Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò

1 Vị trí địa lý: Khu mỏ than Cẩm Thành nằm trong khoáng sàng Khe chàm , cách thị xã Cẩm phả 5 Km về phía bắc . Phía Bắc giáp khu bàng Nâu. Phía Nam giáp mỏ Cọc sáu. Phía Đông giáp mỏ Khe chàm I và khu Yên ngựa (mỏ Thống Nhất). Vị trí địa lý của mỏ trong khu vực có toạ độ như sau: Vĩ độ Bắc : 2100130” 2100400” Kinh độ Đông : 10701615” 10701915” X = 26.57528.570 Y= 424.700426.750 Giới hạn độ cao thiết kế khai thác từ lộ vỉa đến mức 350 2 Địa hình : Khu mỏ than Cẩm Thành là khu vực đồi núi nối tiếp nhau, độ cao giảm dần từ phía Nam lên phía Bắc. Cao nhất là đỉnh Cao Sơn có độ cao so với mặt nước biển là 430 mét . Thấp nhất là triền sông Mông dương mức cao +10 +12 m. Độ cao trung bình 100 150 mét và bị chia cắt bởi 2 hệ thống suối là : Suối Bàng Nâu bắt nguồn từ Khe Tam chảy theo hướng Tây Đông qua phía Bắc khu mỏ Khe Chàm II và là ranh giới tự nhiên giữa Khe Chàm II với Bàng Nâu. Suối Khe Chàm bắt nguồn từ mỏ Khe Tam chảy qua phía Tây Nam Đá Mài sau đó theo hướng Tây Nam Đông Bắc và hợp lại với suối Bàng Nâu ở bên ngoài ranh giới mỏ để chảy vào sông Mông Dương . Tại đây lưu lượng cực đại là 91,6m3giây. 3 Khí hậu: Khu mỏ có 2 mùa rõ rệt : mùa khô và mùa mưa. Mùa khô bắt đầu vào tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau, nhiệt độ trung bình 100 C 170 C, lượng mưa rất nhỏ, nhiều ngày có sương mù.Mùa mưa kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm . Lượng mưa trung bình 14mmngày đêm, cao nhất Là 260mmngày đêm . Nhiệt độ trung bình trong mùa mưa 270 C 300 C. Mặc dù vị trí mỏ chỉ cách bờ biển 5Km nhưng do bị dãy núi cao ngăn cách nên thuộc khí hậu miền núi ven biển. 4 Giao thông liên lạc : Giao thông đường bộ: Cách mỏ 5Km về phía Nam là Quốc lộ 18 phục vụ phát triển kinh tế xã hội của đất nước và thông thương với Trung Quốc. Mỏ được nối với quốc lộ 18 để đi các nơi bằng 2 tuyến đường. Tuyến thứ nhất từ km 6 qua mỏ than Cọc 6, mỏ than Cao Sơn khu Yên Ngựa thuộc mỏ Thống Nhất. Tuyến thứ hai từ Tây Khe Sim qua mỏ than Dương Huy, Khe Tam. Các tuyến đường này phần lớn đã được đổ bê tông nhưng nhìn chung năng lực thông qua còn bị hạn chế do dốc, hẹp và một số đoạn mặt đường chưa được kiên cố hoá. Giao thông đường sắt: Cách mặt bằng khu mỏ 2000 mét có tuyến đường sắt chuyên dùng khổ đường 1000mm để vận chuyển than của các mỏ Cao Sơn, Bàng Nâu, Khe Chàm I qua Mông Dương về nhà máy tuyển Cửa Ông. Thông tin liên lạc: Mạng thông tin liên lạc trong khu vực khá phát triển, thông tin chỉ đạo sản xuất trong nội bộ mỏ cũng như liên lạc với bên ngoài.

chơng I

đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ

I.1/ địa lý tự nhiên :

1/ Vị trí địa lý:

Khu mỏ than Cẩm Thành nằm trong khoáng sàng Khe chàm , cách thị xãCẩm phả 5 Km về phía bắc

- Phía Bắc giáp khu bàng Nâu

- Phía Nam giáp mỏ Cọc sáu

- Phía Đông giáp mỏ Khe chàm I và khu Yên ngựa (mỏ Thống Nhất)

Vị trí địa lý của mỏ trong khu vực có toạ độ nh sau:

ớc biển là 430 mét Thấp nhất là triền sông Mông dơng mức cao +10 ữ +12 m

Độ cao trung bình 100 ữ 150 mét và bị chia cắt bởi 2 hệ thống suối là :

- Suối Bàng Nâu bắt nguồn từ Khe Tam chảy theo hớng Tây - Đông qua phíaBắc khu mỏ Khe Chàm II và là ranh giới tự nhiên giữa Khe Chàm II với BàngNâu

- Suối Khe Chàm bắt nguồn từ mỏ Khe Tam chảy qua phía Tây Nam Đá Màisau đó theo hớng Tây Nam- Đông Bắc và hợp lại với suối Bàng Nâu ở bên ngoàiranh giới mỏ để chảy vào sông Mông Dơng Tại đây lu lợng cực đại là91,6m3/giây

3/ Khí hậu:

Khu mỏ có 2 mùa rõ rệt : mùa khô và mùa ma

Mùa khô bắt đầu vào tháng 10 năm trớc đến tháng 5 năm sau, nhiệt độ trungbình 100 C ữ170 C, lợng ma rất nhỏ, nhiều ngày có sơng mù.-Mùa ma kéo dài từtháng 6 đến tháng 9 hàng năm Lợng ma trung bình 14mm/ngày đêm, cao nhất

Là 260mm/ngày đêm Nhiệt độ trung bình trong mùa ma 270 C ữ30 0 C.

Mặc dù vị trí mỏ chỉ cách bờ biển 5Km nhng do bị dãy núi cao ngăn cách nênthuộc khí hậu miền núi ven biển.

4/ Giao thông liên lạc :

Giao thông đờng bộ: Cách mỏ 5Km về phía Nam là Quốc lộ 18 phục vụ pháttriển kinh tế xã hội của đất nớc và thông thơng với Trung Quốc Mỏ đợc nối vớiquốc lộ 18 để đi các nơi bằng 2 tuyến đờng Tuyến thứ nhất từ km 6 qua mỏ thanCọc 6, mỏ than Cao Sơn khu Yên Ngựa thuộc mỏ Thống Nhất Tuyến thứ hai từTây Khe Sim qua mỏ than Dơng Huy, Khe Tam Các tuyến đờng này phần lớn đã

đợc đổ bê tông nhng nhìn chung năng lực thông qua còn bị hạn chế do dốc, hẹp

và một số đoạn mặt đờng cha đợc kiên cố hoá

Giao thông đờng sắt: Cách mặt bằng khu mỏ 2000 mét có tuyến đờng sắtchuyên dùng khổ đờng 1000mm để vận chuyển than của các mỏ Cao Sơn, BàngNâu, Khe Chàm I qua Mông Dơng về nhà máy tuyển Cửa Ông

- Thông tin liên lạc: Mạng thông tin liên lạc trong khu vực khá phát triển,thông tin chỉ đạo sản xuất trong nội bộ mỏ cũng nh liên lạc với bên ngoài

5/ Tình hình dân c và kinh tế xã hội trong khu mỏ.

Trong khu mỏ khai thác không có cộng đồng dân c địa phơng sinh sống màchỉ có các khu tập thể công nhân viên các mỏ đang tiến hành các hoạt độngkhoáng sản với số lợng hạn chế

Kinh tế vùng đợc thể hiện ở trung tâm thị xã Cẩm Phả, đó là thị xã có nềnkinh tế công nghiệp phát triển và phụ thuộc chủ yếu vào sự phát triển của cácdoanh nghiệp sản xuất than đóng trên địa bàn Thị xã có các đơn vị kinh tế nhCông ty than Thống Nhất, Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Dơng Huy, Mông Dơng,Khe Chàm I, Công ty Cơ Khí Trung Tâm, Cơ Khí Động Lực, Chế Tạo Thiết Bị

Điện, Công ty Tuyển Than Cửa Ông, Cảng Cửa Ông Trong tơng lai gần, nhàmáy nhiệt điện Cẩm phả (công suất 600MW ) sẽ đợc xây dựng

Khu mỏ đợc xây dựng và đa vào khai thác không những góp phần tăng sảnlợng của ngành than mà còn là một đóng góp vào sự phát triển kinh tế của thị xãCẩm Phả và tỉnh Quảng Ninh

trở xuống sẽ nằm trong khu vực quy hoạch thiết kế khai thác hầm lò Dự án khechàm II - IV của Mỏ than Cẩm thành sau này.

I.2/ Điều kiện địa chất:

1/Tóm tắt lịch sử thăm dò khu mỏ:

Khoáng sàng Khe chàm đợc thăm dò sơ bộ từ năm 1963 đến năm 1968 và đợcthăm dò tỉ mỉ từ năm 1969 đến năm 1976

Báo cáo địa chất thăm dò tỉ mỉ của khu mỏ (bao gồm mỏ Khe Chàm I, vỉa 17Bàng Nâu, Cao Sơn và Khe Chàm II) đợc Tổng cục địa chất thông qua năm

- Phía Nam : Đứt gãy A-A

- Phía Bắc : Đến giới hạn toạ độ Y = 29.000

Trầm tích đệ tứ phân bổ trên hầu hết diện tích khu mỏ, bao gồm các lớp

đất đá tàn tích, sờn tích, lũ tích và bồi tích Chiều dày lớp phủ này từ 2m - 6m,trung bình 4m ở một số nơi nh thung lũng chiều dầy có thể lên tới 10m Thànhphần trầm tích là các loại cát, cuội, sỏi, sét và các tảng lăn nằm lẫn lộn

2.1.2: Trầm tích hệ Triat thống th ợng, bậc Nori (T3n):

Trầm tích (T3n) phân bổ hầu hết khắp trên diện tích khu thăm dò đất đábao gồm cuội kết, cát kết , bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than nằm xen kẽnhau.

Đặc điểm của các loại đá nh sau:

- Cuội sạn kết chiếm 14,48%, thờng phân bố ở giữa địa tầng của 2 vỉathan, phổ biến hơn cả là vách vỉa 10, vỉa11 và vỉa 14-5 Đặc biệt vỉa 14-5 cuộikết thờng nằm sát vách vỉa than Đá có cấu tạo khối phân lớp dầy

- Cát kết chiếm 56,6%, khá phổ biến trong địa tầng Cát kết nằm chuyển tiếpvới các lớp cuội kết, sạn kết Cát kết có cấu tạo phân lớp hoặc dạng khối

- Bột kết chiếm 21,9% , cấu tạo phân lớp mỏng đến trung bình Mầu xám nhạt

đến xám sẫm

- Sét kết chiếm 2,88%, nằm sát vách, trụ các vỉa than hoặc xen kẹp trong cácvỉa than Chiều dày từ vài cm -:- 1,2 m Đá có cấu tạo phân lớp mỏng, đôi chỗ códạng thấu kính, dạng ổ

Sét than chứa 20 – 40% than mầu xám đen, phân lớp mỏng, mềm, bở, gặp nớc

* Nếp lõm 360 là một nếp lõm hẹp nằm ở phía Nam tuyến thăm dò IX, cóphơng kéo dài gần trùng với hớng Bắc – Nam, hơi chếch Tây Bắc - Đông Nam.Mặt trục dốc đứng Độ dốc vỉa ở hai cánh thay đổi từ 300 ữ 400, càng về phíaNam độ dốc vỉa tăng dần lên từ 450 ữ 500.

* Nếp lồi 480 nằm tiếp giáp với phía Đông nếp lõm 360, phân bố trên diệntích khoảng 0,5 Km2 Phía Bắc và Đông Bắc bị chặn bởi phay E-E, phía Nam làphay A-A Nhân nếp lồi lộ ra các vỉa than 14-2, 14-4, 13-2 Đờng trục nếp lồichạy song song với nếp lõm 360 và cắm dốc đứng Hai cánh có cấu tạo cân đối,dốc khoảng 300, ra xa khoảng hơn 100m độ dốc tăng lên trên 400 Do ảnh hởngcủa nếp lõm 360 và nếp lồi 480 xuất hiện các nếp uốn nhỏ kèm theo

+ Phay phá :

* Phay A-A là một đứt gãy lớn trong vùng Hớng cắm Nam, độ dốc 500 ữ 600,chiều rộng đới huỷ hoại và biên độ dịch chuyển của đứt gẫy cha đợc nghiên cứu

đầy đủ và chắc chắn, một số lỗ khoan khoan trong đới phá huỷ của đứt gẫy này

nh LK 1065 ở giữa khu Lộ trí và tuyến IX thì chiều rộng của đới huỷ hoại có thểtới 300 mét Biên độ dịch chuyển đến trên 1000m

* Phay BB đợc hình thành từ khu Khe Tam chạy dài theo hớng Tây Bắc

-Đông Nam đến giữa tuyến VIIB và tuyến VII của khu mỏ Khe Chàm II vàchuyển hớng Nam rồi tắt hẳn Phay B-B tồn tại ở khu mỏ Khe Chàm II khoảng 1

Km Phay B-B là phay thuận, hớng cắm Nam, độ đốc mặt trợt 500 – 600 , gâytác dụng chuyển động bản lề, do đó biên độ dịch chuyển từ vài mét (ở khu vựctắt dần) đến hàng chục mét (ở khu vực tuyến VIIB) Đới phá huỷ từ 1m – 10m

Đất đá trong đới phá huỷ gồm cát , bột kết, sét kết và than lẫn lộn, mềm yếu, bởrời

* Phay E-E là đứt gẫy xẩy ra trong phạm vi ngắn, xuất hiện từ phay A-A pháttriển theo hớng Đông Nam – Tây Bắc và tắt dần ở giữa tuyến VIIIB và tuyếnVIII Đây là phay thuận, hớng cắm Tây nam, góc dốc mặt trợt 650 – 700 Biên

độ dịch chuyển tăng dần từ Tây Bắc - Đông Nam, lớn nhất ở tuyến X, tuyến XItrên 150m Đới phá huỷ rộng từ 1-25m Đất đá trong đới phá huỷ bao gồm cát,bột kết, sét kết và than lẫn lộn, mềm yếu, bở rời, dễ tụt lở

Trong quá trình khai thác lộ vỉa 14-5 của Công ty Đông Bắc ở phần đông ĐáMài, khu vực tiếp giáp với đứt gãy L-L đã phát hiện thêm một số đứt gãy nhỏ(R1, R2) có cự ly dịch chuyển và đới phá huỷ không lớn, có thể là những ảnh h-ởng kèm theo của phay L-L và ít ảnh hởng tới quá trình khai thác Khi đào lò quacác đứt gãy trên cần phải hết sức đề phòng tụt đổ lò, bục nớc do đứt gãy gây ra 2.3/ Đặc điểm cấu tạo của các vỉa than : Đợc thể hiện ở bảng (I-2) sau:

Chiều dày lớp kẹp Trung bình (m)

Độ dốc trung bình (độ)

Nhiệt độ nóng chảy của tro than : 12730C ữ 1570,740C

Tính chất hoá lý các vỉa than – Khoáng sàng Khe Chàm II

(Bảng: I-3)

Khu mỏ than Cẩm Thành là vùng núi cao thoải dần về phía Tây Bắc Cao nhất

là +437,7 mét so với mực nớc biển Địa hình bị phân cách mạnh tạo thành nhiềumạng sông suối Hiện nay do khai thác lộ thiên đã thay đổi đáng kể dòng chảytrên mặt Nguồn cung cấp nớc trên mặt chủ yếu là nớc ma và một phần do nớccủa tầng chứa than cung cấp qua các điểm lộ Trong khu vực có hai suối chính làKhe chàm và Bàng nâu

- Suối Khe chàm bắt nguồn từ Khe sim thuộc đờng phân thuỷ phía Nam chảytheo hớng Tây Nam - Đông bắc Lu lợng Q = 0,045 l/s ữ 2688 l/s

- Suối Bàng nâu là suối lớn thứ hai, bắt nguồn từ ngoài khu thăm dò, chảy theohớng Tây - Đông rồi chảy ra sông Mông dơng Suối rộng từ 5 ữ 7m Lu lợng Q =188,8 l/s ữ 91686 l/s

Hai suối này đã bị đất đá thải của các khai trờng lộ vỉa làm biến đổi dòngchảy

ban đầu, lòng suối bị đất đá thải bồi lấp có nơi đến 5 mét Ngoài ra trong vùngcòn có một số con suối cạn vào mùa khô

- Nớc trong tầng đất đá chứa nớc: Đất đá chứa nớc nằm trong địa tầng T3n làmột phức hệ chứa nớc áp lực trong điệp chứa nớc Hòn Gai – Cẩm phả, bao gồmcác lớp chứa nớc sau:

+ Cuội và sạn kết : Hầu hết các lỗ khoan gặp tầng này bị mất nớc hoặc nớcphun lên Độ chứa nớc tơng đối cao Tỷ lu lợng thờng là 0,021 l/sm

+ Cát kết : Có mặt trong toàn vùng, chiều dày từ vài mét đến hàng chục mét.Nớc tồn tại trong tầng này chủ yếu trong các khe nứt phong hoá Các lỗ khoankhoan trong tầng này thờng gặp nớc phun lên Có những điểm lộ nớc chảy quanhnăm Độ chứa nớc lớn sau lớp cuội, sạn kết

+ Bột kết: là loại đất đá chủ yếu trong khu mỏ, thành phần chủ yếu là các hạtsilic có đờng kính 0,005 cm, ít khe nứt Độ chứa nớc kém hơn lớp cuội, sạn kết,cát kết

+ Sét kết: Thờng xuất hiện ở vách trụ các vỉa than, mức độ duy trì khá liên tục

Đây là lớp đá không chứa nớc nhng khi bị ngấm nớc thờng bị trơng nở

Nguồn cung cấp nớc cho phức hệ này chủ yếu là nớc ma Vì vậy động thái nớcngầm phụ thuộc chủ yếu vào nớc ma Do đất đá chứa nớc và không chứa nớcnằm xen kẽ nhau tạo nên nhiều lớp chứa nớc áp lực Hệ số thẩm thấu nớc K=0,012m/ngđ

2.5.3/ N ớc trong đứt gẫy:

Trong vùng thăm dò địa chất đã phát hiện khá nhiều đứt gẫy Các đứt gẫy

có phơng chạy gần nh phơng vĩ tuyến Đất đá trong đứt gãy gồm cuội kết, sạnkết, cát két, bột kết, sét kết nằm lẫn lộn, bị vò nhàu Hầu hết các lỗ khoan bơmthí nghiệm đều nghèo nớc, đứt gãy A-A có hệ số thẩm thấu K= 0,006 m/ngđ Nớc trong các đứt gãy có hệ số thẩm thấu trung bình k = 0,0014 ữ 0,006m/ngđ

2.6/ Đăc điểm địa chất công trình:

Đặc điểm và tính chất cơ lý của các loại đất đá khu Khe Chàm II thể hiện ởbảng (I-4) nh sau:

(Bảng: I 4)–TênP đá Dungtrọng

(G/cm3)

Lực kếtdính C(kg/cm3)

Góc nội masát (độ) Độ kiêncố (f)

Cờng độkháng nén(kg/cm3)Cuội, sạn kết 2,55 445,0 33,2 11,1 402,3 ữ 785

Sét kết 2,46

- Tính chất cơ lý đất đá trong đứt gẫy : trong đứt gẫy đất đá bị vò nhàu, nứt nẻmạnh, độ liên kết yếu, đất đá là các mảnh cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kếtnằm lẫn lộn , dễ bị tụt đổ

- Đặc điểm đá vách, trụ vỉa than:

+ Đá vách trực tiếp của các vỉa than hầu hết là lớp bột kết phân lớp trung bình

đến dầy Vỉa 14-5 và 13-2 đôi chỗ đá vách trực tiếp có gặp lớp sét kết phân lớpmỏng, mềm bở

+ Đá trụ trực tiếp phần lớn là lớp bột kết và cát kết, đôi chỗ có xen kẹp lớp sétliên kết yếu

Đặc biệt một số ít điểm đá vách, trụ trực tiếp là lớp sét than mỏng có độ liênkết yếu, khi gặp nớc bị trơng nở

2.7/ Đặc điểm khí mỏ:

* Địa tầng khu Khe Chàm biểu hiện rõ rệt ba đới khí nh sau:

- Đới Nitơ - Mêtan chủ yếu phân bố từ mặt đất đến mức + 0

- Đới Mêtan – Nitơ chủ yếu phân bố từ mức + 0 ữ -150

- Đới Mêtan chủ yếu phân bố từ mức –150 trở xuống

Nhìn chung khí Nitơ, Cacbonic có hàm lợng giảm dần theo chiều sâu, ngợc lạikhí cháy nổ (H2 + CH4) tăng dần theo chiều sâu

*Các yếu tố địa chất ảnh hởng đến độ chứa khí:

Do than Khe Chàm có độ biến chất cao, thành phần thạch học của đá vâyquanh vỉa than chủ yếu là đá hạt mịn, khu mỏ có nhiều nếp uốn và các đứt gãy,góc cắm trung bình 250 ữ 400 Các yếu tố trên có ảnh hởng lớn đến quá trình tạokhí mỏ

* Đánh giá ảnh hởng của khí mỏ:

Khoáng sàng Khe chàm có khí độc, khí cháy nổ Đặc biệt là khí nổ (CH4 +

H2) tơng đối cao Khí cháy nổ có đặc điểm tăng dần theo chiều sâu hoặc phân bốtập trung ở vị trí đỉnh các nếp lồi Vì vậy khi khai thác đến gần những vị trí trêncần thiết phải có những giải pháp đề phòng thích hợp

* Xác định loại mỏ theo mức độ an toàn cháy nổ khí Metan:

Theo Báo cáo thăm dò tỉ mỉ địa chất khoáng sàng Khe Chàm năm 1980 xếploại mỏ theo mức độ an toàn cháy nổ khí Mêtan nh sau:

Mức từ lộ vỉa - 150 : mỏ loại I

Mức - 150-:- - 350 : mỏ loại II

Mức - 350 trở lên : mỏ loại III

Căn cứ vào độ thoát khí từ mức –350 trở lên là 9 m3/tấn than khai thác, vì vậy

mỏ Khe chàm II đợc xếp loại II về độ nguy hiểm cháy nổ khí Mêtan

Trữ lợng địa chất trong cân đối: 26.680 ngàn tấn (không tính -

Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ

II.1/ giới hạn thiết kế.

Khu mỏ than Cẩm Thành nằm trong khoáng sàng Khe Chàm , cách thị xãCẩm Phả 5 Km về phía Bắc

- Phía Bắc giáp khu Bàng Nâu

- Phía Nam giáp mỏ Cọc Sáu

- Phía Đông giáp mỏ Khe Chàm I và khu Yên Ngựa (mỏ Thống Nhất)

Vị trí địa lý của mỏ trong khu vực có toạ độ nh sau:

Trữ lợng địa chất huy động giai đoạn I (LV đến 350 ): 28.873 ngàn tấn,

- Trữ lợng địa chất trong cân đối: 26.680 ngàn tấn (không có vỉa 12,

mỏ còn phải đáp ứng yêu cầu của sự phát triển ngành và sự phát triển chung của

- Tkt: Thời gian khai thác đạt công suất thiết kế

Tkt = Zcn / An = 18084000/1000000 = 18 năm,

- Zcn : Trữ lợng công nghiệp , Zcn = 18084000 tấn

- Tc: Thời gian khấu vét kết thúc mỏ ,Tc = 1 năm

Vậy thời gian tồn tại của mỏ là , T = 3 + 18 + 1 = 22 năm

II.4/ chế độ làm việc của mỏ

II.4.1/ Cơ cấu tổ chức của mỏ

Đối với mỗi mỏ khai thác hầm lò, việc cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý phải

đơn giản, gọn nhẹ nhng đầy đủ các chức năng để phù hợp với yêu cầu sản xuất.Cơ cấu tổ chức quản lý của mỗi mỏ đợc chia làm 3 cấp dạng nh sau :

1 Cấp công ty ( hoặc cấp XN )

2 Cấp phân xởng

3 Cấp tổ chức sản xuất

Đợc biểu thị băng sơ đồ sau:

II.4.2/ Thời gian làm việc của mỏ

Căn cứ vào chính sách nhà nớc và đặc điểm của ngành khai thác mỏ hầm

lò, chế độ làm việc của mỏ đợc xác định nh sau:

sản xuất Giám đốc

Bảng: II.2.2 Hình thức đổi ca thuận

2 Bộ phận lao động gián tiếp:

- Sáng làm việc từ: 7 giờ 30 đến 11 giờ 30

- Chiều làm việc t:13 giờ 00 đến 17 giờ 00

II.5/ phân chia ruộng mỏ

I/ Nguyên tắc chung:

Khoáng sàng khu mỏ có sản trạng phức tạp Cánh Bắc của các vỉa có đờng phơng

và độ dốc tơng đối ổn định nhng góc dốc lại rất lớn Cánh Đông và Cánh Tây cácvỉa đều bị uốn nếp theo đờng phơng và góc dốc bị biến đổi nhiều

- Trình tự chuẩn bị khai trờng và khai thác lò chợ đợc thực hiện theo Quy phạm:Tầng trên,vỉa trên, lớp trên khai thác trớc,tầng dới, vỉa dới,lớp dới khai thác sau

Đồ án thiết kế khai thác từ mức +40 ữ -350 và chia thành 8 tầng khai thác nhưsau

Những yếu tố về địa chất ảnh hởng tới công tác mở vỉa bao gồm: trữ lợng

mỏ, số lợng vỉa than, đặc điểm các vỉa than (chiều dày, góc dốc ) có trongruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉa, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất côngtrình, mức độ chứa khí, độ sâu khai thác

Những yếu tố kỹ thuật ảnh hởng tới công tác mở vỉa bao gồm: sản lợng mỏ,kích thớc ruộng mỏ, trình độ cơ khí hoá, mức độ phát triển kỹ thuật, chất lợngthan, khả năng sàng tuyển, hệ thống giao thông vận tải, thông gió và thoát nớc Dựa trên bề mặt địa hình và đặc điểm khoáng sàng than Cẩm Thành, phơng

án khai thông cho khu vực có thể áp dụng bằng các cặp giếng nghiêng hoặcgiếng đứng, cơ sở để lựa chọn phơng án mở vỉa đợc xác định theo nguyên tắcsau:

- Sử dụng lại toàn bộ các hạng mục công trình đã xây dựng trên mặt bằng

- Tổ chức thi công dễ dàng phù hợp với điều kiện và khả năng cung cấpthiết bị, vật liệu cho thi công

- Đảm bảo thời gian xây dựng ngắn, khả năng ra than sớm

- Khối lợng đờng lò là tối thiểu

- Đảm bảo điều kiện thông gió đơn giản, thông qua sản lợng thiết kế

- Có hiệu quả về kinh tế

II.6.2/ Các phơng án mở vỉa

II.6.2.1/ Phân tích và lập phơng án mở vỉa

Để lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý cho khoáng sàng than Cẩm Thành mức

từ lộ vỉa ữ -350 Đồ án phân tích và lựa chọn một trong hai phơng án sau:

A Phơng án I: Mở vỉa bằng Giếng Nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.

B Phơng án II: Mở vỉa bằng Giếng Nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức.

Cơ sở để lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý đợc xác định trên hiệu quả về kỹthuật và kinh tế để tìm ra một phơng án mở vỉa hợp lý, đáp ứng đầy đủ các yếu tốkhả thi và phù hợp với hiện trạng cũng nh tơng lai của công tác khai thác mỏ Các phơng án mở vỉa đợc trình bày nh sau:

A/ Ph ơng án I: mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng :

là 13,1 m2, hình vòm Chiều dài cổ giếng 36 m chống bằng bê tông cốt thép, thângiếng dài 790 m chống bằng thép lòng máng loại SVP – 27 Chèn kín bằng cáctấm chèn bê tông đúc sẵn

- Giếng phụ đào trong đá với góc nghiêng α = 250 dùng để vận chuyển đất đáthải và thiết bị, vật liệu Tiết diện sử dụng 13,1 m2, hình vòm Chiều dài cổ giếng

24 m chống bằng bê tông cốt thép, thân giếng dài 520 m chống bằng thép lòngmáng loại SVP – 27, chèn kín bằng các tấm chèn bê tông đúc sẵn

Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình cụ thể của các lớp đất đá giếng đào qua, trong giai đoạn thiết kế có thể sẽ điều chỉnh bớc chống

và bổ xung các kết cấu và vật liệu chống khác phù hợp hơn nh: chống liên hợp giữa các vì thép và neo bê tông phun hoặc chống neo kết hợp bê tông phun vỏ chống.

- Tại mức -150 xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải, bun ke, hầmbơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ) và từ đó đào lòxuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khai thác

* Công tác đào lò chuẩn bị cho giai đoạn 2 và 3 đợc tiến hành đào sâu thêm cặpgiếng xuống mức -250,-350 Xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải,bun ke, hầm bơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ở mức(-250,-350) và từ đó đào lò xuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khaithác.Công tác chuẩn bị cho giai đọan 3 ,4 phải đảm bảo khi kết thúc khai tháctầng cuối cùng của giai đoạn 1,2 Để mỏ đợc duy trì sản xuất liên tục và ổn định

1/ Trình tự khai thác.

Công tác khai thác đợc tiến hành theo hệ thống khai thác cột dài theo

ph-ơng khấu dật từ hai cánh về trung tâm, vỉa nằm trên khai thác trớc, vỉa dới khai thác sau

2/ Sơ đồ vận tải.

Than khai thác đợc từ lò chợ đợc máng cào chuyển xuống lò song song chân, sau đó than đợc chuyển bằng máng cào đến phỗng rót than rót xuống goòng không dới lò dọc vỉa vận tải đã đợc tàu điện áp quy kéo dọc theo lò dọc vỉa qua lò xuyên vỉa tới lò dọc vỉa vận chuyển ra lò xuyên vỉa khu đến lò dọc vỉa trong đá trụ than đợc vận chuyển ra sân giếng, than trên goòng đợc lật đổ xuống phễu rót than để rót nên băng tải ở giếng nghiêng và đa lên mặt bằng +65

Vật liệu thiết bị, đất đá thải đợc vận chuyển theo giếng phụ

3/ Sơ đồ thoát nớc.

Nớc từ các gơng lò chợ chảy xuống rành lò dọc vỉa vận tải mức –150 sau

đò chảy xuống rành nớc ở lò xuyên vỉa tập chung ra sân giếng, tập chung vào ờng lò chứa nớc và hầm bơm Tại đây nớc đợc các máy bơm hút và đa lên mặt bằng +65, thông qua các đờng ống đặt trong giếng nghiêng Cuối cùng nớc theo

đ-hệ thống mơng cống trên mặt bằng +65 chảy vào suối Bàng Nâu

4/Sơ đồ thông gió.

Gió sạch đợc cấp vào mỏ theo giếng ngiêng phụ từ mức +65 xuống sân ga

đáy giếng mức-150 đi qua các lò xuyên vỉa đến dọc vỉa vận tải phục vụ thông giócho lò chợ Gió bẩn đợc hút ra ngoài theo thợng thông gió +40 ữ +65

- Giếng phụ đào trong đá với góc nghiêng α = 250 dùng để vận chuyển đất

đá thải và thiết bị, vật liệu Tiết diện sử dụng 13,1 m2, hình vòm Chiều dài cổgiếng 24 m chống bằng bê tông cốt thép, thân giếng dài 520 m chống bằng théplòng máng loại SVP – 27, chèn kín bằng các tấm chèn bê tông đúc sẵn

Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình cụ thể của các lớp đất đá giếng đào qua, trong giai đoạn thiết kế có thể sẽ điều chỉnh bớc chống và bổ xung các kết cấu và vật liệu chống khác phù hợp hơn nh: chống liên hợp giữa các vì thép và neo bê tông phun hoặc chống neo kết hợp bê tông phun vỏ chống

- Tại mức -150 xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải, bun ke, hầmbơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ) và từ đó đào lòxuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khai thác

* Công tác đào lò chuẩn bị cho giai đoạn 2 và 3 đợc tiến hành đào sâu thêm cặpgiếng xuống mức -250,-350 Xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải,bun ke, hầm bơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ở mức(-250,-350) và từ đó đào lò xuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khaithác.Công tác chuẩn bị cho giai đọan 3 ,4 phải đảm bảo khi kết thúc khai tháctầng cuối cùng của giai đoạn 1,2 Để mỏ đợc duy trì sản xuất liên tục và ổn định

1/ Trình tự khai thác.

Công tác khai thác đợc tiến hành theo hệ thống khai thác cột dài theo

ph-ơng khấu dật từ hai cánh về trung tâm, vỉa nằm trên khai thác trớc, vỉa dới khai thác sau

2/ Sơ đồ vận tải.

Than khai thác đợc từ lò chợ đợc máng cào chuyển xuống lò song song chân, sau đó than đợc chuyển bằng máng cào đến phỗng rót than rót xuống goòng không dới lò dọc vỉa vận tải đã đợc tàu điện áp quy kéo dọc theo lò dọc vỉa qua lò xuyên vỉa tới lò dọc vỉa vận chuyển ra lò xuyên vỉa khu đến lò dọc vỉa trong đá trụ than đợc vận chuyển ra sân giếng, than trên goòng đợc lật đổ xuống phễu rót than để rót nên băng tải ở giếng nghiêng và đa lên mặt bằng +65

Vật liệu thiết bị, đất đá thải đợc vận chuyển theo giếng phụ.

3/ Sơ đồ thoát nớc.

Nớc từ các gơng lò chợ chảy xuống rành lò dọc vỉa vận tải mức –150 sau

đò chảy xuống rành nớc ở lò xuyên vỉa tập chung ra sân giếng, tập chung vào ờng lò chứa nớc và hầm bơm Tại đây nớc đợc các máy bơm hút và đa lên mặt bằng +65, thông qua các đờng ống đặt trong giếng nghiêng Cuối cùng nớc theo

đ-hệ thống mơng cống trên mặt bằng +65 chảy vào suối Bàng Nâu

4/Sơ đồ thông gió.

Gió sạch đợc cấp vào mỏ theo giếng ngiêng phụ từ mức +65 xuống sân ga

đáy giếng mức -150 đi qua các lò xuyên vỉa đến dọc vỉa vận tải phục vụ thông gió cho lò chợ Gió bẩn đi ra dọc vỉa thông gió đến xuyên vỉa thông gió qua giếng chíng rồi ra ngoài trời

II.6.3/ So sánh các phơng án mở vỉa về mặt kỹ thuật:

Bảng II - 1

Phơng pháp thông gió, thoát nớc phức tạp hơn

Vận tải - Công tác tổ chức vận tải

đơn giản, cung độ vận tải ngắn hơn

- Công tác tổ chức vận tải phức tạp, cung độ vận tải dài hơn

Qua phân tích u- nhợc điểm về mặt kỹ thuật ta thấy phơng án 1 có u điểm hơn phơng án 2,nhng để thấy dõ và hiệu quả hơn ta tiếp tục phân tích u- nhợc

điểm về mặt kinh tế để từ đó so sánh hai mặt ta chọn một phơng án tối u nhất

a- Chi phí đào các đờng lò:

- Chi phí đào các đờng lò xác định theo công thức;

Cđi= Lđi Sđi Gđi ; đồng (2.10)

Trong đó: Lđi- Chiều dài đờng lò thứ i cần đào; m

Sđi- Diện tích tiết diện đờng lò cần đào ; m2

Bảng II - 2: Bảng chi phí đào lò phơng án 1 T

Bảng II - 4: Chi phí bảo vệ các đờng lò Phơng án I

tồn tài

Vỏ chống G ( 1000đ) đi ; đ/m

Thành tiền

Bảng II - 5: Chi phí bảo vệ các đờng lò Phơng án II

Trong đó: Qi- Lợng than cần vận chuyển qua lò thứ i trong năm (T/năm)

Li- Chiều dài đờng lò thứ i; m

Ti- Số năm vận chuyển của các đờng lò thứ i

GiVt- Đơn giá vận chuyển của đờng lò thứ i; đ/T.km

Trên cơ sơ đó tính chi phí vận tải qua các đờng lò theo bảng sau:

T.km)

Thành tiền (1000đ)

Thành tiền ( 1000đ)

%100558358592

558.358592-

0582.318.12

%1001

1 2

2

C

C C

C

-Vậy tỷ lệ % giữa hai phơng án là:

Từ hai phơng án trên phơng án 1 nhỏ hơn phơng án 2 về mặt kinh tế là4,29%

II.6.6- Kết luận:

- Trong ngành công nghiệp mỏ các phơng án có vốn đầu t vợt quá 5% thìphơng án có vốn đầu t nhỏ hơn sẽ đợc lựa chọn Do vậy ở đây phơng án 1 sẽ đợclựa chọn áp dụng mở vỉa cho khu mỏ

- Tuy nhiên việc lựa chọn phơng án tối u còn phụ thuộc vào điều kiện kỹthuật, phù hợp với khả năng khai thác mức dới, an toàn trong thi công các đờng

lò cung nh khai thác, có khả năng nâng cao công suất mỏ…Vậy qua so sánh giữahai phơng án, ta thấy phơng án 1 có u điểm hơn cả Do đó phơng án chọn của đồ

II.7/ Thiết kế thi công đào lò mở vỉa

II.7.1/ Chọn hình dạng tiết diện và vật liệu chống lò.

Căn cứ vào tình hình sản xuất của mỏ khả năng thông qua vận tải của từng

đờng lò và các thiết bị vận tải, thông gió, và thời gian tồn tại của từng đờng lò talựa chọn tiết diện sao cho phù hợp với từng đờng lò

II.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa

( Thiết kế thi công cho đờng lò xuyên vỉa mức ± 0 )

II.7.1 Chọn hình dáng tiết diện lò và vật liệu chống lò.

Nh ta đã biết, trạng thái ứng suất của đất đá xung quanh và độ ổn định của

đờng lò Hệ số tập trung ứng xuất trên trung tuyến đờng lò thay đổi trong giớihạn rất lớn và nó phụ thuộc vào độ cong của biên lò Đối với các mỏ ở độ sâukhông lớn, việc chọn hình dáng tiết diện hợp lý cũng là một trong những biệnpháp tốt góp phần đảm bảo độ ổn định của đờng lò Ngay cả trong điều kiện đ-ờng lò bố trí độ sâu lớn, khi sự phá huỷ của đất đá xung quanh đờng lò là khôngtránh khỏi, thì hình dạng tiết diện ngang của đờng lò cũng đóng vai trò quantrọng

Việc chọn hình dạng đờng lò phụ thuộc vào điều kiện địa chất, tình trạng

đất đá xung quanh, vật liệu chống lò, thời gian tồn tại của đờng lò cũng nh kíchthớc tiết diện của nó Ngoài ra còn phải chú ý đến khả năng thi công, kết cấu của

vỏ chống, hiệu quả sử dụng và các chỉ tiêu kinh tế

Kích thớc tiết diện ngang của đờng lò phải thoả mãn các điều kiện vân tải,thông gió và an toàn cho mọi hoạt động của ngời và thiết bị làm việc trong lò.Do dó kích thớc tiết diện ngang đờng lò phụ thuộc vào loại phơng tiện vận tải,

số lợng đờng xe, lối ngời đi lại và các khoảng cách an toàn

Nh vậy căn cứ vào yêu cầu trên, hình dạng mặt cắt ngang của đờng lò códạng: phần nóc hình vòm bán nguyệt, phần tờng( cột) thẳng đứng Vật liệuchống lò là thép lòng máng CBΠ-22

Căn cứ vào kích thớc thiết bị vận chuyển, các khoảng cách an toàn, ta cóthể sơ bộ xác định kích thớc tiết diện ngang đờng lò bên trong vỏ chống và kiểm tra lại theo điều kiện thông gió:

Hình 2-3 :Tiết diện ngang lò xuyên vỉa ± 0:

II.7.2.Xác định kích thớc tiết diện lò

* Chiều rộng đờng lò mức cao nhất của thiết bị vận tải đợc xác định theocông thức:

B = m + A + n (mm)

Trong đó:

m : là khoảng cách an toàn giữa đoàn tàu và vỏ chống, m = 800 mm

A: là chiều rộng đầu tàu, A = 1,34 m

n: Khoảng cách an toàn lối ngời đi lại so với vỏ chống

n = 1700 mm Thay số B = 3840mm

* Chiều cao từ nền lò đến mức cao nhất của thiết bị đợc xác định nh sau :

B dl – Chiều rộng sử dụng của đờng lò B dl = 3,84m

dSVP-22 - Chiều cao của thanh thép lòng máng SVP-22

dSVP-22 = 0,18 m

dc – Chiều dày tấm chèn , dc = 0,05m

Thay số : 2a = 4,4m

- Chiều cao đờng lò : Hdl = h+ dSVP-22 + dc

- H- Chiều cao sử dụng của đờng lò, h=3,12m

2 14 , 3

- Diện tích đào của đờng lò Sđ = 13,6 ì 1,1 = 14,9 m2

* Kiểm tra tiết diện sử dụng theo điều kiện thông gió.

Tốc độ gió trong lò phải thoả mãn điều kiện sau:

Vmin < V < VmaxTrong đó:

V min: Tốc độ gió nhỏ nhất cho phép đi trong đờng lò , Vmin = 0,15m/s

Vmax: Tốc độ gió lớn nhất cho phép đi trong lò, Vmax = 8m/s

V: Tốc độ gió cần thiết

V =

N S

k q A

sd

m

60

.

à m/s

- Am: Sản lợng của mỏ; Am =1.000.000 T/năm

- q: Lợng gió cần thiết cho 1 tấn than khai thác q = 1 m3/phút

- k: Hệ số dự trữ = 1,45

- N: Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày

- à: Hệ số giảm tiết diện = 1

Vậy kích thớc tiết diện đờng lò thiết kế phù hợp , đảm bảo yêu cầu

Hình 2- 4 :Tiết diện ngang lò xuyên vỉa ± 0:

Trong đó:

a- Nửa chiều rộng đờng lò, a= 2,2m

*

* ) 2 (

Trong đó: h: Chiều cao đờng lò; h = 3120 mm

ϕ: Góc ma sát trong của đất đá; ϕ= arctg6 = 800

b1: Chiều cao vòm cân bằng; b1 = 0,889m

m T

tg

2

) 2 / 80 2 / 90 (

*

* ) 889 , 0 12 , 3 ( 12 , 3

* 7 ,

=

− +

) 2

90 (

) 2

90 (

*

0 2

0 2 1

ϕ

ϕ +

−

=

H1 = b1 + h = 0,889 +3,12 =4,009 m

Thay các giá trị vào tính đợc pn = 0,00025T/m

Căn cứ vào đất đá xung quanh lò, thời gian tồn tại và tiết diện của lò nên

đồ án sử dụng vật liệu chống lò là thép CBΠ-22, chèn bê tông

m

P

P L

5 , 2

24 , 2

7.3.2- Công tác đào lò:

- Phơng pháp đào: Đất đá trong khu mỏ có f = 4 ữ 8 Vậy để phù hợp với

điều kiện thực tế ta chọn phơng án thi công theo sơ đồ nối tiếp, đào toàn tiếtdiện, phá vỡ đất đá bằng khoan nổ mìn, xúc bốc bằng máy cào vơ Vận tải lòbằng bằng tầu điện ắc quy 8T-CDXT8J , xe goòng 3 tấn Thông gió bằng quạtcục bộ YBT -62-2 theo sơ đồ thông gió đẩy

7.3.3 Công tác thông gió khi đào lò

Để cung cấp kịp thời, đủ lợng gió sạch đáp ứng yêu cầu trong quá trình sảnxuất Trong quá trình đào lò chuẩn bị, đò án áp dụng phơng pháp thông gió cỡngbức bằng quạt cục bộ theo sơ đồ thông gió đẩy Gió sạch đợc đa từ ngoài trờivào theo đờng ống gió bằng vải cung cấp cho hộ tiêu thụ Quạt đợc đặt ở ngoàitrời( Gió sạch) cách cửa lò cần thông gió tối thiểu 10m, khoảng cách từ miệngống gió đến gơng từ 8 - 10m

Gió sạch Gió bẩn

- Dòng điện an toàn 0,18A.

- Dòng điện đảm bảo nổ 1,2A

, 0 4

, 0

m

Trong đó: m = 1,là hệ số tính đến mặt tự do

Sđ = 14,9 m2 là tiết diện đờng lò

f = 7 ,là hệ số độ kiên cố của đất đá

e = 525/P – Hệ số điều chỉnh khi dùng thuốc nổ khác thuốc

nổ chuẩn, kể đến sự ảnh hởngcủa khả năng công nổ của thuốc nổ P113

P = 330cm3 là khả năng công nổ của thuốc nổ P113

Thay số vào ta đợc:

2

9 , 14

1 7 2 , 0 330

525 1 4 , 0

γ d

s q

Trong đó:

q- Lợng thuốc nổ đơn vị; q=1,3 kg/m3

Sđ- Diện tích tiết diện đào; Sđ= 14,9 m2

γ- Lợng thuốc nổ nạp trung bình trên 1 mét chiều dài lỗ khoan kg/m

,

3

4 3 , 1 9 , 14

* Chi phí thuốc nổ cho một chu kỳ nổ.

Chi phí thuốc nổ cho một chu kỳ đợc xác định theo công thức

- Lỗ khoan tạo biên

Chiều sâu lỗ khoan tạo biên:

lb = llk/ sin α = 1,0/Sin 750 = 1,1 (m)

Chiều sâu lỗ khoan tạo rạch, phá:

lr= lb + 0,15 = 1,1 + 0,1 =1,2 m

lp = 1m

* Tính lu lợng gió cần phải đa vào gơng lò :

Lu lợng gió lò chuẩn bị tính theo 3 yếu tố:

+ Số ngời làm việc đồng thời lớn nhất.

+ Lợng thuốc nổ đồng thời lớn nhất

+ Tốc độ gió tối thiểu

a/ Tính l ợng gió theo số ng ời làm việc đồng thời lớn nhất:

Qn= 4 n m3/phút

Trong đó: 4- Lợng gió tiêu thụ cho 1 ngời; m3/phút

n- Số ngời làm việc đồng thời lớn nhất; 8 ngời

→ Qn= 4 8 = 32 m3/phút = 0,53 m3/s

b/ Lợng gió theo điều kiện thuốc nổ đồng thời lớn nhất

2

2 25

,

2

P

V b A T

Trong đó:

P: Hệ số rò gió; P = 1,1

T: Thời gian thông gió tích cực sau khi nổ mìn; T = 30phút

A: Lợng thuốc nổ đồng thời lớn nhất ; A = 14,3kg

B: Lợng khí Caboníc tạo ra khi nổ; b = 40 l/kg

ϕ: Hệ số kể đến sự hấp thụ khí độc sinh ra sau khi nổ mìn, đối với đờng lò

, 1

6 , 0 8820 40 3 , 14 30

Trong đó: Vb- Tốc độ gió thích hợp trong lò chuẩn bị: Vb= 0,5 m/s

S- Diện tích tiết diện lò chuẩn bị S =11,3 m2

II.7.5 Xác định công việc khi đào lò.

1- Xác định số ngời-ca cần thiết trong 1 chu kỳ

.

.

=

Trong đó: TCK- Thời gian cần thiết để hoàn thành 1 ca sản xuất TCK= 8h

Nic- Số ngời thực tế để hoàn thành công việc thứ i, h

α- Hệ số ảnh hởng do thời gian ngừng nghỉ (giao ca, nổ mìn,thông gió)

CK

m CK

T

T T

=

II.7.6 Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò:

Chơng III : Khai thác

đề tài Thiết kế và lựa chọn công nghệ khai thác lò chợ của mỏ than cẩm thành, từ lộ vỉa đến mức -350 với sản l- ợng 1 triệu tấn năm

III.1/ đặc điểm địa chất và Các yếu tố ảnh hởng đến việc lựa chọn công nghệ khai thác

Căn cứ tài liệu lỗ khoan và các mặt cắt địa chất các tuyến VI, VI B , VII, VII B , VIII, VIII B , IX, IX B , X, XV và XVI các vỉa 10, vỉa 11, vỉa 13-1, vỉa 13-2, vỉa 14-2, vỉa 14-4 của khu mỏ từ mức +40 ữ -150 có chiều dày và góc dốc biến động khá lớn : Chiều dày các vỉa thay đổi từ 0 ữ 8 m, góc dốc của vỉa thay đổi từ 0 0 ữ 45 0

Nội dung chuyên đề là lựa chọn công nghệ khai thác cho vỉa

11

1/ Đặc điểm vỉa than

Vỉa 13-1: Phân bố trên toàn khu mỏ, chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 2.95 ữ 4.8

m, trung bình là 3,8 m Trong vỉa tồn tại 0 ữ 2 lớp đá kẹp, thành phần chủ yếu

là sét kết, bột kết, đôi chỗ là sét than, chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0 ữ0,56 m Góc dốc vỉa thay đổi từ 200 ữ 27o, trung bình 220 Chiều dày và góc dốc vỉa thuộc loại ổn định trung bình

2/ Đặc điểm cấu tạo đá vách và đá trụ:

Đá vách trực tiếp là sét kết, sét than dạng thấu kính, chiều dày 0,4 ữ 1,47 m mềm, bở Phía trên là lớp sét kết, bột kết có chiều dày từ 4 ữ 6 m trung bình 5 m,thuộc loại ổn định và sập đổ trung bình Trọng lợng thể tích γ = 2,65 g/cm3; cờng

độ kháng nén trung bình δn = 464,8 KG/cm2; cờng độ kháng kéo trung bình δk = 104,5 KG/cm2

Vách cơ bản là lớp bột kết, cát kết có chiều dày từ 8 ữ 10 m thuộc loại sập đổtrung bình đến khó sập đổ Trọng lợng thể tích γ = 2,65 g/cm3; cờng độ khángnén trung bình δn = 866,2 KG/cm2; cờng độ kháng kéo trung bình

δk = 139,2 KG/cm2

Trụ trực tiếp là lớp sét kết, bột kết cấu tạo phân lớp chiều dày từ 4 ữ 5 m thuộc loại ổn định trung bình

III.2/ lựa chọn hệ thống khai thác

I/ Yêu cầu khi lựa chọn hệ thống khai thác.

- Không nguy hiểm, bảo đảm an toàn cho ngời và thiết bị.

- Tổn thất tài nguyên là nhỏ nhất.

- Có khả năng có giới hoá cao.

- Giá thành khai thác là thấp nhất.

Tuy nhiên khi lựa chọn HTKT phải xét đến các yếu tố địa chất và kỹ thuật

* Các hệ thống khai thác áp dụng:

+ Phơng án I:

Hệ thống khai thác chia cột dài theo phơng, khai thác toàn bộ chiều dàyvỉa bằng lò chợ lớp trụ và hạ trần phần than còn lại ở lớp vách khấu than bằngphơng pháp khoan nổ mìn, điều khiển đá vách bằng phá hoả toàn phần

+ Phơng án II:

Hệ thống khai thác liền gơng, khai thác toàn bộ chiều dày vỉa bằng lò chợlớp trụ và hạ trần phần than còn lại ở lớp vách khấu than bằng phơng phápkhoan nổ mìn, điều khiển đá vách bằng phá hoả toàn phần

1/Phơng án I: Hệ thống khai thác cột dài theo phơng (Hình 3 - 1)

(Hình 3 - 1)

4

3 6

1 XV mức vận tải, 2 XV mức thông gió, 3 DV mức vận tải, 4 DV mức thông gió,

5 th ợng khởi điểm, 6 song song chân, 7 họng sáo tháo than,

3 6 4

D - D

C - C D D

C C

Trong quá trình khấu than ở lò chợ, lò song song chân (6) đợc đào songsong với quá trình khai thác, nhng gơng lò song song chân (6) luôn đợc đào vợttrớc gơng lò chợ từ 20 ữ 25m

b, Công tác vận tải:

Than khai thác đợc ở lò chợ đợc vận tải bằng máng trợt hoặc máng càoxuống lò song song chân số (6) bằng máng cào qua họng sáo tháo than số (7)xuống goòng ở lò dọc vỉa vận tải (3) và đa ra xuyên vỉa vận tải (1), xuống bun ke

và đợc đa lên mặt bằng sân công nghiệp +65 bằng băng tải giếng chính

c, Công tác thông gió:

Gió sạch từ ngoài trời qua giếng nghiêng phụ, qua lò xuyên vỉa số (1) vào

lò dọc vào dọc vỉa vận tải số (3)→ qua họng sáo tháo than số(7) → qua lò songsong chân số (6) → lên lò chợ khai thác Gió thải, từ lò chợ → qua lò dọc vỉathông gió số (4) → qua lò xuyên vỉa mức thông gió(2) → giếng chính → rangoài

d, Công tác cung cấp vật liệu:

Vật liệu đợc lấy tự bãi chứa vật liệu sau đó đa qua lò xuyên vỉa qua lò dọcvỉa (4) → cung cấp cho các lò chợ

2/ Phơng án II: Hệ thống khai thác liền gơng (Hình 3 - 2).

1 XV mức vận tải, 2 XV mức thông gió, 3 DV mức vận tải,

4 DV mức thông gió, 5 th ợng khởi điểm, 6 song song chân,

7 họng sáo tháo than, 8 song song đầu, 9 họng sáo thông gió.

1

2 8

9 4

B - B

A - A B

B

1000

3800 2200 1600

a, Công tác chuẩn bị:

Trong phạm vi ruộng mỏ, để chuẩn bị hệ thống khai thác, ở mức vận tải ta tiếnhành đào lò dọc vỉa vận tải số(3) đến biên giới ruộng mỏ, ở mức thông gió tiếnhành đào lò dọc vỉa thông gió số (4) đến biên giới của ruộng mỏ Từ đây tiến

hành đào lò cắt ban đầu (5), đào lò song song chân (6),song song đầu số (7), và

đào họng sáo tháo than số (8), họng sáo thông gió số(9)

Trong quá trình khấu than ở lò chợ, lò song song chân số(6) và song song

đầu số(8), đợc đào song song với quá trình khai thác, nhng gơng lò song songchân số(6) và song song đầu số (8) luôn đợc đào vợt trớc gơng lò chợ từ 20 ữ

25m

b, Công tác vận tải:

Than khai thác đợc ở lò chợ đợc vận tải bằng máng trợt hoặc máng càoxuống lò song song chân số (6) bằng máng cào qua họng sáo tháo than số (7)xuống goòng ở lò dọc vỉa vận tải (3) và đa ra xuyên vỉa vận tải (1), xuống bun ke

và đợc đa lên mặt bằng sân công nghiệp +65 bằng băng tải giếng chính

c, Công tác thông gió:

Gió sạch từ ngoài trời qua giếng nghiêng phụ, qua lò xuyên vỉa số (1) vào

lò dọc vào dọc vỉa vận tải số (3)→ qua họng sáo tháo than số(7) → qua lò songsong chân số (6) → lên lò chợ khai thác Gió thải, từ lò chợ → qua lò song song

đầu số (9), họng sáo thông gió số(8) lên dọc vỉa thông gió số (4) → qua lò xuyênvỉa mức thông gió(2) → giếng chính → ra ngoài

d, Công tác cung cấp vật liệu:

Vật liệu đợc lấy tự bãi chứa vật liệu sau đó đa qua lò xuyên vỉa qua lò dọcvỉa (4) → cung cấp cho các lò chợ

Điều kiện thăm dò bổ sung Tốt Không có

Kết luận:

Qua so sánh các u nhợc điểm của hai hệ thống khai thác và căn cứ trên

đặc điểm điều kiện địa chất, khả năng áp dụng của mỏ cũng nh đẩy nhanh quátrình cơ giới hoá công nghệ khai thác Đồng thời giảm tổn thất tiết kiệm triệt đểtài nguyên Đồ án chọn hệ thống khai thác chia cột dài theo phơng, khai tháctoàn bộ chiều dày vỉa bằng lò chợ lớp trụ và hạ trần phần than còn lại ở lớpvách khấu than bằng phơng pháp khoan nổ mìn, điều khiển đá vách bằng pháhoả toàn phần

III.3 Tính toán các thông số của hệ thống khai thác

III.3.1 Xác định chiều dài lò chợ và kiểm tra chiều dài lò chợ

- Chiều dài lò chợ ở các tầng đợc xác định theo công thức sau:

LC=ld – (ΣStr + Σhlò) ; m (3.1)

Trong đó: ld- Chiều dài theo hớng dốc của tầng khai thác; m

ΣStr- Tổng chiều dài các trụ bảo vệ; m

Kết quả tính chiều dài lò chợ ở các tầng đợc xác định theo bảng sau:

Bảng 3 2 : Bảng tính Kết quả tính chiều dài lò chợ ở các tầng

Từ các kết quả tính toán ở trên ta chọn chiều dài lò chợ LC= 120m để tínhtoán cho các công việc khai thác

+ Kích thớc trụ bảo vệ ở lò thợng: Để đảm bảo an toàn cho lò thợng ta chọnkích thớc trụ bảo vệ Strbv=10m

- Kiểm tra chiều dài lò chợ theo điều kiện thông gió

Xác định theo công thức: LTg=

ϕ

.

.

60 maxã

m r q

C m V a

Tc

K (3.2) Trong đó: Vmax- Tốc độ gió tối đa cho phép trong lò chợ; Vmax = 2m/s

ϕ - Số chu kỳ trong 1 ngày đêm ; ϕ = 1

m - Chiều dày hữu ích của vỉa , m = 3,8 m

Thay các thông số trên vào công thức (2.3) ta tính đợc L: LTg=161 m

Vậy chiều dài lò chợ LC=120 m (LTg thoả mãn điều kiện thông gió

III.3.2 Chiều dày lớp khai thác:

Căn cứ vào đặc điểm và điều kiện địa chất cũng nh sơ bộ chọn công nghệchống giữ Đồ án chọn chiều dày lớp khấu là 2,2 m, phần than còn lại là hạ trần1,6 m

III.3.3 Chọn tiến độ lò chợ:

Căn cứ vào hệ thống khai thác đã chọn, công nghệ chống giữ ở lò chợ và sự

đồng bộ thiết bị của mỏ ta chọn tiến độ của lò chợ chống giá thuỷ lực di động là0,8m

III.3.4 Xác định số lợng lò chợ hoạt động đồng thời

A

A A N

c

cb n

Qng.đ = ì ca ìk ck

ck

ck n n

Q

, (T)

Trong đó:

nck - Số ca hoàn thành chu kỳ, nck = 2 (ca);

nca - Số ca khai thác một ngày đêm, nca = 3 (ca);

rth- Tiến độ thu hồi; rth= 0,8 m

hth- Chiều cao lớp thu hồi; hth= 1,6 m

000 100 000 000

Vậy số lò chợ hoạt động đồng thời ta lấy nđ= 5 lò chợ, và chọn 1 lò chợ dựphòng

III.4 Quy trình công nghệ khai thác

Hiện nay, nớc ta đang trong giai đoạn chuyển từ công nghệ khai thác thủcông sang công nghệ bán cơ khí hoá Việc đa công nghệ cơ khí hoá vào khaithác và chống giữ lò chợ ở các mỏ than hầm lò là cần thiết, nó đã khắc phục đợcnhợc điểm của công nghệ khai thác thủ công, chống giữ bằng gỗ, chi phí sảnxuất cao, dùng sức ngời là chính Cơ khí hoá lò chợ cho phép chúng ta tăng sảnlợng lò chợ, tăng sản lợng mỏ, giảm sức lao động, giảm các chi phí, tăng năngsuất lao động, đảm bảo an toàn cho ngòi và thiết bị trong sản xuất, cải thiện điều

III.4.1 Chọn hình thức vận tải ở lò chợ

tải than ở lò chợ sử dụng máng trợt

III.4.2 Các phơng pháp khấu than trong lò chợ:

A - Phơng án I: Khấu than bằng khoan nổ mìn, chống lò chợ bằng cột thuỷ lực

đơn trải lới thu hồi than nóc.

B - Phơng án II: Khấu than bằng khoan nổ mìn, chống lò chợ bằng gía thuỷ lực

A - Ph ơng án I: Khấu than bằng khoan nổ mìn, chống lò chợ bằng cột thuỷ lực đơn.

trải lới thu hồi than nóc.

* Tải trọng của lớp than hạ trần trên nóc lò chợ và của lớp đá vách trực tiếpphía trên lớp than hạ trần đợc xác định theo công thức:

qlc = (γt ì ht + γđì hđ ) ì cosα, (T/m2)Trong đó:

γt - Trọng lợng thể tích của than, γt = 1,45 (T/m3);

γđ - Trọng lợng thể tích của vách trực tiếp, γđ = 2,65 (T/m3);

ht - Chiều dày trung bình lớp than hạ trần, ht = 1,6 (m);

hđ - Chiều dày lớp đá vách trực tiếp sập đổ (m);

kth - Hệ số thu hồi than hạ trần, kth = 0,7;

Knr- Hệ số nở rời của đất đá, Knr = 1,4;

1

=

ì

=