Đồ án tốt nghiệp hầm lò mỏ năm mẫu

Mục lục Lời mở đầu 1 Danh mục các bản vẽ 2 Chương 1 đặc điểm và điều kiện địa chất của khu mỏ 1.1. Địa lý tự nhiên 4 1.1.1. Địa lý của vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn năng lượng và nước sinh hoạt 4 1.1.2. Tình hình dân cư, kinh tế và chính trị khu vực thiết kế 5 1.1.3. Điều kiện khí hậu 5 1.1.4. Quá trình thăm dò và khai thác của khu mỏ 5 1.2. Điều kiện địa chất 6 1.2.1. Cấu tạo địa chất vùng mỏ 6 1.2.2. Cấu tạo các vỉa than 8 1.2.3. Phẩm chất than 10 1.2.4. Đặc điểm địa chất thủy văn 11 1.2.4. Đặc điểm địa chất công trình 11 1.2.6. Trữ lượng 12 1.3. Kết luận 12 chương 2 mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ 2.1. Giới hạn khu vực thiết kế 14 2.1.1. Biên giới khu vực thiết kế 14 2.1.2. Kích thước khu vực thiết kế 14 2.2. Tính trữ lượng 14 2.2.1. Trữ lượng trong bảng cân đối 14 2.2.2. Trữ lượng công nghiệp 14 2.3. Sản lượng và tuổi mỏ 15 2.3.1. Sản lượng mỏ 15 2.3.2. Tuổi mỏ 15 2.4. Chế độ làm việc của mỏ 16 2.4.1. Bộ phận lao động trực tiếp 16 2.4.2. Bộ phận lao động gián tiếp 16 2.5. Phân chia ruộng mỏ 17 2.5.1. Phân chia ruộng mỏ 17 2.5.2. Kích thước của ruộng mỏ 17 2.6. Mở vỉa 18 2.6.1. Khái quát chung 18 2.6.2. Đề xuất các phương án mở vỉa 18 2.6.3. Trình bày các phương án mở vỉa 19 2.6.4. Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa hai phương án mở vỉa 22 2.6.5. So sánh kinh tế giữa các phương án 22 2.6.6. Kết luận 25 2.7. Thiết kế thi công đào lò mở vỉa 25 2.7.1. Chọn dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò 26 2.7.2. Xác định kích thước tiết diện lò 26 2.7.3. Lập hộ chiếu chống lò 29 2.7.4. Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò 31 2.7.5. Xác định khối lượng của từng công việc trong một chu kỳ đào lò 37 2.8. Kết luận 44 chương 3 Khai thác phần chuyên đề Lựa chọn công nghệ cơ giới hóa cho vỉa 6 mức +125 50 3.1. Đặcđiểm địa chất và các yếu tố liên quan đến công tác khai thác 46 3.2. Lựa chọn hệ thống khai thác 48 3.2.1. Khái quát chung 48 3.2.2. Các hệ thống khai thác có thể áp dụng được về mặt kỹ thuật 48 3.2.3. Lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý 48 3.3.Phương án I: Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ trụ hạ trần, sử dụng giá khung thủy lực di dộng và khấu than bằng khoan nổ mìn 50 3.3.1. Công tác chuẩn bị, vận tải, thông gió 50 3.3.2. Xác định các thông số của hệ thống khai thác 51 3.3.3. Quy trình công nghệ khai thác và chống giữ lò chợ 52 3.4. Phương án II: Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ trụ hạ trần sử dụng dàn tự hành kết hợp với máy khấu than 70 3.4.1. Công tác chuẩn bị, vận tải, thông gió 70 3.4.2. Xác định các thông số của hệ thống khai thác 70 3.4.3. Lựa chọn thiết bị cơ giới hóa 71 3.4.4. Hộ chiếu chống giữ lò chợ 74 3.4.5. Công tác tổ chức sản xuất 76 3.4.6. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ 79 3.5. So sánh lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý 83 3.5.1. So sánh kỹ thuật 83 3.5.2. So sánh về mặt kinh tế 84 3.6. Kết luận 85 chương 4 thông gió và an toàn lao động 4.1. Khái quát chung 87 4.1.1. Nhiệm vụ thông gió chung của mỏ 87 4.1.2. Nhiệm vụ thiết kế thông gió 87 4.1.3. Phạm vi thiết kế thông gió chung 87 4.1.4. Đặc điểm chế độ khí mỏ 87 4.2. Lựa chọn hệ thống thông gió 88 4.2.1. Chọn phương pháp thông gió 88 4.2.2. Chọn vị trí đặt trạm quạt gió chính 88 4.2.3. Lựa chọn sơ đồ thông gió 89 4.3. Tính lưu lượng gió chung cho mỏ 89 4.3.1. Lựa chọn phương pháp tính lưu lượng gió cho mỏ 89 4.3.2. Tính lưu lượng gió chung cho mỏ 90 4.4.Tính phân phối gió trên sơ đồ 95 4.4.1. Tính phân phối gió trên sơ đồ 95 4.4.2. Kiểm tra tốc độ gió 97 4.5. Tính hạ áp chung cho mỏ 98 4.5.1. Lựa chọn phương pháp tính hạ áp chung cho mỏ 98 4.5.2. Tính hạ áp cho các đường lò 99 4.6. Tính chọn quạt gió chính 113 4.6.1. Tính lưu lượng quạt 113 4.6.2. Tính hạ áp quạt 113 4.6.3. Chọn quạt gió chính 114 4.6.4. Xác định điểm công tác của quạt 114 4.7. Tính công suất của quạt 117 4.7.1. Công suất của quạt 117 4.7.2. Công suất động cơ 117 4.8. Thống kê thiết bị thông gió 117 4.8.1. Thống kê mua sắm thiết bị thông gió 118 4.8.2. Chi phí trả lương cho công nhân 118 4.8.3. Chi phí năng lượng 118 4.8.4.Chi phí khấu hao thiết bị 118 4.8.5. Giá thành thông gió cho 1 tân than 119 4.9. Kết luận 119 4.10. An toàn và bảo hộ lao động 119 4.10.1.ý nghĩa của công tác an toàn và bảo hộ lao động 119 4.10.2. Những biện pháp an toàn ở mỏ hầm lò 119 4.10.3. Tổ chức và thực hiện công tác an toàn 121 4.11. Thiết bị an toàn và dụng cụ bảo hộ lao động 122 4.11.1. Trang bị đội cấp cứu mỏ 122 4.11.2. Trang bị cho đội an toàn 122 chương 5 Vận tải Và Cấp thoát nước 5.1. Vận tải 124 5.1.1. Vận tải trong lò 124 5.1.2.Vận tải ngoài mặt bằng 134 5.2. Cấp thoát nước 134 5.2.1. Cung cấp nước 134 5.2.2. Thoát nước mỏ 136 5. Thoát nước mặt bằng 139 5.2.3. Thống kê các thiết bị cấp thoát nước 139 chương 6 mặt bằng và lịch thi công xây dựng mỏ 6.1. Địa hình và yêu cầu xây dựng mặt bằng công nghiệp 142 6.2. Bố trí các công trình trên mặt bằng sân công nghiệp 142 6.3. Lập lịch trình thi công 143 6.3.1. Thời gian xây dựng mỏ 143 6.3.2. Tổ chức thi công 143 chương 7 kinh tế 7.1. Khái niệm 145 7.2. Biên chế tổ chức của mỏ 145 7.2.1. Cơ cấu quản lý mỏ 145 7.2.2. Biên chế tổ chức công nhân khu vực thiết kế 146 7.3. Khái quát vốn đầu tư 147 7.3.1. Khái niệm vốn đầu tư 147 7.3.2. Vốn đầu tư xây dựng cơ bản 147 7.3.3. Khấu hao 150 7.4. Giá thành than 151 7.4.1. Chi phí trả lương cho công nhân 151 7.4.2. Chi phí động lực cho 1 tấn than từ lò chợ về nơi sàng tuyển 151 7.4.3. Chi phí bảo hiểm cho công nhân 151 7.4.4. Chi phí vật liệu 151 7.4.5. Chi phí khấu hao tài sản cố định cho 1 tấn than 151 7.4.6. Chi phí bảo vệ 151 7.4.7. Chi phí đào tạo 151 7.4.8. Chi phí tiền lãi vay ngân hàng 152 7.4.9. Các khoản chi phí khác 152 7.4.10. Chi phí tuyển 152 7.4.11. Chi phí cho một tấn than sạch 152 7.5. Hiệu quả kinh tế 152 7.5.1. Doanh thu của mỏ do bán than hàng năm 152 7.5.2. Lợi nhuận gộp 152 7.5.3. Lợi nhuận ròng 152 7.5.4. Tỷ suất lợi nhuận 153 7.5.5. Thời gian thu hồi vốn 153 7.6. Kết luận 153

Mục lục

Lời mở đầu 1

Danh mục các bản vẽ 2

Chơng 1 đặc điểm và điều kiện địa chất của khu mỏ 1.1 Địa lý tự nhiên 4

1.1.1 Địa lý của vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn năng lợng và nớc sinh hoạt 4

1.1.2 Tình hình dân c, kinh tế và chính trị khu vực thiết kế 5

1.1.3 Điều kiện khí hậu 5

1.1.4 Quá trình thăm dò và khai thác của khu mỏ 5

1.2 Điều kiện địa chất 6

1.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ 6

1.2.2 Cấu tạo các vỉa than 8

1.2.3 Phẩm chất than 10

1.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn 11

1.2.4 Đặc điểm địa chất công trình 11

1.2.6 Trữ lợng 12

1.3 Kết luận 12

chơng 2 mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ 2.1 Giới hạn khu vực thiết kế 14

2.1.1 Biên giới khu vực thiết kế 14

2.1.2 Kích thớc khu vực thiết kế 14

2.2 Tính trữ lợng 14

2.2.1 Trữ lợng trong bảng cân đối 14

2.2.2 Trữ lợng công nghiệp 14

2.3 Sản lợng và tuổi mỏ 15

2.3.1 Sản lợng mỏ 15

2.3.2 Tuổi mỏ 15

2.4 Chế độ làm việc của mỏ 16

2.4.1 Bộ phận lao động trực tiếp 16

2.4.2 Bộ phận lao động gián tiếp 16

2.5.1 Phân chia ruộng mỏ 17

2.5.2 Kích thớc của ruộng mỏ 17

2.6 Mở vỉa 18

2.6.1 Khái quát chung 18

2.6.2 Đề xuất các phơng án mở vỉa 18

2.6.3 Trình bày các phơng án mở vỉa 19

2.6.4 Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa hai phơng án mở vỉa .22

2.6.5 So sánh kinh tế giữa các phơng án 22

2.6.6 Kết luận 25

2.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa 25

2.7.1 Chọn dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò 26

2.7.2 Xác định kích thớc tiết diện lò 26

2.7.3 Lập hộ chiếu chống lò 29

2.7.4 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò 31

2.7.5 Xác định khối lợng của từng công việc trong một chu kỳ đào lò 37

2.8 Kết luận 44

chơng 3 Khai thác phần chuyên đề Lựa chọn công nghệ cơ giới hóa cho vỉa 6 mức +125  -50 3.1 Đặcđiểm địa chất và các yếu tố liên quan đến công tác khai thác 46

3.2 Lựa chọn hệ thống khai thác 48

3.2.1 Khái quát chung 48

3.2.2 Các hệ thống khai thác có thể áp dụng đợc về mặt kỹ thuật .48

3.2.3 Lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý 48

3.3.Phơng án I: Hệ thống khai thác cột dài theo phơng, lò chợ trụ hạ trần, sử dụng giá khung thủy lực di dộng và khấu than bằng khoan nổ mìn 50

3.3.1 Công tác chuẩn bị, vận tải, thông gió 50

3.3.2 Xác định các thông số của hệ thống khai thác 51

3.4 Phơng án II: Hệ thống khai thác cột dài theo phơng, lò chợ trụ hạ

trần sử dụng dàn tự hành kết hợp với máy khấu than 70

3.4.1 Công tác chuẩn bị, vận tải, thông gió 70

3.4.2 Xác định các thông số của hệ thống khai thác 70

3.4.3 Lựa chọn thiết bị cơ giới hóa 71

3.4.4 Hộ chiếu chống giữ lò chợ 74

3.4.5 Công tác tổ chức sản xuất 76

3.4.6 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ 79

3.5 So sánh lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý 83

3.5.1 So sánh kỹ thuật 83

3.5.2 So sánh về mặt kinh tế 84

3.6 Kết luận 85

chơng 4 thông gió và an toàn lao động 4.1 Khái quát chung 87

4.1.1 Nhiệm vụ thông gió chung của mỏ 87

4.1.2 Nhiệm vụ thiết kế thông gió 87

4.1.3 Phạm vi thiết kế thông gió chung 87

4.1.4 Đặc điểm chế độ khí mỏ 87

4.2 Lựa chọn hệ thống thông gió 88

4.2.1 Chọn phơng pháp thông gió 88

4.2.2 Chọn vị trí đặt trạm quạt gió chính 88

4.2.3 Lựa chọn sơ đồ thông gió 89

4.3 Tính lu lợng gió chung cho mỏ 89

4.3.1 Lựa chọn phơng pháp tính lu lợng gió cho mỏ 89

4.3.2 Tính lu lợng gió chung cho mỏ 90

4.4.Tính phân phối gió trên sơ đồ 95

4.4.1 Tính phân phối gió trên sơ đồ 95

4.4.2 Kiểm tra tốc độ gió 97

4.5 Tính hạ áp chung cho mỏ 98

4.5.1 Lựa chọn phơng pháp tính hạ áp chung cho mỏ 98

4.5.2 Tính hạ áp cho các đờng lò 99

4.6 Tính chọn quạt gió chính 113

4.6.2 Tính hạ áp quạt 113

4.6.3 Chọn quạt gió chính 114

4.6.4 Xác định điểm công tác của quạt 114

4.7 Tính công suất của quạt 117

4.7.1 Công suất của quạt 117

4.7.2 Công suất động cơ 117

4.8 Thống kê thiết bị thông gió 117

4.8.1 Thống kê mua sắm thiết bị thông gió 118

4.8.2 Chi phí trả lơng cho công nhân 118

4.8.3 Chi phí năng lợng 118

4.8.4.Chi phí khấu hao thiết bị 118

4.8.5 Giá thành thông gió cho 1 tân than 119

4.9 Kết luận 119

4.10 An toàn và bảo hộ lao động 119

4.10.1.ý nghĩa của công tác an toàn và bảo hộ lao động 119

4.10.2 Những biện pháp an toàn ở mỏ hầm lò 119

4.10.3 Tổ chức và thực hiện công tác an toàn 121

4.11 Thiết bị an toàn và dụng cụ bảo hộ lao động 122

4.11.1 Trang bị đội cấp cứu mỏ 122

4.11.2 Trang bị cho đội an toàn 122

chơng 5 Vận tải Và Cấp thoát nớc 5.1 Vận tải 124

5.1.1 Vận tải trong lò 124

5.1.2.Vận tải ngoài mặt bằng 134

5.2 Cấp thoát nớc 134

5.2.1 Cung cấp nớc 134

5.2.2 Thoát nớc mỏ 136

5 Thoát nớc mặt bằng 139

5.2.3 Thống kê các thiết bị cấp thoát nớc 139 chơng 6

6.1 Địa hình và yêu cầu xây dựng mặt bằng công nghiệp 142

6.2 Bố trí các công trình trên mặt bằng sân công nghiệp 142

6.3 Lập lịch trình thi công 143

6.3.1 Thời gian xây dựng mỏ 143

6.3.2 Tổ chức thi công 143

chơng 7 kinh tế 7.1 Khái niệm 145

7.2 Biên chế tổ chức của mỏ 145

7.2.1 Cơ cấu quản lý mỏ 145

7.2.2 Biên chế tổ chức công nhân khu vực thiết kế 146

7.3 Khái quát vốn đầu t 147

7.3.1 Khái niệm vốn đầu t 147

7.3.2 Vốn đầu t xây dựng cơ bản 147

7.3.3 Khấu hao 150

7.4 Giá thành than 151

7.4.1 Chi phí trả lơng cho công nhân 151

7.4.2 Chi phí động lực cho 1 tấn than từ lò chợ về nơi sàng tuyển 151

7.4.3 Chi phí bảo hiểm cho công nhân 151

7.4.4 Chi phí vật liệu 151

7.4.5 Chi phí khấu hao tài sản cố định cho 1 tấn than 151

7.4.6 Chi phí bảo vệ 151

7.4.7 Chi phí đào tạo 151

7.4.8 Chi phí tiền lãi vay ngân hàng 152

7.4.9 Các khoản chi phí khác 152

7.4.10 Chi phí tuyển 152

7.4.11 Chi phí cho một tấn than sạch 152

7.5 Hiệu quả kinh tế 152

7.5.1 Doanh thu của mỏ do bán than hàng năm 152

7.5.2 Lợi nhuận gộp 152

7.5.3 Lợi nhuận ròng 152

7.5.4 Tỷ suất lợi nhuận 153

7.6 KÕt luËn 153

KÕt lu©n chung 154

Chơng 1

đặc điểm và điều kiện địa chất của khu mỏ

1.1 Địa lý tự nhiên

1.1.1 Địa lý của vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn năng lợng và nớc sinh hoạt

a Vị trí địa lý

Khai trờng Công ty than Nam Mẫu cách thị xã Uông Bí khoảng25km về phía Tây Bắc, ranh giới khu mỏ nh sau:

+ Phía Bắc là dãy núi Bảo Đài

+ Phía Nam là thôn Nam Mẫu

+ Phía Đông giáp khu Cánh Gà Công ty than Vàng Danh

+ Phía Tây giáp khu di tích chùa Yên Tử

Toàn bộ khai trờng Công ty than Nam Mẫu nằm trong giới hạntoạ độ địa lý nh sau:

ơng pháp tự chảy Trong khu mỏ có một số suối nhỏ bắt nguồn từ

đỉnh núi cao và chảy theo hớng Bắc Nam, cắt qua địa tầng than

và gần nh vuông góc với đờng phơng của vỉa Lòng suối hẹp, có

độ dốc lớn và phần lớn chỉ tồn tại về mùa ma, còn mùa khô hầu nhkhông có nớc

-Sông suối:

Trong khu mỏ có các suối lớn nh Hoa Hiền, Giải Oan, Than Thùng

đều xuất phát từ các dãy núi cao ở phía Bắc và chảy theo hớng từBắc xuống Nam rồi đổ ra sông Uông Bí Các suối thờng có nớcquanh năm và phụ thuộc vào nớc ma hàng năm Việc ngăn các đậpnhỏ để trữ nớc phục vụ sinh hoạt và khai thác tơng đối thuận lợi

c Mạng lới giao thông vận tải

Mạng lới giao thông trong khu vực mỏ tơng đối phát triển Từnăm 1994 dên năm 1998, mỏ đã tiến hành làm đờng bê tông từ khuYên Tử ra tới Lán Tháp và đi Uông Bí Nhìn chung, điều kiện giaothông từ mỏ ra tới nhà sàng Khe Ngát và ra Cảng cũng nh đi các nơitơng đối thuận lợi Than nguyên khai đợc sàng tuyển tại mặt bằng+125, than thơng phẩm đợc vận chuyển bằng đờng ôtô Hiện nay

mỏ chuẩn bị hoàn thành hệ thống đờng sắt chạy từ Than Thùng Yên Tử ra Uông Bí.

Nớc sinh hoạt cung cấp cho mỏ lấy từ các giếng khoan

Địa hình khu mỏ xem bản vẽ số : 01

1.1.2 Tình hình dân c, kinh tế và chính trị khu vực thiết kế

- Tình hình dân c

Dân c trong khu vực tập chung tha thớt chủ yếu là dân tộcKinh và một số dân tộc khác nh Dao, Sán Dìu, Cao Lan và các gia

đình công nhân sống định c

- Kinh tế chính trị khu vực thiết kế

Tình hình an ninh trật tự ở đây khá tốt, nhân dân luônchấp hành các chính sách của Đảng và Nhà nớc Nguồn thu nhập chủyếu từ khai thác than

1.1.3 Điều kiện khí hậu

Khu vực thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gần biển có hai mùa rõrệt, mùa ma và mùa khô Mùa ma bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10trong năm, nhiệt độ trung bình 26oC và cao nhất 38oC, hớng gió chủyếu là Nam và Đông Nam Số ngày ma trong năm khoảng 120150ngày, thờng ma đột ngột vào tháng 7,8 với lợng tối đa 209mm/ng-đ.Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, hớng gió chủ yếu là Bắc

và Đông Bắc, nhiệt độ thấp nhất 4oC

Theo quyết định của Bộ trởng Bộ Công Nghiệp V/v: “Xếp loại

mỏ theo khí Mêtan” khu vực thiết kế đợc xếp vào mỏ loại II về khíMêtan

1.1.4 Quá trình thăm dò và khai thác của khu mỏ

Từ năm 19711976, Đoàn địa chất 2Đ thuộc Liên đoàn địachất 9 tiến hành công tác thăm dò sơ bộ trữ lợng than phần lògiếng, từ mức +125  -350

Từ năm 19981999, Đoàn địa chất 2Đ thuộc Liên đoàn địachất 9 tiến hành thăm dò khai thác mỏ Than Thùng (nay là Công tyThan Nam Mẫu).

b Quá trình khai thác

Năm 1989 mỏ than Nam Mẫu đã đợc công ty than Uông Bí đavào khai thác từng phần bằng phơng pháp lộ thiên và lò bằng, songsong với quá trình khai thác đã tiến hành thăm dò khai thác với khốilợng khoan 1206m gồm 5 lỗ khoan

Hiện nay khai trờng gồm 2 vùng: Vùng đợc phép hoạt độngkhoáng sản và vùng hạn chế hoạt động khoáng sản

Vùng hạn chế hoạt động khoáng sản: Hầu hết các vỉa than đã

đợc khai thác hầm lò và lộ thiên quy mô nhỏ từ mức +290  Lộ vỉatrong giai đoạn trớc năm 2000

Vùng đợc phép hoạt động khoáng sản đợc đầu t khai thác theoquyết định số: 1997/HĐQT ngày 04-11-2004 của Hội đồng quảntrị Than Việt Nam và Quyết định số: 296/QĐ-ĐT ngày 23-6-2005của Tổng giám đốc Than Việt Nam về việc đầu t cải tạo mở rộng

mỏ than Nam Mẫu công suất 900 ngàn tấn/năm Hiện nay Công tyTNHH một thành viên Nam Mẫu đang khai thác từ mức +125 đến

Lộ vỉa và trữ lợng phần này cũng đã gần hết Mỏ chuẩn bị khaithác xuống các mức sâu hơn

1.2 Điều kiện địa chất

Đặc điểm địa chất khu mỏ xem bản vẽ số: 02

1.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ

kính vát mỏng, phân bố ở vách và trụ vỉa Toàn tập dày khoảng

403 m Trong tập chứa 10 vỉa than với 9 vỉa có giá trị công nghiệp,

đợc đánh số từ V2  V9 Ngoài các vỉa than chính còn có một sốthấu kính than phân bố không đều ở vách, trụ các vỉa than

3 Tập thứ ba (T 3 r - J 1 ) 3

Tập này nằm không khớp đều trên tập thứ hai Đất đá chủ yếu

là bột kết màu xám đen, phân lớp mỏng Xen kẹp trong bột kết làcác lớp cát kết hạt thô màu xám trắng Chiều dày toàn tập khoảng

327 m Nằm dới cùng của tập có một số vỉa than mỏng, phân bốkhông liên tục hoặc đôi chỗ là sét than, than bẩn

4 Tập thứ t (T 3 r - J 1 ) 4

Tập thứ t nằm khớp đều dới tập thứ ba, gồm chủ yếu là các loại

đá hạt trung và thô, bột kết và sét kết rất ít Tập này không chứacác vỉa than

- Nếp lồi B3: Phân bố giữa tuyến T.I và T.Ia, phát triển theo

ph-ơng Tây Bắc- Đông Nam, mặt trục nghiêng về phía ĐôngBắc Từ trên mặt xuống dới sâu, nếp lồi có xu hớng tắt dần

- Nếp lồi B7: Phân bố phía Đông Nam đứt gãy F50, có phơng

Đông Bắc - Tây Nam, mặt trục nghiêng về phía Đông Namkhoảng 50  60 Hai cánh của nếp lồi không đối xứng và góc dốcthay đổi

- Nếp lõm H4: Phân bố gần trùng với tuyến T.Ia, phát triển theophơng Đông Nam - Tây Bắc kéo dài khoảng 500 m Càng xuốngsâu nếp lõm có xu hớng tắt dần Mặt trục nghiêng về phía ĐôngBắc với độ dốc khoảng 60  70, hai cánh tơng đối thoải

- Nếp lõm H3: Phân bố giữa tuyến T.III và T.IIa, phát triển theo

ph-ơng Đông Bắc - Tây Nam, mặt trục nghiêng về phía Đông Nam khoảng45  50 Hai cánh tơng đối thoải

- Nếp lõm H6: Phát triển theo phơng Đông Bắc - Tây Nam từ

đứt gãy F400 đến tuyến T.VI Mặt trục nghiêng về phía Đông Namkhoảng 70  80 Hai cánh nếp lõm thoải khoảng 20  30

- Nếp lõm H.10, xuất hiện từ F357 kéo dài đến phía Tây BắcT.IX theo phơng Tây Nam - Đông Bắc, mặt trục nghiêng về ĐôngNam và độ dốc từ 70 o-80o cánh Đông Nam độ dốc từ 40-

50o, cánh Tây Bắc độ dốc 25-30o

Ngoài các nếp uốn chính, trong khu mỏ còn xuất hiện một sốnếp uốn nhỏ không làm ảnh hởng đến trữ lợng, thế nằm của cácvỉa than.

- Đứt gãy F12: Là ranh giới phía Đông của khu Than Thùng với Cánh

Gà Đứt gãy thuận, kéo dài theo phơng Đông Bắc - Tây Nam, hớngcắm Tây Bắc Biên độ dịch chuyển khoảng 110  120 m

- Đứt gãy F9: Vị trí ở phía Bắc T.I là đứt gãy nhỏ có phơng

Đông Bắc - Tây Nam chiều dài 220m, đây là đứt gãythuận có hớng cắm Đông Nam, góc dốc trung bình 75o

- Đứt gãy F8: Vị trí ở phía Tây T.I có phơng Đông Nam - TâyBắc chiều dài 400m, là đứt gãy nghịch, hớng cắm Tây Nam với gócdốc trung bình 70o đợc phát hiện trong quá trình khai thác lộ thiên

- Đứt gãy F7: Vị trí xuất phát từ phía Tây T.IIa, có phơng TâyNam - Đông Bắc chiều dài 760m Là đứt gãy nghịch có hớng cắm

về phía Bắc, Tây Bắc, với độ dốc trung bình 75o

- Đứt gãy F16: Vị trí ở phía Bắc giữa 2 tuyến T.IIa và T.II là

đứt gãy có phơng Tây Bắc - Đông Nam chiều dài 190m, là đứt gãynghịch, hớng cắm về Tây Nam với độ dốc trung bình 70o

- Đứt gãy F1: Phát triển từ đứt gãy F12và kéo dài theo hớng ĐôngBắc Đứt gãy thuận, hớng cắm Đông Nam với góc dốc khoảng 43o 45 Biên độ dịch chuyển 10  20 m Đứt gãy đợc phát hiện khi khaithác V5 tuyến T.I

- Đứt gãy F4: Vị trí xuất hiện phía Nam T.IIa đến phía TâyNam T.I Có phơng Tây Nam - Đông Bắc chiều dài 850m, độ dốc

Đông Bắc - Tây Nam, là đứt gãy nghịch, mặt trợt cắm Đông Nam 45

 56, biên độ dịch chuyển khoảng 30  35 m Đứt gãy cắt qua hầu

hết các vỉa than ở trên mặt (phía Đông Nam của tuyến T.V ), ở dớisâu gần trùng với mức trữ lợng lò bằng +125m, đới huỷ hoại rộngkhoảng 10  30m

- Đứt gãy F50: Phân bố gần trùng với nếp lồi B7 (T.VIII), là đứt gãynghịch và đợc phát hiện khi khai thác moong lộ thiên V5. Đứt gãy cómặt trợt theo hớng Đông Nam với góc dốc 60  65, biên độ dịchchuyển 45  50 m

- Đứt gãy F270: Vị trí đứt gãy ở phía Tây Nam trùng với nếp lõmH.8 nằm giữa T.VIII và T.IX, đứt gãy này chạy dài 1200m theo ph-

ơng Tây Nam - Đông Bắc là đứt gãy nghịch mặt trợt cắm về phíaTây Nam với góc dốc 60-70

- Đứt gãy F357: Vị trí trùng với trục nếp lõm H.10, chạy dài 1200mtheo phơng gần nh Đông Tây, là đứt gãy thuận mặt trợt cắm vềphía Nam, góc dốc biến đổi 60-80, biên độ dịch chuyển trungbình 20-30m

Ngoài các đứt gãy chính, trong khu mỏ còn tồn tại một số các

đứt gãy nhỏ, phát hiện trong phạm vi hẹp, không ảnh hởng lớn đếncác vỉa than cũng nh công tác khai thác mỏ

1.2.2 Cấu tạo các vỉa than

Theo kết quả nghiên cứu các giai đoạn thăm dò trớc đây, cấutạo địa tầng khu mỏ gồm 10 vỉa than trong đó 9 vỉa có giá trịcông nghiệp đợc quy định từ V3, V4, V5, V6, V6A, V7 trụ, V7, V8 vàV9 Nhìn chung các vỉa than trong mỏ than Nam Mẫu có cấu tạovỉa từ mức tơng đối phức tạp đến phức tạp Các vỉa than duy trì

đa số ở mức tơng đối ổn định

Vỉa 3 (V3)

Phân bố từ tuyến T.IIa đến ranh giới phía Tây khu mỏ và

đợc chia thành 4 khối cấu tạo khác nhau Chiều dày của vỉa than thay đổi từ 0,29 đến 7,53 m, trung bình 2,5 m, thuộc loại vỉa dày trung bình và biến đổi mạnh theo đờng phơng

và hớng dốc Mức độ biến động chiều dày vỉa từ 55,71 đến 91,77%, vỉa thuộc loại rất không ổn định Vỉa than cấu tạo phức tạp từ 1 đến 9 lớp đá kẹp với chiều dày đá kẹp từ 0,03

đến 2,19 m, trung bình 0,49 m chiếm 20,4% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa thay đổi từ 20 đến 68 trung bình 34.

Vỉa 4 (V4)

Vỉa 4 phân bố từ tuyến T.I đến ranh giới phía Tây của

mỏ và đợc chia thành 6 khối cấu tạo khác nhau Chiều dày của vỉa than thay đổi từ 0,73 đến 14,38 m, trung bình 2,86 m Vỉa thuộc loại có chiều dày trung bình và biến đổi mạnh theo

dày của vỉa từ 39,1 đến 80,5%, vỉa thuộc loại không ổn

định đến rất không ổn định Vỉa than cấu tạo từ 1 đến 13 lớp đá kẹp với chiều dày đá kẹp từ 0,1 đến 2,23 m trung bình 0,45 m chiếm 16,28% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa thay đổi từ 17 đến 66 trung bình 39 thuộc loại vỉa dốc nghiêng

Vỉa 5 (V5)

Vỉa 5 phân bố từ tuyến thăm dò T.I đến ranh giới phía Tây của khu mỏ và đợc chia thành 6 khối cấu tạo khác nhau Chiều dày của vỉa than thay đổi từ 0,81 đến 13,56 m, trung bình 4,84 m, vỉa thuộc loại vỉa dày và thay đổi mạnh theo cả đờng phơng và theo hớng dốc Mức độ biến động chiều dày của vỉa từ 23,97 đến 57,92%, giữa các khối địa chất cũng rất khác nhau Vỉa thuộc loại từ ổn định đến rất không

ổn định Vỉa than cấu tạo từ 1 đến 8 lớp đá kẹp phân bố gần nh đều khắp trong toàn vỉa dới dạng các lớp mỏng, các thấu kính (thành phần sét kết, sét kết than và đôi chỗ là bột kết) Chiều dày đá kẹp từ 0,1 đến 2,12 m, trung bình 0,33 m chiếm 8,71% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa than thay

đổi từ 15 đến 75 trung bình 40 thuộc loại vỉa dốc nghiêng

Vỉa 6 (V6)

Vỉa 6 phân bố từ T.I đến ranh giới phía Tây khu mỏ và

đợc chia thành 5 khối cấu tạo Chiều dày của vỉa thay đổi từ 2,53 đến 10,90 m trung bình 5m thuộc loại vỉa than dày Mức

độ biến động chiều dày của vỉa từ 15,38 đến 39,38% thuộc loại ổn định đến rất không ổn định Vỉa than cấu tạo phức tạp có từ 1 đến 13 lớp đá kẹp với chiều dày từ 0,08 đến 2,41

m trung bình 0,39 m chiếm 9,37% chiều dày vỉa than Đá kẹp tồn tại ở dạng các lớp mỏng, các thấu kính (thành phần kẹp là sét kết, sét than và bột kết) Góc dốc của vỉa thay đổi từ 15

đến 55 trung bình 25

Vỉa 6A (V6A)

Vỉa 6A phân bố từ đứt gãy F12 đến ranh giới phía Tây khu

mỏ và đợc chia thành 4 khối cấu tạo Chiều dày của vỉa than thay đổi từ 1,76 đến 11,45 m trung bình 3,35 m thuộc loại vỉa

có chiều dày trung bình và thay đổi mạnh theo đờng phơng

và hớng dốc Mức độ biến động chiều dày vỉa từ 24,24 đến 40,81% thuộc loại vỉa ổn định đến rất không ổn định Vỉa

có cấu tạo từ 1 đến 8 lớp đá kẹp với chiều dày đá kẹp từ 0,03

đến 0,89 m, trung bình 0,25 m, thành phần đá kẹp gồm sét kết, sét kết than và chiếm khoảng 12,2% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa than thay đổi từ 10 đến 55 trung bình 25.

Vỉa 7T (V7T)

Vỉa 7 trụ phân bố từ tuyến T.III đến tuyến T IVa và đợc chia thành hai khối cấu tạo Chiều dày của vỉa thay đổi từ 1,93 đến 6,98 m trung bình 2,49m Mức độ biến động chiều dày vỉa từ 45 đến 77,5% thuộc loại vỉa không ổn định đến rất không ổn định Vỉa cấu tạo từ 1 đến 3 lớp đá kẹp ở dạng các lớp mỏng hoặc các thấu kính với chiều dày đá kẹp từ 0,07

đến 1,44 m trung bình 0,28 m và chiếm khoảng 11,16% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa thay đổi từ 15 đến 600, trung bình 29, giữa các khối góc dốc trung bình của vỉa than cũng khác nhau.

Vỉa 7 (V7)

Vỉa 7 phân bố từ tuyến T.I đến ranh giới phía Tây khu

mỏ và đợc chia thành 5 khối cấu tạo Chiều dày của vỉa thay

đổi từ 1,64 đến 22,58 m trung bình 4,92 m thuộc loại vỉa dày Chiều dày của vỉa thay đổi mạnh theo phơng và theo h- ớng dốc và giảm dần từ Đông sang Tây Mức độ biến động vỉa

từ 22,38 đến 53,58% thuộc loại vỉa rất không ổn định Vỉa

có cấu tạo từ 1 đến 8 lớp đá kẹp dới dạng các lớp mỏng, các thấu kính thành phần gồm sét kết, sét kết than, bột kết với chiều dày từ 0,1 đến 3,32 m trung bình 0,48 m chiếm khoảng 12,02% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa thay đổi từ 10

đến 50 trung bình 28, thuộc loại vỉa nghiêng Mức độ biến góc dốc của vỉa từ 16,2 đến 52,8% thuộc loại vỉa ổn định

đến không ổn định

Vỉa 8 (V8)

Vỉa 8 phân bố từ tuyến T.I đến ranh giới phía Tây khu mỏ

và đợc chia thành 4 khối cấu tạo Chiều dày của vỉa than thay

đổi từ 1,78 đến 3,64 m trung bình 2,22 m thuộc loại vỉa dày trung bình Vỉa than có chiều dày không ổn định, mức độ biến động từ 33,5 đến 51,5% Cấu tạo vỉa có từ 1 đến 5 lớp đá kẹp ở dạng các lớp mỏng, các thấu kính với chiều dày từ 0,12 đến 1,32 m trung bình 0,2 m chiếm 10,98% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa thay đổi từ 10 đến 70 trung bình 35 thuộc loại vỉa nghiêng

Vỉa 9 (V9)

Vỉa 9 phân bố từ tuyến T.I đến ranh giới phía Tây khu

mỏ và đợc chia thành 4 khối cấu tạo Chiều dày vỉa than thay

đổi từ 1,63 đến 5,72 m trung bình 2,48 m thuộc loại vỉa mỏng đến dày Chiều dày thay đổi theo đờng phơng và theo hớng dốc, giảm dần từ Đông sang Tây, đặc biệt trong phạm vi

của vỉa từ 28,6 đến 58,0%, vỉa thuộc loại không ổn định

đến rất không ổn định Vỉa có từ 1 đến 6 lớp đá kẹp Chiều dày kẹp thay đổi từ 0,04 đến 0,95 m trung bình 0,25 m chiếm khoảng 17,8% chiều dày vỉa than Góc dốc của vỉa than thay đổi trong từng phạm vi hẹp từ 10 đến 80 trung bình 39 thuộc loại vỉa dốc nghiêng

1.2.3 Phẩm chất than

Than phần lò giếng thuộc loại Antraxit, than màu đen, ánh kim,cứng, đôi chỗ có xen kẹp các lớp than cám Than có chất lợng tốt, cácchỉ tiêu cơ bản nh sau:

- Độ ẩm (WPt) thay đổi từ 3,13  6,10%, trung bình 4,69%.Trị số độ ẩm phân tích tơng đối thấp, than biến chất cao

- Độ tro (Ak) kể cả độ tro trung bình cân và độ tro hàng hoákhông kể độ làm bẩn: AK

tbc thay đổi từ 5,75  36,76%, trung bình16,4%; Ak

HH thay đổi từ 5,75  37,80%, trung bình 18,23%

- Chất bốc (VK) thuộc loại tơng đối thấp, tơng ứng than biếnchất cao, thay đổi từ 2,01  9,95%, trung bình 3,92%

- Lu huỳnh (SK

chg) thay đổi từ 0,34  6,76%, trung bình 1,4%

- Phốt pho (P) thay đổi từ 0,0007  0,1%, trung bình 0,012%,thuộc loại than có hàm lợng phốt pho rất thấp

- Nhiệt lợng (QK) thay đổi từ 4466  8027 kCalo/kg, trungbình 6815 kCalo/kg Than vỉa 7 có nhiệt lợng khô caohơn nhiệt lợng trung bình, đạt khoảng 7020 Kcalo/kg

- Thể trọng của than biến đổi từ 1,64  1,65 T/m3

1.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn

Nớc mặt: Do đặc điểm địa hình bị phân cắt mạnh, nhiều

rãnh xói, mơng máng, nên việc thoát nớc ma nhanh Các suối đềubắt nguồn từ tầng trên than và tầng chứa than, chảy theo hớng từBắc xuống Nam Lòng suối hẹp, độ dốc lớn, lu lợng nớc không ổn

định và chủ yếu chỉ tồn tại vào mùa ma, còn mùa khô hầu nh không

có nớc

Nớc dới đất: Theo các tài liệu thăm dò, mức +125m lên lộ vỉa

có độ chứa nớc thuộc loại nghèo Nguồn cung cấp cho nớc dới đất chủyếu là nớc ma hàng năm, nên ít ảnh hởng đến công tác đào lò vàkhai thác than

1.2.4 Đặc điểm địa chất công trình

Nham thạch chủ yếu trong địa tầng chứa than của khu mỏgồm: cát kết, bột kết, sét kết và sét than

Cát kết thờng phân bố ở trên và dới tập bột kết Tại một vàichỗ, cát kết nằm trực tiếp ở vách và trụ vỉa, tuy nhiên diện phân

bố không nhiều Cát kết có phân lớp từ 12  45cm và chiếm khoảng42% chiều dày tầng than Cờng độ kháng nén (n) từ 58,9  103,3MPa, trung bình khoảng 78,2 MPa Trọng lợng thể tích () từ 2,52 2,68 T/m3, trung bình 2,62 T/m3 Lực dính kết (c) từ 3,7 9,6 MPa,trung bình 6,8 MPa

Bột kết là loại đá phân bố chủ yếu ở vách, trụ các vỉa than vàchiếm khoảng 43% chiều dày tầng chứa than Bột kết màu xám

đen, phân lớp từ 8  25 cm, tạo nên những tập trầm tích dày từ 1,5

 25m Đá thuộc loại cứng vừa đến cứng (theo phân loại củaXavarenki) Cờng độ kháng nén (n) từ 31,7  70,3 MPa, trung bình47,4 MPa Trọng lợng thể tích () từ 2,55  2,70 T/m3, trung bình2,59 T/m3 Lực dính kết (c) từ 3,2  5,8 MPa, trung bình 4,8 MPa

Sét kết, sét than phân bố không đều, dạng thấu kính vànằm trực tiếp ở vách và trụ các vỉa than, dày từ 0,25  2,1m, chiếmkhoảng 5% chiều dày tầng chứa than Sét kết mềm, dễ sập lở, táchchẽ, trợt tiếp xúc Cờng độ kháng nén (n) trung bình khoảng từ 8,5

 24,4 MPa Trọng lợng thể tích () từ 2,56  2,71 T/m3,trung bình2,64 T/m3

1.2.6 Trữ lợng

Trữ lợng mỏ Nam Mẫu đợc tính trên bản đồ tính trữ lợng cácvỉa: 3, 4, 5, 6, 6a, 7, 7T, 8, 9 Tài liệu Địa chất sử dụng để lập dự

án đợc thành lập trên cơ sở tài liệu: “Báo cáo cơ sở dữ liệu địachất khoáng sàng than Nam Mẫu - Uông Bí - Quảng Ninh” do VIT&Ethành lập 2005 và đợc phê duyệt của Tổng giám đốc Tập ĐoànThan Việt Nam

Trữ lợng than địa chất theo báo cáo đợc tính theo giới hạn sau:Giới hạn trên mặt: Từ tọa độ: X = 367.500  371.300

Y = 38.500  40.600Giới hạn dới sâu từ lộ vỉa đến mức -300

dốc thoải đến dốc nghiêng chiếm một tỷ lệ lớn, các vỉa khác đềuthuộc loại vỉa dày trung bình Trữ lợng các vỉa lớn, chất lựng thantốt Tính chất đá vách, trụ bao quanh vỉa thuộc loại bền vững, ổn

định trung bình Đặc điểm nớc mặt, nớc ngầm ít ảnh hởng tới quátrình khai thác, phần lò bằng từ mức +125  -200 đợc xếp hạng II

về cấp khí Mêtan, than không có tính tự cháy, nổ cho phép ápdụng công nghệ cơ giới hoá trong khai thác

Mỏ Nam Mẫu có điều kiện thuận lợi về nguồn năng lợng vànhân lực do vậy công tác sản suất sẽ có nhiều thuận lợi

chơng 2

mở vỉa và chuẩn bị

ruộng mỏ

2.1 Giới hạn khu vực thiết kế

2.1.1 Biên giới khu vực thiết kế

Khu vực thiết kế của Đồ án mỏ than Nam Mẫu nằm trong giớihạn toạ độ: X = 38.540  40.825, Y = 369.357  371.300

Địa hình đồi núi ở mức cao khoảng từ +105  +480

Phía Bắc: Núi Bảo ĐàiPhía Đông: Khu cánh gà mỏ than Vàng DanhPhía Tây: Ranh giới bảo vệ chùa Yên TửPhía Nam: Thôn Nam Mẫu

2.1.2 Kích thớc khu vực thiết kế

Kích thớc khai trờng của khu vực thiết kế theo đờng

ph-ơng trung bình 2000m và chiều dài theo hớng dốc là 650 m.

Si: Chiều dài theo phơng của vỉa thứ i, m

Hi: Chiều dài theo phơng hớng dốc của vỉa thứ i, m

Trữ lợng công nghiệp của mỏ đợc tính nh sau:

ZCN = Zcđ CTrong đó: Zcđ: Trữ lợng trong bảng cân đối, Zcđ =58.315.702,5 (tấn)

C: Hệ số khai thác Qua phân tích đặc điểm

địa chất của mỏ và hiện trạng công nghệ của mỏ than Nam Mẫu

đồ án lấy hệ số C = 0,7

Do đó: ZCN = 58.315.702,5 0,7 = 40.820.992(tấn)

Trữ lợng cân đối trong khu vực thiết kế

Bảng 2.1

Chiềudài theo

đờngphơng(m)

Chiềudàitheo h-ớng dốc(m)

Tỷtrọng( T/m3)

Trữ lợngcân đối(Tấn)

Sản lợng mỏ hay sản lợng năm của mỏ là số lợng than khai thác

đợc trong một năm của mỏ Sản lợng khai thác của mỏ là thông sốquan trọng quyết định tới kế hoạch khai thác mỏ Sản lợng mỏ đợcxác định dựa trên các yếu tố điều kiện: Địa chất mỏ, trữ lợng côngnghiệp, chiều sâu khai thác, sự tăng chiều sâu khai thác, số lợngvỉa trong ruộng mỏ và số vỉa có thể khai thác đồng thời, tổngchiều dày các vỉa than trong ruộng mỏ, tổng chiều dày các vỉathan khai thác đồng thời, độ chứa khí, góc dốc của vỉa và sản lợng

Thời gian tồn tại thực tế của mỏ bao gồm tuổi mỏ (To) , thờigian xây dựng cơ bản và thời gian khấu vét

Ttt = To + t1 + t2 (năm)Trong đó:

To: Thời gian tồn tại của khu mỏ, năm

t1: Thời gian xây dựng mỏ, t1 = 4 năm

t2: Thời gian khấu vét, t2 = 2 nămVậy thời gian tồn tại thực tế: Ttt =34+ 4 + 2 = 40 năm

2.4 Chế độ làm việc của mỏ

2.4.1 Bộ phận lao động trực tiếp

Bộ phận lao động trực tiếp của mỏ làm việc 3 ca một ngày

đêm, tuần làm việc 6 ngày, nghỉ chủ nhật

Ca I: Từ 7h đến 15h

Ca II: Từ 15h đến 23h

Ca III: Từ 23h đến 7h

Để đảm bảo sức khoẻ và thời gian nghỉ ngơi cho công nhân

Đồ án chọn chế độ đổi ca nghịch sau mỗi tuần sản xuất nh bảng2.2

2.4.2 Bộ phận lao động gián tiếp

Bộ phận lao động gián tiếp của mỏ làm việc 8 giờ một ngày,

mỏ theo khoảnh.

Căn cứ vào đặc điểm địa chất của mức +125  -200 của

mỏ Nam Mẫu, Đồ án lựa chọn phơng án phân chia ruộng mỏ theotầng khai thác

2.5.2 Kích thớc của ruộng mỏ

Từ mức +125  -200 chia làm 2 mức

- Mức thứ nhất: +125  -50 chia làm 3 tầng+ Tầng I: +125  +70

+ Tầng II: +70  +10+ Tầng III: +10  -50

- Mức thứ hai: -50  -200 chia làm 2 tầng+Tầng IV: -50  -125

+ Tầng V: -125  -200

Kích thuớc trụ bảo vệ:

Chiều cao của trụ bảo vệ xác định theo công thức của M.MPrôtôdiakônôv

f = 46

: Hệ số tính đến độ kiên cố của than và đá trụ củavỉa,  = 1

Tính kích thớc trụ bảo vệ ở các tầng

2.6.1 Khái quát chung

Mở vỉa khoáng sàng là việc đào các đờng lò từ mặt đất

đến các vỉa khoáng sàng có ích và từ các đờng lò đó đảm bảokhả năng đào đợc các đờng lò chuẩn bị để tiến hành công tác mỏ

Trong hệ thống mở vỉa các đờng lò mở vỉa bao gồm: Giếng

đứng, giếng nghiêng, lò bằng, xuyên vỉa, giếng mù, lò dọc vỉa vậnchuyển chính …

* Các yếu tố ảnh hởng tới công tác mở vỉa:

Các yếu tố địa chất mỏ: Trữ lợng mỏ, số lợng các vỉa và tổngchiều dày các vỉa có trong ruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉathan, chiều dài và góc dốc của vỉa, tính chất cơ lý của đất đá baoquanh vỉa, điều kiện địa chất thủy văn điều kiện địa chất côngtrình, mức độ phá hủy của khoáng sàng, mức độ chứa khí, độsâu khai thác điều kiện địa hình

Các điều kiện kỹ thuật bao gồm: Sản lợng mỏ tuổi mỏ kíchthớc ruộng mỏ, trình độ cơ giới hóa, mức phát triển kĩ thuật, chất l-ợng than

* Những yêu cầu cơ bản khi mở vỉa:

- Khối lợng đờng lò mở vỉa là tối thiểu

- Chi phí đầu t xây dựng cơ bản là nhỏ nhất

- Thời gian xây dựng mỏ ngắn

- Tận dụng đợc tối đa các công trình hiện có, nhằm giảm vốn

đầu t

- Đảm bảo khả năng đổi mới công nghệ, thiết bị tiên tiến

- Sử dụng thiết bị vận tải ít cấp chuyển tải

- Tổn thất than nhỏ

- Thông gió mỏ thuận lợi

* Hiện tại mỏ than Nam Mẫu đang khai thác từ mức +125  Lộ

khai thác mức +125  Lộ vỉa để phục vụ khai thác mức +125 

-200 nhằm giảm vốn đầu t

2.6.2 Đề xuất các phơng án mở vỉa

Với đặc điểm địa hình của mỏ than Nam Mẫu các phớng án

mở vỉa có thể áp dụng cho mức +125  -200:

- Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa tầng

- Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa mức

- Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa tầng

- Mở vỉa bằng giêng đứng kết hợp với xuyên vỉa mức

Căn cứ vào những điều kiện địa chất của địa tầng, các vỉathan… Đồ án đã phân tích và đề xuất hai phơng án mở vỉa chomức +125  -200 của mỏ than Nam Mẫu nh sau:

+ Phơng án I: Mở vỉa giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa

- Thứ tự đào lò mở vỉa và chuẩn bị

Giếng nghiêng chính đợc đào từ mức +125 có tọa độ X =38.276, Y = 370.676 với góc dốc 15o đặt băng tảichở than Đối với mức đầu tiên đào đến mức -75

Giếng nghiêng phụ đợc đào từ mức +125 có tọa độ X =38.245, Y = 370.638 trang bị trục tải trở đất đá,thiết bị, vật liệu và ngời, đào dốc 150 Đối với mức đầu tiên thì

đào đến mức -65

Tại mức -50 tiến hành mở sân giếng, đào đờng lò xuyên vỉamức -50.I đến sát vỉa 3 thì tiến hành đào lò xuyên vỉa vận tảimức -50.II đến tận vỉa 9 Các đờng lò xuyên vỉa đợc đào dốc 5‰hớng về sân ga để thoát nớc tự chảy về hầm bơm

Tại mức +125 Đồ án sử dụng lại đờng lò xuyên vỉa mức+125.IA và lò dọc vỉa vận tải +125/V3 Từ cuối đờng lò dọc vỉavận tải +125/V3 đào lò xuyên vỉa mức +125.II đến tận vỉa 9 phục

vụ công tác thông gió Từ đầu lò xuyên vỉa +125.II đào giếng gió

từ mức +125 lên mặt bằng +270 với độ dốc 35o để thoát gió bẩn

Để chuẩn bị cho tầng đầu tiên thì tại vị trí lò xuyên vỉa vậntải mức -50.II gặp vỉa than tiến hành đào cặp thợng song song Lòthợng vận tải đợc đào đến mức +70 Từ đây tiến hành đào lò dọc

vỉa vận tải cho tầng thứ nhất Đờng lò đợc đào ra tận biên giới của

mỏ Lò thợng thông gió đợc đào đến tận mức +125 Từ vị trí lò ợng thông gió này tiến hành đào các lò dọc vỉa thông gió ra tậnbiên giới của mỏ Tại biên giới của mỏ tiến hành đào thợng cắt nối lòdọc vỉa vận tải với lò dọc vỉa thông gió của tầng thứ nhất Chuẩn bịcho tầng thứ hai bằng cách cách đào lò dọc vỉa vận tải mức +10 vềhai cánh của ruộng mỏ tới tận biên giới của mỏ Tại biên giới của mỏ

th-đào lò cắt nối lò dọc vỉa vận tải của tầng với lò dọc vỉa vận tải củatầng thứ nhất để tạo thành lò chợ ban đầu cho tầng thứ hai Tầngthứ ba của mức thứ nhất đợc chuẩn bị tơng tự nh tầng thứ hai

Trong quá trính khai thác mức thứ nhất tiến hành đào sâuthêm giếng: Giếng nghiêng chính đào đến mức -225, giếngnghiêng phụ đào đến mức -210 Tiến hành xây dựng sân giêng ởmức -200 và chuẩn bị cho mức thứ hai

2 Sơ đồ vận tải, thông gió, thoát nớc

Vận tải than: Than khai thác từ lò chợ qua các lò song song,

họng sáo xuống các lò dọc vỉa tầng, theo thợng vận tải đến đờng lòxuyên vỉa mức -50.II, lò xuyên vỉa và lò xuyên vỉa vận tảimức -50.I tới sân giếng và đa ra ngoài qua giếng nghiêng chính

Vận tải vật liệu: Vật liệu đợc vận tải từ lò xuyên vỉa +125.IA

qua lò dọc vỉa +125/V3 đến xuyên vỉa +125.II vào lò dọc vỉathông gió +125 cấp cho lò chợ

Thông gió: Gió sạch vào qua giếng phụ trục tải +125  -50

theo lò xuyên vỉa mức -50.I và -50.II chia làm các nhánh đi thônggió cho sân ga mức -50 và theo các lò dọc vỉa vận tải đi thông giócho các lò chợ Gió thải từ các lò chợ qua các đờng lò dọc vỉa thônggió, thợng thông gió, lò xuyên vỉa thông gió mức +125.II đợc thoát rangoài bằng trạm quạt +270 đặt tại CLG +270

Thoát nớc: Nớc thoát ra từ các địa tầng, các đờng lò, lò chợ khai

thác theo các rãnh nớc của các đờng lò chảy vào hầm chứa nớc ở mức-50 và đợc bơm ra ngoài mặt bằng nhờ hệ thống bơm đặt ở giếngnghiêng phụ

3 Khối lợng đờng lò

Khối lợng đờng lò của phơng án đợc thể hiện trong bảng 2.3:

Khối lợng đờng lò phơng án I

Bảng 2.4

TT Tên đờng lò Chiều dài, m Vật liệu chống

4 Lò xuyên vỉa mức -50.II 1.395 Thép

Giếng nghiêng phụ đợc đào từ mức +290 có tọa độ X =38.959, Y = 339.457 trang bị trục tải thùng cũi chở ng-

ời, đất đá, thiết bị, vật liệu Đối với mức đầu tiên thì đào đếnmức -60

Tại mức +125 Đồ án sử dụng lại đờng lò xuyên vỉa mức+125.IA và lò dọc vỉa vận tải +125/V3 Từ cuối đờng lò dọc vỉavận tải +125/V3 đào lò xuyên vỉa mức +125.II đến tận vỉa 9 phục

vụ công tác thông gió Từ đầu lò xuyên vỉa +125.II đào giếng gió

từ mức +125 lên mặt bằng +270 với độ dốc 35o để thoát gió bẩn

Tại sân giếng mức thứ nhất -50 mở hệ thống sân ga, sau đó

mở xuyên vỉa đến lò xuyên vỉa mức -50.II đến tận vỉa 9 Các ờng lò mở vỉa khác giống nh phơng án I

đ-Công tác chuẩn bị cho các tầng tơng tự nh phơng án I

2 Sơ đồ vận tải, thông gió, thoát nớc

Vận tải than: Than khai thác từ lò chợ qua các lò song song,

họng sáo xuống các lò dọc vỉa tầng, theo thợng vận tải đến đờng lò

xuyên vỉa mức -50.II tới sân giếng và đa ra ngoài qua giếng

đứng chính

Vận tải vật liệu: Vật liệu đợc vận tải từ lò xuyên vỉa +125.IA

qua lò dọc vỉa +125/V3 đến xuyên vỉa +125.II vào lò dọc vỉathông gió +125 cấp cho lò chợ

Thông gió: Gió sạch vào qua giếng phụ trục tải +290  -60

theo lò xuyên vỉa mức -50.II chia làm các nhánh đi thông gió chosân ga mức -50 và theo các lò dọc vỉa vận tải đi thông gió chocác lò chợ Gió thải từ các lò chợ qua các đờng lò dọc vỉa thông gió,thợng thông gió, lò xuyên vỉa thông gió mức +125.II đợc thoát rangoài bằng trạm quạt +270 đặt tại CLG +270

Thoát nớc: Nớc thoát ra từ các địa tầng, các đờng lò, lò chợ khai

thác theo các rãnh nớc của các đờng lò chảy vào hầm chứa nớc ở mức-50 và đợc bơm ra ngoài mặt bằng nhờ hệ thống bơm đặt ở giếngphụ

- Có năng áp dụng cơ giới hoá

- Trình độ thi côngcủa công nhân thấpkinh nghiệm thicông cha có

- Công tác vận tảikém thuận lợi, sửdụng vận tải thùngcũi, thiết bị vậnt ảikhông liên tục, năngsuất vận tải thấp

- Sân giếng xatrung tâm ruộng mỏ

Qua so sánh trên đồ án thấy về mặt kỹ thuật thì phơng án

mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa mức có nhiều u

điểm hơn so với phơng án mở vỉa bằng giếng đứng nh: khả năngthi công, chống giữ vận tải, vị trí sân giếng

Kdli: Chi phí đào một mét lò, triệu đồng/m

Ldli: Chiều dài đờng lò thứ i, m

Chi phí đào lò của phơng án I

Bảng 2.6

TT Tên đờng lò Chiều dài,m (Tr.đồng/mĐơn giá

)

Thành tiền(Tr.đồng)

2 Chi phí bảo vệ đờng lò

Chi phí bảo vệ đợc xác định nh sau:

Cbv = KbviLbviTi, (đồng)Trong đó:

Kbvi: Đơn giá bảo vệ 1 m lò, đồng/m.năm

Lbvi: Chiều dài đờng lò cần bảo vệ, m

Ti: Thời gian cần bảo vệ, năm

Chi phí bảo vệ đờng lò phơng án I

Bảng 2.8

TT Tên đờng lò u dài,Chiề

m

Thờigian bảovệ(năm)

Đơn giá

(1000Đ/m.năm)

Thànhtiền(1000Đ)

Đơn giá

(1000Đ/m.năm

)

Thànhtiền(1000Đ)

Qi: Lợng than vận chyển trong năm, tấn/năm

Ti: Thời gian vận tải, năm

Li: Chiều dài đờng lò vận tải, km

Kvti: Đơn giá vận tải, Đ/tấn.kmChi phí vận tải của các phơmg án đợc thể hiện trong các bảngsau:

Chi phí vận tải phơng án I

Bảng 2.10

TT Tên đờng lò Tênvỉa

Thời gian (năm )

Khối lợng (tấn)

Chiề u dài, km

Đơn giá

(Đ/tấn.

km)

Thành tiền (Tr đồng)

B So sánh các chỉ tiêu của hai phơng án

So sánh chỉ tiêu kinh tế của hai phơng án

Bảng 2.12STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Phơng án I Phơng án II

là 8% Qua đây đồ án lựa chọn phơng án mở vỉa cho mức +125 

-200 của mỏ than Nam Mẫu là “Mở vỉa cặp giếng nghiêng kết

hợp với lò xuyên vỉa mức”.

TT Tên đờng lò vỉaTên gianThời

(năm)

Khối ợng(tấn)

l-Chiềudài,km

Đơngiá

(Đ/tấn

km)

Thànhtiền(Tr.đồng)

4 Sân ga mức

2.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa

Hệ thống các đờng lò mở vỉa bao gồm giếng nghiêng chínhgiếng nghiêng phụ, lò xuyên vỉa trong đá, lò dọc vỉa vận chuyểnchính…Đồ án lựa chọn thiết kế thi công cho đờng lò xuyên vỉa mức-50.II, các đờng lò còn lại đợc thiết kế và thi công tơng tự

2.7.1 Chọn dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò

Căn cứ vào điều kiện địa chất, đặc điểm đất đá trong khuvực đào lò xuyên vỉa và điều kiện địa hình cũng nh phơng pháp

mở vỉa, thiết bị vận tải áp dụng, tuổi thọ đờng lò Đồ án chọn tiếtdiện đờng lò là hình vòm 1 tâm tờng thẳng

Với hình dạng tiết diện đã chọn kết hợp với thời gian tồn tại của

mỏ, vật liệu chống lò có thể là bê tông cốt thép hoặc là vì chốngthép Căn cứ vào khả năng chống giữ và đặc tính của các loại vậtliệu chống giữ hiện nay, Đồ án chọn vật liệu chống lò là vì chốngthép SVP

2.7.2 Xác định kích thớc tiết diện lò

Căn cứ vào khối lợng cần vận chuyển qua lò bằng xuyên vỉa

đáp ứng với sản lợng 1.200.000 T/năm, Đồ án chọn thiết bị vận tải ở

lò xuyên vỉa vận tải là đờng goòng 900 mm và băng tải 2L-100 cóchiều rộng 1000mm Loại thiết bị đợc sử dụng là đầu tàu 2AM8Д-

900 và goòng UVG-3.3 do Liên Xô sản xuất, chạy trên đờng ray P33

cỡ đờng 900 Thông số kỹ thuật của các loại thiết bị này đợc thểhiện trong bảng 2.12 và 2.13, 2.14

Thông số kỹ thuật của Goòng UVG-3.3

Thông số kỹ thuật của đầu tàu 2AM8 Д -900

m: Khoảng cách an toàn phía không có lối ngời đi lại,

đối với khung chống thì m ¿ 0,25 m, => chọn m

k1: Số đờng xe, k1 = 1

k2: Số luồng băng tải, k2 = 1n: Khoảng cách an toàn về phía ngời đi lại, n = 1.500(mm)

Do đó:

B = 400 + 1350 + 700 + 1200 + 1650 = 5.300mmChiều rộng ở chân vòm ( Bv)

+ Nếu ht  hb thì Bv = B+ Nếu ht < hb thì Bv = B + 2 (hb - ht) tg

ht: Chiều cao tờng tính từ nền lò, ht = htk + hdx

Với: htk: Chiều cao phần tờng thẳng, htk = 1,17 m

* Kiểm tra tiết diện theo điều kiện thông gió:

Tốc độ gió trong đờng lò:

k: Hệ số không cân bằng sản xuất, k = 1,251,45

=> chọn k = 1,40q: Lợng không khí cần thiết cung cấp cho một tấnhàng chuyển qua, q = 1m3/phút

N: Số ngày làm việc trong năm, N = 300 ngày

: Hệ số suy giảm diện tích mặt cắt ngang của ờng lò có cốt,  = 0,9

đ-v= 1200000 11,460300 0,920,1=4,8(m/s)

Mặt khác [vcp]max = 8 m/s, [vcp]min = 0,25 m/s (Theo quy phạm)Thấy rằng [vcp]min < v < [vcp]max do vậy kích thớc tiết diện sửdụng của đờng lò đảm bảo điều kiện thông gió

* Xác định tiết diện đào của đờng lò:

Do đờng lò có thời gian sử dụng lâu và tiết diện sử dụng là20,1m2 nên Đồ án chọn kết cấu chống thép với loại thép lòng mángSVP-27 Loại này có chiều cao là 123mm Sử dụng tấm chèn bằngbêtông có chiều dày 50, rộng 200, dài 900 (mm) Do vậy chiều rộngbên ngoài của đờng lò Bng đợc xác định nh sau:

Bng = Bv +2 (120 +50) = 5440 + 2 (123 + 50) =5.786mm

Bán kính bên ngoài khung chống Rng:

Rng = Bng/ 2 = 5786/2 = 2.893 mmChiều cao bên ngoài khung chống hng:

* áp lực đất đá tác dụng lên đờng lò

áp lực đất đá tác dụng lên phần nóc lò đợc xác định theocông thức của giáo s M.M Prôtôdiaknốp :

P n= 43 a2f γ

Trong đó:

a: Nửa chiều rộng đờng lò khi đào

a = Bng/2 =5786/2 = 2.893mm γ: Tỷ trọng đất đá nóc, γ = 2,6 T/m3

f: Độ cứng của đất đá nóc, f = 5

h : Chiều cao đờng lò khi đào, h = 4,670 m

 : Góc nội ma sát của đất đá,  = 320

f : Độ cứng của đất đá theo hông lò, f = 5

P= Pn + Ph1 + Ph2

P= 6+ 0,88 + 4,61 = 11,49 Tấn/m

700 1200

400

900

700 700 700 700 700

R2 0

b

b

Hình 2.2: Hộ chiếu chống lò xuyên vỉa mức -50.II

2.7.4 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò

A Chọn thiết bị khoan, chất nổ, phơng tiện nổ

1 Chọn thiết bị khoan

Mỏ hạng II về khí bụi nổ vì vậy đồ án lựa chọn máy khoanchạy bằng năng lợng khí nén Hiện nay tại các mỏ hầm lò ở nớc ta,ngời ta chủ yếu sử dụng các loại máy khoan cầm tay chạy bằng khínén do Liên Xô sản xuất

Lọai đất đá mà phải khoan có hệ số độ kiên cố f = 5 nên đồ

án lựa chon máy khoan PR-20L Các đặc tính kỹ thuật của máykhoan PR-20L đợc thể hiện trong bảng 2.16

Đặc tính kỹ thuật của máy khoan PR-20L

STT Các chỉ tiêu kỹ thuật máy khoan Đơn vị Thông số

1 Năng lợng đập, công đập daN.m 4,0

2 Tần số đập trong một phút lần/ph 2300-2600

-8 áp lực khí nén khi làm việc daN/cm2 5

Đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ AH-1

STT ChØ tiªu kü thuËt §¬n vÞ Th«ng sè

6 Träng lîng mét thái thuèc kg 0,2

B¶ng 2.17

3 Lùa chän ph¬ng tiÖn næ

§å ¸n chän ph¬ng tiÖn næ lµ kÝp næ ®iÖn vi sai, an toµn:

EDKZ cña Liªn X« cò s¶n xuÊt, sè hiÖu cña kÝp næ lµ 1, 2, 3 t¬ngøng bè trÝ cho c¸c nhãm lç t¹o r¹ch, ph¸, biªn §Æc tÝnh cña kÝp næ

§êng kÝnhngoµi cñakÝp (mm)

ChiÒudµi kÝp(mm)

Dßng

®iÖn antoµn(A)

Dßng

®iÖng©y næ(A)