Phần chung: Thiết kế sơ bộ vỉa chính mỏ than Đèo Nai Phần chuyên đề: Nghiên cứu phương pháp đổ thải hợp lý cho mỏ than Đèo Nai

Ngày nay, trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá, việc khai thác các nguồn năng lượng phục vụ cho các ngành công nghiệp là rất cần thiết. Mỏ than Đèo Nai là một trong những mỏ được khai thác với quy mô lớn, sản lượng than trong những năm gần đây của mỏ đạt khoảng 3 triệu tấn. Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, sản lượng mỗi năm ngày một tăng nên phải tìm ra phương án tối ưu để khai thác có hiệu quả khoáng sản, muốn vậy phải có đội ngũ cán bộ khoa học mỏ. Trường Đại học Mỏ Địa chất là nơi đào tạo ra các cán bộ khoa học, mỗi năm trường cung cấp cho ngành Mỏ một số lượng cán bộ khoa học đáng kể. Bản thân em là một trong những sinh viên được học tập và tiếp thu những kiến thức khoa học về ngành Mỏ . Sau năm năm học tập trong nhà trường, được các thầy cô giáo trang bị cho những kiến thức cơ bản và chuyên môn, đến nay em được Bộ môn Khai thác Lộ thiên giao đề tài: Phần chung: Thiết kế sơ bộ vỉa chính mỏ than Đèo Nai Phần chuyên đề: Nghiên cứu phương pháp đổ thải hợp lý cho mỏ than Đèo Nai

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, trong thời kỳ công nghiệp hoá - hiện đại hoá, việc khai thác cácnguồn năng lượng phục vụ cho các ngành công nghiệp là rất cần thiết Mỏ thanĐèo Nai là một trong những mỏ được khai thác với quy mô lớn, sản lượng thantrong những năm gần đây của mỏ đạt khoảng 3 triệu tấn Cùng với sự tiến bộcủa khoa học kỹ thuật, sản lượng mỗi năm ngày một tăng nên phải tìm raphương án tối ưu để khai thác có hiệu quả khoáng sản, muốn vậy phải có độingũ cán bộ khoa học mỏ Trường Đại học Mỏ - Địa chất là nơi đào tạo ra cáccán bộ khoa học, mỗi năm trường cung cấp cho ngành Mỏ một số lượng cán bộkhoa học đáng kể

Bản thân em là một trong những sinh viên được học tập và tiếp thu nhữngkiến thức khoa học về ngành Mỏ Sau năm năm học tập trong nhà trường, đượccác thầy cô giáo trang bị cho những kiến thức cơ bản và chuyên môn, đến nay

em được Bộ môn Khai thác Lộ thiên giao đề tài:

Phần chung: Thiết kế sơ bộ vỉa chính mỏ than Đèo Nai

Phần chuyên đề:Nghiên cứu phương pháp đổ thải hợp lý cho mỏ than Đèo Nai

Được sự hướng dẫn tận tình của các thầy giáo trong Bộ môn Khai thác lộ thiên và đặc biệt của thầy giáo trực tiếp hướng dẫn thầy Nguyễn Anh Tuấn, cùngvới sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành đồ án này

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, song vì thời gian làm việc có hạn và trình độhiểu biết thực tế sản xuất chưa nhiều, bản đồ án của em không thể tránh khỏinhững sai sót, vậy em kính mong được sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy giáo, tạođiều kiện cho em hoàn thành về kiến thức

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy giáo hướng dẫn và các Thầy giáotrong Bộ môn Khai thác lộ thiên đã giúp em hoàn thành bản đồ án này

Em xin trân trọng cám ơn.

PHẦN CHUNG THIẾT KẾ SƠ BỘ KHU MOONG CHÍNH

MỎ THAN ĐÈO NAI

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHOÁNG SÀNG MỎ THAN ĐÈO NAI

1.1-TÌNH HÌNH CHUNG CỦA MỎ

1.1.1 – Vị trí địa lý

Khoáng sàng than Đèo Nai được người Pháp phát hiện và khai thác từ trước

năm 1954 Việc khai thác được thực hiện bằng phương pháp thủ công, vận tải bằng xe goòng nên cho sản lượng thấp Năm 1960, mỏ than Đèo Nai chính thức được thành lập và thiết kế với quy mô khai thác lớn hơn Mỏ Đèo Nai là một trong những mỏ khai thác than lộ thiên lớn và lâu đời thuộc Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam Mỏ nằm bên bờ vịnh Bái Tử Long, một phần của Vịnh Bắc Bộ

Mỏ than Khe Chàm, Cao Sơn, phía Nam tiếp giáp trung tâm thị xã Cẩm Phả

Về địa giới hành chính, Mỏ than Đèo Nai nằm trong danh giới quản lý củaphường Cẩm Tây, thành phố Cẩm Phả

1.1.2 – Về giao thông

Vùng mỏ than Cẩm Phả nói chung và mạng lưới giao thông thuỷ, bộ thuậnlợi Đường bộ có đường 18A nối vùng Mỏ với các vùng kinh tế khác trong Tỉnhcũng như ngoài Tỉnh Đường thuỷ có các cảng như : cảng Cửa Ông, cảng Cẩm Phả,cụm cảng Km6, cảng cầu 20 phục vụ cho việc tiêu thụ và xuất khẩu than.

1.1.3 – Dân cư –văn hóa chính trị

Thị xã Cẩm Phả dân cư đông đúc khoảng trên 20 vạn người, chủ yếu là dântộc Kinh Ngoài ra còn có một số ít người dân tộc bao gồm: người Sán dìu,người Thổ, người Cao Lan Phần lớn người dân người dân ơ đây làm trong các

mỏ than, các nhà máy công nghiệp, một số ít tham gia hoạt động sản xuất nông– lâm – ngư nghiệp

Ngày nay với chính sách của nhà nước, văn hoá ở vùng này cũng như cácvùng khác trong cả nước tiến bộ rõ rệt Tỷ lệ người thất học ít Trình độ văn hoá,

xã hội, ý thức giác ngộ cách mạng của giai cấp công nhân vùng mỏ rất cao, các

Hướng gió chủ yếu: Mùa hè gió Đông Nam, mùa đông gió Đông Bắc

Lượng mưa trung bình năm là : 2307 mm

1.2 - CẤU TẠO ĐỊA CHẤT

A - Địa tầng

Địa tầng khu mỏ Đèo Nai lộ ra bao gồm trầm tích, Trias, thống thượng.Bậc Nori - Reti, hệ tầng Hòn Gai ( T3n - rhg ) Trầm tích T3n-rhg phân bố trêntoàn diện tích khu mỏ Cột địa tầng khu vực có mặt phụ tầng Hòn Gai dưới(T3n-rhg1) và phụ hệ tầng Hòn Gai giữa (T3n-rhg2)

Phụ hệ tầng dưới (T3n-rhg1): các thành tạo địa chất của phụ hệ tầng này lộ

ra ở phía nam Lộ Trí – Đèo Nai, dọc quốc lộ 18, có chiều dày khoảng 300m.Thành phần thạch học chủ yếu là cuội kết hạt thô, cát kết và các thấu kính chứathan mỏng Nằm phủ trên trầm tích đá vôi hệ cacbon- pecmi (C3-P1)

Phụ hệ tầng giữa (T3n-rhg2): phụ hệ tầng này có chiều dày thay đổi từ 700đến 1000m Bao gồm các loại đất đá cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết vàcác vỉa than Nằm trong phụ hệ tầng này có chứa các vỉa và chum vỉa theo thứ tự

từ dưới lên trên như sau : vỉa Mỏng, tập vỉa Dày, vỉa Trung Gian, tập vỉa G

B - Đặc điểm của vỉa than

Tập vỉa nằm dưới sâu và phân bố trong phần lớn diện tích mỏ Nếu lấymoong Đèo Nai-Lộ Trí làm trung tâm thì tập vỉa biến thiên mạnh về cảchiều dày và cấu tạo theo hướng từ bắc tới nam và từ trung tâm ra hai phía.Càng xa trung tâm, vỉa mỏng dần và có cấu tạo phức tạp

Tập vỉa được chia thành 6 chùm vỉa, các chùm vỉa lại được phân chia theothứ tự a,b,c… Cấu tạo của tập vỉa khái quát như sau:

- Chiều dài tổng quant hay đổi từ 0,35 m (LK 1067) đến 235,51m(LK 1062), trung bình 85,86m

- Chiều dày riêng than thay đổi từ 3,35m (LK 1067) đến 106,7m (LK1075), trung bình 29,44m

- Tập vỉa có từ 0 đến 54 lớp đá kẹp, trung bình 16 lớp đá kẹp vớichiều dày trung bình là 56,42m

*Tập vỉa G

Đây là tập vỉa có diện tích phân bố lớn nhất trong mỏ Đèo Nai, chiếm hầunhư toàn bộ khu mỏ Tập vỉa G có chiều dày lớn, có cấu trúc phức tạp, biến thiên nhanh Tập vỉa G được phân chia thành 4 vỉa chính: GI, GII, GIII, GIV

Do điều kiện địa chất, kiến tạo, cấu tạo của các phân vỉa rất phức tạp nên các phân vỉa được chia đồng danh tiếp thành các phân vỉa nhỏ hơn Sơ đồ phân chia tập vỉa G như sau:

SƠ ĐỒ PHÂN CHIA TẬP VỈA G

Khu trụ bắc Đèo Nai

Bảng 1.1: Bảng đặc tính than của mỏ than Đèo Nai

%

Chấtbốc

VK(%)

LưuHuỳnh

SK

c(%)

Hệ sốnghiềnHGI

Hàmlượng C

%

NhiệtnăngQ(Kcal/kkg)

Khoáng sàng Đèo Nai - Cọc Sáu được phân chia ranh giới bởi đứt gẫynghịch K - K trong mỗi phần riêng biệt lại được phân chia thành các khối địachất khác nhau, bởi các đứt gẫy, nếp uốn trong khoáng sàng

Dựa trên các yếu tố về địa chất khác nhau khoáng sàng Đèo Nai được chiathành 5 khối địa chất

* Vị trí giới hạn và đặc điểm của khối

a - Khối 2 K

Khối này được giới hạn:

- Phía Tây là đứt gẫy nghịch K - K

- Phía Bắc là đứt gẫy nghịch AS

2

- Phía Nam là đứt gẫy thuận AS

1

- Phía Đông giới hạn bản đồ ( Toạ độ 71.000)

Trong khối này có vỉa Dày có cấu tạo dạng một đơn tà cắm Bắc góc dốc trungbình 30  450 Chùm vỉa trên được thăm dò chi tiết, còn chùm vỉa dưới mớiđược phát hiện qua các lỗ khoan ( LKL121, LKL240, L144, L140b )

b - Khối trung tâm ( Khối giữa đứt gẫy A2 - A3 )

Giới hạn:

- Phía Bắc là đứt gẫy nghịch A2

- Phía Nam là đứt gẫy nghịch A3

- Phía Tây là đứt gẫy thuận A1

- Phía Đông là đứt gẫy nghịch K

Khối trung tâm có cấu tạo dạng một nếp lồi không hoàn chỉnh, vỉa thantrong khối có rất nhiều lớp kẹp, vỉa biến đổi phức tạp không có tính quy luật.Trong khối có nhiều lỗ khoan thăm dò chưa khống chế hết vỉa

c - Khối công trường chính ( Nam đứt gẫy nghịch K )

Giới hạn:

- Phía Đông đứt gẫy nghịch K

- Phía Đông Bắc đứt gẫy A3

- Phía Nam lộ vỉa G

Vỉa than trong khối cấu tạo một nếp lõm không hoàn chỉnh ( do ảnh hưởngđứt gẫy A3 - C ) Trong khối được thăm dò chi tiết trữ lượng than đánh giá tintưởng ( Trữ lượng A + B > 50% )

d - Khối phía Tây ( Giáp Lộ trí )

Giới hạn:

- Phía Bắc giáp lộ trí

- Phía Đông là đứt gẫy A1

- Phía Nam là đứt gẫy B

- Phía Tây giới hạn bản đồ

Trong khối này đã được thăm dò một số lỗ khoan sâu và đã phát hiện trongkhối tồn tại 2 vỉa than, vỉa G và vỉa Dày Vỉa than có cấu tạo dạng một đơn tàcắm Tây Bắc Trữ lượng than đánh giá chưa có cấp cao

e - Khối phía Bắc ( đứt gẫy A2 )

Giới hạn:

- Phía Nam là đứt gẫy nghịch A2

- Phía Đông là đứt gẫy K - K

- Phía Tây là đứt gẫy A1

- Phía Bắc là đứt gẫy A

Trong khối này các báo cáo trước đây vẫn là những phần tồn tại chưa có kếhoạch thăm dò hoàn chỉnh Qua các lỗ khoan trong khối phát hiện vỉa có nhữnglớp than trong khối có chiều dày mỏng, nằm sâu và dải rác trong cột địa tầng, ít

có giá trị công nghiệp so với yêu cầu thiết kế than

1.4 - CÁC ĐỨT GẪY

Khoáng sàng Đèo Nai là khoáng sàng có đặc điểm kiến tạo rất phức tạp, do cónhiều đứt gẫy chia cắt, các đứt gẫy được phân chia thành 2 hệ thống chính

1.4.1 - Hệ thống đứt gẫy theo phương kinh tuyến

* Đứt gẫy nghịch K – K: Đứt gẫy có mặt trượt cắm Đông, góc cắm 65 

800 biên độ dịch chuyển trên dưới 100m

* Đứt gẫy nghịch :Chạy theo hướng Bắc Nam, mặt trượt cắm phía Tâyvới góc dốc 70  750 cự ly dịch chuyển 100  120m

* Đứt gẫy thuận A4: Mặt trượt đứt gẫy cằm phía Đông Nam với góc dốc 75

 800

* Đứt gẫy thuận A1: Phương của đứt gẫy phát triển gần song song phươngkinh tuyến Mặt trượt đứt gẫy cắm phía Tây với góc dốc 800.

1.4.2 - Hệ thống đứt gẫy theo phương vĩ tuyến.

* Đứt gẫy nghịch A3: Phương đứt gẫy kéo dài theo phương vĩ tuyến

* Đứt gẫy nghịch A2: Đứt gẫy nằm phía Bắc đứt gẫy A3 phương đứt gẫyphát triển gần song song đứt gẫy A3 cắm Bắc với góc dốc 70  80o

* Đứt gẫy nghịch B - B: Ranh giới tính trữ lượng phía Nam của mỏ Đứt gẫy B

có góc dốc  cắm về phía Bắc Đới huỷ hoại khoảng 20  300 cự ly dịch chuyển từ

200  250m

* Đứt gẫy thuận AS

1 : Mặt trượt cắm Bắc - Tây bắc với góc dốc 700  800

phần Đông Nam của đứt gẫy thường tồn tại lớp cuội kết cát kết màu xám trắng kếtcấu rắn chắc

+ Nếp lõm phía Nam ( nếp lõm công trường chính ) : Là nếp lõm có trụcphát triển gần phương Đông - Tây chìm dần về phía Đông và bị chặn bởi đứtgẫy nghịch K - K Hai cánh của nếp lõm không cân đối Cánh phía Nam thoảihơn có độ dốc trung bình 200  300 Cánh phía Bắc cắm dốc hơn có độ dốctrung bình 350  400 Càng về Đông nếp lõm càng mở rộng và chấm dứt ở đứtgẫy K - K

1.5 - ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN

1.5.1 - Đặc điểm địa hình :

Khu vực mỏ Đèo Nai – Cọc Sáu tồn tại hai dạng địa hình chính:

- Địa hình nguyên thủy chiếm khoảng 5% nằm ở phía tây – tây bắc và đông nam

- Địa hình khai thác chiếm khoảng 95% bao gồm các moong khai thác của mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu và một phần đất đổ thải

1.5.2 - Đặc điểm nước trên mặt :

Do địa hình mỏ Đèo Nai là các tầng khai thác nên nước mặt không tồn tạilâu mà thoát đi nhanh nhờ các dòng chảy tạm thời như mương thoát nước, rãnh,hào thoát nước Nguồn nước mặt đáng kể nhất là hồ Bara và suối Hào Bắc

1 - Hồ Bara

Hồ nằm ở phía Tây Bắc khai trường của mỏ than Đèo Nai, địa hình xungquanh là núi Mực nước cao nhất trong hồ ở mức +340, độ cao đáy hồ ở mức+330 Hồ dài khoảng 500m, rộng trung bình là 120m có chỗ tới 160m Diện tíchcủa hồ khoảng 67.000m2, khả năng chứa nước đối đa gần 670.000m3, lượngnước trong hồ do mưa cung cấp Đây là nơi tập trung nước mặt lớn nhất trongvùng Nó là nguồn cung cấp nước công nghiệp chủ yếu cho công tác khai thác

Lưu lượng nước suối thay đổi theo mùa

Mùa mưa lưu lượng chảy thay đổi từ 43,7  115,51 l/s

Mùa khô lưu lượng chảy thay đổi từ 1,24  5,24 l/s

Nước ở suối này có mùi tanh và ô nhiễm ôxít sắt Độ PH = 5 thuộc loại axíttrung bình

1.5.3 - Đặc điểm nước dưới đất

Nước dưới đất trong trầm tích chứa than Đèo Nai chỉ là một tầng chứanước áp lực cục bộ do mưa cung cấp

Tầng chứa nước này phân bố rộng khắp mỏ Tuỳ theo cấu trúc địa chất và

độ cao mặt địa hình mà áp lực của nước ngầm mạnh hay yếu

Đất đá chứa nước gồm các lớp cuội kết, sạn kết, cát kết bị nứt nẻ và các vỉathan, đá cách nước gồm các lớp sét kết

Nước dưới đất có độ khoáng hoá trung bình từ 0,019  0,48 gam/lít Thểhiện tính ăn mòn yếu đến không ăn mòn Hệ số váng thay đổi từ 0,00032,3chủ yếu là lắng tụ cứng, hệ số sủi bọt từ 12,6200, chủ yếu là nước không sủibọt

Hệ số thấm 0,038m/ ngày đêm

Nước dưới đất chảy vào công trường với lưu lượng: Q = 4863 m3/ngàyđêm

1.6 - ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Khu mỏ Đèo Nai có đặc điểm địa chất công trình sắt phức tạp, gây ảnhhưởng lớn đến công tác khai thác mỏ

1.6.1 - Hiện tượng phong hoá đất đá :

Khoáng sàng than Đèo Nai và đất đá nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới giómùa Sự chênh lệch về nhiệt độ trong ngày và các tháng rất lớn, do nắng lắmmưa nhiều, lượng mưa, độ ẩm làm cho quá trình phong hoá xảy ra càng mạnh.Hầu hết đất đá lộ ra trên gương tầng và trụ vỉa ( phần đã khai thác ) đều bịphong hoá trở lên nứt nẻ mềm yếu, vỡ vụn, tính chất cơ lý giảm đi nhiều so vớiđất đá nguyên khối

1.6.2 - Hiện tượng trượt nổi bề mặt

Do ảnh hưởng của các tài nhân phong hoá, và quá trình khai thác cũng nhưcác yếu tố địa chất nên bờ mỏ Đèo Nai bị biến dạng, trượt lở mạnh Song tínhchất và quy mô ở từng khu vực rất khác nhau

1 - Khu bờ trụ Bắc

Bờ trụ Bắc có hiện tượng sụt lở từ lâu, song rõ nét nhất là từ năm 1976 Từ

đó đến nay mức độ dịch chuyển mạnh Sự dịch chuyển mạnh nhất ở mức +320trở xuống tạo thành kẽ nứt lớn Đặc biệt trong phạm vi toạ độ :

1 - Cuội kết

Chiếm tỷ lệ nhỏ, chủ yếu trong khu công trường chính, có màu trắng xámhoặc phớt hồng Thành phần chủ yếu gồm các hạt thạch anh tròn cạnh, d =1030 mm xi măng gắn kết là Silic hoặc Cát kết Đá có hệ số độ cứng trungbình từ f = 1011; fmax = 14

2 - Sạn kết

Phân bố phổ biến trong suốt cột địa tầng, có màu xám tro, xám trắng gồmcác hạt thạch anh và một số là Silic quăc zit Kích thước cỡ hạt từ 2  5mm độ

mài mòn lựa chọn kém, màu giao thoa xám bạc 1, ximăng kiểu cơ sở hoặc lấpđầy là sản phẩm phá huỷ của thạch anh.

Dung trọng  = 2,58 2,73 Kg/dm3 Độ cứng từ f = 912, fmax = 14

3 - Cát kết

Là loại phổ biến trong vùng, cát kết có màu xám tro, xám trắng độ hạt từthô đến mịn, cấu tạo khối phân lớp dày bị nứt nẻ mạnh, dung trọng  = 2,55 2,74 Kg/dm3 Độ cứng trung bình từ f = 1112; f max = 15

4 - Bột kết

Là loại đá phổ biến trong vùng hay gặp hơn ởphần sát vách và trụ vỉa.Chiều dày lớp biến đôỉ lớn từ 0,3m dưới dạng lớp kẹp tăng lên 40  48m Bộtkết có màu xám tro, xám đen chứa hoá thạch thực vật, xi măng gắn kết là séthoặc Xerixit màu nâu phớt hồng

Dung trọng tb = 2,60 Kg/dm3 Độ cứng từ f = 710

5 - Sét kết

Phân bố ít trong vùng, thường gặp dưới dạng lớp kẹp mỏng sát vách hoặctrụ vỉa sét kết có màu xám tro, phân lớp mỏng chứa nhiều chất hữu cơ và hoáthạch thực vật Độ cứng tập chung nhiều ở cấp độ cứng f = 34

Bảng 1.2: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá mỏ than Đèo Nai

Ghi chú: giá trị maxgiá trị min / giá trị trung bình(số mẫu)

Loại đá C.độ K.nén

(Kg/cm 2 )

C.độ K.kéo (Kg/cm 2 )

Dung trọng (g/cm 3 )

Tỷ trọng (g/cm 3 )

Góc nội ma Sát

t ( 0 )

Lực dính kết (TB) (Kg/cm 2 ) Sạn kết 2.825284

1.321,17(186)

27844,2 121,78(139)

3,002,45 2,61(165)

3,002,61 2,67(163)

2,882,53 2,66(81)

3,072,13 2,70(563)

3,511,21 2,69(530)

2,682,47 2,67(18)

2,772,55 2,67(18)

80,86(7)

Mỏ làm việc quanh năm với công tác bốc đất đá và khai thác.

Thời gian làm việc trong ngày 3ca, mỗi ca 8 tiếng ( thay nhau nghỉ luân phiên

Số ngày làm việc trong năm:

Đối với công nhân: Nc = 365- (Nct +NL + NP ) ngày

trong đó: Nct -số ngày nghỉ cuối tuần trong năm Nct = 96 ngày

NL -số ngày nghỉ lễ trong năm NL = 8 ngày

NP -số ngày nghỉ phép của công nhân NP = 15

Nc = 365- (96 + 8 + 15 ) = 246 ngày/nămĐối với thiết bị : Ntb = 365- (T1+ T2 + Tmb ), ngày

Trong đó: T1 thời gian sữa chữa thiết bị trong năm T1 = 50 ngày.

T2 thời gian kiểm tra tu dưỡng định kỳ trong năm 3 tháng kiểm tu 1 lần, mỗi lần 10 ngày Các tháng còn lại bảo dưỡng 1 tháng 1 lần, mỗilần 3 ngày T2 = 51 ngày

TMB thời gian nghỉ do mưa bão b»ng 14 ngày (lấy theo kinh nghiệm)

- Dùng máy khoan xoay CBIII - 250MH khoan bãi mìn lớn

- Dùng búa khoan BK-70 để khoan đá quá cỡ

* Khâu xúc

- Dùng máy xúc tay gấu EKG - 5A; dung tích gàu xúc 4,6 – 5m3

- Máy xúc thuỷ lực gầu ngược PC – 750 để xúc than

* Thải đá :

Dùng máy gạt D85A để san gạt bãi thải, làm đường san gạt gương tầng

Bảng 2.1.Giá thành của một số sản phẩm ,vật tư thiết bị

1 Giá bán 1tấn than( theo số liệu của mỏ) đ/t 3.660.000

2 Giá thành sản xuất 1 tấn than đ/t 2.682.629

19 Chi phí tuyến vào kho bãi bốc dỡ than đ/T 11.880

CHƯƠNG 3 BIÊN GIỚI MỎ 3.1 Ý NGHĨA TẦM QUAN TRỌNG

Biên giới mỏ là ranh giới cuối cùng của mỏ được thể hiện qua các yếu

tố chính: Kích thước phía trên của mỏ, góc nghiêng bờ mỏ, độ sâu khai tháccuối cùng.

Biên giới mỏ lộ thiên còn còn chịu ảnh hưởng các yếu tố tự nhiên như:

-Chiều dày vỉa

-Góc cắm của vỉa

-Điều kiện địa hình

-Chiều dày lớp đá phủ

-Tính chất cơ lý của đá vách , trụ

-Các chỉ tiêu công nghệ khai thác( tổn thất và làm nghèo)

-Vốn đầu tư cơ bản

Việc lựa chọn nguyên tắc đánh giá để xác định biên giới mỏ lộ thiên

xuất phát từ yêu cầu: Tổng chi phí cho khai thác toàn bộ khoáng sàng là nhỏnhất và giá thành sản xuất trng mọi giai đoạn sản xuất phải nhỏ hơn hay bằnggiá thành cho phép

Nếu xác định biên giới mỏ không hợp lý sẽ làm giảm tính ưu việt và hiệu quả công nghệ khai thác mỏ, đồng thời làm ảnh hưởng xấu đến các hoạtđộng của doanh nghiệp

3.2 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIỚI HẠN

Hệ số bóc giới hạn là tỷ số giữa khối lượng đất đá phải bóc tối đa cho phép và khối lượng khoáng sàng có ích tương ứng khai thác được trong điềukiện có lợi về mặt kinh tế khi khai thác khoáng sàng bằng phương pháp lộ thiên

Hệ số bóc giới hạn là một chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng trong

thiết kế, hệ số bóc giới hạn là tiêu chuẩn chính để xác định biên giới cuối cùngcủa mỏ lộ thiên Hệ số bóc giới hạn còn phụ thuộc vào điều kiện của nền kinh tếquốc dân và trình độ kỹ thuật của công nghệ khai thác

Hệ số bóc giới hạn được xác định theo công thức:

Kgh =C0 a

b



m3/t, (m3/m3)Trong đó :

C0 : Giá thành cho phép 1 tấn than nguyên khai được thiết kế khai thác,đ/t.

Giá thành khai thác 1 tấn than nguyên khai cho phép đảm bảo cân bằng thu chi

C0 = 904.700 đ/t

a: Giá thành khai thác than thuần túy(chưa kể chi phí bóc đất) , a = 460.200 đ/tb: Giá thành bốc 1 m3 đất đá, b = 67.800 đ/m3

Kgh = 904.70067.800460.200=6,6 m3/t = 9,5 m3/m3

3.3 - CHỌN NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

Khi đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án xác định biên giới mỏ tadung chỉ tiêu hệ số bóc biên giới Kbg và hệ số bóc giới hạn của mỏ làm nguyêntắc so sánh Do cấu tạo vỉa phức tạp, vỉa có dạng lòng chảo, chiều dầy vỉa tăngtheo độ sâu trữ lượng tập trung ở phần dưới nên khi chọn nguyên tắc xác địnhbiên giới mỏ phải sát với thực tế

Trong đồ án này chọn nguyên tắc:

Kgh > Kbg

Kgh > KTb để so sánh

Đồ án xác định biên giới mỏ bằng phương pháp đồ thị cho phù hợp với địahình cấu tạo của vỉa than Đèo Nai Việc tiến hành xác định biên giới mỏ phảidựa vào các mặt cắt địa chất ngang, dọc Mặt cắt ngang đặc trưng T-XIV; T-XVII; T-XX

Căn cứ vào tính chất cơ lý của đất đá và độ ổn định bờ mỏ sơ bộ chọn cácthông số sau cho khai trường

- Góc nghiêng bờ dừng phía trụ : γt = 350 trùng với góc nghiêng của vỉa

- Chiều cao đáy hào chuẩn bị : bcb= 26 m

- Tiến hành đo diện tích quặng khai thác và đất đá phải bóc tương ứng nằmgiữa vị trí bờ mỏ liên tiếp đối với tất cả các tầng và xác định hệ số bóc biên giới

Kbg biểu diễn theo chiều sâu khai thác

Xác định độ sâu khai thác cuối cùng Hc đó chính là hoành độ của giao điểmhai đường

Kgh = Const

Kbg =  ( h ) Đưa các kết quả xác định chiều sâu cuối cùng của mỏ trên là lát cắt ngang

Bảng 3.1.Kết quả đo diện tích than, đất đá ở các tầng mặt cắt T-XX

Biểu đồ 3.1 Mối quan hệ giữa K gh và K bg của tuyến XX

Bảng 3.2 Kết quả đo diện tích than, đất đá ở các tầng mặt cắt T-XVII

Biểu đồ 3.2 Mối quan hệ giữa K gh và K bg của tuyến XXII

Bảng 3.3 Kết quả đo diện tích than, đất đá ở các tầng mặt cắt T-XIV

Biểu đồ 3.3 Mối quan hệ giữa K gh và K bg của tuyến XIV

Theo nguyên tắc Kgh ≥ Kbg ,tại mặt cắt địa chất của các tuyến XX có những điểm

Kbg vượt quá Kgh Nhưng theo Kgh ≥ Ktb thì đều thỏa mãn, cụ thể như sau:

Tuyến XIV, Hc = −140 m, Ktb = 5,99

Tuyến XVII,Hc = −175 m, Ktb = 2,89

Tuyến XX, Hc = − 175 m, Ktb = 1,72

Đưa độ sâu các lát cắt ngang vào lát cắt dọc để điều chỉnh đáy mỏ là

không cần thiết vì mỏ Đèo Nai, vỉa than phức tạp, dạng lòng chảo,trữ lượng thantập trung ở phần dưới, chiều sâu khai thác cuối cùng là : - 175 m ở mức này Chiều dài và chiều rộng đáy mỏ vẫn đảm bảo cho các thiết bị bốc xúc vận tảilàm việc bình thường và tận thu tối đa tài nguyên

Đây chưa phải độ sâu cuối cùng của mỏ

Bảng 3.4 Kết quả tổng hợp các lát cắt

Chiều sâu cuối cùng ( m) - 140 - 175 - 175

Biên giới phía trên : Dài ( m )

Rộng : ( m ) 760 1000 1050

Biên giới đáy mỏ : Dài ( m )

Rộng : ( m ) 95 120 35

Chiều dài toàn bộ khai trường:

+ Chiều dài trên mặt: 1300

+ Chiều dài đáy mỏ: 700

 Tính trữ lượng

Trữ lượng than và đất đá bóc trong biên giớ mỏ được xác định dựa trên các mặtcắt địa chất, bình đồ đồng đẳng vách, đồng đẳng trụ Việc tính toán trữ lượngthan và đất đá bóc được xác định bằng phương pháp mặt cắt:

Si , S'i : diện tích đá bóc và diện tích than tại mặt cắt thứ i ( m2) ;

Được xác định bằng đo vẽ trên các mặt cắt ( Bảng xác định Kbg)

Thông số T-XIV T-XVII T-XX

Theo kết quả bảng trên ta có được:

- Trữ lượng than trong biên giới mỏ: Q = 25.049.616 m3

- Tổng khối lượng đất đá bóc : V = 40.450.126 m3

- Hệ số bóc trung bình : Ktb = V Q = 1,6

- Chiều sâu đáy mỏ ( thiết kế) : - 185 m

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MỞ VỈA

độ cao của mặt tầng công tác cần mở

Các yếu tố : Địa hình mặt đất, kích thước của mỏ trên bình đồ và theochiều sâu, hệ thống khai thác, các thống số của nó, thành phần thế nằm thânquặng trong không gian có ý nghĩa quan trọng quyết định việc lựa chọn phươngpháp và sơ đồ mở vỉa Khối lượng xây dựng mỏ, khối lượng chuẩn bị công táctrong thời kỳ khai thác, lịch kế hoạch chuẩn bị và khai thác vỉa trên các tầng, cácchỉ tiêu sử dụng thiết bị mỏ và vận tải trong thời kỳ khai thác phụ thuộc vào hệthống mở vỉa đã chọn

Phương pháp mở vỉa và hệ thống mở vỉa có liên quan chặt chẽ với hệthống khai thác, nói cách khác, việc áp dụng một hệ thống khai thác nhất định

có liên hệ gắn bó với khả năng sử dụng một số lượng hạn chế hoặc thậm chí một

số phương pháp mở vỉa theo khả năng kỹ thuật , cũng như hợp lý về kinh tế

4.2 - LỰA CHỌN SƠ ĐỒ VÀ VỊ TRÍ HÀO MỞ VỈA

4.2.1 - Tuyến hào ngoài

Mỏ than Đèo nai là mỏ đã khai thác nhiều năm nay Tuyến hào ngoài của

mỏ là tuyến hào cố định bán hoàn chỉnh, kiểu sườn núi được hào từ mức +52(văn phòng mỏ) lên tới mức +175 vòng qua trụ nam của mỏ

Đây là tuyến hào cố định, được vùng làm tuyến giao thông chính của

mỏ đã được kiên cố hoá bằng bê tông, đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng,tiếp giáp với các hào chuẩn bị để phù hợp với quá trình phát triền công trình mỏtheo hai cánh Còn có các tuyến hào ngoài nối ra các bãi thải 90Đ, 190 N, trụbắc và vận chuyển than ra kho chứa + 93 khu vực đầu băng tải Đèo Nai, CọcSáu Các tuyến hào này cũng đã được mỏ đầu tư xây dựng kiên cố một phần

4.2.2 - Tuyến hào trong :

Trong quá trình khai thác mỏ xuống sâu, sơ đồ mở vỉa của mỏ luôn biếnđộng để phù hợp với từng giai đoạn sản xuất

Từ mức + 100 của công trường chính, ta có hướng và sơ đồ mở vỉa như sau :

- Từ mức + 100 đến mức + 65 mở hào nhóm vỉa bám vách vỉa theo haicánh Nam và Bắc

- Từ mức + 40 trở xuống mở hào nhóm theo cánh bắc, ở vị trí thấp nhất của

mỏ đi qua khu trung tâm vỉa chính rồi vòng sang cánh nam của vỉa Quá trình

mỏ phát triển xuống sâu, hào được kéo dài và lượn vòng đổi hướng bên bờ trụNam kết thúc ở độ sâu cuối cùng khu Tây Nam moong mở hai hào nhóm

- Hào mức + 175 vận chuyển than từ mức + 175 khu tây bắc - tây nammoong ra bãi thải +170 và kho chứa đầu băng + 93

- Hào mức + 130 đến mức + 145 trên trụ Nam ra bãi thải phía đông

* Ưu điểm của sơ đồ mở vỉa này :

-Hệ thống hào ngoài như hiện nay là hợp lý với hệ thống thai thác trướcmắt và lâu dài

- Các hào nhóm ở mức + 65 trở lên hợp lý trong việc rút ngắn cung độ vậnchuyển khắc phục được khối lượng vận tải lên dốc tăng năng suất vận chuyển

-Vị trí hào ở mức thấp nhất bên cánh bắc tạo điều kiện cho việc thoát nướctoàn mỏ theo đường hào xuống mương + 40 thoát ra ngoài khai trường qua lò +

28 Khoảng cách từ hào đến vỉa chính là gần nhất

- Hào được mở bám bờ trụ Nam, có góc dốc của bờ trụ nhỏ, có điều kiện ổnđịnh và xây dựng đường kiên cố thuận lợi

* Nhược điểm của sơ đồ này :

- Khi hào mở vỉa đi qua vỉa dày (2 ) vỉa than có nhiều lớp kẹp, hướng dốccủa vỉa cắm bắc, việc tận thu than ở đây sẽ gặp nhiều khó khăn, hệ số tổn thấtlớn

- Các thông số tính toán của hào mở vỉa được thực hiện theo giáo trình

" Quy trình công nghệ khai thác và cơ sở thiết kế mỏ lộ thiên”

4 3 - HÌNH DẠNG TUYẾN ĐƯỜNG HÀO

4.3.1 - Tuyến đường hào, độ dốc của tuyến hào

Phương tiện vận tải chính của mỏ là các loại xe ô tô cơ lớn, do độ dốckhống chế của tuyến hào được xác định theo điều kiện xe lên dốc có tải ( đặctính kỹ thuật của loại xe )

Đối với xe belaz 7522, 540A, CAT-773E thì độ dốc phù hợp là i = 7 %

Tổng chiều dài tuyến đường hào tính từ đáy mỏ lên mặt bằng công nghiệpđược xác định theo công thức :

Llt = H

i

 , m

*trong đó:

H : Độ chênh cao giữa đáy mỏ và mặt mỏ

H = H0 - Hc

H0 : Độ cao điểm đầu của tuyến đường ( m ) H0 = + 175

Hc : Độ cao điểm cuối của tuyến đường ( m ) Hc = - 140

tác Do vậy chiều dài thực tế của tuyến đường hào được tính theo công thức:

Trong đó : Lk chiều dài trung bình theo phương của vỉa Lk = 900 m

Vậy: n = 5.850 1 6

900   lần

4 4 - CHIỀU RỘNG ĐÁY HÀO

4.4.1 - Chiều rộng đáy hào chuẩn bị được xác định theo công thức

- L0 chiều dài xe, L0 = 9,68 m ( xe CAT-773E )

- m : Khoảng cách an toàn giữa xe và thành hào, m =2 m

bcb > 10 + 2  4,6 + 9,68 + 2  2 = 25,98 m Chọn bcb = 26 m theo điều kiện thiết bị ô tô quay đảo chiều

4.4.2 - Chiều rộng hào vận chuyển

Chiều rộng đáy hào được tính :

bd = Z + 2 ( A + n ) + M + KTrong đó :

Z : khoảng cách khối trượt lở, Z = 3 m ;

b

cb

M : khoảng cách an toàn giữa 2 xe, M = 1,5 m;

4.4.4 - Kết cấu của đoạn đường cong

- Khi tuyến hào trong mỏ đổi hướng thì ta phải tính toán các thông số thiết

kế đoạn cong để xe chạy trên đó đảm bảo an toàn

- Khi ôtô chạy trơn trên đoạn đường cong, dưới tác dụng của lực ly tâm ô

tô dể bị trượt và lật Bán kính vòng của đoạn đường cong lớn thì lực ly tâm càngnhỏ Vì vậy khối lượng đào đắp hào tăng lên vì thế ta phải tính chọn bán kínhvòn hợp lý nhất

Trong công thức lấy dấu “+” ứng với trường hợp có siêu cao (mặt đườngnghiêng về phía tâm đường cong), dấu “ -“ ứng với trường hợp trắc ngang haimái mà xe chạy ở làn xe ngoài.

- in: Độ dốc ngang của đường ,in = 4 %

4.4.5 - 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 :

ic = i0 - 6 + 0,1R , % trong đó : io : ®ộ dốc dọc của đường, i0 = 7%

R: bán kính vòng, R = 17 m

ic = 7 - 6 + 0,117 = 2,7%

4.4.6 : Tính khả năng thông qua tuyến đường hào

Khả năng thông qua của tuyến đường hào được xác định theo công thức :

h xe L

k n v

trong đó: - v : tốc độ của xe ô tô trên đường mỏ: v = 20 km/h

- n : số làn xe chạy trên một hướng, n = 1

- k : hệ số tính đến mức độ chạy không đồng đều , k = 0,67

- L0: khoảng cách an toàn khi 2 xe chạy cách nhau phạm an toàn: L0 =

50 m

Thay các giá trị :

) / ( 268 50

67 , 0 1 20 1000

h xe

Thực tế chỉ có sấp xỉ 100 xe/h, như vậy khả năng thông qua của tuyến hào chính là đảm bảo

4.4.7 – TÍNH KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HÀO.

4.4.7.1 – Khối lượng công việc đào hào

* Hào ngoài

- Các tuyến hào ngoài của mỏ đèo nai đã được xây dựng cố định và tồn tại trong suốt đời mỏ

* Hào trong ( V t )

Khối lượng hào trong bao gồm:

- Khối lượng hào dốc : Vd

- Khối lượng hào chuẩn bị : Vcb

Vậy: Vt + Vcb , m3

A Khối lượng hào dốc (V d)

Khối lượng dốc được xác định qua 6 khối như hình vẽ:

g h

( cot )

3

cot 2

g h b i

17 ( 70 cot 15 ) 3

70 cot 15 2

17 ( 07 , 0

0 2

L – Chiều dài tuyến công tác

Khối lượng đào hào ở các tầng khác nhau và giảm dần theo độ sâu khaithác

Khối lượng đào hào chuẩn bị trên chiều dài bằng chiều dài một luồng xúc,L= 250m

Vcb = ( 26 +15cotg700)15250 = 117,973 m3

C Khối lượng hào đổi hướng

Khi hào đổi hướng trên sườn núi, tuyến hào được thiết kế nửa đào nửa đắp Khối lượng hào đào V1 được tính

) ( 3

1 1

V   

Khối lượng hào đắp V2 được tính

) ( 3

2 2

V   

trong đó :

) ( )

Sin Sin

- R: bán kính vòng của tuyến hào R = 25 m

- k1, k2 : Hệsố chú ý tới góc cắm ở tâm bao lấy phần nửa đào hay nửa đắp Tại đây, góc ở tâm bao gồm phần nửa đào ta lấy k1 = k2 = 0,43

Thay vào công thức, ta tính được khối lương đào, đắp của hào đổi hướng Khối lượng hào đào:

13 , 1 25 73 , 0 43 , 0 3

2 0 , 43 1 , 36 25 1 , 13 6 883 3

A - A

Hình 4.4.2: Sơ đồ xây dựng diện tích lượn vòng nền nửa đào nửa đắp

4.5 - PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HÀO

Căn cứ vào tính chất cơ lý của đất đá của mỏ có f = 814 nên phải làm tơi

sơ bộ bằng nổ mìn Khi đào hào chuẩn bị thường gặp nước ngầm nên gặp nhiềukhó khăn Đặc biệt là đường vận tải

- Để giảm bớt khó khăn, đồ án dự kiến sử dụng 2 phương pháp

+ Phương pháp thứ nhất: Dùng máy xúc EKG-5A đào hào chuẩn bị và mởrộng tầng, phương pháp này phù hợp với thiết bị hiện có của mỏ

+ Phương pháp thứ hai: Dùng máy xúc thuỷ lực gầu ngược đi hào

Máy xúc thuỷ lực ngoài việc đào hào còn tạo rãnh thoát nước, để đáy hàođược khô ráo, dẫn đến năng suất công tác bốc xúc vận tải được nâng cao

CHƯƠNG 5

HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ

Hệ thống khai thác (HTKT) của mỏ lộ thiên được đặc trưng bởi tổng hợp các công trình hầm hào , các tầng công tác, trình tự tiến hành các công tác chuẩn bị,bóc đất đá và khai thác quặng cuả mỏ đó

Hệ thống khai thác có liên quan chẽ tới việc sử dụng đồng bộ thiết bị

trong mỏ Hệ thống khai thác đảm bảo cho các máy móc thiết bị dùng trong cácquy trình sản xuất chính và phụ hoạt động được an toàn và có năng suất cao

Mối liên quan giữa hệ thống khai thác với đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở sựphù hợp giữa các thông số của yếu tố hệ thống khai thác

Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên là trình tự xác định để hoàn thành các công tác chuẩn bị, xúc bốc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt động được

an toàn, kinh tế và thu hồi tới mức tối đa trữ lượng công nghiệp của quặng tronglòng đất

5.1 - CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC

Chiều cao tầng phụ thuộc tính chất cơ lý của đất đá và kiểu thiết bị bốc xúcvận tải Theo điều kiện an toàn bốc xúc đất đá có f = 814 phải làm tơi chiềucao tầng được xác định.

Đối với tầng than để giảm tổn thất và làm nghèo ta khai thác theo phân tầng

h, = 7,5 m và sơ đồ xúc chọn lọc

5.2 - GÓC NGHIÊNG SƯỜN TẦNG

Dựa vào bảng 1.2 giáo trình “Quy trình công nghệ khai thác và cơ sở thiết

kế mỏ lộ thiên” Tham khảo giáo trình “Phá vỡ đất đá bằng phương pháp khoan

Bảng 5.1: Trị số của góc nghiêng sườn tầng

Với mỏ Đèo Nai đất đá có độ cứng f = 8  14, theo bảng góc nghiêng sườntầng 650  750, để hợp lý đồ án chọn góc nghiêng sườn tầng =700

5.3 - CHIỀU RỘNG KHOẢNH KHAI THÁC ( CHIỀU RỘNG DẢI KHẤU )