đồ án tốt nghiệp thiết kế mở vỉa khai thác với chuyên đề lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý

SuốiKhe Chàm có lòng sâu từ 10  20 m, chiều sâu dòng suối từ 1,5  2 m, đây làsuối thoát nớc chính cho các mỏ Cao Sơn, Khe Chàm, do suối Khe Chàm chảyqua khu vực khai thác lộ thiên của

Lời mở đầu

Đợc học tập và rèn luyện dới mái trờng đại học Mỏ - Địa chất trong 5năm qua em đã đợc các thầy cô giáo trong trờng tận tình giảng dạy và chỉ bảo,nên em đã đợc tiếp thu và học hỏi đợc một lợng kiến thức nhất định Để hệthống lại toàn bộ hệ thống kiến thức đó em đã đờng nhà trờng và bộ môn khoa

mỏ giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp

Sau khi kết thúc đợt thực tập kéo dài 1 tháng tại mỏ Khe Chàm Em đã

đ-ợc thầy Vũ Đình Tiến giao cho đề tài: Thiết kế mở vỉa và khai thác từ mức“ Thiết kế mở vỉa và khai thác từ mức

+ 32 xuống mức -250” với phần chuyên đề : “ Thiết kế mở vỉa và khai thác từ mứcLựa chọn công nghệ khai

thác hợp lý cho điều kiện vỉa 13-2” Đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy Vũ

Đình Tiến đến nay em đã hoàn thành bản thuyến minh và thiết nhiều kinhnghiệm nên đồ án của em còn nhiều thiết sót và khiếm khuyết Vậy em mongthầy giáo hớng dẫn và các thầy giáo trong bộ môn của khoa đóng góp và sửachữa cho em để đồ án của em đạt kết quả tốt

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn của thầy Vũ Đình Tiến và cácthầy trong nhà trờng đã giúp đỡ em

Sinh viên: Phạm Quang Hng Lớp: Khai thác A– K49 K49

Phần thứ nhất

Thiết kế chung

Chơng I

Đặc điểm và điều kiện

địa chất khu mỏ

I.1 - Địa lý tự nhiên:

ra cảng Cửa Ông Trong vùng có các vỉa than lớn nh Cao Sơn, Cọc Sáu, ĐèoNai, Mông Dơng Mỏ than Khe Chàm nằm trong vùng toạ độ:

X = 28.099.957  30.840.000

Y = 426.016.992  429.618.000

- Biên giới khai trờng đợc xác định nh sau:

+ Phía Bắc : Giáp thung lũng Dơng Huy

+ Phía Nam : Giáp Khe Sim, Lộ trí, Đèo Nai

+ Phía Tây : Giáp mỏ than Dơng Huy

+ Phía Đông : Giáp mỏ than Mông Dơng

- Mỏ nằm phía Bắc và cách thị xã Cẩm PHả khoảng 10 km theo đờngchim bay Toàn bộ khu mỏ có diện tích khoảng 3,5 km2

- Xung quanh khu mỏ là đồi núi bao bọc và có 2 con suối chảy ngoằnnghèo ảnh hởng tới việc khai thác đó là: Suối Khe Chàm và suối Bàng Nâu

- Hiện nay mỏ đang sử dụng nớc ngầm mức + 81 dẫn về cho nhà ăn vàlấy nớc từ giếng đào hiện có sát suối Đá Mài phục vụ cho tới đờng chống bụi.Riêng nớc sinh hoạt và sản xuất mỏ xây dựng 1 trạm bơm sát suối Bản Tài.Nguồn nớc Bản Tài cung cấp đủ nớc sinh hoạt Để đảm bảo tiêu chuẩn về vệsinh và chất lợng cần phải xử lý trớc khi đa vào sử dụng

- Hiện nay nguồn cung cấp điện cho mỏ than là điện áp 35 kV lấy từthanh cái 35 kV của trạm biến áp 110/35/6 kV của Mông Dơng sau đó đa vềtrung tâm mỏ hạ áp xuống cung cấp cho các phụ tải

I.1.2 – K49 Tình hình dân c , kinh tế và chính trị khu vực:

- Dân c trong khu vực thiết kế chủ yếu là công nhân viên của mỏ sống tậptrung ngoài thị trấn Mông Dơng Ngoài ra còn một số bộ phận nhỏ sống buônbán ở ngoài nhng đều phục vụ cho việc sản xuất của mỏ Lơng thực – K49 thựcphẩn đợc cung cấp đầy đủ đảm bảo công nhân cán bộ mỏ có cuộc sống tốt

Đời sống nhân dân ổn định, an ninh trật tự tơng đối tốt Trong thị trấn có một

trờng tiểu học và một trờng trung học cơ sở, các phòng học khang trang sạch

sẽ đảm bảo chất lợng tốt phục vụ con em công nhân mỏ

I.1.3 - Điều kiện khí hậu:

- Toàn mỏ chịu ảnh hởng của khí hậu miền biển đợc chia làm 2 mùa rõrệt : Mùa ma và mùa khô

+ Mùa ma từ tháng 4  10 còn lại các tháng trong năm là mùa khô.Tháng 5 là tháng nóng nhất nhiệt độ trung bình từ 28  300 C Mùa ma có gió

Đông Nam tốc độ gió trung bình là 3 m/s Mùa khô có gió mùa đông bắc vớitốc độ gió là 4,2 m/s

- Lợng ma hàng năm từ 1260  2700 mm, lợng ma lớn nhất thờng vàotháng 7 Độ ẩm tơng đối lớn, mặc dù lợng ma lớn nhng do địa hình cao so vớimực nớc biển nên sau khi ma nớc thoát rất nhanh

I.1.4 – K49 Quá trình thăm dò và khai thác:

- Mỏ là 1 phần của khoáng sàng than Khe Chàm Toàn bộ khu mỏ đã trảiqua nhiều giai đoạn tìm kiếm và thăm dò

+ Tìm kiếm tỉ mỉ từ năm 1958  1962

+ Thăm dò sơ bộ từ năm 1963  1968

+ Thăm dò tỉ mủ từ năm 1969  1972 Báo cáo thăm dò tỉ mỉ khu vựcKhe Chàm đã đợc hội đồng xét duyệt trữ lợng khoáng sản Nhà nớc phê duyệtnăm 1980

I.2 - Điều kiện địa chất:

I.2.1 – K49 Cấu tạo địa chất:

I.2.1.1 - Địa tầng:

- Địa tầng chứa than trong khu mỏ bao gồm các trầm tích hệ Trias thốngthợng bậc NoRi CT3N và lớp trầm tích hệ từ phủ trên mặt địa hình mỏ Trongcột địa tầng chung có các loại nham thạch cuội kết, sạn kết, cát kết và các vỉathan có giá trị công nghiệp

+ Cuội kết: Thờng phân bố ở khoảng giữa địa tầng của các vỉa than đặcbiệt nằm sắt vách vỉa 14 – K49 5 là dấu hiệu để phân biệt và nhận biết vỉa thantrong quá trình khai thác

+ Sạn kết: Diện phân bố rộng, trong tầng đá vách vỉa 14 – K49 5, sạn kếtchiếm khoảng 10% rất săn chắc

+ Cát kết: Phổ biến rộng rãi nhất ở các vỉa than, thuộc loại đá tơng đốisăn chắc

+ Bột kết: Chiếm khoảng từ 35  50% trong cột địa tầng, có khi nằm hẹpgiữa các lớp than, cờng độ chịu tải khá tốt

+ Sét kết: Thờng nằm sát trụ vỉa than hoặc tạo thành các lớp hẹp trongthan khá phổ biến Chiều dày thay đổi từ vài centimet, đây là loại đá mềm th-ờng gây nên hiện tợng sụt nở và bùng nền

I.2.1.2 – K49 Phay phá.

- Trong phạm vi mỏ chỉ mới phát hiện 2 đứt gãy L – K49 L và K – K49 K

+ Đứt gãy L – K49 L đợc phát hiện trong quá trình thăm dò sơ bộ và thăm dò

tỉ mỉ Còn đứt gãy K – K49 K mới phát hiện trong quá trình khai thác xuống sâumức – K49 100

- Đứt gãy L – K49 L: Đây là đứt gãy nghịch nằm về phía Tây mỏ, là đứt gãylớn, cơ sở để xác định đứt gãy là tơng đối chắc chắn

+ Mặt trợt đứt gãy cắm Tây – K49 Nam

+ Góc cắm từ 650  700

+Biên độ dịch chuyển từ 70  80 m

+ Phơng đứt gãy chạy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam

- Đứt gãy K – K49 K: Là đứt gãy nhỏ cục bộ phân bố diện hẹp nằm về phíaBắc giữa tuyến XIB

+ Mặt trợt đứt gãy cắm về phơng Bắc

+ Biên độ dịch chuyển trung bình khoảng 30 m

+ Góc cắm từ 80  850

+ Phơng đứt gãy chạy theo hớng Đông – K49 Tây.

- Đặc biệt cần lu ý thêm đứt gãy K – K49 K chỉ mới phát hiện tại 1 điểmtrong đờng lò khai thác vỉa 14 – K49 5 ở mức – K49 10 Cơ sở để xác định cha chắcchắn cần phải đợc nghiên cứu thêm tuy nhiên đứt gãy K – K49 K chỉ ảnh hởngtới 2 vỉa 14 – K49 5 và 14 – K49 2

I 2.1.3 – K49 Uốn nếp:

- Trong phạm vi vùng mỏ có các uốn nếp sau

+ Nếp lồi tây: Trục kéo dài Tây Bắc - Đông Nam, 2 cánh không cânxứng, cánh nam dốc từ 10  350, cánh Bắc dốc từ 15  400 Nếp lồi Tây bị

đứt gãy L – K49 L cắt qua chia thành 2 khối, khối Nam nâng lên, khối Bắc hạxuống

+ Nếp lõm Đông Nam: Phơng kéo dài theo hớng Bắc – K49 Nam, hai cách

t-ơng đối cân xứng với độ đốc trung bình 300

I.2.1.4 – K49 Cấu tạo đất đá:

- Đá vách và đá trụ trực tiếp của vỉa than nói chung và vỉa 14  4 và vỉa

14  5 nói riêng Đá thờng là Aburo lít và Acgilít

+ Aburolits thờng có màu sám đen, thờng xuất hiện ở sát vách và trụ củacác vỉa than hoặc nằm sen kẽ giữa lớp sa thạch với chiều dày từ 0,6  hàngchục mét Chiều dày vách trực tiếp của vỉa 14  4, 14  2 hay đổi từ 1,5 5,5 Cờng độ kháng nén lớp thay đổi từ 102  980 KG/cm2 Dung trọng từ 2,5

- Vỉa than tuân theo quy luật chung về sự phân bố các khí cháy, nổ ( CH4,

H2) và khí độc gạt ( CO2 + CO ), hàm lợng (%) các loại khí của từng vỉa thay

đổi không lớn lắm

- Độ chứa khí CH4 tăng dần theo chiều sâu, từ + 32  -150 hàm lợng H2,

CH4 tăng cao, trung bình đạt 51,2%, trong đó CH4 chiếm 42,95%

+ Mức – K49 100  + 32 xếp loại I về khí cháy và nổ

+ Mức – K49 250  -100 xếp loại II về khí cháy và nổ

I.2.2 – K49 Cấu tạo các vỉa than.

- Vỉa 14  5 và nằm trên và cách vỉa 14  4 khoảng 25  50 m, vỉa 14

 5 duy trì ổn định nhất trong khu vực trung tâm và là vỉa có chiều dày lớn,vỉa lộ ra ở phơng Bắc, phía Đông và phía Nam

- Vỉa 14  4 nằm trên và cách vỉa 14  2 khoảng 25  55 m Vỉa 14  4duy trì ổn định, lộ ra ở phía Đông phía Nam của khu mỏ, vỉa có cấu tạo t ơng

đối đơn giản

- Vỉa 14  2 vỉa lộ ra ở phía Đông Bắc, duy trì khá ổn định, có cấu tạo

đơn giản, vỉa có diện phân bố rộng, chiều dày từ 0,37  3,68 m

- Vỉa 14  1 có chiều dày từ 10  3,2 m, cấu tạo phức tạp, vỉa có chiềudày thay đổi, đôi chỗ còn có lớp sét kẹp giữa lớp than

- Vỉa 13  2 chiều dày từ 1,9  4,4, trung bình 2,3 m cấu tạo vỉa đơngiản

- Vỉa 13  1 có chiều dày 0,52  7,22 m, vỉa ổn định về chiều dày, cấutạo đơn giản

- Vỉa 15, 16 giá trị công nghiệp kém, không khai thác

I.2.3 – K49 Phẩm chất than:

I.2.3.1 – K49 Tính chất cơ lý và thạch học của than:

- Than trong khu vực thiết kế thuộc loại Antraxit đen ròn có các đặc tính

kỹ thuật chủ yếu sau:

+ Độ ẩm làm việc (lv) thay đổi từ 3,34  9,39 trung bình 5,2%

+ Độ tro khô ( AK) thay đổi từ 6,7  23,8 trung bình 14,9%

+ Hàm lợng lu huỳnh ( Sch) thay đổi từ 0,5  0,7 trung bình 0,6%

+ Chất bốc cháy ( Vch) thay đổi từ 5,2  8,6, trung bình 6,9%

+ Nhiệt lợng cháy (Qch) thay đổi từ + 699  8666, trung bình 8250 Kcal/Kg

I.2.3.2 – K49 Thành phần hoá học của than:

Bảng I – K49 1 Thành phần hoá học của than:

tr-+ Nhánh suối Khe Chàm đợc bắt nguồn từ dãy núi Bao Gia chảy theo ớng từ Tây sang Đông và hợp lu với nhánh suối Đá Mài tại cầu Giám Đốc Từcầu Giám đốc suối Khe Chàm chảy qua khu mặt bằng sân công nghiệp của

h-mỏ Khe Chàm I và sân công nghiệp h-mỏ Cao Sơn về ngã ba cầu Trung Quốcrồi hoà dòng với suối Bàng Nâu và đổ vào thợng lu sông Mông Dơng SuốiKhe Chàm có lòng sâu từ 10  20 m, chiều sâu dòng suối từ 1,5  2 m, đây làsuối thoát nớc chính cho các mỏ Cao Sơn, Khe Chàm, do suối Khe Chàm chảyqua khu vực khai thác lộ thiên của nhiều đơn vị nên chịu ảnh hởng nặng nềcủa việc trôi lấp các bãi thải Lòng suối bị bồi lắng trung bình từ 2,5  3,2 m

so với lòng suối nguyên thuỷ nhiều đoạn lòng suối bị thu hẹp làm giảm khảnăng thoát nớc của xuối gây ngập úng một số khu vực khai thác và mặt bằngmột số khu vực suối Bàng Nâu nằm bắt nguồn từ khu mỏ Khe Tam chảy theohớng Tây sang Đông qua khu vực phía Bắc khai trờng mỏ Khe Chàm I rồi hoàdòng với suối Bàng Nâu chảy qua biên giới mỏ Khe Chàm I có độ dốc nhỏ,lòng suối từ 10  25 m Lu lợng max của hai con suối Khe Chàm và BàngNâu hợp lu đến 91 m3/ s

I.2.4.2 – K49 N ớc dới đất.

- Nớc trong lớp trầm tích đệ tứ (Q) tàng trữ trong các loại cuộn sỏi, sạn,

đất thịt với chiều dày thay đổi từ 2  12 m Nguồn cung cấp là nớc ma, mức

- Nớc có độ a xít khá cao

+ Lò mức + 32 có PH do động từ 2,5  35

+ Lò mức – K49 10 cánh đông có PH dao động từ 2,3  2,5

- Cánh Tây có độ PH dao động 4,5  5,5.

I.2.5 - Địa chất công trình.

- Đặc điểm lớp phủ đệ tứ: Mức độ bền vững rất yếu lực dính kết nhỏ, cácchỉ tiêu cơ lý chủ yếu nh sau:

Trong phạm vi giới hạn của khu mỏ có 2 đứt gãy là K – K49 K và L – K49 L nêntrong quá trình thiết kế mở vỉa cũng nh khai thác cần hết sức chú ý đến 2 đứtgãy này

- Đặc điểm khí mỏ thuộc loại I dễ cháy và nổ bụi khí nên công tác thiết

kế thông gió phải chú trọng và trong các đờng lò phải trang bị, thiết kế cáctrạm phòng chống cháy nổ

- Khu vực mỏ có các con suối chảy qua mặt biên giới phía trên của mỏ,

ảnh hởng tới quá trình công việc khai thác nên cần phải chú ý tính áp lực, đểlực chọn vì chống cho hợp lý đảm bảo an toàn lao động

- Cần bổ sung tài liệu địa chất thật tỷ mỉ, chính xác để biết thêm điềukiện địa chất các cấu tạo các vỉa than Từ đó lập kế hoạch khai thác tốt hơn,hiệu quả hơn

Ch¬ng II

Më vØa vµ chuÈn bÞ ruéng má

II.1 – Kết luận: Giới hạn khu vực thiết kế:

II.1.1 – K49 Biên giới khu vực thiết kế.

- Mỏ than Khe Chàm I đợc giới hạn bởi toạ độ sau:

X = 28.099.957  30.840.000

Y = 426.016.992  429.618.000

II.1.2 – K49 Kích th ớc khu vực thiết kế.

- Diện tích khu vực thiết kế rộng khoảng 3,25 km2

- Chiều dài theo phơng của khu vực khoảng 1.500.m

- Chiều dài theo hớng dốc của khu vực là: Từ mức + 30  -250

- Góc dốc trung bình của các vỉa là 200

II.2 – Kết luận: Trữ l ợng.

II.2.1 – K49 Trữ l ợng trong bảng cân đối.

- Trữ lợng trong bảng cân đối đợc xác định theo công thức sau:

Zcđ = S.H  

6 1

mi (tấn) (II - 1)Trong đó:

Zcđ: - Trữ lợng trong bảng cân đối ( tấn)

S – K49 Chiều dài theo phơng (m)

H – K49 Chiều dài theo hớng dốc (m)



6

1

mi - Tổng chiều dài của 6 vỉa than (m)

- Trên cơ sở báo cáo thăm dò địa chất, trữ lợng trong bảng cân đối đợcthể hiện trong bảng ( II – K49 1)

Z T

n

cn

t    (năm) (II - 6)Trong đó:

t1: Thời gian xây dựng cơ bản t1 = 3 năm

t2: Thời gian khấu vít t2 = 2,5 năm.

Thay số vào (II - 5) ta đợc

Tt = 18 năm

II 4 – Kết luận: Chế độ làm việc của mỏ:

- Căn cứ vào bộ luật lao động và quy định về chế độ lao động của Nhà

n-ớc, chế độ làm việc chung của ngành than

II.4.1 – K49 Bộ phận lao động trực tiếp:

- Do đặc thù riêng của ngành than nên đồ án áp dụng chế độ làm việcgián đoạn, theo chế độ làm việc sau:

+ Số ngày làm việc trong năm N = 300 ngày

+ Số ngày làm việc trong tuần 6 ngày ( chủ nhật nghỉ)

+ Số ca làm việc trong ngày: 3 ca

+ Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ

+ Thời gian làm việc:

Bảng II – K49 2 : Lịch đổi ca

Đối với những công nhân làm việc ở những nơi quan trọng nh: Hầm bơm,trạm điện, trạm quạt thì các ngày chủ nhật và ngày lễ không đợc nghỉ màphải có chế độ làm việc phù hợp đảm bảo lúc nào cũng có ngời làm việc ở khuvực đó

II.4.2 – K49 Bộ phận lao động gián tiếp.

- Bộ phận hành chính làm việc 6 ngày trong tuần và nghỉ chủ nhật

- Thời gian làm việc trong ngày:

Ca I : Sáng 7 h  15 h -> tổ 1

Ca II : Chiều 15h  23 h -> tổ 2

Ca III : Tối 23 h 7 h -> tổ 3

II.5 – Kết luận: Phân chia ruộng mỏ.

II.5.1 – K49 Chia ruộng mỏ thành các tầng.

II.5.1.1 – K49 Ph ơng án I.

- Chia ruộng mỏ theo hớng dốc làm 6 tấng

- Giới hạn của mỗi tầng theo hớng dốc là các đờng lò dọc vỉa thông gió

Chủ nhật

Chủ nhật

II.5.1.2 – K49 Ph ơng án II:

- Chia ruộng mỏ theo hớng dốc 6 tầng

- Giới hạn theo hớng dốc là các đờng lò dọc vỉa vận tải và dọc vỉa thônggió

* Thứ tự chuẩn bị các tầng tơng tự phơng án I

II.5.2 – K49 Chia ruộng mỏ thành các khoảnh.

II.5.2.1 – K49 Ph ơng án I.

- Chia ruộng mỏ thành 4 khoảnh

- Giới hạn của khoảnh

- Khoảnh I,II cùng mức từ mức + 32  -100 giới hạn theo hớng dốc là lòdọc vỉa thông gió mức + 32 và lò dọc vỉa vận tải -100 Giới hạn theo phơng lòbiên giới ruộng mỏ

- Khoảnh III, IV cùng mức từ -100  -250 Giới hạn theo hớng dốc là lòdọc vỉa thông gió mức – K49 100 và lò dọc vỉa vận tải – K49 250 Giới hạn theo ph -

ơng lò biên giới ruộng mỏ

II.5.2.2 – K49 Ph ơng án II

- Tơng tự phơng án I

II.5.3 – K49 Chia ruộng mỏ thành các khu.

II.5.3.1 – K49 Ph ơng án I.

- Chia ruộng mỏ thành 2 khu

* Khu I: + Giới hạn theo phơng lò biên giới ruộng mỏ và khu kế cận.+ Giới hạn theo hớng dốc là lò dọc vỉa thông gió mức + 32 và lò dọc vỉavận tải mức – K49 250

* Khu II: + Giới hạn theo phơng lò biên giới ruộng mỏ và khu kế cận.+ Giới hạn theo hớng dốc là lò dọc vỉa thông gió mức + 32 và lò dọc vỉavận tải mức – K49 250

II.5.3.2 – K49 Ph ơng án 2:

- Tơng tự phơng án I

II.6 – Kết luận: Mở vỉa:

II.6.1 – K49 Khái quát chung:

II.6.1.1 – K49 Khái niệm:

- Việc đào các đờng lò từ mặt đất đến vỉa và từ các đờng lò đó đảm bảokhả năng đào đợc các đờng lò chuẩn bị để tiến hành công tác khai thác gọi là

mở vỉa Lựa chọn hợp lý sơ đồ và phơng pháp mở vỉa ruộng mỏ có ý nghĩa rất

lớn đối với nền kinh tế quốc dân, bởi vì quyết định thời gian, quy mô vốn đầu

t cơ bản cần thiết, công nghệ sản xuất mức độ cơ giới hoá

II.6.1.2 – K49 Nguyên tắc lựa chọn ph ơng án hợp lý.

- Khối lợng các đờng lò mở vỉa lò tối thiểu

- Tận dụng đối đa các công trình hiện có

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

- Thời gian xây dựng và đa mỏ vào sản xuất là nhanh nhất

- Sự đồng loạt về thiết bị vận tải trên các đờng lò là tối đa

- Đảm bảo thông gió vững chắc và hiệu quả

- Sự tổn thất than là tối thiểu

II.6.1.3 – K49 Yếu tố ảnh h ởng đến công tác mở vỉa.

- Địa hình mỏ là vùng đồi núi, tại mức + 32 có 1 mặt bằng nhỏ thuận lợicho việc xây dựng mặt bằng sân công nghiệp do vậy khi xây dựng thiết kế taphải tận dụng triệt để yếu tố này trong khu vực ruộng mỏ có 2 phay phá cầnphải hết sức chú ý đề phòng

II.6.2 – K49 Các ph ơng án mở vỉa:

- Căn cứ vào tài liệu địa chất, điều kiện địa hình, đặc điểm của vỉa than,

đồ án thiết kế mở vỉa cho khu vực mỏ bằng 2 phơng án

II.6.2.1 – K49 Ph ơng án I: Mở vỉa bằng cặp giếng kết hợp với lò xuyên“ Thiết kế mở vỉa và khai thác từ mức

+ Bớc 1: Đào cặp giếng nghiêng xuống quá mức – K49 55 một đoạn, tại cácmức + 32, -10, -55 đào các lò xuyên vỉa tầng tại các điểm gặp vỉa than đào các

lò dọc vỉa vận tải và dọc vỉa thông gió các vỉa 14 - 5, 14 - 4, 14 – K49 2, 14-1,

13-2 ra biên giới ruộng mỏ Sau đó đào lò thợng cắt tạo lò chợ ban đầu Trongquá trình khai thác tầng I, tầng II, chuẩn bị tầng III tơng tự nh tầng II trên và

đồng thời đào sâu thêm giếng

+ Bớc II: Đào sâu cặp giếng nghiêng xuống quá mức – K49 150

+ Bớc III: Đào sâu cặp giếng nghiêng xuống quá mức – K49 250 để tạo rốngiếng

- Các công việc chuẩn bị tơng tự nh tầng trên

- Giếng nghiêng chính đặt băng tải, góc dốc  = 160 Tại các mức – K49 10,-55, -100, -150, -200, -250 mở các sân ga để rót than

Giếng nghiêng phụ đặt trục đờng ray góc dốc  = 250

d) Công tác vận tải: Than từ lò chợ qua máng cào xuống lò song song

chân chảy xuống lò dọc vỉa vận tải Than đợc đa qua lò xuyên vỉa tầng bằnggoòng xuống băng tải giếng nghiêng để đa lên mặt bằng sân công nghiệp mức+ 32

+ Bớc 1: Đào cặp giếng xuống mức – K49 55 tại các mức – K49 10, -55, +32

đào các lò xuyên vỉa tầng và dọc vỉa tơng tự nh các vỉa trên

+ Bớc 2: Đào sâu thêm giếng xuống mức – K49 150 trong quá trình khai tháccác tầng trên

+ Bớc 3: Đào sâu thêm giếng xuống mức – K49 250

- Các công việc chuẩn bị tơng tự phơng án 1 và tơng tự các tầng trên

d) Công tác vận tải:

- Than từ lò chợ ra đến lò song song chân bằng máng cào tới lò dọc vỉavận tải tại đây than đợc goòng đa tới lò xuyên vỉa tầng và đợc rót lên thùng Skíp giếng đứng chính đa lên mặt bằng phân công nghiệp mức + 32

+ Tại các mức – K49 10, -55, -100, -150, -200, -250 bố trí các sân ga để trụcthan lên mặt bằng sân công nghiệp

- Đợc trình bày ở bảng (II – K49 3) và (II - 4)

II.6.II - So sánh kỹ thuật giữa 2 phơng án: Đợc trình bày ở bảng (II.5)

* Nhận xét:

- Qua phân tích so sánh 2 phơng án mở vỉa về mặt kỹ thuật ta nhận thấycả 2 phơng án đều có những u nhợc điểm riêng Do đó để chọn phơng án hợp

lý để mở vỉa cho mỏ ta cần so sánh thêm các chỉ tiêu kinh tế của 2 phơng án

II.6.5 – K49 So sánh kinh tế giữa 2 ph ơng án mở vỉa.

- So sánh kinh tế mục đích để lựa chọn phơng án có lợi về mặt kinh tế

II.6.5.1 – K49 Ph ơng án I:

II.6.5.1.1 – K49 Chi phí xây dựng cơ bản.

- Đây là chi phí để đào các đờng lò xây dựng các công trình ngầm baogồm: Mua sắm NVL, chi phí khấu hao máy móc, thiết bị, trả lơng công nhân

* Khi so sánh tính toán ta chỉ so sánh phần khác nhau còn phần giốngnhau bỏ qua

- Chi phí xây dựng cơ bản đợc xác định theo công thức

Cxd = L.Kxd (đồng) (II-6)

- Căn cứ vào sơ đồ mở vỉa phơng án I ta xác định chiều dài các đờng lòcần đào từ đó tính toán chi phí xây dựng cơ bản đợc trình bày ở bảng II – K49 5.

Bảng II – K49 5: Chi phí xây dựng cơ bản phơng án I

STT Tên công trình

Tiết diện

đào (m 2 )

Vật liệu L (m)

II.6.5.1.2 – K49 Chi phí bảo vệ lò:

- Chi phí bảo vệ lò là chi phí bảo vệ các đờng lò trong suốt thời gian tồntại của chúng Chi phí bảo vệ lò đợc xác định theo công thức

Cbv = L.t.Kbv (đồng) (II - 7)

Trong đó:

L: Chiều dài đờng lò vận tải, thông gió cần bảo vệ

t: Thời gian tồn tại của đờng lò ( năm)

Kbv : Đơn giá bảo vệ 1 mét đờng lò trong 1 năm

- Kết quả tính toán chi phí bảo vệ lò đợc trình bày ở bảng II – K49 6

Bảng II – K49 6 : Chi phí bảo vệ lò ph ơng án I

TT Tên công trình S sd

(m 2 ) Vật liệu

L (m)

t (năm)

II.6.5.1.3 – K49 Chi phí vận tải:

- Chi phí vận tải là chi phí để vận chuyển than của đờng lò trong suốt thờigian vận tải của chúng Chi phí vận tải đợc xác định theo công thức:

CVT = L.Q.t.Kvt (đồng ) (II - 8)

Trong đó: L – K49 Chiều dài vận tải của đờng lò (km)

Q – K49 Lợng than vận chuyển qua đờng lò trong 1 năm

t – K49 Thời gian vận tải của các đờng lò (năm)

KW - Đơn giá vận tải 1 tấn than qua 1 km đờng lò (đồng/ tấn - km)

Thay số vào (II - 8) ta đợc kết quả tính toán chi phí vận tải đợc trình bày

ở bảng II – K49 7

* Thời gian vận tải của các đờng lò đợc tính trung bình năm tồn tại của nó

B¶ng II – K49 7 – K49 Chi phÝ vËn t¶i ph¬ng ¸n 1

TT Tªn c«ng tr×nh L

(km)

Q(tÊn/n¨m)

t(n¨m)

Kvt

(103®/tkm)

L(m)

L(m)

t(n¨m)

- Kết quả tính toán đợc trình bày ở bảng (II – K49 10)

Bảng II – K49 10: Chi phí vận tải phơng án II

(km)

Q (tấn/năm)

t (năm)

K vt (10 3 đ/t km)

II.6.5.3 – K49 So sánh các chỉ tiêu kinh tế giữa 2 ph ơng án:

- Sau khi tính toán các chỉ tiêu kinh tế ở từng phơng án ta tiến hành sosánh các chỉ tiêu kinh tế của 2 phơng án Tính tỉ lệ phần trăm

5 Tỷ lệ % 100 120

* Nhận xét: Qua phân tích so sánh 2 phơng án về mặt kinh tế ta nhậnthấy phơng án I có các chỉ tiêu kinh tế nhỏ hơn phơng án II là 20% Do đó vềphơng diện kinh tế ta có thể chọn phơng án I làm phơng án mở vỉa cho khu

kỹ thuật và phân tích kinh tế ta lựa chọn phơng án mở vỉa bằng cặp giếngnghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng Nên đồ án lựa chọn phơng án I làm ph-

ơng án mở vỉa

II.7 – Kết luận: Thiết kế thi công đào lò mở vỉa:

- Thiết kế thi công cho đờng lò bằng xuyên vỉa mức + 32 sử dụng để dẫngió thải và vận chuyển vật liệu cho tầng 1

II.7.1 – K49 Chọn hình dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò

- Hình dạng tiết diện ngang của đờng lò xuyên vỉa có dạng:

+ Phần nóc là hình vòm, phần tờng là thẳng đứng

II.7.2 – K49 Kích th ớc tiết diện lò:

- Đờng lò xuyên vỉa mức + 32 sơ bộ ta chọn chống bằng thép lòng mángSVP – K49 22 của Liên Xô cũ, có các kích thớc sau:

Bảng II – K49 12: Kích thớc tiết diện lò xuyên vỉa:

2 ChiÒu cao lß H mm 3.440

II.7.2.1 – K49 Tính toán áp lực và kiểm tra khung chống.

Với:

a – K49 Nửa đờng lò khi đào a = 2.560 mm = 2,50 m

 - Góc ma sát trong của đất đá  = 800 khi f = 6

Hđ - Chiều cao đờng lò khi đào Hđ = 3,68 m

f - Độ kiên cố của đất đá vạch trực tiếp f = 6

Thay số vào (II - 10) ta đợc:

b1 = 0,59 (m)

Thay số vào (II – K49 9 ) ta đợc : Pn = 1,2 0,59 2,65 = 1,8 tấn/m2

- Sơ bộ ta chọn khoảng cách giữa các khung chống L = 0,67 m Khi đótải trọng phân bố đều trên 1m chiều dài của phần xà là

90

43 , 2 59 , 0 65 , 2 2 ,

68 , 3 59 , 0 65 , 2 2 ,

- Theo giả thiết của GS – K49 TSPM xim ba rê vích

- Trớc hết ta xác định chiều sâu lớp đất đá bị ép trồi

2

90 1

2

90

4

4 1

2

80 90

27 ,

II.7.2.1.2 – K49 Kiểm tra khung chống:

- Lò xuyên vỉa chống giữ bằng thép lòng máng SVP – K49 22, vì chống linhhoạt của Liên Xô cũ Khoảng cách giữa các vì chống L = 0,67 m

- Đặc tính kỹ thuật của thép lòng máng SVP – K49 22 đợc thể hiện ở bảng II – K4912

Bảng II – K49 12 : Đặc tính kỹ thuật của thép lòng máng SVP – K49 22

Mã hiệu thép Diện tích mặt cắt

ngang F (cm2)

Trọng lợng 1 métdài daN/m

Mô men chốnguốn W (cm3)

W – K49 mô men chống uốn của thép SVP – K49 22, W = 77,8 cm3

[ u] – K49 ứng suất uốn cho phép của thép làm vì chống

[ u] = 1.600 kg/cm2

- Max – K49 Mô men cực đại trong khung chống kg.cm Theo kinh nghiệmtrong khung chống mô men chống uốn cực đại nằm tại đỉnh vòm C (/2) đợcxác định theo công thức sau:

y'

x' x

X

qn=1,2 T/m

Hình II - 2 Mặt cắt ngang thép SVP - 22

 13 

2

2

2 2

Với X – K49 Phản lực ngang tựa gối vào đợc xác định theo công thức sau:

2 2

2 3

3 2 2 3 4

4 3

4 3

3

2 4 2

2 3 4

3 3

2 4

4

.

c c

c

c c

c h

c A

h r h r h r

r h r h r h r

hc q r h r r h q

52 , 2 200 , 1 68 , 3 06 ,

,

1

cm cm

M

u c c

68 , 3 067 , 0 25 , 1 06 , 0 2

2 2

q h

000 3 8 , 77

10 36 , 0

cm Kg

* Kiểm tra khả năng chịu lực phần xà.

F

N W

180 8

, 77 10 2 ,

cm Kg

a) Chọn loại khoan và máy nén khí.

- Với đất đá có độ kiên cố f = 6 ta chọn loại máy khoan đập chạy bằngkhí ép của Liên Xô cũ có mã hiệu RR – K49 19

Bảng II – K49 13 Đặc tính kỹ thuật của máy khoan RR-19

- Dựa vào loại máy khoan ta chọn loại máy nén khí W  W5 của LiênXô cũ

b) Chọn thuốc nổ và phơng tiện nổ.

- Mỏ có mức độ nguy hiểm về khí và bụi nổ loại I nên ta chọn thuốc nổ

an toàn AH1 dạng thỏi Một số thông số của thuốc AH1 đợc trình bày ở bảng

Bảng II – K49 14 : Thông số thuốc AH – K49 1

TT Thông số kỹ thuật Ký hiệu Đơn vị Số lợng

e1 – K49 Hệ số kể đến khả năng công nổ.

09 , 1 350

* Số lỗ khoan trong một chu kỳ

áp dụng công thức pokrobski N.Y.lm = q Sđ lm

=>

Y

Sd q

N  . (lỗ ) (II - 18)Trong đó:

Y – K49 Trọng lợng thuốc nổ theo 1m dài lỗ khoan

K a

2 , 16 25 , 1





* Lợng thuốc nổ cho 1 chu kỳ

- Chiều sâu lỗ khoan đợc tính



td

k l

l 2. (m) (II - 20)Trong đó:

ltđ - Chiều dài tiến độ 1 chu kỳ ltđ = 0,67 m

0

67 , 0

Q – K49 Lợng thuốc nổ cho 1 chu kỳ đợc xác định theo công thức

Q = q.lk  Sđ (Kg) (II - 22)

Thay số đã biết vào (II - 21) ta đợc Q = 24 (Kg)

Thay số vào (II - 21) ta đợc 0 , 6

* Thời gian vi sai lấy bằng 25 ms

- Sơ đồ bố trí lỗ khoan và sơ đồ đấu mạng đợc trình bày ở bảng (II - 5)

d) Công tác xúc bốc, vận chuyển: - Khối lợng đất đá xúc bốc vận chuyển trong một chu kỳ đào đợc xác định.

g k V

V n

.

 (goòng) (II - 24)Trong đó:

Vg – K49 Dung tích goòng Vg = 3,3 m3

Kđ - Hệ số xúc đầy goòng Kđ = 0,9

Thay số vào (II - 24) ta đợc  = 10 goòng

e) Công tác thông gió

- Để cung cấp kịp thời đủ lợng gió sạch cho công nhân trong quá trìnhlàm việc, làm loãng khí độc, khí bẩn tới giới hạn cho phép nên ta sử dụngthông gió cục bộ với phơng pháp thông gió đẩy, ống gió mềm

- Chọn quạt hớng trục CBM – K49 4M của Liên Xô cũ

II.7.5 – K49 Khối l ợng công việc trong 1 chu kỳ

* Số ngời làm việc trong một chu kỳ

- Các kết quả tính toán đợc trình bày ở bảng (II - )

- Ta có số ngời làm việc trong 1 chu kỳ là 8,55 ngời – K49 ca

- Chọn đội thợ là 8 ngời, vậy hệ số vợt mức K = 1,06

- Thời gian hoàn thành từng công việc đợc xác định.

CK i

i N K

T N t

'.

.

 (phút) (II - 26)Bảng II – K49 20 : Kết quả tính toán khối lợng công việc và thời gian

II.7.6 – K49 Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò trang bên.

II.8 – Kết luận: Kết luận

- Dựa vào các tài liệu địa chất của khu vực, tài liệu địa hình, đặc điểmcấu tạo các vỉa than, ta xác định đợc biên giới phía trên và biên giới phía dới,cũng nh 2 cánh của ruộng mỏ Qua phân tích đánh giá và so sánh ta lựa chọn

đợc phơng án mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

Ta tính đợc tổng trữ lợng than trong bảng cân đối là 17.273.103 tấn tính đếnmức – K49 250 (+32  250) Ta xác định đợc tuổi mỏ là 18 năm kể cả xây dựngcơ bản và thời gian khấu vét mỏ

- Trong các đờng lò mở vỉa thì đồ án lựa chọn 1 đờng lò điển hình đểthiết kế xây dựng

- Trong quá trình khai thác, sản xuất cần thu thập thêm các tài liệu, địachất để có thể đánh giá chính xác điều kiện của mỏ, để có thể mở vỉa chuẩn bịcác tầng tiếp theo tốt hơn

Bảng II – K49 21 – K49 Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò.

Chơng III Khai thác

Phần chuyên đề Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý cho

điều kiện vỉa 13.2 công ty than khe chàm

III.1 - Đặc điểm địa chất và các yếu tố liên quan đến công tác khai thác.

- Qua nghiên cứu về các tài liệu địa chất khu mỏ từ mức + 32  -250 tathấy những đặc điểm sau

Bảng III – K49 1: Đặc điểm các yếu tố địa chất và cấu tạo vỉa

TT Các lớp cấu tạo vỉa

An traxít 1  2 1,45

4 Đá trụ 2,0  8

6

15  40 20

Alevro lít

và acgilit 6  8 2,65

III 1.1 – K49 Các yếu tố về kỹ thuật:

- Do trình độ khoa học kỹ thuật của đất nớc ta cha phát triển cao nên việcứng dụng các công nghệ khai thác mới còn rất hạn chế Hiện nay các mỏ thanhầm lò ởViệt Nam vẫn sử dụng công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn

- Qua nghiên cứu thực tế ở khu mỏ than Khe Chàm cho thấy lò chợ sửdụng chống cột thuỷ lực đơn, gỗ khấu than bằng khoan nổ mìn

- Các vỉa than của khu mỏ tuy có thay đổi về khí thế nằm của vỉa, thay

đổi về độ dày của vỉa, tuy nhiên nhìn chung các vỉa có thể cơ giới hoá việckhai thác đợc Nhng do nhận thức, trình độ và khoa học của chúng ta còn kém.Nên đồ án quyết định lựa chọn công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn

III.2 Chọn hệ thống khai thác: – Kết luận:

- Qua phân tích, nghiên cứu điều kiện địa chất khu mỏ và sơ đồ mở vỉa

Đồ án đa ra hai phơng án lựa chọn hệ thống khai thác

+ Phơng án I: “ Thiết kế mở vỉa và khai thác từ mức Hệ thống khai thác cột dài theo phơng lò chợ tầng”

+ Phơng án II: “ Thiết kế mở vỉa và khai thác từ mức Hệ thống khai thác liền gơng lò chợ tầng”

- Hai phơng án này đợc áp dụng đối với vỉa dốc thoải đến dốc nghiêng rất

có hiệu quả Tập vỉa của khu mỏ thuộc loại dốc thoải

và dốc nghiêng nên đồ án lựa chọn hai phơng án trên

III.2.1.1 – K49 Hệ thống khai thác cột dài theo ph ơng lò chợ tầng.

đào các thợng cắt tạo lò chợ ban đầu

c) Vận tải:

- Than từ lò chợ xuống lò song song chân, qua họng sáo xuống lò dọc vỉatại đây than đợc băng tải hoặc đầu tầu điện ắc quy kéo ra xuyên vỉa vận tải tớigiếng nghiêng chính qua hệ thống băng tải ở giếng lên mặt bằng mức + 32