MỤC LỤC Trang Lời mở đầu 1 Chương I : Đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ 2 I.1 Địa lý tự nhiên 2 I.2 Điều kiện địa chất 5 I.3 Kết luận 19 Chương II : Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ 20 II.1 Giới hạn khu vực thiết kế 20 II.2 Trữ lượng 21 II.3 Công suất và tuổi mỏ 22 II.4 Chế độ làm việc của mỏ 22 II.5 Phân chia ruộng mỏ 23 II.6 Mở vỉa 24 II.7 Thiết kế thi công đường lò mở vỉa 46 II.8 Kết luận 68 Chương III : Khai thác 69 III.1 Đặc điểm và những yếu tố liên quan đến công tác khai thác 69 III.2 Lựa chọn hệ thống khai thác 70 III.3 Xác định các thông số của hệ thống khai thác 73 III.4 Quy trình công nghệ khai thác 77 III.6 Kết luận 127 Chương IV : Thông gió an toàn và bảo hộ lao động 128 A. Thông gió IV.1 Khái quát chung 128 IV.2 Lựa chọn hệ thống thông gió 129 IV.3 Tính lượng gió chung cho mỏ 131 IV.4 Thiết kế thông gió cho tầng II 136 IV.5 Thiết kế thông gió cho tầng I 144 IV.6 Tính giá thành thông gió 152 IV.7 Kết luận 153 B. An toàn và bảo hộ lao động IV.8 Ý nghĩa và mục đích của công tác bảo hộ lao động 154 IV.9 Những biện pháp về an toàn ở mỏ hầm lò 154 IV.10 Tổ chức thực hiện công tác an toàn 156 IV.11 Thiết bị an toàn và dụng cụ bảo hộ lao động 156 Chương V : Vận tải và thoát nước 157 A. Vận tải V.1 Khái niệm 157 V.2 Vận tải trong lò 157 V.3 Vận tải ngoài mặt bằng 165 V.4 Thống kê thiết bị vận tải 166 V.5 Kết luận 166 B. Thoát nước V.6 Khái niệm 167 V.7 Hệ thống thoát nước 167 C. Mặt bằng và lịch trình thi công V.8 Nhận xét về địa hình và yêu cầu xây dựng mặt bằng 173 V.9 Bố trí các công trình trên mặt bằng 173 V.10 Lịch trình thi công 174 Chương VI : Kinh tế 176 VI.1 Khái niệm 176 VI.2 Biên chế tổ chức của mỏ 176 VI.3 Khái quát vốn đầu tư 178 VI.4 Tính giá thành tấn than 182 VI.5 Tính hiệu quả kinh tế và thời gian thu hồi vốn 183 VI.6 Kết luận Kết luận 186 187 Tài liệu tham khảo 188
Trang 1LỜI MỞ ĐẦU
Ngành khai thác than Việt Nam có từ rất lâu, quá trình phát triển gắn liền với sự phát triển lịch sử của đất nước Ngày nay trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa cùng với sự phát triển vượt bậc của các ngành công nghiệp khác, ngành than đang trên đà phát triển và đã có những đóng góp đáng kể vào việc ổn định nền kinh tế quốc dân Vì vậy, Đảng và Nhà nước ta đã quan tâm, đầu tư thích đáng cho ngành mỏ từ thiết bị, máy móc, đào tạo đội ngũ cán bộ, kỹ
sư, công nhân, kỹ thuật cho ngành than
Qua năm năm học tập tại trường đại học Mỏ địa chất, được các thầy cô giáo trang bị cho những kiến thức cơ bản về ngành mỏ, cùng với kiến thức thực
tế thu được qua quá trình thực tập tốt nghiệp tại Công ty TNHH MTV 618 Với
đề tài được giao:”
Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp cùng với sự nỗ lực, phấn đấu của bản
thân và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS Đào Văn Chi Bản đồ án tốt
nghiệp của em đã được hoàn thành Tuy nhiên, với kiến thức học tập của bản thân còn có mặt hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót nhất định cần mong được sự đóng góp ý kiến và chỉ dạy của thầy cô giáo trong bộ môn
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện Đinh Công Ngọc
Trang 2CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ
I 1 Địa lý tự nhiên
I.1.1 Địa lý của vùng mỏ, khu vực thiết kế
Khu Hồ Thiên thuộc xã Tràng Lương, huyện Đông Triều, Quảng Ninh nằm về phía Bắc, cách thị trấn Mạo Khê khoảng 12km, Phía Bắc giáp huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang; phía Nam giáp xã Tràng Lương; phía Tây giáp xã Bình Khê huyện Đông Triều; phía Đông giáp xã Thượng Yên Công, thị xã Uông
Bí và mỏ Khe Chuối
- Ranh giới khu mỏ:
+ Theo hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 1080:
X = 40.410 ÷ 42.500
Y = 357.580 ÷ 361.000Diện tích khoảng 17,4 km2
- Ranh giới địa chất khu mỏ:
Phía Bắc là trục nếp lõm Bảo Đài Phía Nam giới hạn bởi toạ độ X= 40.410 Phía Tây là tuyến thăm dò XXXVI
Phía Đông là đứt gẫy F1
Khu Hồ Thiên là phần kéo dài về phía Tây của dãy núi Bảo Đài, địa hình
có dạng kéo dài theo phương vĩ tuyến, hình thành nên những dãy núi có độ cao thay đổi từ 950m đến 1000m, thấp nhất 100m, càng lên cao trên những đỉnh núi thường hình thành các vách đá thẳng đứng, hướng cắm của đá thường ngược vớihướng dốc của địa hình
Phía Nam khu Hồ Thiên gồm chủ yếu các trầm tích không chứa than, phần lớn là đồi trọc và sườn thoải
Khu Hồ Thiên có 6 suối lớn, chảy theo hướng Bắc – Nam, cắt thẳng góc với phương kéo dài của địa hình Các suối đều đổ ra sông Trung Lương và nhập vào sông Đá Bạch Thượng nguồn của suối là những dãy núi cao, khi chảy qua các trầm tích chứa than, lòng suối thường dốc, lưu lượng ít, về mùa khô hầu hết đều không có nước Chiều rộng của mực nước suối thường từ 2m đến 3m, chiều sâu từ 0,4m đến 0,5m Lưu lượng của suối về mùa khô là 7 l/s và mùa mưa có
Trang 3đến một hai ngày Các suối này không có giá trị vận chuyển, nhưng lại thuận lợi cho việc lộ trình khảo sát địa chất.
Trang 4I.1.2 Tình hình dân cư kinh tế và chính trị
Khu Hồ Thiên nằm trong vùng công nghiệp của tỉnh Quảng Ninh, gần các
mỏ Mạo Khê, Khe Chuối, Vàng Danh nên có điều kiện kinh tế và giao thông khá phát triển
Cách khu Hồ Thiên 5 km về phía Nam mới có rải rác dân cư sống theo xóm và bản nhỏ, phần lớn là người Hoa Kiều, cũng có ít người Kinh đến định
cư, nghề nghiệp chính của họ là làm ruộng, đi rừng
Cách khu Hồ Thiên 18 km về phía Nam là quốc lộ 18A, cách 25 km về phía Nam có sông Đá Bạc, sà lan có tải trọng đến 300 tấn có thể lấy than vào cáckhu vực Bến Cân (Mạo Khê), cách 23 km cũng về hướng Nam còn có tuyến đường sắt Kép - Bãi Cháy nối liền với hệ thống tuyến đường sắt quốc gia, cách 5
km có đường ô tô 18B chạy qua xã Tràng Lương
I.1.3 Điều khiện khí hậu
Khu mỏ than Hồ Thiên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ven biển chịu ảnh hưởng của gió mùa Hàng năm có hai mùa rõ rệt:
- Mùa khô bắt đầu từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau Mùa khô thường có gió Bắc và Đông Bắc, gió mạnh có lúc lên tới cấp 7, cấp 8, nhiệt độ trung bình 50÷150C, những ngày giá rét nhiệt độ có thể xuống đến 20C Trong mùa khô lượng mưa không đáng kể, độ ẩm trung bình từ 60÷65%
- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9 Mùa mưa hướng gió chủ yếu là Nam, Đông Nam và thường chịu ảnh hưởng của các cơn bão nhiệt đới, nhiệt độ trung bình từ 250÷330C, nhiệt độ cao nhất khoảng 380C Mưa nhiều và hay mưa đột ngột vào các tháng 6, 7, 8 lượng mưa lớn nhất trong ngày là 250mm
I.1.4 Quá trình thăm dò khai thác trước kia, hiện nay và sau này.
Khu mỏ đã trải qua các giai đoạn thăm dò như sau:
Năm 1959 Đoàn khảo sát số 5 - Bộ Địa chất và bảo vệ Khoáng sản Liên
Xô trong quyển sơ lược về tình hình khoáng sản có ích miền Bắc Việt Nam (phần nhiên liệu) xác định tuổi của địa hình tầng than là Rêti (T3r)
Năm 1961 Bạch Hiển Canh trong báo cáo tìm kiếm bể than Uông Bí - Quảng Yên liệt các trầm tích chứa than ở đây vào tuổi T3+J1, gần 3 tầng:
- (T3+J1)1: Tầng trầm tích vụn thô, xen các lớp bột kết và một vài thấu kính than mỏng nằm dưới cùng và phủ trái khớp góc lên các thành tạo Triát trung hạ mầu đỏ;
Trang 5- (T3+J1)3: Tầng cuội sạn kết thạch anh hạt thô, gắn kết vững chắc nằm trên cùng, thường là đỉnh các núi cao thuộc dãy Bảo Đài.
Năm 1963, bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1/500.000 do
Đốpjicốp chủ biên ra đời, tác giả đã xếp các trầm tích chứa than dải Bảo Đài vàoJura hạ - tầng Hà Cối (trừ các trầm tích chứa than thuộc phía Đông Nam khu Vàng Danh)
Năm 1971, bản đồ địa chất tỷ lệ 1/200.000 bể than Đông Bắc Bắc Bộ, tác giả Phạm Văn Quảng đã cho tuổi của giai đoạn thành tạo than kéo dài từ Ladini đến Crêta, các thành tạo trầm tích trong thời gian đó liên tục, chuyển tiếp chỉ có một vài nơi bị rửa lũa cục bộ hoặc trái khớp địa phương Tuổi chứa than của các thành tạo này từ Cácmi, Nori đến Rêti là có giá trị công nghiệp, các kỳ Ladini, Jura hoặc đầu Crêta thường ít ý nghĩa về than hoặc chỉ có giá trị địa phương
Báo cáo địa chất tìm kiếm tỷ mỉ khu Hồ Thiên Đông Triều Quảng Ninh
do Liên đoàn Địa chất 2 Đoàn 2X Tổng Cục Địa chất lập năm 1975
Kết quả tổng hợp tài liệu tính lại trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng vàcấp tài nguyên than mỏ Hồ Thiên xã Tràng Lương, huyện Đông Triều Quảng Ninh Do Công ty VITE lập đã được hội đông đánh giá trữ lượng khoáng sản phê duyệt tháng 11 năm 2010
Phía Đông khu Hồ Thiên trong những năm kháng chiến chống Pháp, ta đãtiến hành khai thác than Hồ Thiên bằng phương pháp thủ công, quy mô rất nhỏ không đáng kể dùng cho công binh xưởng.Từ những năm 1980 đến nay nhiều tổchức và cá nhân đã đến khai trường mỏ Hồ Thiên, mở lò khai thác phần lộ vỉa cánh Nam vỉa 4, nhưng phạm vi và mức độ không được cập nhật đầy đủ
Trang 6I.2 Điều kiện địa chất
Qua kết quả thăm dò tỷ mỷ của đoàn địa chất trong khu vực thăm dò đã xác định có 4 vỉa than từ trên xuống gồm : V5V, V5T, V4, V3 trong đó V3 không có giá trị công nghiệp
I.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ
Địa tầng.
Các đá trầm tích thuộc mỏ than Hồ Thiên có thành phần chủ yếu gồm:trầm tích lục nguyên màu đỏ, các trầm tích chứa than hệ tầng Hòn gai chứa các vỉa than có giá trị công nghiệp và trầm tích bở rời Hệ Đệ Tứ
Căn cứ vào kết quả tổng hợp tài liệu địa chất hiện có, toàn bộ địa tầng khu Hồ Thiên gồm: địa tầng Thống Trias Trung - Thượng (T2- T3), Thống Trías thượng(T3) thuộc hệ tầng Hòn gai (T3n-r hg), phần trên cùng là lớp phủ
đệ tứ (Q) Trong khu vực thăm dò đã xác định có 4 vỉa than: V5V, V5T, V4, V3 xen kẹp giữa các vỉa than là các lớp đá trầm tích thường gặp như cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết Tổng chiều dày địa tầng khoảng 700m – 1200m
Theo thứ tự thành tạo từ dưới lên trên địa tầng tổng hợp khu Hồ Thiên như sau:
- Cơ sở xác định tuổi của địa tầng : Vào năm 1967 Đoàn Địa chất 2E
Trang 7các đá trầm tích vào tuổi Lađini - Cácni.
Căn cứ vào thành phần thạch học và đặc điểm chứa than, Hệ tầng Hòn Gai được chia thành các phân hệ tầng chính sau :
*) Phân Hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1)
Phân Hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1) được giới hạn từ lớp cuội, sạn kết vôithạch anh mầu xám đến xám sáng, lộ ra ở phần thấp của các suối trong khu
mỏ, ở lỗ khoan LK.313 gặp từ chiều sâu 372m trở xuống, LK.301 gặp từ
chiều sâu 359m trở xuống Thành phần chủ yếu: cát kết thạch anh, sét kết, bột kết màu xám đến xám sáng, bị biến chất yếu, đôi chỗ bị nén ép mạnh Đá
có độ hạt từ trung bình đến thô, xen kẹp là các đá bột kết tối màu, sét kết màuđen hạt mịn, đôi khi chứa các lớp sét than và vỉa than mỏng không duy trì, không có giá trị công nghiệp bắt gặp ở các công trình: KN.3, H.107, H.26, KN.5, KN.6, LK.311, 312, 313, 301 Tổng chiều dày của phân hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1) khoảng từ 100m ÷ 220m
*) Phân Hệ Tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2)
Phân Hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2) nằm chuyển tiếp trên Phân Hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1) đến lớp sạn kết nằm trên vỉa than số 9 (Khe
Chuối), thành phần chủ yếu gồm: sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than có giá trị công nghiệp
*) Phân Hệ Tầng Hòn Gai trên (T 3 n-r hg 3)
Phân bố ở phía Bắc diện tích thăm dò, gồm: sạn kết, cuội kết, cát kết hạt trung tới hạt thô, phân lớp dày, thành phần chủ yếu là thạch anh, ximăng gắn kết
là sét, xêrixít, silic, kết cấu rắn chắc Càng về phía trên các lớp sạn kết, cuội kết càng dày và hạt thô hơn, tổng chiều dày của phân Hệ Tầng Hòn Gai trên (T 3 n-r
Trang 8thung lũng có chiều dày từ 0÷25 m, ở các đỉnh núi và sườn đồi có chiều dày từ
0÷6.0m (có nơi dày tới >10.0m) Thành phần chủ yếu gồm : sét, cát, sạn, sỏi thạch anh bở rời lẫn các tảng lăn phong hoá từ đá gốc có kích thước đa dạng Chiều dày trung bìnhcủa tầng Đệ Tứ từ 3÷5m
Uốn nếp
Thế nằm của đá trầm tích và các vỉa than trong khu Hồ Thiên cắm Bắc, góc dốc các đá màu đỏ thuộc hệ tầng Nà Khuất thay đổi từ 50o đến 60o, phần trên các trầm tích màu đỏ, đá trầm tích chứa than hệ tầng Hòn Gai có góc dốc thoải dần, thường từ 40o đến 45o Chiều dày các trầm tích chứa than tăng dần về phía Đông, vát mỏng về phía Tây
Trong phạm vi từ tuyến T.XXIX về phía Đông xuất hiện các nếp uốn bậc
2, 3 các nếp uốn này có đặc điểm kéo dài theo phương Đông Tây gần trùng với phương của nếp lõm Bảo Đài Các cánh của nếp uốn khá cân đối, góc dốc thay đổi từ 40o đến 50o
Nếp lõm chính đựợc thể hiện dưới dạng một nếp uốn đơn giản gần như cân xứng, độ dốc cánh Nam thay đổi từ 40o ÷ 50o và có xu hướng giảm dần độ dốc theo hướng Tây
Đứt gẫy
+ Đứt gẫy thuận F2: phát triển ở phần trung tâm khu Hồ Thiên, theo phương Đông Bắc - Tây Nam góc dốc khoảng 700 ÷ 750, hướng cắm Đông Nam Về phía Đông Bắc đứt gẫy biểu hiện không rõ ràng hoặc bị tắt Trong phạm vi lộ vỉa 4, vỉa 5 thì biên độ dịch chuyển theo hướng cắm đạt đến 40 ÷
50m Tuy nhiên, đứt gãy F2 chưa được khống chế bởi các công trình thăm dò Đứt gẫy F2 được kế thừa theo tài liệu báo cáo TKTM năm 1974, tác giả Lê ĐìnhBáu
+ Đứt gãy nghịch F1: phát triển ở phần phía Đông khu mỏ, theo phương ákinh tuyến, hướng cắm Đông, Đông Nam, với góc dốc 700 ÷ 750 Các tính chất của đứt gãy chưa được xác định bằng các công trình thăm dò Đứt gẫy F1 được
kế thừa theo tài liệu báo cáo cơ sở dữ liệu Địa chất Hồ Thiên – Khe Chuối năm
2006 của Công ty VITE
Ngoài ra, trong công tác khảo sát, chỉnh lý bản đồ điạ chất đã quan sát thấy tại các vết lộ tự nhiên hoặc nhân tạo, moong khai thác gặp các đá trầm tích
và các vỉa than bị vò nhàu, bị nén ép mạnh, có nơi xuất hiện các đứt gẫy nhỏ, có
cự ly dịch chuyển từ 5m÷10m Với mạng lưới công trình còn thưa như hiện naychưa phát hiện được các cấu tạo nhỏ
Trang 9Các vỉa than trong phạm vi lập báo cáo, theo thứ tự từ dưới lên gồm:
+ Vỉa 3: Lộ vỉa không liên tục ở phía Nam khu mỏ từ T.XXVA đến
T.XXVII Vỉa 3 nằm dưới cùng trong địa tầng chứa than mỏ Hồ Thiên Vỉa 3 bị biến đổi nhanh về chiều dày, diện phân bố nhỏ, có 07 công trình khoan khống chế Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,38m (LK.313) đến 5,49m (LK.HT12), trung bình 1,46m Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,38m (LK.313) đến 4,27m
(LK.HT12), trung bình 1,20m Chiều dày đá kẹp từ 0.0m ÷ 1,22m (LK.HT12), thường chứa 02 lớp kẹp, cấu tạo vỉa đơn giản Góc dốc vỉa thay đổi từ 250 ÷ 700,trung bình 450, độ tro hàng hoá 32,69%
+ Vỉa 4: Lộ liên tục từ T.XXV đến T.XXXIV ở phía Nam khu mỏ, kéo dài
khoảng 5Km Vỉa 4 nằm trên, cách Vỉa 3 trung bình khoảng 35m, vỉa có 23 côngtrình khoan khống chế, 10 công trình khai đào bắt gặp Chiều dày vỉa thay đổi từ0,21m (H.809) đến 5,04m (HT.12), trung bình 1,38m Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,0m (HT.4) đến 4,11m (XXIII.H4), trung bình 1,20m Chiều dày đá kẹp
từ 0,0m ÷ 1,32m (HT.12), trung bình 0,17m, thường chứa từ 0 đến 13 lớp đá kẹp, cấu tạo vỉa rất phức tạp Góc dốc vỉa thay đổi từ 150÷ 700, trung bình 460,
hệ số chứa than trung bình 85%, độ tro hành hoá 23,81% Vỉa 4 thuộc loại vỉa có
chiều dày không ổn định
+ Vỉa 5 Trụ (V5-T): Duy trì khá ổn định trong toàn bộ diện tích cấp phép của mỏ Hồ Thiên từ tuyến XXIX ở phía Tây đén tuyến XXVA ở phía Đông, sau
đó bị vát mỏng dần ở tuyến XXV và không tồn tại ở tuyến XXIVA, cách vỉa 4 từ10m (HT.13) đến 60m (HT.4, HT.6) V5 T có 14 công trình khoan khống chế, có
12 công trình hào Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,42m (HT.19) đến 8,35m (HT.3), trung bình 4,08m Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,42m (HT.19) đến 7,78m (HT.3), trung bình 2,03m Chiều dày đá kẹp từ 0,0m ÷ 2,35m, trung bình
0,95m, thường chứa từ 0 đến 5 lớp đá kẹp, cấu tạo vỉa rất phức tạp Góc dốc vỉa thay đổi từ 150÷ 700, trung bình 450 V5-T thuộc loại vỉa có chiều dày không ổnđịnh, hệ số chứa than trung bình 89%, độ tro hàng hoá trung bình 29,84% Vách,trụ V5-T thường là sét kết, bột kết, cá biệt có cát kết
+ Vỉa 5 Vách : Phân bố hầu khắp diện tích khu mỏ, nằm trên, cách vỉa 5-T
từ 0 m (HT.5, HT.8, HT.18) đến 13m (HT.11, HT.19), trung bình là 7,1m V5-V
có 27 công trình khoan khống chế, 21 công trình hào, lò bắt gặp Chiều dày vỉa thay đổi từ 0.15m (H.5) đến 11,07m (HT.18), trung bình 3,26m Chiều dày riêngthan thay đổi từ 0.15m (H.5) đến 7,30m (LK HT18), trung bình 2,57m Chiều dày đá kẹp từ 0,0m ÷ 5,97m, trung bình 0,69m, thường chứa từ 0 đến 5 lớp đá kẹp, cấu tạo vỉa rất phức tạp Góc dốc vỉa thay đổi từ 150÷ 700, trung bình 450 V5-V thuộc loại vỉa có chiều dày không ổn định, hệ số chứa than trung bình 89%, độ tro hàng hoá trung bình 29,62% Vách, trụ V5-V thường là sét kết, bột
Trang 10Bảng I.1 - Bảng tổng hợp đặc điểm các vỉa than
Tên
vỉa than
CD tổng quátcủa vỉa ( m)
Chiều dàyriêng than(m)
Chiều dày
đá kẹp (m)
TS lớpkẹp(số lớp)
Độ dốc vỉa(độ)
3,26
0,15-7,32,57
0-5,970,69
0-51
15-7044
4,08
7,782,03
0,42-0-2,350,95
0-51
15-7044
1,84
0-7,781,56
0-1,320,2
0-131
17-7047
1,04
0-4,270,84
0-1,220,11
0-20
15-7046
I.2.3 Phẩm chất than
- Đặc tính vật lý:
Khi quan sát bằng mắt thường than Hồ Thiên có màu đen, sắc xám, vết vạch màu đen, ánh kim, bán kim, ánh mờ, phổ biến là loại ánh kim, vết vỡ dạng
vỏ sò, dạng bậc, đôi khi thấy vết vỡ dạng mắt Than có cấu tạo đồng nhất, xen kẽ
có cấu tạo giải, cấu tạo khía, đôi khi có cấu tạo hạt Than mỏ Hồ Thiên thuộc loại than cứng, dòn, vết vỡ sắc cạnh, tỷ lệ than cám khá cao
Trong các loại than có cấu tạo đồng nhất thường quan sát thấy các khe nứtnội sinh, ít khi gặp khe nứt ngoại sinh Trong than cũng hay quan sát có tạp chất xen lẫn như: sét, siđêrit, thạch anh nhiễm trong than, đôi khi là các ổ pyrit màu vàng, làm cho than có tỉ trọng nặng hơn và thay đổi độ ánh
- Đặc tính kỹ thuật:
Trang 11Các chỉ tiêu đặc tính kỹ thuật của than như: Độ ẩm, độ tro, chất bốc, nhiệt lượng, lưu huỳnh, phốt pho, được phân tích tổng hợp chi tiết và có hệ thống, các chỉ tiêu chất lượng cơ bản của than khu mỏ than Hồ Thiên cụ thể như sau:
1 Độ ẩm phân tích (Wpt):
Kết quả phân tích, hoá nghiệm than khu mỏ Hồ Thiên xác định độ ẩm (Wpt) nhỏ, giá trị độ ẩm phân tích thay đổi từ 1,64% (V.4) ÷ 5,27% (V.5), trungbình 1,64%
Nhiệt lượng khối cháy (Qch ) thay đổi từ 5911 Kcal/kg (V.4) ÷ 8214
Kcal/kg (V.5-V) , trung bình 7726 Kcal/kg
5 Lưu huỳnh S: Qua kết quả phân tích mẫu than, hàm lượng lưu huỳnh thay đổi từ 0,33% (V.4) đến 9,63% (V.3), trung bình 3,36% Than khu Hồ Thiên chủ yếu thuộc nhóm lưu huỳnh cao (trên 3%)
6 Tỷ trọng (d): Tỷ trọng than (d) biến đổi từ 1,67g/cm3 (V.5) đến 2.00 g/cm3 V.5), trung bình 1,89g/cm3
7 Phốt pho (P): Phốt pho biến đổi từ 0,004 – 0,320 %, trung bình 0,07%
8 Thành phần nguyên tố của than
+ Cacbon: CCh = 94,63%
+ Hyđrô: HCh = 1,92%
Trang 12+ Nitiơ: N Ch = 0,56%.
+ Oxy: OCh = 3,08%
Than khu mỏ Hồ Thiên có hàm lượng cacbon (C) cao, hàm lượng hyđrô (H) và Nitơ (N) thấp, thành phần nguyên tố than thuộc loại tương đối ổn định
9 Thành phần hoá học và nhiệt độ nóng chảy của tro than
Thành phần hoá học của tro than bao gồm các loại: Oxit Nhôm (AI2O3), Oxit Sắt (Fe2 O3), Oxit Silic (SiO2), Oxit Manhê (MgO), Oxit Canxi (CaO), Oxit Mangan (MnO), Oxit Titan (TiO2) Trong giai đoạn tìm kiếm tỷ mỷ đã phân tích
02 mẫu thành phần tro than và tính nhiệt độ nóng chảy của tro than, kết quả tính toán xác định than mỏ Hồ Thiên thuộc nhóm tro có nhiệt độ nóng chảy trung bình Trị số nhiệt nóng chảy tro than 12900C
10 Thể trọng của than (D):
Trong giai đoạn tìm kiếm tỷ mỷ khu mỏ Hồ Thiên, từ năm 1971 đến 1973
đã lấy, phân tích 4 mẫu thể trọng lớn, xác định thể trọng lớn trung bình của than 1.65 T/m3
Thể trọng lớn dùng để tính trữ lượng cho các vỉa là 1,65T/m3
Kết luận: Kết quả tính toán chất lượng than của các vỉa trong khu mỏ Hồ Thiên cho thấy độ tro (Ak ) của các vỉa than tương đối cao, chất lượng than khá tốt, có giá trị công nghiệp và khai thác sử dụng làm nguyên liệu năng lượng, cho các ngành kinh tế khác Nhiệt năng Qk của than tỷ lệ nghịch với độ tro Ak , than có
độ tro (Ak) cao thì nhiệt lượng (Qk) thấp và ngược lai than có độ tro (Ak) thấp thìnhiệt lượng (Qk) cao
I.2.4 Địa chất thủy văn
- Nước mặt:
Khu Hồ Thiên là phần kéo dài về phía Tây của dãy núi Bảo Đài, địa hình
có dạng kéo dài theo phương vĩ tuyến, có độ cao thay đổi từ 950m đến 1000m, thấp nhất 100m, càng lên cao trên đỉnh núi thường hình thành các vách đá thẳng đứng
Phía Nam khu Hồ Thiên phần lớn là đồi trọc và sườn thoải Nước mặt tồn tại trong hệ thống các suối
Trong giới hạn TDTM khu Hồ Thiên có 6 suối lớn từ Tây sang Đông gồm:
+ Suối Nước vàng nước bạc diện tích lưu vực khoảng 4,2km2
Trang 13+ Suối Thùm gồm 2 nhánh diện tích lưu vực khoảng 6,6km2
- Nhánh suối Thùm Tây đã có trạm quan trắc II đo được Lưu lượng suối Qmax = 14521l/s, lưu lượng nhỏ nhất Qmin = 15,72l/s hệ số biến đổi lưu lượng trong năm thủy văn lên tới 92,5 diện tích lưu vực khoảng 3,0km2 Như vậy cứ 1km2sẽ hình thành dòng ngầm với lưu lượng là 5,24l/s (453 m3/ng)
- Nhánh suối Thùm Đông đã có trạm quan trắc I đo được Lưu lượng suối Qmax= 2748,3l/s, lưu lượng nhỏ nhất Qmin = 21,86l/s hệ số biến đổi lưu lượng trong năm thủy văn lên tới 126 diện tích lưu vực khoảng 3,7km2 Như vậy cứ 1km2sẽ hình thành dòng ngầm với lưu lượng là 5,91l/s (510 m3/ng)
+ Suối Cầu máng Tây
+ Suối Cầu máng Đông
+ Suối Đá trắng diện tích lưu vực khoảng 5,1km2
Các suối này có đặc điểm chung đều bắt nguồn từ sườn Nam của dãy núi Rừng Thùng, Hồ Thiên ở độ cao từ 300 đến 700m chảy theo hướng Bắc – Nam, cắt thẳng góc với phương kéo dài của địa hình Riêng suối Cầu máng Tây có phương vị dòng chảy khá ổn định không có nhánh phụ đổ vào còn lại các suối đều có nhiều nhánh nhỏ chảy tập trung vào, tạo thành suối dạng cành cây, suối
có độ uốn khúc lớn
Các suối đều chảy riêng biệt và đổ vào sông Trung Lương ở nhiều vị trí Thượng nguồn của suối là những dãy núi cao, hình thành đoạn dòng chảy tạm thời, khi chảy qua các trầm tích chứa than, lòng suối rộng từ 5 đến 8 m, dốc từ 8 đến 15o, thường gặp các thác cao từ 2 đến 3m Do những đặc điểm trên, lưu lượng về mùa khô giảm rõ rệt tạo thành những dòng chảy nhỏ, hệ số biến đổi lưu lượng theo mùa lên tới 100 lần Nguồn cung cấp nước về mùa khô chủ yếu
là nước xuất lộ từ tầng ngầm Về mùa mưa, những trận mưa lớn thường gây ngập lụt từ một vài giờ đến một hai ngày, lưu lượng suối tăng đến
Mạng sông, suối khu mỏ Hồ Thiên có dòng chảy gây cản trở nhiều cho giao thông trong khu mỏ
- Nước ngầm:
Dựa vào tuổi địa chất, thành phần thạch học và đặc điểm chứa nước của các loại đất đá khu mỏ Hồ Thiên được chia ra các đơn vị chứa nước sau:
* Tầng chứa nước trong lớp phủ Đệ tứ (Q):
Trầm tích Đệ tứ phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ Địa hình càng lên cao, chiều dày trầm tích càng mỏng, xuống thấp mức độ trầm tích càng dày Chiều dày từ 0-25m trung bình 10m Thành phần lớp phủ Đệ Tứ Q gồm: Cuội, sỏi, cát, đất bồi, đất phong hoá lẫn nhiều đá lăn đường kính từ 0,5-2m
Trang 14Lớp tàn tích đệ tứ ở đỉnh núi phân bố ở độ cao từ 300-700m, địa hình dốc,
bề dày lớp phủ mỏng từ 0,5 – 1,5m Nước mưa ngấm xuống không lưu giữ đượclâu, bị ngấm chảy xuống dưới theo nguyên lý trọng lực Vào mùa khô các lớp tàn tích này không có nước
Sườn tích phần lớn nằm trên phạm vi địa hình chứa các vỉa than, chúng phân bố ở độ cao từ 300m trở xuống, chiều dày từ 2 – 15m, trung bình 8m, địa hình ít dốc, lượng mưa rơi được ngấm một phần, còn lại chảy theo mặt địa hình xuống thung lũng Điểm lộ nước ở vùng này phát triển, về mùa mưa lưu lượng
từ 0,05 – 0,2 lít/s Về mùa khô lưu lượng giảm dần, Q từ 0, 01 – 0,02 lít/s, ít xuất
lộ
Khu bồi tích là các thung lũng nằm chủ yếu ở phía nam khu thăm dò Chiều dày tầng chứa nước từ 15 - 25m Địa hình bằng phẳng thấp trũng nên lượng nước được chứa nhiều.Trong vùng này điểm xuất lộ nước nhiều Lưu lượng các điểm lộ nước về mùa mưa Q từ 0,1 – 0,3 lít/s, mùa khô điểm lộ nước
ít, lưu lượng giảm dần Q từ 0,05 – 0,2 lít/s hệ số biến đổi lưu lượng ít từ 1-10 Kết quả nghiên cứu xác định vùng này có khả năng chứa nước tốt, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa
* Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than T3n-r hg3:
Tầng này nằm ở phía Bắc khu mỏ, diện phân bố từ Đông sang Tây chiều dày từ 300 – 500m, thành phần đá trầm tích của tầng chủ yếu là: sạn kết, cuội kết, cát kết hạt trung, hạt thô, phân lớp Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh, kết cấu rắn chắc, ximăng là sét serixit, silic Điểm xuất lộ nước gặp không nhiều, lưu lượng các điểm về mùa khô Q từ 0,03 – 0,06 lít/s, về mùa mưa Q từ 0,06 – 0,2 lít/s Các công trình nghiên cứu xác định tầng chứa nước này chưa nhiều, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước của tầng đệ tứ ngấm
xuống
* Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than T3n-r hg2:
Tầng này nằm kề dưới tầng trên, diện phân bố từ Tây sang Đông nằm ở giữa trung tâm khu mỏ Chiều dày từ 410( Tuyến XXXIII) – 560m ( Tuyến XXV), thành phần chủ yếu gồm: cát kết, bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than,
đá từ màu xám tro đến xám đen, cấu tạo dạng lớp ít khe nứt, khả năng chứa nước yếu, phần trên tầng này đá bột kết và cát kết chiếm chủ yếu Kết quả như sau:
Trang 15Bảng I.2 - Bảng tổng hợp thành phần hóa học nước ngầm
tính
Hàm lượngLớn nhất Nhỏ nhất Trung bình
Trang 16* Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than T3n-r hg1:
Tầng này nằm kề dưới tầng giữa, diện phân bố từ Tây sang Đông nằm ở phía Nam khu mỏ Chiều dày từ 100 – 220m, thành phần chủ yếu gồm: cát kết thạch anh, sét kết, bột kết màu xám đến xám sáng, bị biến chất yếu, có chứa các lớp sét than và vỉa than mỏng không duy trì, không có giá trị công nghiệp Điểm
lộ nước ở tầng này thưa, lưu lượng Q từ 0,03 – 0,10 l/s Sơ bộ nhận xét phụ tầngnày có chứa nước
* Phức hệ chứa nước trong trầm tích (T2l-T3c):
Phức hệ này phân bố ở phía Nam mỏ Hồ Thiên, nằm dưới phức hệ chứa nước của trầm tích chứa than (T3n-r hg), chúng kéo dài theo phương gần Đông -Tây nằm ở phía Nam khu mỏ, thành phần chủ yếu: bột kết, cát kết, đá phiến sét – xêrixit màu hơi đỏ, phớt tím, tím, chiều dày chưa xác định, găp chúng lộ nhiều
ở suối Đông, suối Đá Vôi và suối Hồ Thiên Phần trên mặt đá của phức hệ bị phong hoá mạnh, khe nứt phát triển nhiều, lại nằm ở phần địa hình thấp nên nước mưa, nước mặt được thấm xuống phức hệ này
Điểm lộ nước ở phức hệ này ít và thưa, lưu lượng Q từ 0,018 – 0,023 l/s Kết quả nghiên cứu giai đoạn điều tra khái quát nhận xét đây là phức hệ có khả năng chứa nước, song mức độ chứa nước không lớn Nguồn cung cấp chủ yếu lànước mưa và nước mặt, phức hệ này nằm dưới và xa các vỉa than, nên không ảnh hưởng lớn đến quá trình khai thác than
– Thông số địa chất thuỷ văn:
Hệ số thấm K được tính toán bằng công thức sau:
r
R S M
Q
*
* 366 0
S max (m)
q max l/ms
K maxm/ng
Trang 17I.2.5 Điều kiện địa chất công trình
Trầm tích Đệ Tứ phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, chiều dày từ 0 - 25m trung bình 10m Thành phần lớp phủ Đệ Tứ (Q) gồm: Cuội, sỏi, cát, đất bồi, đất phong hoá lẫn nhiều đá lăn đường kính từ 0,5 - 2m, độ bền cơ học kém Hiện tượng trượt thường xuyên xảy ra trên các sườn núi và ta luy đường giao thông trong mỏ
Đất đá trầm tích trong địa tầng chứa than bao gồm: sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết
- Cuội - Sạn kết: được phân bố rải rác trong địa tầng thường cách xa vỉa than, đá có màu xám sáng, thành phần khoáng vật thạch anh màu trắng, xi măng
cơ sở có thành phần là sét, silic, cấu tạo lớp không rõ, chuyển tiếp với đá khác rõràng, chiều dày không ổn định, có chỗ tới 14,29m (LK.HT7 - T.XXVI) Cuội – sạn không phổ biến, chỉ chiếm tỷ lệ khoảng 2% chiều dày địa tầng mỏ Hồ Thiên
- Cát kết: phân bố khá phổ biến trong khu mỏ, chiếm khoảng 38% chiều dày địa tầng, đá có màu xám xẩm đến xám sáng, thành phần khoáng vật của cát
là thạch anh, sét, biôtít muscôvit, cấu tạo phân lớp dày, độ hạt từ trung đến thô, ranh giới chuyển tiếp không rõ ràng Cùng với sạn kết, cát kết là đá bền vững vào loại nhất có trong khu mỏ
- Bột kết: gặp khá phổ biến trong khu mỏ, chiếm khoảng 32% chiều dày địa tầng, giống như: cát kết, bột kết có màu xám tối, cấu tạo phân lớp rõ, có chỗ phân lớp mỏng, có khả năng bảo tồn hoá thạch, thường hay gặp ở địa tầng vách, trụ vỉa than Ranh giới chuyển tiếp với cát kết không rõ ràng Cùng với cát kết, bột kết thường gặp ở vách trực tiếp của các vỉa than
- Sét kết thường gặp ở diện nhỏ hẹp gần vách, trụ và trong vỉa than, chiếmkhoảng 15% khối lượng của địa tầng Đá có màu xám đen, cấu tạo lớp mỏng, đôi chỗ vi lớp, chiều dày không ổn định, thường từ vài phân đến 1- 2m Sét kết thường là vách giả, dễ bị sập lở hoặc bị khai thác kéo theo cùng than Sét kết là
đá yếu kém nhất về phương diện ĐCCT, thường hay gặp ở vách và trụ vỉa than nên khi khai thác bị trộn lẫn làm giảm chất lượng than
Trang 18Các chỉ tiêu cơ bản của các loại đất đá cụ thể như sau:
Bảng I.4 - Bảng tổng hợp các chỉ số cơ lý đá
Giá trị
Cường
độ khángnén
Cường
độ khángkéo
Khốilượng thểtích
Khốilượngriêng
Gócnội masát
Lựcdính kết
sn(kG/cm2)
sk(kG/cm2)
γg/cm3
∆
C(kG/c
m2)Cát kết (38%)
Trung
Trang 19H : Chiều dài theo hương dốc của vỉa, m
hv : Chiều cao đường của vỉa than, hv =160 m
S : Chiều dài theo phương của vỉa, m
α : Góc dốc trung bình của vỉa than, α = 450
γ : Thể trọng của than γ = 1,65 T/m3
m : Chiều dày của vỉa than, m
Bảng I.5 - Bảng trữ lượng cân đối
STT Tên
vỉa
Chiều dày (m)
Chiều dài theo phương, s(m)
Chiều dài theo độ dốc H(m)
Thể trọng của than γ =
Trang 20I.3 Kết luận
Qua nghiên cứu “Báo cáo tổng hợp tài liệu và tính lại trữ lượng than mỏ
Hồ Thiên, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh” do Công ty Cổ Phần Tin học, công nghệ, môi trường than khoáng sản Vịêt Nam lập năm 2010 và tài liệu hiện trạng đào lò và khai thác cập nhật đến hết quý II năm 2011 do Công ty TNHH một thành viên 618 và Tổng Công ty Đông Bắc cấp cho thấy:
- Tài liệu này có sự thay đổi so với tài liệu báo cáo thăm dò tỷ mỉ khu mỏ
Hồ Thiên năm 1975 làm cơ sở lập dự án đã được phê duyệt, đó là trước đây báo cáo thăm dò tỷ mỉ trong khu mỏ chỉ xuất hiện 3 vỉa (Vỉa 3, vỉa 4, vỉa 5), nhưng theo báo cáo mới vỉa 5 đã được tác giả đồng danh lại làm 2 phân vỉa (vỉa 5 vách
và vỉa 5 trụ) Vì vậy khu mỏ theo theo báo cáo mới tồn tại 4 vỉa (vỉa 3, V4, V5 vách, V 5 trụ)
- Qua các tài liệu địa chất thấy rõ đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ
có những thuận lợi và khó khăn nhất định trong công tác mở vỉa và khai thác cácvỉa than sau này Khu mỏ thiết kế có vị trí địa lý tự nhiên là khu đồi núi hệ thốnggiao thông vận tải nhà máy công trường nguồn năng lượng và nước sinh hoạt rấtthuận lợi đặc biệt là cho việc mở vỉa khai thác từ mức +160 ÷ +0 Tình hình dân
cư, kinh tế, chính trị trong khu vực ổn định ngày càng phát triển mạnh khu mỏ
đã có quá trình thăm dò, khai thác trước kia và hiện nay từ lâu đời nên các tài liệu địa chất được bổ xung khá tỷ mỷ chính xác và có tính quy chuẩn hóa cao
- Về điều kiện mỏ địa chất (cấu trúc địa chất, đặc điểm cấu tạo vỉa than, chất lượng than ), điều kiện khai thác mỏ (đặc điểm ĐCTV- ĐCCT, đặc điểm
đá vách trụ, đặc điểm phân bố và độ chứa khí mỏ ) trong “Báo cáo tổng hợp tài liệu và tính lại trữ lượng than mỏ Hồ Thiên, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh” do Công ty Cổ Phần Tin học, công nghệ, môi trường than khoáng sản Vịêt Nam lập năm 2010 đã được nghiên cứu một cách đầy đủ, rõ ràng Và các điều kiện trên sẽ tạo nhiều thuận lợi trong quá trình khai thác của dự án
- Để đảm bảo hiệu quả đầu tư khai thác, hạn chế những rủi ro trong quá trình khai thác của dự án cũng như duy trì, nâng công suất và định hướng cho phát triển khai thác xuống sâu trong khoáng sàng mỏ Hồ Thiên, cần thiết phải tiến hành khoan thăm dò bổ sung và thường xuyên cập nhật kết quả từ quá trình đào lò, khai thác các mức trên để nâng cấp trữ lượng
Trang 21CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP MỞ VỈA HỢP LÝ
II.1 Giới hạn khu vực thiết kế
II.1.1.Biên giới khu vực thiết kế
Mỏ than Hồ Thiên là một phần của khoáng sàng than khu Yên Tử - Khe Chuối - Hồ Thiên, thuộc xã Tràng Lương, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh
Khu mỏ Hồ Thiên được giới hạn bởi toạ độ:
X: 40.410 ÷ 42.500
Y: 352.670 ÷ 361.000Theo hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 1080:
- Phía Bắc là trục nếp lõm Bảo Đài
- Phía Nam giới hạn bởi toạ độ X= 40.410
- Phía Tây là tuyến thăm dò XXXVI
- Phía Đông là đứt gẫy F1
Khu mỏ gồm 3 vỉa là vỉa 4; vỉa 5 trụ và vỉa 5 vách nằm trên diện tích khoảng 15 km2 dọc theo quốc lộ 18B, được giới hạn bởi các điểm mốc có toạ độ:
- 1-1 X = 42.500 , Y = 352.670
- 1-2 X = 42.500 , Y = 361.000
- 1-3 X = 40.410 , Y = 361.000
- 1-4 X = 40.123 , Y = 356.260
Trang 22II.1.2 Kích thước khu vực thiết kế
- Chiều dài theo phương của khu mỏ Hồ Thiên – Khe Chuối : 3500m
- Độ sâu khai thác theo thiết kế từ +160đến +0m là 160m
- Góc dốc trung bình của cụm vỉa 45o
II.2 Trữ lượng
II.2.1 Trữ lượng địa chất trong bảng cân đối
Theo kết quả tính ở chương I trữ lượng địa chất khu tây vàng danh là: ZCĐ =11.379.908 tấn
II.2.2 Trữ lượng công nghiệp
Trong quá trình khai thác ta không thể lấy hết toàn bộ trữ lượng trong bảng cân đối vì vậy khi thiết kế ta phải tính đến trữ lượng công nghiệp
Trữ lượng công nghiệp được xác định theo công thức:
ZCN =C ZCĐ ,tấn Trong đó: ZCĐ - Trữ lượng trong bảng cân đối
C- Hệ số khai thác C = 1 – 0,01 Tch Tch- Tổn thất chung: Tch = Tkt + tTR
Ttr - Tổn thất do đổi lò trụ bảo vệ Ttr = 0,5 - 2% ở lấy Ttr = 2%
Tkt - Tổn thất trong quá trình khai thác Tkt = 20 - 30% lấy Tkt = 23%
Vậy Tch= 2% + 23% = 25%
Vậy C = 1 – 0,01.25 = 0,75
Thay số vào công thức ta có
ZCN = 11.379.908 x 0,75ZCN = 8.534.931 Tấn
Trang 23II.3 Công suất và tuổi mỏ
II.3 1.Công suất mỏ
Công suất thiết kế cả năm của khu mỏ Hồ Thiên – Khe chuối được xác định trên cơ sở tính toán và phát triển mỏ nó bao gồm các vỉa 4, 5T, 5V có công suất thiết kế là 1.200.000 tấn/năm
Tm = 1
8
.5 20
34.931 0.000 = 7 ,năm Nếu kể đến thời gian xây dựng cơ bản và khâu vét thì tuổi mỏ thực tế là:
Ttt = Tm + t1 + t2 Trong đó:
t1- Thời gian xây dựng mỏ lấy t1 = 2 năm
t2- Thời gian khâu vét lấy t2 = 1 năm
Vậy tuổi mỏ thực tế là :
Ttt = 7 + 2 + 1Ttt = 10 , năm
II.4 Chế độ làm việc của mỏ
II.4.1 Bộ phận lao động trực tiếp
Số công nhân làm việc trong năm 300 ngày công
Số ngày làm việc trong tháng : 25 ngày
Số ca làm việc trong ngày : 3 ca
Số giờ làm việc trong ca : 8 tiếng
Bộ phận trực tiếp lao động sản xuất cùng dây truyền phục vụ sản xuất của
mỏ làm việc 3 ca trong 1 ngày đêm sắp xếp thời gian theo bảng:
Bảng II.1 - Thời gian làm việc theo ca
Trang 24Thứ 2
Số giờ nghỉ
- Ca sản xuất của các ngày trong tuần tổ sản xuất làm việc được đánh dấu –
- Ngày chủ nhật nghỉ sản xuất được đánh dấu X
II.4.2 Bộ phận lao động gián tiếp.
Số công nhân làm việc trong năm 300 ngày công
Số ngày làm việc trong tháng : 25 ngày
Số ca làm việc trong ngày : 3 ca
Số giờ làm việc trong ca : 8 tiếng
Bộ phận lao động gián tiếp của mỏ làm việc 8 giờ một ngày, tuần làm việc 5 ngày, nghỉ thứ 7 và chủ nhật
Giờ làm việc:
Buổi sáng: từ 7h30 ,đến 11h30, Buổi chiều:từ 12h30, đến 16h30,
II.5 Phân chia ruộng mỏ
II.5.1 Phân chia ruộng mỏ.
Đồ án chia khu vực thiết kế khai thác làm 2 tầng với các thông số được ghi
Trang 25Khu mỏ Hồ Thiên – Khe Chuối được chia ra làm khu khai thác, từ phay F1 đến phay F2.
Trang 26II.6 Mở vỉa
II.6.1 Khái quát chung
Mở vỉa cho ruộng mỏ là đào hệ thống các đường lò vào tiếp cận vỉa than nhằm đảm bảo khả năng chuẩn bị và khai thác
- Các đặc điểm có liên quan tới công tác mở vỉa:
a- Các yếu tố về địa chất mỏ:
Trầm tích Đệ Tứ phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, chiều dày từ 0 - 25m trung bình 10m Thành phần lớp phủ Đệ Tứ (Q) gồm: Cuội, sỏi, cát, đất bồi, đất phong hoá lẫn nhiều đá lăn đường kính từ 0,5 - 2m, độ bền cơ học kém Hiện tượng trượt thường xuyên xảy ra trên các sườn núi và ta luy đường giao thông trong mỏ
Trong khu vực có 3 vỉa than có giá trị công nghiệp bao gồm các vỉa: 4, 5T
và 5V các vỉa nằm tương đối gần nhau với góc dốc trung bình 450, chiều dầy trung bình các vỉa 4, 5T, 5V lần lượt là 1,38m, 4,08m, 3,26m
Mỏ được xếp hạng I về khí và bụi nổ nên việc lựa chọn và áp dụng hệ thống khai thác thuận lợi
Điều chú ý: Trong quá trình khai thác cần phải thường xuyên đảm bảo chế
độ đo khí, thông gió để đề phòng sự cố cháy nổ khí, khí độc do tích tụ khí cục
Các yếu tố cơ bản về kinh tế ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương án
mở vỉa bao gồm: Vốn đầu tư cơ bản, thời hạn thu hồi vốn, giá thành chi phí cho các khâu công nghệ sản xuất, giá thành sản phẩm
II.6.2 Các phương án mở vỉa:
Với đề tài đã cho ta có rất nhiều phương án mở vỉa sau đây em đưa ra 4 phương án tối ưu nhất :
Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với các lò xuyên vỉa tầng Phương án III: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức Phương án IV : Mở vỉa bằng giếng đứng kết hớp với lò xuyên vỉa mức.
Trang 27II.6.3 Trình bày các phương án mở vỉa
A Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với các lò xuyên vỉa tầng.
Sơ đồ mở vỉa phương án I xem bản vẽ H – II – 1
* Trình tự đào lò
Từ mặt bằng sân công nghiệp mức +160 có toạ độ :
(X = 359080 ; Y = 2340500 ; Z = +160)
Từ mặt bằng sân công nghiệp ta mở lò bằng xuyên vỉa mức +160, tại vị trí
lò xuyên vỉa gặp vỉa than ta đào lò dọc vỉa thông gió cho mức +160 ÷ +80
Tại vị trí trung tâm ruộng mỏ đó, tiến hành đào cặp giếng nghiêng xuống mức +0 Trong đó giếng chính là giếng vận tải than có độ dốc là 16° lắp đặt thiết
bị vận tải là băng tải, giếng chính được đào trong đá
Giếng phụ lựa chọn thiết bị vận tải bằng tời trục, góc dốc 25° Hai giếng được thi công đồng thời Khi đào đến mức +80 tiến hành đào hệ thống đường lò sân ga, các hầm trạm, lò chứa nước
Tại mức +80 ta tiến hành đào lò xuyên vỉa vận tải mức +80, đường lò này
sẽ xuyên qua các vỉa than từ vỉa 4 đến vỉa 5V và chia ruộng mỏ ra làm hai cánh khai thác Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa trong than sang hai cánh
Trong quá trình khai thác mức +160 ÷ +80 tiến hành chuẩn bị cho mức +80 ÷+0 Tại sân giếng mức +80 tiến hành đào tiếp cặp giếng chính, phụ xuống mức +0 Tại đây tiến hành đào hệ thông đường lò sân ga mức +0, các hầm trạm,
bể chứa nước Công việc chuẩn bị phải hoàn thành trước khi mức +160 ÷ +80 khai thác xong
* Các thông số của hệ thống mở vỉa:
- Chiều dài giếng chính :
Lgc = 0
16 sin
d
H
= 1700 617( ) sin16 = m
- Chiều dài giếng phụ
0 Sin 25
d gp
H
L = 1700 402( )
Sin =
Trang 28* Công tác thông gió
Đồ án chọn hệ thống thông gió hút, với trạm quạt được bố trí ở trung tâmgiữa giếng chính và lò bằng có 2 rãnh gió 1 rãnh gió nối với lò bằng mức +160
để thông gió cho tầng 1 và 1 rãnh gió nối với giếng chính để thông gió cho tầng2
Tầng I: Gió sạch từ ngoài trời đi vào giếng phụ (2),đến hệ thống hầm trạmsân ga, qua lò xuyên vỉa (3) tới lò dọc vỉa vận chuyển (4) qua họng sáo (8) đến
lò song song (7) vào lò chợ (9) Gió bẩn từ lò chợ ra ngoài qua lò dọc vỉa thông gió (5) đến lò bằng xuyên vỉa mức +160 (6) và được quạt gió hút ra ngoài
Tầng II : Gió sạch tương tự như tầng I Gió bẩn từ lò chợ ra lò dọc vỉa thông gió +80 đến lò xuyên vỉa +80 ra giếng chính và được quạt gió hút ra ngoài
* Công tác vận tải
Mức +160 ÷ +80 than từ các gương lò chợ được đưa xuống lò song song (7) qua họng sáo (8) xuống lò dọc vỉa vận tải tầng (6) qua lò bằng xuyên vỉa (3), qua hệ thống máng trượt và bun ke chứa than được đổ xuống hệ thống băng tải giếng chính (1) và đưa lên mặt bằng sân công nghiệp mức +160
B Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với các lò xuyên vỉa tầng
Sơ đồ mở vỉa phương án II xem bản vẽ H – II – 2.
Trang 29Tại vị trí trung tâm ruộng mỏ đó, tiến hành đào cặp giếng đứng xuống mức +0 gồm một giếng chính và một giếng phụ song song với nhau, khoảng cách giữa hai giếng từ 40 ÷ 50m và được thi công đồng thời Vị trí giếng được lựa chọn tại trung tâm khoáng sàng Khi thi công đào hai giếng đến mức +80 ta tiến hành đào các đường lò nối giữa hai giếng, hệ thống sân ga phục vụ cho khaithác
Tại mức +80 ta tiến hành đào các đường lò xuyên vỉa vận tải mức +80, đường lò này sẽ xuyên qua các vỉa than từ vỉa 4 đến vỉa 5V và chia ruộng mỏ ra làm hai cánh khai thác Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa trong than sang hai cánh
Trong quá trình khai thác mức +160 ÷ +80 tiến hành chuẩn bị cho mức +80 ÷+0 Tại sân giếng mức +80 tiến hành đào tiếp cặp giếng chính, phụ xuống mức +0 Tại đây tiến hành đào hệ thông đường lò sân ga mức +0, các hầm trạm,
bể chứa nước Công việc chuẩn bị phải hoàn thành trước khi mức +160 ÷ +80 khai thác xong
* Công tác thông gió
Trạm quạt đặt như Phương án I
Tầng I: Gió sạch từ ngoài trời đi vào giếng phụ (2),đến hệ thống hầm trạmsân ga, qua lò xuyên vỉa (3) tới lò dọc vỉa vận chuyển (4) qua họng sáo (8) đến
lò song song (7) vào lò chợ (9) Gió bẩn từ lò chợ ra ngoài qua lò dọc vỉa thông gió (5) đến lò bằng xuyên vỉa mức +160 (6) và được quạt gió hút ra ngoài
Tầng II : Gió sạch tương tự như tầng I Gió bẩn từ lò chợ ra lò dọc vỉa thông gió +80 đến lò xuyên vỉa +80 ra giếng chính và được quạt gió hút ra ngoài
* Công tác vận tải
Tầng I, than từ các gương lò chợ (9) được đưa xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng (4) bằng máng cào đổ xuống băng tải ở lò xuyên vỉa (3) Qua hệ thống máng trượt than được đổ xuống hệ thống trục tải giếng chính (1) và trục tải lên mặt bằng sân công nghiệp +160 Tầng II cũng tương tự như tầng I
* Công tác thoát nước
Tầng I, nước thải từ lò chợ (9) được chảy về hầm chứa nước ở sân giếng bằng phương pháp tự nhiên qua các rãnh nước ở lò chuẩn bị Từ hầm chứa nước được đưa lên mặt bằng sân công nghiệp +160 bằng hệ thống bơm cưỡng bức Tầng II cũng tương tự như tầng I
Trang 31C Phương án III: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với các lò xuyên vỉa mức.
Sơ đồ mở vỉa phương án II xem bản vẽ H – II – 3.
* Trình tự đào lò
Từ mặt bằng sân công nghiệp mức +160 có toạ độ :
(X = 359080 ; Y = 2340500 ; Z = +160)
Từ mặt bằng sân công nghiệp ta mở lò bằng xuyên vỉa mức +160, tại vị trí
lò xuyên vỉa gặp vỉa than ta đào lò dọc vỉa thông gió cho mức +160 ÷ +0
Tại vị trí trung tâm ruộng mỏ đó, tiến hành đào cặp giếng nghiêng xuống mức +0 Trong đó giếng chính là giếng vận tải than có độ dốc là 160 lắp đặt thiết
bị vận tải là băng tải, giếng chính được đào trong đá
Giếng phụ lựa chọn thiết bị vận tải bằng tời trục, góc dốc 250 Hai giếng được thicông đồng thời Khi đào đến mức +0 tiến hành đào hệ thống đường lò sân ga, các hầm trạm, lò chứa nước
Tại mức +0 ta tiến hành đào lò xuyên vỉa vận tải mức +0, đường lò này sẽ xuyên qua các vỉa than từ vỉa 4 đến vỉa 5V và chia ruộng mỏ ra làm hai cánh khai thác Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa trong than sang hai cánh của ruộng mỏ đến khoảng giữa các ruộng mỏ thì dừng lại
Sau đó ta tiến hành xây dựng các sân ga chân thượng số (9) từ sân ga chân thượng ta đao đồng thời 2 lò thượng ngược chiều dốc chính (10) và phụ (11) Lòthượng chính được đào tới mức +90 còn lò thượng phụ được đào tới mức +160
và đào buồng trục (12) Tại những lơi giao nhau giữa các mức của tầng 1 và các
lò thượng ta tiến hành xây dững sân ga vận tải (13) và sân ga thông gió cho tầng
Từ sân ga vân tải mức +80 ta đào về 2 cánh các đường lò dọc vỉa vận tải số (4) khi đào tới biên giới của ruộng mỏ thì ta tạo lò cắt ban đầu Để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải làm lò dọc vỉa thông gió cho tầng kế tiếp ta tiến hành đào lò song song (7) và nối lò song song với lò dọc vỉa vận tải bằng họng sáo (8)
Trang 32* Công tác vận tải
- Vận tải chính:
Tầng I, than từ các gương lò chợ (9) được đưa xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng (4) bằng máng cào đổ xuống băng tải ở lò xuyên vỉa (3) Qua hệ thống máng trượt than được đổ xuống hệ thống trục tải giếng chính (1) và trục tải lên mặt bằng sân công nghiệp +160 Tầng II cũng tương tự như tầng I
- Vận tải phụ:
Trang thiết bị vật liệu, người được đưa vào giếng phụ đên các sân ga vào cácđường lò xuyên vỉa qua các sân ga rồi theo lò thượng phụ đến các đường lò dọc vỉa thông gió vào lò chợ
* Công tác thông gió
Đồ án chọn hệ thống thông gió hút, với trạm quạt được bố trí nối với lòbằng +160
Tầng I : Gió sạch qua giếng phụ đến sân ga vào xuyên vỉa vận tải chính mức +0 đến dọc vỉa vận tải chính +0 qua thượng thông gió, vào dọc vỉa vận tải tầng 1 mức +80 đến các họng sáo vào đường lò song song và thông gió cho lò chợ Gió bẩn từ lò chợ qua dọc vỉa thông gió +160 và qua lò bằng +160 và đượcquạt gió hút ra ngoài
Tầng II : Gió sạch tương tự tầng I Gió bẩn từ lò chợ qua lò dọc vỉa thông gió của tầng II mức +80 qua thượng lên dọc vỉa thông gió tầng I +160 qua lò bằng +160 và được quạt gió hút ra ngoài
* Công tác thoát nước
Nước tự chảy từ các gương lò nhờ hệ thống rãnh nước đặt tại các đường lò Sau đó nước được tập trung về hầm bơm tại chân giếng phụ và được bơm lên mặt bằng nhờ hệ thống máy bơm
Trang 33D Phương án IV: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với các lò xuyên vỉa mức.
Sơ đồ mở vỉa phương án II xem bản vẽ H – II – 4.
Tại mức +0 ta tiến hành đào lò xuyên vỉa vận tải mức +0, đường lò này sẽ xuyên qua các vỉa than từ vỉa 4 đến vỉa 5V và chia ruộng mỏ ra làm hai cánh khai thác Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa trong than sang hai cánh của ruộng mỏ đến khoảng giữa các ruộng mỏ thì dừng
Sau đó ta tiến hành xây dựng các sân ga chân thượng số (9) từ sân ga chân thượng ta đao đồng thời 2 lò thượng ngược chiều dốc chính (10) và phụ (11) Lòthượng chính được đào tới mức +90 còn lò thượng phụ được đào tới mức +160
và đào buồng trục (12) Tại những lơi giao nhau giữa các mức của tầng 1 và các
lò thượng ta tiến hành xây dững sân ga vận tải (13) và sân ga thông gió cho tầng
Từ sân ga vân tải mức +80 ta đào về 2 cánh các đường lò dọc vỉa vận tải số (4) khi đào tới biên giới của ruộng mỏ thì ta tạo lò cắt ban đầu Để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải làm lò dọc vỉa thông gió cho tầng kế tiếp ta tiến hành đào lò song song (7) và nối lò song song với lò dọc vỉa vận tải bằng họng sáo (8)
* Công tác vận tải
- Vận tải chính:
Than từ các lò chợ được vận chuyển qua máng trượt xuống lò dọc song song và được máng cào vận chuyển đến gặp các họng sáo qua các họng sáo than được tháo xuống các đường lò dọc vỉa vận tải đưa về các sân ga vận tải theo chiều dốc
Trang 34than được vận chuyển xuống đường lò dọc vỉa vận tảI chính, than được vận chuyển đến các đường lò xuyên vỉa chính và theo đường lò xuyên vỉa chính than
* Công tác thông gió
Đồ án chọn hệ thống thông gió hút, với trạm quạt được bố trí nối với lòbằng +160
Tầng I : Gió sạch qua giếng phụ đến sân ga vào xuyên vỉa vận tải chính mức +0 đến dọc vỉa vận tải chính +0 qua thượng thông gió, vào dọc vỉa vận tải tầng 1 mức +80 đến các họng sáo vào đường lò song song và thông gió cho lò chợ Gió bẩn từ lò chợ qua dọc vỉa thông gió +160 và qua lò bằng +160 và đượcquạt gió hút ra ngoài
Tầng II : Gió sạch tương tự tầng I Gió bẩn từ lò chợ qua lò dọc vỉa thông gió của tầng II mức +80 qua thượng lên dọc vỉa thông gió tầng I +160 qua lò bằng +160 và được quạt gió hút ra ngoài
* Công tác thoát nước
Nước tự chảy từ các gương lò nhờ hệ thống rãnh nước đặt tại các đường lò Sau đó nước được tập trung về hầm bơm tại chân giếng phụ và được bơm lên mặt bằng nhờ hệ thống máy bơm
Trang 35II.6.4 Phân tích và so sánh các phương án về mặt kỹ thuật.
Bảng II.4 - Bảng khối lượng các đường lò mở vỉa phương án I
Trang 37Bảng II.6 Bảng khối lượng các đường lò mở vỉa phương án III
Bảng II.7 Bảng khối lượng các đường lò mở vỉa phương án IV
STT Tên đường lò Đào trong Chiều dài (m) Số lượng
Trang 38Để lựa chọn phương án mở vỉa tối ưu nhất, đồ án tiến hành phân tích so sánh về mặt kỹ thuật giữa các phương án Trong giới hạn đồ án chỉ đưa ra một
số chỉ tiêu chính đê so sánh, kết quả so sánh được thể hiện cụ thể dưới đây :
1 Ưu nhược điểm của phương án I.
a Ưu điểm
- Mở vỉa bằng giếng nghiêng thi công không cần thiết bị chuyên dụng
- Thiết bị vận tải ở giếng nghiêng đơn giản hơn giếng đứng
- Giá thành đào giếng nghiêng rẻ hơn giá thành đào giếng đứng
- Tổ chức thi công đơn giản
- Thời gian xây dựng cơ bản phương án I nhỏ
- Chiếu dài giếng trong thời kỳ xây dựng cơ bản nhỏ
- Chi phí bảo vệ đường lò nhỏ
- Áp lực vào thân giếng nhỏ không đáng kể
b Nhược điểm
- Mở vỉa bằng giếng đứng thì giá thành để sản xuất ra một tấn than lớn
- Khi thi công giếng đứng cần thiết bị chuyên dùng, thiết bị vận tải phức tạp, tổ chức thi công khó khăn hơn nhiều so với giếng nghiêng
- Giá thành đào giếng đứng lớn hơn giếng nghiêng
3 Ưu nhược điểm của phương án III
a Ưu điểm
- Mở vỉa bằng giếng nghiêng thi công không cần thiết bị chuyên dụng
- Thiết bị vận tải ở giếng nghiêng đơn giản hơn giếng đứng
- Giá thành đào giếng nghiêng rẻ hơn giá thành đào giếng đứng
- Tổ chức thi công đơn giản
- Số lượng lò xuyên vỉa ít hơn
Trang 39b Nhược điểm
- Thời gian xây dựng cơ bản lớn hơn so với cả hai phương án trên
- Tiến độ thi công chậm
- Công tác vận tải, thông gió khó khăn hơn
- Thời gian bảo vệ các đường lò lâu hơn, khó khăn hơn
5 Ưu nhược điểm của phương án IV
a Ưu điểm
- Chiều dài giếng trong thời kỳ xây dựng cơ bản nhỏ
- Chi phí bảo vệ đường lò nhỏ
- Áp lực vào thân giếng nhỏ không đáng kể
b Nhược điểm
- Mở vỉa bằng giếng đứng thì giá thành để sản xuất ra một tấn than lớn
- Khi thi công giếng đứng cần thiết bị chuyên dùng, thiết bị vận tải phức tạp, tổ chức thi công khó khăn hơn nhiều so với giếng nghiêng
- Giá thành đào giếng đứng lớn hơn giếng nghiêng
- Thời gian xây dựng cơ bản lớn hơn so với cả hai phương án trên
- Tiến độ thi công chậm
- Công tác vận tải, thông gió khó khăn hơn
Kết luận
Qua phân tích ưu nhược điểm của 4 phương án trên ta thấy về mặt kỹ thuật phương án I có nhiều ưu điểm hơn 3 phương án còn lại Do tổ chức thi công, hiệu quả cho công tác mở rộng và phát triển sản lượng khu thiết kế Thời gian đưa mỏ hoạt động khai thác sớm
Còn đối với phương án II, III và IV, công tác tổ chức thi công khó khăn, vận tải phức tạp Mặt khác, với trình độ kỹ thuật của ta hiện nay phương án dùnggiếng đứng ít được sử dụng
Từ những phân tích trên ta thấy về mặt kỹ thuật thì phương án I (mở vỉa cho cụm vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa từng tầng) là hợp lý nhất
Trang 40II.6.5 So sánh phương án về mặt kinh tế.
Trong phần này đồ án chỉ đề cập đến các danh mục chi phí chính để đánh
giá hiệu quả kinh tế đạt được trước mắt cũng như lâu dài của từng phương án
Từ đó kết hợp với bảng so sánh kỹ thuật để lựa chọn phương án mở vỉa tối ưu
nhất Sau đây ta tính kinh tế cho từng phương án
Do các phương án mở vỉa có nhiều điểm giống nhau do đó ta chỉ so
sánh đặc trưng của các phương án
1 Chi phí xây dựng cơ bản
Chi phí xây dựng cơ bản được xác định theo công thức sau:
Cxdcbi = ki Li 103 (đ)
Trong đó:
Cxdcbi : Chi phí xây dựng cơ bản của đường lò thứ i, đ
ki: Đơn giá đào 1m lò của đường lò thứ i, đ/m
Li: Chiều dài đường lò thứ i, m
Theo công thức trên ta sẽ tính được chi phí xây dựng cơ bản cho từng
phương án mở vỉa, kết quả tính toán được thể hiện cụ thể trong bảng dưới đây:
Bảng II.8 - Bảng tính toán chi phí xây dựng cơ bản cho phương án I
ST
T Tên đường lò
Số lượng
Chiều dài(m)
Đào trong
