Công nghệ khai thác khấu than bằng máy khấu, chống giữ lò chợ bằng dàn tự hành, hạ trần than nóc kết hợp với điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần

Khai thác là công tác cơ bản chủ đạo trong công nghệ khai thác than hầm lò. Việc phần tích đánh giá để đưa ra các phương án hệ thống và công nghệ khai thác có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong quyết định hiệu quả khai thác và hiệu quả kinh tế của mỏ. Đối với mỏ than Khe Chàm III, đồ án chọn công nghệ khai thác hợp lý nhất áp dụng cho điều kiện vỉa 13.1 là “Công nghệ khai thác khấu than bằng máy khấu, chống giữ lò chợ bằng dàn tự hành, hạ trần than nóc kết hợp với điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần’’ Về mặt công nghệ, đây là phương pháp khai thác hiện đại, có nhiều ưu điểm như : Công suất lò chợ lớn Năng suất lao động của công nhân cao Mức độ an toàn cao ..vv Tuy nhiên công nghệ khai thác này cũng có một số nhược điểm như : Vốn đầu tư ban đầu lớn Đòi hỏi trình độ tay nghề của công nhân cao Do đó để có thể đạt được hiêu quả sản xuất cao, Công ty cần có kế hoạch tập huấn đào tạo các kỹ năng cần thiết cho công nhân, tuân thủ và thực hiện đúng quy trình kỹ thuật của công nghệ

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ I.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội

1.1.1 Vị trí địa lý

Mỏ than Khe Chàm III nằm ở phía Bắc và cách trung tâm Thành phố Cẩm Phả Quảng Ninh khoảng 22 km

Phía Bắc: giáp thung lũng Dương Huy

- Phía Nam: giáp mỏ than Khe Chàm II

- Phía Đông: giáp Mỏ than Khe Chàm I

- Phía Tây: giáp Mỏ than Dương Huy

Ranh giới mỏ Khe Chàm III được giới hạn bởi các toạ độ theo Quyết định số1865/QĐ-HĐQT ngày 08 tháng 8 năm 2008 v/v: Giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới mỏ,tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khai thác than cho Công ty than Khe Chàm - TKV

Diện tích khu mỏ khoảng 3,7 km2

1.1.2 Đặc điểm địa hình, sông suối

Địa hình Khu mỏ Khe Chàm là những đồi núi nối tiếp nhau Độ cao giảm dần từNam đến Bắc, cao nhất là đỉnh Cao Sơn ở phía Nam (+437,80m), thấp nhất là lòng sôngMông Dương phía Đông Bắc khu mỏ (+10m), độ cao trung bình từ 100m đến 150m Địahình chủ yếu bị phân cắt bởi hai hệ thống suối chính:

- Suối Bàng Nâu: Bắt nguồn từ khu vực Khe Tam chảy qua Khe Chàm

- Suối Khe Chàm: Bắt nguồn từ phía Tây Nam chảy theo hướng Đông Bắc

Hai hệ thống suối này gặp nhau ở phía Đông Bắc khu vực và đổ ra sông MôngDương, tại đây lưu lượng đo được lớn nhất là 91,6m3/s

Khu vực phía Nam chủ yếu là khai thác lộ thiên và lộ vỉa

1.1.3 Khí hậu

Khí hậu thuộc vùng nhiệt đới, độ ẩm cao chia làm hai mùa rõ rệt Mùa mưa kéo dài

từ tháng 4 tới tháng 10, mưa nhiều nhất là tháng 8, tháng 9 Tháng 8 năm 1973 lượng mưacao nhất trong ngày lên tới 260,7mm/ng, lượng mưa trung bình 144mm/ng Mùa khô kéodài từ tháng 11 năm trước tới tháng 3 năm sau

Nhiệt độ cũng thay đổi theo mùa, mùa hè nhiệt độ lên đến 370C-380C (tháng 7,8hàng năm), mùa Đông nhiệt độ thấp thường từ 80C đến 150C đôi khi xuống 20C đến 30C

Độ ẩm trung bình về mùa khô từ 65% - 80%, về mùa mưa 81% - 91%

1.1.4 Giao thông, kinh tế

Mạng lưới giao thông, công nghiệp trong vùng khá phát triển, rất thuận lợi trongcông tác thăm dò và khai thác mỏ

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Mỏ than Khe Chàm III thuộc khoáng sàng than Khe Chàm đã trải qua các giai đoạntìm kiếm thăm dò sau:

- Tìm kiếm tỉ mỉ năm 1958 đến năm 1962.

- Thăm dò sơ bộ năm 1963 đến năm 1968

- Thăm dò tỉ mỉ năm 1969 đến năm 1976 Báo cáo TDTM mỏ Khe Chàm đã đượcHội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản nhà nước phê duyệt năm 1980

- Báo cáo tổng hợp địa chất khoáng sàng than Khe Chàm, đã được Tổng giám đốcTổng công ty than Việt Nam phê duyệt theo Quyết định số 211/QĐ-MT ngày 16 tháng 2năm 2005

Báo cáo tổng hợp tài liệu và tính lại trữ lượng than khu mỏ Khe Chàm Cẩm phả Quảng Ninh Được Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản phê duyệt tại quyết định số637/QĐ-HĐTLKS ngày 9 tháng 12 năm 2008

Báo cáo tổng kết kết quả thăm dò bổ sung khu mỏ than Khe Chàm Cẩm Phả Quảng Ninh được Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam thông qua tại quyếtđịnh số 639/QĐ-VINACOMIN ngày 22 tháng 4 năm 2013 Đây là báo cáo lập dự án đầu

-tư khai thác mỏ than Khe Chàm III

1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất

Trong phạm vi khu mỏ than Khe Chàm III mới phát hiện 3 đứt gẫy: F.L, F.3, F.E

Đứt gẫy nghịch F.L: Xuất hiện góc phía Tây Bắc, kéo dài đến góc phía Đông Nam

với chiều dài khoảng 7,3 Km, các tuyến thăm dò trong khu mỏ đều cắt qua đứt gẫy này,trên các tuyến hầu như có các công trình bắt gặp Đứt gãy nghịch L có đới phá huỷ từ30m÷50m, đứt gẫy cắm Tây Nam, góc dốc từ 500÷700

Đứt gẫy nghịch F.3: Nằm ở phía Tây Bắc Khe Chàm, phát triển theo phương Đông

Bắc - Tây Nam, kéo dài khoảng 1000m, được hình thành từ khu mỏ Khe Tam kéo dài sangkhu mỏ Khe Chàm Đứt gẫy nghịch F.3 bị chặn bởi F.L khu vực giữa tuyến VI và VIB,đứt gẫy cắm Đông Nam, độ dốc mặt trượt 750 - 800, biên dộ dịch chuyển 100m -150m, đớihuỷ hoại từ 10 - 15m

Đứt gẫy thuận F.E: Xuất hiện từ phía Nam T XI phát triển theo hướng Đông Nam

-Tây Bắc và tắt dần ở giữa T.VIIIb và T.VIII Đứt gẫy F.E thuận, cắm -Tây Nam, độ dốcmặt trượt 650-700 Biên độ dịch chuyển lớn nhất ở T.X , T.XI trên 150 m

b Đặc điểm nếp uốn

Trong phạm vi khu mỏ Khe Chàm III tồn tại hai nếp lõm điển hình:

- Nếp lõm Bàng Nâu: Nằm phía Tây Bắc khu thăm dò, phía Bắc và Đông Bắc củanếp lõm bị chặn bởi đứt gẫy F.L

- Nếp lõm Cao Sơn: Đây là một cấu tạo lớn nhất khu Khe Chàm, phân bố ở phíaĐông Nam khu vực thăm dò nằm chuyển tiếp với nếp lồi 2525 Phía Bắc và phía Đông bịchặn bởi một đoạn vòng cung của đứt gẫy F.L

1.4 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

Đặc điểm các vỉa than phân bố trong ranh giới mỏ than Khe Chàm III cụ thể như sau:

*Vỉa 12: Có chiều dày mỏng, không ổn định Lộ vỉa 12 xuất hiện trong phạm vi mỏ

than Khe Chàm III từ tuyến T.VI đến T.VII Vỉa có cấu tạo phức tạp, chiều dày không ổn

định, xen kẹp trong vỉa than chủ yếu là sét kết, sét than Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp

đá bột kết, ít gặp lớp sét kết

*Vỉa 13-1: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp, thành phần đá kẹp chủ yếu là các lớp

sét kết, sét than, vỉa tương đối ổn định về chiều dày Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đábột kết, ít gặp lớp sét kết

*Vỉa 13-2: Vỉa có cấu tạo tương đối ổn định Các lớp kẹp mỏng chủ yếu là bột kết,

sét kết, sét than Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đá bột kết, sét kết, một số khu vựcxuất hiện các đá hạt thô như cát kết, cuội sạn

*Vỉa 14-1: Vỉa có cấu tạo tương đối đơn giản, thuộc loại vỉa rất không ổn định về

chiều dày và diện phân bố

*Vỉa 14-2: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đá

bột kết, sét kết, một số khu vực xuất hiện các đá hạt thô như cát kết, cuội sạn

*Vỉa 14-4: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đá

bột kết, sét kết, sét than, một số khu vực xuất hiện các đá hạt thô như cát kết, cuội sạn

*Vỉa 14-5: Vỉa có cấu tạo rất phức tạp Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đá bột kết,

sét kết, than bẩn hoặc sét than

Bảng 1.2 Bảng tổng hợp cấu tạo các vỉa than mỏ Khe Chàm III

TS lớp kẹp (số lớp)

Độ dốc vỉa (độ)

T1(TTL)

T1 ( K.TTL)

1.5 Đặc điểm chất lượng than

Than Khe Chàm thuộc loại nhiều cục, cứng, dòn và nhẹ Than ánh mờ, độ cứngthường giảm hơn Than cám nguyên khai thường gặp ở phần vỉa bị ép nén, có các mặt lángbóng hoặc các phiến mỏng Than ở đây thuộc nhãn antraxit đến bán antraxit, chi tiết cácchỉ tiêu chất lượng như sau:

Bảng 1.3 Tổng hợp trung bình độ tro, tỷ trọng của các loại đá kẹp

1.6 Đặc điểm địa chất thủy văn - địa chất công trình

1.6.1 Đặc điểm địa chất thủy văn

a Nước trên mặt:

Nhìn chung địa hình có hướng thoải dần về phía Bắc, có 2 suối lớn là suối Khe Chàm

và suối Bàng Nâu Hai suối này tập trung toàn bộ lượng nước mặt trong vùng Do rừng rậm,mưa nhiều, có khí hậu vùng duyên hải quan hệ chặt chẽ với nước dưới đất (qua những điểmlộ), nên đã tạo ra sự phong phú nước trên mặt

+ Nước ở hệ thống suối:

- Suối Khe Chàm: Hướng chảy Tây Nam - Đông Bắc, đến khoảng tuyến T.IX thìnhập vào suối Bàng Nâu, rồi chảy ra sông Mông Dương

- Suối Bàng Nâu: Có hướng chảy Tây - Đông qua phía Bắc khu vực, đổ ra sông

Mông Dương, đoạn chảy trong khu thăm dò là hạ lưu của suối

Nguồn cung cấp nước cho hai suối chính trên chủ yếu là nước mưa và một phần donước của tầng chứa than cung cấp qua các điểm lộ

b Nước dưới đất

+ Nước trong tầng Đệ Tứ (Q) và đất đá thải: Tồn tại lớp cát pha màu vàng lẫn

cuội, sạn, sỏi, đất thịt có cấu kết rời rạc độ nén chặt kém Lớp phủ Đệ tứ đã bị thay đổi dokhai thác phần địa hình nguyên thuỷ, lớp phủ Đệ tứ có chiều dày thay đổi từ vài mét ởsườn núi tới 10 - 12 mét ở các thung lũng suối, phần đã khai thác lộ thiên, địa hình thayđổi nhiều, lớp trầm tích Đệ tứ đã bị bốc hết, địa hình là các tầng khai thác lộ đá gốc và cácvỉa than chủ yếu ở khu Cao Sơn, khu Bàng Nâu, khu Tây Nam Đá Mài Do quá trình khaithác lộ thiên trên diện tích khu mỏ, đất đá thải có chỗ cao thêm 150m Nước trong lớp nàychủ yếu là do nước mưa cung cấp Vì vậy sự tăng, giảm lưu lượng ở điểm lộ phụ thuộcvào lượng mưa một cách chặt chẽ Lưu lượng ở điểm lộ không vượt quá 0,05l/s và cạn dầnvào mùa khô Nước trong tầng này không ảnh hưởng đối với khai thác

+ Nước trong địa tầng chứa than (T 3 n-r hg)

Đây là một phức hệ chứa nước áp lực nằm trong hệ tầng Hòn Gai Đất đá ở trongtầng chứa than được trầm tích theo chu kỳ từ hạt thô đến hạt mịn Có mặt trong phức hệnày bao gồm: cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than

Nguồn cung cấp nước cho phức hệ này chủ yếu là nước mưa Vì vậy động thái nướcngầm phụ thuộc chủ yếu vào nước mưa Do đất đá chứa nước và không chứa nước nằmxen kẽ nhau tạo lên nhiều lớp chứa nước áp lực

1.6.2 Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm đất đá trầm tích Đệ tứ

Về địa hình, địa mạo khu Khe Chàm hiện nay ở dạng cân bằng vững chắc và không cóhiện tượng sụt lở ở nền đường, nền khoan do bạt đất làm mất thế cân bằng vững chắc banđầu Kết quả phân tích mẫu của lớp phủ Đệ tứ cho thấy thành phần hạt từ 0.5mm đến 1mm.Khối lượng thể tích thay đổi từ 1.63g/cm3 đến 1.97g/cm3, Khối lượng riêng thay đổi từ 2.50g/cm3 đến 2.75 g/cm3 Lực dính kết từ 0.25kG/cm2 đến 1.30kG/cm2 và góc nội ma sát từ 90

đến 310, lực dính kết rất nhỏ Lớp đất đá này rất dễ trượt, gây cản trở khi làm đường và vách

bờ mỏ lộ thiên

Đất đá trong trầm tích chứa than Hệ tầng Hòn Gai (T3n-rhg).

Đất đá trầm tích trong địa tầng chứa than bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết,sét kết

Lực kháng kéo (kG/cm 2 )

Khối lượng thể tích (g/cm 3 )

Khối lượng riêng (g/cm 3 )

Góc nội

ma sát (ϕ0 )

Lực dính kết (TB) (kG/cm 2 )

2,79 – 2,4 2.56

Đặc điểm cơ lý đá vách, đá trụ của các vỉa than

Bảng 1.6 Bảng tổng hợp kết quả các chỉ tiêu cơ lý ở vách vỉa và áp lực mỏ lên nóc

lò.

Vỉa

Khối lượng thểtích (g/cm3)

Cường độkháng nén, σn(kG/cm2)

Hệ số độ bền

f

Áp lực mỏP(Tấn/vì)

Khối lượng thểtích (g/cm3)

Cường độkháng nén, σn(kG/cm2)

Hệ số độ bền

f

Áp lực mỏP(Tấn/vì)

tích (g/cm 3 )

Khối lượng riêng (g/cm 3 )

Lực kháng nén

σ n (kG/cm 2 )

Lực dính kêt C (kG/cm 2 )

Góc nội ma sát

ϕ

(độ)

Hệ số độ bền f

* Đánh giá kết quả nghiên cứu ĐCTV - ĐCCT

Căn cứ vào kết quả nghiên cứu, tổng hợp ĐCTV - ĐCCT đã trình bày ở trên rút ramột số kết luận như sau:

Nước trên mặt thuộc loại phong phú, mạng sông suối hoạt động quanh năm vàkhông bao giờ khô cạn

Nước dưới đất thuộc loại trung bình, hệ số K = 0,0208 m/ngày, lưu lượng đơn vị lớnnhất là 0,0673/ms

Hệ số thấm của đất đá ở tầng dưới nhỏ thua tầng trên Động thái của nước dưới đấthoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thuỷ văn

Đối với khai thác lò giếng phải tháo khô cưỡng bức bằng máy bơm Thành phần nướctrên mặt và nước dưới đất đều thuộc loại nước ngọt Bicácbonat - Natri dùng cho sinh hoạt và

kĩ thuật được Cần lưu ý nước trong vỉa than có tính axit cao

Nước mặt ở các suối do thay đổi dòng chảy và lưu vực, nguồn này còn tồn tại và sẽcấp cho tầng ngầm, vì chưa tính được lượng nước ấy, cần có quan trắc tiếp theo đối vớikhu mỏ

Về địa chất công trình đã xác định được tính chất bền vững của đất đá trong địatầng

1.7 Trữ lượng than địa chất

1.7.1 Tài liệu sử dụng tính trữ lượng

Báo cáo tổng kết kết quả thăm dò bổ sung khu mỏ than Khe Chàm Cẩm Phả Quảng Ninh, được Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam thông qua tạiquyết định số 639/QĐ-VINACOMIN ngày 22/4/2013.

Hiện trạng đào lò khai thác tính đến 30/9/2014

1.7.2 Ranh giới và đối tượng tính trữ lượng

- Ranh giới trên mặt: Theo Quyết định số 1865/QĐ-HĐQT ngày 08/8/2008 của Hộiđồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam về việc: Giao thầu quản

lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khai thác than cho Công tythan Khe Chàm

- Ranh giới dưới sâu: Từ Lộ vỉa (+25) ÷ Đáy tầng than (ĐTT)(-460)

- Đối tượng tính trữ lượng là các vỉa: 14-5, 14-4, 14-2, 14-1, 13-2,13-1, 12

1.7.3 Chỉ tiêu tính trữ lượng, tài nguyên

- Đối với khai thác hầm lò:

+ Chiều dày than tối thiểu ≥ 0,80m

+ Độ tro kể cả độ tro làm bẩn ≤ 40%

1.7.4 Kết quả tính trữ lượng, tài nguyên

a Trữ lượng tài nguyên trong ranh giới mỏ.

Bảng 1.10 Bảng tổng hợp trữ lượng tài nguyên trong ranh giới mỏ Khe Chàm III

b Trữ lượng tài nguyên trong ranh giới khai trường

Tổng trữ lượng tài nguyên mỏ Khe Chàm III tính từ lộ vỉa đến đáy tầng than

(-1000m) là 164 832 242 tấn Trong đó trữ lượng tài nguyên dưới -500m là 51 106 894 tấn

(Phần cấp trữ lượng tài nguyên tin cậy mới đạt 44% nên chưa huy động vào điều chỉnh dựán)

Trữ lượng tài nguyên mỏ Khe Chàm III tính từ lộ vỉa đến -500m, tính cho 7 vỉa

than: 14-5, 14-4, 14-2, 14-4, 13-2, 13-1, 12 là 84 243 677 tấn Trong đó: * Mỏ thanKhe Chàm III - Tổng Công ty Đông Bắc (trong RG giao thầu theo QĐ số: 1207/QĐ-VINACOMIN và Công ty CP Than Tây Nam Đá Mài theo QĐ số: 2306/QĐ-HĐTV) từ

LV ÷ -60 là: 1 144 540 tấn

Cấp 111: 1 071 636 tấnCấp 122: 72 904 tấn

* Mỏ than Khe Chàm III - Công ty than Khe Chàm có tổng trữ lượng, tài nguyên là:

83 099 137 tấn, trong đó:

Cấp 111: 57 407 288 tấnCấp 122: 25 691 849 tấn

- Trong ranh giới giấy phép số 2793/GP-BTNMT (LV ÷ -350): 51 698 890 tấn

* Trữ lượng, tài nguyên than địa chất còn lại đến 31-12-2012 mỏ than Khe Chàm III

- Công ty than Khe Chàm từ +25÷ ĐTT(-460) là: 79 294 024 tấn

Cấp 111: 55 205 054 tấnCấp 122: 24 088 970 tấnTrữ lượng (LV ÷ -350) trong ranh giới giấy phép số 2793/GP-BTNMT:

49 677 898 tấn

Cấp 111: 37 987 630 tấnCấp 122: 11 690 268 tấnTrữ lượng (+25÷-460) ngoài ranh giới giấy phép: 29 616 126 tấn

Cấp 111: 17 217 424 tấnCấp 122: 12 398 703 tấn

Bảng 1.10 (đơn vị: Tấn) Bảng tổng hợp trữ lượng theo vỉa

Trữ lượng trong RG cấp phép

I.2-KẾT LUẬN

Qua đặc điểm và điều kiện địa hình, địa chất khu mỏ thì việc mở vỉa là một trongnhững công tác có tính quyết định ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, sản lượng mỏ vàviệc áp dụng những công nghệ khai thác vào quá trình sản xuất của mỏ trong tương lai

Trong quá trình khai thác cần lưu ý một số vấn đề như sau:

- Số vỉa được mở trong ruộng mỏ, điều kiện thế nằm của các vỉa, góc dốc và chiềudày các vỉa

- Ảnh hưởng của các uốn nếp nhỏ, những uốn nếp chưa có cơ sở xác định

- Mức độ ảnh hưởng do các công trình khai thác đào trái phép

- Trong quá trình thiết kế mở vỉa cần lưu ý đến hướng phát triển của mỏ trongtương lai

- Trong tương lai cần phải chú ý đến công tác thăm dò bổ sung tài liệu địa chất cho

kế hoạch khai thác xuống sâu của khu mỏ

Nhìn chung khu vực thiết kế có điều kiện địa chất ổn định, lượng nước chảy vào mỏkhông lớn, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình đơn giản, thuận lợi cho công tác

mở vỉa và khai thác

Chương II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ II.1.GIỚI HẠN KHU VỰC THIẾT KẾ

II.1.Biên giới mỏ

Biên giới mỏ được xác định như sau:

+Phía Bắc: giáp thung lũng Dương Huy và công trường khai thác mỏ Bắc Khe Chàm +Phía Nam: Giáp mỏ Khe Chàm II, Khe Chàm VI

+Phía Đông: Giáp mỏ Khe Chàm I

+Phía Tây: Giáp công trường khai thác lộ thiên vỉa 17 Bàng Nâu

+Chiều sâu khai thác từ LV đến -400

II.1.2 Diện tích khai trường

-Chiều dài khai trường theo phương: 1,6km

-Chiều rộng khai trường: 1km

-Diện tích khu mỏ: 3,7km2

II.2 Tính trữ lượng

II.2.1 Trữ lượng trong bảng cân đối

Trữ lượng cân đối của mỏ than Khe Chàm III được tính từ mức LV đến -400 được xácđịnh là 49 677 898 tấn

II.2.2 Trữ lượng công nghiệp

Trong quá trình khai thác mỏ không thể lấy hết trữ lượng trong bảng cân đối lên mặt đất,

do đó trong thiết kế phải tính đến trữ lượng nhỏ hơn và được gọi là trữ lượng công nghiệp.Căn cứ vào trữ lượng địa chất trong bảng cân đối, ta tính được trữ lượng s

Z CN = Z đc C , tấn

Zđc_ Trữ lượng địa chất, Zđc = 49 677 898 ,tấn C_ Hệ số khai thác trữ lượng: C = 1 - 0,01 x Tch

Tch_ Tổn thất chung, Tch = t + tKT

Với : tt_ Tổn thất do để lại trụ bảo vệ cạnh giếng mỏ,các đường lò mở vỉa dưới cácsông, suối, hồ và các công trình trên mặt đất cần bảo vệ, xung quanh các đứt gãy địa chấtv.v đồ án chọn tt = 2%

tKT_ Tổn thất khai thác, phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống khai thác, phương phápkhai thác, phương pháp khấu than, mất mát do để lại trụ bảo vệ cạnh đường lò chuẩn bị,giữa các buồng khấu, cột khấu, để lại than ở các phía vách và phía trụ vỉa, nằm lại ở các vìchống dưới thiết bị vận tải, mất mát trong quá trình vận tải dưới ngầm và trên mặt v.v tKT

= 5 - 12% do mỏ có nhiều vỉa tương đối dày nên đồ án chọn tKT = 12%

Thay số vào ta được: C = 1 - 0,01 (2 + 12) = 0,86

Vậy trữ lượng công nghiệp là:

ZCN = 49 677 898 0,86 = 42 722 992 tấn

II.3 SẢN LƯỢNG VÀ TUỔI MỎ

II.3.1 Sản lượng mỏ

Sản lượng mỏ được xác định trên cơ sở sau:

- Độ tin cậy của tài liệu địa chất được cung cấp

- Thực tế sản xuất của mỏ trong quá trình thực tập

- Các thiết kế cải tạo mở rộng mỏ đã được tiến hành

- Khả năng cơ khí hóa lò chợ, tăng sản lượng hàng năm cao

- Nhiệm vụ thiết kế được giao

Theo nhiệm vụ được giao, sản lượng mỏ thiết kế là:

Am = 2,5 triệu tấn/năm

III.3.2 Tuổi thọ mỏ

Là thời gian tồn tại của mỏ để khai thác hết trữ lượng của mỏ

Mỏ được thiết kế khai thác từ -400 đến LV

Trên cơ sở trữ lượng công nghiệp và sản lượng khai thác hàng năm, ta xác định được tuổimỏ:

TM = + t1 +t2 ,nămTrong đó: TM : Tuổi mỏ tính toán, năm

: Trữ lượng công nghiệp của mỏ

: Công suất năm của mỏ, tấn/năm

t1 : Thời gian xây dựng mỏ, 3 năm

t2 : Thời gian khấu vét, 2 năm

Thay các giá trị vào công thức trên ta được:

TM = +3 +2 = 22,1 năm Như vậy ta chọn tuổi mỏ là 22 năm

II.4 Chế độ làm việc của mỏ

II.4.1 Cơ cấu tổ chức của mỏ.

Đối với các công ty khai thác mỏ,việc cơ cấu tổ chức bộ máy quản lí phải đơn giản, gọn nhẹ nhưng đầy đủ các chức năng để phù hợp với yêu cầu sản xuất Cơ cấu tổ chức quản lýcủa công ty chia làm 3 cấp:

Khối phòng

kỹ thuật

Khối phòngkinh tế

Khối phòngsản xuất

Khối phòng

an toàn

Các phân x ởng sản xuất

Giám đốc

Hỡnh II.1: Sơ đồ tổ chức của mỏ.

II.4.2 Thời gian làm việc của mỏ.

II.4.2.1 Bộ phận làm việc trực tiếp.

Làm việc 3ca/ ngày

- Ca I : Từ 6hữ14h

- Ca II : Từ 14hữ22h

- Ca III : Từ 22hữ6h ngày hụm sau

Để đảm bảo cho sức khỏe cụng nhõn đồ ỏn chọn hỡnh thức đảo ca nghịch để ỏp dụng cho

C

II.4.2.2 Bộ phận lao động giỏn tiếp.

Bộ phận lao động giỏn tiếp bao gồm khối phũng ban cú thời gian làm việc khỏc với bộ phận lao động trực tiếp Khối lao động giỏn tiếp làm việc 6 ngày/tuần Mỗi ngày làm việc 8h chia làm 2 buổi

Bảng II.2 : Thời gian làm việc

Ca làm việc Mựa đụng Mựa hố

Sỏng 7h30ữ 11h30 7h00 ữ 11h00

Chia ruộng mỏ thành các tầng hoặc mức:

Với chiều sâu khu vực được giao thiết kế từ 0 ÷ -400 dựa vào mặt cắt địa chất và đặc điểm địa hình Ta có thể chia ruộng mỏ thành 6 tầng khai thác để dễ áp dụng các phương pháp khai thác, mỗi tầng cao 67m

Chiều cao nghiêng của tầng được xác định theo công thức:

Trong đó:

: Chiều cao nghiêng của tầng; (m)

h : Chiều cao đứng của tầng; (m)

: Góc dốc của vỉa; (độ)

Bảng II.3 : Bảng phân chia ruộng mỏ

TT Tên vỉa than Chiều dày vỉa

(m)

Góc dốc vỉa(độ)

II.6.1 Khái quát chung.

Mở vỉa là việc đào các đường lò từ ngoài mặt địa hình đến vị trí khoáng sản có ích để từ

đó mở các đường lò chuẩn bị cho việc khai thác, nó bao gồm :

- Sơ đồ mở vỉa: là việc bố trí mạng đường lò mở vỉa trong ruộng mỏ

- Phương pháp mở vỉa: là trình tự tiến hành đào các hệ thống đường lò mở vỉa trong ruộng

- Điều kiện địa chất thủy văn tương đối ổn định

- Tuy nhiên do trong khu mỏ có nhiều đứt gãy và các uốn nếp làm thay đổi cục bộ các vỉa than cả về đường phương và hướng dốc do đó cần tính toán lựa chọn phương án mở vỉa tối

ưu nhất

- Các vỉa than trong ruộng mỏ có chiều dày và góc dốc tương đối thuận lợi cho việc áp dụng cơ khí hóa khai thác để tăng sản lượng Do vậy cần chú ý tới việc chia tầng, chia khukhai thác để thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ cơ khí hóa tăng sản lượng.

II.6.2.Các phương án mở vỉa.

Sau khi nghiên cứu các tài liệu địa chất được cung cấp và qua khảo sát bề mặt địa hình thực tế của khu vực thiết kế Đồ án xin đề xuất các phương án mở vỉa cho khu vực thiết kếnhư sau:

Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng (LV ÷ -400) Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng ( LV ÷ -400).

Cơ sở để lựa chọn phương án mở vỉa hợp lí được xác định trên hiệu quả về kĩ thuật và kinh tế để tìm ra phương án mở vỉa hợp lí, đáp ứng đầy đủ các yếu tố khả thi và phù hợp với hiện trạng cũng như tương lai của công tác mỏ hầm lò Việt Nam

II Sơ đồ mở vỉa và phương pháp mở vỉa.

1.Phương án 1: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng (từ LV÷-400) 1.1 Sơ đồ mở vỉa

Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị của phương án được trình bày trong hình II-1

lò thượng cắt (7) đào lò song song chân, thượng rót than phục vụ khai thác 1.2.2 Công tác vận tải.

Than từ các gương lò chợ được đua xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng (6) bằng máng cào,qua máng cào ở lò dọc vỉa,,than được đổ xuống băng tải ở lò xuyên vỉa vận tải (5); qua

hệ thống máng trượt và bunke chứa than được đổ xuống hệ thống băng tải giếng chính (1)

và đưa lên mặt bằng sân công nghiệp mức +25

Sơ đồ vận tải:

Than từ lò chợ(6)(5)(1) ra ngoài

1.2.3 Công tác thông gió.

Gió sạch từ ngoài trời đi vào qua giếng phụ (2), hệ thống hầm trạm sân ga, qua lò xuyên vỉa (3)tới lò dọc vỉa vận tải (4) và vào lò chợ (8) Gió bẩn từ lò chợ (8) qua dọc vỉa thông

gió (6) ra giếng chính (1) thoát ra ngoài.

Sơ đồ thông gió:

Gió sạch (2) sân giếng (3) (4) lò chợ (6) (1) ra ngoài

1.2.4 Công tác thoát nước.

Nước thải tử lò chợ (8) chảy qua các rãnh nước ở lò dọc vỉa (6) đến các rãnh nước ở lò xuyên vỉa (3) chảy về hầm chứa nước ở sân giếng Từ hầm chứa nước, nước được đưa lên mặt bằng sân công nghiệp +25 bằng hệ thống bơm cưỡng bức

Sơ đồ thoát nước:

Lò chợ (6) (3) sân giếng ra ngoài

1.2.5 Công tác vận chuyển vật liệu.

Vật liệu được đưa vào giếng phụ (2) đến sân giếng qua lò xuyên vỉa thông gió(3) đưa vào

lò dọc vỉa thông gió (6) và đưa vào lò chợ Vận chuyển vật liệu các tầng tiếp theo tương tự

Sơ đồ vận chuyển vật liệu:

Vật liệu (2) sân giếng (3) (6) lò chợ

1.2.6 Khối lượng các đường lò.

Bảng II.5: Khối lượng các đường lò Phương án 1

STT

Tên các đường lò Chiều dài, m

LV ÷ -67 khai thác xong Trong quá trình khai thác mức -67 ÷ -134 tiến hành đào lò chuẩn

bị cho mức -134 ÷ -201 …

2 Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng (từ LV ÷ -400).

2.1 Sơ đồ mở vỉa.

Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị của phương án được trình bày trong hình II-2

2.2 Phương án mở vỉa.

2.2.1 Thứ tự đào lò.

Từ mặt bằng mức +25, tiến hành mở cặp giếng đứng xuống mức -134gồm một giếng chính

và một giếng phụ song song với nhau, khoảng cách giữa hai giếng từ 40÷50m và được thi công đồng thời Vị trí giếng được lựa chọn tại trung tâm khoáng sàng Khi thi công đào haigiếng đến mức 0 tiến hành đào các đường lò nối giữa hai giếng, hệ thống sân ga phục vụ cho khai thác Từ trung tâm ruộng mỏ tiến hành đào các đường lò xuyên vỉa tới khi gặp các vỉa than và chia ruộng mỏ thành hai cánh

Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp các vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa thong gió, vận chuyển tầng về phía hau cánh của ruộng mỏ và mở lò cắt tiến hành khai thác

Trong quá trình khai thác mức LV ÷ -67tiến hành chuẩn bị mức -67 ÷ -134 và tương tự khikhai thác mức -67 ÷ -134 tiến hành chuẩn bị mức -134 ÷ -201 Các tầng tiếp theo tương tựnhư thế

2.2.2 Công tác vận tải than.

Than từ các gương lò (7) được đưa xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng (6) bằng máng cào

đổ xuống băng tải ở lò xuyên vỉa (5) Qua hệ thống máng trượt than được đổ xuống hệ thống trục tải giếng chính (1) và vận tải qua băng tải lên mặt bằng sân công nghiệp +25

Sơ đồ vận tải than

Than từ lò chợ (6) (5)(1) ra ngoài

2.2.3 Công tác thông gió.

Gió sạch từ giếng phụ (2) vào sân giếng ( ) qua lò xuyên vỉa vận tải (4), lò dọc vỉa vận tải (6) qua họng sáo thông gió cho lò chợ Gío bẩn theo lò dọc vỉa thông gió ( ) qua lò xuyên vỉa thông gió ( ), giếng chính (1 ) rồi ra ngoài Công tác thông gió ở các tầng tiếp theo tương tự

Sơ đồ thông gió:

Gió sạch sân giếng (4) (6) lò chợ ( 6) (1) ra ngoài

2.2.4 Công tác thoát nước.

Nước thải từ lò chợ được đưa xuống lò dọc vỉa vận tải(6) qua lò xuyên vỉa vận tải (4) bằngphương pháp tự chảy ra các đường lò chứa nước ở sân giếng Nước được bơm ra ngoài bằng hệ thống bơm cưởng bức được đặt ở giếng phụ (2)

Sơ đồ thoát nước:

Nước thải trong lò chợ (6) (4) sân giếng (2) ra ngoài

2.2.5 Công tác vận chuyển vật liệu.

Vật liệu được đưa vào giếng phụ (2), sân giếng qua lò xuyên vỉa thông gió (3) đưa vào lò dọc vỉa thông gió (5) và đưa là lò chợ Vận chuyển vật liệu ở các tầng tiếp theo tương tự

Sơ đồ vận chuyển vật liệu

Vật liệu (2) sân giếng (3) (5) lò chợ

2.2.6 Khối lượng các đường lò.

Bảng II.4: Khối lượng các đường lò Phương án II.

II.6.4 Phân tích so sánh kỹ thuật giữa 2 phương án mở vỉa.

Bảng II.5: Bảng so sánh kĩ thuật giữa 2 phương án.

2 Chiều dài thi công lò xuyên vỉa Dài hơn Ngắn hơn

3 Công tác thoát nước Thuận hợi hơn Khó khăn hơn

* Nhận xét: Qua phân tích so sánh kỹ thuật của 2 phương án mở vỉa trên nhận thấy mỗi

phương án đều có ưu điểm và nhược điểm riêng Nhưng qua nghiên cứu, đánh giá điều kiện khai thác thực tế ở Việt Nam cũng như ở mỏ Khe Chàm III thì khả năng áp dụng phương án I sẽ có nhiểu thuận lợi hơn Để so sánh một cách chính xác hơn ta tiến hành tính toán và so sánh về mặt kinh tế giữa 2 Phương án

II.6.5 Phân tích so sánh kinh tế giữa 2 phương án mở vỉa.

Do không thể tính toán chi tiết các loại chi phí, và hạn chế về thời gian vì vậy phần kinh

tế chỉ tính toán, so sánh cho các hạng mục công trình có khối lượng khác nhau của 2

phương án Để so sánh kinh tế giữa 2 phương án tiến hành tính toán các chi phí đào lò, chi phí mua sắm thiết bị, chi phí bảo vệ đường lò, chi phí vận tải cho từng phương án

1 Chi phí đào lò chuẩn bị.

Chi phí đào lò được xác định theo công thức:

Trong đó: L - Chiều dài lò (m)

-Đơn giá đào 1 m lò (đ/m)

Bảng II.7: Bảng chi phí đào lò phương án I

chống

L (m)

(

Thành tiền( đồng)

STT Tên đường lò Loại vỏ

chống

L (m)

(

Thành tiền( đồng)

L - Chiều dài đường lò cần bảo vệ, m

Tbv - Thời gian tồn tại của đường lò, năm

Kbv - Đơn giá bảo vệ đường lò trong 1 năm (đ/m-năm)

Bảng II.9: Bảng chi phí bảo vệ lò phương án I.

TT Tên đường lò Loại vỏ chống L(

) (năm) (đ /m.năm) Thành tiền ( đồng)

1Giếng nghiêng chính

BTCT14782416056755202Giếng nghiêng phụ

BTCT1105241604243200

3.Chi phí mua sắm thiết bị.

Do không tính toán được chi tiết các chi phí mua sắm thiết bị, vì vậy trong phạm vi đồ án chỉ nêu chi phí mua sắm những thiết bị chủ yếu Toàn bộ chi phí mua sắm thiết bị được trình bày trong bảng

Bảng II.11: Bảng chi phí mua sắm thiết bị cho phương án I.

lượn

g

Đơn giá ( đồng)

Thành tiền ( đồng)

1 Đầu tàu điện ắc quy Chiếc 6 4.000.000 24.000.000

3 Băng tải giếng chính Bộ 1 4.000.000 4.000.000

Bảng II.12: Bảng chi phí mua sắm thiết bị cho phương án II.

lượn

g

Đơn giá ( đồng)

Thành tiền ( đồng)

1 Đầu tàu điện ắc quy Chiếc 6 4.000.000 24.000.000

3 Trục tải giếng chính Bộ 1 10.000.000 10.000.000

- Chiều dài lò xuyên vỉa

Q – Khối lượng than được vận tải trong 1 năm

– Đơn giá vận tải cho 1000 tấn thanh qua 1m đường lò

T – Thời gian vận tải

Bảng II.13: Chi phí vận tải phương án I.

TT Tên đường lò (m) Q , T (đ/1000T.nă Tiền (

, (đ/1000T.năm)

5.So sánh kinh tế giữa 2 phương án mở vỉa.

Sau khi tính toán ta đưa ra bảng so sánh kinh tế giữa 2 phương án mở vỉa

Bảng II.15: Bảng so sánh kinh tế giữa 2 phương án.

TT Chỉ tiêu so sánh Phương án I ( Phương án II (

II.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa

Với giới hạn của chương và nội dung đồ ỏn ko cho phộp, nờn trong phạm vi đồ ỏn này em xin trỡnh bày thiết kế thi cụng đào lũ xuyờn vỉa mức -67.

II.7.1.Chọn hỡnh dạng tiết diện lũ và vật liệu chống.

1.Chọn hỡnh dạng tiết diện ngang đường lũ.

Do đặc diểm địa chất của khu mỏ, bao gồm nhiều vỉa trong ruộng mỏ, do đú thời gian tồn tại của đường lũ phục vụ khai thỏc lớn Để đảm bảo an toàn và kộo dài tuổi thọ của đường

lũ, cũng như phự hợp với loại vật liệu cú độ bền cao, thời gian tồn tại lõu dài, ta chọn tiết diện hỡnh vũm bỏn nguyệt là hợp lý nhất

2.Chọn vật liệu chống.

Do thời gian tồn tại của đường lũ lớn, do đặc điểm nước mỏ ko cú khả năng ăn mũn kim loại do đú ta chọn vỏ chống cho lũ xuyờn vỉa là thộp lũng mỏng loại CBJJ 22

II.7.2 Xỏc định kớch thước tiết diện lũ.

1.Chọn và tớnh toỏn thiết bị vận tải.

Với điều kiện khai thác mỏ, và điều kiện vận tải hiện tại của mỏ chọn thiết bị vận tảitrong lò xuyên vỉa là tầu điện

Do yêu cầu sản lợng thiết kế mỏ và nhu cầu tăng sản lợng ngày càng cao, và mỏ là

mỏ loại 1 về khí CH4 chọn thiết bị vận tải ở lò bằng xuyên vỉa chính là tàu điện cầnvẹt14KP – 2 và goòng 3,3 tấn VG - 3,3

Bảng II.13: Bảng đặc tính kỹ thuật tàu điện cần vẹt 14KP − 2

Với điều kiện khai thỏc mỏ, và điều kiện vận tải hiện tại của mỏ, ta chọn thiết bị vận tải trong lũ xuyờn vỉa vận tải là tàu điện

II.7.2.2.Tính toán tiết diện ngang của lò

Ta có lợng than cần chuyển qua đờng lò trong một ngày đêm tính theo sản lợng năm

là 8333 tấn/ngày.đêm Vận tải than bằng băng tải DT II 1000/315 , vận tải đất đá thải vàthiết bị vật liệu bằng tầu điện ắc quy CDXT-8(J) do Trung Quốc sản xuất khối lợng bámdính 5 tấn kết hợp goòng YBD-3,3tấn cỡ đờng 900 mm

Bảng II-10: Bảng đặc tính kỹ thuật của băng tải DT II 1000/315

02 Chiều dài lớn nhất của băng m 320

 Chiều rộng đờng lò ở ngang mức cao nhất của thiết bị vận tải:

B = m + k.A + (k-1).C + n, m (II-9)Trong đó:

m: Khoảng cách an toàn giữ thiết bị và khung chống, m = 0,7 m;

A: Kích thớc lớn nhất cửa thiết bị, A = 1,35 m;

C: Khoảng cách an toàn giữa 2 thiết bị, C = 0,4 m;

k: Số đờng vận tải trong đờng lò, k = 2;

n: Khoảng cách giữa phơng tiện vận tải với vỏ chống phía có ngời đi lại;

h: Chiều cao từ nền lò lên tới chân vòm ,mh1: Chiều cao từ đỉnh ray lên tới chân vòm, do đờng lò có 1 đờng xe và 1băng tải chọn h1 = 1,5 m

hđx: Chiều cao của đờng xe ,m

hđx = hđ + hr ,m (II-11)hđ: Chiều cao lớp đất đá giải, chọn loại ray P33 do đó chọn hđ = 0,2 m

hr: Chiều cao ray, có hr = 0,19 m

Thay số vào (II-11): hđx = 0,2 + 0,19 = 0,39 m

Thay số vào (II-10) ta có : h = 1,5 + 0,39 = 1,89 m Chọn h = 1,9 m

 Chiều rộng đờng lò tại chân vòm:

Bcv = B +2(h– ht).tgβ

,m (II-12)Trong đó:

ht: Chiều cao tờng, ht = 1,5 m;

β

: Góc tiếp tuyến của phần vòm tại vị trí tính toán, β

= 100 ữ

200; Chọn β

= 200

Thay số vào (II-12) ta có : Bcv = 5,3 + 2.(1,9-1,5).tg200 ≈

 Chiều rộng bên ngoài khung chống:

Chiều rộng bên ngoài khung chống đợc xác định theo công thức:

Bng = Bcv + 2.(bt+bch) , m (II-11)Trong đó:

Bcv: Chiều rộng đờng lò tại chân vòm: Bcv = 5,6 m;

bt: Chiều dày của thép lòng máng: bt = 0,123 m;

bch: Chiều dày của chèn, bch = 0,05 m

Thay số vào (II-11) ta có : Bng =5,6 +2.(0,123 + 0,05) ≈ 6 m

 Diện tích của đờng lò.

- Diện tích sử dụng đờng lò:

Ssd = Sv + Shl ,m2 (II-14)Trong đó:

 Kiểm tra theo điều kiện thông gió

Lợng gió cần thiết để thông gió cho mỏ tính theo sản lợng thiết kế :

N

k q A

Q m .

=

,m3/ph (II-15)Trong đó:

q: Lợng gió cần thiết trên một tấn than, q = 1 m3/ph;

Am: Sản lợng khai thác, Am = 2500000 tấn/năm;

N: Số ngày làm việc trong năm N = 300 ngày;

k: Hệ số dự trữ, k = 1,1.

Thay số vào (II-15) ta có:

7 , 9166 300

1 , 1 1 2500000

=

=

Q

m3/ph = 152,8 m3/sVận tốc gió trong đờng lò :

v = S sd

Q

= 20,71

8 , 152

= 7,38 m/sTheo điều kiện thông gió: 0,15 (m/s) ≤ v = 7,38≤ 8 (m/s)

Vậy tiết diện đờng lò thỏa mãn điều kiện thông gió

900

1350 1350

5600

Hình II-3 Kích thớc tiết diện ngang sử dụng đờng lò II.7.3 Lập hộ chiếu chống lò.

 áp lực nóc

áp lực đất đá lên nóc lò đợc xác định theo công thức của Protođiakonop:

m T f

a

3

.

4 2 γ

=

(II-16)Trong đó:

a: Nửa chiều rộng của đờng lò, a = 2,8 m

γ: Thể trọng của đá nóc; γ = 2,6 T/m3f: Hệ số kiên cố của đá nóc, f = 6

Thay số vào (II-16) ta có:

53 , 4 6

3

6 , 2 8 , 2

4 2

=

=

N P

T/m

 Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên.

Theo giáo s P.M.TXIMBAREVICH ngoài áp lực nóc còn có áp lực hông Trong trờnghợp này áp lực hông lò đợc coi là áp lực tờng chắn áp lực mỏ lên vì chống từ phía hông lòxuất hiện trong điều kiện khi ứng suất trong đất đá hông vợt giới hạn bền của đất đá khinén một trục

Khi đó chiều cao sụt lở (phá huỷ) đến giới hạn vòm cân bằng tự nhiên của đờng lò

đ-ợc xác định theo công thức:

f 2

90 h.tg + a

a: Chiều rộng nửa đờng lò, a = 2,8 m;

h: Chiều cao đờng lò, h = 4,5 m;

f: Hệ số kiên cố của đất đá, f = 6;

81 90 4,5.tg + 2,8

0 0

90 ( ).

2 ( 2

Trong đó:

γ: Trọng lợng thể tích đất đá, γ = 2,6 T/m3;h: Chiều cao đờng lò, h = 4,5 m;

f: Hệ số kiên cố của đất đá, f = 6;

ϕ

: góc nội ma sát của đất đá,ϕ

= 810;b1: Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên, b1 = 0,53 m

Thay số vào (II-18) ta có:

) 2

81 90 ( ).

5 , 4 53 , 0 2 ( 2

5 , 4 6 ,

90

2

90

0 2

0 2

0 2

ϕ ϕ

ϕ

tg tg

tg H

p n

,T/m (II-19)Trong đó:

H: Là chiều cao cột đá tác dụng lên nền lò, H = 5,03 mThay số vào (II-19) ta có:

81 90

2

81 90 06 , 5

0 0 2 0

0 2

0 0 2

tg tg

8 , 3

max = =

L

m/v×

Chän bíc chèng ë lß xuyªn vØa lµ 0,8 m/v×

1750 5600

800

Hình II-5: Hộ chiếu chống lò xuyên vỉa

II.7.4 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò.

II.7.4.1 Lựa chọn thiết bị khoan, thuốc nổ và phơng tiện gây nổ

 Chọn máy khoan.

Với đất đá khu vực thiết kế có f = 6 ta chọn máy khoan Π

P-19 của Nga sản xuất có

 Chọn thuốc nổ: Với điều kiện mỏ, độ cứng đất đá từ f = 6 Để đảm bảo an toàn trong công

tác nổ mìn và đạt hiệu quả cao trong công tác phá vỡ đất đá chọn loại thuốc nổ AH1 củaViệt Nam do Công ty Hóa Chất Mỏ sản xuất

Bảng II-13: Bảng các đặc tính thuốc nổ loại AH-1

Stt Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Thông số

3 Mật độ thuốc nổ,  g/cm3 0,951,15

5 Chiều dài thỏi thuốc, lt mm 200

6 Trọng lợng một thỏi thuốc, Gt gram 200

 Chọn kíp nổ: Sử dụng loại kíp nổ điện vi sai PM-25 của Trung Quốc.

Bảng II-14:Đặc tính kỹ thuật của kíp nổ PM-25

TT Các thông số Đơn vị Giá trị

2 Dòng điện đảm bảo nổ A 1,2

 Phơng tiện nổ: Để kích nổ kíp mìn trong gơng lò chợ ta dùng loại máy nổ mìn mã hiệu

KB∏ - 1/100M và dây kích nổ là dây điện đơn, 1 lõi đồng, tiết diện dây S = 0,5 mm2, điệntrở suất của dây ρ = 0,018 Ω

Bảng II-15:Đặc tính kỹ thuật của máy nổ mìn KB∏ - 1/100M

T

Sử dụng phơng pháp đào lò toàn gơng, phá đá bằng khoan nổ mìn, rạch hình lăng trụ,

nổ mìn tạo biên, phơng pháp nổ mìn điện

 Lợng thuốc nổ đơn vị: Lợng thuốc nổ đơn vị đợc xác định theo công thức của giáo s

H.M.Pakrovski

q = q1 fc v e kđ ,kg/m3 (II-21)Trong đó:

q1: lợng thuốc nổ đơn vị, q1 = 0,1.f = 0,1.6= 0,6 kg/m3 fc: Hệ số cấu trúc của đất đá, fc = 1,4

e: Khả năng công nổ, e = 380/Pđ = 380/260 = 1,46Pđ: Khả năng công nổ của thuốc nổ thực tế, Pđ = 330 cm3 v: Hệ số nén ép phụ thuộc vào chiều sâu lỗ mìn Do Sđ>18m2 nên chọn v =(1,2 ữ

1,5) Lấy v = 1,3

kđ: Hệ số ảnh hởng của đờng kính thỏi thuốc, kđ = 1

Thay số vào (II-21) ta có:

q = 0,6.1,4.1,3.1,46.1 = 1,6kg/m3

 Đờng kính lỗ khoan: Đờng kính lỗ khoan phụ thuộc vào đờng kính thỏi thuốc lấy hơn giá

trị đờng kính thỏi thuốc 10%

dlk = dt + 10% dt = 36 +10%.36 = 39,6 mmLấy đờng kính lỗ khoan dlk = 40 mm

 Chiều sâu lỗ khoan: Phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá, diện tích đào lò, tốc độ đào

lò… với tiến độ đào lò trong 1 chu kỳ là 1,6 m ta có thể xác định chiều sâu lỗ khoan bằngcông thức:

8 , 1 85 , 0

6 , 1 6 , 1

Chiều sâu lỗ khoan thực tế:

+ Chiều sâu lỗ khoan tạo rạch, ta lấy lr = L + 0,1 = 1,9 m

+ Chiều sâu lỗ khoan phá: lấy lp = L = 1,8 m

+ Chiều sâu lỗ khoan tạo biên Các lỗ khoan tạo biên đợc khoan nghiêng 830 có chiều

sâu

0

0 sin 83

8 , 1 83

sin =

L b

= 1,81 m

+ Khoảng cách từ lỗ khoan biên tới trục đờng lò: Ta lấy ab = 0,25 m.

 Lợng thuốc nổ cho 1 chu kỳ đợc xác định theo công thức:

Qth = q.V ,kg (II-22)Trong đó :

q: Lợng thuốc nổ đơn vị q = 1,6 kg/m3; V: Thể tích khối đất đá nguyên trong một chu kỳ, m3;

V = L Sđ = 1,8.23,13 = 41,63 m3L: Chiều sâu lỗ mìn, L = 1,8 m

Sđ: Diện thích đào của đờng lò, Sđ = 23,13 m2 Thay số vào (II-22) ta có: Qth = 1,6.41,63≈ 66,61 kg

N b

,lỗ (II-23)Trong đó:

P: Chu vi đờng lò, P = C S = 3,86

13 , 23

b: Khoảng cách trung bình giữa các lỗ mìn tạo biên, b = 0,5 m

Thay số vào (II-23) ta có:

1 5 , 0

6 , 5 6 , 18

+

−

=

b N

= 27 lỗ Lấy 27 lỗ

+ Số lỗ mìn tạo rạch, phá:

γ

γ 0

F

N S q

,lỗ (II-24)Trong đó:

q: Lợng thuốc nổ đơn vị, q = 1,6 Kg/m3;S: Tiết diện lò đào theo thiết kế, S = 23,13 m2;NB: Số lỗ mìn biên, NB = 27 lỗ;

: Chi phí thuốc nổ trên một mét dài lỗ mìn nhóm phá, γ

phụ thuộc vào ờng kính thỏi thuốc nổ Với thuốc nổ AH1 có Φ

= 36 mm nên ta chọnγ =

0,65

Thay số vào (II-24) ta đợc: 0,65

35 , 0 27 13 , 23 6 ,

=

F N

= 42,4 lỗ Lấy 43 lỗVậy tổng số lỗ mìn trên gơng là:N = NB + NF = 27 +43 = 70 lỗ

Ngoài ra, để đào rãnh nớc cần bố trí thêm 1 lỗ mìn Nh vậy tổng số lỗ mìn trên toàn

g-ơng là: N + 1 = 71 lỗ

 Lợng thuốc nổ trung bình trong một lỗ khoan:

q1=

9 , 0 71

61 , 66

Qth: lợng thuốc nổ trong một chu kỳ, Qth = 66,61 kg;

08 , 1

9 , 0

72 , 0

=

thỏi Lấy 3 thỏi

 Tổng khối lợng thuốc nổ thực tế trong một chu kỳ

Qtt = QR.NR + QF.NF + QB.NB, kg Qtt = 4.5,5.0,2 + 33.4,5.0,2 + 34.3.0,2 = 54,5 kg/chu kỳ < Qth = 66,61 kg

 Chiều dài bua:

th th k

b L n l

L = −

,m (II-26)Trong đó:

Lk: Chiều dài lỗ khoan, m;

nth: Số thỏi thuốc trong 1 lỗ khoan, thỏi;

lth: Chiều dài thỏi thuốc, lth = 0,2 m

+ Chiều dài bua nhóm lỗ mìn tạo rạch

8 , 0 2 , 0 5 , 5 9 ,

1 − =

=

b L

m

+ Chiều dài bua nhóm lỗ mìn phá.

9 , 0 2 , 0 5 , 4 8 ,

II.7.4.3 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò.

Dựa vào các thông số tính toán ở trên lập sơ đồ bố trí lỗ mìn nh hình II-5

II.7.5 Xác định khối lợng của từng công việc trong một chu kỳ đào lò

Khối lợng công việc trong 1 chu kỳ đào lò bao gồm: công tác khoan lỗ mìn, côngtác nạp nổ, thông gió, công tác xúc bốc vận tải, công tác chống lò, công tác chuyển vậtliệu, công tác lắp đặt đờng ray, nối ống gió, đào rãnh nớc

Để đảm bảo cho gơng lò luôn có gió sạch và nồng độ bụi, khí độc, khí cháy nổ ở mức chophép Lu lợng gió và quạt đợc tính theo các yếu tố sau:

 Theo yếu tố ngời làm việc lớn nhất

Q1 = 4.n, m3/phút (II-27)Trong đó:

4: tiêu chuẩn gió sạch cho 1 công nhân làm việc tại gơng lòn: Số ngời làm việc lớn nhất tại gơng lò, n = 10 ngời

Thay số vào (II-27) ta đợc: Q1 = 4.10 = 40 m3/phút = 0,7 m3/s

 Theo lợng thuốc nổ đồng thời lớn nhất

Sử dụng phơng pháp thông gió đẩy Lợng gió đợc tính theo công thức củaV.N.Vôrônin:

3 2

2 2

60

25 , 2

p

V b A t

, m3/s (II-28)Trong đó:

t: thời gian thông gió tích cực sau nổ mìn; t = 30phútA: Lợng thuốc nổ lớn nhất đồng thời tại gơng, A = 54,5kgp: hệ số rò gió trên đờng ống, p =1,1

b: lợng khí CO2 tạo ra khi nổ mìn, b = 40 l/kg (Đào trong đá)

ϕ: Hệ số kể đến sự hấp thụ khí độc của đờng lò, ϕ = 0,6 (Đờng lò ẩm)V: Thể tích đờng lò thông gió, V = S.L, m3 (II-29)

S: Diện tích gơng lò chuẩn bị, S = 20,71 m2L: Chiều dài đờng lò chuẩn bị, L = 391 mThay số vào (II-29) ta đợc: V = 20,71.391 = 8097,6m3

Thay số vào (II-28) ta đợc:

2 , 5 1

, 1

6 , 8097 6 , 0 40 5 , 54 60 30

25 , 2

Vb: Tốc độ gió cho phép để đảm bảo nồng độ bụi thấp nhất, V = 0,4 m/sS: Diện tích sử dụng gơng lò S = 20,71 m2

Thay số vào (II-30) ta đợc: Q3 = 0,4.20,71 = 8,3 m3/s

Theo kết quả tính toán ở trên lu lợng gió đợc chọn theo lu lợng gió lớn nhất, cụ thể là chọntheo yếu tố bụi; Q = Q 3 = 8,3 m3/s

- Kiểm tra tốc độ gió, đợc xác định theo tốc độ gió nhỏ nhất cho phép:

[Vmin] = 0,25 m3/s≤

V =

4 , 0 71 , 20

3 , 8 max = =

Lựa chọn quạt: Chọn quạt loại hớng trục YBT 62-2 do Trung Quốc sản xuất

Bảng II-17:Đặc tính kỹ thuật của quạt YBT 62-2

S

4

≤

= 18,2 m

Chọn khoảng cách đến gơng lò là 10 m, thời gian thông gió 30 phút Khi đảm bảo an toànmới tiến hành công việc tiếp theo.

Sơ đồ bố trí quạt và ống gió đợc thể hiện trên hình sau:

4 2

1- Quạt thông gió 2- Đ ờng ống gió

2 10m 1

Sơ đồ thông gió đẩy khi đào lò chuẩn bị

Hình II-6: Sơ đồ thông gió cục bộ

6 Tốc độ di chuyển m/s Tiến: 0,78; lùi: 0,57

Bảng II-19: Đặc tính kỹ thuật của goòng YBD-3,3

Khối lợng đất đá xúc bốc trong 1 chu kỳ đợc xác định theo công thức:

Vđ = Sđ.Kr.L.η.à ,m3 (II-31)

Trong đó:

Sđ: Tiết diện gơng lò đào: Sđ = 23,13 m2Kr: Hệ số nở rời của đất đá, Kr = 1,6L: Chiều sâu lỗ khoan, L = 1,8 m

3 , 62 = =

k V

V g d

goòng Lấy 21 goòngVới k là hệ số chất đầy goòng, k = 0,9

Công tác xúc bốc đợc thể hiện trên hình II-7

II.7.5.5 Công tác đào lò

Đợc tổ chức nối tiếp với công tác xúc bốc trong mỗi chu kỳ Sau khi đất đá gơng lò đợcxúc dọn xong thì tiến hành sủa chữa gơng đào lò, chôn cột, dựng cột, cài chèn tạm để giữcột, điều chỉnh khung chống theo đúng yêu cầu kỹ thuật, đánh nêm định vị, bắt gônggiằng, cài chèn nóc và hông lò, chèn lò bê tông đúc sẵn hoặc gỗ

Các công việc đào rãnh, đặt đờng xe, kéo dài đờng dây cung cấp điện, nớc, ống gió đợclàm song song với công tác khoan nổ mìn và chống lò Việc đặt đờng xe cố định dải đá, lát

đá ở các lò dọc vỉa và xuyên vỉa, lắp đặt máng cào, băng tải đợc thực hiện song song vớiquá trình đào lò và cách gơng lò theo quy định cụ thể của từng loại công việc

Vi: Khối lợng mỗi loại ống, V1 = 1,6 m

II.7.6 Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò.

II.7.6.1 Khối lợng từng công việc trong một chu kỳ đào lò

Bảng II-20: Khối lợng công việc trong một chu kỳ đào lò

- Số ngời cần thiết hòan thành các công việc cho 1 ca

Nca = ∑ ni ,ngời – ca (II-32)

Trong đó:

ni: là số (ngời – ca) cần thiết hòan thành công việc thứ i

i

i i H

V

n =

,ngời-caVi: Khối lợng công việc thứ i

3 Khoan lỗ mìn m 127,8 16,5 (m/ngời - ca) 7,7

4 Nạp thuốc nổ lỗ 71 150 (lỗ/ngời - ca) 0,5

5 Chuyển vật liệu m 1,6 0,84 (m/ngời - ca ) 1,9

N

N K

(II-33)

Thay số ta có :

1 03 , 1 20

5 ,

20 = >

=

vm K

thỏa mãn điều kiện

II.7.6.3 Thời gian hoàn thành từng công việc trong 1 chu kỳ.

Thời gian hòan thành từng công việc trong ca:

vm tt i

K n

T

.

T

ni ca α

=

,h (II-34)Trong đó:

ntt - Số ngời thực tế bố trí để hoàn thành công việc thứ i

Tca: Thời gian một ca, Tca= 8 h

α - Hệ số tăng năng suất, ck

m ck T

T

T −

= α

=

875 , 0 16

2 16