Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎChi phí kiến thiết cơ bản và chi phí sản suất của mỏ lộ thiên phụ thuộc chủ yếuvào tỷ lệ giữa khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng quặng khai thác được.

Mục lục

Mở đầu 2

Chơng 1 Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc Kgh  Kbg 1.1 Nguyên tắc xác định biên giới mỏ 4

1.1.1 Hệ số bóc đấ đá 4

1.1.2Xác định hệ số bóc giới hạn của mỏ (Kgh) 4

1.1.3 Cơ sở kinh tế của nguyên tắc Kgh  Kgh 5

1.2 Xác định biên giới mỏ 6

1.2.1.Lựa chọn xác định các thông số v , t 7

1.2.2 Xác định chiều sâu cuối cùng Hc 7

1.2.3.Xác định biên giới phía trên 8

1.3 Tính trữ lợng trong biên giới của mỏ 9

1.3.1 Tính trữ lợng than trong biên giới mỏ 9

1.3.2 Tính khối lợng đất bóc 9

Chơng 2 Thiết kế mở vỉa 2.1 Đồng bộ thiết bị sử dụng 10

2.2 Vị trí của bãi thải và các công trình trên mặt đất 12

2.3 Lựa chọn hình thức mở vỉa 13

2.4 Thiết kế các tuyến đờng hào 13

2.4.1 Độ dốc của tuyến hào 13

2.4.2 Bán kính quay 13

2.4.3 Chiều dài lý thuyết của tuyến đờng 14

2.4.4 Chiều rộng của đáy hào cở bản 15

2.4.5 Góc nghiêng của thành hào,  16

2.4.6 Tính toán cho các hào 16

2.3 Tính toán khối lợng mỏ 18

2.3.1 Hào ngoài 18

2.3.2 Hào dốc 19

2.3.3 Hào chuẩn bị 19

Chơng 3 Thiết kế hệ thống khai thác

3.1.Lựa chọn hệ thống khai thác 20

3.2 Các yếu tố của hệ thống khai thác 20

3.2.1 Chiều cao tầng (h) 20

3.2.2 Chiều rộng mặt tầng công tác (Bmin) 21

3.2.3 Chiều rộng dải khấu (A) 22

3.2.4 Chiều dài tuyến công tác (Lt) và luồng xúc (Lx) 24

3.3 Xác định các thông số làm việc của khai trờng 25

3.3.1 Chiều rộng đai vận chuyển (Bv) và đai bảo vệ (Bb) 25

3.3.2 Góc nghiêng sờn tầng (0) 26

3.3.3 Góc nghiêng bờ công tác () 26

3.3.4 Góc nghiêng bờ mỏ () 26

Chơng 4 Sản lợng mỏ 4.1 Khái quát 28

4.2 Xác định sản lợng mỏ lộ thiên theo điều kiện kỹ thuật 28

4.2.1 Sản lợng mỏ lộ thiên tính theo tốc độ xuống sâu của các công trình khai thác 28

4.2.2 Xác định tốc độ xuống sâu của mỏ lộ thiên 28

4.3 Sản lợng mỏ 31

Chơng 5 Tính toán số lợng thiết bị sử dụng trong mỏ 5.1 Công tác chuẩn bị đất đá 34

5.1.1 Công tác khoan 34

5.1.2 Công tác nổ mìn 34

5.1.3 Xác định số máy khoan cần thiết 37

5.2 Công tác xúc bóc đất đá 38

5.3 Công tác vận tải 39

Kết luận 43

Tài liệu tham khảo 44

MỞ ĐẦU

Ngành khai khoáng là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và chiếm

tỷ trọng tương đối lớn của nền sản xuất công nghiệp nặng Hàng năm ngành công nghiệp khai khoáng đặc biệt là công nghiệp khai thác than đã đóng góp một phần rất lớn vào ngân sách nhà nước Đồng thời còn tạo ra công ăn việc làm cho số đông lực lượng lao động, góp phần làm ổn định nền kinh tế, chính trị và trật tự xã hội

Hiện nay và trong nhiêu năm nữa, sản lượng khai thác lộ thiên vẫn chiếm một tỷ trọng tuyệt đối trong hầu hết các sản phẩm mỏ: 75% đối với than; 100% đối với các loại quặng kim loại, phi kim loại, vật liệu xây dựng, nguyên liệu hoá chất Nhiều dự án khai thác mỏ bằng phương pháp lộ thiên đang được nghiên cứu khả thi, thiết kế kỹ thuật thi công hoặc đang được triển khai đưa vào hoạt động.

Quy trình công nghệ và thiết kế mỏ lộ thiên là môn học chính và rất quan trọng đối với mỗi sinh 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 va hiểu rõ hơn những kiến thức mà môn học đã cung cấp thì việc làm đồ án la không thể thiếu Sau một ki học tập và nghiên cứu môn học này, chúng em đã được giao làm đồ án môn học “Quy trình công nghệ và thiết kế

mỏ lộ thiên” nhằm giúp mỗi sinh viên củng cố thêm kiến thức đã được học

Do nhiều nguyên nhân khác nhau nên đồ án môn học này không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong đợc sự tận tình hướng dẫn của thày và bạn tham gia đóng góp để bản bài tập hoàn thành tốt hơn nữa Chúng em xin chân thành cám ơn

sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của TS Lê Thị Thu Hoa để chúng em hoàn thành đồ

án môn học này.

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nhóm 5

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

Chi phí kiến thiết cơ bản và chi phí sản suất của mỏ lộ thiên phụ thuộc chủ yếuvào tỷ lệ giữa khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng quặng khai thác được Vì vậy

mỏ lộ thiên càng thu được mức lợi nhuận khi tỷ lệ đó càng nhỏ và ngược lại Do đó, đểđánh giá được hiệu quả kinh tế của các phương án khai thác lộ thiên người ta đưa ra hệ

sô bóc đất đá

Hệ số bóc đất đá là tỷ số giữa khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng khoángsản hữu ích tương ứng khai thác được Đơn vị của hệ số bóc đất đá có thể tính theođơn vị m3/m3, m3/t, t/t

Khi hệ số bóc tăng đến một mức nào đó thì mỏ lộ thiên buộc phải ngừng hoạtđộng do giá thành khai thác vượt quá giá thành cho phép Muốn mỏ lộ thiên hoạt động

có hiệu quả kinh tế thì hệ số bóc phải nhỏ hơn một giá trị giới hạn Kgh

Khi hệ số bóc đạt đến Kgh thì mỏ lộ thiên khai thác đạt độ sâu khai thác cuốicùng(Hc) Khi K < Kgh thì mỏ lộ thiên khai thác không có hiệu quả về kinh tế, lúc đóphải tiến hành khai thác bằng phương pháp hầm lò thì mới có hiệu quả về kinh tế

Thông qua hệ số bóc đất đá cho ta thấy phần nào mức độ khó khăn hay thuậnlợi của điều kiện tự nhiên, khả năng kinh tế của xí nghiệp mỏ có thể đạt được

Do vỉa quặng là quy cách chiều dày lớp đất phủ h0 = 5m chính vì thế phươngpháp xác định biên giới mỏ lộ thiê được áp dụng ở đây là dự trên nguyên tắc KghKbg

Ở đây hệ số bóc biên giới Kbg là tỷ số giữa khối lượng đất đá phải bóc Vk(m3) vàkhối lượng quặng khai thác được tương ứng Qk(m3) khi mở rộng biên giới mỏ

Kbg =

k

k Q

Kgh

b

a C C

 0

(m3/m3, m3/t)

C0 - Giá thành cho phép , đ/t

Ct - Giá thành tuyển một tấn than nguyên khai, đ

Cv - Chi phí vận chuyển 1tấn than nguyên khai từ mỏ về đến nhà máy tuyển

khoáng, đ

a - giá thành khai thác 1 tấn than chưa kể đến chi phí bóc đất đá, đ/t

b - giá thành bóc đất đá , đ/m 3

Hệ số bóc giới hạn được xác định gián tiếp qua chỉ tiêu kinh tế tính toán của các

mỏ lộ thiên thiết kế hoặc các số liệu thống kê của một mỏ lộ thiên đang hoạt động cóđiều kiện tự nhiên và kỹ thuật tương đương

Với C0 =750.000 đ/t,

Ct = 150.000 đ

Cv = 50.000 đ

a = 60.000 đ/t, b= 50.000 đ/m3

=> Kgh = 750.000 (150000 50000 60000)

50000

= 9,8 m3/tThan có khối lượng riêng  = 1,4t/m3

Kgh =9,8.1,4 =13,72 m3/m3

1.1.3 Cơ sở kinh tế của nguyên tắc K gh  K gh

Giả sử khoáng sàng được khai thác lộ thiên ở phần trên, gọi x là chiều sâu cuốicùng của mỏ, chiều dày nằm ngang của vỉa là M và khai thác hầm lò ở phía dưới.Chi phí cho khai thác hần lò tính bởi:

Cn = x.M.cnVới: cn - Giá thành khai thác hầm lò (đ/m 3 )

Nếu khai thác bằng phương pháp khai thác lộ thiên thì chi phí cho khai thác lộthiên là:

Ca = x.M.aVới: a - Giá thành khai thác 1m3 than chưa kể đên chi phí bóc đất đá (đ/m 3 )

cotcot

.cot

t v

v - Góc nghiêng bờ mỏ trong đá gốc ở phía vách, độ

t - Góc nghiêng bờ mỏ trong đá gốc ở phía trụ, độ

h0 - Chiều dày lớp đất phủ, h0 = 5m

dS dx

H

H

x S

Hình 1.1: Sơ đồ xác định chiều sâu mỏ lộ thiên

Tính hiệu quả của khai thác Lộ thiên được biểu thị qua mức tiết kiệm giữa khaithác Lộ thiên và khai thác Hầm lò S:

S = Cn - (Ca + Cb)Khi giá thành bóc đất đá phủ rẻ hơn bóc đất đá gốc thì chiều dày tương đươngcủa lớp đất phủ được xác định:

    0cot  cot   cot cot  0

g g

M b

a C

x

t v





Hình1.2: Quan hệ giữa mức tiết kiệm

của khai thác Lộ thiên và khai thác

Hầm lò và chiều sâu khai thác

=>    

gh t

M

g g

x h





 cot  cot 0

Nếu ta biểu diễn mối quan hệ giữa S của khai thác Lộ thiên và khai thác Hầm lòthì ta nhận thấy khi mỏ lộ thiên đạt đến độ sâu Hk thì sẽ thu được mức tiết kiệm tối đa.Nếu tiếp tục xuống sâu thì mức tiết kiệm sẽ giảm và đến Htb thì mức tiết kiệm bằngkhông

x g g

g g

h x h g h

t v

2

cotcot

cotcot

.cot

0 0 0

lý của đất đá, cấu tạo địa chất và địa chất thuỷ văn Khi ta chọn góc t và v nhỏ thì hệ

số bóc của mỏ lộ thiên tăng lên, khi chọn lớn quá thì bờ mỏ kém ổn định dẫn đến trượt

lở bờ

Trong đồ án có ôđ =300 và góc cắm của vỉa quặng  =350 nên ta chọn t =300 và

v =300 sẽ thoả mãn về mặt kinh tế - kỹ thuật nhất

1.2.2 Xác định chiều sâu cuối cùng H c

Trong thực tế của công tác thiết kế thường gặp những khoáng sàng có điều kiện

tự nhiên khác nhau Đối với vỉa than có cấu tạo như trong đề bài thì phương án lựachọn để xác định chiều sâu cuối cùng Hc là phương pháp đồ thị Trình tự tiến hành nhưsau:

1 Trên cơ sở lát cắt ta dựng các đường song song nằm ngang cách nhau mộtkhoảng h = 15m

2 Từ các giao điểm của đường nằm ngang với vách và trụ vỉa, lần lượt từ trênxuống dưới, kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía vách và phía trụ cho tới khi gặpmặt đất

3 Tiến hành tính hệ số bóc biên giới Kbg =

h

h Q

0 2

8 12

6 4 10

Kgh

Kbg

86.70

Hình 1.3: Đồ thị xác định chiều sâu cuối cùng Hc của mỏ

Từ đồ thị trên ta xác định chiều sâu cuối cùng của mỏ là Hc = 86,70m

1.2.3 Xác định biên giới phía trên

a Xác định chiều rộng của mỏ

Từ mặt cắt dọc của mỏ ta xác định được chiều sâu cuối cùng của mỏ là

H = 86,70m Cũng từ đây ta xác định được chiều rộng của mỏ AB theo công thức sau:

AB = Hc(cotgv + cotgt) + M

 AB = 86,70 (cotg300 + cotg300) + 20 = 320,5 m

86.70

Hình 1.4: Mặt cắt dọc của m

b Xác định chiều dài của mỏ

Do góc ổn định của đất đá ôđ=300 nên ta lấy góc đầu mỏ  =300

+ Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất:

Ld : Chiều dài theo phương của vỉa than, m

1.3 Tính trữ lượng trong biên giới của mỏ

1.3.1 Tính trữ lượng than trong biên giới mỏ

Q = M(Hc - ho)LTrong đó:

M - Chiều dày nằm ngang của vỉa than, M= 20m

Hc - Chiều sâu cuối cùng của mỏ, Hc = 86,70m

= 86,702  

cot 30 cot 30 20.86,70 9002

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MỞ VỈA

Mở vỉa khoáng sàng là tạo lên hệ thống đường liên lạc, vận tải từ mặt đất trong

và ngoài biên giới của mỏ đến các tầng công tác ở trong mỏ để bóc đi khối lượng đất

đá ban đầu và tạo lên các tầng công tác đầu tiên trong mỏ Sao cho khi đưa mỏ vào sảnxuất các thiết bị khai thác vận tải hoạt động được bình thường và có hiệu quả

Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị được thể hiện trong các bảng sau:

Bảng 2.1: Đặc tính kỹ thuật của máy khoan: СБШ - 250MH

3 Hướng khoan so với phương đứng Độ 0 ; 15 ; 30

Bảng 2.2: Đặc tính của máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A

8 Bán kính dỡ khi chiều cao dỡ lớn nhất m 11,8

STT Các đặc tính kỹ thuật Đơn vị Thông số

Bảng 2.4: Đặc tính kỹ thuật của xe rải БeлA3-7522

2.2 Vị trí của bãi thải và các công trình trên mặt đất

Vị trí bãi thải phải được bố trí ở khu đất có khả năng chứa hết lượng đất bóctrong 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 nhỏ nhất Như vậy vị

trí bãi thải phải được bố trí gần tuyến đường ra vào mỏ, và nằm cuối chiều gió thổi vàokhu mỏ, nếu có sườn núi thì bố trí ở sườn núi để tăng khả năng dung lượng chứa đất

đá

Ngoài bãi thải trên mặt mỏ còn gồm các công trình như: Xưởng nghiền đậpphân loại, xưởng tuyển khoáng, kho chứa quặng hoặc các bunke trung chuyển, các gabốc dỡ đất đá và quặng, các phân xưởng sửa chữa cơ khí, văn phòng hành chính, cáccông trình phúc lợi công cộng, kho vật liệu, kho thuốc nổ và vật liệu nổ,…Các côngtrình này nằm ngoài vùng gây chấn động của nổ mìn, các công trình này càng bố trícàng 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 trên mặt còn phụ thuộc vào kích thước, nhiệm

vụ và tính chất của từng loại công trình Như nhà sàng tuyển thường bố trí mức thấphơn so với tầng khai thác

2.3 Lựa chọn hình thức mở vỉa

Phương án mở vỉa được xác định trên cơ sở đảm bảo khối lượng và thời gianxây dựng mỏ nhỏ; cung độ vận tải đất đá ra bãi thải và quặng về kho chứa, nhà máychế biến ngắn Trong quá trình tồn tại của mỏ các công trình mở mỏ ít bị dịch chuyển;thu hồi được tối đa tài nguyên trong lòng đất; tận dụng được các cơ sở hạ tầng có sẵntrong khu vực; kết hợp hài hoà với các công trình trên mặt bằng công nghiệp; ít làmảnh hưởng tới các công trình và môi trường xung quanh

Vỉa khoáng sàng nằm trong điều kiện tự nhiên tương đối thuận lợi, địa hình bềmặt bằng phẳng, góc dốc của vỉa = 350, chiều dài theo đường phương lớn (900m),vận tải bằng ôtô nên ta chọn phương án mở vỉa bám vách vỉa, sử dụng hào trong kếthợp với hào ngoài đối với tầng đầu tiên

2.4 Thiết kế các tuyến đường hào

2.4.1 Độ dốc của tuyến hào

Do mỏ xuống sâu nên các phương tiện vận chuyển có tải lên dốc, căn cứvào độ vượt dốc của phương tiện vận tải nên chọn độ dốc khống chế của tuyếnđường i0 = 70‰, trong điều kiện thời tiết và khí hậu không thuận lợi như đường trơn

hay do đất đá rơi vãi làm cản trở ô tô khi co tải lên dốc

2.4.2 Bán kính quay

Bán kính quay nhỏ nhất của đoạn đường vòng được tính bởi:

R =  i n

v



127

2

,mTrong đó:

182



Kích thước mở rộng của bụng đường là 2 m

2.4.3 Chiều dài lý thuyết của tuyến đường

Để lấy được khoáng sản ta phải tiến hành mở đường vận tải từ trên mặt đấtxuống vị trí khai thác Chiều dài của tuyến đường được quy định bởi độ cao điểm đầu

và điểm cuối của tuyến đường và độ dốc khống chế của tuyến đường

Chiều dài lý thuyết của tuyến đường:

0

0 0

i

H H tgi

H H

H0 : Độ cao điểm đầu của tuyến , H0 = 0 m

Hc : Độ cao điểm cuối của tuyến , Hk = -106.5 m

i : Góc nghiêng của tuyến đường, độ

i0 : Độ dốc khống chế của tuyến đường, i0 =70‰

Vậy Llt = 0 ( 91,5) 1.521

0, 07

mTrong 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 và những chỗ tiếpgiáp tuyếnđường hào và tầng công tác

Chiều dài thực tế của tuyến đường :

Ltt = kđ Llt ,mTrong đó:

kđ - Hệ số kéo dài tuyến đường Khi tiếp giáp với mặt phẳng ta chọn kđ= 1,4.Vậy Ltt =1,4 1521 = 2.129,4m

Thấy rằng Ltt ≥ L =900m

L - Chiều dài theo phương của vỉa

Vậy số lần đổi hướng là:

n = (Ltt/Lm) – 1 = (2.129,4/900) – 1 =1,366

Ta sử dụng hào lượn vòng, và tuyến đường hào được đổi hướng 1 lần theođường phương của vỉa Vị trí đổi hướng được bố trí trên mặt nền là nửa đào và nửađắp.





0 2R R

A - A

Hình 2.1 Sơ đồ xây dựng diện

2.4.4 Chiều rộng của đáy hào cơ bản

Nhiệm vụ chủ yếu của hào cơ bản là vận chuyển khoáng sản có ích và đất đáthải từ khai trường ra ngoài, vì vậy ta sử dụng hai đường xe chạy và chiều rộng đáyhào phải đảm bảo cho các phương tiện vận tải hoạt động hiệu quả và an toàn

Chiều rộng đáy hào B được tính theo công thức:

B = 2(a + y) +x + C+Z (m)Trong đó:

a - Chiều rộng của ôtô, a = 3,48 m

y - Khoảng cách an toàn từ mép bánh xe đến lề đường, y = 0,5m

x - Khoảng cách an toàn của hai xe chạy ngược chiều,

x = 0,5 + 0,005vVới: v – Vận tốc xe chạy, v = 18km/h

=> x= 0,5 + 0,005.18 = 0,59 m

C – Chiều rộng rãnh thoát nước, C = 0,7m

Z – Chiều rộng đai trượt lở tự nhiên, z =3,2m

=> B = 2(3,48 + 0,5) + 0,59 + 0, 7 + 3,2 = 12,45m

B

Hình 2.1: Sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào

2.4.5 Góc nghiêng của thành hào, 

Trong đồ án này cho đất đá có độ kiên cố f = 9  10 Để đảm bảo ổn định thì taphải chọn góc nghiêng thành hào  = 6575 Khi góc  càng lớn thì khối lượng xâydựng và bóc đất đá càng nhỏ Như vậy ta chọn góc  =700 sẽ thoả mãn được điều kiệntrên

2.4.6 Tính toán cho các hào

a Hào ngoài

Hào ngoài được đào từ ngoài biên giới của mỏ vào với độ dốc khống chế

i0 =70‰ Khi ta sử dụng hào ngoài thì tuyến đường hào là cố định, công tác đào hào

và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào mở vỉa …) trong mỏ là độc lập nhaurút ngắn thời gian xây dựng mỏ, phân chia các luồng hàng ngay từ thời kỳ đầu sảnxuất Khi hào ngoài đào xuống sâu thì khối lượng công tác đào hào rất lớn

Do đó hào ngoài ta chỉ đào đến tầng thứ nhất (0  -5m) Sau đó sử dụng hàotrong

Hào ngoài tiếp xúc với tầng có dạng hào đơn có đầu hào thẳng đứng

 Chiều dài của hào ngoài

L = kđ.H/ioTrong đó:

H : Độ chênh cao của tuyến hào ngoài, H =5m

i0 : Độ dốc khống chế của hào, i0 =70‰

kđ : Hệ số kéo dài tuyến đường, hào ngoài kđ =1,1

Vậy: L = 1,1 0, 075 = 78,57m

 Chiều rộng của hào ngoài

Chiều rộng của hào ngoài được xác định theo công thức sau:

a - Chiều rộng của ôtô, a = 3,48m

b - Chiều rộng của phần lề đường, b = 1,4m

k - Chiều rộng của rãnh thoát nước, k = 0,8m

m - Khoảng cách an toàn giữa hai làn xe, m = 0,7m

=> B 1 =2(3,48 + 1,4 + 0,8) + 0,7 = 12,06 m

b Hào dốc

Hào dốc tạo ra tuyến đường cho máy xúc và ô tô xuống để tiến hành đào hào

chuẩn bị cho tầng dưới

Hình 2.3: Sơ đồ thiết kế hào dốc

Chiều dài đoạn hào dốc

Ld =h/io, mTrong đó:

h - Độ chênh cao giữa hai đầu hào, h =15m

i0 - Độ dốc khống chế của tuyến hào dốc, i0 =70‰

H

B3 - Chiều rộng của đáy hào chuẩn bị, m

Rxt - Bán kính xúc lớn nhất trên mức đặt máy,

với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì Rxt =9,04m

Vậy B3  2.9,04 = 18,08 m

Trên hào bố trí sơ đồ trao đổi giữa máy xúc và ôtô theo sơ đồ quay đảo chiều

Vì sơ đồ quay đảo chiều cho ta chiều rộng của hào chuẩn bị nhỏ nhất và tiến độ đàohào nhanh

Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế hào chuẩn bị

Chiều rộng của đáy hào theo sơ đồ này được tính như sau:

B3 = Ra +2m + 0,5(ba +La) , mTrong đó :

Ra - Bán kính vòng nhỏ nhất của ôtô, với ôtô đã chọn Ra = 8,7m

ba - Chiều rộng của ôtô, với ôtô đã chọn thì ba =3,48m

La - Chiều dài của ôtô, với ôtô đã chọn thì La = 7,25m

m - Khoảng cách an toàn từ chân hào đến ôtô, m =1,5m

=> B3 = 8,7 + 2.1,5 + 0,5.(3,48 + 7,25) = 17,07m

Như vậy chọn chiều rộng đáy hào chuẩn bị B3 =17,07 m

2.5 Tính toán khối lượng mỏ

2.5.1 Hào ngoài

B2

cot32

1 0

2

(m3)

Trong đó :

H - Chiều sâu cuối cùng của hào ngoài, H =10m

i0 - Độ dốc khống chế của hào ngoài, i0 = 70‰

B1 - Chiều rộng của đáy hào ngoài, B1 =12,06m

 - Góc nghiêng thành hào,  = 700

3

102

06,12(07,0

h

cot32

2 0 2

Trong đó:

h - Chiều cao tầng, h =15m

i0 - Độ dốc khống chế của hào dốc , i0 =70‰

B2 - Chiều rộng của đáy hào dốc, b0 = 17,07m

 - Góc nghiêng của thành hào,  =700

152

07,1707,0

15

g = 33.283,45 m3

2.5.3 Hào chuẩn bị

Vcb = ( B3 + hcotg) hLcb , m3Trong đó :

B3 - Chiều rộng đáy hào chuẩn bị, B3 =17,07m

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHAI THÁC

3.1 Lựa chọn hệ thống khai thác

Do vỉa than là quy cách chiều dài theo phương lớn, kết hợp với phương án mởvỉa đã chọn ta lựa chọn hệ thống khai thác dọc một bờ công tác trình tự phát triển cáccông trình mỏ là từ bờ vách sang bờ trụ

Ưu điểm của hệ thống khai thác này là khối lượng công tác xúc bóc trong thời

kỳ sản xuất bình thường tương đối nhỏ và điều hòa mặc dù khối lượng xây dựng cơbản lớn và chậm đưa mỏ vào sản xuất Các hào cơ bản được bố trí cố định trên bờdùng của mỏ nên tổ chức xây dựng, bảo dưỡng đường sá và vận chuyển được cải thiện

3.2 Các yếu tố của hệ thống khai thác

Khi khai thác các vỉa dốc xiên va dốc đứng với đất đá cứng và cứng vừa là chủyếu, chiều cao tầng được qui định bằng các chỉ tiêu của qua trình công nghệ,tỏn thất,làm nghèo và sản lượng mỏ yêu cầu Chi phí để chuẩn bị đất đá cho xúc bốc giảm khichiều cao tầng tăng lên Khi sử dụng máy xúc tay gầu dung tích( 4  8)m3 chi phí nhỏnhất để xúc đất đá đã nổ mìn ứng với chiều cao tầng hợp lí là (12 15)m

a Xác định chiều cao tầng đảm bảo cho thiết bị làm việc an toàn

+ Đối với đất đá phải nổ mìn thì chiều cao tầng được xác định theo:

h ≤ 1,5Hxmax

Hxmax - Chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc, m

Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì Hxmax = 10,3m => h ≤ 1,5.10,3 = 15,45m

Với máy xúc PC 750 thì Hxmax = 11,84m => h ≤ 1,5.11,84 = 17,76m

+ Đối với đất đá phải nổ mìn thì chiều cao tầng được xác định theo:h ≤ Hxmax

Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì Hxmax = 10,3m => h ≤ 10,3 m

Với máy xúc PC 750 thì Hxmax = 11,84m => h ≤ 11,84m

b Xác định chiều cao tầng theo điều kiện xúc đầy gầu

Theo điều kiện xúc đầy gầu thì chiều cao tầng được xác định theo:

h ≥ 2/3 HTG

HTG - Chiều cao trục tựa tay gầu, m

Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì HTG = 8,9m => h ≥ 5,9m

c Xác định chiều cao tầng theo viện sỹ Mennhicop

Theo viện sỹ Mennhicop thì chiều cao tầng được xác định theo công thức:

sin.sin

.7,

r d k

Trong đó:

Bd - Chiều rộng của đống đá sau khi nổ, Bd = 0,8(Rxmax + Rdmax)

Rxmax - Bán kính xúc lớn nhất, m

Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì Rxmax = 14,5m

Với máy xúc PC 750 thì Rxmax = 13,47m

Rdmax - Bán kính dỡ tải lớn nhất, m

Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì Rdmax = 11,8m

Với máy xúc PC 750 thì Rdmax = 13,47m

 - Góc nghiêng sườn tầng,  = 700

 - Góc nghiêng của đống đá nổ mìn,  = 350

Kr - Hệ số nở rời của đất đá, Kr = 1,45

’ - Tỷ số giữa đường cản nhỏ nhất và chiều cao tầng, ’ = 0,55

” - Tỷ số giữa các hàng lỗ khoan với đường cản nhỏ nhất, ” = 0,75

Thay số vào ta được:

Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì h = 12,09m

Với máy xúc PC 750 thì h = 12,38m

Như vậy chiều cao tầng lựa chọn h = 15m, khi xúc than thì ta chia tầng thànhhai phân tầng mỗi phân tầng có chiều cao h1 = 7,5 m

3.2.2 Chiều rộng mặt tầng công tác (B min )

Chiều rộng mặt tầng công tác nhỏ nhất Bmin phải đảm bảo điều kiện hoạt động

dễ dàng cho các thiết bị xúc bốc và vận tải Quá trình khai thác áp dụng công nghệkhoan nổ mìn, nên chiều rộng mặt tầng công tác phải đủ rộng để chứa đống đá nổ mìn,khu vực bố trí thiết bị máy xúc bốc, tuyến đường vận tải, các thiết bị phụ và đai an toàn

Trong điều kiện đất đá nổ mìn ,sử dụng giải khấu thông tầng,vận tải bằng ôtôthì theo điều kiện làm việc của các thiết bị thì chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu

Bmin được tính theo công thức sau:

C1 - Khoảng cách an toàn từ mép ngoài đường xe chạy đến mép trong lăng trụsụt lở: C1 = 1.6m

C - Khoảng cách an toàn từ mép dưới của đống đá đến mép đường vận tải:

Kv - Hệ số phụ thuộc vào tính khó nổ của đất đá: kv = 4,5

kn - Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng lỗ khoan vì lỗ khoan thẳng đứng nên: kn = 1

q - Chỉ tiêu thuốc nổ trung bình: q = 0,4kg/m3

Chiều rộng khoảnh khai thác chủ yếu phụ thuộc vào các thông số làm việc củacác thiết bị xúc bốc ,hệ thống vận chuyển và phương phap khai thác Với đất đá cứng

f =9 - 10 cần áp dụng công nghệ khai thác khoan nổ mìn, khi xác định chiều rộngkhoảnh khai thác ta quan tâm đến số lượng hàng mìn khi nổ, kích thước đường cảnchân tầng và khoảng cách giữa các hàng mìn

Chiều rộng khoảnh khai thác A xác định theo điều kiện nổ mìn được tính theocông thức:

kn - Hệ số sử dụng thuốc nổ quy đổi, kn =0,95

 - Trọng lượng riêng của đất đá , =2,6 kg/dm3

dk - Đường kính lỗ khoan ,dk =0,25 m

Vậy: Wct =53.1,1.0,25

1,1.6,2

95,0.9,0

=7,97 m

Z b

W A

70°

h

Hình 3.2: Sơ đồ xác định chiều rộng khoảnh khai thác theo số lượng hàng mìn

Đường cản chân tầng Wct phải đảm bảo chất lượng đập vỡ, ngoài ra còn phảithoả mãn điều kiện an toàn cho các thiết bị khoan và nạp mìn hoạt động

Wct  Wat = h.cotg + CTrong đó :

H - Chiều cao tầng, h=15m