đồ án tốt nghiệp khai thác than hầm lò khu trung tâm mỏ than ngã hai công ty than quang hanh

Trong công cuộc Công nghiệp hoá hiện đại hoá theo đường lối đổi mới của Đảng, ngành khai khoáng có vai trò quan trọng trong việc phát triển các ngành công nghiệp khác. Chỉ tính riêng về cân bằng năng lượng quốc gia trong những năm gần đây, than chiếm tỷ lệ từ 45  52%. Ngoài ra than còn là nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất khác và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng để thu ngoại tệ.

MỞ ĐẦU

Trong công cuộc "Công nghiệp hoá - hiện đại hoá" theo đường lối đổi mới của Đảng, ngành khai khoáng có vai trò quan trọng trong việc phát triển các ngành công nghiệp khác Chỉ tính riêng về cân bằng năng lượng quốc gia trong những năm gần đây, than chiếm tỷ lệ từ 45  52% Ngoài ra than còn là nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất khác và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng để thu ngoại tệ.

Hiện nay, tiềm năng trữ lượng than nằm ở độ sâu là rất lớn và hầu như chưa được khai thác Việc khai thác than bằng phương pháp lộ thiên đang chuyển sang giai đoạn kết thúc Do vậy, áp dụng công nghệ khai thác bằng phương pháp hầm lò cho các vỉa nằm dưới sâu là rất cần thiết.

Thiết kế mỏ có nhiệm vụ và vai trò quan trọng trong công tác khai thác Nghiên cứu thiết kế và lựa chọn phương án hợp lý góp phần tăng năng suất lao động, tăng sản lượng khai thác đáp ứng kịp thời nhu cầu ngày càng tăng về khoáng sản nói chung và than nói riêng cho nền kinh tế quốc dân.

Để đánh giá kết quả sau thời gian học tập, em được Bộ môn khai thác hầm lò giao

đề tài tốt nghiệp với nội dung sau:

Phần chung:

Thiết kế mở vỉa và khai thác khu Trung tâm mỏ than Ngã Hai - Công ty than Quang Hanh với công suất 1.800.000 tấn/năm.

Phần chuyên đề:

Lựa chọn công nghệ chống giữ hợp lý cho điều kiện vỉa V.15.

Trong thời gian làm đồ án, với sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy giáo

trong bộ môn, đặc biệt là GS.THS NGUYỄN VĂN THỊNH, cùng ý kiến tham gia góp

ý của các bạn đồng môn, đến nay bản đồ án đã hoàn thành.

Do kiến thức và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, đồ án không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của các thầy và các bạn để kiến thức của em ngày càng được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trường ĐH Mỏ - Địa Chất, các bạn đồng môn và những người đã giúp em hoàn thành bản đồ án này!

CHƯƠNG I

ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ

I.1 - ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

I.1.1 - Điều kiện địa lý

1 Địa lý của vùng mỏ

Khu mỏ Ngã Hai thuộc xã Dương Huy - Cẩm Phả - Quảng Ninh Phía Bắcgiáp xã Hòa Bình, phía Đông giáp mỏ Khe Tam, phía Nam giáp khu Khe Sim, phíaTây giáp mỏ Hà Ráng, trung tâm khu mỏ cách thị xã Cẩm Phả 15km về phía TâyBắc, cách Hòn Gai 30km về phía Đông Bắc Khu mỏ có diện tích 17,2 km2

3 Địa hình

Khu mỏ có địa hình đồi núi thấp đến trung bình.Độ cao từ 50m  150m.Khuvực phía Nam và phía Tây khu mỏ núi có độ cao 200  250m.Địa hình phân cắt,mạng sông suối dày đặc, về mùa mưa ảnh hưởng nhiều đến giao thông đi lại trongkhu mỏ

4 Hệ thống giao thông vận tải

Trục đường nối QL18A với QL18B cắt ngang khu mỏ theo hướng Nam - Bắc.Phía Bắc là QL18B chạy theo hướng Tây - Đông dọc theo rìa Bắc từ Hoành Bồ đếnMông Dương Hai con đường này cùng với các đường nối khu mỏ với khu mỏ KheTam đã được đầu tư nâng cấp đổ bê tông Phía Tây có sông Diễn Vọng bắt nguồn

từ Vũ Oai (Hoành Bồ) chảy qua khu mỏ đổ ra vịnh Quốc Bê (Hồng Gai).PhíaĐông Nam khu mỏ có đường tàu vận tải than xuyên núi nối với hệ thống đường sắtvận tải than từ Km6 Cẩm Phả đi Cửa Ông Nhìn chung hệ thống giao thông kháthuận lợi cho quá trình thăm dò, khai thác và sinh hoạt của nhân dân trong vùng

5 Nguồn năng lượng và nước sinh hoạt

Nguồn năng lượng cung cấp cho mỏ chủ yếu là nguồn điện lưới Quốc gia vànguồn điện máy phát dự phòng

Nguồn nước sinh hoạt cho mỏ ở đây được cung cấp bằng các đường ống dẫn

từ suối qua hệ thống xử lý nguồn nước ở trong khu mỏ để phục vụ sinh hoạt

I.1.2 - Tình hình dân cư, kinh tế và chính trị

1 Dân cư

Khu mỏ nằm trên địa bàn hành chính hai thôn: thôn Khe Sim và thôn ĐáBạc thuộc Xã Dương Huy - Cẩm Phả Nhân dân chủ yếu là công nhân địa chất,công nhân lâm nghiệp nghỉ hưu và các gia đình công nhân lâm nghiệp, công nhân

mỏ mới đến, sống định cư ở phần trung tâm khu mỏ Một số gia đình ở sâu trongcác thung lũng nhỏ, sinh sống bằng lương hưu, làm vườn rừng, buôn bán nhỏ phục

vụ công nhân mỏ, trồng rừng, nhặt than…

2 Kinh tế

Các hệ thống kinh tế, ngân hàng, viễn thông, cơ sở dịch vụ đã hình thành

và phát triển phục vụ tốt cho công tác mỏ

Các thiết bị có thể mua và sửa chữa tại các nhà máy Trung tâm Cẩm Phả, cơkhí Động Lực, và Công ty điện mỏ

3 Chính trị

Là vùng có truyền thống cách mạng, an ninh và chính trị ổn định Cán bộcông nhân viên đều có lập trường, tư tưởng rõ ràng có trình độ văn hoá tương đốicao Ở trong mỏ hầu như không có các tệ nạn xã hội (nghiện hút, cờ bạc, rượu chè,

…)…

I.1.3 - Điều kiện khí hậu

Khí hậu phân thành hai mùa rõ rệt đó là mùa mưa và mùa khô.Mùa mưa bắtđầu từ tháng 4 đến tháng 9, hướng gió chủ đạo là Nam - Đông Nam.Độ ẩm trungbình 60  80% Nhiệt độ trung bình 25  300C, mùa mưa thường chịu ảnh hưởngtrực tiếp của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới kèm theo mưa lớn Mùa khô bắt đầu

từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, hướng gió chủ đạo là Bắc - Đông Bắc, độ ẩmtrung bình từ 30  40%, nhiệt độ trung bình từ 15  180C

Hàng năm có gió mùa Đông Bắc vào các tháng 10, 11, 12 đến tháng 1 nămsau, vào dịp rét đậm có những ngày nhiệt độ xuống tới 00C, ảnh hưởng lớn đến sảnxuất và sinh hoạt

I.1.4 - Quá trình thăm dò và các khai thác khu mỏ

Ngày 27 tháng 6 năm 2003 hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản Nhà

nước đã ra quyết định phê duyệt số: 518/QĐ-HĐĐGTLKS phê duyệt Báo cáo địa

chất kết quả TDTM khu mỏ than Đông Ngã Hai, Cẩm Phả, Quảng Ninh

Báo cáo địa chất kết quả TDTM khu mỏ Đông Ngã Hai được thành lập vớigiới hạn trên mặt toàn khu mỏ (X = 25.700 29.400 ; Y = 416.500  421.800)

Theo chiều sâu, cấu trúc địa chất được xác lập tới chiều sâu -500m và tínhtrữ lượng từ lộ vỉa tới -350m, dự báo tài nguyên than từ -350m đến -500m

do bằng hầm lò thuộc phần nông của các vỉa than

Năm 1995, Tổng Công ty Than Việt Nam được thành lập, việc khai thácthan ở Đông Ngã Hai dần dần được đưa vào quản lý khai thác theo quy hoạch

Hiện tại ở Đông Ngã Hai có 3 đơn vị chính được giao quản lý khai thácthan:

- Phần Đông Bắc Ngã Hai do Xí nghiệp than Khe Tam thuộc Công ty than

Hạ Long quản lý, bảo vệ và tổ chức thăm dò khai thác

- Phần Tây Bắc và Đông Nam khu mỏ do Xí nghiệp 148 thuộc Công tyĐông Bắc nay là Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên 35 thuộc Tổngcông ty Đông Bắc bảo vệ và tổ chức thăm dò khai thác

- Phần Trung tâm do Công ty Địa chất & Khai thác khoáng sản nay là Công

ty than Quang Hanh quản lý, thăm dò và khai thác

I.2 - ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT

Bản đồ lộ vỉa các vỉa than dưới lớp đất phủ khu Trung tâm mỏ than Ngã Haiđược thể hiện trên Hình I.1

Mặt cắt địa chất tuyến trục trung tâm khu Trung tâm mỏ than Ngã Hai đượcthể hiện trên Hình I.2

Mặt cắt địa chất tuyến IV khu Trung tâm mỏ than Ngã Hai được thể hiệntrên Hình I.3

I.2.1 - Cấu tạo địa chất

1 Địa tầng

Địa tầng mỏ Ngã Hai có tuổi T3n-r.Phía Bắc có quan hệ bất chỉnh hợp kiếntạo nên địa tầng có tuổi Đêvôn giả định D Phần sau của khu mỏ phủ bất chỉnh hợp

Địa tầng khu mỏ Đông Ngã Hai chứa tới 30 vỉa than Ngã Hai.Chiều dày địatầng chứa than khoảng 1000m.

2 Đứt gãy

Đứt gãy ở mỏ Ngã Hai phát triển rất phức tạp Theo tính chất có thể chia ra:

- Đứt gãy thuận: gồm đứt gãy Bắc Huy, F.M, F.5, F.6, F.1, F.8, F.8A,F.10, F.15, FN, F11A, F10A , FR

- Đứt gãy nghịch: gồm F.Đ, F.Đ KT, F.1, F.3, F.3A, F.H, F.4, F.7, F.9,F.11, F.12, F.14, F.16

3 Uốn nếp

Ở khu mỏ Ngã Hai tồn tại 2 nếp lồi và 3 nếp lõm chính.Tất cả đều là nếp uốn không hoàn chỉnh Bao gồm: Nếp lồi khối Bắc, nếp lồi Trung tâm, nếp lõm khối Bắc, nếp lõm Tây Bắc, nếp lõm khối Nam

Ngoài các nếp lồi, nếp lõm chính còn tồn tại rất nhiều nếp lồi và nếp lõm bậccao với phương chiều trục nếp uốn đa dạng tạo nên cấu trúc khu mỏ rất phức tạp

4 Cấu tạo đất đá

Nham thạch và các đá trầm tích có cỡ hạt từ thô (cuội kết, sạn kết), trung bình(cát kết, bột kết) đến hạt mịn (sét kết, sét than) và các vỉa than

a, Sạn kết: Tỷ lệ không lớn, màu xám sáng, độ hạt TB 2  5mm, tròn cạnh.Thành phần: thạch anh ít silic, ximăng gắn kết là sét, silic cấu tạo tương đối rắn chắc

b, Cát kết: Tỷ lệ tương đối lớn, màu xám sáng đến màu xám đen Thành phần:thạch anh hạt từ lớn đến nhỏ, ximăng gắn kết là sét, silic

c, Bột kết: Phân bố khá phổ biến và đồng đều trên các trụ, vách và giữa các vỉathan Bột kết màu đen, có nhiều hoá đá thực vật, cấu tạo phân lớp khá rõ ràng, đá có

I.2.2 - Cấu tạo các vỉa than

Địa tầng của khu mỏ tồn tại 35 vỉa than, gồm các vỉa than 1, 2, 2A, 2B, 3, 3A,

3B, 3C, 4, 4A, 4B, 4C , 5, 5A, 5B, 6, 6A, 6B, 7, 7A, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17A,

17, 18, 19, 20 Trong đó, các vỉa: 3, 4, 4B, 5, 5A, 6, 6A, 6B, 7, 7A, 8, 9, 10, 11, 12, 13,

14, 15, 16, 17A, 17, 18, 19 có giá trị công nghiệp; các vỉa 1, 2, 3A, 3B, 3C, 4A, 4C, 5B

chỉ có giá trị công nghiệp cục bộ trên một số diện tích của vỉa Trong nội dung đồ

án chỉ trình bày đặc điểm cấu tạo của các vỉa than thuộc khu vực thiết kế

- Vỉa 11.

Phân bố thành hai diện tích ở phía tây và phía đông khu mỏ, nằm giữa đứtgãy F.1 và đứt gãy F.2 với diện tích khoảng 3.90km2

Đã có 34 điểm hào, 130 điểm khoan khống chế

Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,43m đến 6,43m, trung bình 1,90m, chứa từ 1 đến

3 lớp đá kẹp, chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,09m đến 0,52m, trung bình0,27m Khai thác vỉa 11 thấy kẹp nhiều tấm phiến sét mỏng làm độ tro than tăngđáng kể

Độ tro của than thay đổi từ 2.76% đến 39.33%, trung bình 20,05%/54

Than vỉa 11 thuộc loại than nửa ánh, nửa mờ claren và claren tro Hàmlượng vitrinít 74,50%, fuzinít 4,33%, lêiftinít 2,83%, hàm lượng này vượt trội nhất

so với các vỉa khác trong khu mỏ, nhóm khóang vật 18,33%

Vách vỉa 11 chứa hoá đá động vật nước lợ modiolus sp, nước ngọtsibireconcha sp

Vỉa 11 là vỉa có chiều dày trung bình đến dày, rất không ổn định biến đổinhanh trong phạm vi hẹp, thuộc loại vỉa than có chất lượng thấp

Khoảng cách địa tầng từ vỉa 11 đến vỉa 12 thay đổi từ 18.0m đến 38.0m,trung bình 28.0m, đôi nơi ở giữa địa tầng hai vỉa trên còn có lớp than rất mỏngkhông duy trì, trong một số tài liệu ở khu mỏ gọi là vỉa 12A

Độ tro của vỉa thay đổi từ 5,02% đến 37,88%, trung bình 19,08%./30

Than vỉa12 thuộc loại than ánh, nửa ánh claren đuren, claren với hàm lượngvitrinít 71,00%, fuzinít 4,00%, lêiftinít 1,50%, khoáng vật 23,50%

Vách vỉa 12 chứa hoá đá động vật đặc trưng cho môi trường nước ngọtsibireconcha sp

Vỉa 12 thuộc loại vỉa có chiều dày từ mỏng đến trung bình, cấu tạo vỉa phứctạp, chất lượng than tương đối tốt, vỉa 12 chỉ tồn tại trong phạm vi đứt gãy F.1 đứt gãy F.2 là đối tượng chính của mọi giai đoạn thăm dò

Khoảng cách địa tầng từ vỉa 12 đến vỉa 13 thay đổi từ 16.0m đến 20.0m,

- Vỉa 13:

Phân bố thành các diện nhỏ nằm giữa đứt gãy F.1 và đứt gãy F.2 với diệntích khoảng 2,80km2.Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,39m  14,5m; TB 5,6m chứa từ 1

 3 lớp đá kẹp, chiều dày các lớp kẹp thay đổi từ 0,09m  1,24m; TB 0,72m

Độ tro của than không ổn định, thay đổi từ 3,73%  37,98%; TB 19,32%/41.Khoảng cách địa tầng từ V.13 đến V.14 từ 38,0m  40,0m; TB 39,0m

- Vỉa 14.

Phân bố thành các diện tích nhỏ nằm giữa đứt gãy F.1 và F.2 với diện tíchkhoảng 3,00km2 Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,58 7,29m; TB 3,39m; chứa từ 1  3lớp đá kẹp, chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,09m  4,45m; TB 0,54m

Độ tro than thay đổi từ 1,65%  37,64%, TB 18,47%/70

Khoảng cách địa tầng từ V.14 đến V.15 từ 32,00m  64,00m; TB 43,00m

- Vỉa 15.

Phân bố thành các diện không lớn dọc trung tâm khu mỏ.Với diện tíchkhoảng 2,5km2 Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,59m  8,31m; TB 2,98m chứa từ 1  3lớp đá kẹp, chiều dày các lớp đá kẹp thay đổi từ 0,08m  0,65m; TB 0,26m

Độ tro vỉa than thay đổi từ 3,63%  34,43%; TB 17,41%/23

Độ tro (%)

Khoảng cách các vỉa

(m)

Số lớp đá kẹp

Than ánh đến nửa ánh chiếm khoảng 66,90%, than nửa ánh, nửa mờ đếnthan mờ chiếm khoảng 33,10% Than tốt chiếm khoảng 24% còn lại khoảng 76%

là than có chất lượng trung bình đến xấu

Than màu xám xỉn, xám tối đến đen tùy thuộc vào tỷ lệ thành phần nhómFuzinit Than có biểu hiện rõ của cả ba loại kiến trúc chính đó là: Kiến trúc dạngdải, kiến trúc dạng thấu kính và kiến trúc dạng khía riêng biệt ở từng lớp thạch học

Độ bền cơ học của than từ mềm bở, mềm dẻo đến loại cứng nhưng bị vụnnát.Than cứng và dòn là loại than có độ ánh cao, nhiều thành phần nhóm Vitrinit,thành tạo trong môi trường đầy nước, loại này có chất lượng tốt, độ tro thấp

Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng vi thành phần các nhóm thạch họcthan như sau: Nhóm Vitrinit chiếm 70,94%, Nhóm Fuzinit chiếm 8,20%, NhómLeiftinit (chủ yếu là Cutium bào tử) chiếm 0,57%, nhóm vô cơ chiếm 20,29%

2 Thành phần hóa học của than

Bảng I.2 - Giá trị các thành phần nguyên tố trong than.

Tên nguyên tố Giá trị nhỏ nhất Giá trị lớn nhất Trung bình

Suối Ngã Hai chảy từ trung tâm Đông Ngã Hai, chảy qua phía Đông Bắc vàphía Bắc khu mỏ Ngã Hai rồi chảy theo hướng Tây sau đó đổ vào sông Diễn Vọng.

Ngoài hệ thống suối lớn Ngã Hai, trong khu mỏ còn có một số suối và khesuối có lưu vực nhỏ, chảy về hướng Tây, Tây Bắc và đổ tiếp ra sông Diễn Vọng

Nguồn cung cấp cho nước mặt chủ yếu cho suối vào mùa khô là nước ngầm,vào mùa mưa là nước ngầm và nước mưa

Thành phần của nước mặt trong khu mỏ chủ yếu là loại Bicacbonat CloruaNatri thuộc loại nước trung tính, nước nhạt, rất ít cặn và không sủi bọt

- Tầng chứa nước trong trầm tích chứa than (T3-nr): Các nham thạch gồmcuội kết, sạn kết, cát kết Đá ít có khả năng chứa nước, có khả năng cách nước làbột kết, sét kết, nước tàng trữ trong khe nứt của đá là chính.Nước tàng trữ trongtrầm tích chứa than mang tính áp lực

Nguồn cung cấp cho nước dưới đất là nước mưa, miền cung cấp là toàn bộdiện tích khu mỏ.Miền tàng trữ là địa tầng nham thạch chứa than.Miền thoát củatầng chứa nước là các điểm lộ điển hình thành dòng mặt tạo nên suối

Nước trong tầng này thuộc nước trung tính, nước nhạt, loại hình BicacbonatNatri, Canxi, độ cứng nhỏ hơn 240, ăn mòn axit, không sủi bọt và có cặn mềm, ănmòn Cacbonat vào mùa khô yếu, vào mùa mưa từ ăn mòn yếu đến ăn mòn

I.2.5 - Địa chất công trình

1 Tính chất cơ lý và thành phần của đá

 Nham thạch trong trầm tích Đệ tứ:

Là trầm tích Deluvi với thành phần là cát, sét, đất sét pha lẫn mùn thực vậtmàu nâu vàng, trạng thái bão hòa nước bị nhão, trạng thái khô dễ bở rời Trầm tích

Đệ tứ có chiều dày từ 1  10m, nham thạch có mặt rộng khắp khu mỏ

 Nham thạch trong trầm tích chứa than tuổi T3-nr hg2 gồm:

Loại nham thạch hạt thô gồm sạn kết, sét kết, cát kết, loại hạt mịn là bột kết,sét kết, sét than, nằm xen kẽ nhau theo đặc điểm trầm tích nhịp

Sạn kết: Phân bố rải rác trong địa tầng cách xa vỉa than, màu xám sáng,thành phần là các hạt thạch anh màu trắng ximăng cơ sở, sét, silic Chiều dàykhông ổn định có chỗ tới 47,7m

Cát kết: Phân bố rộng khắp khu mỏ cả về diện tích và chiều sâu, màu xámtro đến xám sáng, thành phần hạt cát, silic, sét, phân lớp dày, độ hạt từ mịn đếnthô, ranh giới chuyển tiếp không rõ ràng, chiều dày thay đổi có chỗ lên tới 30 40m.

Bột kết: Phân bố rộng khắp khu mỏ, đá có màu xám đen, thành phần cát séthạt nhỏ, cất tạo phân lớp rõ ràng, có chỗ phân lớp mỏng, có khả năng bảo tàng hóathạch, thường hay gặp ở địa tầng vách, trụ vỉa than

Sét kết: Là đá yếu kém nhất về phương diện ĐCCT, thường hay gặp ở váchtrụ vỉa than khi đang khai thác thường bị trộn lẫn nên làm giảm chất lượng than.Sét kết thường là vách giả dễ vị sập đổ cùng quá trình khai thác than

 Đặc tính cơ lý đá vách các vỉa than:

Vách trực tiếp: Gồm sét kết và bột kết có chiều dày từ 6  10m Từ nhỏ đếnvừa, tính ổn định kém Đặc biệt là lớp acgilich sét than với chiều dày từ 0,1 0,5mrất dễ sập lở

Vách cơ bản: Chủ yếu là sa thạch cát kết bền vững có chiều dày từ 10  40mđôi khi 50m

Bảng I.4 - Chỉ tiêu cơ lý đá

(g/cm 3 )

Tỷ trọng



(g/cm 3 )

Lực kháng nén  n

(kg/cm 2 )

Lực kháng kéo  k

(kg/cm 2 )

Góc ma sát trong

 (độ)

Lực dính kết C (kg/cm 2 )

Sạn kết 2,59 2,68 1249103 218103 37021’ 559

-2 Các hiện tượng địa chất công trình

Qua các tài liệu báo cáo thăm dò và thực tế khai thác của Công ty thanQuang Hanh không thấy biểu hiện lớn của các hiện tượng địa chất công trình nhưtrương nở thể tích gây bùng nền hoặc trượt lở đất đá

I.2.6 - Trữ lượng

Ở khu mỏ Ngã Hai không còn trữ lượng khai thác lộ thiên kể cả ở mức độquy mô nhỏ.Trữ lượng than ở khu mỏ Đông Ngã Hai được tính trong báo cáo nàychỉ có trữ lượng khai thác hầm lò.Trữ lượng được tính từ lộ vỉa đến đáy tầng than

Trữ lượng được tính trên cơ sở bình đồ trữ lượng tỷ lệ 1/2000, mức tính cách nhau50m, mức khởi tính ban đầu từ ±0.

Đối với khai thác hầm lò, vỉa được tính trữ lượng khi đảm bảo:

- Chiều dày tối thiểu của vỉa 0,80m.

- Độ tro hàng hoá tối đa Ak 40%

- Phần vỉa có chiều dày từ 0,6m đến dưới 0,8m và độ tro hàng hoátrên 40% đến 45% được tính là tài nguyên xác định

Trữ lượng tài nguyên than tính đến chiều dày 0,8 (A k 40%)

Trong ranh giới Công ty than Quang Hanh :

Tổng cộng cấp trữ lượng than : 45.143.053 tấn

Tổng cộng cấp tài nguyên than : 185.938.862 tấn

Tổng cấp trữ lượng tài nguyên than :231.129.915tấn

I.2 - KẾT LUẬN

Qua đặc điểm và điều kiện địa hình, địa chất khu mỏ thì việc mở vỉa là mộttrong những công tác có tính quyết định ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, sảnlượng mỏ và việc 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 chiều dày 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 mỏtrong tương lai

- Trong tương lai cần phải chú ý đến công tác thăm dò bổ sung tài liệu địachất 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 chảyvào mỏ không lớn, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình đơn giản, thuậnlợi 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.1.1 - Biên giới khu vực thiết kế

Khu vực thiết kế là Khu trung tâm mỏ than Ngã Hai thuộc công ty TNHHmột TV than Quang Hanh Biên giới khu vực thiết kế được giới hạn bởi tọa độ:

X = 27.000 ÷ 28.000

Y = 419.000 ÷ 420.500Giới hạn phía Bắc là đứt gãy F.1, phía Nam là đứt gãy F.2, phía Tây là đứt gãy F.D và phía Đông là đứt gãy F.E

II.1.2 - Kích thước khu vực thiết kế

Thiết kế khai thác cụm vỉa V.11,V.12,V.13, V.14, V.15 từ mức ±0 đến mức-200 Khu trung tâm mỏ than Ngã Hai với kích thước:

Theo phương Đông - Tây: 1.500mTheo phương Bắc - Nam : 1.000mKhu vực thiết kế có giới hạn phía Bắc là đứt gãy F.1, giới hạn phía Nam làđứt gãy F.2

II.2 - TÍNH TRỮ LƯỢNG

II.2.1 - Trữ lượng trong bảng cân đối

Qua quá trình thăm dò địa chất đã xác định được vị trí của khoáng sàng, số lượng, kích thước các vỉa khoáng sản, thế nằm, chất lượng khoáng sản, cấu trúc địachất các lớp đất đá…Trên cơ sở đó tính được khối lượng khoáng sản có ích đạt tiêuchuẩn quy định về độ tro, nhiệt lượng, chiều dày các lớp và số lớp đá kẹp…Số lượng khoáng sản đó gọi là trữ lượng địa chất

Trữ lượng của các vỉa than trong khu vực được tính toán theo phươngphápSecang Phương pháp này có công thức tính như sau:

 - Góc dốc của vỉa giữa hai đường đồng mức liền nhau (mỗi đường đồng

mức cách nhau 20m độ cao) tương ứng với mỗi diện tích đo được xác

định bằng phần mềm Autocad, m2

m - Chiều dày trung bình thật của hình tính trữ lượng, m

Kết quả tính trữ lượng cụm vỉa V11,V12, V.13, V.14, V.15 từ ±0  -120 được thể hiện:

Bảng II.1 - Trữ lượng cụm vỉaV.11,V.12, V.13, V.14, V.15 từ ±0 đến -120.

Vậy trữ lượng địa chất trong bảng cân đối của khu vực thiết kế được xác

định Z đccđ = 23.437.640tấn.

II.2.2 - Trữ lượng công nghiệp

Trữ lượng công nghiệp là trữ lượng trong bảng cân đối mà người ta có khả năng khai thác từ lòng đất ra Trữ lượng công nghiệp bằng trữ lượng địa chất trong bảng cân đối sau khi khấu trừ đi các loại tổn thất Trữ lượng công nghiệp được tínhtheo công thức sau:

ZCN = ZđccđC, tấn

Trong đó:

ZCN - Trữ lượng công nghiệp, tấn

Zđccđ - Trữ lượng trong bảng cân đối, Zđccđ = 23.437.640 tấn

ttr- Tổn thất do để lại trụ bảo vệ các đường lò: ttr = 10% ÷ 20%

tkt - Tổn thất than trong quá trình khai thác, ta lấy tkt = 5% ÷ 25%

Do đó: Tch = ttr + tkt = 15%  45% Suy ra: C = 1 - 0,01 Tch = 0,65  0,85

Chọn hệ số khai thác C = 0,8

Hệ số khai thác ở các nước có kỹ thuật tiên tiến như Liên Xô, Trung Quốc được thống kê:

- Vỉa mỏng và dày trung bình: C = 85  88%

- Vỉa dày và thoải : C = 82  85%

- Vỉa dày và góc dốc lớn : C = 75  80%

Ở Việt Nam, hệ số khai thác than hầm lò đạt trung bình 60%  65%.Hiện nay với việc áp dụng kỹ thuật chống lò bằng cột thủy lực, giá thủylực di động làm cho hệ số khai thác được cải thiện hơn.

Thay số ta được:

ZCN = ZđccđC = 234376400,8 = 18750122 tấn

Vậy trữ lượng công nghiệp: Z CN =18750122 tấn.

II.3 - CÔNG SUẤT VÀ TUỔI MỎ

II.3.1 - Công suất mỏ

Công suất mỏ là khối lượng sản phẩm được quy định bởi thiết kế cho một xí nghiệp khai thác trong một đơn vị thời gian Công suất mỏ là một tham số định lượng quan trọng nhất

Công suất mỏ được xác định theo công thức:

A m=k tc(k v+k sl)√Z CN ∑m tb

∑m tbi k a , tấn/năm

Trong đó:

ktc - Hệ số tính đến độ tin cậy của sơ đồ công nghệ mỏ, ktc = 0,8

kV- Hệ số tính đến ảnh hưởng của số lượng vỉa than có trong mỏ và số

vỉa than khai thác đồng thời

ksl - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sản lượng lò chợ tới sản lượng mỏ

ZCN - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sản lượng lò chợ tới sản lượng mỏ

mtb - Chiều dày trung bình của các vỉa than trong phạm vi mỏ

mtbi - Chiều dày vỉa thứ i được chọn khai thác.

ka - Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ sâu khai thác mỏ

k a=1+H tr

H d

Htr - Độ sâu giới hạn trên của mỏ, m

Hd - Độ sâu giới hạn dưới của mỏ, m

Trên thực tế, theo kế hoạch khai thác của mỏ do tập đoàn giao cho công suấtthiết kế được chọn là 1.800.000 tấn/năm

Như vậy, công suất mỏ được xác định: A m = 1.800.000 tấn/năm.

II.3.2 - Tuổi mỏ

Thời gian tồn tại của mỏ là thời gian khai thác hết trữ lượng công nghiệp của

mỏ Giữa công suất Am, trữ lượng công nghiệp ZCN và thời gian tồn tại của mỏ T0

Thời gian tồn tại toàn bộ của mỏ cần phải tính thêm thời gian đưa mỏ vào sản xuất cho đến khi đạt sản lượng (t1) và thời gian khấu vét về sau (t2) Do đó thời gian tồn tại toàn bộ của mỏ là:

T m=T0+t1+t2 , năm.

Trong đó:

T0 - Thời gian tồn tại của mỏ, năm

t1 - Thời gian đưa mỏ vào sản xuất đến khi đạt sản lượng, t1 = 3 năm

t2 - Thời gian khấu vét về sau, t2 = 2,6 năm

Ta có: T m=T0+t1+t2=10 ,4+2,6+3=16 năm.

Vậy tuổi mỏ được xác định: T m = 16 năm.

II.4 - CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MỎ

II.4.1 - Bộ phận lao động trực tiếp

Dựa vào chế độ lao động của Nhà nước quy định và thực tế của ngành khaithác hầm lò Chế độ làm việc của mỏ được xác định theo chế độ làm việc chungcủa ngành than, đó là chế độ làm việc không liên tục nghỉ ngày lễ và chủ nhật

- Số ngày lao động trong năm: 300 ngày

- Số ngày làm việc tối đa trong một tháng: 26 ngày

- Số ngày làm việc trong một tuần: 6 ngày

- Số ca làm việc trong một ngày: 3 ca

- Số giờ làm việc trong ca: 8giờ

Bảng II.2 - Hình thức đổi ca làm việc của công nhân.

II.4.2 - Bộ phận lao động gián tiếp

Tuần làm việc 6 ngày, nghỉ chủ nhật Trong ngày nghỉ vẫn phải bố trí cán bộphòng ban, kỹ thuật, cơ điện, an toàn trực để giải quyết sự cố.

Mỗi ngày làm việc 8giờ theo giờ hành chính:

Sáng : 07h30  11h30

Chiều : 13h00  17h00

II.5 - PHÂN CHIA RUỘNG MỎ

II.5.1 - Chia ruộng mỏ thành các tầng hoặc các mức

Tầng là một phần của ruộng mỏ, phía trên được giới hạn bởi đường lò thông gió, phía dưới là lò vận chuyển và theo phương là giới hạn của ruộng mỏ Lò vận chuyển được dùng để chở than ra ngoài và đưa gió sạch vào, lò thông gió dùng để đưa gió bẩn ra ngoài

Chia tầng thường áp dụng cho các vỉa than dốc nghiêng (>250) và mỏ có công suất không lớn

Trong nội dung thiết kế của đồ án ta chia ruộng mỏ thành 3 tầng:

- Tầng I : Từ mức ±0 đến mức -65.

- Tầng II: Từ mức -65 đến mức -130.

- Tầng III: Từ mức -130 đến mức -200.

II.5.2 - Chia ruộng mỏ thành các khoảnh

Khoảnh là một phần của ruộng mỏ được giới hạn phía trên và phía dưới bởi

lò vận chuyển và lò thông gió hay biên giới phía dưới của mỏ, theo phương là giớihạn của hai khoảnh kề nhau hoặc giới hạn của ruộng mỏ

Chia khoảnh được áp dụng cho mỏ có công suất lớn và điều kiện địa chấtphức tạp Người ta có thể lợi dụng sự thay đổi góc dốc của vỉa hay các đứt gãy,phay phá để tiến hành chia khoảnh

Ruộng mỏ trong khu vực thiết kế được chia thành các khoảnh:

- Khoảnh I : Từ biên giới ruộng mỏ phía Tây Nam đến đứt gãy F.12.

- Khoảnh II: Từ đứt gãy F.12 đến đứt gãy F.3 A II.5.3 - Chia ruộng mỏ thành các khu khai thác

Theo sự phân bố của khoáng sản và đặc điểm địa chất của khoángsàng, từ bình đồ tính trữ lượng ta chia ruộng mỏ thành các khu sau:

- Khu I : Từ biên giới phía Tây Nam đến đứt gãy F.12.

- Khu II: Từ đứt gãy F.12 đến đứt gãy F.3 A II.6 - MỞ VỈA

II.6.1 - Khái quát chung

Việc đào các đường lò từ mặt đất đến vỉa khoáng sản có ích nằm trong lòngđất và từ các đường lò đó đào các đường lò chuẩn bị để tiến hành các công tác mỏđược gọi là mở vỉa và chuẩn bị khoáng sàng Để mở vỉa và chuẩn bị cho mộtkhoáng sàng có nhiều phương pháp được tổ hợp từ các đường lò mở vỉa (giếngđứng, giếng nghiêng, lò bằng) và các đường lò chuẩn bị (lò dọc vỉa, lò xuyên vỉa,giếng mù).

Công tác mở vỉa ảnh hưởng tới công tác khai thác trong suốt quá trình tồntại mỏ cũng như khả năng nâng sản lượng mỏ và mở rộng ruộng mỏ Việc lựa chọn

sơ đồ và phương pháp mở vỉa có ý nghĩa rất quan trọng quyết định thời gian, quy

mô và vốn đầu tư xây dựng cơ bản, quyết định quy trình công nghệ, mức độ cơgiới hoá và giá thành khai thác

Phương án mở vỉa hợp lý là phương án đảm bảo được những yêu cầu:

- Vốn đầu tư XDCB nhỏ nhất, thời gian thu hồi vốn nhanh nhất, tận dụngđược những điều kiện và khả năng sẵn có

- Khối lượng đường lò mở vỉa tối thiểu

- Số cấp vận tải tối thiểu

- Sự đồng loại về thiết bị phải tối đa

- Sơ đồ thông gió vững chắc, có hiệu quả

- Trữ lượng của mức trên phải đủ để chuẩn bị mức dưới

- Khi lập phương án khai thông chuẩn bị có tính đến sự phù hợp, đồng bộ đểtận dụng các công trình hiện có, giảm vốn đầu tư, khắc phục tình trạng khai thácphân tán và có thể áp dụng được các công nghệ mới

- Phù hợp với quy hoạch phát triển lâu dài của mỏ

Công tác mở vỉa chịu chi phối của rất nhiều yếu tố Để đảm bảo lựa chọnđược phương án mở vỉa hợp lý cần đánh giá các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến côngtác mở vỉa cả về điều kiện địa chất lẫn điều kiện kỹ thuật

- Các vỉa than trong cụm vỉa thiết kế có độ dốc trung bình  = 300, thuộc loạivỉa nghiêng nên việc thiết kế mở vỉa và khai thác không quá phức tạp

- Khoảng cách giữa các vỉa than

Địa tầng V.11 cách địa tầng V.12 từ 35,0m  40,0m; trung bình 37,25m

Địa tầng V.12 cách địa tầng V.13 từ 38,0m  40,0m; trung bình 39,0m

Địa tầng V.13 cách địa tầng V.14 từ 38,0m  40,0m; trung bình 39,0m

Địa tầng V.14 cách địa tầng V.15 từ 32,0m  64,0m; trung bình 43,0m

Địa tầng V.15 cách địa tầng V.16 từ 32,0m  42,0m; trung bình 37,0m

- Đất đá tầng chứa than bao gồm : Cát kết, bột kết, sét kết, cuội kết, sét than

và các vỉa than, chúng nằm xen kẽ nhau Các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc, thuộc

loại đá cứng bền vững Các lớp đá có thế nằm đơn nghiêng với góc dốc biến đổi từ

200 đến 500, tạo nên các cánh của nếp uốn

- Chiều dày và tính chất đất đá của các lớp đất đá phủ:

Vách trực tiếp vỉa V.13 chủ yếu là bột kết, cát kết và sét kết.Cường

độ kháng nén lớn nhất 2391103 KG/cm2; nhỏ nhất 85103 KG/cm2; trungbình 512103 KG/cm2

Vách trực tiếp vỉa V.14 có chiều dày trung bình 14,23m chủ yếu làbột kết, cát kết Cường độ kháng nén lớn nhất 2233103 KG/cm2; nhỏ nhất35,6103 KG/cm2; trung bình 474,6103 KG/cm2 Nhìn chung đất đá ởvách vỉa tương đối bền vững

Vách trực tiếp vỉa V.15 có chiều dày trung bình 10.01m chủ yếu làbột kết, cát kết tương đối bền vững.Cường độ kháng nén lớn nhất 1275103

KG/cm2; nhỏ nhất 97103 KG/cm2, trung bình 485103 KG/cm2 Nhìnchung đất đá ở vách vỉa không ổn định

- Khu Trung tâm có cấu trúc địa chất rất phức tạp, có nhiều đứt gãy với quy

mô rất khác nhau, bao gồm: Các đứt gãy F.3, F.3A, F.5, F.6, F.7, F.8, F.8A,F.12, F.14, F.15 có biên độ dịch chuyển 2 cánh theo mặt trượt từ 15 100m

Ngoài ra còn tồn tại nhiều nếp uốn lồi, nếp uốn lõm, đứt gãy nhỏ bậccao làm cho vỉa than liên tục thay đổi đường phương, hướng dốc, gây khókhăn rất lớn cho quá trình khai thác

- Khoáng sàng có mức độ chứa và thấm nước không lớn, càng xuống sâu mức

độ chứa nước và thấm nước càng giảm, song do quá trình khai thác phá sậpphần vách nên đã hình thành đới nứt nẻ tạo điều kiện thuận lợi cho nướcmưa ngấm xuống bổ sung cho nước dưới đất và làm tăng lượng nước chảyvào mỏ ở các mức khai thác phía trên…Lượng nước ngầm chảy vào côngtrình mỏ không lớn nhưng khi khai thác ở mức sâu dưới lòng suối cần để đớibảo vệ hợp lý để hạn chế nước chảy vào công trình khai thác mỏ

-Khu mỏ có địa hình đồi núi thấp đến trung bình, địa hình phân cắt, mạng sôngsuối dày đặc Đặc điểm này thuận lợi cho công tác xây dựng cơ bản và khaithác mỏ tuy nhiên cũng gây khó khăn cho việc đi lại và sản xuất vào mùamưa

- Thiết kế mở vỉa và khai thác đến độ sâu -200, độ sâu không lớn nên ít khókhăn trong công tác thiết kế

- Các vỉa than khu mỏ Ngã Hai nằm trong đới khí phong hoá và đới khí

Mêtan

Độ chứa khí khối Trung tâm có xu hướng tăng dần về phía Bắc và giảm dần

về phía Nam Có thể xếp vào loại mỏ cấp khí I theo độ chứa khí

II.6.2 - Đề xuất các phương án mở vỉa

Phương án I:MỞ VỈA BẰNG GIẾNG ĐỨNG KẾT HỢP LÒ XUYÊN VỈAMỨC Phương án II:MỞ VỈA BẰNG GIẾNG ĐỨNG KẾT HỢP LÒ XUYÊN VỈA TẦNG II.6.3 - Trình bày các phương án mở vỉa

Từ lò vòng sân giếng đào bunke chứa than và mở lò XVVT mức -200 quacác vỉa than V.13, V.14 đến vỉa V.15.Từ vị trí giao nhau của lò XVVT và các vỉathan tiến hành đào các đường lò DVVT mức -200

Từ lò DVVT mức -200 đào các cặp thượng (thượng chính và thượng phụ)nối với đường lò DVTG mức ±0 Từ lò thượng, tại vị trí cốt cao -65 đào cácđường lò DVVT mức -65

Tùy thuộc vào sơ đồ khấu than trong tầng mà đường lò DVVT mức -65 vàđường lò DVTG mức 0 được đào ngay đến biên giới của ruộng mỏ hoặc đượcđào theo mức độ khai thác của tầng

Từ các đường lò DVVT mức -65 đào lò song song chân và họng sáo để rótthan, đào lò cắt nối lò DVVT mức -65 và lò DVTG mức ±0 tạo lò chợ ban đầu

Trong quá trình khai thác tầng I, tiến hành đào lò DVVT mức -130 và cácđường lò chuẩn bị cho tầng II mức -130 -65 đảm bảo sau khi khai thác hết tầng Ithì tầng II sẵn sàng đưa vào sản xuất.

Tương tự đối với tầng III

c) Vận tải

- Vận tải than: Than từ lò chợ được vận tải bằng máng trượt xuống lò songsong chân, tại đây than được máng cào vận chuyển và rót qua họng sáo xuống lòDVVT mức -65, than ở lò DVVT mức -65 được vận tải bằng goòng đến đổ xuống

lò thượng Than từ lò thượng rót vào goòng ở DVVT mức -200 và được tàu điệnkéo qua đường lò XVVT mức -200 ra trạm quang lật đổ vào bun ke cuối cùngđược vận tải lên mặt bằng sân công nghiệp qua giếng đứng chính bằng trục tải

- Vận tải vật liệu: Vật liệu phục vụ khai thác than được tập kết tại mặt bằngqua giếng đứng phụ thông gió đưa xuống lò XVTG mức ±0, qua DVTG ±0 bằngtích chuyên dụng, sau đó đưa xuống lò chợ

d) Thông gió

- Gió sạch đi vào ở giếng đứng chính qua lò XVVT mức -200 đến lò, theo

lò thượng lên lò DVVT mức -65 sau đó qua họng sáo, lò song song chân và lênthông gió cho lò chợ

- Gió bẩntừ lò chợ lên lò DVTG mức ±0, qua lò XVTG mức ±0 đến giếngđứng phụ thông gió và được đưa ra ngoài

g) Khối lượng các đường lò

Bảng II.3 - Bảng khối lượng các đường lò phương án I.

II.6.3.2 - Phương án II:

MỞ VỈA BẰNG GIẾNG ĐỨNG KẾT HỢP LÒ XUYÊN VỈA TẦNG

Hình II.1

Từ lò vòng sân giếng đào bunke chứa than và mở lò XVVT mức -65 qua cácvỉa than V.13, V.14 đến vỉa V.15.Từ vị trí giao nhau của lò XVVT và các vỉa thantiến hành đào các đường lò DVVT mức -65.

Cùng thời gian đào các đường lò cho mức vận tải, tại mức 0 của giếngđứng phụ đào lò XVTG mức 0 qua các vỉa than V.13, V.14 đến vỉa V.15, từ vịtrí gặp nhau của lò XVTG mức 0 và các vỉa than tiến hành đào các đường lòDVTG mức ±0 về biên giới của ruộng mỏ

Tùy thuộc vào sơ đồ khấu than trong tầng mà đường lò DVVT mức -65 vàđường lò DVTG mức 0 được đào ngay đến biên giới của ruộng mỏ hoặc đượcđào theo mức độ khai thác của tầng

Từ các đường lò DVVT mức -65 đào lò song song chân và họng sáo để rótthan, đào lò cắt nối lò DVVT mức -65 và lò DVTG mức ±0 tạo lò chợ ban đầu

Trong quá trình khai thác tầng I, tiến hành đào sâu thêm giếng (giếng đứngchính và giếng đứng phụ) sau đó đào hệ thống sân giếng lò vòng, các đường lòXVVT mức -130, DVVT mức -130 và các đường lò chuẩn bị để khai thác tầng IImức -130 -65 tương tự như chuẩn bị cho tầng I đảm bảo sau khi khai thác hếttầng I thì tầng II sẵn sàng đưa vào sản xuất

Tương tự đào lò đối với tầng 3

c) Vận tải

- Vận tải than: Than từ lò chợ được vận tải bằng máng trượt xuống lò songsong chân được máng cào vận chuyển và rót qua họng sáo xuống goòng ở lòDVVT mức -65, tại đây than được tàu điện kéo qua lò XVVT mức -65 ra trạm

quang lật đổ vào bunke sau đó được vận tải lên mặt bằng sân công nghiệp quagiếng đứng chính bằng trục tải.

- Vận tải vật liệu: Vật liệu phục vụ khai thác than được tập kết tại mặt bằngqua giếng đứng phụ thông gió đưa xuống lò XVTG mức ±0, qua DVTG ±0 bằngtích chuyên dụng, sau đó đưa xuống lò chợ

d) Thông gió

- Gió sạch đi vào giếng đứng chính,qua lò XVVT mức -65đến lò DVVT

mức -65 sau đó qua họng sáo, lò song song chân và lên thông gió cho lò chợ

- Gió bẩntừ lò chợ lên lò DVTG mức ±0, qua lò XVTG mức ±0 đến giếngđứng phụ và được đưa ra ngoài

g) Khối lượng các đường lò

Bảng II.4 - Bảng khối lượng các đường lò phương án II.

II.6.4 - Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa

Bảng II.5 - Bảng so sánh kỹ thuật của các phương án mở vỉa.

Phương án II

Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp xuyên vỉa tầng

1

Mặt bằng

sân công

nghiệp

- Khối lượng san gạt mặt bằng

và chi phí xây dựng các côngtrình trên mặt của hai phương

án ngang nhau

- Khối lượng san gạt mặtbằng và chi phí xây dựngcác công trình trên mặt củahai phương án ngang nhau

đường lò XV mức 0, và -200

- Khối lượng đường lò đào trong than lớn do phải đào thêm 3 cặp lò thượng.mức -65

;-130 và -200m

- Khối lượng sân ga hầm trạmnhỏ do chỉ cần đào hệ thống sân ga hầm trạm mức.-200

đường lò XV mức 0

;-65;-130 và mức -200

- Khối lượng đường lò đàotrong than nhỏ hơn dokhông phải đào thêm lòthượng

- Khối lượng sân ga hầmtrạm lớn do có thêm hệthống sân ga hầm trạm tạimỗi mức vận tải mới

3 Sơ đồ vận tải

- Sơ đồ vận tải phức tạp hơn

do có thêm cung đoạn vận tảiqua lò thượng

- Sơ đồ vận tải đơn giản

4 Sơ đồ thông

gió

- Sơ đồ thông gió phức tạp

- Trạm quạt được đặt cố địnhtrong quá trình khai thácruộng mỏ

- Sơ đồ thông gió đơn giản

- Trạm quạt có thể phải thayđổi vị trí khi khai thác tầngdưới

- Khối lượng xây dựng cơ bảnlớn vì vậy mỏ được đưa vào sản xuất chậm

- Công tác nghiên cứu mởvỉa chia làm nhiều giai đoạnnên đơn giản hơn

- Khối lượng xây dựng cơbản của từng giai đoạn nhỏnên có thể nhanh chóng đưa

Qua phân tích và so sánh hai phương án về mặt kỹ thuật ta thấy mỗi phương

án đều có những có ưu, nhược điểm riêng nhưng nhìn chung phương án II có nhiềuđặc điểm kỹ thuật mang tính khả thi hơn so với phương án I Tuy nhiên, để lựachọn được phương án mở vỉa tối ưu không chỉ dựa trên các yếu tố kỹ thuật mà cầnthiết phải phân tích và so sánh về mặt kinh tế giữa các phương án

II.6.5 - So sánh kinh tế giữa các phương án mở vỉa

Đánh giá hiệu quả kinh tế đạt được trước mắt cũng như lâu dài của từngphương án dựa trên các danh mục chi phí chính kết hợp với bảng so sánh kỹ thuật

để lựa chọn phương án mở vỉa tối ưu nhất

Để so sánh các phương án về mặt kinh tế, ta phải tính toán các chi phí sau:

- Chi phí đào lò

- Chi phí củng cố và bảo vệ đường lò

- Chi phí mua sắm thiết bị

lđ - Chiều dài đường lò thứ cần đào, m

Kđ - Đơn giá đào một đơn vị dài đường lò, triệu đồng

Bảng II.6 - Bảng tính chi phí đào lò phương án I.

TT Tên công trình

Khối lượng

tích đào (m 2 )

Vật liệu chống giữ

Đơn giá (tr.đ/m)

Thành tiền (tr.đ) Tron

g đá

Tron g than

Ghi chú: Hầm trạm có đơn vị khối lượng là (m 3 ) và đơn giá đào lò là (tr.đ/m 3 ).

Bảng II.7 - Bảng tính chi phí đào lò phương án II.

TT Tên công trình

Khối lợng (m) Diện

tích đào (m 2 )

Vật liệu chống giữ

Đơn giá (tr.đ/m )

Thành tiền (tr.đ)

Tron

g đá

Tron g than

lbv - Chiều dài đường lò cần bảo vệ, m

Tbv - Thời gian đường lò cần bảo vệ, năm

Kbv - Đơn giá bảo vệ đường lò, triệu đồng/mét-năm

Bảng II.8 - Bảng tính chi phí bảo vệ lò phương án I.

TT Tên công trình

Khối lượng

gian bảo vệ (năm)

Đơn giá (tr.đ/m/năm

)

Thành tiền (tr.đ)

Tron

g đá

Tron g than

Ghi chú: Hầm trạm có đơn vị là (m 3 ) và đơn giá bảo vệ là (tr.đ/m 3 /năm).

Bảng II.9 - Bảng tính chi phí bảo vệ lò phương án II.

TT Tên công trình

Khối lợng (m) Thời

gian bảo vệ (năm)

Đơn giá (tr.đ/m/năm

)

Thành tiền (tr.đ)

Tron

g đá

Tron g than

Ghi chú: Hầm trạm có đơn vị là (m 3 ) và đơn giá bảo vệ là (tr.đ/m 3 /năm).

3 Chi phí mua sắm thiết bị

Các thiết bị vận tải được sử dụng trong lò chợ, lò song song chân, trong cácđường lò DVVT, XVVT và ở giếng của hai phương án như nhau vì vậy không cầntính toán và so sánh mà coi như chi phí mua sắm thiết của hai phương án tươngđương nhau

4 Chi phí vận tải

Cvt = Qvt Lvt TvtKvt , triệu đồng

Trong đó:

Qvt - Lượng than vận chuyển qua đường lò trong 1 năm, tấn/năm

Lvt - Chiều dài vận chuyển qua đường lò, m

Tvt - Thời gian vận chuyển của các đường lò, năm

Kvt - Đơn giá vận chuyển 1 tấn than qua 1 km lò, triệu đồng/tấn-km

Bảng II.10 - Bảng tính chi phí vận tải phương án I.

T

T Tên công trình

Chiều dài (m) Khối

lượng vận chuyển (tấn/năm )

Thời gian vận chuyển (năm)

Đơn giá (tr.đ/tấn -km)

Thành tiền (tr.đ)

Tron

g đá

Tron g than

3 Lò XVVT mức

1.800.000 16 0,0018 31622,4

Thời gian vận chuyển (năm)

Đơn giá (tr.đ/tấn -km)

Thành tiền (tr.đ)

Tron

g đá

Tron g than

II.6.5.2 - Tổng hợp chi phí của các phương án mở vỉa

Trong quá trình tính toán, các chi phí tương đương nhau của hai phương ánđược bỏ qua không đưa vào để tính toán và so sánh Những chí phí đầu tư cho cáccông trình, các khoản mục khác nhau được đưa vào tính toán và được thống kê

theoBảng II.12.

Bảng… Bảng tổng hợp chi phí của các phương án mở vỉa.

Phương án II:

Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng

Như vậy, xét về mặt kinh tế tổng chi phí để đưa vào sản xuất của phương án

1 lớn hơn so với phương án II Nếu xem tổng chi phí đầu tư và xây dựng theophương án I là 100% thì phương án II sẽ có tổng chi phí thấp hơn 6% so vớiphương án II

Kết quả tính toán so sánh các chỉ tiêu, chi phí kinh tế của các phương án mởvỉa là cơ sở để cùng với các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật lựa chọn được phương án mởvỉa hợp lý nhất

Khi đánh giá mức độ tối ưu của các phương án mở vỉa, nếu chỉ tính đến sựphân bổ chi phí theo thời gian cũng như sự tác động của các yếu tố thời gian tớihiệu quả vốn đầu tư và thời gian đưa mỏ vào sản xuất thì phương án I sẽ mang lạihiệu quả cao hơn

- Công tác mở vỉa theo phương án I: “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lòxuyên vỉa mức” được tiến hành một lần và khai thác hết ruộng mỏ vì vậy tổng khốilượng công tác mở vỉa lớn làm cho vốn đầu ban đầu lớn đồng thời làm chậm thờigian đưa mỏ vào sản xuất

- Công tác mở vỉa theo phương án II: “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lòxuyên vỉa tầng” được chia làm nhiều giai đoạn nên vốn đầu tư cho từng giai đoạnkhông lớn, khối lượng công tác mở vỉa trong từng giai đoạn nhỏ nên có thể nhanhchóng đưa mỏ vào sản xuất

- Về mặt kinh tế, phương án I có tổng chi phí lớn hơn so với phương án IInhưng mức độ chênh lệch không lớn.

Sau khi tính toán, so sánh và phân tích đánh giá ta thấy phương án II tuykhông tỏ ra vượt trội hơn phương án I về tổng mức chi phí kinh tế đầu tư cho côngtác mở vỉa xây dựng cơ bản phục vụ khai thác nhưng phương án II có khả năng thuhồi vốn nhanh và tổng mức đầu tư ban đầu nhỏ hơn so với phương án I Mặt khác,

về mặt kỹ thuật phương án II cũng thể hiện được tính ưu việt ở chỗ phù hợp vớiđiều kiện áp dụng và đơn giản hóa các công tác mỏ (công tác thoát nước, vận tải,thông gió…) Vậy, để mở viawr cho khu Trung tâm mỏ than Ngã Hai Công tyTNHH một thành viên than Quang Hanh mức -200 0 phương án mở vỉa được

chọn là Phương án II : “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng”.

II.7 - THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀO LÒ MỞ VỈA

Chọn đường lò XVVT mức -65 để tính toán thiết kế và thi công lò mẫu

II.7.1 - Chọn hình dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò

Căn cứ vào đặc điểm địa chất khu vực và thời gian tồn tại của đường lò, hình dạng tiết diện đường lò được chọn có dạng vòm 1 tâm và vật liệu chống lò là

vì chống thép

Hình II.3 - Hình dạng tiết diện lò dạng vòm sử dụng vì chống thép

II.7.2 - Xác định kích thước tiết diện lò

Kích thước thước tiết diện ngang đường lò được xác định dựa trên cơ sở sốlượng thiết bị vận tải, số đường xe, kích thước của thiết bị, khoảng cách an toàn lốingười đi lại, khoảng cách an toàn giữa thiết bị với vỏ chống và giữa các thiết bị vớinhau Tiết diện ngang đường lò xác định được phải đảm bảo điều kiện thông gió

Thiết bị vận tải được chọn dựa vào vào kế hoạch sản lượng của mỏ:

- Công suất thiết kế: 1.800.000 T/năm

- Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày

- Sản lượng 1 ngày đêm: 6000T/ngày-đêm

- Sản lượng 1 ca (3 ca/ ngđ): 2000 T/ca

- Sản lượng 1 giờ (1 ca làm việc 8 giờ): 250 Tấn/giờ

Ta chọn thiết bị vận tải là tầu điện ắc quy loại AM-8

Bảng II.13 - Thông số kỹ thuật của tàu điện AM-8.

Chiều rộng đường lò khi đào Bđ = B + 2(dkh + dch) = 5150mm = 5,15m.

dkh - Chiều dày khung chống, dkh = 150mm = 0,15m

Với : hđ - Chiều dày lớp đá balat rải đường, hđ =100 mm

hr - Chiều cao ray, chọn ray P-24 có hr = 250 mm

htb - Chiều cao thiết bị vận tải, htb = 1.550 mm

htbmax - Chiều cao từ mức nền lò đến mức cao nhất của thiết bị, m

Chiều cao vòm khi đào: hvđ = hv + dkh + dch = 1783 = 1,783m

Chiều cao đường lò tính từ nền đến đỉnh của vòm sử dụng:

hđ = ht + hv = 1900 + 1783 = 3683 mm.=3,68m

c) Diện tích sử dụng (S sd )

Ssd=B×h t+ π ×B2

12 , m2.Với: B = 4750mm = 4,75m

Với tiết diện S = 16,6 m2 ta có:

- Chiều rộng đường lò khi đào: Bđ = 5150mm = 5,15m.

- Chiều cao đường lò khi đào : hđ = 3680mm = 3,68m

e) Kiểm tra tiết diện đường lò theo điều kiện thông gió

0,25 m/s  V =

Ang−đ q K

60 μ Ssd  8 m/s

Trong đó:

q - Lượng không khí cần cho 1tấn than, q = 1,25 m3/tấn

Ang-đ- Sản lượng ngày đêm, A ng−đ=

Kết quả tính cho thấy tiết diện sử dụng của đường lò được chọn S = 16 m2

thoả mãn điều kiện thông gió

h - Chiều cao đường lò, h = 3,44 m.

b1 -Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên:

5 =0,9 m.

P2=2,7×(3,44+0,9)× ( tg 900−360

2 )2=3T /m.

Đất đá nền lò là đồng nhất và tương đối rắn chắc nên ta có thể bỏ qua áp lực

từ phía nền lò.Vậy áp lực tác dụng lên đường lò bao gồm áp lực nóc, áp lực hôngtại vị trí chân vòm và áp lực hông tại nền lò

Qua kết quả tính toán chọn kết cấu chống giữ là thép CBP-22 có các đặc tính

kỹ thuật sau thể hiện trên Bảng II.14.

Bảng II.14 - Bảng đặc tính kỹ thuật của vì chống CBP-22.

Dựa theo kết quả tính toán và kinh nghiệm thực tế ở vùng than Quảng Ninh,

để đảm bảo an toàn chọn bước chống L = 0,5 m/vì

c) Dựng vì chống

Bước 1 - Công tác đào lỗ chân cột: Khi đã vận tải đất đá đến nền lò thì tiến

hành sửa hông lò cho đúng với hình dạng, kích thước vì chống và đào lỗ chân cột

Vị trí các lỗ chân cột phải được đo đúng khoảng cách bước chống, đúng độ tháchrộng của vì chống và phải được đánh dấu chính xác mới tiến hành đào Lỗ chân cộtđào phải đảm bảo chiều sâu ≥ 0,19 m

Bước 2 - Công tác dựng vì chống: Khi đã đào xong lỗ chân cột các cặp thợ

đặt cột vào vị trí, bắt bu lông tạm các gông mối nối và các thanh giằng vì chốngsau đó tiến hành căn chỉnh vuông ke với đường lò đảm bảo theo đúng hướng thiết

kế Khi cột chống đã đảm bảo vuông ke với đường lò thì tiến hành xiết chặt cácbulông mối nối, bắt giằng hông, đánh văng liên kết các vì chống.

Bước 3- Công tác chèn lò :

- Chèn tạm: Tiến hành cài chèn tạm sau khi đã chống cố định một vì chống.

Nóc lò đã được cài chèn thép trong quá trình củng cố nhưng phải kiểm tra lại vàcăn chỉnh cho chắc chắn, hai bên hông lò phải chèn tạm bằng chèn thép 65201040 Trường hợp nếu hông, nóc lò bị rỗng phải chèn chặt lại bằng đất đáhoặc gỗ, sau khi đã chèn tạm hông và nóc lò tiến hành đánh văng chuyền liên kếtgiữa các vì chống và kết thúc công tác chống 1 vì chống Công tác chèn tạm chophép được tiến hành trong phạm vi nhỏ hơn 5,0m tính từ gương ra

- Chèn cố định vì chống: Khi đoạn lò chèn tạm lớn hơn 5,0m theo quy định

phải tiến hành chèn cố định vì chống Công tác chèn cố định được tiến hành từhông lò trước sau đó mới tới nóc lò Khi chèn nóc lò phải tháo dỡ lưới thép và chèn

gỗ theo từng phần, tháo đến đâu chèn BTCT đến đấy Hông lò chèn so le bằngBTCT với khoảng cách 0,2m/tấm chèn, nóc lò chèn kín.Nếu nóc và hông lò bịrỗng phải chèn chặt lại bằng đất đá hoặc gỗ.Sau khi chèn xong đánh lại văng liênkết giữa các vì chống

d) Hộ chiếu chống lò: Hộ chiếu chống lò được thể hiện trên Hình II.5.

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

1 Lựa chọn phương tiện, thiết bị và vật liệu nổ

- Thiết bị khoan, máy khí nén, máy bơm nước

Sử dụng máy khoan -30 do Nga sản xuất có các đặc tính kỹ thuật sau:

Bảng II.15 - Đặc tính kỹ thuật máy khoan -30.

Dựa vào loại máy khoan sử dụng chọn được máy nén khí WBKC-STO

Bảng II.16 - Đặc tính kỹ thuật của máy nén khí WBKC-STO.

2 Áp suất khí nén kg/cm2 6

Thiết bị cung cấp nước khoan là máy bơm IB-20/10 do Nga sản xuất

Bảng II.17 - Đặc tính kỹ thuật của máy bơm IB-20/10.

Căn cứ vào các đặc điểm tính chất đất đá, phạm vi áp dụng của thuốc nổ cho

mỏ hầm lò và đường kính lỗ khoan Ta chọn thuốc nổ AH-1 do Công ty hoá chất

mỏ sản xuất có các đặc tính kỹ thuật sau:

Bảng II.18 - Bảng đặc tính thuốc nổ AH-1.

- Kíp nổ

Sử dụng kíp nổ vi sai mã hiệu EDKZ - No1 với các thông số kỹ thuật sau:

Bảng II.19 - Bảng đặc tính kỹ thuật của kíp nổ vi sai mã hiệu EDKZ-No1.

STT Các thông số Đơn vị Chỉ tiêu kỹ thuật