Bài tập lớn thông gió mỏ hầm lò_ Đại học mỏ địa chất Hà Nội

Khi khác thác than hầm lò ,có rất nhiều khâu cần giải quyết như thoát nước ,vận tải ,cung cấp điện .Một trong những yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tiến độ đào các đường lò là công tác t

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình xây dựng và phát triển đất nước, nghành khai thác than và khoáng sản nói chung và nghành khai thác than hầm lò nói riêng, đang và rất cần được phát triển và hiện đại để đáp ứng sản lượng khai thác phục vụ cho sự phát triển bền vững của đất nước.

Khi khác thác than hầm lò ,có rất nhiều khâu cần giải quyết như thoát nước ,vận tải ,cung cấp điện Một trong những yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tiến độ đào các đường lò là công tác thông gió Thông gió phải đảm bảo về mặt kỹ thuật và tuân theo quy phạm an toàn ,đồng thời phải tối ưu về phương diện kinh tế.Nhiệm

vụ của công tác thông gió là phải đưa vào gương lò chuẩn bị một lượng không khí sạch đủ để hoà loãng các khí độc ,khí nổ và bụi nổ xuống dưới mức cho phép theo quy phạm an toàn ;mặt khác tạo ra điều kiện vi khí hậu phù hợp đảm bảo cho con người ,các thiế bị máy móc hoạt động.

Môn học thông gió mỏ là môn học hết sức quan trọng đối với sinh viên ngành khai thác mỏ Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất trong công tác khai thác hầm lò và giúp cho những kĩ sư khai thác mỏ tương lai hiểu biết

về công việc cần phải làm trong công tác khai thác hầm lò và đưa ra những giải pháp hiệu quả nhất ,an toàn nhất ,tối ưu về phương diện kinh tế Việc thiết kế

“Thông gió mỏ”là một trong những công việc quyết định đến hiệu quả của việc khai thác cũng như mức độ an toàn trong khai thác hầm lò.

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

và các bạn đồng nghiệp để em có kinh nghiệm cho những bản thiết kế sau này.

EM XIN TRÂN THÀNH CẢM ƠN!

ĐỀ BÀI BÀI 1:

Đường lò chuẩn bị với các thông số sau :

- đường lò đào trong than

- Chiều dài đường lò cần đào : 1359 m

m3 = 14.1 m

- Khoảng cách các vỉa: vỉa 1 đến vỉa 2 là 40.5m và vỉa 2 đến vỉa 3 là 226m.

- Độ sâu khai thác tới mức :H = -337 m.

- Chiều dài theo phương của vỉa : S = 3024 m.

- Công suất thiết kế mỏ:

BÀI 1

Đường lò chuẩn bị với các thông số sau :

- đường lò đào trong than

- Chiều dài đường lò cần đào : 1359 m

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

f = 2: hệ số kiên cố của than:

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

e =

P = 250: công nổ của thuốc nổ AH1

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

kđ = 1: hệ số tính tới ảnh hởng đường kính thỏi thuốc.

Vậy: q = 0,2 1,76 1,52 1,1 1 = 0,59 (kg/m3)

2 Chi phí thuốc nổ cho một lần nổ:

Q = q.V = q Sđ lk = 0,59 13,6 1,4 = 11.23 (kg)

lk - Chiều dài lỗ khoan: lk = 1,4m

3 Tổng số lỗ mìn trên gương đào:

Trong đó:

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

Sd : Tiết diện đường lò , Sd = 11,6 m2

q : Chỉ tiêu thuốc nổ , q = 0,59 (kg/m3)

=> N =

0,59.13,6

0,57 =14 (lỗ)

II Khối lượng công việc thực hiện trong chu kỳ đào lò

- Khối lượng công tác khoan nổ mìn:

Vkh = Nr.lr + Nb.nb + Np.np = N l =14 1,4 = 19,6 (m)

- Khối lượng công tác xúc bốc:

Vx = Sđ .lk.kr (m3)Trong đó: Sđ - tiết diện đường lò: Sđ = 13,6 m2

- hệ số sử dụng lỗ mìn: = 0,85



d

S q.

k

III Biểu đồ tổ chức chu kỳ

- Số lao động cần thiết để hoàn thành từng công việc trong 1 ca theo công thức:

ni = , người – ca

Hệ số vượt mức: ; (1,1 ≤ Kvm ≤ 1,2)

Trong đó: Nti: Số người thực tế hoàn thành công việc thứ i

Vi : Khối lượng công việc thứ i

Hi : Định mức lao động công việc thứ i

TT Tên công việc Khối lượng c/v Định mức c/v ni Nti Kvm

i vm

ti

n K

N

3 Công tác xúc bốc 26,7 10m3/ ng-ca 2,67 3

1

7,42 7 1,1

IV.Lựa chọn phương pháp thông gió

Phương pháp thông gió khi đào lò chuẩn bị là phương pháp thông gió đẩy,chọn quạt VME-8-90

Các thông số của quạt VME-8-90:

- Đường kính ống gió: 1m

- Lưu lượng gió của quạt: 5– 18m3/s

- Hạ áp của quạt: 200 – 560 mmH2O

- Diện tích gương: 10 – 20m2

- Loại ống gió: mềm và cứng



Hình 2.4 Sơ đồ thông gió khi đào lò chuẩn bị IV.1.Tính toán lưu lượng gió

1,Tính toán lưu lượng gió trong lò chuẩn bị

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

Trong đó : + n : số người làm việc lớn nhất ở gương lò chọn n= 7

+ 6 : lượng gió sạch cần thiết cho 1 người trong vòng 1 phút

 Qng = 6 7 =42 (m3/phút)

= 0,7 (m3/s)2,Tính theo yếu tố tốc độ gió tối ưu

Q2 = vtư.s.60

trong đó: + vtư : tốc độ gió tối ưu theo yếu tố bụi, vtư = 0,5-0,7 m/s

+ s : tiết diện ngang của đường lò, s = 13,6 m2

Q2 = 0,6.13,6.60 = 489,6 (m3/phút)

= 8,16 (m3/s)

3,Tính toán theo độ xuất khí CH4

Q3 = m3/phútTrong đó : - =0,03 m3/phút theo tiêu chuẩn viện KHCN mỏ

- n = 0,5% nồng độ khớ mờ tan tối đa cho phép

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

o n

n 

 0 03 100

4, Tính theo lượng thuốc nổ lớn nhất trong một lần nổ

Công thức: Q4 =

3,4

t √A.V b

Trong đó : - t là thời gian thông gió tích cực.( t = 30 phút)

- A lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất, A = 10,4 kg

So sánh Q1 ¿ 4 → Qmax = Q4 = 496,88 (m3/phút) = 8,28 (m3/s)

Kết luận : Lưu lượng gió cần đưa tới gương lò là :

Qg = 8,28 (m3/s)

IV.2 Tính toán lưu lượng gió quạt cần tạo ra

1.Tính lưu lượng gió quạt cần tạo ra

Qq = P.Qg (m3/s)Trong đó :

+P : Hệ số rò gió,P = 1,49

¿ > ¿Qq = 1,49.11,15 = 12,33 (m3/s) = Q1

2 Tính lưu lượng gió rò trên đường ống

Δ Q = Q1 - Q g = 12,33 – 8,28 = 4,05 ( m3/ s )

IV.3 Tính hạ áp quạt

Với quạt đã chọn ta có biểu đồ sau :

Điểm A là điểm công tác của quạt với lưu lượng Q1 = 12,33 m 3/s từ đồ thị

=> hq = h1 = 475 mmH20

IV.4 Tính chiều dài tối đa quạt đảm nhiệm

Công thức : h1 = RLmax Q q2 =

2 1max 5 0

6, 45 .

. q

L Q D



 Cần phải ghép quạt nối tiếp

IV5 Vị trí ghép quạt nối tiếp

Vị trí ghép quạt nối tiếp hợp lý :

⇒ Thỏa mãn điều kiện thông gió

BÀI 2

Hãy lựa chọn phương án mở vỉa và khai thác hợp lý cho khu mỏ.thiết kế thông gióđảm bảo sản lượng như thiết kế với một cụm vỉa than gồm 03 vỉa có cấu tạo và cóđiều kiện địa chất mỏ như sau :

m3 = 14.1 m

- Khoảng cách các vỉa: vỉa 1 đến vỉa 2 là 40.5m và vỉa 2 đến vỉa 3 là 226m.

- Độ sâu khai thác tới mức :H = -337 m.

- Chiều dài theo phương của vỉa : S = 3024 m.

- Công suất thiết kế mỏ: 1,1 triệu tấn/năm

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ I.1 Điều kiện tự nhiên

* Vị trí địa lý – địa hình khu mỏ :

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

có sông hồ , các công trình cần bảo vệ

* Điều kiện khớ hậu khu vực :

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

I.2 Điều kiện địa chất

* Cấu tạo vỉa :

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

Tên vỉa Chiều dày (m) Góc dốc (độ) (T/m3)

* Cấu tạo địa chất :

- Đá vách , đá trụ phá hỏa toàn phần.

* Điều kiện địa chất thủy văn :

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

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

* Đặc điểm khí mỏ :

- Mỏ có độ xuất khí CH4 tương đối là : 15,7 m3/T-24h

I.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

* Kinh tế xã hội :

- Khu vực chủ yếu là người kinh sinh sống ,

* Điều kiện giao thông khu vực :

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

* Nhận xét :

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

- Thuận lợi:Do gần đường giao thụng, địa hỡnh bằng phẳng nờn vận tải đường

mỏ thuận lợi;thuận lợi cho cung cấp năng lượng;nguyờn vật liệu phục vụ cho khaithỏc và thụng tin liờn lạc,phần trờn của vỉa thuận lợi cho thoỏt nước mỏ

- Khú khăn: Do đặc điểm địa hỡnh của mỏ nờn ta mở vỉa bằng giếng đứngđào trong đỏ nờn cụng tỏc thi cụng gặp nhiều khú khăn

CHƯƠNG II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

II.1.Sản lượng và tuổi mỏ

A,Trữ lượng mỏ :

* Trữ lượng địa chất:

-Theo tài liệu thăm dũ địa chất khu mỏ cú cụm vỉa than gồm 3 vỉa

V1 ,V2 ,V3 Trữ lượng địa chất được tớnh theo cụng thức sau :

ZĐC = S.H’.m. , tấnTrong đó:

S – Kích thớc ruộng mỏ theo phơng, m (S = 3024 m)

H’ – Kích thớc ruộng mỏ theo độ dốc, m (H’ = H

sin α)

m – Chiều dày của vỉa than, m

 - Dung trọng của than, m

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

ZCĐ = ZĐC = 78416077 (tấn)

* Trữ lợng công nghiệp của mỏ:

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

ZCN = ZCĐ.C , (tấn)Trong đó:

ZCN - Trữ lợng công nghiệp, tấn

ZCĐ - Trữ lợng trong bảng cân đối, tấn

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

C = 0,85 – 0,9 , chon C = 0,9

 ZCN =78416077.0,9 = 70574469 (tấn)

B, cụng suất của mỏ:

Theo đồ án đợc giao thì công suất của mỏ là 1.100.000tấn/năm Một nămlàm việc 300ngày thì sản lợng một ngày :

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

t2 – Thời gian khấu vét, t2 = 2năm

¿ > ¿Vậy tuổi mỏ thực tế : Tth =64 + 2 +2 = 68 năm

D, Chế độ làm việc của mỏ:

a)Bộ phận lao động trực tiếp:

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

Ca I từ 6h đến 14h

Ca II từ 14h đến 22h

Ca III từ 22h đến 6h

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

đổi ca ngợc Thể hiện ở bảng sau:

.b) Bộ phận lao động gián tiếp:

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

- Buổi sáng: từ 7h30’đến 11h30’

-Buổi chiều:từ 12h30’ đến 16h30’

II.2 Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ

II.2.1,Phương ỏn mở vỉa

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

địa chất khu vực thiết kế.Với độ sõu khai thỏc – 337 m và cỏc vỉa cú độ dốc trungbỡnh : 280 ta chọn phương ỏn mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyờn vỉa tầng

vệ, dựng một lũ vận tải, một lũ thụng giú, một lũ song song vận tải, mỗi lũ 3m, vậychiều dài lũ chợ thực tế lũ chợ là 142m

+ Chiều dài theo phương: S = 3024 m

II.2.3,Sơ đồ mở vỉa

1 2

4

3

6 14

6

7

10 12

11 9

14 15

8

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

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

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

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

6,Lò xuyên vỉa thông gió của tầng thứ

nhất

13, Sân giếng vận tải của tầng thứ hai

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

1,Trình tự đào lò

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

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

giếng vận tải 3 và sân giếng thông gió của tầng thứ nhất.Từ các sân giếng ,đào các

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

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

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

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

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

2,Sơ đồ vận tải

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

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

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

3,Sơ đồ thông gió

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

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

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

Chỳ ý :Để thoỏt nước cho mỏ ta phải đào cỏc giếng gom nước ở đầu cỏc

đường lũ dọc vỉa sau đú bơm lờn mặt đất

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

 Chọn tiết diện tất cả các đờng lò mở vỉa

Vì chống Chiều dài

m

Hệ số masát

mép các đờng lò chuẩn bị là 10 m

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

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

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

120 kw

Sơ đồ thụng giú cho lũ chuẩn bị

CHƯƠNG III KHAI THÁC

Theo bài ra ta cú : chiều dày trung bỡnh cỏc vỉa như sau m1 = 2,4m ; m2 =5,8m m3 = 14,1m.Độ dốc trung bỡnh của cỏc vỉa 280 ; chiều dài theo phương củavỉa : S = 3024m.

- Với vỉa V2 và vỉa V3 ta dựng hệ thống khai thỏc chia lớp nghiờng

+ Vỉa V2 chia làm 2 lớp,mỗi lớp dày 2,5 m cũn lại lớp đệm bảovệ

+ Vỉa V3 chia làm 4 lớp, mỗi lớp 3,5 m cũn lại cỏc lớp đệm sẽđược khấu thu hồi

- Vỉa V1 ta dựng hệ thống cột dài theo phương

2.Sơ đồ hệ thống khai thỏc

2.1 HTKT cột dài theo phơng lò chợ tầng:

a, Sơ đồ HTKT

3 7

4

5

7 3 1 8

vận tải đào ra đến biên giới của khu khai thác, tiến hành đào lò song song cho lò dọc vỉa vận chuyển, cứ đào đợc khoảng 30m, ta đào một họng sáo nối đờng lò dọc vỉa vận chuyển với đờng lò song song Đồng thời tiến hành đào lò cắt nối đờng lò dọc vỉa vận chuyển và đờng lò dọc vỉa thông gió Khi tiến hành khai thác thì lò cắt biến thành lò chợ.

c, Công tác vận tải:

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

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

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