Đồ án Nghiên cứu hoàn thiện các sơ đồ HTKT nhằm tăng sản lượng khai thác mỏ Tây Nam Đá Mài

Quathời gian thực tập và viết đồ án tốt nghiệp, đến nay bản đồ án đã hoàn thành, bản đồ án tốt nghiệp gồm hai phần: Phần chung: thiết kế sơ bộ khu mỏ than Tây Nam Đá Mài Phần chuyên đề:

Lời mở đầu

Than đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân , đặc biệt

là đối với các ngành công nghiệp nặng nh : nhiệt điện, luyện kim Cùng với sựphát triển của các ngành công nghiệp trong cả nớc, ngành khai thác than cũng đã

và đang phát triển rất mạnh mẽ, góp phần quan trọng vào việc ổn định và pháttriển của nền kinh tế quốc dân

Hiện nay các mỏ khai thác than lộ thiên đều đang khai thác xuống sâu nên

điều kiện khai thác ngày càng khó khăn Vì vậy muốn khai thác có hiệu quả cao

đòi hỏi phải áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật và có công nghệ khai tháchợp lý

Sau 5 năm học tập tại trờng đại học Mỏ Địa Chất, bớc đầu em đã làm quenvới công tác thiết kế Vừa qua em đã đợc cử về công ty cổ phần than Tây Nam

Đá Mài -TKV thuộc ở thị xã Cẩm Phả - Quảng Ninh để thực tập tốt nghiệp Quathời gian thực tập và viết đồ án tốt nghiệp, đến nay bản đồ án đã hoàn thành, bản

đồ án tốt nghiệp gồm hai phần:

Phần chung: thiết kế sơ bộ khu mỏ than Tây Nam Đá Mài

Phần chuyên đề: Nghiên cứu hoàn thiện các sơ đồ HTKT nhằm tăng sản lợng khai thác mỏ Tây Nam Đá Mài

Trong thời gian thực tập và viết đồ án tốt nghiệp , em đã nhận đợc sự giúp đỡtận tình của thầy giáo Nguyễn Anh Tuấn cùng các thầy cô giáo trong bộ mônkhai thác lộ thiên , của các cán bộ nhân viên mỏ than Tây Nam Đá Mài- TKV vàcác bạn đồng nghiệp Đến nay bản đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành Tuy bản thân có nhiều cố gắng tìm tòi và học hỏi song do lần đầu làm quenvới công tác thiết kế và trình độ còn nhiều hạn chế nên bản đồ án này khôngtránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đợc sự ân cần chỉ bảo của các thầy côgiáo trong bộ môn và những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp

Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn cùng toàn thể cácthầy cô giáo trong bộ môn và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và chỉ bảo để em

có thể hoàn thành đợc bản đồ án này đúng thời gian quy định

Hà nội, ngày 28 tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiện:

Ngô Đức Thành

Phần chung Thiết kế sơ bộ Mỏ than tây nam đá mài

Chơng I Tình hình chung của mỏ và đặc điểm địa chất khoáng sàng

I.1 Tình hình chung của mỏ

I.1.1 Vị trí địa lý

Mỏ Tây Nam Đá Mài thuộc địa phận thị xã Cẩm Phả- Tỉnh Quảng Ninh.Khai trờng khai thác lộ thiên mỏ than Tây Nam Đá Mài (thuộc Công ty cổ phầnthan Tây Nam Đá Mài ) nằm ở phía Bắc, cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng

5 km

Phía Bắc : giáp mỏ than Tây Bắc Đá Mài (công ty than Hạ Long)

Phía Nam : giáp khu Lộ Trí (Công ty than Thống Nhất)

Phía Đông : giáp mỏ than Đông Đá Mài (Công ty Đông Bắc )

Phía Tây : giáp khu Khe Tam (Công ty than Dơng Huy)

Nằm trong giới hạn quản lý sau (Xem bảng 1.1):

Bảng 1.1: Vị trí địa lý mỏ Tây Nam Đá Mài

I.1.2 Mối liên hệ của mỏ với các cơ sở công nghiệp khác trong vùng

Khai trờng mỏ có đờng ôtô (đờng nội bộ mỏ) nối với quốc lộ 18A, 18B Nhìnchung, hệ thống giao thông vận tải từ mỏ đến các cảng và bên ngoài khá thuậntiện Mỏ Tây Nam Đá Mài nằm trong vùng công nghiệp khai thác than lớn nhấtViệt Nam Trong khu vực kế cận với mỏ nói riêng và trong vùng than Cẩm Phảnói chung có các công ty khai thác than nh : Công ty than Khe Chàm, Công tythan Cao Sơn, Công ty than Dơng Huy, Công ty than Cọc Sáu,vv Các cơ sở hạtầng, năng lợng, giao thông, dịch vụ phục vụ ngành công nghiệp khai thác thankhá hoàn chỉnh với nhà máy tuyển than Cửa Ông, cảng Cửa Ông, Công ty cổphần chế tạo máy Than Việt Nam Đây là những cơ sở thuận lợi cho quá trìnhphát triển mỏ

I.1.3 Khí hậu và lợng ma

Mỏ Tây Nam Đá Mài nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa

rõ rệt: Mùa ma, thờng từ tháng 5 đến tháng 10; mùa khô, từ tháng 11 đến tháng 4năm sau Ma thờng lớn nhất vào tháng 7, tháng 8 hàng năm

Lợng ma lớn nhất trong ngày là: 324mm (ngày11/ 07/1960)

Lợng ma lớn nhất trong tháng là: 1089,3mm (tháng 08/1968)

Lợng ma lớn nhất trong mùa ma là: 2850,8mm (1960).

Lợng ma lớn nhất trong một năm là: 3076mm (1966)

Số ngày ma nhiều nhất trong mùa ma là: 103 ngày (1960)

Số ngày ma nhiều nhất trong một năm là: 151 ngày

I.1.4 Cung cấp nớc và thải nớc

1 Cung cấp nớc

a Hiện trạng cung cấp nớc

- Mặt bằng sân công nghiệp: Mỏ Tây Nam Đá Mài đang trong quá trình sảnxuất và khai thác, các công trình phục vụ trên mặt bằng sân công nghiệp (nhàvăn phòng, nhà ăn, khu vệ sinh, trạm bơm, giếng khoan) đã đi vào hoạt động,phục vụ sinh hoạt sản xuất chung Nguồn cung cấp nớc chính phục vụ cho nhucầu sinh hoạt, ăn uống, rửa xe trên mặt bằng sân công nghiệp hiện lấy từ giếngkhoan của mỏ đợc xây dựng sát mặt bằng Đây cũng là nguồn cung cấp nớc duynhất trong khu vực mỏ dùng để sinh hoạt, sản xuất Tại giếng hiện lắp máy bơm

có Q = 5 m3/h, H = 60 m, NĐC = 1,7 kw Thực tế cho thấy nguồn nớc này cấp khá

ổn định, chất lợng giếng và máy bơm còn đảm bảo sử dụng đợc về lâu dài,không cần thay thế bổ sung

Nớc từ giếng đợc bơm theo ống nhựa trên mặt bằng, đờng kính  =34 20mm

dẫn về các téc chứa nớc khu vệ sinh, cầu rửa xe và cấp cho nhà ăn Các téc và bểchứa nớc chất lợng còn tốt, riêng hệ thống đờng ống trên mặt bằng sử dụng bằngống nhựa, lâu ngày đã có hiện tợng rò, rỉ, dập vỡ, cần phải đợc thay thế bổ sung

để đảm bảo đáp ứng yêu cầu sử dụng lâu dài Riêng nớc tới đờng đợc lấy trựctiếp từ các moong khai thác cũ, nguồn nớc này ổn định và rất phong phú, đápứng đợc yêu cầu

- Mặt bằng cảng km6: Hiện nguồn cung cấp nớc dùng hàng ngày cho khuvực này đợc đa tới bằng xe téc dới hình thức mua trực tiếp từ các đơn vị kinhdoanh nớc thị xã Cẩm Phả

b Tiêu chuẩn và nhu cầu dùng nớc

- Tiêu chuẩn dùng nớc: Nớc tiêu dùng cho sinh hoạt và ăn uống, tắm rửa củacán bộ công nhân viên thuộc mỏ, lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXD.33-1985

và các tiêu chuẩn ngành

Trong đó:

Nớc ăn uống giữa ca: 35 lít/ngời ca;

Nớc rửa xe: 500 lít/xe;

Nớc sản xuất, sửa chữa cơ khí: lấy theo yêu cầu công nghệ;

Nớc tới bụi kho than: 0,51 lít/m2, ngày tới 4-6 lần;

Nớc tới đờng: 1 lít/m2, ngày tới 8 lần

- Nhu cầu dùng nớc: Toàn bộ nhu cầu dùng nớc của mỏ theo từng khu vực (xemtrong bảng 1.2)

Bảng 1.2: Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nớc của mỏ

II Tới bụi, tới đờng trên MBSCN

III Trên mặt bằng cảng km6

1 Nớc cho sinh hoạt ăn uống giữa ca 7

tế, các suối chảy qua khu vực khai thác và mặt bằng sân công nghiệp về mùa khôhầu hết cạn kiệt, lu vực bị huỷ hoại gần nh hoàn toàn, không có khả năng sinhthuỷ điều tiết ổn định lợng nớc các suối giữa mùa ma và mùa khô Vì vậy cácnguồn nớc mặt trong khu vực không thể là nguồn cung cấp nớc cho mỏ Nớc sảnxuất, sinh hoạt ăn uống trên mặt bằng sân công nghiệp không thể thiếu và vẫn đ-

ợc lấy từ nguồn nớc giếng khoan hiện nay cấp đến Để đảm bảo an toàn và vệsinh nguồn nớc phải khử trùng tại bể nớc nhà ăn Đây cũng là nguồn nớc đápứng đợc nhu cầu dùng nớc trên mặt bằng sân công nghiệp trong giai đoạn trớcmắt cũng nh về lâu dài của mỏ Nớc tới đờng, tới bụi khu sàng và kho than vẫngiữ nguyên phơng thức nh hiện nay, nớc sẽ vẫn lấy từ các moong khai thác cũcấp về

- Mặt bằng cảng 6km: Do nhu cầu dùng nớc của khu này không lớn, mộtphần mặt bằng dùng nớc nằm độc lập, cách xa nguồn nớc thị xã Để giảm bớt

đầu t ban đầu cho mỏ, trong giai đoạn trớc mắt vẫn mua nớc về bằng xe téc muatrực tiếp của đơn vị kinh doanh nớc Thị xã Cẩm Phả Về lâu dài, khi mạng ốngphân phối cấp II, cấp III của hệ thống cấp nớc Thị xã đợc xây dựng đến khu vựcgần khu vực, nớc cấp về mặt bằng sẽ đợc đầu nối trực tiếp vào hệ thống này qua

động hồ đo nớc tuyến ống riêng

d Các giải pháp kỹ thuật chủ yếu

- Mặt bằng sân công nghiệp: Hiện giếng khoan và máy bơm giếng còn tốt,

đảm bảo đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sản xuất, rửa xe trên mặt bằng Nguồn nớccung cấp và máy bơm đợc sử dụng lại hoàn toàn, không cần cải tạo bổ sung.Riêng tuyến ống nhựa trên mặt bằng sẽ đợc dỡ bỏ, thay thế bằng ống thép trángkẽm 32- 15 Tại các nhánh rẽ, các điểm lấy nớc lắp đặt van khoá để đóng mởkhi vận hành, sửa chữa khi có sự cố xảy ra Máy bơm giếng đa nớc tới các bểhiện có tại nhà ăn, khu vệ sinh, cầu rửa xe.Toàn bộ đờng ống chôn sâu trungbình 0,5 m so với mặt đất

- Mặt bằng xởng sàng: Khu xởng sàng đợc bố trí sát mặt bằng sân côngnghiệp, trên mặt bằng này bao gồm các cụm sàng, các kho than Để đảm bảo vệsinh môi trờng, tránh gây bụi, trên mặt bằng sẽ bố trí hệ thống vòi phun tới bụivới tiêu chuẩn tới lấy 0,5 lít/m2, ngày tới 4-6 lần tùy theo độ ẩm của than đểkhông tạo bụi khi hoạt động và gió thổi Toàn bộ tuyến ống chính dùng ống thép

50, các ống nhánh 25, trên tuyến bố trí các vòi phun tới bụi 20 đợc di độngtheo các ống cao su chịu áp lực  20

Để đáp ứng yêu cầu áp lực cho các vòi phun P45m, tại mặt bằng xây bể chứadung tích 10m3, nớc từ bể đợc tăng áp qua trạm bơm xây dựng cạnh bể dẫn vàomạng đờng ống, trạm bơm có kích thớc ab = 33,6 m trong trạm bố trí 2 máybơm loại MD32-250/7,5 (l l/v, ldp) làm việc với Q = 346 m3/h, H = 77-75 m, NĐC

= 7,5 kw Nớc vào bể đợc lấy từ các xe téc chở nớc tới đờng đến

- Mặt bằng cảng km6: Nớc cấp đến các bể chứa khu vực này bằng các xe técchở đến (theo hình thức mua nớc) Để đảm bảo vệ sinh môi trờng, tránh và giảmthiểu bụi, trên mặt bằng sẽ bố trí hệ thống vòi phun tới bụi với tiêu chuẩn tới lấy0,5 lít/m2, ngày tới 4-6 lần tuỳ theo độ ẩm của than để không tạo bụi khi hoạt

động và gió thổi Toàn bộ tuyến ống chính dùng ống thép  20 và đợc di độngtheo các ống cao su chịu áp lực  20 đến các vị trí khử bụi

Tại mặt bằng xây bể chứa dung tích 10 m3, nớc từ bể đợc tăng áp lực quatrạm bơm xây dựng cạnh bể dẫn vào mạng đờng ống, trạm bơm có kích thớcab= 33,6, trong trạm bố trí 2 máy bơm loại MD32-250(l l/v, ldp) làm việcvới Q = 343,6 m3/h, H = 77-75 m, NĐC = 7,5 kw

2 Thải nớc

Nớc thải sinh hoạt trên mặt bằng chủ yếu là nớc sản xuất, sinh hoạt ăn uống:Nớc thải từ khu vực nhà ăn, nhà bếp đợc qua các hố ga lắng giữ lại cặn rác sau

đó mới thoát vào hệ thống mơng rãnh trên mặt bằng Nớc thải từ văn phòng, khu

vệ sinh công cộng đợc tập trung qua bể tự hoại sau đó mới thải ra ngoài Nớc thảisản xuất khu bảo dỡng, rửa xe đợc qua hố ga, nớc trong xả trực tiếp ra ngoài, cặndầu mỡ đợc thu gom mang đi xử lý

I.2 Đặc điểm địa chất của khoáng sàng

I.2.1 Đặc điểm địa tầng

Địa tầng chứa than trong khu mỏ bao gồm các trầm tích hệ Trias-thống ợng bậc Nori(T3n) với tổng chiều dày địa tầng khoảng trên 1200m

th-Trong cột địa tầng chung của mỏ có các loại nham thạch: cuội kết, sạn kết, cátkết, sét kết và các vỉa than, trong đó có 6 vỉa than đạt chiều dày công nghiệp:V11, V12, V13-1, V13-2, V14-1, V14-2.

Cuội kết: thờng phân bố ở khoảng giữa địa tầng của các vỉa than và đặc biệtnằm sát vách vỉa 14-5 là dấu hiệu để nhận biết vỉa than trong quá trình khai thác.Sạn kết: diện phân bố rộng Trong tầng đá vách vỉa 14-5 sạn kết chiếm khoảng10%, rất rắn chắc

Cát kết: có mặt rộng rãi nhất ở vách các vỉa than, thuộc loại đá tơng đối rắnchắc

Bột kết: chiếm khoảng từ 35-50% trong cột địa tầng, có khi nằm kẹp giữacác lớp than, cờng độ chịu tải khá tốt

Sét kết: thờng nằm sát trụ vỉa than hoặc tạo thành các lớp kẹp trong than kháphổ biến Chiều dày than thay đổi từ vài cm đến vài m Đây là loại đá mềm th-ờng bở rời khi gặp nớc và dễ tụt lở

I.2.2 Đặc điểm kiến tạo

a Đặc điểm đứt gẫy

Trong phạm vi của mỏ mới chỉ phát hiện 2 đứt gẫy A-A, B-B

- Đứt gẫy A-A : Đây là đứt gẫy nghịch nằm về phía Nam khu mỏ, là một đứtgãy lớn đợc phát hiện sớm trong các giai đoạn thăm dò than Cơ sở để xác định

đứt gãy tơng đối chắc chắn:

Mặt trợt đứt gãy cắm Tây–Nam;

Góc cắm từ 65-70 0;

Biên độ dịch chuyển từ 70m80m;

Phơng đứt gẫy chạy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam

- Đứt gẫy B-B : là đứt gãy tồn tại trong phạm vi ngắn Bắt đầu xuất hiện từ

đứt gãy A-A( Đứt gãy lớn của khu vực) phát triển theo phơng Đông Nam–TâyBắc Đây là đứt gẫy thuận có hớng cắm về Tây Nam, độ dốc mặt trợt khoảng 600

biên độ dịch chuyển lớn nhất khoảng 150m

b Đặc điểm các uốn nếp

Trong phạm vi khu mỏ có 2 uốn nếp nhỏ :

- Nếp lồi nhỏ ở phía Nam gần đứt gãy A-A, trục nếp lồi có phơng gần ĐôngTây, mặt trục nghiêng về Nam với độ dốc khoảng 750 Độ dốc 2 cánh không cân

đối : Cánh Nam độ dốc khoảng từ 300, cánh Bắc có độ dốc thoải hơn khoảng 200

- Nếp lõm 375 ở phía Bắc gần đứt gẫy B-B, là nếp lõm khu vực, diện tíchkhoảng 4km2, nếp lõm này đợc hình thành trùng với hớng cấu tạo chính củakhoáng sàng Khe Chàm và có xu hớng phát triển kế tục với nếp lõm Bàng Nâu,trục nếp lõm phát triển theo phơng Đông Tây

c Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

Trong phạm vi khai trờng của mỏ, địa tầng trầm tích chứa 9 vỉa than, trong

đó dự kiến khai thác 3 vỉa 13-1, 13-2 và 14-1 đến chiều sâu +0

Vỉa 13-1 : đợc khống chế bởi 42 lỗ khoan Chiều dày vỉa biến đổi từ 0.89 - 4,83

m trung bình 2,57 m Vỉa 13-1 thuộc loại ổn định về chiều dày, cấu tạo đơn giản

Vỉa 13-2 : đợc khống chế bởi 38 lỗ khoan Chiều dày vỉa biến đổi từ 6,35 m trung bình 3,32m Vỉa 13-2 thuộc loại ổn định về chiều dày, cấu tạo đơngiản.

1,23-Vỉa 14-1: đợc xác định bằng 20 hào và 1 số lỗ thăm dò, dới sâu vỉa đợckhống chế 27 lỗ khoan Chiều dày nhỏ nhất 0,9m, lớn nhất 4,26m, trung bình1,32m Chiều dày của vỉa không ổn định, cấu tạo đơn giản có từ 1 đến 2 lớpthan

Bảng 1.3: Đặc điểm các vỉa than

Chiều

Chiề u dày

Tỷ lệ % Chiều dày Tỷ lệ %

2

Riêng

than

TổngT1+T2

Tổng chiềudày (m) 4,26 87 4,56 93 4,07 78

I.2.3 Đặc điểm chất lợng than

Than trong khoáng sàng Khe Chàm nói chung và khu Tây Nam Đá Mài nóiriêng thuộc loại than Antraxit đen dòn mang đặc tính chủ yếu sau :

- Độ ẩm làm việc (WLV) thay đổi từ 3,34-9,39%, trung bình 5,20%

- Độ tro khô (AK) thay đổi từ 6,70-23,83%, trung bình 14,5%

- Chất bốc cháy (Vch) thay đổi từ 5,20-8,60%, trung bình 6,90%

- Nhiệt lợng cháy (Qch) thay đổi từ 7699- 8666 Kcal/kg, trung bình8250Kcal/kg

Bảng 1.4: Các chỉ tiêu cơ bản chất lợng than

bình

I.3 Điều kiện thuỷ văn và địa chất thuỷ văn

I.3.1 Nớc trên mặt

Suối Đá Mài bắt nguồn từ dãy núi Khe Sim chảy qua phía Đông Nam khaitrờng mỏ Đông Đá Mài về Cầu Giám đốc (Trên tuyến đờng ôtô Bàng Nâu –Cao Sơn) Hiện tại suối đang thoát nớc cho khu vực sờn núi phía Bắc dãy KheSim, khai trờng mỏ Đông Đá Mài và Tây Nam Đá Mài Trong quá trình khaithác cần có biện pháp bảo vệ suối để đảm bảo cho thoát nớc tốt

Suối Bàng Nâu đợc bắt nguồn từ dãy núi Bao Gia chảy về cầu Giám đốc hợp

lu với nhánh suối Đá Mài tạo thành suối Khe Chàm Suối có chiều dài 4600m,lòng suối rộng từ 10-30m, chảy qua khu vực khai thác và đổ thải của mỏ TâyBắc Đá Mài và Bàng Nâu lòng suối bị thu hẹp và nâng cao làm khả năng thoát n-

ớc của suối giảm Suối Bàng Nâu nằm xa khai trờng mỏ nên ít ảnh hởng đến mỏTây Nam Đá Mài

I.3.2 Nớc dới đất

Nớc trong phức hệ đất đá của địa tầng ( T3n), là phức hệ chứa nớc nằmtrong điệp chứa than Hòn Gai ( T3–n hg) Nguồn cung cấp nớc chủ yếu là nớc

ma và hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện khí tợng thuỷ văn Nớc dới đất có quan

hệ trực tiếp theo chiều sâu địa tầng, hớng vận động từ Tây Nam lên Đông Bắc (làmiền xâm thực của khu mỏ)

Nớc dới đất thuộc loại nghèo Hệ số thẩm thấu đến -50 trở lên, trung bình là0,027 m3/ngày

Lợng nớc tàng trữ trong đới huỷ hoại của đứt gẫy rất nghèo, thờng nhỏ hơn

so với đá chứa nớc đến 40 lần Hệ số thẩm thấu từ 0,00063- 0,005 m3/ngày đêm.Nớc dới đất thuộc loại nghèo, hệ số thấm K < 0,1 m/ngày đêm Tỷ lu lợng q <0,004 l/s Động thái nớc dới đất phụ thuộc vào điều kiện khí tợng thuỷ văn.Nớc trên mặt và nớc dới đất đều thuộc loại nớc ngọt Bicácbonát-Natri có thểdùng cho sinh hoạt và sản xuất Nớc trong vỉa than có độ axit khá cao, từ 2,5-5,5

I.3.3 Dự tính lợng nớc chảy vào khai trờng

Lợng nớc chảy vào mỏ gồm 2 nguồn : nớc mặt và nớc ngầm

1 Nớc mặt

Lợng nớc mặt chảy vào mỏ đợc tính toán theo công thức :

Q = F.A. m3/ngày đêm

Trong đó :F là diện tích lu vực m2; A- là vũ lợng lớn nhất mm/ngđ; A=

324 mm/ngđ (11/7/1960 );  - là hệ số dòng chảy mặt ( = 0,65 theo kết quảnghiên cứu đề tài tháo khô các mỏ vùng Cẩm Phả năm 1998)

2 Nớc ngầm

Nớc ngầm chảy vào moong khai thác đợc tính theo công thức :

0 0

2

lg ) lg(

366 , 1

R R

R

H K





Trong đó : K là hệ số thấm tính trung bình , Ktb= 0,016 ; Kmax= 0,085 mm/ngđ;

Ht là chiều cao cột nớc tháo khô, m; R bán kính ảnh hởng, m; R0 là bán kínhgiếng lớn m

Đất đá trong phức hệ gồm các loại cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết và sétkết Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của đất đá đợc thể hiện trong bảng 1.6 :

Bảng 1.6: Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của đất đá

Loại

nham

thạch

Dung trọng (g/cm 3 )

Tỷ trọng (g/cm 3 )

Cờng độ kháng nén (kg/cm 2 )

Lực dính kết (g/cm 2 )

Góc nội

ma sát ( )

Chơng II Những số liệu gốc dùng làm thiết kế II.1 chế độ làm việc trên mỏ

- Mỏ Tây Nam Đá Mài áp dụng chế độ làm việc liên tục trong năm

- Số ngày làm việc chung toàn mỏ trong năm: 300 ngày, riêng trực chỉ huy,vận hành trạm bơm thoát nớc khai trờng, cùng với các trạm biến áp, đờng điện vàbảo vệ trị an, làm việc liên tục 365 ngày

- Đối với cán bộ công nhân viên chức :

- Số giờ làm việc trong ca là 8 giờ

- Đối với các loại thiết bị

Số ngày làm việc trong năm đợc tính theo công thức :

Ntb= 365 - ( Nsc + Nl+ Nt ) , ngày / năm

Trong đó : Nsc- số ngày sửa chữa trong năm; Nsc = N1 + N2 + N3 + N4 , ngày /năm; N1 - số ngày đại tu thiết bị , N1 = 20 ngày/ năm; N2 - số ngàytrung tu thiết bị, N2 = 28 ngày/ năm; N3 - số ngày tiểu tu thiết bị, N3 = 12 ngày/năm; N4 - số ngày nghỉ bảo dỡng thiết bị , N4 = 25 ngày/ năm

II.2 Các loại thiết bị sử dụng

Hiện nay Công ty CP than Tây Nam Đá Mài- TKV đang sử dụng các loạithiết bị chủ yếu do Liên Xô cung cấp , ngoài ra còn có thiết bị của một số nớckhác

II.2.1 Thiết bị khoan và vật liệu nổ

1.Thiết bị khoan : Mỏ Tây Nam Đá Mài đang sử dụng máy khoan thủy lực xoay

d=127mm

2.Vật liệu nổ : Thuốc nổ Anfo rời, Anfo đóng túi, Nhũ tơng EE-31, NT-13

II.2.3 Thiết bị vận tải

Mỏ Tây Nam Đá Mài hiện nay đang s dụng các loại ô tô có trọng tải từ

15-42 tấn để vận chuyển đất đá và than nguyên khai

Vận chuyển than sạch đi tiêu thụ bằng ô tô tự đổ trọng tải từ 15 – 23T

Bảng 2.3: Các loại ô tô chủ yếu hiện có

4 Xe SCANIA loại A, tải trọng 23T nt

II.2.4 Các loại thiết bị khác

Mỏ Tây Nam Đá Mài đang sử dụng máy bơm 12Y - 10T để thoát nớc cỡngbức cho mỏ , sử dụng máy gạt có công suất từ 170 – 240CV

Bảng 2.4: Các loại máy gạt chủ yếu hiện có

Trong khai thác mỏ lộ thiên, để thu hồi đợc khoáng sản có ích trong lòng đấtthì ta phải bóc đi một lớp đất phủ nằm phía trên và quanh thân quặng Khối lợng

đất đá bóc phụ thuộc vào chiều dày lớp đất phủ và điều kiện thế nằm của vỉathan Khối lợng đất đá sẽ tăng lên khi ta mở rộng biên giới mỏ và đến một giá trịnào đấy thì việc khai thác bằng phơng pháp lộ thiên sẽ không có hiệu quả kinh tếnữa Do vậy ta phải tiến hành xác định biên giới mỏ lộ thiên để đảm bảo choviệc khai thác đạt hiệu quả kinh tế cao nhất

III.1 Xác định hệ số bóc giới hạn ( K gh )

Hệ số bóc giới hạn là tỉ số giữa khối lợng đất đá (m3) phải bóc tối đa trong

điều kiện kinh tế-kĩ thuật nhất định và khối lợng khoáng sản có ích khai thác đợctơng ứng

Hệ số bóc giới hạn (còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý) là một chỉ tiêu chính

để xác định biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên



, m3/T

Trong đó: Cb - Giá bán trung bình của một tấn than thơng phẩm trên cơ sởgiá bán các loại than của mỏ, Lấy Cb = 460 000 , đồng/T; Ct - Chi phí cho mộttấn than thơng phẩm (Bao gồm : Chi phí khai thác, sàng tuyển, vận tải, cáckhoản chi phí khác và không kể chi phí bóc đất đá), Ct = 74 493 đ/T; b -Chi phí

để bóc 1m3 đất đá (Bao gồm: khoan nổ, xúc bốc, vận chuyển ra bãi thải, thải đá),

b = 41 000 đ/m3;  - Là hệ số thu hồi than thơng phẩm từ than nguyên khai, lấy 

( 88 ,

Với tỉ trọng than t = 1,4 T/m3 thì Kgh= 11,6 m3/m3

Nh vậy theo tính toán sơ bộ, để khai thác lộ thiên mỏ Tây Nam Đá Mài có hiệuquả thì hệ số bóc trung bình và hệ số bóc biên giới của mỏ phải nhỏ hơn hoặcbằng 11,643 (m3/ m3) tính theo than nguyên khai

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

Khi đánh giá hiệu quả kinh tế của các phơng án xác định biên giới mỏ lộthiên ta dùng chỉ tiêu hệ số bóc trung bình ( Ktb ) và hệ số bóc giới hạn (Kgh ) của

mỏ làm nguyên tắc so sánh Chi phí của khai thác mỏ lộ thiên chủ yếu phụ thuộcvào hệ số bóc đất đá Để đảm bảo cho mỏ luôn thu đợc lợi nhuận trong quá trìnhhoạt động thì hệ số bóc đất đá trung bình của mỏ phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng

hệ số bóc giới hạn cho phép, đồng thời phải đảm bảo hai yêu cầu sau :

- Tổng chi phí khai thác than là nhỏ nhất

- Giá thành khai thác mỏ nhỏ hơn giá thành cho phép

Từ quan điểm này ta lựa chọn xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc

III.3 Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc

gh tb

K K

K K

Do chiều cao bờ mỏ không lớn, đất đá vách trụ khá ổn định do vậy chọn góc

III.4 Xác định biên giới mỏ

Cho đến 31/12/2010, mỏ Tây Nam Đá Mài tiến hành khai thác, than khaithác đợc 300.000 tấn, tơng ứng với khối lợng đất đá bóc là 2200000 m3 , hệ sốbóc trung bình là 7,3 m3/T Qua thực tế khai thác cho thấy các vỉa than có cấutạo ổn định, chất lợng than tốt

Trên cơ sở hiện trạng khai thác mỏ, đặc điểm cấu tạo địa chất mỏ và cáccông trình cần bảo vệ (suối, đờng ô tô), để đảm bảo có hiệu quả kinh tế và than

khai thác nhiều hơn, lựa chọn mở rộng khai thác xuống sâu theo phơng án khaithác vỉa 13-1 đáy +0, vỉa 13-2 đáy +30 Với các kết quả tính toán chỉ tiêu kinh

tế, kĩ thuật cho mỏ Tây Nam Đá Mài theo bảng 3.1 (số liệu tính toán trên bản đồ

Kế hoạch khai thác của công ty và các mặt cắt địa chất)

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát khối lợng đất, than

Bảng 3.3 : Xác định K bg vỉa 13-2 và 14-1

đất đá bóc (m 3 )

Khối lợng than (t)

Hình 3.2 Đồ thị xác định chiều cao khai thác vỉa 13-2 và 14-1

Từ 2 đồ thị trên, ta tiến hành điều chỉnh và xác định chiều cao khai thác vỉa 13-1

III.5.1 Chỉ tiêu và phơng pháp tính trữ lợng

Trữ lợng than trong biên giới mỏ và trong biên giới khai trờng đợc tính theo

2 chỉ tiêu :

Chỉ tiêu Nhà nớc : m > 1m ; Ak < 40%

Chỉ tiêu Than Việt Nam : m > 0,3 m; AKtb < 50%

Với m là chiều dày vỉa than và Ak là độ tro

Trữ lợng của vỉa đợc tính trên các bình đồ trụ vỉa và đợc tính bằng phơng phápsêcăng

III.5.2.Ranh giới và đối tợng tính trữ lợng

Ranh giới mỏ tính theo biên giới Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam giaocho Công ty Cổ phần Than Tây Nam Đá Mài quản lý,bảo vệ, thăm dò và tổ chứckhai thác Ranh giới khai trờng đợc lấy theo bản đồ kết thúc khai thác đáy kếtthúc của vỉa 13-2 mức +30 và đáy vỉa 13-1 mức  0 Đối tợng tính trữ lợng là 3vỉa : 13-1, 13-2, 14-1

III.5.3 Kết quả tính trữ lợng

1 Trữ lợng địa chất

Kết quả tính trữ lợng than địa chất và than công nghiệp xem trong bảng3.6

Bảng 3.6: Kết quả tính toán trữ lợng than địa chất và than công nghiệp

§Êt ( m 3 )

Than

CN (t)

§Êt ( m 3 )

Than

CN (t)

§Êt ( m 3 )

130928 5

2249980

Bảng 3.8 : Phơng án khai thác vỉa 13-1 mức +0; vỉa 13-2 và 14-1 mức +30

Trữ lợng than công nghiệp đợc tính toán trên cơ sở trữ lợng than địa chất trừ

đi tổn thất than và cộng với độ lẫn bẩn đất đá vào trong than trong quá trình khaithác Tổn thất than và độ lẫn bẩn than đợc tính toán trên cơ sở sơ đồ công nghệkhai thác áp dụng (xúc chọn lọc hay không chọn lọc, xúc bằng máy xúc thủy lựcgầu ngợc) và đặc tính cấu tạo vỉa than

Bảng 3.9: Kết quả tính toán tổn thất và làm nghèo than khai thác

Nội dung của công tác mở vỉa là tạo nên các đờng liên lạc trên các tầng tớisân công nghiệp mỏ, vận chuyển đất đá đến bãi thải , vận chuyển than đến khothan

Công tác mở vỉa có quan hệ chặt chẽ đến hệ thống khai thác và việc bố trí cáccông trình trên mặt đất Phơng pháp mở vỉa trớc tiên phụ thuộc vào hình thức vậntải, điều kiện thế nằm của vỉa Với một phơng pháp mở vỉa nhất định sẽ xác định

đợc một trật tự khai thác khoáng sàng, chế độ công tác mỏ và hiệu quả kinh tế

của khai thác mỏ lộ thiên Bởi vậy, thiết kế mở vỉa là một nhiệm vụ quan trọng.Muốn thực hiện tốt công tác này đòi hỏi phải có tầm quan sát tổng hợp trênnhiều vấn đề.

IV.2 Chọn phơng pháp mở vỉa

Đối tợng khai thác là vỉa 13-1, 13-2, và vỉa 14-1,14-2 chỉ khai thác tiện thểtrong quá trình khai thác vỉa 13-2 ( Phần Nam phay Fb) Vỉa có cấu tạo từ đơngiản tới tơng đối phức tạp Trong phạm vi khai thác, chiều dày vỉa trung bình 4 4,5 m; Trong vỉa có 0  2 lớp đá kẹp, trung bình là 1 lớp, các lớp đá kẹp đa số cóchiều dày < 0,5 m; Góc cắm dốc nghiêng 28  350, tại khu vực dự kiến khai thác

đều có xu hớng cắm xuôi với hớng dốc của địa hình

Đất đá trong khu mỏ gồm : Bột kết, cát kết, sét kết, cuội kết và lớp phủ đệ tứ

Độ cứng đất đá theo bảng chia độ cứng của Protodiaconop có f = 612 Phần đất

đá đệ tứ và một phần đá gốc mềm yếu bở rời có thể xúc gạt trực tiếp Phần đất

đá gốc còn lại khoảng 80 85 % tổng lợng đất đá bóc của mỏ phải làm tơi sơ bộtrớc khi xúc gạt

Hiện nay mỏ đang áp dụng phơng pháp mở vỉa bằng hào hỗn hợp Mở vỉabám vách vỉa

Tuyến hào ngoài là tuyến hào cơ bản bán hoàn chỉnh, bám sờn núi đợc đào

từ mức +160 trên sân công nghiệp mỏ đến mức +140 thì chia ra 2 nhánh ( với lý

do khai thác đồng thời 2 vỉa 13-1, 13-2 và tận thu vỉa 14-1,14-2): nhánh thứ nhất

đi lên mức +151 phía Nam vỉa 13-1 để chuẩn bị khai thác vỉa 13-1; nhánh thứ 2

đi đến mức +109 phía Nam vỉa 13-2 để chuẩn bị khai thác cho vỉa 13-2 và 14-1.Tuyến hào trong là hào bám vách vỉa với việc sử dụng máy xúc thuỷ lực gầungợc để đi hào tiên phong đáy hẹp ỏ phía vách vỉa Hào tiên phong đáy hẹp cóchiều rộng tối thiểu 20 m

IV.3 Thiết kế tuyến đờng hào

IV.3.1 Các thông số của tuyến đờng hào cơ bản

1 Độ dốc khống chế của tuyến đờng hào cơ bản

Độ dốc dọc của tuyến đờng, i0: độ dốc dọc của tuyến đờng hào vận tải đợcxác định theo điều kiện vận tải Mỏ Tây Nam Đá Mài sử dụng hình thức vận tảibằng ôtô, độ dốc cho phép đối với ôtô là 6 8 % Ta chọn i0= 6%

Độ dốc ngang tuyến đờng, in : độ dốc ngang tuyến đờng lấy theo điều kiệnthoát nớc tốt cho tuyến đờng là in = 0,3 %

2 Chiều rộng đáy hào cơ bản

Hình 4.1 : Sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào cơ bản

Tuyến đờng hào cơ bản trong mỏ có chức năng là để vận tải nên chiều rộng

đáy hào phải đảm bảo cho thiết bị vận tải hoạt động liên tục và an toàn Khi vậntải bằng ôtô thì chiều rộng đáy hào phụ thuộc vào chiều rộng của xe, số làn xe( tính cho 2 làn xe ) và tốc độ của xe Chiều rộng đáy hào đợc tính theo côngthức :

Bo = Z + 2(b+n) + a + C , mTrong đó : Z - chiều rộng đai an toàn trợt lở , Z = 3 m; n - chiều rộng phần lề

đờng , n = 1 m; b - chiều rộng làn xe chạy, b = 3,15 m; a - khoảng cách an toànkhi 2 xe tránh nhau, a = 0,5 + 0,005.v ,m; ( v = 25 km / h – vận tốc của ôtô )  a = 0,5 + 0,005.25 = 0,625 m

C : chiều rộng rãnh thoát nớc , C = 1 m

Vậy chiều rộng đáy hào cơ bản là :

Bo = 3+ 2.( 1 + 3,15 ) + 0,625 + 1 = 12,9 m Chọn : Bo = 13 m

3 Chiều dài tuyến đờng hào

Dựa trên điều kiện địa hình và hớng phát triển mỏ, với mỏ Tây Nam Đá Mài

sử dụng hào ngoài bán hoàn chỉnh Chiều dài của tuyến hào đợc xác định theocông thức sau :

Li = Kd I0

H i

, mTrong đó: Kd - Hệ số kéo dài đờng ,( với hào ngoài lấy Kd =1,2); I0 -Độ dốckhống chế của tuyến đờng %; H - Độ chênh cao giữa điểm đầu và cuối hào, m

 Rmin =

) 06 , 0 15 , 0 ( 127

L2a 0 , 1

 , mTrong đó : La- chiều dài từ trục bánh xe sau tới chắn trớc của ôtô, La= 5,735m; R - bán kính cong, R = 15 m; v - vận tốc xe chạy trên đoạn đờng cong,

v = 20 Km/h

 E =

15

20 1 , 0 15

735 ,

 = 2,7 m

6 Chiều rộng đoạn đờng cong

Bc = Bo + E = 16 + 2,7 = 18,7 m

IV.3.2 Các thông số của tuyến đờng hào chuẩn bị

1 Chiều rộng đáy hào chuẩn bị

Hình 4.2: sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào chuẩn bị

Chiều rộng đáy hào chuẩn bị đợc xác định theo thông số của thiết bị thamgia đào hào và sơ đồ nhận tải của ôtô Với sơ đồ nhận tải của ôtô là quay đảochiều thì chiều rộng của đáy hào chuẩn bị đợc xác định theo công thức sau :

Bcb = Ro + 0,5bo+ Lo + 2 , m Trong đó: Ro- Bán kính vòng của ôtô Ro= 7,2 m đối với xe Hyundai HD325; bo- Chiều rộng của ôtô, bo = 3,15 m ; Lo - Chiều dài của xe, Lo = 8,365 m; m

- Khoảng cách an toàn từ ôtô đến mép đáy hào m = 2 m

Thay vào ta có Bcb = 7,2 + 0,5.3,15 + 8,365 + 2.2 m;

Bcb = 21,1 mLấy Bcb = 21 m

2 Chiều dài tuyến đờng hào chuẩn bị

Chiều dài tuyến đờng hào chuẩn bị đầu tiên chính bằng chiều dài của khai ờng,

tr-Lcb = 1100 m

3 Độ dốc tuyến đờng hào chuẩn bị

Độ dốc tuyến đờng hào chuẩn bị lấy theo điều kiện thoát nớc tốt cho tuyến

Hình 4.3 : sơ đồ xác định các thông số của hào dốc

1 Chiều rộng đáy hào dốc

Thông thờng lấy chiều rộng đáy hào dốc bằng chiều rộng của đáy hào cơ bản,

 Bd = Bcb = 21 m

2 Độ dốc đáy hào

Hào dốc có nhiệm vụ tạo lối thông từ tầng này sang tầng khác và có chứcnăng mở tầng Độ dốc của đáy hào lấy theo điều kiện là khả năng vợt dốc củathiết bị vận tải khi có tải , id=6%

3 Chiều dài tuyến hào dốc

Chiều dài tuyến hào dốc đợc xác định theo công thức :

Ld =

06 , 0

Góc nghiêng thành hào phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá mỏ Đối với

đất đá mỏ Tây Nam Đá Mài có độ cứng từ 6 - 12 ; độ nứt nẻ trung bình do vậy

ta chọn góc nghiêng thành hào là αh = 700

IV.4 Kiểm tra năng lực thông qua của tuyến đờng vận tải trong mỏ

Khả năng thông qua của tuyến đờng bộ sử dụng xe ô tô, số lợng xe qua lạinhiều Xác định theo công thức :

N =

S

K n

v 1000

, xe/ hTrong đó: N- Số xe ô tô chạy cùng chiều trong 1h; v- Vận tốc trung bìnhcủa xe ô tô, v = 25km/h; n- Số làn xe chạy cùng hớng, n = 1; K- Hệ số điều hoàgiữa các xe chạy , K = 0,67; S - khoảng cách an toàn giữa hai xe chạy cùngchiều, S = 60 m

Nh vậy:

N =

60

67 , 0 1 25 1000

= 279 xe/h

Số lợng xe chạy ở trên đảm bảo đủ năng lực thông qua của tuyến đờng, đápứng theo yêu cầu sản xuất mỏ Tây Nam Đá Mài

IV.5 Tính toán khối lợng đào hào

IV.5.1 Khối lợng đào hào dốc

Khối lợng đào hào dốc đợc tính theo công thức :

3 2

21 ( 06 , 0

102   g 0 = 19522 m3

IV.5.2 Khối lợng đào hào chuẩn bị

Khối lợng đào hào chuẩn bị đợc xác định theo công thức :

Trong đó : Bcb - chiều rộng đáy hào chuẩn bị, Bcb = 21 m; h - chiều cao tầng,

h = 10 m;  - góc nghiêng sờn hào ,  = 700; T - góc nghiêng bờ trụ, T =

300; L - chiều dài tuyến đờng hào , L = 1100 m

IV.5.3 Khối lợng đào hào ngoài

Hào ngoài là tuyến đờng hào bán hoàn chỉnh đào theo sờn đồi, khối lợng đàohào ngoài đợc xác định theo công thức :

 ) sin(

2

sin sin

2 0

, Ln = 1304 m

Ta tính đợc :

Vn = 

70 sin(

2

30 sin 70 sin 13

0 0

0 0

2

1304 = 80 542 m3

IV.6 Lựa chọn phơng pháp đào hào

IV.6.1 Đào hào ngoài

Khu vực mỏ Tây Nam Đá Mài có địa hình dốc thoải theo sờn núi Vớicông tác đào hào mở vỉa, áp dụng phơng pháp kết hợp giữa máy xúc tay gầu ng-

ợc và máy gạt

- Đào hào trong đất đá mềm tơi : áp dụng phơng pháp xúc trực tiếp đổ thải

ra sờn dốc , kết hợp với máy gạt D - 85A gạt đẩy đất đá và tạo nền hào

- Đào hào khi gặp đất đá cứng và cứng vừa : áp dụng phơng pháp kết hợpgiữa máy gạt thi công tạo nền và tiến hành cho khoan nổ mìn làm tơi đất đá

Để đảm bảo đợc chiều rộng đáy hào, với khối lợng không thể xúc tải hết

đất đá thì áp dụng phơng pháp kết hợp giữa máy xúc HITACHI ZAXIS 870H và

xe ôtô HD 325 - 6 thực hiện công tác xúc bốc , vận chuyển đất đá đổ ra khu vựcbãi thải của mỏ

IV.6.2 Đào hào dốc và hào chuẩn bị

Hình 4.4: Sơ đồ đào hào chuẩn bị

Do đất đá của mỏ có độ cứng f = 8 12 nên phải tổ chức thi công khoan nổmìn làm tơi đất đá, sau đó bố trí máy xúc HITACHI ZAXIS 870H và xe ô tô HD

325 - 6 để thực hiện công tác xúc bốc và vận chuyển đất đá ra bãi thải ngoài

IV.6.3 Đào hào trong mỏ

Hào trong mỏ là hào bán hoàn chỉnh, đợc hình thành dần trong quá trìnhkhai thác khi mỏ đạt đến bờ dừng bên trụ, hào có dạng nửa đào, nửa đắp và thểtích phần nửa đào bằng thể tích phần nửa đắp Trình tự thi công trên tầng nh sau:

do đất đá mỏ có độ cứng lớn nên phải sử dụng phơng pháp khoan nổ mìn để làmtơi đất đá, đất đá phá ra dùng máy gạt gạt sang phần đắp sau đó tạo đờng trên đó

m

m

Lo

RoB

cb

Chơng V

Hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị

Hệ thống khai thác mỏ lộ thiên là một trật tự xác định các quá trình mở vỉa,bóc đất đá và khai thác khoáng sản nhằm đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt độngmột cách an toàn, kinh tế, thu hồi tối đa tài nguyên trong lòng đất

V.1 Lựa chọn hệ thống khai thác

Việc lựa chọn hệ thống khai thác có liên quan chặt chẽ đến công tác mở vỉa

và đồng bộ thiết bị sử dụng trong mỏ

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, cấu tạo và phân bốcủa vỉa 13-1, 13-2, sự ảnh hởng của các uốn nếp, đứt gãy và vị trí, trình tự mở vỉa

đã chọn ( mở vỉa bám vách vỉa , công trình mỏ phát triển từ tây sang đông ),

ta lựa chọn hệ thống khai thác xuống sâu, dọc một bờ công tác, khấu theo lớp

đứng có vận tải, đất đá đợc vận chuyển bằng ô tô tự đổ ra bãi thải ngoài phía Bắc

và Tây Bắc

Việc áp dụng công nghệ trên mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực cho doanhnghiệp vì đã giảm đợc hệ số bóc thời kỳ đầu, tăng cờng khả năng xuống sâu vànâng cao sản lợng mỏ

V.2 Lựa chọn đồng bộ thiết bị

Đồng bộ thiết bị sử dụng trên mỏ lộ thiên là các thiết bị đợc sử dụng để hoànthành các quá trình sản xuất trên mỏ lộ thiên Các thiết bị đợc gọi là đồng bộ nếuchúng phù hợp với nhau về năng suất và các thông số làm việc ( các thiết bị phải

ăn khớp nhịp nhàng với nhau giữa các khâu để đạt năng suất cao nhất )

Chọn máy xúc HITACHI ZAXIS 870H để xúc đất đá

Chọn máy xúc thuỷ lực gầu ngợc HITACHI ZAXIS 450ZX để xúc than

V.2.2 Lựa chọn thiết bị vận tải

Việc lựa chọn thiết bị vận tải trong mối quan hệ với đồng bộ thiết bị cần phảidựa vào các yêu cầu nh tính chất cơ lý của đất đá, mối quan hệ giữa thiết bị xúc -vận tải , cung độ vận tải

Đất đá của mỏ Tây Nam Đá Mài đợc xếp vào loại khó vận tải, quá trình khaithác mỏ xuống sâu nên lựa chọn hình thức vận tải bằng ôtô

Mối quan hệ giữa thiết bị xúc và thiết bị vận tải thể hiện qua công thức :

Khoan là một khâu trong khâu khoan - nổ mìn làm tơi đất đá Thiết bị khoan

đợc chọn dựa vào tính chất cơ lý của đất đá - đặc trng là mức độ khó khoan Πk ,

đợc xác định theo công thức :

Πk = 0,007(n + c) + 0,7d

Trong đó : n- độ bền nén của đất đá, n = 1121,48 KG/cm2 ; c - độ bền cắt của

đất đá, c = 1189,95 KG/cm2 ; d - khối lợng thể tích đất đá, d = 2,6 tấn / m3

dcp max  0,753 E , m ( E là dung tích gầu xúc )

Với máy xúc HITACHI ZAXIS 870H : E = 6,7 m3  dcp max  0,753 4 , 3 =

Chọn loại máy gạt D - 85A, D -155 phục vụ cho công tác thải đá ở bãi thải

đá và phục vụ cho các công tác phụ trợ khác nh san gạt nền đờng, làm đờng,

m-ơng thoát nớc, san gạt mặt tầng, trong kho chứa than, công tác môi trờng

K E

Q



.

0

, gầuTrong đó : Qo - tải trọng ôtô, Qo = 36,5 tấn; E - dung tích gầu xúc , E = 4,3 m

3; d - khối lợng thể tích đất đá,  = 2,6 tấn / m3; Kx - hệ số xúc, Kx =

- Đối với máy xúc HITACHI ZAXIS 450ZX xúc than lên xe ôtô Huyndai

Vậy ta tính đợc :

Nđg2 = 110,9 =5,3 gầu  chọn : Nđg2 = 5 gầu

K Q

K E

.

.

0



Trong đó: Nđg1 - số gầu xúc đầy xe ôtô, Nđg1 = 5 gầu; E - dung tích gàu xúc,

E = 4,3 m3; Kxđ- hệ số xúc đầy, Kxđ= 0,9; d - khối lợng thể tích đất đá, d =2,6 tấn / m3, Kr- hệ số nở rời của đất đá, Kr = 1,45; Qo - tải trọng ôtô, Qo = 36,5tấn

= 0,9

V.3 Các thông số của hệ thống khai thác

V.3.1 Chiều cao tầng

1 Xác định chiều cao tầng theo điều kiện an toàn

Với đất đá phải nổ mìn thì chiều cao tầng đợc xác định theo công thức :

h  1,5Hxmax (Hxmax : chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc , m )

Máy xúc HITACHI ZAXIS 870H : Hxmax = 12 m  h  18 m

Máy xúc HITACHI ZAXIS 450ZX: Hxmax = 11,06 m  h  16,6 m

- Với đất đá không phải nổ mìn thì chiều cao tầng đợc xác định theo côngthức :

h  Hxmax (Hxmax : chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc , m )

2 Xác định chiều cao tầng theo điều kiện kỹ thuật

Chiều cao tầng có thể đợc xác định theo công thức sau :

h = 0,7Bđ

) sin(

).

1 (

sin sin

'' '

Trong đó : Kr - hệ số nở rời của đất đá, Kr =1,45 ;  - góc nghiêng sờn tầng,

 = 70;  - góc nghiêng của đống đá nổ mìn,  = 35; ’ - tỉ số giữa đờng khángchân tầng và chiều cao tầng, ’ = 0,5; ’’- tỉ số giữa khoảng cách giữa các hàngmìn và đờng kháng chân tầng, ’’= 0,88; Bđ - chiều rộng của đống đá sau khi nổmìn, Bđ = 0,8( Rxmax + Rdmax )

Rxmax : bán kính xúc lớn nhất

Rdmax : bán kính dỡ tải lớn nhất

- Với máy xúc HITACHI ZAXIS 870H: Rxmax = 12,34 m

Rdmax = 12,02 m

 Bđ = 0,8 (12,34 + 12,02 ) = 19,5 m Vậy : h = 0,7 19,5

) 35 70 sin(

).

88 , 0 1 ( 5 , 0 45 , 1

35 sin 70 sin

0 0

0 0

).

88 , 0 1 ( 5 , 0 45 , 1

35 sin 70 sin

0 0

0 0



Nh vậy ta chọn chiều cao tầng h = 10 m

Đối với chiều cao tầng than , để giảm tổn thất và làm nghèo quặng ta khaithác theo phân tầng với chiều cao phân tầng ( Hpt)

Hpt ≤ Hxúc.Sinα

Trong đó : Hxúc - Tầm với máy xúc trên mặt đất(m); Hxúc = 14m; α - Góc cắmtrung bình của vỉa than; (độ) α = 230

Chia tầng thành 2 phân tầng, mỗi phân tầng có chiều cao Hpt = 5 m

V.3.2 Chiều rộng khoảnh khai thác

Chiều rộng khoảnh khai thác phụ thuộc chủ yếu vào thông số làm việc củathiết bị xúc bốc , hình thức vận tải và phơng pháp khai thác

1 Trờng hợp đất đá đợc làm tơi bằng nổ mìn

Chiều rộng khoảnh khai thác A đợc xác định theo công thức :

A = W + ( n - 1 ) B , m Trong đó : n - số hàng mìn, n = 2; b- khoảng cách giữa các hàng mìn, b = 7m; W - đờng kháng chân tầng; W- đờng kháng chân tầng, W = Z + h.cotg

 , m; Z - chiều rộng đới tr ợt lở tự nhiên, Z = 3m; h- chiều caotầng, h = 10 m;  : góc nghiêng sờn tầng,  = 70; vậy tính đợc : A =3+10.cotg70 + ( 2 - 1 ) 7 = 13,6 m

Chọn A = 14 m

2 Trờng hợp đất đá không phải nổ mìn

Chiều rộng khoảnh khai thác lấy bằng chiều rộng dải khấu

+ Theo điều kiện xúc : A = 1,7Rxt

Với máy xúc HITACHI ZAXIS 870H: Rxt = 12,34 m  A = 21 m

+ Theo điều kiện dỡ tải : A = Rxt + Rd - C

Trong đó : n - số hàng mìn, n = 2; Kn - hệ số đặc trng cho mức độ khó nổ của

đất đá, Kn = 2; K - hệ số kể đến góc nghiêng của lỗ khoan ( coi lỗ khoan làthẳng đứng nên K = 1 ); Kv - hệ số kể đến sự phụ thuộc vào thời gian vi sai,chọn thời gian vi sai là t = 25s nên Kv = 0,9; q - chỉ tiêu thuốc nổ tính toán,

q = 0,46 kg / m3; h - chiều cao tầng, h = 10 m

Vậy ta tính đợc : Bđ = 0,9 2 1 10 0 , 46 + ( 2 - 1 ).7 = 19 m

V.3.4 Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu

Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu đợc xác định dựa vào tính chất cơ lýcủa đất đá, kiểu loại dải khấu, chiều rộng khoảnh khai thác và các thông số củathiết bị xúc bốc, vận tải Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu phải đảm bảocho thiết bị xúc bốc, vận tải hoạt động bình thờng và đủ để bố trí các công trìnhphụ trợ khác

Trong điều kiện đất đá phải nổ mìn, xúc bốc bằng máy xúc tay gầu, vận tảibằng ôtô, sử dụng dải khấu thông tầng thì chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu

Hình 5.1 : sơ đồ xác định chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu

Trong đó : Z - chiều rộng đới trợt lở tự nhiên, Z = 3 m; C1 - khoảng cách antoàn từ đai trợt lở tới mép phần đờng vận tải, C1 = 1 m; C2 - khoảng cách an toàn

từ chân đống đá tới mép đờng vận tải, C2 = 1,5 m; T - chiều rộng dải vận tải, T =

7 m; Bđ : chiều rộng đống đá nổ mìn , Bđ = 19 m

Vậy ta tính đợc :

Bmin = 3 + 1 + 7 + 1,5 + 19=31,5 m Chọn Bmin = 32 m

V.3.5 Chiều dài luồng xúc

Chiều dài luồng xúc là chiều dài tuyến do một máy xúc đảm nhận xúc bốc.Chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào năng suất làm việc của máy xúc, hình thứcvận tải trên tầng Chiều dài luồng xúc xác định theo điều kiện đảm bảo khối lợng

đất đá nổ mìn cho máy xúc làm việc trong thời gian quy định và dự trữ cần thiết

đợc tính theo công thức :

Lx =

h A

t n

Q x c

.

.

, m

Trong đó : nc- số ca làm việc của máy xúc trong một ngày đêm, nc = 3 ca; t

-số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn, t = 10 ngày; A - chiều rộngkhoảnh khai thác , A = 14 m; h - chiều cao tầng, h = 10 m; Qx - năng suất thực tếcủa máy xúc

* Năng suất thực tế của máy xúc HITACHI ZAXIS 870H đợc xác định theocông thức :

Qx =

r ck

cn xd

K T

K K T E

.

.

, m3/caTrong đó : E - dung tích gầu xúc, E = 4,3 m3; T - thời gian làm việc trongmột ca, T = 8 h; Kxđ - hệ số xúc đầy gầu, Kxđ = 0,8; Kcn - hệ số công nghệ củamáy xúc, Kcn = 0,78; Kr - hệ số nở rời của đất đá, Kr = 1,45;  - hệ số sửdụng thời gian,  = 0,85; Tck - thời gian một chu kỳ xúc thực tế của máy xúc,

Tck = 40 s;

 Qx = 3600.4,340.8..01,,845.0,78.0,85 = 1132 m3/ca Vậy ta tính đợc : Lx =

10 14

10 3 1132

= 242 m Chọn Lx = 250 m

V.4 Các yếu tố của khai trờng

V.4.1 Góc nghiêng bờ công tác

Góc nghiêng bờ công tác chủ yếu phụ thuộc vào phơng pháp khai thác của

mỏ Góc nghiêng bờ công tác phải đảm bảo sao cho các tầng trên bờ mỏ có đủchiều rộng để các thiết bị khai thác làm việc dễ dàng Với hệ thống khai tháckhấu theo lớp nghiêng thì góc nghiêng bờ công tác đợc xác định theo công thứcsau :

T v

, độTrong đó : h - chiều cao tầng, h = 10 m; m - số tầng không công tác , m =5tầng;  0 : góc nghiêng sờn tầng không công tác,  0 = 60; BV - chiều rộng

đai bảo vệ; BT : chiều rộng đai vận chuyển

- Đai bảo vệ : đợc bố trí trên bờ mỏ nhằm làm tăng tính ổn định của bờ mỏ

và để ngăn cản hiện tợng sụt lún, trợt lở đất đá từ trên xuống Chiều rộng đai bảo

vệ BV = 4 m

Bbv

Bvc T

Hính 5.2: Sơ đồ đai vận tải, đai bảo vệ

- Đai vận chuyển : đợc nối liền với tầng công tác , chiều rộng đai vận tải đợc

tính theo công thức

BT = Z + T + K , m Trong đó : Z - chiều rộng đới trợt lở tự nhiên, Z = 3 m; T - chiều rộng tốithiểu đai vận tải, T = 7 m; K - chiều rộng rãnh thoát nớc, K = 0,5 m;

 BT = 3 + 7 + 0,5 = 10,5 m Vậy ta tính đợc :

60 cot 10 5 5 , 10 3 4 2

10 5

Sản lợng mỏ lộ thiên là khối lợng mỏ đợc thực hiện trong một đơn vị thờigian

ợng mỏ chỉ phụ thuộc vào yếu tố kĩ thuật và kinh tế Trị số sản lợng xác địnhtheo điều kiện kĩ thuật là tối đa

Theo điều kiện kĩ thuật, yếu tố xác định sản lợng mỏ đợc xác là tốc độ pháttriển của công trình mỏ ( tốc độ xuống sâu và tốc độ dịch chuyển ngang củacông trình mỏ)

Theo phơng án mở vỉa đã chọn, công trình mỏ phát triển từ Tây sang Đông,cánh đông của vỉa 13-2 có độ dốc 23 từ lộ vỉa đến mức +130 nên công trình mỏchủ yếu phát triển theo tốc độ xuống sâu , sản lợng mỏ đợc xác định theo tốc độxuống sâu Từ mức +110 Sản lợng mỏ trong bản thiết kế đợc tính toán cho giai

đoạn khai thác đầu tiên khi công trình mỏ phát triển theo tốc độ xuống sâu Tơng tự, vỉa 13-1 có độ dốc 23, từ lộ vỉa đến mức +150 nên sản lợng mỏ đợctính toán theo tốc độ xuống sâu đến mức +150 Sản lợng mỏ theo tốc độ xuốngsâu của công trình mỏ đợc xác định theo công thức sau :

1

vs Sq q , tấn / nămTrong đó : Vs - tốc độ xuống sâu của công trình mỏ, m/ năm; Sq - diện tíchthan trên bình đồ, m2 ; Km - hệ số tổn thất, Km= 0,15; r - hệ số làm nghèo, r =0,15; q - khối lợng thể tích than, q= 1,4 tấn / m3