh có tải) 
 Vận tốc của tầu chở cát khi chạy không tải được xác định theo công thức : 
21 tgVV nkt , m/s (3.8) 
Khoảng thời gian cần thiết để tầu chở cát di chuyển từ bãi tập kết tới điểm 
khai thác: 
21 tgV
L
V
L
t
nkt
kt
 ,s (3.9) 
- Khi làm việc ở chế độ có tải: Để có thể di chuyển từ điểm khai thác về 
bến tập kết thì hướng di chuyển của tầu chở cát sẽ phải lệch một góc  so với 
đường thẳng KB, nghĩa là tầu phải đi từ điểm K đến điểm B’ nằm về phía 
thượng nguồn của bãi tập kết. 
t
n
V
V 

sin.
arcsin , độ (3.10) 
 18 
Như vậy, khi hoạt động ở chế độ có tải, cung độ vận tải bị kéo dài thành 
 

 sin
sin.L
. Khi đó, thời gian chuyển động có tải: 
 

sin.
sin.
t
ct
V
L
t , s (3.11) 
Từ các công thức (3.4),. (3.11) và qua các phép biến đổi thiết lập được 
mối quan hệ giữa dung tích tầu chở cát với năng suất máy bơm cát: 
 cctn
b
ch tL
VtgVmq
Q
V ..
sin.
sin
1
1
1.3600 2 



, m3 (3.12) 
Trong đó: Vt – tốc độ di chuyển của tầu chở cát, m/s; Vn – vận tốc của dòng 
chảy, m/s ; β – góc lệch giữa hướng chuyển động của tầu so với bờ sông, độ. 
Trong công thức trên thì Qb được xác định theo khả năng hoàn thành sản 
lượng mỏ : 
tgcaca
m
b
KTN
mqA
Q
..
1 
 , m3/h (3.13) 
 Phạm vi áp dụng công thức trên khi Vn ≤ Vt 
Quan hệ giữa lưu lượng máy bơm của tầu hút với dung tích tầu chở cát 
xem hình 3.17 và hình 3.8. 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 1000 2000 3000 4000 5000
Năng suất của tầu hút, m3/h
D
u
n
g
 t
íc
h
 c
ủ
a
 t
ầ
u
 c
h
ở
 c
á
t,
 m
3
 Vn = 0,5 m/s Vn = 1,0 m/s
0
100
200
300
400
500
600
700
0 1000 2000 3000 4000 5000
Lưu lượng máy bơm, m3/h
D
u
n
g
 t
íc
h
 t
ầ
u
 c
h
ở
 c
á
t,
 m
3
 L = 2.000 m L = 3.000 m
L = 4.000 m L = 5.000 m 
Hình 3.10. Quan hệ giữa dung tích 
tầu chở cát với lưu lượng máy bơm 
khi tốc độ dòng chảy thay đổi (L = 
3.000 m;  = 300) 
Hình 3.11. Quan hệ giữa dung tích tầu 
chở cát với lưu lượng máy bơm khi 
cung độ vận tải thay đổi (Vn = 0,5 m/s 
m;  = 300) 
Từ kết quả nghiên cứu, Luâṇ án đa ̃xây dưṇg thuâṭ toán và chương trình 
tính toán để tính toán lưạ choṇ đồng bô ̣thiết bi ̣theo sản lươṇg mỏ (hình 3.11 và 
hình 3.12). 
 19 
Hình 3.9. Sơ đồ thuâṭ toán 
xác điṇh lưu lươṇg tầu hút 
dung tích tầu chở cát theo 
sản lươṇg mỏ và điều kiêṇ 
khai thác 
Hình 3.13. Kết quả tính toán lưạ choṇ đồng bộ thiết bị khai thác cát 
3.5. Tính toán minh hoạ về khoảng cách an toàn cho mỏ cát trên sông Tiền, 
đoaṇ gần cầu My ̃Thuâṇ, thuôc̣ điạ phâṇ tỉnh Viñh Long 
Hiện nay, tại một số con sông của nước ta, các mỏ cát phân bố gần các 
công trình quan trọng cần bảo như: cầu qua sông, cột biển báo công trình giaoo 
thông đường thủy.... Ví dụ tại sông Hồng có cầu Long Biên, cầu Nhật Tân, cầu 
thăng Long..., taị sông Lô có các cầu qua sông như Cầu An Hoà; Cầu Sông Lô, 
Cầu Việt Trì; Sông Tiền có Cầu Cao Lãnh; Cầu Mỹ Thuận; Sông Hậu có Cầu 
Vĩnh Trường, Cầu Châu Đốc, . 
 Đăc điểm chế đô ̣dòng chảy khu vưc̣: Mực nước sông Tiền thay đổi lớn 
giữa mùa kiệt và mùa lũ, taị Tân Châu - Hồng Ngự xấp xỉ 2,0 m. Vận tốc dòng 
chảy trong mùa lũ của sông Tiền ở Tân Châu là 2,70 m/s. 
Tài nguyên cát: Theo đánh giá: dưới chân cầu Mỹ Thuận có mỏ cát lớn 
ước đến 14 triệu mét khối. Các thân cát có chiều dày từ 5-15 m, chiều sâu ngâp̣ 
 20 
nước từ 10-15 m, đô ̣haṭ từ 0,25-0,1 mm chiếm trên 80%. Hiêṇ taị, đa ̃có môṭ số 
đơn vi ̣khai thác cát taị khu vưc̣ này, với sản lươṇg từ 200-300 nghìn m3/năm. 
Hình 3.14 Khoảng cách an toàn phía ha ̣nguồn và thươṇg nguồn cầu Mỹ Thuâṇ 
khi khai thác cát 
- Lưạ choṇ khoảng cách an toàn: Khoảng cách an toàn từ ranh giới khu 
vưc̣ bảo vê ̣ cầu Mỹ Thuâṇ đến vi ̣ trí khai thác đươc̣ xác điṇh theo công thức 
(2.12a) và (2.12b): Với các số liêụ smn /7,2  , dc = 0,1.10
-3 m, c = 1,6 T/m
3, 
n = 1,0 T/m
3; hm = 15 m, xác điṇh đươc̣: LHN = 1.218 m; LTN = 304 m. 
Căn cứ vào các kết quả tính toán cho thấy: Vi ̣trí khai thác cần cách hành 
lang bảo vê ̣cầu 1.220 m về phía ha ̣nguồn và 305 m về phía thươṇg nguồn. 
Theo Nghị định số 11/2010/NĐ-CP của Chính phủ, hành lang bảo vê ̣cầu 
là 150 m (đối với cầu có chiều dài trên 300 m). Như vâỵ khoảng cách an toàn 
cho cầu phía ha ̣nguồn là 1.370 m, phía thươṇg nguồn l