đồ án thiết kế mỏ hầm lò

Khi đào lò dọc vỉa đến giới hạn của vỉa tacũng tiến hành đào thượng cắt để thông gió và tạo lò chợ ban đầu cho tầng III.Theo mức độ khai thác tầng thứ III, chúng ta đào sâu giếng đến mức

CHƯƠNG II: MỞ VỈA

I PHƯƠNG ÁN I: “Mở vỉa bằng cặp giếng đứng từ mức +75÷−¿350m

kết hợp với lò xuyên vỉa tầng”

 Sơ đồ mở vỉa và bình đồ mở vỉa (Hình vẽ)

 Trình tự đào lò như sau:

Tại vị trí lò xuyên vỉa mức -31 gặp vỉa than ta tiến hành đào lò dọc vỉa sang

2 cánh của ruộng mỏ đến hết giới hạn của vỉa ta đào lò thượng cắt từ mức +75 đến -31 với chiều dài theo theo hướng dốc là 170m, để tạo lò chợ ban đầu

Theo mức độ khai thác tầng thứ nhất, chũng ta đào sâu giếng đến mức -137 (mức -31 ÷ -137m)

Để chuẩn bị cho tầng II, công tác khai đào tương tự như mức +75 ÷ -31, với

chiều dài lò xuyên vỉa tầng là 1993m Khi đào lò dọc vỉa đến giới hạn của vỉa tacũng tiến hành đào thượng cắt để thông gió và tạo lò chợ ban đầu cho tầng III.Theo mức độ khai thác tầng thứ III, chúng ta đào sâu giếng đến mức -243÷-350

Để chuẩn bị cho tầng IV, công tác đào tương tự như tầng 1, với chiều dài lò xuyên vỉa tầng 1884m Khi đào lò dọc vỉa đến giới hạn của vỉa ta cũng iến hànhđào lò thượng cắt để thông gió và tạo lò chợ ban đầu cho tầng IV

 Công tác thông gió

Trạm quạt chính đặt ở giếng phụ, gió được đẩy qua lò xuyên vỉa tầng tới các

lò dọc vỉa vận tải bên lò chợ, gió bẩn được thoát ra ngoài nhờ giếng chính

 Công tác vân tải

Than từ lò chợ qua máng trượt xuống lò song song chân, qua phỗng rót xuống gòng ở lò dọc vỉa, được tàu kéo qua lò xuyên vỉa ra đến hố cấp liệu bằng thùng skip ở giếng chính vận tải than ra ngoài.

 Công tác vận chuyển vật liệu

Vật liệu tập kết tại cửa giếng phụ, bằng thùng cũi đưa vật liệu xuông sân giếng, rồi vận chuyển qua lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa tới các lò chợ

 Công tác thoát nước

Tất cả các đường lò xuyên vỉa, dọc vỉa được thiết kế có độ dốc là 5oo o đảm bảo cho nước tự chảy trong khu khai thác qua rãnh nước bên hông lò ra hố thu nướcđược bố trí tại sân ga giếng phụ, tại đây được các bơm bơm nước ra ngoài

Bảng I: Bảng thống kê khối lượng đào lò phương án I

II Phương án II: Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng từ mức +75 ÷−¿350m

kết hợp với lò xuyên vỉa mức

 Sơ đồ mở vỉa và bình đồ (hình vẽ)

 Trình tự đào lò như sau:

Từ mặt bằng mức +80 gần cửa lò +75 hiện có của mortieens hành đào cặp giếngnghiêng: Giếng nghiêng chính dốc 16° đào từ mức +80 đến mức -137 chiều dài giếng là 509m và tại mức -137 xây lắp bunke(4) Giếng nghiêng phụ dốc 25°

đào từ mức +80 đến mức -137 chiều dài giếng phụ 378m Từ cặp giếng trên tiến hành đào hệ thống sân ga, hầm trạm mức -137 có thể thông qua sản lượng của mỏ là 2,1 triệu tấn/năm Từ sân ga mức -137 đào đường lò xuyên vỉa vận tải (3.1) đồng thời tận dụng đường lò xuyên vỉa mức +75 (3.2) làm mức thông gió Khi các lò xuyên vỉa gặp vỉa than ta tiến hành đào về hai cánh của ruông

mỏ các lò dọc vỉa vận tải chính và lò dọc vỉa thông gió tại giữa của lò ta xây dưng chân ga sân ga chân lò thượng Từ sân ga đào đồng thời hai lò thượng song song với nhau ngược chiều dốc chính, phụ Để thuận tiện đào các lò

thượng khoảng cao 70 + 100m chúng được nối với nhau các lò nối sau đó tiếp tục xây dựng sân ga vận tải của tầng Từ sân ga đó đào về hai cánh của tầng lò dọc vỉa vận tải của tầng Khi các lò dọc vỉa đến biên giới của ruộng mỏ thì chúng được nối thông với nhau bằng thượng mở lò chợ sau đó đào lò song song

và họng sáo Nếu thượng mở lò chợ mở rộng thành buồng lắp ráp thì sẽ trở thành lò chợ việc bắt đầu ra than Để đảm bảo việc khai thác được ổn định thì khi tầng 1 bắt đầu khai thác thì cần chuẩn bị kịp thời tầng tiếp theo để kết thíc tầng 1 thì dải tiếp theo sẽ được bắt đầu

 Công tác thông gió

Trong qua trình đào lò chuẩn bị, sử dụng phương pháp thông gió cục bộ bằng các quạ cục bộ và ống gió vải

Khi mỏ đi vào sản xuất thông gió cho mỏ bằng các trạm quạt gió trung tâm Giósạch vào giếng phụ trục tải + 80 ÷ -137 sau đó qua lò xuyên vỉa dọc vỉa của các vỉa lên thông gió cho các lò chợ ở khu Trung tâm Gió thải từ các lò chợ qua các đường lò dọc vỉa thông gió mức + 75 qua lò xuyên vỉa thông gió mức +75

 Vận chuyển vật liệu

Vật liệu được chất vào các gòng chuyên chở vật liệu, tàu điện ắc quy kéo qua lò xuyên vỉa +75 theo dò dọc vỉa thông gió +75 cấp cho lò chợ

 Vận tải đất đá khi đào lò

Đất đá đào ở các lò xuyên vỉa và dọc vỉa mức -137 Được vận tải bằng tàu điện ắc quy, gòng 3 tấn, kéo về sân ga giếng mỏ, sau đó được trục tải giếng phụ kéo lên mặt bằng +80 , qua lật hông rot xuống ô tô chở ra bãi thải

 Công tác thoát nước

Nước chảy vào khai trường được thoát chủ yếu từ các địa tầng, các đường lò khai thác, một mặt do thẩm thấu từ mặt bằng sân công nghiệp xuống Tất cả cáclượng nước này đều theo rãnh nước, chảy vào hầm chưa nước sân ga -137 Việc

thoát nước cưỡng bức được thực hiện bằng trạm bơm nước mức -137 bơm lên mức +80.

Nước từ các lò chợ theo rãnh nước bê tông có lưu lượng nước thông qua là 100Đặt bên hông các đường lò dọc vỉa vận tải chính mức -137, rãnh nước có lưu lượng thông qua 100 ÷ 200 m3/h, từ rãnh nước của các đường lò vận tải nước chảy

về các đường lò chứa nước ở sân ga mức -137 qua rãnh nước đặt tại lò xuyên vỉa có lưu lượng nước thông qua là 400 m3/h và chảy vào hồ thu nước được bố trí

ở sân ga giếng phụ Tại đây nước được các máy bơm bơm ra ngoài

Bảng II: Bảng thống kê khối lượng đào lò phương án II

III Phương án IV: “ Mở vỉa bằng cặp giếng đứng từ mức + 75 ÷ -350 kết

hợp với lò xuyên vỉa mức -137 và -350.

 Sơ đồ mở vỉa và bình đồ mở vỉa (hình vẽ)

 Trình tự đào lò như sau:

Từ mặt bằng mức +80 gần cửa lò +75 hiện có của mỏ tiến hành đào cặp giếng đứng chính, phụ xuống vị trí -137.Từ cặp giếng trên tiến hành đào hệ thống sân ga,hầm trạm mức -137 có thể thông qua sản lượng của mỏ là 2,1 triệu

tấn/năm.Từ sân ga mức -137 đào đường lò xuyên vỉa vận tải(3.1),đồng thời tận dụng đường lò xuyên vỉa mức (+75) (3.2) làm mức thông gió.Khi các lò xuyên vỉa gặp vỉa than ta tiến hành đào về 2 cánh của ruộng mỏ các lò dọc vỉa vận tải chính 6 và dọc vỉa thông gió 6*, tải khoảng giữa của lò 6 ta xây dựng sân ga chân lò thượng,từ sân ga đào đồng thời 2 lò thượng song song với nhau ngược chiều dốc chính 5, phụ 5* Để thận tiện đào các lò thượng khoảng cao 70-100m chúng được nối với nhau các lò nối sau đó tiếp tục xây dựng sân ga vận tải của tầng.Từ sân ga đó đào về 2 cánh của tầng lò dọc vỉa vận tải của tầng 6’.Khi các

lò dọc vỉa đào đến biên giới của ruộng mỏ thì chúng được nối thông với nhau

bằng thượng mở lò chợ 9,sau đó đào lò song song 8,họng sáo 7.Nếu thượng mở

lò chợ mở rộng thành buồng lắp ráp thì sẽ trở thành lò chợ việc bắt đầu ra than.Để đảm bảo việc khai thác được ổn định thì khi tầng 1 bắt đầu khai thác thìcần chuẩn bị kịp thời tầng tiếp theo để kết thúc tầng 1 thì dải tiếp theo sẽ được bắt đầu

 Công tác thông gió

Trong quá trình đào lò chuẩn bị,sử dụng phương pháp thông gió cục bộ bằng các quạt cục bộ và ống gió thải

Khi mỏ đi vào sản xuất thông gió cho mỏ bằng các trạm quạt trung tâm.Gió sạch vào qua giếng phụ trục tải +80 đến -137 sau đó dào lò xuyên vỉa dọc vỉa của các vỉa lên thông gió cho các lò chợ khu trung tâm ,gió sạch từ các lò chợ qua các đường lò dọc vỉa thông gió mức +75 qua lò xuyên vỉa thông gió mức +75 ra ngoài mặt đất

 Công tác vận tải

 Vận tải than

Than vận tải trong lò chợ bằng máng trượt ra lò song song bằng máng cào, ởcác lò dọc vỉa vận tải bằng tàu điện ắc quy,goong 3 tấn kéo về giếng mỏ rót vào bun ke chứa than giếng chính trục tải sau đó vận tải lên mặt bằng mức +80 qua giếng chính

 Vận chuyển vật liệu

Vật liệu được chất vào các goong chuyên chở vật liệu,tàu điện ắc quy kéo qua lò xuyên vỉa +75,theo lò dọc vỉa thông gió +75 cấp cho lò chợ

 Vận tải đất đá khi đào lò

Đất đá đào ở các lò xuyên vỉa và dọc vỉa mức -137,được vận tải bằng tàu điện ắc quy,goong 3 tấn,kéo về sân ga giếng mỏ,sau đó được trục tải giếng phụ kéo lên mặt bằng +80 quang lật hông rót xuống ô tô chở ra bãi thải

 Công tác thoát nước

Nước chảy vào khai trường được thoát ra chủ yếu từ các địa tầng,các đường lò khai thác,một mặt do thẩm thấu từ mặt bằng sân công nghiệp xuống.Tất cả lượng nước này đều theo rãnh nước chảy vào hầm chứa nước sân ga -106,việc thoát nước cưỡng bức được thực hiện bằng trạm bơm mức -137 bơm lên mức +80

Nước từ các lò chợ theo rãnh nước bê tông có lưu lượng nước thông qua là 100

m3/h đặt bên hông các đường lò dọc vỉa,lò thượng xuống rãnh nước bê tông đặt trong đường lò dọc vỉa vận tải chính mức -137,rãnh nước có lưu lượng thông

qua từ 100-200m3/h, từ rãnh nước của các đường lò vận tải nước chảy về các đường lò chứa nước ở sân ga mức -137 qua rãnh nước đặt tại lò xuyên vỉa(3.1)

có lưu lượng nước thông qua là 400m3/h và chảy vào hố thu nước được bố trí ở sân ga giếng phụ ,tại đây được các máy bơm bơm ra ngoài

Bảng III: Bảng thống kê khối lượng đào lò phương án III

1 Phương án I - Chiều dài giếng

nhỏ

- Chi phí bảo vệ đường lò nhỏ

- Áp lực vào thân giếng không đáng kể

- 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 so vớigiếng nghiêng

- Giá thành đào giếnglớn hơn giếng nghiêng

2 Phương án II - Mở vỉa bằng

giếng nghiêng thi công không cần thiết bị

- Khi đào lò thượng trong đá sẽ gặp nhiều khó khăn

- Tiến đọ thi công

chuyên dùng

- Thiết bị vận tải

ở giếng nghiêng đơn giản hơn giếng đứng

- Giá thành đào giếng rẻ hơn giá thành đào giếng đứng

- Tổ chức thi công đơn giản

chậm

- Công tác vận tải khó khăn

- Khó khăn trong công tác thông gió

3 Phương án III - Chiều dài giếng

nhỏ

- Chi phí bảo vệ đường lò nhỏ

- Áp lực vào thân giếng nhỏ khôngđáng kể

- Khối lượng đào

lò xuyên vỉa ít hơn phương án I

- Mở vỉa bằng giếng đứng thì giá thành

để sản xuất ra 1 tấn than lớn

- Khi thi công giếng đứng cần thiết bị chuyên dùng, thiết

bị vận tải phức tạp

- Giá thành đào giếnglớn hơn giếng nghiêng

- Tổ chức thi công khó khăn hơn nhiềugiếng nghiêng

- Thời gian đưa mỏ vào sản xuất chậm hơn so với xuyên vỉa tầng

 So sánh kĩ thuật giữa các phương án

Qua phân tích ưu nhược điểm của 3 phương án trên ta thấy về mặt kỹ thuật phương án I có nhiều ưu điểm hơn phương án II và III như chiều dài giếng nhỏ, chi phí bảo về lò nhỏ, áp lực lên than giếng nhỏ Mặt khác, phương pháp dùng giếng đứng đang được áp dụng phổ biến hiện nay

Từ những phân tích trên ta thấy về mặt kỹ thuật thì phương án I “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng mức +75 ÷ -350 kết hợp với lò xuyên vỉa tầng” cho cụm vỉa than.

V So sánh các phương án mở vỉa về mặt kinh tế

Để so sánh về mặt kinh tế của 3 phương án ta chỉ so sánh các chỉ tiêu khác nhau còn các chỉ tiêu giống nhau thì ta không cần so sánh

1 Chi phí chống lò

Chi phí chống lò được xác định theo công thức sau:

C i=L i k i ;đồng

Trong đó: L i(m): chiều dài đường lò cần đào thứ i

k i(đồng/m): Đơn giá 1m lò i

Chi phí đào lò cho từng phương án được trình bày trong bảng sau

Bảng I: Bảng chi phí đào lò phương án I

công trình

Đào trong

Vỏ chống

L dl Đơn giá

106 đ/m

Thành tiền

Đào tron g

Vỏ chống

L dl Đơn giá

106 đ/m

Thành tiền

Đào tron g

Vỏ chống

L dl Đơn giá

106 đ/m

Thành tiền

2 Chi phí bảo vệ đường lò

Do các đường lò tồn tại trong suốt qua trình khai thác để đảm bảo cho quá trình khai thác được thuận lợi và an toàn thì các đường lò được duy trì bảo vệ

Chi phí bảo vệ được tính như sau:

R i=r i l i t i ;đồng

Trong đó: r i : đơn giá bảo vệ 1 mét lò i trong 1 năm

l i : chiều dài đường lò i cần bảo vệ

t i : Thời gian tồn tại của đường lò i cần bảo vệ

Chi phí bảo vệ đường lò từng phương án được trình bày trong các bảng sau:

Bảng I : Chi phí đào lò phương án I

bảo vệ (năm)

Chiềudài(m)

Đơn giá

106 năm

Bảng II: Bảng chi phí đào lò phương án II

bảo vệ(năm)

Chiềudài(m)

Đơn giá

10 6 năm

Tổng: 4137,04

Bảng III: Bảng chi phí đào lò phương án III

bảo vệ(năm)

Chiềudài(m)

Đơn giá

106 năm

Trong đó: A m: sản lượng mỏ; A m=2,1triệu tấn

l i : chiều dài đường lò i; km

t i : thời gian vận tải ở đường lò I; năm

C i : đơn giá vận tải ở đường lò I, đồng

Chi phí vận tải từng phương án được trình bày trong các bảng sau:

Bảng I: Bảng chi phí vận tải phương án I

năm)

Chiều dài (km)

Đơn giá

10 3đ/T.km

Thành tiền(106

năm)

Chiều dài (km)

Đơn giá

10 3đ/T.km

Thành tiền(106đồng)

năm)

Chiều dài (km)

Đơn giá

103đ/T.km

Thành tiền(106đồng)

Vậy tổng chi phí của các phương án

Bảng tổng chi phí của các phương án

Chi phí bảo vệ(106đồng)

Chí phí vận tải(106đồng)

Tổng(106đồng)

Qua phân tích tính toán 3 phương án mở vỉa ta rút ra được kết luận sau:

 Sau khi so sánh về mặt kinh tế thì chi phí phương án II>III>I

 Xét về mặt kỹ thuật đã nêu của 4 phương án ta thấy: Phương án I có nhiều ưu điểm hơn các phương án trên

 Đặc biệt về mặt tổ chức thi công, trình độ tay nghề của công nhân tham gia thi công phương án I là thuận lợi hơn rất nhiều so với 2 phương án còn lại

 Vậy ta chọn phương án I làm phương án mở vỉa hợp lý cho cunmj vỉathan mức +75 đến mức -350

VII Thiết kế thi công đào lò mở vỉa

Do giới hạn của đồ án nên ta chỉ thiết kế thi công đào lò cho một đường

lò Do vậy trong mục này ta tiến hành thiết kế thi công cho đường lò bằng xuyên vỉa mức -137, còn các đường lò khác tính toán tương tự

a Chọn hình dạng tiết diện đường lò và vật liệu chống

Căn cứ những đăc điểm đất đá trong khu vực và điều kiện địa hình cũng như phương pháp mở vỉa đã nêu trên Ta chọn hình dạng tiết diện đường lò là hình dạng tiết diện hình vòm 3 tâm để thiết kế Ta thấy hình dạng này rất phù hợp và thuận lợi cho thiết kế

Chọn kết cấu chống là vòm 3 tâm, vật liệu chống lò là thép lòng mángCBП27.

b Xác định kích thước tiết diện lò xuyên vỉa -137

Thiết bị vận tải ở lò bằng xuyên vỉa chính là tiết diện cần vẹt 14KP-2

và gòng 3,3 tấn VG-3,3

Bảng đặc tính kỹ thuật tàu điện cần vẹt 14KP-2

Chiều dài(m)

Chiều cao(m)

Trọnglượng bảnthân (T)

Cỡ đường(m)

A- Chiều rộng thiết bị vận tải: A= 1350mm

n- chiều rộng lối đi lại: n=1200mm

c- khoảng cách an toàn giữa các thiết bị chuyển động ngược chiều nhau, c=400mm

k- số đường xe trong lò, lò 2 đường xe thì k=2

Suy ra: B= 2.1,35+0,4+1,2+0,4=4,7(m)

 Chiều cao của đường lò

- Chiều cao thiết bị vận tải, h=1,55m

- Góc tiếp tuyến của phần vờm tại vị trí tính toán, β=15°

- Chiều cao kiến trúc đường xe, h dx= h d+h r

h d – chiều dày lớp đá balat dải đường, h d=190 mm=0,19 m

h r – chiều cao ray, chọn ray P-24 có h r=160 mm=0,16 m

- Chiều cao của đường lò: h dl=1,5+2,45=3,95 m

- Chiều rộng đường lò ngoài khung chống:

B ng=B t+2(d+h ch) ;m

Trong đó

d- chiều dày khung chống thép CBП-27, d=0,123m

h ch- chiều dày tấm chèn (chọn tấm chèn bằng bê tông), h ch=0,05 m

c Diện tích của đường lò

- Diện tích trong khung chống:

S= π R2

2 +B t h t ;m

2

Trong đó:

B t− ¿ chiều rộng bên trong khung chống ở mức nền lò; B t=4,9 m

h t− ¿ chiều cao tường của vòm; h t=1500 mm=1,5 m

R−¿ bán kính vòm của cột; R=2450 mm=2,45 m

B ng− ¿ chiều rộng đường lò ngoài khung chống; B ng=5,246 m

h t− ¿ chiều cao tường của vòm,; h t=1,5 m

R ng− ¿ bán kính của vòm ngoài khung chống; R ng=2,623m

μ- hệ số giảm tiết diện; μ=0,95

A- Sản lượng cần được thông gió trong 1 ngày đêm

A=2,1 106

300 =7000 ;

tấn ng−đ

γ- trọng lượng thể tích của đá nóc; γ=2,6 T /m3

Như vậy: P n=3,96 ;T /m3

 Áp lực đất đá tác dụng lên hông đường lò

Áp dụng theo công thức của Tximbarevich:

lò xuyên vỉa là khung chống thép hình vòm, thép lòng máng của Liên Xô có mã hiệu CB π- 27.

 Xác định bước chống lò

- Khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 vì chống cạnh nhau là :

L max=[P vx] f

4 a2 γ Trong đó:

[P v x] :khả năng mang tải của vì thép Với vì chống lòng máng CBTI -27 thì P=11T/vì

VIII Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò chuẩn bị (Bản vẽ)

Đồ án chọn đường lò xuyên vỉa hai đường xe để thiết kế đào

Sơ đồ thi công phối hợp trong 1 chu kỳ đào lò chuẩn bị bao gồm những công việc sau :

− ¿Phá vỡ đất đá

Bảng II 23 Bảng đặc tínhkỹ thuật của thuốc nổ AH−1

6 Đường kính thỏi thuốc mm 36

7 Trọng lượng thỏi thuốc Kg 0,2

8 Chiều dài thỏi thuốc M 0,2

-Đường kính của mũi khoan 45 ,mm

Nguồn cung cấp khí nén cho máy khoan , búa chèn và giá đỡ làm việc là trạm khí nén trung tâm tại mặt bằng +75

4.Chọn máy nổ mìn

Đồ án chọn máy nổ mìn KBII – 1/100M có các chỉ tiêu thông số sau :

- Đ iện trở tối đa của mạng điện nổ mìn 400

- Giá trị cực đại xung lượng phát hỏa 3.10-3 A2 S

- Thời khoảng cửa xung 3÷ 3,5 m/s

- Điện thế của các tụ điện bộ nạp 600V

- Điện dung của các tụ điên 8μF

- Số kíp cực mức nối tiếp nổ đồng thời 100 cái

- Thời gian chuẩn bị đưa máy vào hoạt động 10 S

- Kích thước dài × rộng × cao : 170× 108× 100 mm

- Trọng lượng 2,0 kg

-VIII.2 Tính toán các thông số nổ mìn

1 Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị

-Chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn cho lò xuyên vỉa -137 với diện tích đào Sd =18,6

m2 được xác định bởi công thức thực nghiệm của Pocrovki:

e: hệ số xét tới sức công nổ của thuốc e=380P =1,46

P : sức công nổ của thuốc nổ AH –I,P =260 , cm2

V:hệ số sức cản của đất đá :V=6,5 /√S d=6,5/√18,6 =1,5 m

Sd: diện tích đào của đường lò : Sd=18,6, m2

→ q=0,5.1,2.1,5.1,46.0,95 =1,489 , kg / m3

2.Chi phí thuốc nổ cho 1 chu kỳ

Lượng thuốc nổ phải chi cho 1 chu kỳ được tính theo công thức :

Q =q Sd.c.l kg (II.19)

Trong đó : c: hệ số sử dụng lỗ mìn :c=0,8

q : chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị : q = 1,489 , kg/m3

Sd: diện tích đào đường lò : Sd = 18,6 m

l : chiều dài lỗ khoan tính theo công thức thực nghiệm :

l=( 0.5÷ 0,75).√S d , Chọn l= 0,5 ,√S d =0,5.√18,6=2,1 m → Q=46,8 kg

3.Xác định số lỗ mìn trên gương

* Nhóm lỗ mìn tạo biên : N=P−B ng

b +1 (II.20) Trong đó : P : chu vi đường lò ngoài khung chống

P=C.√S d= 3,86 √18,6=16,6 m

C:hệ số phụ thuộc vào hình dạng đường lò

Với đường lò hình vòm :C =3,86

Sd : diện tích đào đường lò , Sd =18,6 m2

Bng: chiều rộng đường lò ngoài khung chống : Bng :5,246 ,m

B: khoảng cách giữa các lỗ mìn tạo biên b =0,4÷ 0,6 .Chọn b= 0,6 m

→ Nb =20 lỗ

*Nhóm lỗ mìn tạo rạch và công phá : N=q S d−N p γ b

γ t , lỗ (II.21)Trong đó : Lượng thuốc nổ nạp trung bình trên 1m lỗ khoan tạo biên

γb= 0,785 d b2.∆.k1.ab , kg/m

Với db : đường kính thỏi thuốc .db =0,036 ,m

∆ : mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc : ∆ =1100 , kg/m3

k1: hệ số phân bố ứng suất phụ thuộc vào hệ số công nổ : k1= 0,65

ab : hệ số nạp thuốc cho các lỗ mìn biên ab= 0.65

→Nhóm lỗ mìn pha : Nf=32-4= 28 lỗ Trong đó lỗ mìn bố trí một lỗ mìn để tạo rãnh nước

*Tổng số lỗ mìn trên gương là : N= Nb+Nr,p= 20+32= 52 lỗ

4 Lượng thuốc nổ , cấu trúc lượng thuốc nổ và bua trong mỗi lỗ mìn

* Nhóm tạo rạch

+ Lượng thuốc nổ trong mỗi lỗ

qr=γr.lr=0,57 2,4=1,386 , kg

Trong đó : γr : lượng thuốc nạp trong 1 mét lỗ khoan tạo rạch :γ=0,57 kg/m

lr : chiều dài lỗ khoan tạo rạch : lr=ltb+15%ltb= 2,4 m

+Số thỏi thuốc trong mỗi lỗ : nr=q r

G r thỏiVới : Gt :trọng lượng thỏi thuốc , Gt=0,2 kg

nr=1,863/0,2=6,84 thỏi Lấy nr=7 ,thỏi

+Chiều dài nạp thuốc , lt=7.0,2=1,4 m

+Chiều dài nạp bua :lb= lr-lt-2.lpd=2,4-1,4-2.0,1=0,8 ,m

(lpđ – phân đoạn không khí , lấy lpđ=100 mm)

*Lượng thuốc nổ thực tế cho một lần nổ

Rđ:điện trở của dây dẫn chính : Rđ=Lđ.r ,Ω

Lđ:Chiều dài dây dẫn ,Lđ =300 m

r: điện trở suất của dây dẫn ,r=12.10-3 ,Ω m

n: số kíp mắc nối tiếp , n =49 , cái

Rr: điện trở của kíp nổ Rr=3Ω

R=150,6 Ω

Dòng điện đi qua kíp I=E R ,A

Tên chỉ tiêu Đơn vị Số lượng

1 Diện tích tiết diện gương lò m2 18,6

2 Hệ số kiên cố của đất đá f 6

3 Số lượng lỗ khoan 1 chu kỳ Lỗ 52

4 Tổng chiều dài lỗ khoan 1 chu kỳ m 110,4

7 Lượng thuốc nổ trong 1 chu kỳ kg 58,72

8 Lượng kíp trong 1 chu kỳ Cái 52

10 Chi phí kíp nổ cho 1 m lò Cái 26

11 Chi phí thuốc nổ cho 1 m lò kg 27,96

12 Khối lượng đất đá 1 chu kỳ m3 43,75

Bảng II-25 :Bảng lý lịch nổ mìn

lỗ mìn

nghiên

g lỗmìn( độ

Chiều sâu lỗ mìn (m)

Lượng thuốc

nổ 1 lỗ ( kg)

Chiều dài nạpthuốc (m)

Chiều đứng

Chiều bằng

VIII.3 Khối lượng các công việc

VIII.3.1 Công tác xúc bốc vận tải

Công tác xúc bốc vận tải là công việc mất rất nhiều thời gian và ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất lao động và tốc độ đào lò Để nâng cao công tác đào lò đồ án chọn biện pháp xúc bốc bằng máy với khối lượng xúc bốc 1 chu kỳ cho diện tích đào lò Sđ= 18,6 m2 ,Lck= 1,6 m và khối lượng đất đá là 43,75 m3

1 Lựa chọn máy xúc

Căn cứ vào khối lượng xúc bốc 1 chu kỳ , chọn máy xúc bốc đát đá có mã hiệu 1THTH-5 có đặc tính kỹ thuật sau :

Bảng II-26 Bảng các thông số kỹ thuật của máy xúc 1THTH-5;

STT Các thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng

10 Kích thước máy ( dài : rộng : cao ) m 7,4 :1,4: 1,6

2 Sô goòng cần thiết cho 1 chu kỳ

VIII.3.2 Công tác thông gió

Để đảm bảo người và thiết bị làm việc trong gương lò thì công tác thông gió là

1 khâu quan trọng đối với hầm lò Với mục đích cung cấp đầy đủ và kịp thời lưu thông gió cho công nhân làm việc cũng như giảm nồng độ bụi tới mức an toàn , đảm bảo an toàn nồng độ cháy nổ khí mỏ , Ta tiến hành thông gió cho mỏ bằng quạt cục bộ Áp dụng phương pháp thông gió đẩy , sơ đồ thông gió đẩy sơ bộ chọn ống gió bằng vải cao su có đường kính 600 mm Quạt gió đặt cách đường lò thông gió tối thiểu 10 m Khoảng cách từ miệng ống gió tới gương lò phải đảm bảo L≤4

√14,6=15m Ta chọn L=12 m

Hình vẽ

Hình II.11: Sơ đồ thông gió xuyên vỉa vận tải

Để đảm bảo cho gương lò luôn có gió sạch , đảm bảo cho nồng độ bụi , khí nổ ở giới hạn cho phép ta tính toán lựa chọn theo các yếu tố sau :

*Theo lượng thuốc đồng thời lớn nhất , Qs :

Qs =2,25

T √A × b ×V2× φ

p2 m3/p

Trong đó :

T: Thời gian thông gió tích cực ( T =30 phút )

A: Lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất ( A = 58,72 kg)

b: Lượng khí độc sinh ra khi nổ 1 kg thuốc

b= 0,04(m3/kg)=40 , lít /kg

V: Thể tích đường lò thông gió V=Ssd×l

l: Chiều dài đường lò , lấy trung bình l = 140m

Ssd: Tiết diện sử dụng lò chuẩn bị S= 16,8 m2

¿Theo số người làm việc đồng thời đông nhất (Qng): Qng=4× n , m3/ph

Trong đó : n :người làm việc đồng thời đông nhất ( n=12 người )

4: Tiêu chuẩn gió sạch cho 1 công nhân trong lò (4 m3/ph)

Thay số vào tính được : Qng=60× V× S sd, m3/ph

S: Tiết diện sử dụng lò chuẩn bị S=168 ,m2

V: Tốc độ gió tối thiểu qua lò chuẩn bị theo quy chuẩn (V= 0,25 m/s)

Thay số vào ta tính được : Qg = 252 m3/ph hay Qg= 4,2 m3/s

Căn cứ vào kết quả lưu lượng gió tính toán trên ta chọn quạt cục bộ loại CBM-6M

có các đặc tính kỹ thuật :

- Kích thước ( dài : rộng : cao ) 1,541: 960 :950

+ Vị trí đặt quạt : quạt gió phải đặt ở luồng gió sạch ở ngoài cửa lò với khoảng cách 4 √S ( khoảng cách 10 mét ) Khi lò vào sâu thì ta mắc quạt nối tiếp với nhau

để đảm bảo thông gió tốt cho gương lò

VIII.4 Thoát nước

Khu vực thiết kế có lượng nước thay đổi theo mùa Toàn bộ thoát ra từ lò xuyên vỉa chảy về sân ga đến bể chứa ở giếng phụ , ở đây nước được bơm lên mặt đất bằng hệ thống bơm Tại lò xuyên vỉa ta đào rãnh nước là hình thang Rãnh được khai thông thường xuyên

VIII.5 Công tác chống lò

Sau khi nổ mìn xong thì tiến hành công tác chống lò theo trình tự sau :

- Sửa gương cạy đá om

- Xúc bốc đất đá ở gương lò

- Lên xà, bắt gông giằng nóc lò , cài chèn nóc

- Dựng cột ,bắt gông nối vì chống , cài chèn hông , đánh văng giữa các vì chống

- Căn đào rãnh nước

- Lắp đăỵ đường xe tạm

VIII.6 Các công tác phục vụ cho đào lò chuẩn bị

1.Công tác lắp đặt đường sắt tạm thời

Sau mỗi chu kỳ bốc xúc thì phải nối dài tuyến đường sắt đến gương công tácnối lắp ghép đường sắt tạm thời được tiến hành bằng các ray ngắn , dùng ray P24 có

chiều dài từ 2÷ 3 m đóng định vị vào các tà vẹt , công việc nối ray này được thực hiện thủ công Khi đầu tàu chở các thanh ray này xuống và đầu nối tiếp vào đường ray đang đi các thanh tạm thời cứ nối tiếp đến khi chiều dài đường lò đủ ray chính thì thôi

2.Lắp đặt ray chính

Việc lắp đặt ray cố định phụ thuộc vào chiều dài các thanh ray tạm thời , sau

đó vận chuyển đá lót đường lót tạm ra rải đá lót đá lót có đường kính 4 ×6

,khi rải xong đá lót ta tiếp tục đặt ray chính lắp bu long chặt chẽ đóng tà vẹt chắn đường ray mắc phải đảm bảo độ dốc ra ngoài cửa lò 2÷ 5 %

3.Công tác thoát nước

Nước trong quá trình thi công đào lò chuẩn bị , được chảy về hầm chứa nướcsân ga giếng nghiêng bằng hệ thống rãnh nước bê tong cốt thép đúc sẵn Sau đó được bơm cưỡng bức lên mặt bằng + 75 chảy xuông Lép Mỹ

4 Công tác cung cấp khí nén

Trong quá trình thi công đào lò chuẩn bị , các thiết bị sử dụng khí nén như : Búa khoan , búa căn được khí từ trạm khí trung tâm tại mặt bằng cửa lò xuyên vỉa +75 hoặc từ các máy khí nén di động

VIII.7 Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ lò chuẩn bị

VIII.7.1 Tính toán khối lượng công việc cho 1chu kỳ đào lò

-Hao phí lao động

Nt=V t

H t , người – ca Trong đó :

Vt : khối lượng công việc thứ i

Ht : định mức làm việc thứ i

Nt : Số người cần thiết để hoàn thành công việc thứ i người

Đơn vịđịnhmức

Hao phílaođộng

Để thuận lợi trong quá trình thi công thì mỗi công nhân phải có tay nghề đa năng

để hỗ trợ nhau hoàn thành công việc trong chu kỳ Đội thợ gồm 30 người được chia làm 3 ca, mỗi ca 10 người thực hiện 2 vỉ, bước chống 0,8m/vỉ với hệ số vượt mức như sau:

Ni : số người cần thiết cho công việc thứ i

N’i : số người bố trí làm công việc thứ i

T ca = 8 giờ thời gian làm việc 1 ca

∝= T CK−T P

T ca

TP : là hệ số kể đến thời gian không định mức : TP = 1 giờ

TCK : Thời gian một chu kỳ , TCK = T ca = 8 , giờ

T ng : Thời gian ngừng nghỉ trong một chu kỳ

có nhiều ưu điểm hơn Phương án II, Phương án III, Phương án IV.

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG KHAI THÁC

I Lựa chọn hệ thống khai thác

Hiện nay có rất nhiều hệ thống khai thác được áp dụng tại các mỏ hẩm lò Việt Nam dưới dạng chính là hệ thống khai thác gương lò ngắn và các hệ thống khai thác gương lò chợ dài

Căn cứ vào điều kiện địa chất vỉa than , có thể thiết kế áp dụng các hệ thống khai thác sau :

a , HTKT liền gương lò chợ tầng , bám trụ thu hồi than nóc

b ,B HTKT cột dài theo phương lò chợ tầng , bám trụ thu hồi than nóc

I 1 Hệ thống khi thác liền gương lò chợ tầng , bám trụ thu hồi than nóc

Từ lò song song chân và lò song song đầu đào các họng sao Lắp đặt các thiết bị khai thác vào lò chợ và bắt đầu khai thác Tiếp tục đào lò dọc vỉa vận tải và dọc vỉathông gió, khoảng cách giữa các gương lò chợ với gương lò đang đào từ 60÷70m Hướng dịch chuyển lò chợ từ trung tâm ra biên giới ruộng mỏ.

I.1.4 Công tác vận tải và thông gió

1 Công tác vận tải

Than khai thác được từ lò chợ vào lò song song chân qua họng sáo 9 để xuống lò dọc vỉa vận chuyển 3 chất lên goòng theo đường lò xuyên vỉa vận tải 1 ra giếng đứng và trục tải ra ngoài

2 Công tác thông gió

Gió sạch đi theo là xuyên vỉa vận tải 1 qua lò dọc vỉa 3, qua họng sáo 9 đến

lò song song chân 5 cung cấp cho lò chợ 7

Gió bẩn từ lò chợ lên lò song song đầu qua cúp thông gió đi theo lò dọc vỉa thông gió ra xuyên vỉa thông gió và ra ngoài theo giếng thông gió

I.2.Hệ thống khai thác cột dài theo phương lò chợ tầng, bám trụ thu hồi than nóc

I.2.1 Phạm vi ứng dụng

Sử dụng cho các vỉa có chiều dài trung bình dốc thoải nghiêng, có góc dốc nhỏ hơn 40o.

I.2.2 Sơ đồ hệ thống khai thác.( Hình vẽ)

I.2.3 Công tác chuẩn bị

Trên mức vận tải đào lò dọc vỉa vận tải 3 đến mức biên giới tầng, trên mức thông gió đào lò dọc vỉa thông gió 4 đến mức biên giới của tầng, Tại biên giới của tầng từ lò dọc vỉa vận tải 3 đào lò cắt than đầu để mở lò chợ Từ lò cắt ban đầu đào lò song song chân 6 ( được đào đồng thời với công tác khai thác để giảm chi phí bảo vệ lò và thuận lợi cho thông gió) và họng sáo Lắp đạt thiết bị khai thác vào lò chợ Kết thúc công tác chuẩn bị bước vào khai thác

I.2.4 Công tác vận tải và thông gió

1 Công tác vận tải

Than khấu được từ lò chợ tới lò song song chân rót xuống họng sáo đến

lò dọc vỉa vận chuyển tầng đến lò xuyên vỉa vận tải qua giếng đứng chính

ra ngoài

2 Công tác thông gió

Gió sạch từ giếng đứng phụ vào lò xuyên vỉa vận tải đến dọc vỉa vận chuyển qua họng sáo tới cung cấp cho lò chợ

Gió bẩn từ lò chợ đi theo lò dọc vỉa thông gió ra lò bằng thông gió ra ngoài

I.3.Lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý

Để lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý ta tiến hành so sánh ưu nhược điểm của từng hệ thống

Bảng III.2: Bảng so sánh hai hệ thống khai thác

Stt Các đặc điểm Hệ thống khai thác liền

-Điều kiện thông gió khi đào chuẩn bị thuận lợi-Có khả năng sử dụng đất

- Có khả năng thăm dò bổ sung điều kiện địa chất khoáng sản như điều kiện thế nằm, góc cắm, tính cơ lý

- Chi phí bảo vệ nhỏ do đường lò chuẩn bị không

đá trong quá trình đào lò đểchèn lấp khu đã khai thác

nằm trong vùng đã khai thác

- Tổn thất than nhỏ vì không phải để lại trụ bảo vệ

- Rò gió nhỏ vì gió sạch không đi vào khu vựa khai thác

- Điều kiện áp lực đơn giản

2 Nhược điểm - Chí phí bảo vệ lò lớn

- Tổn thất than lớn do phải

để lại trụ bảo vệ

- Rò gió lớn do gió sạch đivào các đường lò đã khaithác

- Không có khả năng thăm

dò địa chất bổ xung

- Điều khiển áp lực phức tạp hơn

- Khối lượng đào lò ban đầu lớn, thời gian bướcvào sản xuất lâu hơn

- Điều kiện thông gió khiđào lò chuẩn bị không thuận lợi

Kết luận:

Qua bảng so sánh trên ta thấy về mặt kỹ thuật thì hệ thống cột dài theophương lò chợ tầng có nhiều ưu điểm nổi bật hơn so với hệ thống khai thác liền gương lò chợ tầng Do vậy đồ án này ta chọn hệ thống khai thác cột dai theo phương lò chợ tầng để áp dụng khai thác cho vỉa (G13)

II Các thông số của hệ thống khai thác

Trong phần mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ đã đề cập xác định thông xác cho cả khu Trung tâm, trong giới hạn phần khai thác này, đồ án chỉ tính toán khai thác cho vỉa (G13), khu Trung tâm từ mức +10 đến mức -300 với các thông số sau:

II.1 Xác định chiều dài lò chợ và kiểm tra chiều dài lò chợ

1 Chiều cao theo hướng dốc của tầng

Hd= sinα h , m (III.1)

Trong đó :

h : chiều cao theo phương thẳng đứng của tầng

α: góc dốc của vỉa than , α= 30o

thay số vào công thức (III.1) ta được:

Hd= sin 30°52 = ¿ 104 m

Str =cos∝

5 .√Ho Lc f ξ, m (III.3)Trong đó :

Ho: là chiều sâu khai tính từ mặt đất , m

α: góc dốc của vỉa, α= 30o

f : hệ số kiên cố của đá vách , f = 5ξ: Hệ số tính đến sự đồng nhất của than,ξ = 1Kết quả tính toán chiều dài lò chợ cho các tầng được trình bày ở bảng III.2

Bảng III.3 Chiều dài lò chợ của các tầng

T T

Tầng Chiều cao

thẳng đứng

H (m)

Chiều cao dốc

3.Kiểm tra chiều dài lò chợ theo điều kiện thông gió

Từ kết quả tính toán ở bảng III 2 ta lấy chiều dài lò chợ lớn nhất là 100m để kiểm tra

Áp dụng công thức :

L tg= 60.V n max .b m o φ k kk

ck r q m t c γ , m (III.4)Trong đó:

L tg :Chiều dài lò chợ cho phép đảm bảo điều kiện thông gió , m

Vmax : Vận tốc gió tối đa ở lò chợ cho phép , Vmax = 4 m/s

b : Chiều rộng của luồng khai thác , b=2,4 m

mo: Chiều cao lò chợ , mo=2,2 m

m1 :Chiều dày lớp khấu , m1=2,2 m

φ: Hệ số giảm tiết diện ngang lò chợ, φ = 0,9

k kk : Hệ số tính đến sự dịch chuyển của không khí ở sát lò chợ , k kk = 1,2

n ck : Số chu kỳ khấu trong 1 ngày đêm , n ck=1.

r:Tiến độ khấu 1chu kì, r=1,6m

q: Tiêu chuẩn không khí cho 1 tấn than khai thác trong 1 ngày đêm , mỏ hạng I nên q=1m3/phút

γ :Trọng lượng thể tích của than, γ=1,63 T/m3

c :Hệ số khai thác , c=0,9

Thay số vào công thức (III.4)ta được :

L tg=60.4 2,4 2,2.0,9 1,21.1,6 1.2,2 1,63 0,9= 265 (m)

Vậy chiều dài lò chợ L c=100m¿L tg=265 m →đảm bảo điều kiện thông gió

II.2 Số lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo sản lượng

1.Tổng chiều dài gương lò chợ hoạt động đồng thời

L= A m−A cb

V LC .∑p C ,m (III.5)

Trong đó :

A m:Sản lượng hằng năm của mỏ ,A =2100000 tấn/năm.

A cb:Sản lượng than lấy được từ lò chuẩn bị , A cb=(10 ÷ 15¿% A m.

V LC:Tiến độ dịch chuyển của gương lò trong 1 năm.

V LC=r n ck.N φ, m/năm (III.6)

r: Tiến độ lò chợ 1 chu kỳ , r=1,6 m;

n ck:Số chu kỳ trong 1 ngày đêm , n ck=1,

N: Số ngày làm việc trong năm , N=300 ngày

φ: Hệ số đến ngừng sản xuất do điều kiện khách quan,φ= 0,9

Thay số vào công thức (III.6) ta được:

N c = 785100 =7,85 (lò).

Để đảm bảo sản lượng ta lấy 8 lò chợ hoạt động đồng thời và 1 gương lò dự phòng

III Quy trình công nghệ khai thác.

Trước kia các mỏ than hầm lò chủ yếu khai thác thủ công,khấu gương bằngkhoan nổ mìn,sử dụng gỗ chống giữ lò chợ.Qua thực tế cho thấy các lò chợ chống

gỗ có năng suất lao động thấp,không gian làm việc và điều kiện thông gió khókhăn,chi phí gỗ cho 1 tấn than lớn.Đặc biệt về điều kiện bảo vệ môi trường,phươngpháp chống gỗ có ảnh hưởng xấu tới môi trường do phải chặt gỗ để làm vìchống.Do đó thời gian gần đây,các mỏ hầm lò đã từng bước áp dụng công nghệkhai thác mới theo hướng từng bước cơ giới hóa vào sản xuất nhằm giảm gỗ chốnglò,nâng cao sản lượng,nâng cao năng suất lao động và cải thiện điều kiện làm việccho người lao động

Công nghệ cơ giới hóa khai thác bằng các loại máy khấu liên hợp đi với các loại vì chống thủy lực được áp dụng rộng rãi ở các nước công nghiệp khai thác than phát triển.Phụ thuộc vào mức độ trang bị kĩ thuật các lò chợ dài thường được phân chia ra như sau:

Hệ thống khai thác cột dài theo phương chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực

di động áp dụng cho vỉa có chều dày từ 3-5m,góc dốc đến 450.Khấu than lò chợ bằng phương pháp khoan nổ mìn,điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hỏa toàn phần

Hệ thống cột dài theo phương chống giữ lò bằng cột thủy lực đơn,áp dụng cho vỉa có chiều dày đến 3,5 m,góc dốc đến 350.Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn,điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hỏa toàn phần

Hệ thống khai thác cơ giới hóa đồng bộ khấu than bằng com bai, chống lò bằng dàn chống tự hành,áp dụng tại các vị trí có chiều dày trung bình,góc dốc đến

35 0 đất đá vách và đá trụ ổn định và thuộc các lò chợ có trữ lượng lớn nhằm hạn chế chuyển diện lò chợ nhiều lần trong năm