thiết kế mỏ vỉa và khai thác cho mỏ than

Do đó trữ lượng địa chất cũng chính là trữ lượng trong bảng cân đối: Do đó: Zđc = Zncđ = 101271060 tấn Trữ lượng công nghiệp của mỏ là trữ lượng sau khi đã trừ đi phần trữ lượng do đ

Lê Như Mỹ Pham Phu Du Hoàng Công Phú Nguyễn Văn Quân Nguyễn Trọng Sơn Nguyễn Quang Dũng

Vũ Văn Huấn Trần Sơn Nguyễn Sơn Tùng Đoàn Văn Vịnh

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghiệp khai thác khoáng sản là ngành rất quan trọng trong nền kinh

tế quốc dân, trình độ kỹ thuật và các chỉ tiêu kỹ thuật của nó ảnh hưởng rất lớn

tới sự phát triển của ngành khai thác Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện

đại hóa của đất nước ngành khai khoáng đang bước vào một giai đoạn mới phát

triển cả về quy mô và trình độ công nghệ khai thác.

Thiết kế mỏ quyết định đến quy mô sản xuất trình độ trang bị kỹ thuật,

mức độ tiên tiến của các sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ

Nó quyết định đến vốn đầu tư hợp lý, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên, bảo vệ

môi trường Vì vậy thiết kế mỏ mang một ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự

nghiệp xây dựng và phát triển ngành công nghiệp mỏ của nước ta.

Trên cơ sở kiến thức đã học của các môn học của chuyên ngành khai thác

hầm lò Nhóm em đã hoàn thành bản đồ án môn học Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ hầm lò, với nội dung sau:

Chương I : Đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ.

Chương II : Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ.

Chương III : Hệ thống khai thác.

Chương IV : An toàn lao động mỏ.

Cả nhóm đã rất lỗ lực tìm hiểu và đóng góp ý kiến nhưng do trình độ và

kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy

rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của thầy giáo hướng dẫn cùng các bạn để bản

đò án này được hoàn thiện.

Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Lê Như Hùng đã hướng dẫn nhóm

em hoàn thành bản đồ án này!

Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ than có điều kiện như sau:

Chiều dày các vỉa than : m1 = 6,6 m ; m2 = 6,5 m; m3= 6,3 m.

Góc dốc các vỉa than: α1 = 30˚ ; α2 = 28˚ ; α3 =27˚

Trọng lượng thể tích của than: γ =1,5 tấn/m3

Chiều dài theo phương của ruộng mỏ: S = 3.300m

Hệ số kiên cố của đá vách trực tiếp: f1 =4; chiều dày: h1 =8 m.

Hệ số kiên cố của đá vách cơ bản: f2 =6; chiều dày: h2 =10m

Các điều kiện khác xem hình vẽ.

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ

I.1 Điều kiện tự nhiên.

I.1.1 Vị trí địa lý và địa hình khu mỏ:

Khu mỏ có địa hình tương đối ổn bằng phẳng và ổn định

Mỏ có các vỉa phân bố từ +300m đến -200m Chiều sâu từ mặt đất cho tới khi

gặp vỉa than là 60m

Với địa hình trên thì ta thấy thuận lợi cho việc bố trí sân công nghiệp mỏ Sân

công nghiệp mỏ bao gồm : khối giếng chính, giếng phụ, khối nhà sàng tuyển, khu

vực hành chính - kỹ thuật - điều hành, khu vực kho gỗ và sản xuất vì chống, trạm

điện, trạm quạt gió chính, kho chứa than, hệ thống đường vận tải than Để đáp ứng

yêu cầu: Đảm bảo sản xuất được liên tục, hệ thống thông gió, hệ thống vận tải

đơn giản, có khả năng cơ giới hóa cao, vận tải và thoát nước tốt

I.1.2 Điều kiện khí hậu:

Khu mỏ nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa và mùa

khô rõ rệt

Yêu cầu thông gió rất quan trọng vào mùa hè nóng bức và thoát nước cao vào

mùa mưa

I.2 Điều kiện địa chất khu mỏ.

Khoáng sàng than gồm 3 vỉa than m1,m2,m3 nằm tương đối song song nhau Ta

sẽ ưu tiên thiết kế khai thác vỉa có huy động các vỉa khác theo thứ tự ưu tiên vách

trước trụ sau để đảm bảo sản lượng hằng năm

Điều kiện của vỉa m1 như sau: góc dốc α = 30˚, chiều dày m = 6,6 (m)

Có chiều dài theo phương S = 3.300 (m)

Chiều dài theo hướng dốc của vỉa:

Ta xét từ mức +300m đến -200m:

Hd’ = 200 300+ = 1000 m

Ta thấy vỉa có chiều dày và góc dốc ổn định, đất đá xung quanh cũng tương

đối ổn định

I.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn:

Cụm vỉa than nằm trên địa hình bằng phẳng và các vỉa nằm dưới sâu nên việc

thoát nước mỏ gặp nhiều khó khăn Để thoát nước mỏ phải thực hiện bằng thoát

nước cưỡng bức, tức là dùng các bơm chuyên dụng để đưa nước từ trong các công

trình mỏ bằng ống dẫn ra ngoài mỏ

I.2.4 Tính toán trữ lượng địa chất khu mỏ:

Trữ lượng địa chất khu mỏ được xác định theo công thức :

Zdc = S.γ.∑mi.Hdi , tấn

Trong đó:

S – chiều dài theo phương của vỉa, S = 3.300m

Hdi – chiều dài theo hướng dốc của vỉa thứ i ,m

mi – chiều dày của vỉa thứ i ,m

γ – trọng lượng thể tích của than, t/m3

I.3 Điều kiện kinh tế - xã hội.

I.3.1 Kinh tế xã hội:

- Khu vực chủ yếu là người kinh sinh sống

- Không có công trình đặc biệt nào cần được bảo vệ Chỉ cần giải tỏa và đền bù

ít đất canh tác cho dân

I.3.2 Điều kiện giao thông khu vực:

- Khu vực thiết kế mỏ nằm gần đường giao thông Thuận lợi cho vận chuyển

- Năng lượng, nguyên vật liệu vận chuyển dễ dàng, thông tin lien lạc thuận lợi.

I.5 Kết luận.

Qua những phân tích cơ bản về các yếu tố địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, điều kiện kinh tế xã hội, … của khu mỏ ta nhận thấy rằng : Cụm vỉa có những điều

kiện thuận lợi cho quá trình mở vỉa và khai thác khoáng sàng than Tuy có một

chút trở ngại trong việc đền bù giải tỏa nhưng vì là số lượng nhỏ đất canh tác nên

không gặp khó khan Độ kiên cố của đá vách ở mức độ trung bình nên thuận lợi

cho việc điều kiển áp lực mỏ

CHƯƠNG II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

II.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác mở vỉa

II.1.1 Các yếu tố về địa chất mỏ.

Các yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: trữ lượng, số các vỉa than,chiều dày vỉa,

khoảng cách giữa các vỉa, điều kiện địa hình, chiều sâu khai thác, điều kiện vận tải,

mức độ phức tạp của các yếu tố địa chất (chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của

đất đá xung quanh, điều kiện địa chất thủy văn và địa chất công trình)

II.1.2 Các yếu tố kỹ thuật.

Các yếu tố kỹ thuật trong khai thác mỏ bao gồm: kích thước ruộng mỏ, sản

lượng và tuổi mỏ, trình độ cơ khí hóa, khả năng sàng tuyển, chế biến và công nghệ

khai thác được sử dụng

II.1.3 Các yếu tố về kinh tế.

Các yếu tố cơ bản về kinh tế ảnh hưởng tới việc lựa chọn các phương án mở

vỉa bao gồm: Vốn đầu tư cơ bản, thời gian thu hồi vốn, giá thành chi phí cho các

khâu công nghệ sản xuất và giá thành sản phẩm

II.2 Tính toán trữ lượng công nghiệp.

Theo tài liệu có được các vỉa than đều thỏa mãn về mặt kỹ thuật và kinh tế

Nghĩa là khai thác nó đủ mang lại hiệu quả kinh tế Do đó trữ lượng địa chất cũng

chính là trữ lượng trong bảng cân đối:

Do đó:

Zđc = Zncđ = 101271060 tấn

Trữ lượng công nghiệp của mỏ là trữ lượng sau khi đã trừ đi phần trữ lượng do

để lại trụ bảo vệ, mất mát trong quá trình khai thác và vận tải (Zcn) Được xác định

theo công thức:

Zcn = Zđc.C , tấn (II.1)

Trong đó:

C – hệ số khai thác trữ lượng, C = 1 – 0,01.Tch

Tch – tổn thất chung của khoáng sàng có ích, Tch = ttr + tkt

ttr – tổn thất do trụ để lại, ttr = 0,5 ÷ 2% Do vỉa thiết kế có góc dốc

II.3 Công suất mỏ và tuổi mỏ

II.3.1 Công suất mỏ.

Công suất mỏ ( Sản lượng năm) : Là sản lượng than khai thác được trong một

năm của mỏ Đây là một thông số quan trọng, ảnh hưởng đến khối lượng xây dựng

cơ bản, vốn đầu tư xây dựng cơ bản, thời gian xây dựng cơ bản, cũng như hệ thống khai thác và công nghệ khai thác được áp dụng Vì các mỏ là mỏ dày và đều rất ổn

định nên ta chọn sản lượng hằng năm là :

Am = 2.000.000 , tấn

II.3.2 Tuổi mỏ.

Tuổi mỏ theo tính toán là thời gian tồn tại không tính đến thời gian xây dụng

mỏ và thời gian khấu vét (T,năm)

T = cn 88105822, 22000000

m

Z

Tuổi mỏ thực tế là thời gian tồn tại tính từ khi bắt đầu xây dựng đến khi kết

thúc mọi công việc khai thác và các công việc khác của mỏ (khi mỏ ngừng hoạt

động)

Ttt = T + t1 + t2 , năm

Trong đó :

t1 – thời gian xây dựng mỏ, t1 = 3 năm

t2 – thời gian khấu vét, t2 = 2 năm

Do đó tuổi mỏ thực tế :

Ttt = 44 + 3 + 2 = 49 năm

II.4 Chế độ là việc của mỏ.

II.4.1 Bộ phận sản xuất.

Trong sản xuất công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp mỏ nói riêng,

cán bộ công nhân viên làm việc ở hai chế độ, đó là chế độ làm việc gián đoạn và

chế độ làm việc liên tục Ngành công nghiệp mỏ là một ngành có đặc thù riêng, ta

chọn chế độ làm việc gián đoạn Theo chế độ này thì số ngày làm việc trong năm là

250 ngày, mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ và được quy định như

sau:

Bảng thời gian làm việc :

II.5.1 Khái quát chung.

Mở vỉa là công việc đào lò từ mặt đất đến các vỉa than và từ các đường lò đó

đảm bảo khả năng đào được các đường lò chuẩn bị để tiến hành công tác khai thác Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và phương pháp mở vỉa có ý nghĩa rất lớn đối với sự

phát triển của mỏ Bởi vì nó quyết định đến mọi mặt từ thời gian, quy mô,vố đầu tư xây dựng cơ bản, công nghệ khai thác, mức độ cơ giới hóa Nếu mở vỉa không hợp

lý thì trong suốt thời gian tồn tại của mỏ có thể làm giảm năng suất lao động, khó

khăn trong việc cải tiến và áp dụng kỹ thuật mới… dẫn đến tăng giá thành sản

phẩm, làm giảm khai thác mỏ

II.6.2 Đề xuất các phương án.

Căn cứ vào những điều kiện trên ta có thể thiết kế mở vỉa cho khu mỏ với bốn

phương án :

Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa chính

Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa chính

Phương án IV: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa từng

tầng. (vịnh làm nhé) tớ làm phương án 1 và 3 Các bạn

tham khảo tài liệu trong quyển sách mở vỉa nhé Vở

II.6.3 Trình bày phương án I mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên

vỉa chính

1 Thứ tự đào lò.

Ở phương án này, các giếng chính và phụ được đào theo vỉa than dưới cùng

đến mức chia ruộng mỏ thành 2 phần bằng nhau theo hướng dốc Trên mức này từ

các giếng đào lò xuyên vỉa chính 3 đên các vỉa than nằm trên Như vậy, lò xuyên

vỉa chính chia ruộng mỏ thành 2 phần: phần than thuộc lò thượng và than thuộc lò

hạ

Các vỉa than trong ruộng mỏ được khai thác theo thứ tự từ trên xuống dưới

vì vậy công tác chuẩn bị ruộng mỏ được bắt đầu từ tầng trên cùng và được tiến

hành như sau:

Khi lò xuyên vỉa chính gặp vỉa trên cùng, người ta tiến hành đào lò dọc vỉa

vận chuyển chính 4 và từ đó đào cặp lò thượng chính 5 và phụ 5’ đến mức vận

chuyển và thông gió của tầng trên cùng ( Hình vẽ 1.1) Sau đó, từ các lò thượng

người ta đào lò vận chuyển tầng 6 và lò dọc vỉa thông gió 7 về 2 phía của lò

thượng Khi sử dụng sơ đồ khấu dật, các lò này được đào đến biên giới của ruộng

mỏ và tại đây người ta đào lò cắt ban đầu 8 để mở lò chợ Ở sơ đồ khấu đuổi các

mỏ này đào theo mức độ khai thác lò chợ

Phẩn than thuộc lò thượng của các vỉa tiếp theo cũng được mở vỉa tương tự

như trên.

Để mở vỉa cho phần than thuộc lò hạ của mỗi vỉa, từ lò dọc vỉa vận chuyển

chính ta đào cặp lò hạ chính và phụ đến mức vận chuyển của tầng thứ nhất của

phần than thuộc lò hạ Sau đó, đào lò dọc vỉa vận chuyển tầng về hai cánh của

ruộng mỏ và đào lò cắt ban đầu Theo mức độ khai thác tầng trên ta tiếp tục đào

sâu giếng đến mức vận chuyển của tầng tiếp theo và đào lò dọc vỉa vận chuyển

tầng Các vỉa cũng được khai thác theo thứ tự từ vỉa trên xuông vỉa dưới

Để tiết kiệm chi phí ta đào giếng chính và phụ trong vỉa m3 và ta sẽ thu

được than từ công tác chuẩn bị tuy nhiên ta sẽ phải tốn một lượng than để làm các

trụ bảo vệ

2 Công tác vận tải.

Than khai thác từ lò chợ được đưa xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng 6 bằng

máng cào hoặc máng trượt Ở lò dọc vỉa vận chuyển tầng, than được tàu điện hoặc

băng tải chuyển đến lò thượng chính 5 và theo lò thượng, than được đưa xuống lò

dọc vỉa chính 4 Ở đây, than được chất lên các thiết bị vận chuyển và theo lò xuyên vỉa chính 3 được chuyển tới giếng chính và được chuyển lên mặt đất bằng băng tải

hoặc trục tải

3 Công tác thông gió và thoát nước mỏ.

a Thông gió :

Không khí sạch được đưa vào mỏ theo giếng phụ tới lò xuyên vỉa chính

Theo lò xuyên vỉa chính, lò dọc vỉa vận chuyển chính và lò thượng gió sạch được

đưa lên đến mức vận chuyển của tầng đang khai thác Tại đây, gió sạch được chia

thành 2 nhánh đi về 2 cánh của ruộng mỏ theo lò dọc vỉa vận chuyển của tầng để

thông gió cho các lò chợ đang hoạt động Không khí bẩn từ lò chợ sẽ lên lò dọc vỉa thông gió và đi tới phỗng thông gió để đi ra ngoài

b Thoát nước.

Nước từ công trình khai thác được chảy tự nhiên theo rãnh thoát nước đào

bên hông lò Nước từ lò chợ chảy xuống lò thượng, chảy qua lò dọc vỉa vận

chuyển, chảy qua lò xuyên vỉa vận chuyển mức ra hầm tập trung nước và từ hầm

tập trung nước được bơm lên mặt đất

Ghi chú:

1- giếng chính 13,14- lò cắt

2- giếng phụ 15,17- lò song song chân

3- sân giếng 16,18- họng sáo

II.6.3.2 Phương án II.

1 Thứ tự đào lò.

Vị trí giêng và mặt bằng sân công nghiệp được chọn như phương án I

Tại mặt bằng sân công nghiệp, ta thi công 2 giếng đứng Hai giếng được

đào đến mức vận tải của tầng thứ nhất Tại mức +0 ta đào đường lò xuyên vỉa

thông gió và tại mức -50 ta đào đường lò xuyên vỉa vận tải cho tầng thứ nhất Tại

vị trí lò xuyên vỉa gặp các vỉa, ta đào đường lò dọc vỉa vận tải và dọc vỉa thông gió

về hai cánh của vỉa Tại 2 cánh của ruộng mỏ , ta bố trí lò cắt theo phương pháp

khấu để khấu than tại hai cánh của ruộng mỏ

2 Sơ đồ vận tải, thông gió và thoát nước mỏ.

a Thông gió:

Gió sạch đi qua cửa giếng phụ, đi tới đường lò xuyên vỉa vận chuyển của

tầng, sau đó đi theo đường lò dọc vỉa của tầng, qua họng sáo tháo than, qua lò song song chân và đi vào lò chợ Gió bẩn đi từ lò chợ qua lò dọc vỉa thông gió, và đi ra

lò xuyên vỉa thông gió và đi theo giếng chính ra ngoài

b Vận tải:

Than khai thác được vận chuyển từ lò chợ theo lò dọc vỉa vận tải của tầng

ra lò xuyên vỉa vận tải của tầng Tại sân ga của tầng than được vận tải qua giếng

đứng chính lên mặt bằng sân công nghiệp Trên mặt bằng sân công nghiệp than

được vận chuyển bằng các thiết bị vận tải đến nơi sàng tuyển

c Thoát nước:

Nước từ công trường khai thác được chảy tự nhiên qua lò dọc vỉa vận

chuyển, chảy qua lò xuyên vỉa vận chuyển tầng ra hầm tập trung nước và từ hầm

tập chung nước được bơm lên mặt đất

Các tầng tiếp theo của mỏ được chuẩn bị và khai thác tương tự như tầng trên.

+0 +50 +100 +150

1-GiÕng chÝnh 2-GiÕng phô 3-S©n giÕng 4-XVTG 5-XVVT 6-DVTG 7-DVVT 8-Lß song song 9-Häng s¸o 10-Lß chî

Ghi chó

4

5 6

7 8

kết hợp với lò xuyên vỉa các mức thì tổng khối lượng đào lò xuyên vỉa ít hơn, nên chi phí đào lò xuyên vỉa ít hơn phương

án II

xuất

+ Chóng thu hồi vốn

+ Thông gió và tổ chức vận tải đơn giản

+ Thời gian tồn tại của các đường lò ngắn nên chi phí bảo vệ lò ítNhược điểm Việc thông gió và tổ

chức vận tải phức tạp hơn phương án II

Chiều dài đường lò xuyên vỉa lớn, nên chi phí đào lò xuyên vỉa lớn

ki – Đơn giá đào 1 mét lò thứ i , đồng/m

li – chiều dài đường lò thứ i ,m

Bảng tính toán chi phí đào lò cho phương án I:

vị

Khối lượng (m)

Đơn giá (106 đồng)

Thành tiền (106 đồng)

r – đơn giá bảo vệ 1 mét lò trong thời gian 1 năm, (đồng/m.năm)

li – chiều dài đường lò thứ i, m

ti – thời gian dự tính bảo vệ đường lò thứ i, năm

Đơn vị

Khối lượng (m)

Đơn giá(106đồng)

Thành tiền (106 đồng)

t – thời gian vận tải qua đường lò

l – chiều dài đường lò vận tải

Am(T/năm)

C(đồng)

Thành tiền(106 đồng)

ki – Đơn giá đào 1 mét lò thứ i , đồng/m.

li – chiều dài đường lò thứ i ,m

Bảng tính toán chi phí đào lò cho phương án II:

vị

Khối lượng (m)

Đơn giá (106 đồng)

Thành tiền (106 đồng)

r – đơn giá bảo vệ 1 mét lò trong thời gian 1 năm, (đồng/m.năm)

li – chiều dài đường lò thứ i, m

ti – thời gian dự tính bảo vệ đường lò thứ i, năm

Bảng chi phí bảo vệ đường lò của phương án II:

gian (năm)

Đơn vị

Khối lượng (m)

Đơn giá (106đồng)

Thành tiền (106 đồng)

t – thời gian vận tải qua đường lò

l – chiều dài đường lò vận tải

Am(T/năm)

C(đồng)

Thành tiền(106 đồng)

Qua bảng so sánh kỹ thuật và kinh tế giữa hai phương án ta thấy mỗi

phương án đều có ưu nhược điểm Nhưng ta thấy phương án II là tối ưu hơn cả về

mặt kỹ thuật và mặt kinh tế Do đó ta chọn phương án II để mở vỉa cho ruộng mỏ

II.7 Tính toán lựa chọn tiết diện các đường lò.

II.7.1 lò bằng xuyên vỉa.

7.1.1 Thiết bị vận tải

Thiết bị vận tải ở lò bằng xuyên vỉa chính là tàu điện ắcquy 13 APH – 1 của

Liên Xô cũ và goòng 3 tấn YBT – 3,3

Bảng đặc tính kỹ thuật của tàu điện 13 APH – 1 :

Chiều rộng thùng(mm)

Chiều cao tính

từ đỉnh ray(mm)

Chiều cao

kể cả đầu đấm(mm)

Cỡ đường

Khung cứng

Đường kính bánh xe(mm)

Chiều cao trụ kể

từ đỉnh ray(mm)

Trọng lượng(kg)

không

lật

7.1.2 Kiểm tra năng lực vận tải của thiết bị đã chọn

a Khối lượng hàng cần vận chuyển qua đường lò một ngày đêm

Qngày = 250

.

T

Q k

α

(t/ngày_đêm)Trong đó : Q - Trữ lượng mỏ, Q = 300.000 (tấn)

α - Hệ số kể tới vận tải đá, α = 1,35

k - Hệ số tăng năng suất, k = 1,15

250 - Số ngày làm việc trong một năm

T - Tuổi mỏ, năm

Thay số ta được :

Qngày = 15,9.250

300000

15 , 1 35 , 1

= 1397 (t/ngày_đêm)

b Xác định khối kượng đoàn goòng (Qtk)

Theo điều kiện mở máy có tải lên dốc :

Qbd = P.( 108. 1

1000

min

− +

ld ct

ω

ψ

) (tấn)Trong đó : P - khối lượng của đấu tàu, P = 13(tấn)

ψ - hệ số bám dính của bánh xe với đường sắt: ψ = 0,09

ωct ld - hệ số sức cản mở máy của đầu tàu khi lên dốc,

ωct ld= 8N/KN = 0,008

i tb- là độ dốc trung bình của đường xe, i tb = 0,003 ( 3000)

amin - gia tốc của đầu tàu khi nổ máy, amin = 0,03 (m/s2)

, 0

09 , 0 1000

8 , 8

= 244 (tấn) Theo điều kiện xuống dốc :

−

−

1

17 , 4

1000

tb

xd ct cb h

i l

l v

P

ω

ψ

(tấn)

Trong đó: v - vận tốc trung bình của đường xe, v = 0,75.vkt (km)

vkt - vận tốc kỹ thuật của đầu tàu, vkt = 6,8 (km/h)

⇒ v = 0,75.6,8 = 5,1 (km/h)

xd ct

ω - hệ số sức cản chuyển động của đầu tàu khi xuồng dốc

xd ct

−

−

1 003 , 0 006 , 0 79 , 0 40

1 , 5 17 , 4

09 , 0 1000

8 ,

= 278 (tấn)

Qdn = ( i )g P

F cb ct

ω

Trong đó: Fld - lực kéo lâu dài của đầu tàu, Fld = 17000 (N)

α - hệ số đốt nóng động cơ khi ma nơ, α = 1,1

Qdn = 1 , 1 ( 0 , 007 0 , 003 ) 10 8 , 8 17 , 34

15 , 1

Trong đó : G0 - khối lượng của goòng, G0 = 1207 (kg)

G - khối lượng hàng, G = k.V.γthan

Ở đây : k - hệ số chứa đầy goòng, k=0,9

+ = 6 (goòng)

d Kiểm tra vận tải của đầu tàu

Lượng than mà đầu tàu có thể kéo được trong một ngày đêm là :

Qngd = Qc.n (t/ngày_đêm)Trong đó: Qc- Khối lượng một chuyến hàng mà đầu tàu kéo được :

n - số chuyến tàu trong một ngày đêm,

n = ct ktai mn dt ct

v v

L

+ + + +

2

24

Với: 24 - thời gian một ngày đêm

Lvt – quãng đường vận tải, km vktai - vận tốc không tải của đầu tàu, vktai = 0,8.vkt (km/h) vct - vận tốc có tải của đầu tàu, vct = 0,65.vkt

Với vkt - vận tốc kỹ thuật của đầu tàu km/h tmn - thời gian ma nơ, tmn = 0,25 (h)

tct - thời gian chất tải, phui thuộc vào loại hình chất tải, tct = 2 (phút) = 0.33 (h)

tdt - thời gian dỡ tải của đầu tàu, phụ thuộc vào loại hình chất tải , tdt = 3 (phút) = 0,05 (h)

Thay số ta được

n =

49 05 , 0 033 , 0 25 , 0 6 65 , 0 6 8 , 0

7 , 0 2

+ +

Quá trình lựa chọn tiết diện ngang của đường lò phụ thuộc vào rất nhiều yếu

tố như :

- Tớnh chất của lớp đất đỏ và khoỏng sản mà đường lũ đi qua

- Cường độ và hướng tỏc dụng của tải trọng lờn đất đỏ

- Thời gian tồn tại của đường lũ, loại vật liệu chống ngoài ra cũn phụ thuộc vào cụng nghệ thi cụng nữa

Đối với đường lũ cần thiết kế được đào trong đỏ sạn kết, cú độ cứng f = 11, cú

độ bền kộo, nộn tương đối tốt Đường lũ sử dụng kết cấu chống neo bờ tụng cốt thộp kết hợp với bờ tụng phun Đõy là loại kết cấu gia cố cú hiệu quả, bền vững

Hệ thống neo bờ tụng cốt thộp kết hợp với bờ tụng phun và lưới thộp cú khả năng mang tải cao trong điều kiện đất đỏ cứng

Đường lũ cần thiết kế cú thời gian tồn tại là 15 năm và dựng để chở than với sản lượng là: Q= 300.000 T/năm

Từ những yờu cầu trờn ta cú thể lựa chọn hỡnh dạng mặt cắt ngang của đường

lũ là : tiết diện đường lũ một tõm thẳng đứng

2 Xỏc định kớch thước tiết diện sử dụng

Để xỏc định diện tớch mặt cắt ngang của đường lũ phải dựa vào :

- Cụng dụng của đường lũ : Đường lũ cần thiết kế dựng để vận chuyển than và đất đỏ

- Kớch thước và số lượng phương tiện vận tải sử dụng trong thời gian khai thỏc

- Khoảng cỏch giữa cỏc thiết bị vận tải trong tiết diện theo quy phạm

- Khả năng biến dạng và dịch chuyển đất đỏ theo thời gian

- Ngoài ra kớch thước tiết diện đường lũ cũn phải thoả món yờu cầu đi lại cho cụng nhõn và yờu cầu thụng giú

a) Chiều rộng đờng lò:

Dựa vào thiết bị vận tải ta có chiều rộng đờng lò đợc xác định:

B = A + m + n , m

Trong đó: m - khoảng cách an toàn: m = 500 mm ;

A - chiều rộng thiết bị vận tải: A = 1.376 mm ;

n - chiều rộng lối đi lại: n = 1.000 mm ;

→ B = 1376 + 500 + 1000 = 2876 mm = 2,876 m

b) Chiều cao của đờng lò:

- Chiều cao thiết bị vận tải, h = 1.500mm

β - Góc tiếp tuyến của phần vòm tại vị trí tính toán, β = 200

- Chiều cao kiến trúc đờng xe,

hđx = hđ + hr

Trong đó:

hd - Chiều dày lớp đá balat dải đờng, hd = 190 mm

hr - Chiều cao ray, chọn ray p - 24 có hr = 160 mm

h t =1,3

o

d

B=3,17 R=1,585

c) Diện tích sử dụng của đờng lò:

2

585,1.14,33,1.17,32

=+

π

Trong đó:

d - Chiều dày khung chống thép SPV - 22, d = 0,11m

hch - Chiều dày tấm chèn ( chọn tấm chèn bằng bê tông), hch = 0,05m

Sđ = [3,17 + 2(0,11+ 0,05 )].1,3+ 2

)05,011,0585,1.(

14,

= 9,3 m2

e) Kiểm tra tiết diện đờng lò theo điều kiện thông gió:

0,15 m/s ≤ V = sd

d ng S

k q A

60

à

−

≤ 8 m/sTrong đó: q -Lợng không khí cần cho 1tấn than, mỏ hạng II: q = 1,25 m3/tấn

Ang- d - Sản lượng ngày đêm,

Ang-đ = 300

7,990.536

= 1790 tấn/ng-đ

à - Hệ số giảm tiết diện, à = 0,9

Ssd - Tiết diện sử dụng, Ssd = 8 m2

k - hệ số khai thác không đồng đều, k = 1,25

→ V = 60.0,9.8

25,1.25,1.1790

= 6,5 m/sTốc độ gió tính đợc thoả mãn điều kiện:

Vmin < V< Vmax

Kết quả tính cho thấy tiết diện sử dụng của đờng lò tính thoả mãn điều kiện

thông gió

1.4 Tớnh toỏn cỏc thụng số và lập hộ chiếu neo

1.4.1 Tớnh toỏn cỏc thụng số neo

1.Chiều cao vũm sụt lở : b

90 0

+ 2

2

90 ( cot

0 + ϕ +

, m Trong đó : a – bán chiều rộng đường lò, a = rng = 1,38 (m)

h - chiều cao đường lò, h = 2,78 (m)

ϕ- góc ma sát trong của đất đá, ϕ= 340

Thay số vào ta có : b = 11

) 2

34 90 ( cot 78 , 2 38 , 1

0

0 +

= 0,253 (m)

2 Tính toán chiều dài toàn bộ 1 thanh neo; ln,(m)

Chiều dài thanh neo tính theo công thức : lN= b+ 1 , 5l z +l k, (m)

Trong đó : lz : chiều dài khoá neo : lz= 0,4 (m)

lk: chiều dài khóa neo nhô ra mặt lộ : lk= 0,07 (m)

Thay số vào ta có : lN= 0,253+ 1,4.0,4 + 0,07 ≈ 1 (m)

3 Tính khả năng chịu lực của thanh neo

+ Khả năng chịu lực của thanh neo ( Pc)

Ta có công thức : Pc= F c.R k.K lv ; (MN)

Trong đó : F c : tiết diện thanh cốt neo, (m2)

Ta chọn thép nhóm A-II : d n= 20 (mm) = 0,02 (m)

R k : khả năng chịu kéo của thép neo, R k =270.106(N/m2).

K lv : hệ số làm việc của thanh neo, K lv =0,9÷1,0

Thay số vào ta có : Pc= π.(0,01)2.270.106.0,9=0,076 (MN).

+ Khả năng chịu lực của thanh neo theo điều kiện bám dính của cốt neo với bê tông ( P.b)

Theo công thức ta có : P.b = π d n τ1.l z.k z.k lvz (MN).

Trong đó :d n : đường kính thanh neo, (m).dn = 20(mm)

τ 1: lực dính kết giữa thanh neo và bê tông, τ1= 6,4 (Mpa)

= 6,4 (MN/m2)

k z: hệ số điều chỉnh chiều dài khoá neo

Trong đó :d lk : đường kính lỗ khoan (m).Chọn dk = 40 (mm)

τ 2 : lực bám dính giữa bê tông và đất đá ;τ2= 4(MN/m2)

l z : chiều dài khoá neo, l z =0,4(m)

k z : hệ số điều chỉnh khoá neo, k z =0,55

k lvz : hệ số điều kiện làm việc khoá neo

n q

P N: khả năng chịu tải thấp nhất của vì neo BTCT (MN)

PN = 0,053 (MN) = 53(KN/m2)

Thay số vào ta có : 6

3

10 053 , 0

10 2 , 1 10 62 , 2 253 , 0

7 Xác định số neo trong 1 vòng neo ( n )

Ta có : 1 1 5

38 , 1 1

1

≈ +

= +

a

r n

( neo)

Bảng 1.3: các thông số của neo

STT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Số lượng

4 Khả năng chịu lực của

HỘ CHIẾU NEO

100

1000

700 2780

R1280

R1380 1000

2760

a) Hình dạng đờng lò: Do thời gian tồn tại của đờng dọc vỉa tơng đối ngắn cho

nên các lò này đợc chống bằng gỗ và có tiết diện hình thang

b) Kích thớc tiết diện ngang:

Thiết bị vận tải ở lò dọc vỉa là tàu điện ắc quy 13 APH-1 và goòng 3 tấn YBT

m = 250 mm;

A - Chiều rộng lớn nhất của thiết bị, A = 1376 mm;

n - Chiều rộng lối ngời đi lại, n = 700 mm;

Với: h0 - Chiều cao ray p -24: h0 = 160 mm

hp - chiều cao lớp đá balat: hp = 190 mm

h t= 2,65

B=3,2 b=2,2

* Diện tích sử dụng của đờmg lò:

Ssd = ⋅ ( B + B ) ⋅ H

2

1

2 1

= ( 2 , 2 3 , 2 ) 2 , 65 2

= ( 2 , 8 3 , 8 ) 2 , 65 2

1

⋅ +

⋅

= 8,7 m2

II.8 Ph ơng án thi công các đ ờng lò.