bài tập lớn thông gió mỏ hầm lò

Khi khác thác than hầm lò ,có rất nhiều khâu cần giải quyết nh thoát n-ớc ,vận tải ,cung cấp điện .Một trong những yếu tố ảnh hởng quyết định đếntiến độ đào các đờng lò là công tác thông

Lời nói đầu

Hiện nay khai trờng khai thác than lộ thiên ngày càng khó khăn về diệnsản xuất ,sản lợng khai thác than lộ thiên sẽ giảm đáng kể Để hoàn thành kếhoạch đặt ra phải tăng tỷ lệ khai thác ở các mỏ than hầm lò.Việc tăng sản lợngcũng có nghĩa là mở rộng sản xuất và tất yếu cần tăng khối lợng các đờng lòthực hiện trong mỗi năm

Khi khác thác than hầm lò ,có rất nhiều khâu cần giải quyết nh thoát

n-ớc ,vận tải ,cung cấp điện Một trong những yếu tố ảnh hởng quyết định đếntiến độ đào các đờng lò là công tác thông gió Thông gió phảI đảm bảo vềmặt kỹ thuật và tuân theo quy phạm an toàn ,đồng thời phải tối u về phơng diệnkinh tế.Nhiệm vụ của công tác thông gió là phải đa vào gơng lò chuẩn bị một l-ợng không khí sạch đủ để hoà loãng các khí độc ,khí nổ và bụi nổ xuống dớimức cho phép theo quy phạm an toàn ;mặt khác tạo ra điều kiện vi khí hậu phùhợp đảm bảo cho con ngời ,các thiế bị máy móc hoạt động

Môn học thông gió mỏ là môn học hết sức quan trọng đối với sinh viênngành khai thác mỏ Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bảnnhất trong công tác khai thác hầm lò và giúp cho những kĩ s khai thác mỏ tơnglai hiểu biết về công việc cần phải làm trong công tác khai thác hầm lò và đa

ra những giải pháp hiệu quả nhất ,an toàn nhất ,tối u về phơng diện kinh tế.Việc thiết kế “Thông gió mỏ”là một trong những công việc quyết định đến hiệuquả của việc khai thác cũng nh mức độ an toàn trong khai thác hầm lò

Trên đây là những nhận xét sơ bộ về công tác thiết kế Thông gió mỏ.Trong quá trình thiết kế do cha có nhiều kinh nghiệm nên không thể tránh đợcnhững sai sót.Vì vậy rất mong sự đóng góp và bổ xung của thầy và các bạn

đồng nghiệp để em có kinh nghiệm cho những bản thiết kế sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

ĐỀ BÀIBài 1:

Đường lò chuẩn bị với các thông số sau :

- Đường lò đào trong : Than

- Tiết diện đường lò : 15,4 m2

- Chiều dài đường lò cần đào : 1500 m

- Chiều dày trung bình các vỉa như sau :m1 = 4,8 m ; m2 = 2,3 m ; m3 = 9,0 m

- Khoảng cách các vỉa :vỉa V1 đến vỉa V2 là 50 m và vỉa V2 đến vỉa V3 là 35 m

- Độ dốc trung bình các vỉa : 230

- Lớp đất đá phủ có chiều dày : > 25 m

- Độ sâu khai thác tới mức : -402

- Chiều dài theo phương của vỉa : 3628 m

- Tỷ trọng than : = 1,62 tấn/m3

- Mỏ có độ xuất khí CH4 tương đối là : 5,6 m3/T-24h

- Công suất thiết kế mỏ : 1.550.000 T/năm

Đường lò chuẩn bị với các thông số sau :

- Đường lò đào trong than

- Chiều dài đường lũ cần đào L =1500m

- Hệ số rũ giú P = 1,49

- Hệ số sức cản α= 0,00048

Tớnh toỏn và thiết kế thụng giú để phục vụ cho việc đào đường lũ

Bài làm I.Tớnh toỏn khoan nổ mỡn

1 Chỉ tiêu thuốc nổ: q (kg/m3)

q = q1 v e fc kđ

Trong đó:

q1 = 0,1 f = 0,1 2 = 0,2: chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn:

f = 2: hệ số kiên cố của than:

e - Hệ số xét đến sức công nổ của loại thuốc nổ:

P = 250: công nổ của thuốc nổ AH1

v - Hệ số kể đến mức độ nén ép của khối đá xung quanh:

4 , 15

5 , 6 5

fc = 1,1 : hệ số chú ý đặc điểm của khối đá:

kđ = 1: hệ số tính tới ảnh h đờng kính thỏi thuốc

Trong đó:

γ : Mật độ thuốc nổ cho 1m lỗ khoan , γ = 0,57 (kg/m)

Sd : Tiết diện đường lũ , Sd = 15,4 m2

η - hệ số sử dụng lỗ mìn: η = 0,85

lk - chiều sâu lỗ khoan: lk = 1,4 m

kr - hệ số nở rời của đất đá: kr = 1,5

à - hệ số thừa tiết diện: à = 1,1

=> Vx = 15,4 ì 0,85 ì 1,4 ì1,5 ì1,1 = 30,23 (m3)

- Khối lợng công tác chống giữ :(Khoảng cách giữa các vì chống: L = 0,5 m)

Vch = 1, 4 0,85

2,380,5

k

l

L

η = ì = , Chọn Vch = 2 vì chống

III Biểu đồ tổ chức chu kỳ

- Số lao động cần thiết để thực hiện chu kì đào lò:

ni =

i

i

H V

, ngời – ca

- Số ngời-ca cho 1 chu kì đào lò

7 =1,13

IV.Lựa chọn phương phỏp thụng giú

Phơng pháp thông gió khi đào lò chuẩn bị là phơng pháp thông gió cục bộ,chọn quạt VME-8-90

Các thông số của quạt VM-5M:

- Đờng kính ống gió: 1m

- Lu lợng gió của quạt: 5– 18m3/s

- Hạ áp của quạt: 200 – 560 mmH2O

- Diện tích gơng: 10 – 20m2

- Loại ống gió: mềm và cứng

1.Tính toán lưu lượng gió trong lò chuẩn bị

a Tính theo số người làm việc lớn nhất trong gương lò chuẩn bị

 Qng = 6 n , m3/sTrong đó : n : số người làm việc lớn nhất ở gương lò chọn n= 7

 Qng = 6 7 =42, m3/phút

 Qng = 0,7 m3/sb.Tính theo yếu tố bụi

Qv = S VTrong đó : - S tiết diện sử dụng của đường lò chuẩn bị

V = (0,5÷0,7)m/s+ Với S = 15,4 m2 chọn V = 0,5m/s

 QV = 15,4 0,5 = 7,7 m3/s c.Tính theo độ xuất khí CH4

QCH4 =

o

CH

n n

Trong đó : -q CH4=0,03 m3/phút theo tiêu chuẩn viện KHCN mỏ

- n = 0,05% nồng độ khí mê tan tối đa cho phép

- n0 =0 nồng độ khí mê tan có trong gió sạch ban đầu

 QCH4 =

05 , 0

03 0

, m3/phút

Trong đó : + t = 30 phút là thời gian đưa gương lò về trạng thái ban đầu

+ A lượng thuốc nổ lớn nhất trong 1 lần nổ Agn = 20 kg+ b lượng khí độc sinh ra khi nổ 1 kg thuốc nổ

Khi nổ trong than b = 100,l/kg

S- tiết diện đờng lò, S=15,4 m2L- Chiều dài đờng lò cần đào, L=1500 m

Thay số  QTN= 20 15 , 4 1500 100

30

4 , 3

I.1 Điều kiện tự nhiờn

* Vị trớ địa lý – địa hỡnh khu mỏ :

- Khu mỏ có địa hình đồi núi tương đối bằng phẳng , bề mặt địa hình không

có sông hồ , các công trình cần bảo vệ

* Điều kiện khí hậu khu vực :

- Khu mỏ có khí hậu phân bố rõ rệt theo hai mùa : mùa mưa và mùa khô

I.2 Điều kiện địa chất

* Cấu tạo vỉa :

- Khu mỏ có một cụm vỉa gồm 3 vỉa than nằm song song nhau.Khoảng cách các vỉa : vỉa V1 đến vỉa V2 là 50 m và vỉa V2 đến vỉa V3 là 35 m.Lớp đất phủ có chiều dày : hP=52 m.Độ sâu khai thác tới mức : -402 m.Chiều dài theo phương củavỉa : 3628 m

- Các vỉa có chiều dày và góc dốc ổn định :

* Điều kiện địa chất thủy văn :

- Nước mặt :Khu vực khai thác mỏ có địa hình đồi núi nên nguồn cung cấpnước mặt chủ yếu là nước mưa; mỏ sẽ chịu ảnh hưởng một lượng nhỏ nước mặt bịngấm xuống theo các khe nứt nhỏ trên mặt đất

- Nước ngầm :Không có tầng nguồn nào đáng kể.Nước ngầm ở đây chủ yếu donước mặt ngấm xuống,nhưng phần vỉa nằm dưới mực nước biển sẽ chịu ảnhhưởng,nhưng do độ ngấm không đáng kể do đó công tác thoát nước không gặpnhiều khó khăn

* Đặc điểm khí mỏ :

- Mỏ có độ xuất khí CH4 tương đối là : 5,6 m3/T-24h

I.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

* Kinh tế xã hội :

- Khu vực chủ yếu là người kinh sinh sống ,

* Điều kiện giao thông khu vực :

- Khu vực thiết kế mỏ nằm gần đường giao thông,lại có đường sắt chạy quanên rất thuận tiện cho công tác vận chuyển

* Nhận xét :

- Với những đặc điểm địa hình như đã nêu tạo ra những thuận lợi và khókhăn nhất định

- Thuận lợi:Do gần đường giao thông, địa hình bằng phẳng nên vận tải đường

mỏ thuận lợi;thuận lợi cho cung cấp năng lượng;nguyên vật liệu phục vụ cho khaithác và thông tin liên lạc,phần trên của vỉa thuận lợi cho thoát nước mỏ

- Khó khăn: án mở vận chuyên các máy móc thiết bị lên núi gặp khó khăn

CHƯƠNG II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

II.1.Sản lượng và tuổi mỏ

m – Chiều dày của vỉa than, m

γ - Dung trọng của than, m

Các thông số S, H’, m, γ, ZĐC đợc tính toán ghi trong bảng sau:

ZCĐ = ZĐC = 84760787 (tấn)

* Trữ lợng công nghiệp của mỏ:

Quá trình khai thác mỏ ngời ta không thể lấy hết toàn bộ trữ lợng trong bảngcân đối lên mặt đất, do đó trong thiết kế phải dùng trữ lợng nhỏ hơn và đợc gọi làtrữ lợng công nghiệp và đợc xác định:

ZCN = ZCĐ.C , (tấn)Trong đó:

ZCN - Trữ lợng công nghiệp, tấn

ZCĐ - Trữ lợng trong bảng cân đối, tấn

C - Hệ số khai thỏc.Theo đồ ỏn mỏ khai thỏc trong điều kiện thuận lợi nờn

t1 – Thời gian xây dựng mỏ , t1 =2 năm

t2 – Thời gian khấu vét, t2 = 2năm

Vậy tuổi mỏ thực tế : Tth =49 + 2 +2 = 53 năm

D, Chế độ làm việc của mỏ:

a)Bộ phận lao động trực tiếp:

Bộ phận lao động trực tiếp của mỏ làm việc 3 ca một ngày, tuần làm việc 6 ngày, nghỉ chủ nhật

Ca I từ 6h đến 14h

Ca II từ 14h đến 22h

Ca III từ 22h đến 6h

Để đảm bảo thời gian làm việc và nghỉ ngơi hợp lý, mỏ đã áp dụng phơng thức

đổi ca ngợc Thể hiện ở bảng sau:

Ca I Ca II Ca

III

Nghỉ Ca I Ca II Ca III

1 56

.b) Bộ phận lao động gián tiếp:

Bộ phận lao động gián tiếp của mỏ làm việc 8 giờ một ngày, tuần làm việc 5ngày, nghỉ thứ 7 và chủ nhật Giờ làm việc:

- Buổi sáng: từ 7h30’đến 11h30’

-Buổi chiều:từ 12h30’ đến 16h30’

II.2.1,Phương ỏn mở vỉa

Qua việc nghiên cứu bản đồ địa chất, mặt cắt địa chất, bản đồ địa hình và

địa chất khu vực thiết kế.Với độ sõu khai thỏc – 402 m và cỏc vỉa cú độ dốc trungbỡnh : 230 ta chọn phương ỏn mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyờn vỉa tầng

+ Chiều dài lũ chợ : do mỗi tầng khai thỏc là 250m, để lại 15m làm trụ than bảo

vệ, dựng một lũ vận tải, một lũ thụng giú, một lũ song song vận tải, mỗi lũ 3m, vậychiều dài lũ chợ thực tế lũ chợ là 226m

+ Chiều dài theo phương: S = 3628 m.

6

7 10 12

11 9

14 15

8

1,Giếng đứng chính 8,Lò DV thông gió của tầng thứ nhất

3,Sân giếng vận tải của tầng thứ nhất 10,Lò song song

4,Sân giếng thông gió của tầng thứ nhất 11,Họng sáo

5,Lò xuyên vỉa vận tải của tầng thứ nhất 12,Lò chợ

6,Lò xuyên vỉa thông gió của tầng thứ

nhất

13, Sân giếng vận tải của tầng thứ hai

7,Lò dọc vỉa vận tải của tầng thứ nhất 14, Lò xuyên vỉa vận tải tầng thứ hai 15,Lò dọc vỉa vận tải của tầng thứ hai

1,Trình tự đào lò

Buớc đầu,người ta đào các đường lò mở vỉa và chuẩn bị theo thứ tự như sau :

Từ mặt đất ở vị trí chân núi tiến hành đào hai giếng đứng chính 1 và phụ 2 sâu đếnmức vận tải của tầng thứ nhất.Sau đó tạm dừng việc đào giếng , xây dựng các sângiếng vận tải 3 và sân giếng thông gió của tầng thứ nhất.Từ các sân giếng ,đào các

lò xuyên vỉa của tầng : xuyên vỉa 5 và thông gió 6 ,sao cho từ giếng có thể liên hệđược với các vỉa than trong cụm vỉa.

Từ chỗ giao nhau giữa lò xuyên vỉa với từng vỉa than ,theo phương vỉa về haicánh đào các lò dọc vỉa của tầng :lò dọc vỉa vận tải 7 và lò dọc vỉa thông gió 8.Khicác lò dọc vỉa vận tải 7 và lò dọc vỉa thông gió 8 đến biên giới của tầng thì đượcnối với nhau bằng lò cắt 9.Để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải 7 ta phải đào lò song song

10 và các họng sáo 11 để chừa lại các vỉa than nguyên khối.Cuối cùng tiến hànhxây dựng lò chợ 12

Đến thời điểm kết thúc khấu than ở tầng thứ nhất ,cần chuẩn bị xong tầngthứu hai.Muốn thế phải đào sâu them hai giếng đến mức vận tải của tầng thứ hai,xây dựng sân giếng mới 13 ,đào lò xuyên vỉa vận tải mới 14 và các lò chuẩn bịkhác giống như tầng thứ nhất.Lò xuyên vỉa vận tải 5 cùng với các lò dọc vải vận tải

7 của tầng thứ nhất sẽ được sử dụng làm các lò thông gió cho tầng thứ hai

2,Sơ đồ vận tải

Trong phương pháp mở vỉa này ,than khai thác được vận tải bằng máng càođặt dọc theo lò dọc vỉa vận tải 7,theo nó từ hai cánh được đưa về lò xuyên vỉa vậntải 5 ,vào sân giếng vận tải 3 ,rồi được trục lên mặt đất qua giếng đứng 1

Vật liệu cung cấp cho các lò chợ được đưa vào mỏ qua giếng phụ 2 ,vào sângiếng thông gió 4 rồi theo lò xuyên vỉa thông gió 6 đến lò dọc vỉa thông gió 8 vào

lò chợ.Tầng thứ hai tương tự như tầng thứ nhất

3,Sơ đồ thông gió

+Gió sạch được đưa vào mỏ qua giếng phụ 2 xuống đến mức vận tải của tầng

đang khai thác vào sân giếng vận tải 3 sau đó theo lò xuyên vỉa vận tải 5 ,lò dọc vỉavận tải 7 vào lò chợ 12

+Gió bẩn từ lò chợ sẽ thoát lên lò dọc vỉa thông gió 8 theo lò xuyên vỉa thônggió 6 vào sân giếng thông gió 4 vầ giếng chính 1 ,rồi qua nó thoát lên mặt đất

Chú ý :Để thoát nước cho mỏ ta phải đào các giếng gom nước ở đầu các

đường lò dọc vỉa sau đó bơm lên mặt đất

II.2.4.Lựa chọn các thông số mở vỉa và chuẩn bị hợp lý

• Chọn tiết diện tất cả các đờng lò mở vỉa

Vì chống Chiều dài

m

Hệ số masát

*Trong một ca làm việc thì số ngời làm việc trong gơng lò chuẩn bị lớn nhất là 8 ngời.Và lợng thuốc nổ nổ một lần ở trong gơng lò chuẩn bị lớn nhất là 20 kg cho một lần nổ.

*Vị trí hầm chứa thuốc đợc đặt ở dới ngay sát đờng lò xuyên vỉa vận tải ,và thể tíchhầm chứa thuốc nổ là 30 m3

*Vị trí đặt trạm bơm đợc bố trí đặt sát giếng đứng chính và nằm ngay dới đờng lò xuyên vỉa vận tải để thoát nớc cho các đờng lò Và công suất động cơ của bơm là

- Với vỉa V1 và vỉa V3 ta dựng hệ thống khai thỏc chia lớp nghiờng

+ Vỉa V1 chia làm 2 lớp,mỗi lớp dày 2 m cũn lại lớp đệm bảo vệ+ Vỉa V3 chia làm 4 lớp, mỗi lớp 2,2 m cũn lại cỏc lớp đệm sẽđược khấu thu hồi

- Vỉa V2 ta dựng hệ thống cột dài theo phương

2.Sơ đồ hệ thống khai thỏc

2.1 HTKT cột dài theo phơng lò chợ tầng:

a, Sơ đồ HTKT

3 7

4

5

7 3 1 8

1,XVVT của tầng 2,XVTG của tầng 3,Lũ DVVT của tầng

4,Lũ DVTG của tầng 5,6,Lũ chợ 7,Lũ song song ; 8,Họng sỏo

b, Công tác khai thác :

Từ lò xuyên vỉa vận tải, thông gió (1và 2) ta đào về hai cánh của tầng lò dọc vỉa thông gió (4) và lò dọc vỉa vận tải (3) Sau khi các đờng lò dọc vỉa thông gió và vận tải đào ra đến biên giới của khu khai thác, tiến hành đào lò song song cho lò dọc vỉa vận chuyển, cứ đào đợc khoảng 30m, ta đào một họng sáo nối đờng lò dọc vỉa vận chuyển với đờng lò song song Đồng thời tiến hành đào lò cắt nối đờng lò dọc vỉa vận chuyển và đờng lò dọc vỉa thông gió Khi tiến hành khai thác thì lò cắt biến thành lò chợ

c, Công tác vận tải:

Than khai thác ra từ lò chợ đợc vận chuyển bằng máng cào xuống lò dọc vỉa song song Tại lò song song sử dụng máng cào để tải than ra họng sáo và tự chảy xuống lò dọc vỉa vận tải Từ đờng lò dọc vỉa vận tải than đợc vận chuyển bằng tàu

điện ra lò xuyên vỉa vận tải, và than lại đợc vận chuyển tiếp tục bằng tàu điện ra sângiếng trung tâm và đợc trục thẳng lên mặt đất bằng trục tải skip

2 HTKT cột dài theo phơng-lò chợ tầng chia lớp nghiêng

a, Sơ đồ HTKT:

đào đợc khoảng 30m ta lại đào họng sáo để nối lò dọc vỉa vận tải với lò song song.

Ở đây ta áp dụng HTKT chia lớp nghiêng lên ta sẽ bố trí khai thác lớp vách

tr-ớc khi lớp vách khai thác đợc khoảng 60m thì ta tiến hành khai thác lớp trụ và thu hồi than hạ trần lớp giữa Trong quá trình khai thác lớp vách sau khi khai thác than

ở lò chợ xong thì ta tiến hành rải lới B40 xuống nền lò tạo nóc giả khi khai thác lớptrụ

c, Công tác vận tải:

han khai thác từ lò chợ đợc máng cào vận chuyển xuống lò các song song vàtheo họng sáo xuống lò dọc vỉa vận tải của tầng , than ở đây theo tàu điện đi ra lòxuyên vỉa vận chuyển, tiếp tục theo tàu điện vận chuyển ra hệ thống sân giếngtrung tâm, và đợc trục lên mặt đất bằng thùng trục skip

III.2.Chọn cụng nghệ khai thỏc

+ Để đảm bảo sản lợng của mỏ là A = 1 100 000 tấn/năm Công nghệ khấu than trong lò chợ là cơ khí hoá toàn bộ ta chọn sản lợng ra than của mỗi lò chợ Alc

= 220 000 tấn/ năm Vậy số lò chợ hoạt động đồng thời sẽ đợc tính theo công thức:

Vậy chọn số lũ chợ hoạt động đồng thời : 5 (lũ chợ) và 1 lũ chợ dự phũng

+ Cụng nghệ chống giữ lũ chợ : Ta chọn cụng nghệ chống giữ lũ chợ bằng vỡ

chống thủy lực đơn

+ Cụng nghệ khai thỏc than lũ chợ : Ta dựng thiết bị mỏy liờn hợp RKU-13

và mỏng cào uốn SPTs-273 cú cỏc thụng số đặc trưng sau

- Chiều dài lũ chợ Llc = 200 m

- Chiều cao khấu1,25ữ2,69 m

- Gúc dốc giới hạn của vỉa α ≤ 35 0

- Chiều rộng dải khấu 0,8m

- Bước phỏ hỏa 0,8m

- Phự hợp với vỡ chống thủy lực đơn

+ Cỏc thụng số của lũ chợ

- Chiều dài lũ chợ : Llc = 226(m)

- Chiều cao khấu 2,3m với vỉa V2 ; 2 m với vỉa V1 và 2,2 m với V3

- Chiều dài theo phương lũ chợ 1800m

- Sản lượng lũ chợ Alc = 220000 T/năm

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ THễNG GIể MỎIV.1 Khỏi quỏt chung

+ Nhiệm vụ của thụng giú mỏ : Trong quỏ trỡnh sản xuất trong mỏ hầm lũ,

cụng tỏc thụng giú mỏ là cụng tỏc rất quan trọng, khụng thể thiếu được nhằm đảm