Tóm tắt Luận án Nghiên cứu các giải pháp công nghiệp và quản lý nhằm phát triển bền vững các mỏ khai thác vật liệu xây dựng ở Việt Nam

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT 
HOÀNG CAO PHƯƠNG 
NGHI£N CøU C¸C GI¶I PH¸P C¤NG NGHÖ 
 Vµ QU¶N Lý NH»M PH¸T TRIÓN BÒN V÷NG C¸C Má 
 KHAI TH¸C VËT LIÖU X¢Y DùNG ë VIÖT NAM 
 Ngành: Khai thác mỏ 
 Mã số: 62.52.06.03 
 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI - 2016 
Công trình được hoàn thành tại: 
Bộ môn khai thác lộ thiên, Khoa mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất 
Người hướng dẫn khoa học: 
1. GS.TS. Trần Mạnh Xuân 
Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam 
2. TS. Nguyễn Phụ Vụ 
Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam 
Phản biện 1: GS.TS. Nhữ Văn Bách 
 Hội Kỹ thuật nổ mìn Việt Nam 
Phản biện 2: PGS.TS Bùi Xuân Nam 
 Trường Đại học Mỏ - Địa chất 
Phản biện 3: TS. Lại Hồng Thanh 
 Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp 
Trường họp tại: Trường Đại học Mỏ - Địa chất, phường Đức Thắng - quận 
Bắc Từ Liêm - Hà Nội. 
Vào hồi ....... giờ ...... phút ngày ......tháng ..... năm 201... 
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
- Thư viện Quốc Gia, Hà Nội 
- Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa Chất 
 1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài 
Đất nước ta có nguồn tài nguyên khoáng sản dùng làm vật liệu xây dựng 
(VLXD) khá phong phú và đa dạng, phân bố khắp từ Nam ra Bắc. Ngành công 
nghiệp khai thác vật liệu xây dựng ở nước ta phát triển mạnh mẽ, đáp ứng nhu 
cầu công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. 
Khái niệm về khoáng sản dùng làm VLXD rất rộng, bao gồm khoáng sản là 
đá, cát, đất...; trong đó, khoáng sản là đá xây dựng chiếm tỷ lệ cao nhất cả về số 
lượng mỏ khai thác, sản lượng khai thác, giá trị khai thác cũng như lực lượng lao 
động tham gia vào các công đoạn sản xuất. Quy mô khai thác của các mỏ khai 
thác VLXD cũng rất khác nhau, đặc biệt là các mỏ khai thác đá, từ vài chục nghìn 
đến hàng triệu mét khối mỗi năm bằng những công nghệ như: Thủ công, bán cơ 
giới, cơ giới hóa toàn bộ ở những mức độ khác nhau. 
Sự phát triển của ngành đã thỏa mãn nhu cầu nguyên liệu để phát triển kinh 
tế xã hội của đất nước, tạo việc làm cho hàng vạn lao động, đóng góp đáng kể cho 
ngân sách; tuy nhiên, ngành công nghiệp này cũng kéo theo không ít những hệ lụy 
như: Khai thác mất an toàn, lãng phí tài nguyên, phá hoại môi trường. Nguyên 
nhân của những hệ lụy này là do kỹ thuật khai thác lạc hậu, đặc biệt là khai thác 
đá; công tác cấp mỏ ở một số địa phương còn tùy tiện, manh mún, gây khó khăn 
cho việc áp dụng kỹ thuật tiên tiến, đảm bảo an toàn và có hiệu quả kinh tế, an 
ninh xã hội. Vì vậy, nội dung nghiên cứu của đề tài có tính cấp thiết và thời sự, 
góp phần phát triển bền vững ngành khai thác VLXD ở nước ta. 
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài 
- Nghiên cứu đưa ra những giải pháp trong khai thác đá VLXD, nhằm 
nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo an toàn, bảo vệ môi trường và tận thu tài 
nguyên, trên cơ sở phân loại mỏ theo điều kiện địa hình và kích thước của nó, 
khả năng áp dụng các hệ thống khai thác (HTKT) phù hợp. 
- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp nhằm hoàn thiện công tác quản lý, 
trên cơ sở đổi mới phương thức cấp mỏ, tổ chức lại mạng lưới các mỏ theo quy 
hoạch, khuyến khích và tạo điều kiện để ngành khai thác VLXD áp dụng công 
nghệ khai thác tiên tiến, nâng cao hiệu quả sản xuất. 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 
- Các mỏ khai thác đá làm VLXD thông thường và đá làm nguyên liệu sản 
xuất xi măng, 
- Riêng phần giải pháp công nghệ chỉ nghiên cứu các mỏ nằm trên mức 
thoát nước tự chảy. 
4. Nội dung nghiên cứu 
- Tổng quan về hiện trạng khai thác và công tác quản lý đá xây dựng ở 
nước ta, kinh nghiệm khai thác đá xây dựng trên thế giới. 
 2 
- Phân loại mỏ đá xây theo điều kiện địa hình và kích thước. Phân loại 
HTKT các mỏ đá xây dựng theo những dấu hiệu phù hợp với sự đa dạng của 
các công nghệ khai thác, phân tích khả năng và điều kiện áp dụng. 
- Xây dựng các sơ đồ công nghệ, tính toán các thông số của HTKT áp 
dụng, trình tự khai thác, sự phù hợp giữa công tác mở vỉa và khai thác cho từng 
kiểu mỏ đã phân loại. 
- Xây dựng các tiêu chí về cơ chế cấp mỏ. Những giải pháp đổi mới quản 
lý kỹ thuật và quản trị mỏ. 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 
- Ý nghĩa khoa học: Góp phần bổ sung và hoàn thiện lý thuyết khai thác lộ 
thiên các mỏ đá xây dựng trong điều kiện địa hình phức tạp, núi đá bị chia cắt 
phải áp dụng nhiều công nghệ khai thác khác nhau trong cùng một mỏ, hoàn 
thiện mô hình cấp mỏ và công tác quản lý đối với các mỏ đá xây dựng. 
- Ý nghĩa thực tiễn: Là cơ sở khoa học để các doanh nghiệp, cơ quan quản lý 
nhà nước về khoáng sản tham khảo, đưa ra các giải pháp kỹ thuật và quản lý tổng 
thể, tạo điều kiện để ngành khai thác đá xây dựng áp dụng các kỹ thuật tiên tiến 
vào sản xuất, đảm bảo an toàn, tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường. 
6. Luận điểm bảo vệ 
 - Việc lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp hay áp dụng các giải pháp 
kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sản xuất, phải dựa vào kiểu mỏ được phân loại 
trên cơ sở điều kiện địa hình và kích thước của chúng. Việc phân loại HTKH 
cũng cần phải bổ sung vào những dấu hiệu thể hiện đầy đủ các công đoạn sản 
xuất xuất hiện trên mỏ. 
 - Công tác quản lý phải dựa trên cơ sở các tiêu chí có tính khoa học về 
kinh tế - kỹ thuật và tình hình thực tế hoạt động khai thác các mỏ đá xây dựng 
hiện nay và phát triển trong tương lai. 
- Sự hoàn thiện công nghệ khai thác kết hợp với sự đổi mới cơ chế quản lý 
theo hướng tạo điều kiện thuận lợi để các doanh nghiệp mỏ áp dụng kỹ thuật 
khai thác tiên tiến, nâng cao hiệu quả sản xuất, tận thu tài nguyên, đảm bảo an 
toàn trong khai thác, bảo vệ được môi trường là tiền đề để ngành khai thác mỏ 
đá làm vật liệu xây dựng phát triển bền vững. 
7. Những điểm mới của luận án 
 - Đề xuất phương pháp phân loại mỏ theo điều kiện địa hình và kích 
thước của mỏ, phân loại HTKT khi khai thác các khoáng sàng đá làm cơ sở cho 
việc chọn công nghệ khai thác hay hoàn thiện kỹ thuật khai thác phù hợp. 
 - Đưa ra phương pháp tính toán các thông số của HTKT, phương pháp chuẩn 
bị tầng, trình tự khai thác khi áp dụng các công nghệ khai thác khác nhau. 
 - Đề xuất các tiêu chí làm căn cứ cho việc cấp mỏ có tính khoa học; quản trị 
ngành khai thác đá xây dựng dựa trên quy hoạch, hợp nhất các mỏ nhỏ liền kề thành 
mỏ lớn, nhằm tăng cường khả năng tài chính để trang bị kỹ thuật khai thác tiến bộ 
hơn; xây dựng quy chế quản trị tự chủ trên cơ sở bảng “Tự kiểm tra”. 
 3 
8. Bố cục của Luận án 
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của Luận án gồm hơn 150 trang 
đánh máy, nhiều bảng biểu và hình vẽ minh họa, tham khảo nhiều tài liệu trong 
và ngoài nước: 
Chương 1- Tổng quan về công nghệ khai thác và công tác quản lý các mỏ đá 
xây dựng ở Việt Nam và kinh nghiệm khai thác các mỏ đá xây dựng trên thế giới. 
Chương 2- Phân tích những yếu tố ảnh hưởng tới sự phát triển bền vững 
trong khai thác đá xây dựng ở nước ta. 
Chương 3- Nghiên cứu các giải pháp công nghệ nhằm đảm bảo sự phát 
triển bền vững ngành khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở nước ta. 
Chương 4- Nghiên cứu các giải pháp về quản lý nhằm đảm bảo sự phát 
triển bền vững ngành khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở nước ta. 
9. Các ấn phẩm công bố 
Theo hướng nghiên cứu, Luận án đã công bố 14 công trình đăng trong tạp 
chí ngành mỏ, hội thảo khoa học, trong và ngoài nước. 
CHƯƠNG 1 
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ CÔNG TÁC 
QUẢN LÝ CÁC MỎ ĐÁ XÂY DỰNG Ở VIỆT NAM VÀ KINH NGHIỆM 
KHAI THÁC CÁC MỎ ĐÁ XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI 
1.1. Tổng quan về tiềm năng và sự phân bố đá xây dựng ở Việt Nam 
Tài nguyên đá xây dựng ở nước ta khá đa dạng và phong phú, phân bố 
khắp ba miền. Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, trữ lượng đá vôi xi măng ở 
nước ta khoảng 44,7 tỷ tấn, trữ lượng đá làm VLXD thông thường khoảng 53,6 
tỷ tấn (Bảng 1.1). 
Bảng 1.1. Tổng hợp trữ lượng đá xây dựng ở Việt Nam 
TT 
Vùng / 
Loại 
K. sản 
Trung du 
M. núi 
Phía Bắc 
Đ. bằng 
sông 
Hồng 
Bắc T. bộ, 
duyên hải 
M. Trung 
Tây 
Nguyên 
Đông 
Nam bộ 
Đ. bằng 
sông 
C. Long 
Tổng số 
1 
Đá vôi 
xi măng 
Số mỏ 157 83 82 1 6 22 351 
Triệu tấn 21.869,800 9.681,210 12.018,352 23,468 569,884 575,770 44.738,484 
2 
Đá ốp lát 
Số mỏ 90 12 205 55 40 8 410 
Triệu m3 5.188,860 59,330 25.213,393 580,680 1.319,976 5.228,000 37.590,239 
3 
Đá xây 
dựng 
Số mỏ 98 66 167 84 129 20 564 
Triệu m3 2.947,260 2.673,760 42.595,890 1.699,150 3.284,590 408,260 53.608,910 
 4 
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đá 
Nguồn tài nguyên đá phong phú đã thỏa mãn nhu cầu nguyên liệu cho sản 
xuất xi măng với sản lượng ngày càng tăng; theo đó sản lượng năm 2010 đạt 67 
triệu tấn, năm 2014 đạt 72 triệu tấn, đến năm 2020 dự kiến nhu cầu đá là 112 
triệu tấn. Đá xây dựng năm 2010 đạt 110 triệu mét khối, năm 2014 đạt 115 triệu 
mét khối, dự kiến đến năm 2020 nhu cầu đá xây dựng lên tới 226 triệu mét khối 
(Bảng 1.4). 
Bảng 1.4. Thống kê và dự báo nhu cầu sản lượng đá xây dựng và đá xi măng 
Chủng loại Đơn vị 
2010 2015 2020 
Nhu 
cầu 
Sản 
lượng 
Nhu 
cầu 
Sản 
lượng 
Nhu cầu 
Sản 
lượng 
Đá xây dựng Triệu m3 115 104 164 148 226 204 
Xi măng Triệu tấn 65,59 59,02 99,5 88,5 > 112 112 
Đá ốp lát Triệu m2 11,5 8 16,3 14 25 20 
1.3. Tổng quan về công nghệ khai thác các mỏ đá xây dựng ở Việt Nam 
Hiện nay, trên địa bàn toàn quốc có 351 mỏ đá khai thác cho sản xuất xi 
măng, 564 mỏ khai thác đá xây dựng thông thường. Công nghệ khai thác các mỏ 
này rất đa dạng, về cơ bản có thể chia thành bốn nhóm sau đây 
1.3.1. Công nghệ khai thác khấu theo lớp đứng, chuyển tải bằng nổ mìn 
(khấu suốt hay khấu tự do). 
Là công nghệ khai thác không tầng, công tác khoan nổ mìn để tách đá ra khỏi 
khối và đưa xuống chân tuyến được tiến hành trên một mặt dốc. Công nghệ này chủ 
yếu được áp dụng để khai thác các mỏ đá dùng làm VLXD thông thường và sản 
xuất xi măng quy mô nhỏ. Hiện đang được áp dụng để khai thác các mỏ đá phía 
Bắc: Ninh Bình, Hà Nam, Hải Dương, Hải Phòng, Thái Nguyên, Lạng Sơn...v.v. 
Hầu hết các mỏ đều dùng búa khoan đường kính nhỏ ( = 32 - 45mm), xúc đá dùng 
máy xúc tay gàu có dung tích E ≤ 0,5m3 phối hợp với ô tô tải trọng 5 - 7 tấn. 
Ưu điểm: Công nghệ khai thác đơn giản, đầu tư không lớn, giá thành thấp, 
phù hợp với các doanh nghiệp có điều kiện tài chính hạn hẹp; diện khai thác đòi hỏi 
không lớn. 
Nhược điểm: Không an toàn; gây lãng phí, thất thoát tài nguyên, dễ xảy ra 
tình trạng dễ làm, khó bỏ, khả năng gây ô nhiễm môi trường cao. 
1.3.2. Công nghệ khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp bằng ô tô 
Công nghệ này phần lớn được áp dụng để khai thác các mỏ đá vôi sản xuất xi 
măng. Chủ yếu được áp dụng để khai thác phần dưới của núi đá sau khi đã bạt 
ngọn: Mỏ Yên Duyên (Thanh Hóa), mỏ Áng Dâu, Áng Sơn (Hải Dương)...v.v. 
Đồng bộ thiết bị sử dụng trên các mỏ này rất đa dạng (máy khoan có đường kính  
= 105 - 200mm), máy xúc tay gàu có dung tích gàu phổ biến E = 1,2 - 1,8m3, phối 
hợp với ô tô tải trọng 10 - 15 tấn, chiều cao tầng phổ biến h = 10 - 15m. 
 5 
 Ưu điểm: Khả năng cơ giới hóa cao; khai thác an toàn, có thể khai thác chọn 
lọc, môi trường ít bị phá hoại. 
Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng mỏ dài, giá thành cao. 
1.3.3. Công nghệ khai thác khấu theo lớp đứng gạt chuyển 
Áp dụng công nghệ này bao gồm một số mỏ đá điển hình sau đây: Mỏ 
Thống Nhất (Hải Dương), mỏ Hòa Thạch Liên (Hà Nội), mỏ Đồng Trầm Hoa 
Đỏ (Hà Nam), mỏ Tiến Hóa (Quảng Bình)...v.v. Đồng bộ thiết bị chủ yếu 
bao gồm: Máy khoan có đường kính  = 105mm, máy gạt có công suất 130 - 
240CV; máy xúc có dung tích gàu E = 0,8 - 1,6m3 phối hợp với ô tô tải trọng 
15 tấn, chiều cao tầng không quá 7m, chiều rộng dải khấu không quá 10m. 
Ưu điểm: Tổ chức khai thác đơn giản, có thể tiến hành khai thác ở các núi đá 
có sườn dốc lớn. 
Nhược điểm: Khả năng áp dụng hạn chế khi yêu cầu sản lượng lớn, đòi hỏi 
chiều dài chân tuyến của bãi xúc lớn, sinh bụi lớn trong quá trình xúc chuyển đá đổ 
qua sườn núi hoặc bờ mỏ. 
1.3.4. Công nghệ khai thác hỗn hợp 
Nội dung của công nghệ này như sau: Phần trên của núi tiến hành khấu 
theo lớp bằng xúc chuyển bằng máy chất tải có dung tích gàu E = 4 - 6m3, nếu 
dùng máy gạt thì công suất là 130 - 420CV, dùng máy khoan thủy lực đường 
kính  = 64 - 130mm. Xúc đá ở chân tuyến dùng máy xúc tay gàu có dung tích 
gàu E = 3,5 - 4,6m3 phối hợp với ô tô tải trọng 27 - 40 tấn. Phần dưới của núi áp 
dụng HTKT khấu theo lớp bằng, vận tải trực tiếp bằng ô tô. 
Công nghệ khai thác này áp dụng khá phổ biến tại một số nơi: Mỏ Tràng 
Kênh (Hải Phòng), mỏ Minh Tân (Hải Dương), mỏ Bút Sơn, Hồng Sơn (Hà 
Nam), mỏ Yên Duyên (Thanh Hóa), mỏ Hang Nước (Ninh Bình), mỏ Hoàng 
Mai A (Thanh Hóa)...v.v. 
Ưu điểm: Có khả năng cơ giới hóa toàn bộ các khâu sản xuất trên mỏ, có thể 
tăng sản lượng khi khai thác phần dưới và xúc chọn lọc, an toàn. 
Nhược điểm: Tổ chức khai thác phức tạp, sinh bụi nhiều trong quá trình xúc 
hay gạt chuyển. 
1.4. Một số kinh nghiệm khai thác đá xây dựng ở nước ngoài 
 Cũng như ở nước ta, các nước khác khi tiến hành khai thác các mỏ đá 
nằm ở vùng núi cao đều gặp nhiều khó khăn do địa hình phức tạp, không 
thể hoặc quá tốn kém khi làm đường hào từ mặt đất lên đến các tầng khai 
thác phục vụ công tác vận tải đá. Do đó, người ta đã tìm cách sử dụng hình 
thức vận tải bằng trọng lực kết hợp với các hình thức khác, nhằm giảm 
khoảng cách và chi phí vận tải trong quá trình khai thác.Theo đó, người ta 
đã áp dụng hình thức mở vỉa bằng giếng và lò, lợi dụng trọng lực để vận 
chuyển đá từ trên cao xuống. 
 6 
Các tài liệu công bố ở nước ngoài cho thấy, việc mở vỉa các tầng công tác 
bằng hầm lò để vận chuyển bằng trọng lực hợp lý khi độ dốc của sườn núi lớn 
hơn 200. Dùng giếng để vận chuyển đá có thể áp dụng trên các mỏ lộ thiên sản 
lượng 4-5 triệu tấn/năm, còn sử dụng máng trượt đạt sản lượng thấp hơn. 
Ngoài phương án “Phễu - giếng đứng và vận chuyển bằng đường sắt cỡ 
hẹp theo lò bằng” được áp dụng trong giai đoạn đầu, ngày nay nhiều nước áp 
dụng công nghệ khai thác tương đối hiện đại khi kết hợp hình thức vận chuyển 
“ Trọng lực - băng tải” kết hợp với máy đập bố trí ở phần dưới của giếng (các 
nước Anh, Úc, Nhật Bản, Thụy Sĩ...v.v.). 
Trên các mỏ khai thác theo công nghệ này thường áp dụng HTKT khấu 
theo lớp bằng vận chuyển trên tầng bằng ô tô hay máy chất tải, chiều cáo tầng 
15m. Đồng bộ thiết bị sử dụng rất hiện đại: Máy khoan thủy lực có đường kính 
từ 80 - 203mm, máy chất tải có dung tích gàu 5 - 20m3, máy xúc TLGN có 
dung tích gàu 5 - 7,5m3, phối hợp với ô tô tải trọng 40 - 80 tấn. 
Sơ đồ công nghệ khai thác với việc chuyển tải đá bằng máy ủi trên mặt 
ngang hay xiên cũng được áp dụng trên một số mỏ ở các nước Tây Ban Nha, 
Đức hay Angiêri. 
1.5. Hiện trạng công tác quản lý khai thác các mỏ đá xây dựng 
1.5.1. Tình hình cấp mỏ và thuê đất khai thác hiện nay và những tồn tại 
Mô hình cấp phép khai thác và cho thuê đất phục vụ khai thác hiện nay ở 
nước ta có thể mô ...  = 
2
2
cp
r
H
K
0
0
sin( - )
sin sin
 
 
, m3 (3.59) 
Đương nhiên: V1 = V2, do đó: 
 Ah = 0,5 2
cp
H 0
0
sin( - )
sin .sin
 
 
.
1
rK
= 0,5 2
cp
H . 
1
rK
Chiều cao cho phép đống đá dưới chân tuyến nên lấy Hcp = 1,2 Hxmax 
(Hxmax - chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc) và = 0
0
sin( - )
sin .sin
 
 
, ta có: 
 Ah = 
r
2
maxx
K
H..72,0 
, m2 (3.61) 
 A = 
h.K
H..72,0
r
2
maxx
, m 
Việc tăng tích Ah có ý nghĩa rất quan trọng vì nó tăng được chiều cao 
tầng cũng như sử dụng tốt các thông số làm việc của máy xúc do đó nâng cao 
hiệu quả khai thác nói chung. 
Luận án đề nghị sử dụng phương án chiều rộng dải khấu A = Amin đảm 
bảo sự di chuyển của máy xúc khi khai thác dải khấu mới (A Amin) để có 
chiều cao tầng lớn nhất; lúc đó chiều cao tầng bằng: 
hmax = 
rmin
2
maxx
K.A
H..72,0 
, m (3.65) 
Thời gian di chuyển của máy xúc khi khai thác hết núi đá: 
 Tdk = 
v
Ltbn
.1000
.
h
H
tb .
A
B
tb , giờ 
Trong đó: Btb - chiều rộng trung bình của núi đá, m. 
 Ltbn - chiều dài trung bình của núi đá là (m) 
 Htb - chiều cao trung bình của núi đá, m. 
Với một mỏ cụ thể thì Ltbn, Htb, Btb là xác định, vận tốc v phụ thuộc vào 
loại máy xúc sử dụng cũng biết trước, vậy thời gian di chuyển không của máy 
xúc tỷ lệ nghịch với tích số Ah. Tăng tích Ah sẽ giảm được Tdk. Trong bảng 3.8 
giới thiệu chọn chiều cao tầng và chiều rộng dải khấu mong muốn đối với một 
số máy xúc có khả năng áp dụng 
 18 
Bảng 3.8. Giới thiệu chọn chiều cao tầng h và chiều rộng dải 
khấu A đối với các kiểu máy xúc khác nhau 
TT 
Loại máy xúc làm việc dưới 
chân tuyến và trên tầng 
Dung 
tích 
gàu m3 
Chiều 
cao xúc 
Hxmax, 
m 
Chiều 
cao 
tầng h, 
m 
Chiều 
rộng dải 
khấu A, 
m 
Đường 
kính lỗ 
khoan áp 
dụng, mm 
1 MXTL gàu thuận 
CAT-5680 (Mỹ sx) 
5,2 11,12 10,0 6,88 105 
2 MXTL gàu thuận 
ЭҐ-6 (Nga sx) 
6,0 13,0 12,0 7,8 127 
3 Máy xúc tay gàu kiểu xây 
dựng Э2505-XD-2 (Nga sx) 
2,5-3,2 10,0 8,0 7,0 105 
3.3.4. Nghiên cứu áp dụng tiêu chí lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp 
Trong trường hợp các phương án đem so sánh tương đối đơn giản, thời 
gian khai thác không lớn thì sử dụng tiêu chí. 
Ci = Cki + Ed.Ki, đ/m3 min (3.71) 
Trong đó: Ci - Chi phí tính chuyển để khai thác 1m3 đá nguyên khai theo 
phương án thứ i, đ/m3; Cki - Chi phí để khai thác 1m3 đá nguyên khai theo phương án 
thứ i, đ/m3; Ed - Hệ số định mức hiệu quả vốn đầu tư; Ki - suất đầu tư cơ bản, đ/m3. 
Trong trường hợp các phương án đem so sánh tương đối phức tạp, thời 
gian khai thác lớn thì dùng tiêu chí giá trị hiện tại thực NPV để đánh giá: 
 NPV = 
n
0t
ttt
a)C - G( max và NPV 0 (3.72) 
Trong đó: at - Hệ số chiết khấu tại năm thứ t, Gt - Luồng tiền mặt thu tại 
năm thứ t, Ct - Luồng tiền mặt chi tại năm thứ t. 
KẾT LUẬN CHƯƠNG 
1. Luận án đã nghiên cứu, tiến hành phân loại kiểu mỏ theo điều kiện địa 
hình và kích thước của nó trong không gian, làm cơ sở cho việc lựa chọn HTKT 
và đồng bộ thiết bị. 
2. Hoàn thiện, nghiên cứu bổ sung một số vấn đề về lý thuyết và thực tế 
thiết kế và đưa ra phương pháp tính toán cụ thể trong lĩnh vực mở vỉa, các 
thông số của HTKT, trình tự chuẩn bị tầng đối với những công nghệ khai thác 
đặc trưng khi khai thác các mỏ đá kiểu đồi núi. 
 19 
L 
L 
L 
A 
ß ß 
A 
  d d 
m 
d 
h o 
H o t 
B 
H 
B 
ß ß 
  
 
B 
 
t 
o 
d 
m 
 h o 
CHƯƠNG 4 
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP VỀ QUẢN LÝ 
NHẰM ĐẢM BẢO SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 
NGÀNH KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG Ở NƯỚC TA 
4.1. Những đề xuất cụ thể về các phương thức cấp giấy phép khai thác 
Quy mô trữ lượng đem đấu giá quyền khai thác không thể lấy tùy ý mà 
phải nằm trong một giới hạn nào đó đảm bảo cho doanh nghiệp mỏ thu được lợi 
nhuận; phức tạp nhất là đối với các mỏ nằm dưới mức thoát nước tự chảy. 
Vxdh (G - C) = max và Vxdh (G - C) > 0 (4.1) 
 Trong đó: Vxdh - Quy mô trữ lượng đá hợp lý mà doanh nghiệp phải trả 
tiền cấp quyền khai thác khoáng sản; 
G - Giá trị của một đơn vị đá xây dựng được khai thác (đá nguyên khối), đ/m3; 
C - Tổng chi phí để khai thác và chế biến 1m3 đá xây dựng đ/m3. 
Giá trị Vxdh được xác định từ khối lượng đá xây dựng Vxd nào đó nằm 
trong biên giới mỏ. 
Trị số Vxd được tính trên cơ sở chọn trước kích thước đáy mỏ; đảm bảo để 
thiết bị mỏ và vận tải hoạt động được bình thường ở mức độ tối thiểu; phụ 
thuộc chủ yếu váo chiều sâu khai thác (Hình 4.1). 
4.1.1. Xác định khối lượng đá xây dựng Vxd 
Hình 4.1. Sơ đồ xác định khối lượng đá xây dựng Vxd 
 20 
Công thức cuối cùng xác định khối lượng đá xây dựng Vxd: 
Vxd=
' 2 2 2
0 d 0 d d d 0 0 02 H ( L ) 'H S (B ' L ) '
3
d d d dS B H S S H H     
(4.9) 
Trong đó: Bd -chiều rộng đáy mỏ, m; Ld chiều dài đáy mỏ, m; Sd -diện tích 
đáy mỏ, m2; H0 -chiều sâu khai thác của mỏ, m; 1 -góc dốc của bờ mỏ về phía 
vách, độ; 2 -góc dốc của bờ mỏ về phía trụ, độ; d -góc dốc hai bờ đầu mỏ, độ; 
 = ctg1 + ctg2; ' = 2ctgd. 
4.1.2. Xác định khối lượng đất phủ nằm trên đá xây dựng 
Công thức tính khối lượng đất phủ nằm trên mặt mỏ: 
Vp = 2 20 t 0 h ( B ) 2ht tS ctg L ctg  h0, m
3 (4.15) 
Trong đó: Bt -chiều rộng phía trên của mỏ tính theo đá xây dựng, m; Lt - 
chiều dài phía trên của mỏ tính theo đá xây dựng, m; St -diện tích mặt trên của 
mỏ, m2;  -góc ổn định của đất tầng phủ, độ; h0 -chiều dày lớp đất phủ, m. 
4.1.3. Xác định chi phí khai thác và chế biến đá xây dựng 
Công thức tổng quát: 
Cxd = Ckn+Cxb+Cvt+Cns+Ctn+Cd+Cmt+Cg+Ctp+Cq+Ck, đ/m3 (4.16) 
Trong đó: Chi phí để khai thác và chế biến 1m3 đá xây dựng (Cxd) gồm: chi 
phí khoan nổ mìn (Ckn), xúc bốc (Cxb), vận chuyển (Cvt), nghiền sàng (Cns), chi 
phí thoát nước mặt và nước ngầm (Ctn), đền bù hay thuê đất phục vụ khai thác 
(Cd), bảo vệ môi trường (Cmt), tiền cấp quyền khai thác (Cg), các loại thuế và phí 
(Ctp), chi phí quản lý (Cq) và chi phí khác (Ck): 
Mặt khác, chi phí này cũng được xác định theo biểu thức: 
Cxd = A + B đồng/m3 (4.30) 
Trong đó: 
 A - Phần chi phí không phụ thuộc vào độ sâu khai thác, đ/m3; 
 B - Phần chi phí phụ thuộc vào độ sâu khai thác, đ/m3; 
B = 0,5[Bd + Ld + 2hoctg + 
i
K. h
d0 ] + 0,5[
i
K
d + 0,5 (ctg1 + ctg2 + 2 
ctgd] + L 
1000
cS 
xd
dmoooomm
bn
d
oo
V
ShHhHPS
C
A
SmFhH ].)(5,0)(35,0
[)
36590
(
2
)( 2 
đ/m3 (4.29) 
Trong đó: Sm - diện tích mặt mỏ, m2; i - độ dốc dọc của đường hào, đv. 
4.1.4. Trình tự tính toán xác định quy mô trữ lượng đá xây dựng hợp lý 
Phương pháp xác định giá trị Vxdh cũng giống như việc xác định chiều sâu 
khai thác hợp lý của mỏ khi biết trước kích thước của đáy mỏ. Khi đã xác định được 
 21 
chiều sâu hợp lý sẽ xác định được khối lượng đá xây dựng được khai thác trong 
phạm vi chiều sâu đó và kích thước mỏ trên mặt đất. 
Lợi nhuận thu được từ việc khai thác đá gồm hai phần: Phần chỉ riêng 
khai thác đá xây dựng L1 và phần tính riêng cho việc khai thác và sử dụng lớp 
đất phủ L2. 
Tổng lợi nhuận chung: 
 L = L1 + L2> 0 và 
Trong đó: L1 = Vxd(G - C) 
 L2 = Vp(Gp - Cp) 
Trong đó Gp và Cp - giá trị và chi phí toàn bộ để bóc 1m3 đất phủ. 
Khi sử dụng phương tiện tin học để giải bài toán thì sơ đồ khối có dạng 
(Hình 4.2). 
Hình 4.2. Sơ đồ khối xác định quy mô trữ lượng đá xây dựng hợp lý 
dùng để đấu giá quyền khai thác khoáng sản 
 22 
Trên cơ sở sơ đồ khối nêu trên, Luận án đã xây dựng phần mềm tính toán 
trữ lượng mỏ hợp lý để đấu giá quyền khai thác khoáng sản. 
Chương trình được viết bằng ngôn ngữ C# ở dạng tối giản nhất. Sau khi 
các thông số tính toán được nhập thì chương trình sẽ truy xuất ra các Bảng 
(4.1), (4.2) và (4.3) để có thể quản lý, lưu trữ, đáp ứng được yêu cầu tham khảo 
dễ dàng nhất. 
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG MỎ HỢP LÝ 
Chạy chương trình 
 Tại thanh Menu vào mục “Tính toán” 
 Nhập số liệu vào chương trình 
 23 
 Chọn xuất ra từng bảng tổng hợp kết quả. Trong quá trình này lựa 
chọn thư mục đích để lưu kết quả. 
4.2. Những đề xuất cụ thể về công tác quản lý nhà nước 
 4.2.1. Quản lý theo quy hoạch 
 Quản lý các hoạt động khai thác trên cơ sở quy hoạch phê duyệt. 
 Liên kết các mỏ nhỏ riêng biệt nằm liền kề thành mỏ lớn. 
 4.2.2. Tổ chức công tác thanh tra tổng hợp trên cơ sở “Bảng tự kiểm tra” 
 Giai đoạn thứ nhất: Tính từ lúc cấp giấy phép khai thác đến lúc dự án kết 
thúc thời kỳ xây dựng cơ bản và đưa mỏ vào sản xuất. 
Giai đoạn thứ hai: Giai đoạn sản xuất bình thường của mỏ:. 
 Giai đoạn ba: Giai đoạn kết thúc khai thác mỏ. 
Xây dựng hình thức kiểm tra theo “Bảng tự kiểm tra”. 
 4.2.3. Nghiên cứu xây dựng cơ chế phối hợp kiểm tra hoạt động khai 
thác đá xây dựng giữa các ngành và giữa trung ương với địa phương 
Ban hành quy chế phối hợp, trao đổi thông tin, báo cáo định kỳ; 
Kiện toàn tổ chức cơ quan quản lý nhà nước về khoáng sản. 
KẾT LUẬN CHƯƠNG 
 1. Việc cấp phép cần được cân nhắc để đảm bảo sự hoạt động bình 
thường của mỏ. 
 2. Cần có chính sách khuyến khích để hợp tác cùng khai thác trên một 
diện tích lớn, tạo điều kiện áp dụng kỹ thuật khai thác tiến bộ. 
 3. Tiếp tục bồi dưỡng, nâng cao trình độ, năng lực đội ngũ cán bộ làm 
công tác quản lý nhà nước về khoáng sản. 
 4. Cần có sự thống nhất giữa các cơ quan trung ương và giữa trung ương 
với địa phương trong việc thanh tra, kiểm tra trên cơ sở xây dựng nội dung 
“Bảng tự kiểm tra” 
5. Sử dụng phần mềm tính toán trữ lượng mỏ để quyết định quy mô mỏ. 
KẾT LUẬN 
 1. Luận án đã tiến hành tổng kết, đánh giá các công nghệ khai thác đá xây 
dựng trong những điều kiện khác nhau ở trong nước và nước ngoài; trên cơ sở 
đó, hoàn thiện, lựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp với điều kiện cụ thể ở 
Việt Nam. 
 2. Đã tiến hành phân loại kiểu mỏ theo điều kiện địa hình và kích thước 
của nó trong không gian, làm cơ sở cho việc chọn công nghệ khai thác và 
đồng bộ thiết bị. Đã tiến hành nghiên cứu phân loại HTKT các mỏ đá dùng 
làm VLXD theo các dấu hiệu có tính chất đặc thù, thể hiện đầy đủ các yếu tố 
 24 
cần phải khảo sát và cân nhắc khi lựa chọn HTKT...Hoàn thiện, nghiên cứu 
bổ sung một số vấn đề về lý thuyết và thực tế thiết kế trong lĩnh vực mở vỉa, 
xác định diện tích mặt bằng khai thác đầu tiên, phương pháp tạo đoạn dải 
khấu ban đầu khi chuyển sang khai thác tầng mới, lựa chọn các thông số của 
HTKT như chiều cao tầng, chiều rộng dải khấu khi áp dụng HTKT khấu theo 
lớp đứng chuyển tải bằng cơ giới. 
 3. Đề xuất các phương án cấp mỏ với các tiêu chí cụ thể nhằm tạo 
điều kiện cho doanh nghiệp mỏ áp dụng tiến bộ kỹ thuật vào khai thác, 
đảm bảo an toàn tận thu tối đa tài nguyên, bảo vệ môi trường, gắn với quy 
hoạch phát triển kinh tế-xã hội của vùng nói chung và quy hoạch khoáng 
sản nói riêng. Để khắc phục tình trạng xé lẻ khu mỏ, khai thác chồng chéo, 
cần có chính sách cụ thể và vận động các doanh nghiệp mỏ khai thác nhỏ 
lẻ gần nhau lập thành các cơ sở sản xuất lớn, có đủ khả năng áp dụng các 
công nghệ khai thác có hiệu quả và an toàn, đảm bảo tận thu tối đa tài 
nguyên và bảo vệ môi trường. Cán bộ chuyên trách cần được trang bị kiến 
thức về công nghệ khai thác mỏ nhằm nâng cao hiệu quả công tác, đảm 
bảo thực thi pháp luật. 
 4. Công tác thanh tra, kiểm tra hoạt động khai thác khoáng sản cần tiến 
hành theo 03 giai đoạn như Luận án đã đề xuất, mỗi giai đoạn có các nội dung 
cụ thể, nhằm đảm bảo sự hoạt động bình thường và có hiệu quả của doanh 
nghiệp mỏ. Nên áp dụng hình thức kiểm tra theo “Bảng tự kiểm tra”. 
KIẾN NGHỊ 
1. Đề nghị Bộ Tài nguyên và Môi trường kiến nghị Chính phủ đổi mới 
chính sách cấp mỏ. Cơ sở của việc đổi mới là mỏ phải có đủ không gian để hoạt 
động được bình thường và đủ thời gian để hoạt động có hiệu quả. 
2. Sắp xếp, tổ chức lại mạng lưới các mỏ nhỏ nằm liền kề thành những 
mỏ có quy mô lớn hơn, tạo ra các doanh nghiệp có đủ năng lực về tài chính để 
áp dụng kỹ thuật khai thác tiến bộ, mang lại hiệu quả kinh tế và xã hội lớn hơn, 
bảo vệ môi trường tốt hơn. 
3. Đối với các mỏ dự định đầu tư mới, hoặc cải tạo theo hướng cơ giới 
hóa toàn phần, cần ưu tiên áp dụng các thiết bị mỏ và vận tải có tính cơ động 
cao, hoạt động tốt trong điều kiện địa hình phức tạp, khi phối hợp chúng trong 
các sơ đồ công nghệ khai thác khác nhau. 
 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 
1. Hoàng Cao Phương, Nguyễn Xuân Quang (2011), “Hiện trạng khai 
thác cát trắng vùng Quảng Nam - Thừa Thiên Huế và định hướng phát triển 
bền vững”, trang 36-38, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 3-2011; 
2. Hoàng Văn Khoa, Hoàng Cao Phương, Nguyễn Xuân Quang (2011), 
“Tổng quan về tài nguyên Khoáng sản Việt Nam”, trang 39-42, Tạp chí Công 
nghiệp mỏ số 3 - 2011. 
3. Hoàng Cao Phương, Nguyễn Xuân Quang (2011), “Một số nội dung của 
Luật Khoáng sản năm 2010”, trang 50-52, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 4-2011; 
 4. Hoang C. Phuong, Nguyen X. Quang, Bui X. Nam (2010), “Curent 
situation of white sand mining in Quang Nam and Thua Thien Hue provinces 
and orientations for sustuainable development”, Water Resource Protection 
and Management, GAGGroup Workshop, pp. 16 - 22. 
5. Hoàng Cao Phương và nnk (2012), “Một số giải pháp quản lý hoạt động 
khai thác cát khu vực sông Thái Bình và sông Kinh Thầy thuộc tỉnh Hải Dương”, 
trang 53-54 và 57, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 2-2012; 
6. Hoàng Cao Phương, (2013), “Tình hình cấp phép hoạt động khoáng 
sản của Bộ Tài nguyên và Môi trường 6 tháng đầu năm 2013”, trang 18-21, 
Đặc san Khoáng sản số 2-2013. 
7. Hoàng Cao Phương, (2013), “Công tác cấp phép hoạt động khoáng 
sản năm 2013 và một số định hướng trong năm 2014”, trang 22-26, Đặc san 
Khoáng sản số 3-2013; 
8. Hoàng Cao Phương, (2014), “Nâng cao chất lượng trông công tác 
tiếp nhận, thẩm định hồ sơ cấp phép hoạt động khoáng sản”, trang 10-12, Đặc 
san Khoáng sản số 1-2014; 
9. Trần Mạnh Xuân, Hoàng Cao Phương, (2014), “Quản lý, khai thác và 
sự hoạt động hiệu quả của mỏ lộ thiên khai thác đá vật liệu xây dựng hướng tới 
sự phát triển bền vững”, trang 69-73, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 5 - 2014. 
10. Hoàng Cao Phương, (2014), “Một số vấn đề phân loại hệ thống khai thác 
các mỏ dùng làm vật liệu xây dựng”, trang 42-45, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 5 - 2014. 
11. Hoàng Văn Khoa, Hoàng Cao Phương, (2015), “Quản lý, cấp phép 
khai thác đá vôi làm nguyên liệu xi măng và sản xuất đá vôi công nghiệp ở Việt 
Nam”, trang 89-91, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 3 - 2015. 
12. Hoàng Cao Phương, Lương Văn Hùng, (2015), “Thực trạng và định 
hướng công nghệ khai thác các mỏ đá vôi nguyên liệu xi măng ở Việt Nam”, 
trang 85-88, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 3 - 2015. 
13. Trần Mạnh Xuân, Hoàng Cao Phương, (2015), “Sử dụng thiết bị cơ 
động và công nghệ linh hoạt để khai thác các núi đá xây dựng có địa hình phức tạp 
và kích thước hạn chế”, trang 1-3 và 22, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 3 - 2015. 
14. Trần Mạnh Xuân, Hoàng Cao Phương, (2015), “Tình hình cấp giấy 
phép hoạt động khoáng sản sau thực thi Luật Khoáng sản năm 2010 - Thực trạng 
và giải pháp”, trang 115-118, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 4 - 2015.