thiết kế khai thác sơ bộ khu đông cao sơn

PC-750, CAT-365BL, Volvo để xúc than và làm mơng rãnh phục vụ công tác thoátnớc cho mỏ .Thiết bị sử dụng ở khu Đông Cao Sơn theo bảng dới đây: Bảng II.1: Số lợng và năng xuất thiết bị: M

Lời mở đầuNớc ta đang trên đờng đổi mới cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học

kỹ thuật công nghệ, đòi hỏi nhu cầu về năng lợng cao và cần thiết , trong đó than lànguồn năng lợng quan trọng cung cấp cho công nghiệp , tiêu dùng và xuất khẩu

Để đạt đợc yêu cầu về khối , chất lợng than đoì hỏi phải áp dụng khoa học kỹthuật , công nghệ để khai thác than có hiệu quả cao Vì vậy công tác thiết kế khaithác luôn gắn chặt với thực tế khai thác

Sau năm năm học tập tại trờng Đại học Mỏ Địa Chất, với hai năm chuyênngành khai thác lộ thiên , bớc đầu tôi đã làm quen với công tác thiết kế Vừa quatôi đã đợc cử về Công ty than Cao Sơn - Cẩm Phả- Quảng Ninh để thực tập tốt

nghiệp với đề tài : “Thiết kế khai thác sơ bộ khu Đông Cao sơn” thuộc Công ty

than Cao Sơn

Qua thời gian thực tập và viết đồ án tốt nghiệp, đến nay bản đồ án đã hoànthành Trong quá trình làm đồ án, tôi đã đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáoNguyễn Sỹ Hội cùng các thầy, cô giáo trong bộ môn Các cán bộ nhân viên mỏthan Cao Sơn và các bạn đồng nghiệp, đến nay đồ án tốt nghiệp của tôi đã đợc hoànthành

Tuy bản thân có cố gắng tìm tòi, học hỏi song do lần đầu làm quen với côngtác thiết kế và trình độ còn hạn chế nên bản đồ án này sẽ không tránh đợc nhữngsai sót Rất mong đợc sự ân cần chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn vànhững ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô giáo trong bộmôn cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và chỉ bảo để bản đồ án này đợc hoànthành đúng thời gian quy định

Hà Nội, ngày tháng năm 2004 Tác giả

Phần I

Thiết kế sơ bộ

khu đông cao sơn

mỏ than cao sơn

Chơng I Tình hình chung của vùng mỏ

Và các đặc điểm địa chất khoáng sàng

I.1 tình hình chung của vùng mỏ:

I.1.1: Vị trí địa lý:

Khu Đông Cao Sơn cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 12 km về phía

Đông Bắc, là một phân khu khai thác lộ thiên thuộc khu vực Cao Sơn (mỏ than CaoSơn)

Phía đông và phía Bắc của khu tiếp giáp bãi thải Đông Cao Sơn và mỏ thanCọc Sáu

Phía Tây tiếp giáp công trờng Tây Cao Sơn đang khai thác

Phía Nam giáp mỏ than Đèo Nai

Chiều dài khu vực khoảng 1.4 km, rộng từ 1.1-1.3 km , diện tích khoảng 1.5

km2 , trong giới hạn toạ độ :

1: Đờng bộ : Theo hai đờng vào khu Đông Cao Sơn

a Từ thị xã Cẩm Phả đi Cửa Ông theo đờng quốc lộ số 18, qua Mông Dơngvào mỏ Cao Sơn , đi qua khu Tây Cao Sơn đến khu Đông Cao Sơn , chiều dàikhoảng 20 km

b Từ đờng quốc lộ số 18 đi qua khai trờng mỏ than Cọc Sáu đến khu ĐôngCao Sơn, đây là đờng liên lạc chính chở công nhân đi làm,vận chyuển nguyên,nhiên, vật liệu , than đã sàng tuyển đi Cảng mỏ , than từ khu Đông Cao Sơn đếnMáng ga mỏ than Cọc sáu đẻ kéo bằng đờng sắt đi Cửa Ông , chiều dài tuyến đờngkhoảng 10km

I.1.4: Dân c

Khu vực Cẩm phả có mật độ dân c khá đông, chủ yếu là dân tộc kinh, một số

ít là dân tộc Sán Dìu Dân c chủ yếu từ các vùng khác đến c trú , nghề nghiệpchính là khai thác than, ngoài ra làm nghề rừng biển và một số nghề phụ khác

I.1.5: Kinh tế :

Cẩm phả là một thị xã lớn của tỉnh Quảng Ninh, kinh tế tập trung chủ yếuvào ngành than, ngoài ra có các ngành kinh tế : Nông-Lâm-Ng- Nghiệp –Thơngnghiệp

I.1.6: Văn hoá :

Thị xã Cẩm Phả xây dựng nhiều trờng học tại các phờng, các trờng đào tạo

Đại học , trung học chuyên nghiệp, đào tạo các ngành nghề để phục vụ nhu cầu sảnxuất Hệ thống thông tin, truyền hình, truyền thanh phát triển mạnh tại các cơ quan

xí nghiệp và toàn thị xã phục vụ CBCNVC và nhu cầu của nhân dân khu vực

I.2 Đặc điểm địa chất khoáng sàng :

I.2.1: Lịch sử thăm dò :

Lịch sử thăm dò khu Đông Cao Sơn gắn với mỏ than Cao Sơn và khu mỏ KheChàm :

Năm 1963- 1968: Kết thúc thăm dò sơ bộ cùng với khu Khe Chàm

Năm 1967-1968: Kết thúc thăm dò tỷ mỷ phục vụ khai thác lộ thiên vỉa

14-5 phân khu Cao Sơn

Năm 1969-1980: thăm dò tỷ mỷ cùng toàn khu vực Khe Chàm

Năm 1983-1986: Thăm dò bổ sung các vỉa: 13-1, 14-5 cùng với toàn mỏthan Cao Sơn

Năm 1967: Thành lập báo cáo địa chất kết quả thăm dò và khai thác

1986-1996 cùng với toàn mỏ than Cao sơn (trữ lợng tính đến 31/12/1986-1996) Báo cáo đãtrình duyệt Tổng Công ty than Việt Nam

I.2.2 Đặc điểm địa chất của khoáng sàng :

I.2.2.1: Điều kiện sản trạng của vỉa khoáng sản:

- Đặc điểm các vỉa than :

Trong khoáng sàng Cao Sơn , các chùm vỉa 13,14 bị phân nhánh mạnh ở phíaTây hình thành các vỉa 13-1,13-2,14-2,14-4,14-5,14-5a Trong khu vực Đông CaoSơn có vỉa 14-5 và 13-1 Khoảng cách giữa hai vỉa từ 40-80m

+ Vỉa 14-5: Nằm trong diện tích khu Đông Cao Sơn, có 66 lỗ khoan thăm dòcắt qua Lộ vỉa 14-5 thể hiện đầy đủ ở cánh Đông , cánh Bắc, cánh Tây (Tây CaoSơn)

Chiều dày tổng quát của vỉa thay đổi từ 0.9m (LKCT-T-XIIIB ) đến 29,38m(LK123-T-XII).Trung bình 14,22m Trong đó chiều dày than T1 từ 0,9-26,24m,trung bình 0,69m Toàn bộ vỉa phân bố trong nếp lõm Cao Sơn, chìm sâu nhất ởtrục nếp lõm mức –70m(T-XIIIA ) , cao nhất mức +120 ở phía Nam – Tây Nam( T-XIIIB; T-XIVD ) Độ dốc vỉa trung bình 210, lớn nhất 700 (LKS 45) , nhỏ nhất 80

(LKS 63) Vỉa 14-5 đợc xếp vào nhóm có chiều dày tơng đối ổn định đến ổn định Khảo sát ở 66 lỗ khoan thăm dò cắt vỉa sử dụng để tính trữ lợng cho thấy chiều dàythan T1 nh sau:

- 1 lỗ khoan có chiều dày < 1m : chiếm 1,5 %

- 37 lỗ khoan có chiều dày từ 10-26m: chiếm 56 %

- 20 lỗ khoan có chiều dày từ 5-1 : chiếm 30,3 %

- 8 lỗ khoan có chiều dày từ 1-5m : chiếm 12,2 %

Than T2 có ở 34 lỗ khoan làm tăng chiều dày tính trữ lợng lên 5,5%

Đất dá kẹp : Khảo sát trong 64 lỗ khoan có:

- 9 lỗ khoan cắt vỉa không có đá kẹp : Chiếm 14%

- 10 lỗ khoan cắt vỉa không có đá kẹp : Chiếm 15,6%

- 45 lỗ khoan cắt vỉa có từ 1-4 lớp đá kẹp : Chiếm 70,4%

Số lớp đá kẹp trung bình 2,67 lớp/1 điểm cắt vỉa : Trong đó loại > 1m là 0,58lớp /1điểm cắt vỉa , loại < 1m là 2,09 lớp /1 điểm cắt vỉa

Vỉa 14-5 xếp vào nhóm vỉa có cấu tạo tơng đối phức tạp, số lớp than trungbình là 3,7 lớp/ 1 điểm cắt vỉa, lớn nhất 9 lớp /1 điểm cắt vỉa Chiều dày đá kẹptrung bình cho 1 điểm cắt vỉa toàn bộ là 1,93 m / 1 điểm cắt vỉa , trong đó:

- Loại < 1m trung bình là : 0,93m/1 điểm cắt vỉa

- Loại < 0,5m trung bình là : 0,28m/1 điểm cắt vỉa

- Loại < 0,2m trung bình là : 0,08m/1 điểm cắt vỉa

Thành phần đá kẹp: Chủ yếu là bột kết và sét kết, đá kẹp phân bố trong vỉa

t-ơng đối đều của toàn khu, phổ biến gặp vỉa có 2-4 lớp đá kẹp, độ dốc vỉa trung bình

210 , chủ yếu từ 15-300 Độ tro trung bình cân than T1 là 11,75%, than T2 là49,27% , đá kẹp là 82,66% và 73,36%( sét kết)

Tỷ trọng trung bình của than T1 là: 1,44g/cm3 than T2 là: 1,85g/cm3 , đá kẹplà: 2,46 g/cm3 ( bột kết) và 2,2g/cm3 (sét kết)

+ Vỉa 14-2:

Phần lớn diện tích phân bố ở khu Tây Cao Sơn ( Phía Tây T-XIIIA ) , phía

Đông Cao Sơn ( theo báo cáo TDBS 1986 ) chỉ tồn tại một diện tích hẹp ở phíaNam T-XIIIA và T-XIIIB có 5 lỗ khoan cắt qua với chiều dày tổng quát trung bình3,93 m , độ dốc trung bình cân than T1 là12%, than T2 là: 48%, đá kẹp là69,6%(sét kết ) Tỷ trọng trung bình than T1 là: 1,46g/cm3 ,than T2 là: 1,88 g/cm3, đá kẹp

trong đó than T1 là 7,47m, than T2 là 0,68m Khảo sát ở 45 lỗ khoan thăm dò cátvỉa đợc sử dụng tính trữ lợng cho thấy chiều dày than T1 nh sau:

+ 3 lỗ khoan có chiều dày < 1m : Chiếm 6,70%

+ 13 lỗ khoan có chiều dày 1-5m : Chiếm 29%

+ 15 lỗ khoan có chiều dày từ 5-10m: Chiếm 33,30%%

+ 14 lỗ khoan có chiều dày > 10m : Chiếm 31,0%

Vỉa 13-1 đợc xếp vào nhóm vỉa có chiều dày tơng đối ổn định , cấu tạo vỉa

t-ơng đối phức tạp

+ Đá kẹp : số lớp đá kẹp trung bình 3,9 lớp / 1 điểm cắt vỉa, nhiều nhất 10lớp / 1 điểm cắt vỉa Số lớp đá kẹp < 1m chiếm chủ yếu là 3,17 lớp , nhiều nhất là 9lớp Số lớp đá kẹp > 1m chiếm 0,73 lớp nhiều nhất là 4 lớp Thành phần đá kẹp chủyếu là bột kết , sét kết Độ dốc trung bình của vỉa là 250 , nhỏ nhất là 120 , lớn nhất

là 500,phần lớn có độ dốc từ 20-35o số lớp than trung bình T1, T2 trung bình 5,03lớp , lớn nhất là 11 lớp Độ tro trung bình cân than T1 là 12,2%, than T2 là 53,03%

đá kẹp là 81,88% ( bột kết) và 66,85%(sét kết ) Tỷ trọng trung bình than T1 là1,46g/cm3 , than T2 là 1,99 g/cm3 , đá kẹp là 2,27g/cm3 (bột kết), 2,15 g/cm3

(sétkết)

I.2.21.2: Đất đá:

+ Cuội kết: Phân bố rộng rãi trong toàn khu mỏ Đông Cao Sơn, chiếm nhiềunhất từ vách vỉa 14-5 trở lên Cuội kết có cấu tạo khối xi măng Silíc và các bon nátgắn kết chặt chẽ, màu sắc trắng đục đến xám nhạt

+ Sạnkết : Có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, tahnhf phần hạt thạch anhchiếm 50-70%, xi măng gắn kết là xi măng cơ sở hoặc xi măng lớp dày, có màuxám sáng sạn kết mang tính chuyển tiếp giữa cuội kết và cát kết

+ Cát kết: Có cấu tạo phân lớp từ mỏng đến dày, có màu xám sáng đến xám,

là loại đá phổ biến, chiếm tỷ lệ lớn, phổ biến trong khoảng giữa hai vỉa 13-1và 14-5

+ Bột kết: Thành phần chủ yếu là cát thạch anh 50% và các vật chất tạo than,vảy xê ri xit, phân lớp tơng đối dày Bột kết có màu xám đến xám sẫm Phân bốrộng, chiếm tỷ lệ tơng đối lớn, chủ yếu từ trụ vỉa 14-5 trở xuông

+ Sét kết: Có cấu tạo phân lớp mỏng, thành phần chủ yếu là sét , màu xám

đen , phân bố ở sát vách , trụ vỉa than

I.2.2.1.3: Cột địa tầng :

Địa tầng khu Đông Cao sơn gồm chủ yếu là trầm tích chứa than hệ thống thợng bậc Nori-Reti-điệp Hòn Gai (T3n-r.hg2) và một ít là trầm tích đệ tứ(Q) Trầm tích chứa than hệ Trias gồm chủ yếu các loại đá: Cuội kết , sạn kết, cátkết , bột kết, sét kết và các vỉa than Tổng bề dày địa tầng 1800m , nham thạch baogồm: Cuội kế, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than (Từ dới lên gồm cácvỉa than từ 1-22)

trias-I.2.2.1.4: Kiến tạo :

1- Uốn nếp:

Nếp lõm Cao Sơn : Cấu trúc uốn nếp chính của khu Đông Cao Sơn là mộtnếp lõm thuộc phần đông của nếp lõm Cao Sơn kéo dài từ Bàng Nâu qua Tây caoSơn đến Đông Cao Sơn, phơng của trục nếp lõm : Tây bắc- Đông nam , chìm sâunhất ở tuyến XIIIA (-130m), nâng dần lên ở mức -50m, ở các tuyến XIIIB XIV vàkết thúc ở trục nếp lồi 151 Độ dốc hai cánh nếp lõm không đồng đều , cánh Bắcdốc 30-500 , canh Nam thoải hơn : 10-200 Trên cánh Nam của nếp lõm CAo Sơnhình thành gờ nâng tách ra làm hai nếp lõm ( gọi là hai lòng máng) Bắc và nam Nếp lõm Bắc là phần chính của nếp lõm Cao Sơn , nếp lõm nam chạy sát đứt gãyA-A’ chìm sâu nhất tới mức –100m 9 khảo sát theo vỉa 13-1)

+Nếp lồi 15-1: Phân bố ở phía Đông ( T-XIVD ) , trục chạy gần theo hớngNam- Bắc, mặt trục gần thẳng đứng, độ dốc hai cánh thay đổi : 35-400 , cánh phía

Nam chuyển tiếp sang nếp lõm 186, cánh phía Tây chuyển tiếp với nếp lõm CaoSơn.

+ Nếp lõm 186: Phân bố ở phần khu Đông Cao Sơn giáp đứt gãy LL’, là nếpuốn cuối cùng Trục nếp lõm phát triển theo hớng nam –bắc , dài 700-800m, mặttrục gần thẳng đứng , độ dốc hai cánh thay đổi từ 35-40o

2 Đứt gãy:

Bao gồm hai đứt gãy A – A’ và LL’ trong khu Đông Cao Sơn :

Đứt gãy AA’ là đứt gãy thuận , cắm Bắc , góc dốc 65-75o ở biên giới phíanam khu Đông Cao Sơn

+Đứt gãy LL’: Là đứt gãy nghịch , mặt trợt cắm về phía Nam tây nam , gócdốc 50-70o , đới phá huỷ 30-50 m ở biên giới phía bắc và phía đông khu Đông CaoSơn

3: Tính chất lý hoá của vỉa than:

Than có cấu tạo phân lớp dày,đồng nhất , độ cứng bằng 750-900 kg/cm2 , cómàu đen , vết vạch ánh kim , bán ánh kim hoặc ánh mờ Vết vỡ dạng bằng hoặctheo bậc Than có điện trở suất ( ρ) từ 600-1000 Ω, mật độ riêng 1,1-1,4g/cm3 ,dẫn điện kém Cơ bản than ở khu Đông Cao Sơn có chất lợng tốt , nhiệt lợng cao ,

lu huỳnh thấp , độ tro thấp thể hiện nh sau:

Bảng I.1: Các chỉ tiêu chất lợng than

STT Tên chỉ tiêu Min Vỉa 14-5Max TB Min Vỉa 13-1Max TB

nớc ma , một phần là nớc dới đất Các suối khác chỉ có nớc vào mùa ma , khô cạnvào mùa khô

Hiện tại Moong Bắc Cọc Sáu là một hồ nớc lớn , nguồn nớc tập trung ở đây

do suối chảy thờng xuyên vào mùa ma nớc ở xung quanh chảy xuống tơng đối lớn Nớc ở Moong Bắc Cọc sáu chảy đi qua Cống phía Đông , qua bãi thải mỏ Cọc Sáu Mực nớc ở Moong thay đổi theo mùa : Mùa khô mực nớc ở mức +59-+60,mùa mamực nớc dâng lên mức (+63) – (+64)

I.3.2: Nớc dới đất :

+Nớc dới đất bao gồm: nớc trong lớp phủ đệ tứ Q và nớc chứa trong tầngchứa than T3n-r

+Nớc trong lớp phủ đệ tứ : Phần lớn lớp phủ đệ tứ đã bị bóc đi , phần còn lạinghèo nớc , nguồn cung cấp chủ yếu là nớc ma nên sau mùa ma khô cạn nhanh

Điểm xuất lộ nớc ở tầng này có lu lợng 0,1- 0,6 l/s và thờng không xuất lộ vào mùakhô

+ Nớc trong tầng chứa than T3n-r: Lớp chứa nớc trên vỉa 14-5 có đặc điểmnham thạch là: Cuội kết , cát kết , bột kết , sét kết , riêng sét kết chiếm tỷ lệ nhỏ,còn đá hạt thô có chiều dày lớn 30-80 m tạo thuận lợi cho nớc dới đất tồn tại và lu

thông.Nớc trong lớp này không có áp , là lớp nghèo nớc do các tầng khai thác cắqua , lúc này nớc dới đất đợc tháo đi trở thành nớc mặt chảy qua mơng rãnh Lớpchứa nớc ở giữa vỉa 13-1 và 14-5 đặc điểm nham thạch chủ yếu là cát kết hạt nhỏ

đến vừa và bột kết , hai loại đá này có cấu tạo phân lớp , nứt nẻ nhiều , chiếm tỷ lệlớn gần 90%

Nớc trong lớp này có tính áp lực yếu , theo kết quả thăm dò tỉ mỉ và thăm dò

bổ xung trớc năm 1986: Lỗ khoan LK387, CS16 nớc phun lên mạnh, những nămgần đây khoan vào lớp này nớc không phun lên mặt đất , nh vậy áp lực đã bị giảmnhiều

Hệ số thẩm thấu: K= 0,014- 0,0378m/ ngày đêm

I.4: Điều kiện địa chất mỏ :

I.4.1: Đặc điểm địa chất công trình:

Khu Đông Cao Sơn bao gồm các loại đá: Cuội kết, sạn kết, cát kết , bột kết

và các vỉa than Tỷ lệ các loại đá từ vách vỉa 14-5 trở lên nh sau:

- Cuội kết, sạn kết: chiếm 40,52%

- Cát kết chiếm 46,24%

- Bột kết chiếm chiếm 12,2%

- Sét kết chiếm 1,04%

Đá cuội , sạn kết có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, độ cứng lớn: f=12-13

Đá nằm giữa hai vỉa than 14-5 và 13-1, phân bố chủ yếu là cát kết, bột kết có cấutạo phân lớp dày , nhiều khe nứt, sét kết phân bố thành lớp mỏng

I.4.2: Đặc tính cơ lý của đất đá:

Đất đá của khu vực Đông Cao Sơn thể hiện theo bảng sau:

Bảng I.2: Đặc tính cơ lý của đất đá:

STT Tên chỉ tiêu Đơn vị

Cuội sạn kếtMax-MinTB

Cát kếtMax-MinTB

Bột kếtMax-MinTB

I.5.1: Thuận lợi:

Về đặc điểm chung: Khu Đông Cao Sơn là khu vực độc lập , có hệ thống ờng giao thông thuận lợi cho việc liên lac, vận chuyển than khai thác đi ga Cao Sơn, cảng Vị trí thuận lợi cho việc mở bãi thải ngoài (140 Đông Cao Sơn) giảm cung

đ-độ Địa hình dốc thoải thuận lợi cho công tác thoát nớc ra suối Mông Dơng vàxuống moong Bắc Cọc Sáu

Nớc trong tầng chứa than nằm trong các lớp đá hạt thô có chiều dày lớnthuận lợi cho lu thông và thoát nớc đợc trong quá trình khai thác

Khoáng sàng : Vỉa 14-5 khai thác có chiều dày tơng đối ổn định với độ dốcvỉa và toàn bộ chiều sâu không lớn, than có chất lợng tốt, độ tro thấp , nhiệt lợngcao , lu huỳnh thấp thuận lợi cho thiết kế vỉa 14-5 và đạt yêu cầu về chất lợngthan

I.5.2: Khó khăn :

Về đặc điểm chung của vùng mỏ trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa , nhất

là mùa ma gây khó khăn cho khai thác mỏ

Các loại đát đá khu vực có tính chất cơ lý, độ kiên cố lớn , phổ biến là cuộikết, cát kết chiếm trên 58% từ vách vỉa 14-5 trở lên , độ cứng trung bình là: 11-11,5gây khó khăn cho thiết kế khai thác cùng với hai đứt gãy lớn : AA' ở biên giới phíaNam, LL' ở biên giới phía Bắc, Đông Bắc gây ảnh hởng khi thiết kế khai thác mỏxuống sâu

Về tính chất khoáng sàng vỉa 14-5 có cấu tạo tơng đối phức tạp với số lớp đákẹp từ 2- 4 lớp phân bố đồng đều trong toàn khu, bột kết 82,66% sét kết 73,36%,chiều dày trung bình 1,93m/1 điểm cắt vỉa khó khăn cho thiết kế khai thác Nhìnchung khu Đông Cao Sơn có nhiều thuận lợi cho công tác thiết kế khai thác

chơng II những số liệu gốc dùng làm thiết kế

II.1: tài liệu địa chất :

1.Báo cáo sơ bộ tình hình địa lý , địa chất khu mỏ

2.Bản đồ địa hình, điạ chất khu mỏ Đông Cao Sơn Tỷ lệ 1/2000

3.Mặt Cắt địa chất tuyến XIVc , tỷ lệ:1/2000

4.Mặt Cắt địa chất tuyến XVIA , tỷ lệ:1/2000

5.Mặt Cắt địa chất tuyến XXI , tỷ lệ:1/2000

II.2: tổ chức công tác trên mỏ :

II.2.1: Chế độ làm việc:

Mỏ áp dụng chế độ công tác liên tục quanh năm với 365 ngày / năm, 3 ca/ngày và 8h/ca

II.2.1.1: Với các loại thiết bị :

Số ngày làm việc trong năm đợc tính:

Ntb = 365-( Nsc + Llt + Nt + Ndt) (Ngày/năm)

Trong đó:

Nsc: Số ngày sửa chữa trong năm

Nsc = N1 + N2 + N3 + N4

N1: Số ngày đại tu thiết bị , phân bổ theo năm =20 ngày / năm

N2: Số ngày trung tu =28 ngày/ năm

N3: Số ngày tiểu tu =12 ngày/ năm

N4: Số ngày nghỉ bảo dỡng = 24 ngày/ năm

Nsc = 20+28+12+24 = 84 ngày/ năm

Nlt: Số ngày nghỉ lễ , tết trong năm =8 ngày/ năm

Nt: Số ngày nghỉ do thời tiết trong năm = 10 ngày/ năm

Ndt: Số ngày dự trữ trong năm =21 ngày/ năm

Nh vậy số ngày làm việc trong một năm của thiết bị là:

- Ntb: Số ngày nghỉ thứ bảy trong năm =52 ngày

- Ncn: Số ngày nghỉ chủ nhật trong năm =52 ngày

- Np: Số ngày nghỉ phép trong năm =12 ngày

Nh vậy số ngày công chế độ 1 năm là:

Nc = 365- (52+52+8+12) = 241( ngày/năm)

II.2.2: loại thiết bị đang sử dụng ở mỏ:

Mỏ than Cao Sơn hiện đang sử dụng các loại thiết bị do Liên Xô (cũ) trang

bị bao gồm: Máy khoan xoay cầu CБШ - 250MH, máy xúc ЭKГ-8Ǔ, ЭKГ-4,6, ô tôБелаз-548A,Белаз-540 Ngoài ra sử dụng bổ xung một số máy xúc thuỷ lực

PC-750, CAT-365BL, Volvo để xúc than và làm mơng rãnh phục vụ công tác thoátnớc cho mỏ

Thiết bị sử dụng ở khu Đông Cao Sơn theo bảng dới đây:

Bảng II.1: Số lợng và năng xuất thiết bị:

Máy xúc : EKG -8Y : 8 chiếc

Vận tải đất đá : xe HD và Cat từ 58-96 tấn

Vận tải than : Xe Volvo + HD

chơng III xác định biên giới mỏ

III.1 xác định hệ số bóc giới hạn: (Kgh)

Việc xác định hệ số bóc giới hạn là rất cần thiết vì đây là chỉ tiêu kinh tế-kỹthuật quan trọng, phụ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thiết kế Hệ số bóc giới hạnlàm tiêu chính để xác định biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên

Kgh đợc tính gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế Với trờng hợp tổng quát , xác

định theo công thức sau:

Gcp: Là giá thành khai thác một tấn thancho phép đảm bảo cân bằng thu chi

=181.000đ/t ( Tổng công ty TVN giao cho mỏ Cao Sơn năm 1998)

+a: Giá thành khai thác than = 55.529,1đ/t

+b: Giá thành bóc đất , gồm cả khoan nổ mìn = 21.353,42 đ/m3

Hệ số bóc giới hạn cho phép ở khu vực Đông Cao Sơn là:

Kgh =

42 , 353 21

1 , 529 55 000

181 − ≈ 5,9 (m3/t) =5,9 m3/0,71 m3

III.2: chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ :

Lựa chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ căn cứ vào đặc điểm của vỉa than14-5 khu Đông Cao Sơn có độ dốc nhỏ : γ tb= 20-220 , chiều dày lớp đất phủ trungbình , do vậy khai thác vỉa bằng phơng pháp lộ thiên Từ đó biên giới mỏ phụthuộc vào chiều dài và chiều sâu của vỉa , các yếu tố kinh tế , giá trị của than , giáthành khai thác Căn cứ vào hai yêu cầu chính là:

1-Tổng chi phí khai thác khoáng sàng nhỏ nhất

2- Trong giai đoạn sản xuất : Giá thành phải nhỏ hơn hoặc tối đa bằng giáthành khai thác

Hai yêu cầu trên đòi hỏi rất cao trong quá trình khai thác, vì thể phải có biệnpháp cải thiện chế độ công tác mỏ phù hợp theo điều kiện cấu tạo của vỉa Chọnnguyên tắc xác định biên giới mỏ : Kgh ≥Kbg

III.3: xác định biên giới mỏ trên cơ sở nguyên tắc đã chọn

Sử dụng bằng phơng pháp đồ thị : Đo vẽ trực tiếp trên các lát cắt ngang đặctrng để xác định biên giới mỏ Vỉa 14-5 có thế nằm và chiều dày tơng đối ổn địnhnên trong bản thiết kế sử dụng hai lát cắt ngang đặc trng và một lát cắt dọc để tínhtoán

+ Trên lát cắt ngang đặc trng ( Tuyến XVIA , Tuyến XXI) Kẻ các đờng songsong nằm ngang với khoảng cách lớn,bằng hoặc nhỏ hơn chiều cao tầng khai thác(chiều cao tầng h=15 m)..

+ Từ giao điểm của đờng nằm ngang với vách vỉa lần lợt từ trên xuống dới kẻcác đờng xiên biểu thị bờ dừng phía vách với góc nghiêng 370 cho đến khi gặp mặt

-∆v : Khối lợng đất đá bóc giữa hai vị trí bờ mỏ

-∆Q: Khối lợng than khai thác giữa hai bờ mỏ liên tiếp

+ Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Kgh (không đổi) và Kbg ( thay đổi)với chiều sâu khai thác theo kết quả tính toán trên Hoành độ giao điểm của hai đ-ờng là chiều sâu đáy mỏ cần xác định trên lát cắt đó

+Kết quả đo vẽ tính toán đợc tổng hợp ở các bảng:(III.1,III-2,III-3)

Bảng III.1 : Xác định khối lợng mỏ trên mặt cắt dọc tuyến XIV c

Biểu đồ xác định Kbg cho mặt cắt XIVc

Bảng III.3: Khối lợng mỏ trên mặt cắt ngang tuyến XXI

B¶ng III.3: Khèi lîng má trªn mÆt c¾t ngang tuyÕn XVI A

Qua kết quả tính toán đo vẽ trên mặt cắt ta thấy các mặt cắt đều có 1-2 tầng

Thông số đáy mỏ:

+ Chiều dài : 400m

+ Chiều rộng: 50m

+ Độ sâu: -70m

Biên giới mỏ trên mặt đất với kích thớc xác định trên từng mặt cắt trên cơ sở

điều chỉnh đáy mỏ và góc kết thúc bờ mỏ

- Căn cứ theo mặt cắt XVIA : ứng với chiều sâu H = +20 m có B = 800m

- Căn cứ theo mặt cắt XXI : ứng với chiều sâu H = -55 m có B = 800m

Xác định trên mặt cắt XIVC có chiều dài trên mặt đất của mỏ là: L = 1300m

Với kết quả chọn đa lên bản đồ địa hình , xác định kích thớc biên giới mỏtrên mặt đất là:

+ Chiều rộng: B = 800 m

+ Chiều dài : L = 1350 m

Kích thớc trên đã xác định không tính khu Bắc Cọc Sáu

III.5 :Trữ lợng than và đất đá bóc trong biên giới mỏ :

Trữ lợng than công nghiệp trong biên giới đợc tính toán bằng phơng pháphình học với khoảng cách tác dụng giữa các mặt cắt Diện tích quặng trên các mặtcắt nhân với khoảng cách tác dụng giữa chúng Kết quả tính căn cứ vào chiều dàivỉa đợc xác định trong giới hạn khai thác, đợc kết quả nh sau:

Bảng III.4: Trữ lợng than và đất bóc trong biên giới mỏ:

Phơng pháp đào hào thể hiện theo hình vẽ sau:

Hình IV.3: Sơ đồ đào hào mở vỉa:

IV.7 Chọn bãi thải khi xây dựng mỏ:

Trong giai đoạn xây dựng cơ bản , có một phần khối lợng đất đá cần phải

đắp để mở rộng đờng khi đào hào mở vỉa khối lợng kiến thiết cơ bản cần thải là:1.56.000 m3 đợc bóc và đổ ra bãi thải ngoài +140 Đông Cao Sơn Chọn phơngpháp thải đá theo chu vi hình rẻ quạt , xe ô tô dừng cách bờ chắn an toàn của bãithải tối thiểu là 2m để đổ thải , kết hợp với máy gạt D- 85A gạt đẩy đất đá xuốngnền bãi thải Trong quá trình đổ thải theo sơ đồ quay đảo chiều

Từ khu khai thác Đông Cao Sơn đến bãi thải ( +140) có cung độ vận chuyểnngắn : L= 1600m, bãi thải có dung tích lớn, chứa đợc 350 triệu m3 đất đá, phục vụtốt cho công tác đổ thải toàn khu Cao Sơn , vì thế với bãi thải đã chọn đáp ứngcông tác đổ thải trong giai đoạn xây dựng cơ bản và khai thác sau này của khu

Đông Cao Sơn

IV.8: Lập lịch xây dựng cơ bản :

Căn cứ theo biểu đồ chế độ công tác và khối lợng xây dựng cơ bản tính ởchơng 7 Phân bố khối lợng trên các tầng nh sau:

Bảng IV.1: Khối lợng xây dựng cơ bản :

Tầng ĐấtKhối lợngThan 1 Năm sản xuất (thứ)2 3

Bố trí thiết bị nh sau:

bé thiÕt bÞ , thÓ hiÖn qua c¸c yÕu tè nh: ChiÒu cao tÇng , chiÒu réng mÆt tÇng c«ng

tác, chiều rộng khoảnh khai thác, chiều dài luồng xúc của máy xúc, các yếu nàyphải phù hợp với đặc tính kỹ thuật của các thiết bị

Chọn Hệ thống khai thác hợp lý sẽ nâng cao năng xuất thiết bị , an toàntrong quá trình khai thác mỏ , sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực , vốn đầu t, đạthiệu quả cao trong SXKD

V.1.2: Chọn hệ thống khai thác áp dụng cho khu Đông Cao Sơn :

Căn cứ vào điều kiện địa hình , địa chất , địa chất thuỷ văn , cấu tạo và phân

bố của vỉa 14-5, sự ảnh hởng của nếp lồi 151, nếp lõm 186, các đứt gãy AA’, LL’

và vị trí , trình tự mở vỉa đã chọn Có thể áp dụng hai phơng án khai thác vỉa 14-5

nh sau:

1- Phơng án 1: Công trình mỏ phát triển từ Đông sang Tây , hệ thống khai

thác xuống sâu , dọc 1 bờ công tác đổ thải ra bãi thải ngoài theo phân loại hệthống khai thác của viện sỹ Vvrjevxki

2 Phơng án 2: Công trình mỏ phát triển từ Tây sang Đông, hệ thống khai

thác xuống sâu dọc 1 bờ công tác, đổ thải ra bãi thải ngoài theo phân loại hệthống khai thác của viện sỹ Vvrjevxki

Phân tích hai phơng án trên cho thấy phơng án 1 u việt hơn phơng án 2 ởnhững u điểm nổi trội sau:

- Khai thác và hạch toán kinh tế độc lập theo khu vực do không kết hợp khaithác với công trờng Tây Cao Sơn

- Chi phí xây dựng cơ bản ít do tận dụng vào vỉa than gần lộ ra trên mặt đấtnên khối lợng đất đá phủ mỏng , khối lợng xây dựng cơ bản nhỏ nhanh chóng đa

mỏ vào giai đoạn sản xuất

-Thuận lợi cho cải tạo mặt bằng do tận dụng đợc các tầng khai thác cũ củaBắc Cọc Sáu

- Thuận lợi cho công tác thoát nớc của mỏ do địa hình cao , nớc ma chảyxuống moong Bắc Cọc Sáu

-Cung độ vận chuyển ngắn So với phơng án 2 giảm đợc cung độ vận chuyển

1

Hình V.3: Sơ đồ đai vận tải, đai bảo vệ.

Chơng VI Xác định sản lợng mỏ

Việc xác định sản lợng mỏ là công việc quan trọng trong công tác thiết kế vìmục đích đạt sản lợng yêu cầu , đem lại hiệu quả kinh tế cao theo điều kiện tựnhiên và kỹ thuật Vì vậy phải có cân nhắc tính toán chi tiết về kinh tế –Kỹ thuậtcủa các phơng án và so sánh lựa chọn

Vỉa 14-5 Đông Cao Sơn đã đợc xác định về điều kiện tự nhiên nên việc xác

định sản lợng mỏ phụ thuộc vào điều kiện kinh tế và kỹ thuật Theo điều kiện kỹthuật yếu tố xác định sản lợng mỏ là tốc độ phát triển công trình mỏ , trị số sản l-ợng là trị số tối đa có thể , trị số này là cơ sở xác định sản lợng hợp lý cho mỏ

Theo phơng án 1 đã chọn , công trình mỏ phát triển theo hớng từ Đông sangTây Cánh Đông có độ dốc từ 21-23o nên công trình mỏ phát triển chủ yếu theo tốc

Sản lợng mỏ trong bản thiết kế đợc tính toán cho giai đoạn khai thác đầutiên khi công trình mỏ phát triển theo tốc độ xuống sâu.Quan hệ giữa sản lợng vớicác yếu tố ảnh hởng xác định theo công thức :

Aq = Vs * Sq *η(1+r) (m3/năm)

Trong đó:

Vs: Tốc độ xuống sâu công trình mỏ (m/năm)

Sq: Diện tích quặng trên tầng tính toán (m2)

η: Hệ số thu hồi khoáng sản (than) =0,95

- Thời gian chuẩn bị tầng mới là tính từ khi bắt đầu mở rộng tầng trên cho tớikhi kết thúc công tác đào hào chuẩn bị cho tầng dới Thời gian chuẩn bị tầng mới

Tc khi có đủ máy xúc đợc xác định theo công thức:

Tc = td + tm + m*tcb (năm)

+ td : Thời gian đào hào dốc

td =

c x

d K Q

i

h

+Qx: Năng suất máy xúc = 1.000.000 m3/ năm

+Kc: Hệ số giảm năng suất của máy xúc khi đào hào :0,7

+tcb: Thời gian đào hào chuẩn bị cho tầng mới

*

) cot

* (

(năm)-Lx: Chiều dài block xúc

- B0: Chiều rộng đáy hào chuẩn bị =25 m

-Lt: Chiều dài tuyến công tác (m)

- Lx: Chiều dài luồng xúc (m)

Kết quả tính toán trình bày trong bảng VI.1

VI.1.2: Xác định tốc độ dịch chuyển ngang :(V n )

Đảm bảo cho tốc độ xuống sâu hàng năm của mỏ thì các tuyến công tác phảidịch chuyển theo phơng ngang vơí các giá trị nhất định Trong giai đoạn đầu côngtrình mỏ phát triển xuống sâu thì: Vn = Vs ( Cotgϕ+Cotgγ ) (m/năm)

Trong đó:

ϕ: Góc nghiêng bờ công tác =220

Vn: 7,07( Cotg220 + Cotg210)=35,88 (m/năm)

Lấy giá trị Vs trên tầng có tích số VsSq nhỏ nhất ở bảng VI.1

Giai đoạn khai thác mức +40 có thế vỉa nằm ngang , để đảm bảo sản lợng

mỏ đã chọn tốc độ dịch chuyển ngang tính theo công thức :

Vn = * (1 )

S

A q

q

+

η (năm)

Trong đó:

Sq’ : Diện tích khoáng sản tính theo mặt cắt dọc , lấy trung bình bằng tích sốcủa chiều dày vỉa theo phơng thẳng đứng và chiều dài vỉa

Sq’ = 35 *720 =25.200 (m2)

Thay số ta tính đợc:

) 12 , 0 1 ( 95 , 0

* 200

* 25

Sản lợng mỏ theo điều kiện kỹ thuật là đIều kiện cần để xác định sản lợng

mỏ hợp lý cho mỏ lộ thiên Sản lợng đợc chọn trớc hết phảI thoả mãn đIều kiện kỹthuật Tức phảI chọn theo tích số Vs Sq nhỏ nhất trong giai đoạn nào đó trừ giai

đoạn xây dựng cơ bản và kết thúc mỏ để luôn đạt đợc sản lợng thiết kế

Từ cơ sở xác định ở VI.1, xác định diện tích khoáng sản Kết quả thể hiện ở bảngVI.1

Bảng VI.1: Khối lợng và tốc độ công trình mỏ phát triển

Căn cứ vào kết quả ở bảng VI.1 , để chọn sản lợng mỏ hợp lý lấy giá trị tốc

độ xuống sâu trung bình của các tầng Nh vậy sản lợng mỏ chỉ phụ thuộc vào diệntích quặng trên các tầng

Chọn diện tích quặng trên tầng +105 là tầng có tích số Vs*Sq nhỏ nhất đảmbảo cho mỏ đạt sản lợng trong quá trình khai thác

VIII.1: phơng pháp chuẩn bị đất đá để xúc bốc:

Để công tác xúc bốc chuẩn bị đợc thì phảI chuẩn bị đất đá cho thiết bị xúclàm việc Phơng pháp chuẩn bị là tổng hợp các biện pháp nhằm phá vỡ đất đánguyên khối tạo ra cỡ hạt phù hơpj tạo thuận lợi cho thiết bị xúc bốc, vận tải làm

việc an toàn đạt năng xuất cao Để đạt đợc yêu cầu trên phải tiến hành khoan nổmìn phá vỡ đất đá

Đối với công tác khoan nổ mìn phi đảm bảo yêu cầu sau:

1 Hình dạng , kích thớc đông đá nổ mìn và cỡ hạt phải phù hợp với khả nănglàm viêc của thiết bị xúc bốc và vận tải

2 Cung cấp đủ đất đá tơi cho thiết bị xúc bốc làm việc liên tục đạt hiệu quảcao và an toàn cho công tác khai thác mỏ

3 Đảm bảo hình dạng tầng thiết kế: góc nghiêng sờn tầng, độ ổn định củatầng, của mặt tầng kế tiếp , tạo thuận lợi cho thi công khoan , nạp nổ mìn tầng kếtiếp bên dới

4 Đẩm bảo độ bằng phẳng và độ cao mặt tầng theo yêu cầu

5 Giảm tối đa chấn động, đá văng, hạn chế tới mức thấp nhất khí độc sinh rakhi nổ mìn, đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị, ổn định các công trình, gócnghiêng bờ kết thúc của mỏ

VIII.2: xác định mức độ đập vỡ theo yêu cầu:

áp dụng 2 phơng pháp sau:

VIII.2.1: Phơng pháp trực tiếp:

Tiến hành xác định trực tiếp tại đống đá nổ mìn bằng cách đo đếm bao gồm:

VIII.2.1.1: Đo trực tiếp trên các cục đá quá cỡ phải nổ lần thứ 2 Sau đó xác định

chỉ tiêu số cục đá quá cỡ trên 1 m3 đất đá nổ ra

- N : Chỉ tiêu số cục đá quá cỡ trên 1 m3 đất đá phá vỡ

- n: Số cục đá quá cỡ (cục)

L

Trong đó:

-Vqc: Tỷ lệ đá quá cỡ (%)

- Lqc: Chiều dài cục đá quá cỡ (m)

- Lt: Tổng chiều dài tuyến đo đợc (m)

VIII.2.2: Phơng pháp gián tiếp :

Xác định theo các chỉ tiêu chi phí khoan nổ mìn cho đập vỡ đất đá lần thứ 2nh: Chi phí thuốc nổ , phụ kiện nổ, phụ trợ và chi phí khoan nếu phải khoan để nổmìn sử lý

Qua các phơng pháp trên tính với giá thành chi phí phá vỡ 1m3 đất đá nhỏnhất và đạt yêu cầu kỹ thuật về tỷ lệ quy định thì đợc coi là mức độ đập vỡ hợp lý.

VIII.3: các thông số công nghệ cơ bản phá vỡ đất đá:

VIII.3.1: Quy định của mỏ về công tác chuẩn bị đất đá

Khi áp dụng phơng pháp khoan nổ mìn làm tơi đất đá Sau khi nổ mìn kíchthớc của cục đá phải đảm bảo yêu cầu sau:

dmax0,753 E (m) và dmax ≤ 0 , 53 Q (m)

Trong đó:

+ dmax: Kích thớc lớn nhất của cục đá (m)

+ E: Dung tích gầu của máy xúc ( m3)

Khi sử dụng máy xúc ЭKГ- 8U có E=8 m3:dmax1,5 (m)

Khi sử dụng máy xúc ЭKГ-4,6 có E=4,6 m3:dmax1,25 (m)

+Q là dung tích thùng xe ôtô (m3)

Khi sử dụng xe ôtô БЕЛАЗ có Q= 22,3 m3:dmax1,41 (m)

Khi sử dụng xe ôtô БЕЛАЗ có Q= 15,2 m3 : dmax1,24 (m)

Đảm bảo để các loại thiết bị làm việc đợc bình thờng, chọn kích thớc lớnnhất của cục đá sau khi nổ mìn là: dmax1,24 (m)

Để đạt yêu cầu về mức độ đập vỡ đất đá và kích thoiức cục đá khi áp dụngphơng pháp khoan nổ mìn thì phải thắng đợc cờng độ kháng nén và kháng kéo của

đất đá có giá trị theo bảng sau đây

STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Cuội sạnkết Cát kết Bột kết

VIII.3.2: Chọn phơng pháp khoan lỗ khoan để nạp mìn:

áp dụng phơng pháp khoan lỗ khoan phải đảm bảo các yêu cầu :

1: Khoan đợc trong đất đá có độ kiên cố F = 8-14 khu Đông Cao Sơn đảm bảo đủ sản lợng mét khoan nạp mìn phù hợp tiến độ khai thác

2 Có khả năng định hớng lỗ khoan, khoan đợc độ sâu theo thiết kế

3 Giá thiết bị, vật t phụ tùng thay thế, khả bnăng phục hồi phù hợp với hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật của mỏ và nền kinh tế Quốc dân

4 Có tính cơ động cao, khoan đợc trên địa hình khai trờng khu mỏ Dựa theoyêu cầu của hệ thồng khai thác, thi công khoan nạp nổ mìn, thiết bị xúc bốc Chọnloại máy khoan xoay cầu CBU 250 MH để khoan các lỗ khoan, áp dụng phơngpháp khoan đứng

( Khi cần thiét phải khoan xử lý mô chân tầng với áp dụng phơng pháp khoannghiêng )

Loại máy khoan đã chọn có đặc tính kỹ thuật cơ bản sau đây: