ĐỀ tài THIẾT kế và QUY HOẠCH mỏ APATIT lào CAI

Nguyên tắc xác định biên giới mỏ Trong khai thác lộ thiên để lấy được khoáng sản hữu ích từ trong lòng đất phải tiến hành bóc lớp đất đá phủ trên bề mặt và bao quanh thân quặng.. Để đánh

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MỎ APATIT LÀO CAI

Nhóm 6 : TRẦN XUÂN SƠN

LÊ XUÂN SƠN

LÊ VĂN THẮNG CAO NAM THẮNG TRƯƠNG VĂN TÀI BÙI VĂN THANH BÙI HUY TÂN NGUYỄN VĂN TÂM

 Địa hình : trải dài trên

khu vực đồi núi

thấp,thoải ,nhiều thung

lũng, điều kiện giao

thông khó khăn, Diện tích

khu mỏ khoảng 45,56

km2

 Khí hậu: chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.Nhiệt độ trung bình từ 220 C- 250C, lượng mưa từ 1400 mm-1700mm, độ ẩm khoảng 75%

 Hệ thống dòng chảy: có nhiều suối lớn bắt

nguồn từ dãy Phan-xi-păng, như Ngòi Bo, Ngòi Nhù…

CHƯƠNG II Xác Định Biên Giới Mỏ

I Nguyên tắc xác định biên giới mỏ

Trong khai thác lộ thiên để lấy được khoáng sản hữu ích từ trong lòng đất phải tiến hành bóc lớp đất đá phủ trên bề mặt và bao quanh thân

quặng Chiều dày lớp đất phủ càng lớn, vỉa cắm càng dốc thì khối lượng đất đá phải bóc càng lớn

Để đánh giá được hiệu quả kinh tế của các phương án khai thác

lộ thiên người ta đưa ra hệ số bóc Kgh

I.1 Xác Định Hệ Số Bóc Giới Hạn

Kgh =

C0 –là giá bán 1 tấn quặng apatit ,đ/t

a –là giá thành khai thác 1 tấn quặng apatit ,đ/tb-là giá thành bóc đất đá ,đ/m3

Kgh = = 5 (m3/tấn) = 5.3.16 = 15.8 (m3/m3)

Hệ số bóc của mỏ lộ thiên( hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý) là khối lượng đất đá phải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng với giá thành bằng với giá thành cho phép

Ở đây hệ số bóc biên giới Kbg là tỷ số giữa khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng quặng khai thác được tương ứng khi mở rộng biên giới mỏ.

II.Các Bước Tiến Hành

XÁC ĐỊNH BIÊN

II.1 Lựa chọn xác định các thông số γ v , γ t

Lựa chọn thông số γv, γt cũng là vấn đề quyết định quan trọng đến hiệu quả của mỏ lộ thiên Việc xác định các thông số γv , γt dựa trên cơ

sở của các tính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất và địa chất thuỷ văn Khi ta chọn góc γt và γv nhỏ thì hệ số bóc của mỏ lộ thiên tăng lên, khi chọn lớn quá thì bờ mỏ kém ổn định dẫn đến trượt lở bờ

Đối với mỏ apatit Lào Cai ,đất đá có tính chất cơ lý cứng vừa và

cứng Từ đó ta chọn: γt =700 và γv =450 sẽ thoả mãn về mặt kinh tế – kỹ thuật nhất

γv, γt :Lần lươt là góc nghiêng bờ phía vách và phía trụ của mỏ

II.2 Xác định chiều sâu khai thác cuối cùng HC , m

1 Trên cơ sở lát cắt ta dựng các đường song song nằm ngang cách nhau một khoảng h = 15 m

2 Từ các giao điểm của đường nằm ngang với vách và trụ vỉa, lần lượt

từ trên xuống dưới, kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía vách và phía trụ cho tới khi gặp mặt đất

3 Ti n h nh tíi h s bế à ệ ố ù biên gi i K bg = ớ ∆∆Q V

Bằng cách đo trực tiếp trên phần mềm Autocad cho lần lượt các phân tầng.Ta được bảng sau :

Chiều sâu h (m) Diện tích đất đá bóc

m²:

Diện tích quặng m² :

Hệ số bóc biên giới

Từ bảng ta vẽ được đồ thị sau:

0 5 10 15 20

25

kbg kgh

H

Dựa vào đồ thị ta xác định được độ sâu cuối cùng Hc

71 Hc

Tuyến VD

Diện tích đ² bóc (m²)

Diệ tích quặng(m

²)

Hệ số bóc biên giới

Tuyến VI

Diện tích quặng m²

Hệ số bóc biên giới

Tuyến VI a

Diện tích quặng(

m²)

Hệ số bóc biên giới

Tuyến VII

Diện tích đ²(m²)

Diện tích quặng (m²)

Hệ số bóc biên giới

Tuyến VII a

Diện tích quặng(

m²)

Hệ số bóc biên giới

Tuyến VIII

Diện tích đ²(m²)

Diện tích quặng (m²)

Hệ số bóc biên giới

II.3 Xác Định Biên Giới Phía Trên

Trên các mặt cắt ta kẻ đường nằm ngang ở độ sâu Hc cắt thân quặng

Từ các giao điểm của đường nằm ngang với vách và trụ vỉa, kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía vách và phía trụ cho tới khi gặp mặt

đất.Giao điểm đó chính là ranh giới phía trên của mỏ

Biểu diễn biên giới phía trên của mỏ trên bình đồ được hình dưới

Lấy Ví Dụ Cho tuyến VIa

A B

2 điểm A,B biểu diễn ranh giới phía trên

Biểu diễn biên giới phía trên của mỏ trên bình đồ được hình dưới

III Tính trữ lượng trong biên giới của mỏ

III.1 Tính trữ lượng quặng trong biên giới mỏ

Tính trữ lượng mỏ dựa vào công thức : A = (S1 + S2) L12/2

Trong đó: S1, S2 lần lượt là diện tích quặng tuyến trước và tuyến sau

L12 là khoảng cách giữa 2 tuyến liền kề

* Ta tính được kết quả trong bảng sau :

Khoảng cách

giữa 2 tuyến

(m)

Diện tích quặng tuyến trước

S1(m²)

Diện tích quặng tuyến sau

III.2 Tính khối lượng đất bóc

Cách tính tượng tự như trên ta được kết quả ghi trong bảng sau:

Đối với mỏ apatit Lào Cai ta sẽ đưa ra 2 phương án mở vỉa khác nhau.sau đó so sánh đánh giá tính khả thi cũng như tính kinh tế của 2 phương án để lựa chọn phương án tối ưu nhất.

* Phương Án 1: mở vỉa bám vách vỉa,hào trong kết hợp với hào

ngoài,bắt đầu từ phía tây sang phía đông

* Phương Án 2: mở vỉa bám vách vỉa,hào trong kết hợp với hào

ngoài,bắt đầu từ phía đông sang phía tây

CHƯƠNG III : Thiết Kế Mở Vỉa

III.1 Lựa chọn phương án mở vỉa

- Do phần phía tây có thân quặng tập trung chủ yếu trên gần mặt đất, diện lộ vỉa nhiều hơn các tuyến còn lại.khối lượng đất đá bóc ban đầu nhỏ làm cho khối lượng và thời gian xây dựng ban đầu nhỏ và gần

Vì vậy ta lựa chọ phương án 1 làm phương án mở vỉa cho mỏ

- Vì vậy nếu mở vỉa theo PA1 thì Khối lượng quặng khai thác được ở thời gian đầu là nhiều hơn,doanh thu lớn,trong khi đó chi phí bóc đất đá nhỏ,thu được tiền nhanh để đầu tư tiếp vào các giai đoạn khai thác sau

- Khi khai thác đến phần vỉa phía tây thì khối lượng đất đá phải bóc lớn,khi khai thác ở phía tây trước ta có thể tận dụng khu đã khai thác để

đổ thải đồng thời quãng đường vận tải đất đá từ khu phía đông đến bãi thải ( vị trí bãi thải chọn ở phần dưới ) là nhỏ

Sơ đồ mở vỉa phương án 1

XLV

I

A

XLVII

M0 M1

M2

M3

M 5 M6

M7 M8

19,2

M4 M10

14,53

M11

M12 M13

Sơ đồ mở vỉa phương án 2

XL

I

A

XLII

Tuyến đường hào cơ bản

-15-30-45-60-75-900

TRÌNH TỰ

THIẾT KẾ

MỞ VỈA

1 - Trên cơ sở mặt cắt dọc,ngang xây

dựng bình đồ của mỏ

2- Chọn vị tri bãi thải và các công

trình chủ yếu trên mặt đất

3 - Chọn vị trí bố trí tuyến đường ra

vào mỏ

4 - Tính toán và chọn các thông số

của tuyến đường

7 - Xây dựng sơ đồ tuyến đường hào trong biên giới trung gian và biên giới cuối cùng

6 - Xây dựng sơ đồ tuyến đường hào ở thời điểm đưa mỏ vào sản xuất

5 - Chọn loại hào,hình dạng đường

hào

III.2 Chọn Vị Trí Bãi Thải Và Các Công Trình Chủ Yếu

Trên Mặt Đất

- Tính Chọn Bãi thải:

+ Vị trí đạt bãi thải :

Vị trí bãi thải phải được bố trí ở khu đất có khả năng chứa hết lượng đất bóc trong suốt quá trình hoạt động mỏ,không có tác động xấu đến công tác mỏ,khoảng cách vận chuyển đất bóc từ khai trường đến vị trí bãi thải phải nhỏ nhất.như vậy vị trí bãi thải phải được bố trí gần tuyến đường ra vào mỏ,và nằm cuối chiều gió ra vào mỏ,ở đây ta chọn vị trí đặt bãi thải ở phía thung lũng

Với lượng đất đá phủ của mỏ là 5569592 (m3)

Chọn chiều cao đổ thải là 100m

Vậy diện tích bãi thải là: = 55695 (m²)

100 5569592

Để thuận tiện cho công tác khai thác ta chọn vị trí bãi thải như hình vẽ :

100

150 150

XL

V D

XL

VIB

XL

VI

XL

VIA

XL

VII

XL

VIIB

XL

VIIA

XL

VIII

XL

V c

XL

V B

XL

VII

I A

XL

VII

I B

XL

IX A

Bai

thai

III.3 Các công trình chủ yếu trên mặt đất

Ngoài bãi thải trên mặt mỏ còn gồm các công trình như: Xưởng nghiền đập phân loại, xưởng tuyển khoáng, kho chứa quặng hoặc các bunke trung chuyển, các ga bốc dỡ đất đá và quặng, các phân xưởng sửa chữa cơ khí, văn phòng hành chính, các công trình phúc lợi công cộng, kho vật liệu, kho thuốc nổ và vật liệu nổ,…Các công trình này nằm ngoài vùng gây chấn động của nổ mìn, các công trình này càng bố trí càng gần

mỏ càng tốt, bố trí ở nơi san mặt bằng là ít nhất, hướng có tải hướng từ trên đi xuống Ngoài ra việc bố trí công trình trên mặt còn phụ thuộc vào kích thước, nhiệm vụ và tính chất của từng loại công trình Như nhà sàng tuyển thường bố trí mức thấp hơn so với tầng khai thác

III.4 Tính toán và chọn các thông số của tuyến đường hào

A Độ dốc của tuyến hào

Do mỏ xuống sâu nên các phương tiện vận chuyển có tải lên dốc, căn cứ vào độ vượt dốc của phương tiện vận tải nên chọn độ dốc khống chế của tuyến đường i0 = 80‰ trong điều kiện thời tiết và khí hậu không thuận lợi như đường trơn hay do đất đá rơi vãi làm cản trở ô tô khi có tải lên dốc

=>

R =

m

m

D Chiều dài lý thuyết của tuyến đường

Chiều dài của tuyến đường được quy định bởi độ cao điểm đầu và điểm cuối của tuyến đường và độ dốc khống chế của tuyến đường

Chiều dài lý thuyết của tuyến đường

0

0 0

i

H

H tgi

H0- : Độ cao điểm đầu của tuyến , H0 = +120 m

Hc : Độ cao điểm cuối của tuyến , Hc = + 15m

i : Góc nghiêng của tuyến đường, đội0 : Độ dốc khống chế của tuyến đường, i0 =80‰

Vậy Llt = 1312 m

Trong thực tế chiều dài của tuyến đường cũng lớn hơn chiều dài lý thuyết do có sự kéo dài đường bởi các đoạn dốc giảm tại những đoạn đường cong và những chỗ tiếp giáp tuyến đường hào và tầng công tác

Chiều dài thực tế của tuyến đường : Ltt = kđ Llt , m

E Số lần đổi hướng của tuyến đường nđ

Nhiệm vụ chủ yếu của hào cơ bản là vận chuyển khoáng sản có ích

và đất đá thải từ khai trường ra ngoài, vì vậy ta sử dụng hai đường xe chạy và chiều rộng đáy hào phải đảm bảo cho các phương tiện vận tải hoạt động hiệu quả và an toàn

Chiều rộng đáy hào B được tính theo công thức:

B = 2(a + y) +x + C+Z (m)

Trong đó:

F Chiều rộng của đáy hào cở bản

a – Chiều rộng của ôtô, a = 3,42 m

y – Khoảng cách an toàn từ mép bánh xe đến lề đường : y = 0,5m

x – Khoảng cách an toàn của hai xe chạy ngược chiều

x = 0,5 + 0,005v

Với: v – Vận tốc xe chạy, v = 18 km/h

=> x= 0,5 + 0,005.18 = 0,59 m

C – Chiều rộng rãnh thoát nước, C = 0,7m

Z – Chiều rộng đai trượt lở tự nhiên, z =3,2 m

G Góc nghiêng của thành hào, α

Trong đồ án này cho đất đá có độ kiên cố f = 9 ÷ 10 Để đảm bảo ổn định thì ta phải chọn góc nghiêng thành hào α = 60 ÷75 Khi góc α càng lớn thì khối lượng xây dựng và bóc đất đá càng nhỏ Như vậy ta chọn góc α =700 sẽ thoả mãn được điều kiện trên

H Tính toán cho các hào

a Hào ngoài

Hào ngoài được đào từ ngoài biên giới của mỏ vào với độ dốc khống chế i0 =80‰ Khi ta sử dụng hào ngoài thì tuyến đường hào là cố định, công tác đào hào và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào

mở vỉa …) trong mỏ là độc lập nhau rút ngắn thời gian xây dựng mỏ, phân chia các luồng hàng ngay từ thời kỳ đầu sản xuất Khi hào ngoài đào xuống sâu thì khối lượng công tác đào hào rất lớn

Do đó hào ngoài ta chỉ đào đến tầng thứ nhất Sau đó sử dụng hào trong

 Chiều dài của hào ngoài

20

3,

 Chiều rộng của hào ngoài

Chiều rộng của hào ngoài được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

a – Chiều rộng của ôtô, a = 3,42m

b – Chiều rộng của phần lề đường, b = 0,5 m

k – Chiều rộng của rãnh thoát nước, k = 0,7 m

m – Khoảng cách an toàn giữa hai làn xe, m = 0,59 m

=> Bn =2(3,42 + 0,5 + 0,7) + 0,59 = 9,83 m

c Hào chuẩn bị

Hào chuẩn bị là hào nhằm tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên cho mỗi tầng khoáng sản Hào chuẩn bị được đào dưới dạng hào hoàn chỉnh, bám vách vỉa

• Chiều rộng đáy hào chuẩn bị

Theo điều kiện xúc của máy xúc : Bcb ≤ 2Rxt

Trong đó : Bcb – Chiều rộng của đáy hào chuẩn bị, m Rxt – Bán kính xúc lớn nhất trên mức đặt máy

với máy xúc tay gầu – 3A thì Rxt = 9,04 m

Vậy Bcb ≤ 2.9,04 = 18,08 m

Theo thông số của thiết bị tham gia đào hào và sơ đồ nhận tải của ôtô

Trên hào bố trí sơ đồ trao đổi giữa máy xúc và ôtô theo sơ đồ quay đảo chiều Vì sơ đồ quay đảo chiều cho ta chiều rộng của hào chuẩn bị nhỏ nhất và tiến độ đào hào nhanh

B3

La

Sơ đồ thiết kế hào chuẩn bị

Chiều rộng của đáy hào theo sơ đồ này được tính như sau:

Bcb = Ra + m + 0,5ba +La , m

Trong đó :

Ra – Bán kính vòng nhỏ nhất của ôtô, với ôtô đã chọn Ra = 8,7 m

ba – Chiều rộng của ôtô, với ôtô đã chọn thì ba =3,42 m

La – Chiều dài của ôtô, với ôtô đã chọn thì La = 7,22 m

m – Khoảng cách an toàn từ chân hào đến ôtô, m =0,4 m

=> Bcb = 8,7 + 0,4 + 0,5.3,42 + 7,22 = 18,03

Như vậy chọn chiều rộng đáy hào chuẩn bị Bcb =18,03 m

Trong đó:

h – Độ chênh cao giữa hai đầu hào, h =15 m

i0 – Độ dốc khống chế của tuyến hào dốc, i0 =80‰

Chiều dài đoạn hào dốc

Ld =h/io, m

Vậy Ld =15/0,08 = 187.5 m

Chiều rộng của tuyến hào dốc Bd được lấy bằng chiều rộng của hào

chuẩn bị (tính ở trên)

K Tính toán khối lượng mỏ

1 0

20 2

83 ,

9 08 , 0

20

g

2 0

2

Trong đó:

h – Chiều cao tầng, h =15 m

i0 – Độ dốc khống chế của hào dốc , i0 =80‰ B2 – Chiều rộng của đáy hào dốc, b0 = 18,03 m

α– Góc nghiêng của thành hào, α =700

15 2

03 ,

18 08

, 0 15

g = 30 473 m3

3 Hào chuẩn bị

Vcb = ( B3 + hcotgα) hLcb , m3Trong đó :

B3 – Chiều rộng đáy hào chuẩn bị, B3 =18,03 m

Sơ đồ mở vỉa

SCN

Sơ đồ khai thác năm đầu tiên

Mặt cắt tuyến đường thải đất đá của mỏ

Biểu đồ thể hiện độ dốc của tuyến đường vận tải

+90

+100

H

Mặt cắt tầng

III.5 Đồng bộ thiết bị sử dụng trên mỏ

Để khai thác quặng trong mỏ đảm bảo hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế

ta sử dụng đồng bộ thiết bị như sau:

* Máy khoan CБШ – 250MH

* Ôtô БeлAЗ-7522

Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị được thể hiện trong các bảng sau:

* máy xúc:EKT – 3A

STT Các đặ c tínhm k thu t ỹ ậ Đơ n v ị Thông số

3 H ướ ng khoan so v i ph ớ ươ ng đư ng Độ 0 ; 15 ; 30

4 Chi u d i c n, truy n ề à ầ ề độ ng liên t c ụ m 8/8

STT Đặ c tính k thu t ỹ ậ Đơ n v ị Thông số

Stt Các thông số Đvt Trị số

Sau khi đã xác định được sản lượng 1 năm của mỏ và trữ lượng mỏ

ta có thể xác định được tuổi

thọ của mỏ: n = = = 10,22 năm

Tuổi thọ của mỏ là 10 năm

Q

A

487000 4977364

Dựa vào năng suất máy xúc ta sẽ xác định sản lượng năm của mỏ là 487.000 m3

Tính toán năng suất của

ôtô:- Năng suất ca làm việc của ôtô được tính theo công thức

sau:

e

t o

T

T k q

/caq: tải trọng ôtô q=32 Tấnkt: Hệ số sử dụng tải trọng của ôtô kt=0,9T: Thời gian ca làm việc T=8 h

η: Hệ số sử dụng ca làm việc η=0,75Te: Thời gian chu kỳ chạy xe

xd d

x x

K E

q

T t

60

108

,1.16,3.3.60

32.30

; 60

c c

v

L v

L t

Lc, Lk: Đoạn đường xe chạy có tải và không tải Le= Lk= 1,5 kmve: Tốc độ xe chạy có tải ve=18 km/h

vk: Tốc độ xe chạy không tải vk=30 km/h

8 30

5 ,

1 18

5 ,

1

+ Số chuyến ôtô làm việc trong

η: Hệ số sử dụng thời gian

η=0,75

27

27 22

, 0

75 , 0 8

785 22

, 0

8 ,

172 22

, 0

75 , 0 8 9 , 0 32

.

T

T k q

+ Năng suất ôtô chở quặng với γ =3.16 (T/m3)

Năng suất ca

ca m

16 3

5

8 2

5

=

=

Năng suất ngày

/ngay 843m

.3

Năng suất năm

/năn m

98

2 163480

487000

=

=

o

N chiếc Lấy N0= 3 chiếc

Số ôtô trong danh

o 1

ds

N N

chiêc 185.460

ds

NN

τ: Hệ số chuẩn bị kỹ thuật

c chi

4,28 0,7

CHƯƠNG IV

Hệ Thống Khai Thác

1 Lựa chọn hệ thống khai thác

Ta lựa chọn hệ thống khai thác dọc vỉa một bờ công tác

2 Các yếu tố của hệ thống khai thác