công tác chuẩn bị đất đá trên mỏ lộ thiên

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ Việc chuẩn bị đất đá và khoáng sản để xúc bốc có thể được tiến hành bằng các cách khác nhau tùy thuộc vào tính chất loại đất đá và khoáng sản, công suất của xí n

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ

CƠ SỞ KHAI THÁC LỘ THIÊN

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ

Việc chuẩn bị đất đá và khoáng sản để xúc bốc có thể được tiến hành bằng các cách khác nhau tùy thuộc vào tính chất loại đất đá và khoáng sản, công suất của xí nghiệp, phương tiện hiện có, các yêu cầu về chất lượng nguyên liệu khai thác và các điều kiện tự nhiên tiến hành công tác khai thác.

MÌN

CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ BẰNG CƠ GIỚI

Làm tơi đất đá bằng máy xới

Làm tơi đất đá bằng máy liên hợp phay cắt Làm tơi đất đá bằng đầu đập thủy lực

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

Thông

số công

nghệ

Quá trình xới

Năng suất của máy xới

Ưu điểm &

Nhược điểm

Điều kiện áp dụng

Răng x i ớ Máy kéo Bàn g tạ

MÁY XỚI

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

1.Thông số công nghệ

Đất đá làm tơi bằng máy xới nhờ các răng xới lắp trên bàn xới móc sau máy kéo, lợi dụng khối lượng của máy kéo để áp răng xới vào đất đá

+ Chiều sâu xới bằng từ 0,4-0,5m đến 1,5- 2,0m phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá và kiểu máy xới.

+ Máy xới có thể có từ 1 đến 5 răng tùy thuộc vào độ cứng của đất đá Để xới loại đất đá cứng vừa thường dùng loại máy xới chỉ

có 1 răng xới, với đất đá đặc xít thường dùng loại nhiều răng xới để tăng năng suất của máy xới.

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

+Công suất của máy kéo:

Nhỏ: N100kW

Trung bình: N=100-200kW

Lớn: N=200-400kW

Rất lớn: NW

+Hình dạng răng xới:để xới loại đất đá cứng vừa,

nứt nẻ ít và nứt nẻ trung bình thường dùng loại răng

thẳng, để xới than thường dùng những loại răng có hình dạng phức tạp.

* 

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

γ ω

φ

Răng xới

Các thông số công nghệ của bộ phận công tác

của máy xới bao gồm:

-Lực cắt của máy xới phụ thuộc vào góc xới: Góc xới hợp lí đối với lớp đất đá cứng và vừa khoảng 30-40̊ Nếu tăng nó từ 40-60̊ thì làm tăng gấp đôi sức cản mặt chính diện của răng Khi giảm góc tới trị số nhỏ hơn cũng làm tăng sức cản.

- Góc nhọn đầu răng xới ω thường từ 20-30̊ Góc ω phải chọn làm sao để với độ ngập răng bất kì góc sau φ từ 5-7̊ khi xới đất đá cứng

và cứng vừa Giảm góc xới dẫn đến hiện tượng vỡ nát đất đá ở mặt sau của đầu răng xới, làm tăng độ mòn của nó cũng như tăng sức cản khi xới

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

2.Quá trình xới

Khi máy xới chuyển động thì đất đá bị phá vỡ trong giới hạn rãnh đào hình thang Trong đất đá đồng nhất ở phần dưới của rãnh đào được tạo nên một rãnh con chiều rộng đáy b’ gần bằng chiều rộng răng xới b còn chiều cao hr = ( 0.15-0.2)hn ( với hn chiều sâu ngập răng) Góc nghiêng của thành rãnh đào

α thay đổi từ 40 đến 60 độ tùy thuộc vào mức khó xới của đất

đá Việc xới đất đá nứt nẻ xảy ra chủ yếu do sự khắc phục lực liên kết theo mặt tiếp xúc giữa các khối đá Đất đá bị phá vỡ mạnh trong giới hạn chiều sâu ngập răng

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

Mức độ khó xới của đất đá được xác định bằng khả năng ngập sâu của răng xới (hn) và nó phụ thuộc vào độ bền của đất

đá trong khối cũng như độ nứt nẻ của đất đá Việc làm tơi đất

đá đồng nhất xảy ra chủ yếu do khắc phục sức cản kéo của nó, còn đất đá nứt nẻ do khắc phục lực liên kết Trong đất đá nứt

nẻ, hiệu quả xới của máy xới tăng lên

Công tác xới được tiến hành bằng các luồng song song kề nhau trên mặt ngang hay mặt xiên Khi xới theo lớp xiên (đến

20 độ) thì lực kéo của máy kéo được sử dụng nhiều nhất khi hành trình làm việc xuống dốc và chạy không khi lên dốc

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

Khoảng cách giữa 2 rãnh đào kề nhau C được quy định xuất phát từ điều kiện đảm bảo cỡ đá yêu cầu và chiều sâu cần xới Chiều sâu xới có hiệu quả hq nhỏ hơn chiều sâu ngập răng hn Khoảng cách giữa các luồng phụ C’=(1,2-1,5)C

Mức độ xới đá phụ thuộc vào hướng xới và hệ thống khe nứt Xới theo hướng thẳng góc với hệ thống khe nứt chính

là có hiệu quả nhất Đối với đất đá cứng vừa công việc

phức tạp nhất là làm ngập răng lúc ban đầu Để giảm nhẹ công việc trên cần xới nhiều lần tại 1 chỗ hoặc nổ mìn để tạo chỗ xới đầu tiên trên 1 chiều sâu cần thiết

Sơ đồ xới trong đất đá nguyên khối và trong đất đá nứt nẻ,dòn

α

b

hq hn

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

3 Năng suất của máy xới

Được xác định bởi:

+Độ bền của đất đá và công suất động cơ máy xới

+Tốc độ xới, chiều sâu ngập răng, khoảng cách giữa các luồng xới, hệ số sử dụng chiều sâu rạch, đặc tính âm học của đất đá, thời gian quay, sơ đồ công nghệ xới và thời gian nâng

hạ lưỡi xới

+Năng suất của máy xới phụ thuộc vào chiều dài luồng xới Khi chiều dài luồng xới lớn thì năng suất của máy xới càng cao Tuy nhiên khi chiều dài luồng xới đạt tới 1 giá trị nhất định thì năng suất của máy xới tăng rất ít

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

-Năng suất của máy xới các luồng song song:

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

4 Ưu điểm và nhược điểm

+ Ưu điểm:

- Cho phép bóc chọn lọc tốt các vỉa mỏng nằm ngang và

xiên ( dưới 20̊) , điều chỉnh cỡ đá tốt

- Giảm tổn thất và làm bẩn khoáng sản do không có đống đá

và dịch chuyển khối đá, không nghiền khối đá quá nát không cần thiết, công tác tiến hành được an toàn

+Nhược điểm:

Chiều dày của lớp xới không lớn gây khó khăn cho công tác xúc bóc tiếp theo

LÀM TƠI ĐẤT ĐÁ BẰNG MÁY XỚI

5.Áp dụng:

Máy xới làm việc có hiệu quả khi khai thác than, quặng photphorit, apatit, diệp thạch, đá vôi cứng vừa, khoáng

sản và đất đá có nhiều kẽ nứt cấu tạo thành từng lớp nhỏ

*Phá đá bằng cơ giới cũng áp dụng có hiệu quả khi khai thác bằng sức nước loại đất sét nặng và các việc phụ trợ khác (đào kênh, đào gốc cây ) Chuẩn bị đất đá với chất lượng tốt, chiều dày lớp xới nhỏ cho phép áp dụng các kết quả các loại xe cạp đất, xe ủi đất cũng như máy xúc lật để xúc bốc.

MÌN

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

Công tác nổ mìn được áp dụng rộng rãi trên các mỏ lộ

thiên để phá vỡ đất cứng và cứng vừa (tách ra khỏi khối,

đập vỡ nó thành từng cục hợp với kích thước yêu cầu)

Thực tế đây là phương pháp duy nhất để chuẩn bị đất đá

cứng

Chất lượng của công tác nổ mìn: ảnh hưởng đến năng suất của tất cả các loại thiết bị mỏ và chi phí cho công tác mỏ.

I,YÊU C U C B N Ầ Ơ Ả

1_Đá được phá vỡ theo kích thước yêu cầu phù hợp với quá trình sản xuất sau đó

2_Chất lượng và loại khoáng sản

3_Sai lệch về độ cao của nền tầng là ít nhất

4_Hình dạng và góc dốc của sườn tầng theo yêu cầu, có khả năng khoan và nạp mìn an toàn cho lần nổ sau

5_Hình dạng và kích thước đống đá phù hợp với yêu cầu, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác xúc bốc

6_Khoảng cách bay xa và hướng dịch chuyển của đá

phải theo đúng quy định, đặc biệt khi nổ văng vào

khoảng trống đã khai thác

7_Chấn động khi nổ mìn là ít nhất, đảm bảo độ ổn định tối đa của các công trình cũng như khối đá nằm gần bờ kết thúc của mỏ nhằm đạt được góc bờ kết thúc theo yêu cầu

8_Đủ đất đá để công tác xúc bốc tiến hành được liên tục

và có năng suất cao

9_Hiệu quả kinh tế cao, có năng suất và an toàn cho

công tác mỏ nói chung

II,CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN

ĐẶC TRƯNG

Vị trí của lượng thuốc nạp so với khối đá cần phá

Hình dáng và khối lượng của lượng thuốc

Các phương pháp nổ mìn khác nhau xác định kết quả

và hiệu quả của công tác nổ mìn chuẩn bị cho công tác xúc bốc

NỔ

MÌN

ĐẮP

NỔ MÌN BUỒNG

NỔ MÌN HỐC

NỔ MÌN BẰNG

LỖ KHOAN CON

NỔ MÌN BẰNG

LỖ KHOAN LỚN

I, Phương pháp nổ mìn đắp

Thường áp dụng khi nổ mìn lần 2 để phá đá quá cỡ hoặc làm công tác phụ trợ khác, cũng như trong các điều kiện khó khăn không có phương tiện để khoan lỗ

Phương pháp này sử dụng năng lượng nổ ít, tiêu phí

thuốc nổ lớn

II, Phương pháp nổ mìn buồng

Không chuẩn bị trực tiếp đất đá cho máy xúc làm việc vì cỡ đá nổ ra quá lớn

Phương pháp này áp dụng có hiệu quả khi nổ mìn lớn ở sườn núi làm đường hào, bạt ngọn núi để tạo mặt bằng khai thác đầu tiên hoặc đắp đê, đập hoặc

sử dụng để cắt tầng

III,Phương pháp nổ mìn hốc

Với lượng thuốc nổ không lớn ( 300-2000kg)

Tập trung trong hốc được tạo ra trong khối đá nhờ mở

rộng lỗ khoan khi khoan hay nổ mìn

Phương pháp này chỉ áp dụng khi sườn dốc của tầng thoải

mà chiều sâu lỗ khoan không đủ để nạp hết lượng thuốc tính toán

IV,Phương pháp nổ mìn bằng lỗ khoan con

-Với lượng thuốc nạp trong lỗ khoan đường kính nhỏ hơn 75mm và sâu dưới 5m

-Phương pháp này dùng để khai thác chọn lọc quặng và phi quặng, khai thác các vỉa chiều dày nhỏ, đặc biệt đối với các vỉa khoáng sản có hình dáng phức tạp

-Kích thước cục đá khi nổ mìn bằng lỗ khoan con

thường không vượt quá 0,35-0,45m Phổ biến nhất là

dùng lỗ khoan đường kính 40-45mm

V,Phương pháp nổ mìn bằng lỗ khoan lớn

Với lượng thuốc nạp trong lỗ khoan đường kính

90-400mm( thường từ 105-270mm) và sâu đến 30m thậm chí đến 50m

Phương pháp này có trình độ cơ giới hóa cao,năng suất cao và hiệu quả kinh tế lớn đối với đa số các mỏ lộ thiên

Áp dụng trong điều kiện tự nhiên rất khác nhau, kích thước tầng khác nhau và thiết bị xúc bốc bất kỳ

CÔNG TÁC KHOAN

1.Mức độ khó khoan của đất đá

2.Phân loại và điều kiện sử dụng các phương pháp

khoan trên mỏ lộ thiên

3.Đặc điểm tổng quát của phương pháp khoan

4.Một số loại máy khoan thường dùng trên mỏ lộ thiên

5 Chế độ khoan của máy khoan

6 Tổ chức công tác khoan

7 Năng suất của máy khoan

Máy khoan đá

Hiệu quả của công tác khoan phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

-Khả năng đất đá bị phá vỡ dưới tác dụng của dụng cụ

khoan (yếu tố chính)

-Kiểu và hình dạng của dụng cụ khoan, phương pháp tác dụng của dụng cụ khoan lên gương lỗ khoan ( đập, xoay, đập xoa )

-Lực và tốc độ tác dụng của dụng cụ khoan lên gương lỗ khoan

-Đường kính và chiều sâu lỗ khoan

-Phương pháp và tốc độ lấy phoi khoan ra khỏi lỗ khoan-Công tác tổ chức và quy mô sản xuất

I,Mức độ khó khoan

Căn cứ vào thực nghiệm ta có công thức mức khó khoan:

πk = 0,07(δn +δc) +0,7γ

Căn cứ vào giá trị cụ thể của πk người ta chia đất đá thành

5 loại và 25 cấp theo mức độ khó khoan

II,Phân loại và điều kiện sử dụng

Theo phương pháp tác dụng của dụng cụ khoan lên gương lỗ khoan:

-Nhóm 1: Phương pháp khoan cơ học, đất đá được phá vỡ dưới tác dụng cơ học trực tiếp của dụng cụ khoan ( đầu khoan) Dấu hiệu

chủ yếu của nhóm này là có sự tiếp xúc phá vỡ trực tiếp của mũi

khoan với gương lỗ khoan

-Nhóm 2:Phương pháp khoan vật lý: đất đá được phá vỡ bằng

những tác dụng vật lý, hóa lý như khoan nhiệt, điện, nổ, lazer, siêu

âm, xung thủy lực

-Nhóm 3: Phương pháp khoan phối hợp, tác dụng cơ học kết

hợp với tác dụng nhiệt, điện hoặc hóa lý

III,Đ c đi m t ng quát ặ ể ổ

-Khoan đập: được thực hiện ở sự đập liên tiếp đầu khoan dạng hình nêm vào gương khoan Đất đá được phá vỡ bởi lực đập Sau mỗi lần đập, dụng cụ khoan quay đi 1 góc nhất định, đảm bảo phá vỡ liên tiếp toàn bộ diện tích gương lỗ khoan và tạo thành tiết diện tròn

-Khoan đập –xoay: bằng bộ phận đập chìm và búa khoan có

cơ cấu xoay độc lập, dụng cụ khoan xoay liên tục đập vaò

gương lỗ khoan Đất đá bị phá vỡ là do sự tác dụng của đầu khoan khi đập

-Khoan xoay: dụng cụ khoan xoay xung quanh trùng với trục

lỗ khoan dưới 1 áp lực dọc trục tác dụng lên gương lỗ khoan Giá trị lực dọc trục P phải lớn hơn giới hạn bền nén của đất đá trên mặt tiếp xúc giữa dụng cụ khoan với đất đá Đất đá bị cắt theo từng lớp xoắn vít do tác dụng của lực dọc P và momen xoay M

-Khoan xoay- đập: dụng cụ khoan được xoay liên tục dưới 1

áp lực dọc trục rất lớn sẽ đập vào gương lỗ khoan gây phá vỡ đất đá Sự phá hủy diễn ra do cả lực đập và cả momen xoay

-Khoan bằng đầu khoan cầu: thuộc loại khoan đập khi chúng làm việc theo nguyên tắc đập thuần túy, thuộc loại xoay- đập khi chúng làm việc có sự trượt của răng.

-Khoan nhiệt: phá vỡ đất đá do phát sinh ứng suất nhiệt khi đất

đá bị đốt nóng rất nhanh theo bề mặt bằng dòng khí nhiệt độ cao(2000̊C với tốc độ lớn hơn 2000m/s)

-Nổ tạo lỗ khoan: sự phá hủy đất đá ở gương lỗ khoan do sự nổ liên tiếp các lượng thuốc nổ nhỏ

Một số loại thường dùng

-Máy khoan đập khí nén(cầm tay hoặc có giá đỡ)

-Máy khoan đập thủy lực

-Máy khoan xuay cầu

-Máy khoan xoay:

+Chế độ lấy phoi+Độ cùn và góc sắc của đầu mũi khoan, hình dạng đầu mũi khoan

Tốc độ kĩ thuật khoan được tính theo biểu thức:

Chế độ khoan của máy khoan xoay

+Lực truyền

+Tần số quay của dụng cụ khoan

+Hiệu quả lấy phoi khoan

Tốc độ kỹ thuật khi khoan bằng máy khoan xoay kiểu xoắc ruột

gà có thể tính theo biểu thức:

Vk = m/h

Trong đó:

P0-tính bằng kgnk- vòng/phútdk-đường kính lỗ khoan, cm

Chế độ khoan của máy khoan xoay cầu

+Áp lực dọc trục của dụng cụ khoan

+Tốc độ quay của nó

+Lượng tiêu hao khí nén để làm sạch lỗ khoan

và làm nguội đầu mũi khoan

Tốc độ khoan của máy khoan xoay cầu được xác định gần đúng theo biểu thức:

Vk = m/h

Trong đó:

P0- áp lực dọc trục của dụng cụ khoan, Tnk- tốc độ quay của đầu mũi khoan, vòng/phútdk- đường kính đầu mũi khoan,cm

VI,TỔ CHỨC CÔNG TÁC KHOAN

Tổ chức công tác khoan cần phải đảm bảo hiệu quả công tác

cao nhất của máy khoan và mỗi quan hệ lẫn nhau giữa công tác khoan và các quá trình khai thác trên mỏ

Thứ tự khoan 1 khu vực được thể hiện bằng việc khoan nối

tiếp nhau các lỗ khoan Không cho phép máy khoan di

chuyển dọc mép tầng Khi khoan lỗ khoan hàng đầu tiên

máy khoan phải đặt thẳng góc với mép tầng làm sao để các

kích và xích di chuyển nằm ngoài khối lăng trụ trượt lở theo

điều kiện ổn định

Khi trên 1 khu vực có 2 máy khoan làm việc, hợp lí cho 1 máy khoan phụ trách 1 tuyến Các máy khoan thường có tủ phân phối điện chung và các thiết bị phụ trợ chung Khi đó khoảng cách giữa các máy khoan không vượt quá 20-30m, đảm bảo tuyến công tác cho 1 máy khoan làm việc từ 2-3 ca.

VII,NĂNG SUẤT CỦA MÁY KHOAN

1,Năng suất của máy khoan tính chính xác theo các thời gian hoàn thành các thao tác cơ bản và phụ trợ đối với mỗi loại đất đá có mức độ khó khoan cho trước được tính theo biểu thức:

Q = m/h

Tc- thời gian một ca làm việc của máy khoan, h

Tcb, Tb-thời gian chuẩn bị và thơi gian bắt buộc phải nghỉ trong

1 ca, =0,5-1 giờ

tcb,tpt-thời gian cơ bản và thời gian phụ trợ để khoan 1 mét

khoan

- Năng suất ca của máy khoan có thể tính theo biểu thức:

Qk = Vk.Tc m/ca

Trong đó:

Vk- tốc độ kỹ thuật của máy khoan, m/h

ŋ- hệ số sử dụng thời gian của máy khoan trong 1 ca

- Số máy khoan cần thiết phải đầu tư cho mỏ:

Mk = Kdt chiếc

Trong đó:

Am- khối lượng mỏ cần khoan nổ trong một năm, m3/năm

Qn- năng suất năm của máy khoan, m/năm

S- suất phát đá của 1 mét dài lỗ khoan, m3/m

Kdt- hệ số dự trữ thiết bị, =1,1-1,25

1.Khái niệm chung về chất nổ công nghiệp và phương tiện nổ

a, Chất nổ

_Khái niệm chất nổ:

Chất nổ là hỗn hợp cơ học, hóa học có khả năng kích nổ khi chịu tác dụng của xung lực bên ngoài

_Thành phần chủ yếu của chất nổ công nghiệp

+Chất oxy hóa(NH4NO3): là thành phần chủ yếu của chất nổ

+Chất cháy: thường Trotin C6H5(NO3)

+Chất cháy và những chất phụ gia khác

_Các loại chất nổ

+Chất nổ công nghiệp nhóm nitrat amon

+Chất nổ công nghiệp nhóm nitro este lỏng

+Chất nổ chịu nước

+Chất nổ nhũ tương

+Chất nổ khói đen và không khói

b, Phương tiện nổ

-Nổ mìn bằng dây cháy chậm gồm: kíp thường, dây cháy chậm,

phương tiện dốt dây cháy chậm

+Ưu điểm: đấu ghép đơn giản

+Nhược điểm: nguy hiểm cho thợ mìn vì tiếp cần gần bãi mìn

vì khí độc sinh ra nhiều đập vỡ kém, không chế tốt mạng nó

-Nó mìn bằng dây điện: Nguồn điện ,Dụng cụ đo điện,Dây điện, Kíp điện

+Ưu điểm: khống chế tốt theo sơ đồ vì sai, khi độc sinh ra ít, kiểm tra được trước mạng nổ

+Nhược điểm: Phức tạp trong tính toán đấu ghép, nguy hiểm khi rò điện đặc biệt ở mỏ quặng, gặp thời tiếp giông bão

-Nổ mìn bằng dây nổ gồm:Kíp thường hoặc kíp điện,Dây nổ,Rơle

vi sai

+Ưu điểm:khống chế tốt sơ đồ nổ vi sai, an toàn công tác nổ

+Nhược điểm: giá thành cao