PHỤ LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN I.1.LỰA CHỌN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ V , T ……………………7 I.2.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIỚI HẠN CỦA MỎ………………………...8 I.3.CHỌN NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ……………………. 8 I.4.XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI CỦA MỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ THEO NGUYÊN TẮC Kgh≥ Kbg……………………………………………………..9 I.5.XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI PHÍA TRÊN MẶT MỎ………………………….10 I.5.1.Chiều rộng biên giới mỏ phía trên mặt đất…………………….10 I.5.2.Chiều dài của mỏ…………………………………………………10 I.6 TÍNH TRỮ LƯỢNG TRONG BIÊN GIỚI MỎ…………………………11 I.6.1.Trữ lượng quặng trong biên giới mỏ………………………….12 I.6.2.Khối lượng đất đá bóc………………………………………….12 I.7. chế độ làm việc…………………………………………….............13 I.7. Chủng loại thiết bị sử dụng……………………………………….13 CHƯƠNG II THIẾT KẾ MỞ VỈA II.1 VỊ TRÍ BÃI THẢI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN MẶT ĐẤT………14 II.2.VỊ TRÍ VÀ HÌNH THỨC HÀO MỞ VỈA……………………………….14 II.3.CÁC TUYẾN ĐƯỜNG HÀO TRONG MỎ………………………………15 II.3.1.Tuyến đường hào cố định……………………………………….15 II.3.2.Tuyến đường hào trong tạm thời………………………………15 II.4.VỊ TRÍ VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG HÀO CƠ BẢN..16 II.4.1.Vị trí của tuyến đường hào cơ bản…………………………….17 II.4.2.Tính toán các thông số của tuyến đường cơ bản……………18 II.5.LOẠI HÀO VÀ HÌNH DÁNG LOẠI HÀO…………………………….21 II.5.1. Hào ngoài………………………………………………………22 II.5.2. Hào dốc………………………………………………………...22 II.5.3. Hào chuẩn bị…………………………………………………..22 II.6. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG HÀO…………………………………….23 II.6.1.Khối lượng của hào ngoài……………………………………..23 II.6.2.Khối lượng của hào dốc…………………………………………23 II.6.3.Khối lượng của hào chuẩn bị…………………………….…..…23 II.6.4.Khối lượng hào mở vỉa……………………………………….…24 II.7.PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HÀO……………………………………………...25 CHƯƠNG III HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ TRÊN MỎ III.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC (HTKT)……………………….26 III.2. ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ…………………………………………………..26 III.2.1.Công tác làm tơi đất đá………………………………………26 III.2.2.Công tác xúc bốc………………………………………………26 III.2.3.Công tác vận tải…………………………………………….…26 III.2. 4.Kiểm tra mối quan hệ của đồng bộ thiết bị…………………26 III.3.CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC……………………27 III.2.1. Chiều cao tầng…………………………………………………28 III.2.2.Chọn góc nghiêng sườn tầng…………………………………29 III.2.3.Chiều rộng khoảnh khai thác……………………………….…30 III.2.4.Xác định chiều rộng đống đá nổ mìn…………………….….31 III.2.5. Chiều rộng mặt tầng công tác……………………………..…32 III.2.6. Chiều dài tuyến công tác và luồng xúc………………….……33 III.2.7.Chiều rộng đai vận tải, dọn sạch, bảo vệ……………………34 III.2.8.Góc nghiêng bờ mỏ hay là bờ dừng…………………………35 CHƯƠNG IV SẢN LƯỢNG CỦA MỎ LỘ THIÊN IV.1.KHÁI NIỆM CHUNG…………………………………………………....37 IV.1.1.Yếu tố tự nhiên ………………………………………………. 37 IV.1.2.Yếu tố kỹ thuật………………………………………………… 37 IV.1.3.Yếu tố kinh tế………………………………………………… 38 IV.2.XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG MỎ THEO ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT………38 IV.2.1.Xác định số khoảnh khai thác…………………………………38 IV.2.2.Tính toán khối lượng đào………………………………………38 IV.3 TÍNH TOÁN THỜI GIAN CHUẨN VỊ TẦNG…………………………40 IV.3.1.Thời gian đào hào dốc…………………………………………40 IV.3.2.Thời gian đào hào chuẩn bị, thời gian mở rộng tầng và số lượng máy xúc tham gia đào tầng mới…………………………………….43 IV.4. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHUẨN BỊ TẦNG …………………………46 IV.5 TỐC ĐỘ XUỐNG SÂU CỦA MỎ VS VÀ SẢN LƯỢNG CỦA MỎ LỘ THIÊN AQ……………………………………………………………………48 CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CÁC KHÂU SẢN XUẤT CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀNCÔNG NGHỆ TRÊN MỎ LỘ THIÊN V.1.CÔNG TÁC XÚC BỐC………………………………………………..49 V.1.1.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ …………………………………………49 V.1.2.TÍNH NĂNG SUẤT VÀ SỐ LƯỢNG MÁY XÚC …………… 50 1.Năng suất và số lượng máy xúc đất đá EKG 4,6 ………… 50 2.Tính năng suất và số lượng máy xúc than PC750………… 51 V.1.3.TỔ CHỨC CÔNG TÁC BỐC XÚC TRÊN MỎ ……………… 52 V.2.CÔNG TÁC VẬN TẢI………………………………………………. 53 V.2.1.LỰA CHỌN THIẾT BỊ VẬN TẢI.…………………………. 53 V.2.2.NĂNG SUẤT VÀ SỐ ÔTÔ VẬN TẢI TRÊN MỎ…………… 54 1.Năng suất và số ôtô chở đất đá trên mỏ…………………… 55 2. Năng suất và số ôtô chở than……………………………… 56 3. Tính số ôtô cần thiết cho 1 máy xúc ……………………… 56 4.Tổ chức chạy xe ……………………………………………… 57 5. Tuyến đường vận tải………………………………………. 58 V.3.CÔNG TÁC KHOAN…………………………………………………… 59 V.3.1.LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHOAN………………………………..61 V.3.2.NĂNG SUẤT CỦA MÁY KHOAN …………………………….62 1. Năng suất kỹ thuật……………………………………….. 62 2.Năng suất thực tế…………………………………………… 62 3. Năng suất ngày……………………………………………… 62 V.3.3.CÔNG TÁC TỔ CHỨC KHOAN…………………………………… 63 V.4.CÔNG TÁC NỔ MÌN…………………………………………………….63 V.4.1.CHỌN THUỐC NỔ ……………………………………………64 1.Thuốc nổ ANFO ………………………………………………64 2.Thuốc nổ ANFO chịu nước…………………………………65 3.Thuốc nổ phá đá Amonit phá đá AD1 ……………………65 V.4.2.PHƯƠNG TIỆN NỔ ……………………………………………65 1.Dây truyền tín hiệu nổ ………………………………………65 2.Kíp nổ…………………………………………………………66 3.Kích nổ ………………………………………………………66 4.Vật liệu bua ……………………………………………………67 V.4.3.PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN ………………………………………68 V.4.4.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN………………………69 1.Đường kính lỗ khoan (m)……………………………………69 2.Chỉ tiêu thuốc nổ………………………………………………69 3.Trọng lượng thuốc nổ trên 1m dài lỗ khoan…………………69 4.Chiều sâu khoan them……………………………………… 69 5.Chiều sâu lỗ khoan…………………………………………… 69 6.Chiều dài bua…………………………………………….. 69 7. Đường kháng chân tầng…………………………………… 69 8. Khoảng cách giữa các lượng thuốc nổ an toàn…………… 69 V.4.5.CHỌN SƠ ĐỒ MẠNG LỖ KHOAN TRÊN BÌNH ĐỒ………70 V.4.6. SƠ ĐỒ ĐẤU GHÉP MẠNG NỔ ………………………………70 1.Chiều dài của dây truyền tín hiệu nổ………………………70 2.Thời gian giãn cách vi sai……………………………………70 3.Chọn sơ đồ nổ…………………………………………………70 CHƯƠNG 6:CÔNG TÁC THẢI ĐÁ V.6.1.CÔNG NGHỆ THẢI ĐÁ…………………………………………71 V.6.2.HÌNH THỨC THẢI ĐÁ…………………………………………73 V.6.3.VỊ TRÍ BÃI THẢI………………………………………………..73 KẾT LUẬN.
Trang 1
PHỤ LỤC LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN
I.1.LỰA CHỌN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ γV , γT ………7
I.2.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIỚI HẠN CỦA MỎ……… 8
I.3.CHỌN NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ……… 8
I.4.XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI CỦA MỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ THEO NGUYÊN TẮC Kgh ≥ Kbg……… 9
I.5.XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI PHÍA TRÊN MẶT MỎ……….10
I.5.1.Chiều rộng biên giới mỏ phía trên mặt đất……….10
I.5.2.Chiều dài của mỏ………10
I.6 TÍNH TRỮ LƯỢNG TRONG BIÊN GIỚI MỎ………11
I.6.1.Trữ lượng quặng trong biên giới mỏ……….12
I.6.2.Khối lượng đất đá bóc……….12
I.7 chế độ làm việc……… 13
I.7 Chủng loại thiết bị sử dụng……….13
CHƯƠNG II THIẾT KẾ MỞ VỈA II.1 VỊ TRÍ BÃI THẢI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN MẶT ĐẤT………14
II.2.VỊ TRÍ VÀ HÌNH THỨC HÀO MỞ VỈA……….14
II.3.CÁC TUYẾN ĐƯỜNG HÀO TRONG MỎ………15
II.3.1.Tuyến đường hào cố định……….15
II.3.2.Tuyến đường hào trong tạm thời………15
II.4.VỊ TRÍ VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG HÀO CƠ BẢN 16
II.4.1.Vị trí của tuyến đường hào cơ bản……….17
II.4.2.Tính toán các thông số của tuyến đường cơ bản………18
II.5.LOẠI HÀO VÀ HÌNH DÁNG LOẠI HÀO……….21
II.5.1 Hào ngoài………22
Trang 2II.5.2 Hào dốc……… 22
II.5.3 Hào chuẩn bị……… 22
II.6 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG HÀO……….23
II.6.1.Khối lượng của hào ngoài……… 23
II.6.2.Khối lượng của hào dốc………23
II.6.3.Khối lượng của hào chuẩn bị……….… …23
II.6.4.Khối lượng hào mở vỉa……….…24
II.7.PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HÀO……… 25
CHƯƠNG III HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ TRÊN MỎ III.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC (HTKT)……….26
III.2 ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ……… 26
III.2.1.Công tác làm tơi đất đá………26
III.2.2.Công tác xúc bốc………26
III.2.3.Công tác vận tải……….…26
III.2 4.Kiểm tra mối quan hệ của đồng bộ thiết bị………26
III.3.CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC………27
III.2.1 Chiều cao tầng………28
III.2.2.Chọn góc nghiêng sườn tầng………29
III.2.3.Chiều rộng khoảnh khai thác……….…30
III.2.4.Xác định chiều rộng đống đá nổ mìn……….….31
III.2.5 Chiều rộng mặt tầng công tác……… …32
III.2.6 Chiều dài tuyến công tác và luồng xúc……….……33
III.2.7.Chiều rộng đai vận tải, dọn sạch, bảo vệ………34
III.2.8.Góc nghiêng bờ mỏ hay là bờ dừng………35
CHƯƠNG IV SẢN LƯỢNG CỦA MỎ LỘ THIÊN IV.1.KHÁI NIỆM CHUNG……… 37
IV.1.1.Yếu tố tự nhiên ……… 37
IV.1.2.Yếu tố kỹ thuật……… 37
IV.1.3.Yếu tố kinh tế……… 38
IV.2.XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG MỎ THEO ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT………38
Trang 3IV.2.1.Xác định số khoảnh khai thác………38
IV.2.2.Tính toán khối lượng đào………38
IV.3 TÍNH TOÁN THỜI GIAN CHUẨN VỊ TẦNG………40
IV.3.1.Thời gian đào hào dốc………40
IV.3.2.Thời gian đào hào chuẩn bị, thời gian mở rộng tầng và số lượng máy xúc tham gia đào tầng mới……….43
IV.4 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHUẨN BỊ TẦNG ………46
IV.5 TỐC ĐỘ XUỐNG SÂU CỦA MỎ VS VÀ SẢN LƯỢNG CỦA MỎ LỘ THIÊN AQ ………48
CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CÁC KHÂU SẢN XUẤT CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TRÊN MỎ LỘ THIÊN V.1.CÔNG TÁC XÚC BỐC……… 49
V.1.1.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ………49
V.1.2.TÍNH NĂNG SUẤT VÀ SỐ LƯỢNG MÁY XÚC ……… 50
1.Năng suất và số lượng máy xúc đất đá EKG - 4,6 ………… 50
2.Tính năng suất và số lượng máy xúc than PC-750………… 51
V.1.3.TỔ CHỨC CÔNG TÁC BỐC XÚC TRÊN MỎ ……… 52
V.2.CÔNG TÁC VẬN TẢI ……… 53
V.2.1.LỰA CHỌN THIẾT BỊ VẬN TẢI ……… 53
V.2.2.NĂNG SUẤT VÀ SỐ ÔTÔ VẬN TẢI TRÊN MỎ……… 54
1.Năng suất và số ôtô chở đất đá trên mỏ……… 55
2 Năng suất và số ôtô chở than……… 56
3 Tính số ôtô cần thiết cho 1 máy xúc ……… 56
4.Tổ chức chạy xe ……… 57
5 Tuyến đường vận tải……… 58
V.3.CÔNG TÁC KHOAN……… 59
V.3.1.LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHOAN……… 61
V.3.2.NĂNG SUẤT CỦA MÁY KHOAN ……….62
1 Năng suất kỹ thuật……… 62
2.Năng suất thực tế……… 62
Trang 43 Năng suất ngày……… 62
V.3.3.CÔNG TÁC TỔ CHỨC KHOAN ……… 63
V.4.CÔNG TÁC NỔ MÌN……….63
V.4.1.CHỌN THUỐC NỔ ………64
1.Thuốc nổ ANFO ………64
2.Thuốc nổ ANFO chịu nước………65
3.Thuốc nổ phá đá Amonit phá đá - AD1 ………65
V.4.2.PHƯƠNG TIỆN NỔ ………65
1.Dây truyền tín hiệu nổ ………65
2.Kíp nổ………66
3.Kích nổ ………66
4.Vật liệu bua ………67
V.4.3.PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN ………68
V.4.4.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NỔ MÌN………69
1.Đường kính lỗ khoan (m)………69
2.Chỉ tiêu thuốc nổ………69
3.Trọng lượng thuốc nổ trên 1m dài lỗ khoan………69
4.Chiều sâu khoan them……… 69
5.Chiều sâu lỗ khoan……… 69
6.Chiều dài bua……… 69
7 Đường kháng chân tầng……… 69
8 Khoảng cách giữa các lượng thuốc nổ an toàn……… 69
V.4.5.CHỌN SƠ ĐỒ MẠNG LỖ KHOAN TRÊN BÌNH ĐỒ………70
V.4.6 SƠ ĐỒ ĐẤU GHÉP MẠNG NỔ ………70
1.Chiều dài của dây truyền tín hiệu nổ………70
2.Thời gian giãn cách vi sai………70
3.Chọn sơ đồ nổ………70
CHƯƠNG 6:CÔNG TÁC THẢI ĐÁ V.6.1.CÔNG NGHỆ THẢI ĐÁ………71
V.6.2.HÌNH THỨC THẢI ĐÁ………73
V.6.3.VỊ TRÍ BÃI THẢI……… 73
KẾT LUẬN.
Trang 5ĐỀ BÀI QUY TRÌNH THIẾT KẾ SƠ BỘ MỎ THAN I.VỈA THAN CÓ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ- KỸ THUẬT NHƯ SAU:
1.Điều kiện tự nhiên.
- Địa hình mặt đất bằng phẳng, chiều dày và góc cắm của vỉa không thay đổi
+ Chiều dài theo phương của vỉa Lp = 1000m
+ Chiều dày nằm ngang của vỉa M =30m
- Khoảng cách vận chuyển đất đá trung bình: 2500m
- Khoảng cách vận chuyển than: 1500m
- Sử dụng máy khoan CBW-250MH để tạo lỗ khoan
- Xúc đất đá bằng máy xúc EKG – 4,6; Xúc than PC-750
- Vận tải đất đá và than bằng ô tô BELAZ – 540
II.NỘI DUNG YÊU CẦU THIẾT KẾ.
1.Phần thuyết minh.
- Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc Kgh ≥ Kt
- Thiết kế mở vỉa khoáng sàng than
- Thiết kế hệ thống khai thác mỏ
- Xác định sản lượng mỏ (Aq,Ađ ) với Ksx = 7,5m3 / m3
- Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ
2.Phần bản vẽ.
- Mặt cắt địa chất của vỉa, có vẽ biên giới của mỏ
- Bình đồ kết thúc thời gian xây dựng mỏ
- Bình đồ kết thúc khai thác
Trang 6mặt cắt của vỉa
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành khai khoáng là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân vàchiếm tỷ trọng tương đối lớn của nền sản xuất công nghiệp nặng Hàng năm ngànhcông nghiệp khai khoáng đặc biệt là công nghiệp khai thác than đã đóng góp mộtphần rất lớn vào ngân sách nhà nước Đồng thời còn tạo ra công ăn việc làm cho sốđông lực lượng lao động, góp phần làm ổn định nền kinh tế, chính trị và trật tự xãhội
Hiện nay và trong nhiều năm nữa, sản lượng khai thác lộ thiên vẫn chiếmmột tỷ trọng tuyệt đối trong hầu hết các sản phẩm mỏ: 35% đối với than; 100%đối với các loại quặng kim loại, phi kim loại, vật liệu xây dựng, nguyên liệu hoáchất… Nhiều dự án khai thác mỏ bằng phương pháp lộ thiên đang được nghiêncứu khả thi, thiết kế kỹ thuật thi công hoặc đang được triển khai đưa vào hoạtđộng
Cơ sở thiết kế mỏ lộ thiên là môn học chính và rất quan trọng đối với mỗisinh viên ngành khai thác Môn học này cung cấp cho sinh viên nhưng kiến thức
cơ bản nhất về trình tự và cách tiến hành thiết kế một mỏ lộ thiên.Để sinh viên
có thể nắm và hiểu rõ hơn những kiến thức mà môn học đã cung cấp thì việc làm
đồ án là không thể thiếu Sau một ki học tập và nghiên cứu môn học này,chúng
em đã được giao làm đồ án môn học “thiết kế mỏ lộ thiên đồ án” nhằm giúp
mỗi sinh viên củng cố thêm kiến thức đã được học
Bằng tất cả cố gắng bản thân đã đem hết sức mình để hòan thành bản đồ
án này Tuy nhiên do thời gian có hạn kinh nghiệm cho công tác thiết kế chưa có
do vậy bản đồ án chưa mang lại kết quả tuyệt đối Kính mong đợc sự tận tìnhhướng dẫn của các thày cô và đồng nghiệp tham gia đóng góp để bản đồ án hoànthành tốt hơn nữa Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình
Trang 7của thầy giáo Ths Phạm Văn Việt và Ts Lê Thị Thu Hoa đã giúp em hoàn thànhbản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày 1 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Lê Duy
*************************************
CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI CỦA MỎ LỘ THIÊN
Việc khai thác các khoáng sàng khoáng sản có ích có thể tiến hành bằng phương pháp lộ thiên, bằng phương pháp hầm lò hoặc bằng phương pháp phối hợp lộ thiên (phần trên) và hầm lò (phần dưới) Tuy nhiên, dù khoáng sàng đượckhai thác chỉ bằng phương pháp lộ thiên hay hỗn hợp lộ thiên – hầm lò thì chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ lộ thiên là xác định
Biên giới mỏ lộ thiên được chia làm ba loại: biên giới theo điều kiện tự nhiên, biên giới theo điều kiện kinh tế và biên giới theo điều kiện kỹ thuật
Biên giới theo điều kiện tự nhiên là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể khai thác được toàn bộ phần trữ lượng trong cân đối của khoáng sàng mà vẫn mang lại hiệu quả kinh tế và không vượt ra ngoài khả năng kỹ thuật được trang
bị Biên giới này thường gặp khi khai thác những khoáng sàng có thân quặng nằm nông trên mặt đất, các khoáng sàng vật liệu xây dựng có cấu tạo dạng khối nổi trên mặt đất Trong các trường hợp này, việc xác định biên giới là đơn giản
và nhanh chóng
Biên giới theo điều kiện kỹ thuật là phạm vi cuối cùng của khoáng sàng có thể tiến hành khai thác bằng phương pháp lộ thiên trong điều kiện trang thiết bị cho phép Ngày nay với những thiết bị hiện đại và trình độ khoa học kỹ thuật cao, người ta có thể khai thác những khoáng sàng có thân quặng vùi lấp sâu hàng 500 ÷ 700m, nằm dưới mức nước biển 200 ÷ 300m hoặc hơn
Biên giới theo điều kiện kinh tế là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể
mở rộng phạm vi hoạt động tới đó với một hiệu quả kinh tế nhất định, theo điều kiện giá thành quặng khai thác không vượt quá giá thành cho phép Biên giới
Trang 8theo điều kiện kinh tế là biên giới hợp lý của mỏ lộ thiên mà người ta cần xác định khi tiến hành thiết kế một mỏ mới hay cải tạo, mở rộng một mỏ cũ.
Tuy nhiên, do tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật vào các chỉ tiêu kinh tế nên việc xác định biên giới hợp lý cho những mỏ lộ thiên có trữ lượng và thời gian tồn tại lớn sẽ thiếu chính xác Bởi vậy người ta đưa ra khái niệm biên giới tạm thời và biên giới triển vọng
Biên giới tạm thời là biên giới của một giai đoạn sản xuất trong một số năm nhất định Với những mỏ lộ thiên có thời gian tồn tại lớn, người ta có thể phân chia quá trình sản xuất ra nhiều giai đoạn, ngăn cách nhau bằng những biên giớitạm thời sao cho hiệu quả hoạt động kinh tế của mỗi giai đoạn và của cả quá trình tồn tại của mỏ lộ thiên là lớn nhất
Biên giới triển vọng của mỏ lộ thiên là biên giới cuối cùng, xác định cho mỏ trong đó đã quan tâm tới tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật tới quátrình hoạt động kinh tế và kỹ thuật của mỏ trong tương lai Biên giới triển vọng của mỏ lộ thiên là cơ sở để quyết định quy mô đầu tư xây dựng và sản xuất của
mỏ, sơ đồ bố trí tổng mặt bằng và mặt bằng công nghiệp mỏ, định hướng về quy
mô và chất lượng các công trình xây dựng và là cơ sở để làm các thủ tục pháp lý
về tài nguyên và đất đai cho mỏ lộ thiên
Biên giới mỏ lộ thiên phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tính chất cơ lý của đất
đá, chiều dày và góc cắm của vỉa, địa hình khu mỏ và chất lượng của khoángsàng Ngoài ra biên giới mỏ cũng chịu sự tác động của vốn đầu tư khi xây dựng
cơ bản, sản lượng mỏ và phương pháp khai thác, trình độ khoa học kỹ thuật mỏ
Nội dung của chương này gồm việc xác định độ sâu khai thác, biên giớiphía trên mặt đất và biên giới đáy mỏ Trình bày cách tính toán trữ lượng vàkhối lượng đất đá bóc trong biên giới và trữ lượng khoáng sản có ích trong biêngiới mỏ
I.1.LỰA CHỌN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ: γV , γT
Lựa chọn thông số γv, γ t cũng là vấn đền quyết định quan trong đến hiệuquả của mỏ lộ thiên Việc xác định các thông số γv , γt dựa trên cơ sở của cáctính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất và địa chất thuỷ văn Khi ta chọn góc
γt và γv nhỏ thì hệ số bóc của mỏ lộ thiên tăng lên, khi chon lớn quá thì bờ mỏkém ổn định dẫn đến trượt lở bờ
Trong đồ án có dốc ổn định của đất đá là có γôđ =30 0 và góc cắm của vỉaquặng γ =250 nên ta chọn γt =25 0 và γv =30 0 sẽ thoả mãn về mặt kinh tế - kỹ thuậtnhất
Trang 9I.2.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIỚI HẠN CỦA MỎ (K gh )
Hệ số bóc của mỏ lộ thiên( hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý) làkhối lượng đất đá phải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng vớigiá thành bằng với giá thành cho phép
Kgh =
Trong đó:
Cp - Giá thành khai thác cho phép Cp = 660.000đ/tấn
a - Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đá a = 110.00đ/tấnb- Chi phí bóc 1m3 đất đá b=50.000đ/m3
Thay số vào ta được:
Than có khối lượng thể tích: γt = 1,4 t/m3
Kgh = 11 1,4 = 15,4 m3/m3
I.3.CHỌN NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ.
Trong khai thác lộ thiên,để thu hồi được khoáng sản có ích trong lòng đất ta phải tiến hành bóc lớp đất đá bao phủ phía trên và vùng xung quanh thân
quặng,vì thế khối lượng đất đá bóc có ảnh hưởng rất lớn đến chi phí sản xuất Mặt khác vốn đầu tư cơ bản và chi phí thường xuyên của mỏ lộ thiên phụ thuộc chủ yếu vào tỷ số giữa khối lượng đất đá bóc đất đá và khối lượng quặng
có ích thu hồi được tương ứng và nó được gọi là hệ số bóc đất đá,kí hiệu là K với đơn vị (/;t/t;/t)
Để xác định biên giới của mỏ lộ thiên có 5 nguyên tắc xác định:
Trang 10Đối những vỉa có góc cắm ổn định γ =250 và có chiều dày lớp đất phủ không lớn h0=15m và bề mặt bằng phẳng Như vậy vỉa này là vỉa đơn giản nên
ta chọn nguyên tắc Kgh ≥ Kbg để xác định biên giới của mỏ
I.4.Xác định biên giới của mỏ bằng phương pháp đồ thị theo nguyên tắc
K gh ≥ K bg
- Phương pháp đồ thị được tiến hành bằng cách trực tiếp đo vẽ trên lát cắtđịa chất và dùng đồ thị để xác nhận kết quả vừa tìm Nội dung của phương phápgồm các bước:
+ B1: Trên mặt lát cắt ngang đại diện đặc trưng được xây dựng từ tài
liệu địa chất kẻ các đường nằm ngang song song từ trên xuống với khoảng cáchbằng chiều cao tầng
Do đất đá ở đây có độ cứng f = 8 - 10 nên để xúc bốc được ta phải làm tơibằng khoan nổ mìn:
Vậy h ≤ 1,5Hmax = 1,5.10,3 = 15,45m ở đây ta chọn chiều cao tầng h=15m
+ B2: Từ các giao điểm các đường nằm ngang với vách và trụ vỉa , lần lượt kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía vách và phía trụ với góc nghiêng lần lượt là và (lựa chọn trên cơ sở đã nghiên cứu độ ổn định của đất đá khu mỏf= 8- 10)
Hình 1.1 Lát cắt đứng của mỏ để xác định biên giới mỏ
Trang 11
+ B3: Tính toán khảo sát trên mặt cắt:
4.84569 7
10.6605 3
12.5988 1
14.5370 9
16.4753 7
+ B4: Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn không đổi và
hệ số bóc biên giới:
Trang 12Hình 1.2.Đồ thị xác định chiều sâu của mỏ
- Từ đồ thị ta xác định được Hc = 127m ta đưa Hc lên lát cắt ở độ sâu tương ứng
+ B5: Xác định chiều sâu cuối cùng , điều chỉnh đáy mỏ: do vỉa ở đây là đơn
giản nên ta chỉ sử dụng 1 lát cắt vậy chiều sâu cuối cùng của mỏ cũng chính là đáy mỏ,Hc =127m
I.5.XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI PHÍA TRÊN MẶT MỎ.
I.5.1.Chiều rộng biên giới mỏ phía trên mặt đất (R)
Từ đồ thị ta xác định được chiều sâu cuối cùng của mỏ là Hc =127m Vớichiều sâu Ht trên ta biểu diễn trên mặt cắt đặc trưng để xác định biên giới phíatrên mặt mỏ
Từ mặt cắt ngang đặc trưng ta xác định được biên giới phía trên mặt đấtbằng:
R = Hc( cotgγv + cotgγ t ) + M
Trang 13Thay số vào ta có chiều rộng biên giới phía trên mặt đất bằng:
R = 127.(cotg30o + cotg25o) + 30 = 492(m) I.5.2.Chiều dài của mỏ
Do góc ổn định của đất đá γôđ=30 0 nên ta lấy góc đầu mỏ δ =300
*Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất Lt:
Lt = Hc.cotgδ
= 127.cotg300 = 219(m)
*Chiều dài mỏ phía trên là Lm:
Lm = Lp + 2.Lđm=1000 +2.219 =1468 m Trong đó :
Lp - Chiều dài theo phương của vỉa quặng, Lp = 1000(m)
I.6 TÍNH TRỮ LƯỢNG TRONG BIÊN GIỚI MỎ.
I.6.1.Trữ lượng quặng trong biên giới mỏ.
Q = M.(Hc - ho) LpTrong đó :
M- Chiều dày nằm ngang của vỉa , M = 30mHc- Chiều sâu cuối cùng của mỏ, Hc =127m
γ - Góc cắm của vỉa than γ = 25o
ho - Chiều dày lớp đất phủ, ho =10m
Lp - Chiều dài theo phương của vỉa quặng, Lp=1000m
Vậy :
Q = 30.(127 - 15).1000 = 3 360 000 (m3)
Trang 14I.7 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
Do nhu cầu của nền kinh tế quốc dân, nhu cầu tiêu thụ xi măng ngày càng tăng nên mỏ đá vôi Hoàng Mai A phải tiến hành sản xuất quanh năm để đảm bảosản lượng
Số ngày làm việc trong một năm được tính :
Nm = N – ( Ncn + NL + NT ), ngàyTrong đó:
N - số ngày tính trong một năm dương lịch: N = 365 ngày
Ncn - số ngày chủ nhật trong năm: Ncn = 52 ngày
NL - số ngày nghỉ lễ trong năm: NL = 9 ngày
NT - số ngày nghỉ do thời tiết xấu: NT = 4 ngày
Số ngày làm việc trong năm:
Nm = 365 – (52 + 9 + 4) = 300 ngàyChế độ làm việc trong ngày:
- Hành chính: 1 ca/ngày
- Khai thác:
+ Khoan, nổ mìn: 1 ca/ngày
+ Xúc bốc, vận chuyển: 2 ca/ngày
- Khâu sửa chữa cơ khí: 2 ca/ngày
- Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ
I.8 CÁC CHỦNG LOẠI THIẾT BỊ SỬ DỤNG
Trang 15Phương pháp mở vỉa và hệ thống mở vỉa có mối liên hệ với hệ thống khai thác, nói cách khác việc áp dụng một số lượng hạn chế hoặc thậm chí một
phương pháp mở vỉa phải theo khả năng kỹ thuật cũng như sự hợp lý về kinh tế của mỏ
Căn cứ vào địa hình, điều kiện địa chất vị trí đổ thải và việc bố trí tổng mặt bằng vào hướng phát triển công trình mỏ để thiết kế chọn vị trí mở vỉa ban đầu sao cho chi phí xây dựng là nhỏ nhất và đảm bảo được điều kiện kỹ thuật, khai thác an toàn cho người và thiết bị, nhanh chóng đưa mỏ vào sản xuất
Tiêu chuẩn để đánh giá một phương án mở vỉa hợp lý là khối lượng và vàthời gian xây dựng mỏ nhỏ, cung độ vận tải của đất đá ra bãi thải và quặng vềkho chứa , bến cảng hay nhà máy gia công chế biến , trong quá trình tồn tại của
mỏ các công trình mở vỉa ít bị di chuyển , thu hồi tối đa tài nguyên trong lòngđất , tận thu được các cơ sở hạ tầng vốn có trong khu vực(điện ,nước, giaothông…), kết hợp hài hoà các công trình trong mặt bằng công nghiệp, ít ảnhhưởng đến các công trình công nghiệp, nông nghiệp trong vùng lân cận, ít gâytác động ảnh hưởng đến môi trường
II.1 VỊ TRÍ BÃI THẢI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN MẶT ĐẤT
Do vỉa dốc nghiêng không bố trí được bãi thải trong nên phải sử dụng bãithải ngoài.Vị trí bãi thải phải được bố trí ở khu đất có khả năng chứa hết lượngđất bóc trong suốt quá trình hoạt động mỏ, không có tác động xấu đến công tác
mỏ, khoảng cách vận chuyển đất bóc từ khai trường đến vị trí bãi thải phải nhỏnhất Như vậy vị trí bãi thải phải được bố trí gần tuyến đường ra vào mỏ, và nằm
Trang 16cuối chiều gió thổi vào khu mỏ, nếu có sườn núi thì bố trí ở sườn núi để tăng khảnăng dung lượng chứa đất đá
Ngoài bãi thải trên mặt mỏ còn gồm các công trình như: Xưởng nghiềnđập phân loại, xưởng tuyển khoáng, kho chứa quặng hoặc các bunke trungchuyển, các ga bốc dỡ đất đá và quặng, các phân xưởng sửa chữa cơ khí, vănphòng hành chính, các công trình phúc lợi công cộng, kho vật liệu, kho thuốc nổ
và vật liệu nổ, Các công trình này nằm ngoài vùng gây chấn động của nổ mìn,các công trình này càng bố trí càng gần mỏ càng tốt, bố trí ở nơi san mặt bằng là
ít nhất, hướng có tải hướng từ trên đi xuống Ngoài ra việc bố trí công trình trênmặt còn phụ thuộc vào kích thước, nhiệm vụ và tính chất của từng loại côngtrình Như nhà sàng tuyển thường bố trí mức thấp hơn so với tầng khai thác
II.2.VỊ TRÍ VÀ HÌNH THỨC HÀO MỞ VỈA.
Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khoáng sản dựa vào ưu nhược điểmcủa phương pháp mở vỉa ta mở vỉa bằng hào hỗn hợp, công trình mỏ phát triển
từ trái sang phải Hào chuẩn bị là hào hoàn chỉnh bám vách vỉa Hào cơ bản làhào di động bán hoàn chỉnh trên các tầng khai thác
II.3.CÁC TUYẾN ĐƯỜNG HÀO TRONG MỎ
II.3.1.Tuyến đường hào cố định
Đường hào đi từ mặt bằng sân công nghiệp lên khai trường Nó được dùngvận chuyển than từ mỏ ra, đưa đón công nhân lên công trường Khi khai thácxuống sâu, những tuyến đường hào bán cố định sẽ được di chuyển dần vào trụvỉa và được đào đến khi các tuyến hào này có góc nghiêng bờ dừng đạt 25o thìdừng và trở thành cố định Tùy theo mức độ suống sâu mà các hào cố định nàydùng làm đai vận chuyển hoặc đai dọn sạch hoặc đai bảo vệ cho các đai này phảiđảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và đảm bảo yêu cầu vận tải than đất từ dướimoong lên mặt bằng mỏ
II.3.2.Tuyến đường hào trong tạm thời.
Là tuyến đường hào dùng cho công tác vận tải than và đất đá từ dưới
moong lên mặt bằng, được phân bố theo từng giai đoạn sản xuất sao cho phù hợp với yêu cầu khai thác của từng giai đoạn khối lượng đất bóc cho các tuyến hào này được tính vào khối lượng đất bóc sản xuất do vậy không ảnh hưởng đếntiến độ sản xuất
Trang 17II.4.VỊ TRÍ VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG HÀO CƠ BẢN II.4.1.Vị trí của tuyến đường hào cơ bản.
Do góc dốc của vỉa bằng góc nghiêng bờ dừng phía trụ, hướng vận tải củakhoáng sản có ích và đất đá từ các tầng về phía đầu mỏ, hào cơ bản được xuấtphát từ đầu mỏ xuống các tầng và được bố trí một phần bên ngoài biên giới mỏdưới dạng hào ngoài ở tầng đầu tiên, kết hợp với hào trong Toàn bộ tuyếnđường hào được bố trí trên bờ dừng phía trụ Trình tự khai thác được tiến hànhbắt đầu từ đáy hào chuẩn bị bám trụ vỉa và phát triển từ trụ sang vách kết hợpvới khai thác khoáng sản có ích Hào cơ bản được hình thành trên bờ dừng phíatrụ ngay sau khi khai thác hết lượng khoáng sản trên phạm vi một tầng
II.4.2.Tính toán các thông số của tuyến đường cơ bản.
1.Độ dốc dọc của tuyến đường.
Do mỏ xuống sâu nên các phương tiện vận chuyển có tải lên dốc, căn cứ vào
độ vượt dốc của phương tiện vận tải là ôtô BELAZ-540 có độ dốc khống chế lài0 =(60- 80 )0/00 ,vì trong điều kiện thời tiết và khí hậu không thuận lợi nhưđường trơn hay do đất đá rơi vãi làm cản trở ô tô khi co tải lên dốc nên ta chọn
độ dốc khống chế của tuyến đường io = 700/00
2.Bán kính quay chỗ đoạn cong.
* Bán kính cong nhỏ nhất của đường
Trang 18Trên đoạn đường vừa dốc vừa cong, thì độ dốc lớn nhất của đường xe chạyđược xác định trong giáo trình vận tải mỏ
* Bề rộng mặt đường chỗ cong là: 13,5 + 3,7 = 17,2 m
3.Kết cấu nơi tiếp giáp của tuyến hào với đường ô tô
Nơi tiếp giáp của hào với đường ô tô nằm trên bờ công tác, ta thiết kế khuvực đệm ngang có chiều dài bằng tổng bán kính vòng của đường ô tô và chiềurộng của tầng công tác, độ dốc trên đoạn đường cong được xác định theo côngthức :
Trang 19ic = 3,5 %
4.Chiều dài của tuyến đường.
Để lấy được khoáng sản ta phải tiến hành mở đường vận tải từ trên mặtđất xuống vị trí khai thác Chiều dài của tuyến đường được quy định bởi độ caođiểm đầu và điểm cuối của tuyến đường và độ dốc khống chế của tuyến đường+ Chiều dài lý thuyết của tuyến đường
,m
Trong đó:
H0 - Độ cao điểm đầu của tuyến , H0 = 0 m
Hk - Độ cao điểm cuối của tuyến , Hk = -135 m
I - Góc nghiêng của tuyến đường, đội0 - Độ dốc khống chế của tuyến đường, i0 =70‰
Trong thực tế chiều dài của tuyến đường cũng lớn hơn chiều dài lý thuyết
do có sự kéo dài đường bởi các đoạn dốc giảm tại những đoạn đường cong vànhững chỗ tiếp giáp tuyến đường hào và tầng công tác
+ Chiều dài thực tế của tuyến đường
Ltt = kd Llt ,mTrong đó:
kd - Hệ số kéo dài tuyến đường Khi hào trong tiếp giáp với các đoạn nằmngang kd = 1,4-1,6 ta lấy kd = 1,5
Vậy Ltt =1,4 1930 = 2702 mNhư vậy Ltt ≥ Lp =1000m
Lm - Chiều dài theo phương của vỉa
→ Tuyến đường hào có dạng phức tạp
5.Số lần đổi hướng của tuyến đường.
Trang 20n = = 2,7Vậy tuyến đường hào được đổi hướng 3 lần theo đường phương của vỉa.
Vị trí đổi hướng được bố trí trên mặt nền là nửa đào và nửa đắp được thể hiệnnhư sau
6.Góc nghiêng của thành hào.
Góc nghiêng thành hào được chọn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất
đá xung quanh
Do độ cứng đất đá ƒ = 8 ÷ 10 độ nứt nẻ trung bình, ta chọn góc nghiêngthành hào α = 700
7.Tính khối lượng hào đổi hướng.
Do măt đường của đai vận tải nhỏ hơn bán kính quay của thiết bị vận tải.Nên vị trí đổi hướng được bố trí trên mặt nền là nửa đào và nửa đắp
Khối lượng nửa đào và nửa đắp tính gần đúng theo công thức:
λ - Hệ số kể đến phần cuối của nửa đào nửa đắp, λ = 1,18
Kb, Kn - Hệ số kể đến góc tâm bao bởi phần nửa đào, nửa đắp.Trong trường hợp này Kb =Kn = 0,43
R : Bán kính chỗ lượn vòng, R = 25m
Trang 21Hình 2.2.Kích thước của đáy hào cơ bản
Để giảm khối lượng xây dựng ta chọn loại đường 2 chiều:
Trang 22Do 2 xe chạy ngược chiều nên x = y = 0,5 + 0,05.V
V - Tốc độ xe chạy, trên mỏ lấy V = 20km/hVậy x = y = 0,5 + 0,05 20 = 1,5 m
K - Chiều rộng rãnh thoát nước, K = 0,5mVậy B1 = 3 + 2(3,48 +1,5) + 1,5 + 0,5 = 14,96 mVậy để phương tiện hoạt động được an toàn trong mọi điều kiện thời tiết ta chọnB1 = 15 m
9.Năng lực thông qua của tuyến đường hào.
Năng lực thông qua của tuyến đường hào được xác định theo công thức:
V - vận tốc xe chạy trên đường, với xe mỏ lấy V =20 Km/h
K - hệ số không đồng đều của xe K = 0,6
Vậy N =1000.20.2 = 480 ,xe/giờ
Thực tế chỉ có sấp xỉ 100 xe/h, như vậy khả năng thông qua của tuyến hào chính là đảm bảo
II.5.LOẠI HÀO VÀ HÌNH DÁNG LOẠI HÀO.
II.5.1 Hào ngoài.
Hào ngoài được đào từ ngoài biên giới của mỏ vào với độ dốc khống chếi0 =80‰ Khi ta sử dụng hào ngoài thì tuyến đường hào là cố định, công tácđào hào và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào mở vỉa) trong mỏ là độclập nhau rút ngắn thời gian xây dựng mỏ, phân chia các luồng hàng ngay từ thời
kỳ đầu sản xuất Khi hào ngoài đào xuống sâu thì khối lượng công tác đào hàorất lớn
Trang 23Do đó hào ngoài ta chỉ đào đến tầng thứ nhất Sau đó sử dụng hào trong.
* Chiều dài tuyến hào ngoài.
A - Chiều rộng của của ôtô , A = 3,48m
a - Chiều rộng phần lề đường, a = 1,4m
k - Chiều rộng rãnh thoát nước, k =1,2m
m - Khoảng cách giữa 2 xe , m = 2m Vậy
Trang 24Sơ đồ đáy hào chuẩn bị
Ld = , m
Trong đú:
h - Độ chờnh cao giữa hai đầu hào, h =15 m
i0 - Độ dốc khống chế của tuyến hào dốc, i0 =80‰
Vậy Ld = = 187,5 m
* Chiều rộng của tuyến hào dốc được lấy bằng chiều rộng của hào chuẩn bị(tớnh ở dưới).
II.5.3 Hào chuẩn bị.
Hào chuẩn bị được đào bỏm vỏch vỉa, là nơi trực tiếp lấy khoỏng sản.Cũng là tuyến cụng tỏc đầu tiờn của một tầng
* Độ dốc khống chế của hào chuẩn bị.
Hào chuẩn bị thường được đào với độ dốc 3ữ 5‰ giỳp cho hào thoỏtnước
* Chiều dài của hào chuẩn bị
Được đào dọc theo phương của vỉa từ đầu vỉa đến cuối vỉa
Lcb =Lp =1000m
* Chiều rộng của hào chuẩn bị
Hỡnh 2.3.Sơ đồ đỏy hào chuẩn bị
Sơ đồ xỏc định chiều rộng đỏy hào chuẩn bị
Hào chuẩn bị là nơi mỏy xỳc trực tiếp xỳc bốc nờn chiều rộng của hàocũng phải đảm bảo phự hợp với cỏc thụng số của mỏy xỳc
Nghĩa là: b ≤ 2Rxt
Trong đú :
b - Chiều rộng của đỏy hào chuẩn bị, m
Trang 25Mặt khác:
b0≥ R0 +2m + 0,5b0 +L0 , m Trong đó :
R0 - Bán kính vòng nhỏ nhất của ôtô, Với ôtô Belaz-540
Như vậy chọn chiều rộng đáy hào chuẩn bị bo =25 m
II.6 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG HÀO.
II.6.1.Khối lượng của hào ngoài.
Vn =
Trong đó :
H - Chiều sâu cuối cùng của hào ngoài, H =15m
i0 - Độ dốc khống chế của hào ngoài, i0 = 80‰
B2- Chiều rộng của đáy hào ngoài, B2 =15m
Trang 26h - Chiều cao tầng, h =15m
i0 - Độ dốc khống chế của hào dốc , i0 = 80‰
b0 - Chiều rộng của đáy hào dốc, b0 = 25m
- Góc nghiêng của thành hào, α =700
Trang 27Hình 2.4.Sơ đồ hào mở vỉa
II.7.PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HÀO
Khi đất đá mềm hoặc cứng vừa có thể sử dụng máy xúc TLGN
EKG - 4,6 xúc trực tiếp đổ tải lên ô tô Belaz - 540
Khi đất đá cứng hoặc rắn chắc trước khi sử dụng máy xúc TLGN
EKG - 4,6 để xúc bốc phải làm tơi sơ bộ bằng phương pháp khoan nổ mìn.Sau đó dùng máy gạt để san gạt đáy hào cho bằng phẳng tạo điều kiện cho ô tôlàm việc có năng suất
Để giảm hệ số tổn thất làm nghèo quặng, với hào mở vỉa được chia thành
2 phân tầng mỗi phân tầng cao 7,5 m
Trang 28Hệ thống khai thác (HTKT) của một mỏ lộ thiên là trình tự xác định để
hoàn thành các công tác chuẩn bị, xúc bóc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộthiên hoạt động được an toàn, kinh tế và thu hồi tới mức tối đa trữ lượng côngnghiệp của quặng trong lòng đất
Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên có quan hệ chặt chẽ với việc sử dụngđồng bộ các thiết bị trong mỏ Mối quan hệ giữa hệ thống khai thác với đồng bộ
Trang 29thiết bị sử dụng thể hiện ở sự phù hợp giữa các thông số của yếu tố hệ thốngkhai thác (Chiều cao tầng, chiều rộng làm việc của tầng, chiều rộng của tầng vậnchuyển, độ dốc đường hào, chiều dài tuyến công tác,chiều dài luồng xúc…) phùhợp với thông số làm việc của thiết bị sử dụng.
III.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC.(HTKT)
Dựa vào phương pháp mở vỉa đã chọn thì ta chọn hệ thống khai thác dọcmột bờ công tác, với hướng phát triển bờ công tác là từ trụ sang vách vận tảibằng ô tô đổ ra bãi thải ngoài
Ưu điểm của HTKT này là: Giảm khối lượng XDCB, đưa mỏ vào sản xuấtnhanh, nhanh ra than, sớm thu hồi vốn đầu tư, tạo ra diện tích khai trường lớn cóthể điều hoà hoặc tăng sản lượng
III.2 ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ.
Đồng bộ thiết bị trên mỏ Lộ thiên có ý nghĩa quýêt định trong việc pháthuy hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh của mỏ các thiết bị được coi làđồng bộ khi chúng có sự phù hợp lẫn nhau về thông số làm việc Một đông bộđược coi là hợp lý khi nó phù hợp với điều kiện tự nhiên như (địa hình, điềukiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, thế nằm của vỉa và cấu trúc thânquặng v v
Đồng bộ thiết bị trên mỏ gồm các thiết bị đáp ứng dây chuyền công nghệkhi lựa chọn đồng bộ phải tuân theo những nguyên tắc sau
+ Kết cấu của đông bộ phải phù hợp với tính chất cơ lý của đất đá baoquanh
+ Kết cấu của đồng bộ thiết bị phải tương ứng với kích thước khai trường,quy mô sản suất, thời gian tồn tại mỏ, chất lượng sản phẩm ngoài ra phải có đủ
độ mềm dẻo cần thiét khi có sự thay đổi nhỏ điều kiện làm việc
Các thiết bị trong từng công đọan phai phù hợp nhau về các thông số làmviệc, năng suất phù hợp với nhau và phù hợp với sản lượng mỏ đông thời phải
có dự phòng sử dụng khi cần thiết
Số lượng thiết bị trong cùng công đọan càng lớn càng ít càng năng suất tuynhiên phải phù hợp cho cả hệ thống khai thác và phù hợp với khả năng đàu tư,gía thành sản phẩm
Đồng bộ thiết bị đặc biệt phải đảm bảo về mặt an toàn & không gây ônhiễm môi trường
Trang 30Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khu mỏ, đất đá bao quanh vỉa có độcứng f = 8 ÷ 10 Đồng thời phù hợp với HTKT, phương pháp mở vỉa đã chọn tachọn đồng bộ thiết bị cho mỏ như sau:
III.2.1.Công tác làm tơi đất đá.
Để phá vỡ đất đá lựa chọn phương pháp phá đá bằng khoan nổ mìn Sửdụng máy khoan xoay cầu CBIII 250MH để khoan đất đá phá đá bằng thuốc nổANFO cho khu vực đất đá khô, ANFO chịu nước cho đất đá có độ ngậm nướccao và mồi nổ phi điện
III.2.2.Công tác xúc bốc.
Sử dụng máy xúc EKG- 4,6 để xúc đất đá
Máy xúc TLGN PC-750 để xúc than
III.2.3.Công tác vận tải.
Dùng xe Belaz- 450 tải trọng 27 tấn, để chở đất đá và chở tha
III.2 4.Kiểm tra mối quan hệ của đồng bộ thiết bị.
Mối quan hệ giữa dung tích gàu xúc và tải trọng xe phải đảm bảo điều kiện:
Q = (4,5.E + a)
Trong đó:
Q- Tải trọng ô tô; tấnE- Dung tích gàu; E = 4,6m3 L- Khoảng cách vận chuyển đất đá từ gương ra bãi thải; L = 3kma- Hệ số được xác định theo E; Với E ≥ 4 ⇒ a = 3
Vậy: Q = (4,5 4,6 + 3) = 40 tấn
Như vậy qua lựa chọn đồng bộ ta sử dụng loại xe 27 tấn do đó ta thấy việc lựachọn đồng bộ thiết bị là hợp lý
III.3.CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC:
III.2.1 Chiều cao tầng.
Chiều cao tầng là một thông số rất quan trong của hệ thống khai thác, vìvậy khi lựa chọn chiều cao tầng cần chú ý :
Loại và kiểu thiết bị khai thác và vận chuyển, tính chất cơ lý đá mỏ
Trang 31Khi khai thác các vỉa dốc nghiêng và dốc đứng, chiều cao tầng còn ảnhhưởng chỉ tiêu chung của mỏ( khối lượng xây dựng cơ bản, thời gian xây dựng
cơ bản, tốc độ xuống sâu của mỏ, chiều dài tuyến đường vận tải)
Chiều cao tầng hợp lý là phải đảm bảo chi phí bóc đất đá và khai thác lànhỏ nhất và an toàn lao động
* Theo điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ lý của đát đá thì h được xác định:
Trang 32Đối với những tầng khai thác than để giảm tổn thất và làm bẩn than ta chia
tầng thành 2 phân tầng, mỗi phân tầng có chiều cao h’ = 7,5 m
III.2.2.Chọn góc nghiêng sườn tầng.
Dựa vào bảng 12.3 giáo trình " Thiết kế mỏ lộ thiên " của tác giả Hồ SĨ
GIAO, ta có: Bảng 3.1: Trị số của góc nghiêng sườn tầng
Đặc tính của đất
Góc nghiêng sườn tầng độ
Góc nghiêng của bờ (độ) khi chiều cao, m
rất cứng 15-20 75-85 60-68 57-65 53-60 48-54 cứng và hơi cứng 8,0-14 65-75 50-60 48-57 45-53 42-48 cứng trung bình 3,0- 7,0 55-65 43-50 41-48 39-45 36-43 hơi mềm và mềm 1,0- 2,0 40-55 30-43 28-41 26-39 24-38
Với mỏ có độ cứng f = 8 ÷ 10, theo bảng góc nghiêng sườn tầng 650 ÷ 750, để
hợp lý đồ án chọn góc nghiêng sườn tầng α=700
III.2.3.Chiều rộng khoảnh khai thác.
Chiều rộng khoảnh khai thác chủ yếu phụ thuộc vào thông số làm việc củathiết bị xúc bốc, hình thức vận chuyển sử dụng và phương pháp khai thác
Với đất đá cứng, áp dụng công nghệ khoan nổ mìn vào phá vỡ đất đá thì
chiều rộng luồng xúc A phải tính theo các thông số khoan nổ mìn
* Theo điều kiện nổ mìn:
A = W +(n - 1)b, mTrong đó:
W - Đường kháng chân tầng, phụ thuộc vào độ khó nổ của đất đá,loại thuốc nổ, đường kính, chiều sâu lỗ khoan, phương pháp nổ Với loại đất đá
f= 8-10 thì thuộc loại đất đá khó nổ trung bình nên W =35dk
dk - Đường kính lỗ khoan, dk = 0,25m
Vậy: W =35.0,25 ≈ 8,5 m
Trang 33Kiểm nghiệm W theo điều kiện an toàn W ≥ Wat
Trong đó :
Wat = h.cotgα +C
C - Khoảng cách an toàn cho máy khoan tính từ trục lỗ khoan đếnmép trên của tầng, thường lấy C =3m
α - Góc nghiêng sườn tầng, α = 700
Wat = 15.cotg700 +3 = 8,46mVậy lấy W = 8,5 m (hợp lý)
a - khoảng cách các lỗ khoan trong hàng
a = m W Với m = (0,8-1,2)m- Hệ số khoảng cách , khi nổ vi sai m = 1
b - Khoảng cách giữa hàng thuốc nổ,để nổ hiệu quả ta chọn mạng
nổ tam giác đều (với phương pháp nổ vi sai)
Kn - Là hệ số kể đến mức độ khó nổ của đất đá Kn = 5
Kv - Hệ số phụ thuộc vào thời gian nổ vi sai Kv = 0,9
q- Là chỉ tiêu thuốc nổ với thuốc nổ ta chọn thì q = 0,45kg/m3
Trang 34Abt =1,7 12,7 = 21,6 mTheo điều kiện xúc hợp lý thì chiều rộng đống đá nổ mìn Bd ≤ 2Abt
Như vậy Bd =2.Abt = 2.21,5 = 43m (hợp lý)
Chiều rộng của đống đá nổ mìn được thể hiện qua hình vẽ
A X
III.2.5 Chiều rộng mặt tầng công tác.
Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo điều kiện hoạtđộng dễ dàng cho thiết bị xúc bốc và vận tải sử dụng Khi sử dụng công nghệphá đất đá bằng khoan nổ mìn thì chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác xácđịnh theo chiều rộng đống đá nổ mìn, chiều rộng đai vận tải, khoảng cách đặtthiết bị phụ và đai an toàn Chiều rộng mặt tầng công tác nhỏ nhất xác định theocông thức sau:
Bmin = A + X + C1 + T + C2 + Z ( m )Trong đó :
A + X = Bd - Bề rộng đống đá nổ mìn, Bd = A + X = 38 mC1 - Là khoảng cách an toàn từ mép đường vận tải đến mép đườngsụt lở tự nhiên C1 = 2m
C2- Là khoảng cách an toàn tính từ mép đường vận tải đến mép dưới đống
đá nổ mìn C2 = 2m
Z- Chiều rộng lăng trụ trượt; Z = 3m
T- Chiều rộng vệt xe chạy Khi chạy 2 làn xe
T = 2a + C3Trong đó:
Trang 35a - Bề rộng xe ôtô Belaz-540 = 3,48m
C3- Khoảng cách an toàn giữa 2 xe ôtô C3 = 1,5m
T = 2 3,48 + 1,5 = 8,5mVậy Bmin = 38 + 2 + 8,5 + 2 + 3 = 54m
Chiều rộng của mặt tầng công tác được thể hiện trên hình
B d
B min
A X
III.2.6 Chiều dài tuyến công tác và luồng xúc.
Chiều dài tuyến công tác phụ thuộc vào hình dạng kích thước khai thác và
bị ảnh hưởng của các yếu tố kỹ thuật như sản lượng mỏ, chiều dài luồng xúc,năng xuất của máy xúc, điều kiện hoạt động của các thiết bị vân chuyển
Chiều dài của tuyến công tác được gọi là hợp lý trong nhưng điều kiện tựnhiên và kỹ thuật cụ thể khi nó đảm bảo sản lượng kế hoạch của mỏ, tốc độ pháttriển bình thường của tuyến công tác và chi phí cho xúc bốc và vận chuyển lànhỏ nhất
Chiều dài của tuyến công tác thường lấy bằng chiều dài theo phương củavỉa Trong thực tế thì chiều dài tuyến công tác thay đổi theo từng tầng.Trêntuyến công tác của mỗi tầng, chia thành các khoảnh khai thác hoạt động độc lập
Trang 36Trên khoảnh bố trí các khâu: khoan, nổ, xúc bốc, vận tải và khâu phụ trợ khác.Trên tuyến có thể hoạt động đồng thời nhiều khoảnh.
Chiều dài khoảnh, xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng đất đá nổmìn cho máy xúc làm việc trong thời gian quy định và dự trữ cần thiết, tính theocông thức:
η - Hệ số ƞ sử dụng thời gian của máy xúc, η = 0,7
T - Thời gian ca làm việc của máy xúc, T = 8h
Năng suất trong một ngày đêm (gồm 3 ca sản xuất )
Qx = 3.Qx1 =3 1055 = 3165 m3/ngđLxmin =
Khi vận chuyển bằng ôtô thì chiều dài luồng xúc phải đảm bảo điều kiệnlên dốc của xe xác định theo biểu thức:
Trang 37Vậy chiều dài luồng xúc hay khoảnh khai thác Lxmin = 204m
III.2.7.Chiều rộng đai vận tải, dọn sạch, bảo vệ:
Đai vận chuyển có nhiệm vụ nối liền các công tác và có chiều rộng đảm bảo cho các phương tiện vận tải hoạt động bình thường và an toàn
BVC = Z + T + K ,m
Trong đó:
Z- chiều rộng lăng trụ trượt lở; Z = 3m
T- chiều rộng mặt đường 2 làn xe chạy; T = 8,5m
K- chiều rộng rãnh thoát nước; k = 1m
Vậy: BVC = 3 + 8,5 +1 = 12,5m
Số đai vận chuyển trên bờ là: n = 2 Do bờ trụ đất đá mềm yếu và số lần đổihướng nhiều do đó giảm độ dốc tuyến đường để chiều rộng mặt tầng vận chuyển20m
Trang 38Vậy: BBV = 0,5.15 = 7,5 mTuy nhiên để giảm góc dốc bờ dừng các đai bảo vệ để chiều rông 10 m
Điều kiện về tính ổn định của bờ mỏ
Điều kiện về yêu cầu kỹ thuật
Trang 39Góc nghiêng bờ công tác phụ thuộc vào phương pháp khai thác của mỏ,góc nghiêng bờ công tác đảm bảo các tầng trên đó có đủ chiều rộng để thiết bịkhai thác hoạt động dễ dàng.
Trị số góc nghiêng bờ công tác được xác định theo biểu thức
Trong đó :
h- Chiều cao tầng h = 15mBmin- Chiều rộng mặt tầng công tác Bmin = 54mα- Góc nghiêng sườn tầng α = 700
Thay các thông số vào ta được:
Trang 40CHƯƠNG IV SẢN LƯỢNG CỦA MỎ LỘ THIÊN
IV.1.KHÁI NIỆM CHUNG:
Sản lượng Mỏ lộ thiên là khối lượng than khai thác được, khối lượng đất đábóc tương ứng hoặc tính chung cho khối lượng Mỏ trong một đơn vị thời giantính m3/năm hoặc tấn/năm
Hoặc sản lượng Mỏ lộ thiên là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng quyết địnhđến kết quả hoạt động của Mỏ
Vì vậy việc xác định sản lượng cho Mỏ lộ thiên là một nhiệm vụ quantrọng trong công tác thiết kế, đòi hỏi phải có những cân nhắc chi tiết cẩn thậntrên cơ sở kết quả tính toán về kinh tế, kỹ thuật của phương án
Những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến sản lượng
IV.1.1 - Yếu tố tự nhiên:
Các thành phần thế nằm và cấu tạo vỉa điều kiện địa chất thuỷ văn, địahình, khí hậu
IV.1.2 - Yếu tố kỹ thuật:
Phương án mở vỉa, hệ thống khai thác, trình tự phát triển công trình Mỏ,cường độ khai thác khoáng sản, hệ thống vận tải và thiết bị vận tải, việc sử dụngcác thiết bị đó
IV.1.3 - Yếu tố kinh tế: