Phần 2 của giáo trình Nguyên lí thiết kế mỏ hầm lò tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: xác định các tham số cơ bản của mỏ; thiết kế khu khai thác; lựa chọn và thiết kế sân ga hầm trạm;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Chƣơng XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MỎ Các tham số định lƣợng mỏ gồm cơng suất (A), tuổi mỏ (T), trữ lƣợng khống sản (Zcn), kích thƣớc theo phƣơng (S), kích thƣớc theo hƣớng dốc (H) Một số tham số có mối quan hệ đƣơng nhiên: Zcn = A T; Mối quan hệ đơn giản có ý nghĩa quan trọng thiết kế mỏ Từ quan hệ ta xác định số tham số khác: T = Z cn ; năm A 4.1 Công suất mỏ Cơng suất (A) (sản lƣợng) mỏ khối lƣợng khống sản khai thác đƣợc năm (T/năm ) Công suất mỏ tham số định lƣợng quan trọng cơng suất mỏ yếu tố định đến chi phí đầu tƣ xây dựng chi phí khác Khi cơng suất mỏ lớn chi phí đầu tƣ xây dựng tăng nhƣng chi phí khai thác cho trữ lƣợng lại giảm Công suất mỏ ảnh hƣởng tới tất tham số định tính định lƣợng sơ đồ công nghệ mỏ Các sơ đồ mở vỉa, vận tải, thơng gió, tổ hợp cơng nghệ sân cơng nghiệp Kích thƣớc giếng đƣờng lị, chủng loại công suất thiết bị mỏ Nhƣng công suất mỏ lớn thời gian xây dựng kéo dài, mỏ chậm đạt đƣợc công suất thiết kế theo kế hoạch không đạt đƣợc công suất thiết kế dẫn đến sử dụng vốn đầu tƣ xây dựng khơng có hiệu Ngƣợc lại công suất mỏ nhỏ thời gian tồn mỏ dài không đạt đƣợc tiêu tiên tiến kỹ thuật kinh tế, hiệu lợi nhuận xí nghiệp nhỏ Chính tốn xác định cơng suất mỏ đƣợc nhiều nhà khoa học có tên tuổi giới với nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu giải vấn đề 4.1.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến công suất mỏ 4.1.1.1 Đặc điểm điều kiện mỏ - địa chất Trữ lƣợng khoáng sản (Quy định theo thông tƣ số 60/2017/TT-BTNMT ngày 08 tháng 12 năm 2017 phân cấp trữ lƣợng tài nguyên khoáng sản rắn) yếu tố nằm vỉa than điều kiện để xác định cơng suất mỏ 66 Thơng thƣờng: Trữ lƣợng khống sản lớn, vỉa dày, dốc bằng, dốc thoải, độ chứa khí nhỏ, tính chất lý đất đá ổn định công suất mỏ lớn Ngƣợc lại cấu tạo địa chất phức tạp nhiều phay phá, đứt gẫy vỉa không ổn định làm cho chiều dài khu khai thác, chiều dài lị chợ bị hạn chế khơng thể giới hố cơng suất mỏ khơng thể lớn đƣợc 4.1.1.2 Khả kỹ thuật tổ chức Kỹ thuật công nghệ khai thác luôn phát triển làm cho cơng suất lị chợ, cơng suất khu khai thác không ngừng tăng theo phát triển khoa học kĩ thuật công nghệ Khả tổ chức bố trí dây chuyền cơng nghệ tổ chức sản xuất hợp lý đóng vai trị lớn ảnh hƣởng trực tiếp đến công suất mỏ 4.1.1.3 Điều kiện kinh tế quốc dân khu vực Tình hình kinh tế đất nƣớc yêu cầu phát triển toàn diện kinh tế quốc dân gắn liền với yêu cầu định tốc độ quy mô xây dựng mỏ Yêu cầu ảnh hƣởng lớn đến việc xác định công suất mỏ Điều kiện kinh tế khu vực ảnh hƣởng lớn việc xác định cơng suất mỏ: Ví dụ khu vực tiêu thụ than ít, điều kiện kinh tế khó khăn điều kiện mỏ - địa chất thuận lợi thƣờng nên xây dựng mỏ nhỏ trung bình trƣớc 4.1.2 Phƣơng pháp xác định công suất mỏ 4.1.2.1 Phƣơng pháp giải tích Căn vào điều kiện mỏ - địa chất, kỹ thuật công nghệ, khả kinh tế tổ chức để làm sở xác định Trƣớc để xác định công suất mỏ ngƣời ta thƣờng sử dụng công thức giáo sƣ Dviagin: Am C1 E.K1 ;tấn C1 k E.K Z cn (4.1) Trong đó: E- Hệ số hiệu tƣơng đối vốn đầu tƣ xây dựng bản; E = 0,1 C1, K1, K2, k- Các hệ số tính tốn theo số liệu thơng kê mỏ sản xuất theo thiết kế 67 - Hệ số cố định tính đến thay đổi tham số chi phí điều kiện cho, qua kết thống kê hệ số phụ thuộc vào sản lƣợng hàng tháng lò chợ theo quan hệ tuyến tính Qua cơng thức cho thấy tham số hầu nhƣ mang tính chất thống kê nên công thức không phản ánh đầy đủ đến điều kiện mỏ - địa chất (mói xét đến giá trị trữ lƣợng công nghiệp ruộng mỏ) Sự thay đổi chiều sâu khai thác, mức độ phức tạp điều kiện địa chất kiến tạo, số vỉa than ruộng mỏ, khoảng cách vỉa, chiều dầy vỉa… đồng thời yếu tố kinh tế, kỹ thuật công nghệ ảnh hƣởng lớn đền công suất mỏ nhƣng chƣa đƣợc đề cập đến trình khảo sát Để phản ánh đầy đủ điều kiện: Địa chất mỏ, trữ lƣợng công nghiệp, tăng chiều sâu khai thác, số lƣợng vỉa ruộng mỏ số vỉa khai thác đồng thời, tổng chiều dày vỉa than ruộng mỏ tổng chiều dày vỉa khai thác đồng thời, độ chứa khí, góc dốc vỉa sản lƣợng lị chợ công suất mỏ (trong giai đoạn sản xuất) xác định theo cơng thức: Am K t K v K s Z CN md K a ; tấn/năm mt Trong đó: Kt - Độ tin cậy sơ đồ cơng nghiệp mỏ, gƣơng lị, vận tải dƣới ngầm, trục tải, mặt mỏ Kv - Hệ số kể đến ảnh hƣởng số lƣợng vỉa, ruộng mỏ số vỉa khai thác đồng thời md - Tổng chiều dày vỉa khai thác đồng thời, m mt - Tổng chiều dày vỉa ruộng mỏ, m Ka- Hệ số tính đến độ sâu khai thác góc dốc vỉa Ks- Hệ số tính đến sản lƣợng điều kiện khai thác gƣơng lò chợ 4.1.2.2 Phƣơng pháp thống kê Sử dụng phƣơng pháp thống kê để xác định công suất mỏ khơng có tác dụng tính tốn khơng cho phép xác định giá trị định công suất mỏ mà xác định hiệu kinh tế công suất mỏ sở số liệu thông kê từ mỏ với công suất hoạt động khác cho hiệu kinh tế tƣơng ứng kết công suất mỏ đƣợc xác định phạm vi giá trị hợp lý 68 Cần phải lấy mỏ xây dựng cải tạo sản xuất ổn định thời gian 15 20 năm làm đối tƣợng nghiên cứu Các điều kiện mỏ - địa chất mỏ gần giống với mỏ thiết kế Số mỏ phải lấy cho trục hoành (trục ox, biểu thị giá trị cơng suất mỏ) có từ giá trị Phạm vi thay đổi công suất mỏ không nên rộng, số mỏ phải lấy từ 15 25 mỏ Tiêu chuẩn hiệu kinh tế biểu diễn trục tung (trục oy) lấy là: Vốn (suất) đầu tƣ xây dựng bản, giá thành hay suất lao động làm tiêu chuẩn tối ƣu Phƣơng pháp thống kê giải máy tính điện tử lập bảng để giải thủ công (nhƣ nghiên cứu Chƣơng 2) 4.1.2.3 Phƣơng pháp thị cấp Căn vào khả tiêu thụ, sử dụng, lực sản xuất khâu sản xuất mỏ mà cấp giao 4.2 Tuổi mỏ – giai đoạn phát triển mỏ 4.2.1 Tuổi mỏ Tuổi mỏ (năm): Là thời gian từ mỏ vào khai thác đảm bảo sản lƣợng thiết khai thác hết trữ lƣợng cơng nghiệp ruộng mỏ Tuổi mỏ có quan hệ với công suất mỏ trữ lƣợng công nghiệp T= Z cn ; năm A (4.2) Hiện mỏ than nƣớc giới thƣờng đƣợc thiết kế với công suất từ triệu tấn/năm Đối với mỏ nằm vùng trữ lƣợng lớn, điều kiện địa chất thuận lợi công suất đƣợc thiết kế từ 4,5 triệu tấn/năm với việc áp dụng công nghệ tiên tiến, đại đảm bảo tiêu suất lao động giá thành khai thác tốt Ở Việt Nam điều kiện địa chất khoáng sàng than phức tạp mỏ hoạt động phần lớn đƣợc xây dựng từ kháng chiến chống Pháp sản lƣợng mỏ dao động khoảng 300 600 nghìn tấn/năm Trong giai đoạn từ năm 1995 đến 2010 số mỏ đƣợc cải tạo để nâng công suất lên từ 1,5 2,0 triệu tấn/năm Đặc biệt năm gần số mỏ đƣợc thiết kế điều chỉnh nâng hoạt động với công suất lớn 2,5 triệu nhƣ Hà Lầm, Núi Béo, Vàng Danh, Khe Chàm 69 Từ quan hệ tuổi mỏ công suất mỏ nên ta tính đƣợc thời gian tồn thực tế mỏ : Tt = T+ t1 + t2 ; năm (4.3) Trong đó: t1 - Thời gian xây dựng mỏ (đƣa mỏ vào khai thác đạt sản lƣợng thiết kế; theo Thông tƣ số 26/2016/TT-BCT “Quy định nội dung lập, thẩm định phê duyệt dự án đầu tƣ xây dựng, thiết kế xây dựng dự tốn xây dựng cơng trình mỏ khống sản” Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn khai thác than hầm lò QCVN 01:2011/BCT ) Khi sản lƣợng từ 0,6 1,2 triệu tấn/năm t1 năm Khi sản lƣợng từ 1,2 triệu tấn/năm t1 năm Những mỏ có độ sâu khai thác lớn 800m thời gian xây dựng mỏ t1 lấy theo lịch trình thi cơng (theo thiết kế) t2 - Thời gian khấu vét - Thƣờng thời gian khấu vét t2 không quy định cụ thể nhƣng không lớn 20 % thời gian khai thác tầng (mức) dƣới cùng; nghĩa vỉa dốc thoải t2 năm ; vỉa dốc đứng t2 năm 4.2.2 Các giai đoạn phát triển mỏ Các giai đoạn phát triển mỏ đƣợc tính từ mỏ xây dựng bản, giai đoạn khai thác kết thúc khấu vét (đóng cửa mỏ), thời gian tồn thực tế mỏ, bao gồm thời gian xây dựng mặt sân công nghiệp, thời gian đào công trình mở vỉa; thời gian chuẩn bị (mở diện khai thác); thời gian khai thác hết trữ lƣợng công nghiệp ruộng mỏ, thời gian khai thác tận thu hồn ngun mơi trƣờng Tuỳ theo điều kiện cụ thể lịch trình phát triển cơng trình mỏ bố trí theo hai sơ đồ sau: sơ đồ bố trí nối tiếp sơ đồ bố trí song song Sơ đồ 1: bố trí lịch trình phát triển cơng trình mỏ theo sơ đồ nối tiếp: Với sơ đồ sau xây dựng tồn cơng trình đƣa mỏ vào khai thác Ƣu điểm: Công tác mở vỉa không ảnh hƣởng đến công tác chuẩn bị khai thác việc tổ chức sản xuất giai đoạn đơn giản 70 Nhƣợc điểm: - Thời gian xây dựng lớn, thời gian tồn mỏ lớn; - Vốn đầu tƣ xây dựng ban đầu lớn; - Tồn đọng vốn, hiệu sử dụng vốn đầu tƣ thấp; - Nhiều cơng trình sử dụng phải sửa chữa Sơ đồ nên áp dụng điều kiện: - Trữ lƣợng công nghiệp ruộng mỏ nhỏ, khai thác vỉa đơn; - Ruộng mỏ có tầng hay mức khai thác; - Dùng mỏ phụ thuộc (công tác xây dựng bản, thi cơng cơng trình mở vỉa cơng ty, xí nghiệp xây dựng mỏ đảm nhận) Sơ đồ Bố trí theo sơ đồ nối tiếp Cơng trình mỏ Thời gian thi cơng Xây dựng Chuẩn bị khai thác Khai thác tận thu Hoàn ngun mơi trƣờng Sơ đồ Bố trí theo sơ đồ song song Cơng trình mỏ Thời gian thi cơng Xây dựng Chuẩn bị khai thác Khai thác tận thu Hồn ngun mơi trƣờng Với sơ đồ sơ đồ bố trí song song sau mỏ vào xây dựng chuẩn bị đủ diện để đƣa mỏ vào khai thác đảm bảo sản lƣợng thiết kế ngƣời ta tiến hành khai thác đồng thời với trình xây dựng giai đoạn nhƣ khai thác hết trữ lƣợng công nghiệp ruộng mỏ tận thu hồn ngun mơi trƣờng Sơ đồ bố trí song song có ƣu điểm: 71 - Thời gian xây dựng ban đầu ngắn Sớm đƣa mỏ vào sản xuất rút ngắn đƣợc thời gian tồn - Vốn đầu tƣ xây dựng ban đầu nhỏ - Khi mỏ vào sản xuát sử dụng lợi nhuận thu đƣợc trình khai thác giai đoạn trƣớc để đầu tƣ xây dựng giai đoạn tiếp sau nên hiệu sử dụng vốn đầu tƣ cao Nhƣợc điểm : Mỏ vừa khai thác vừa xây dựng công việc bị ảnh hƣởng lẫn nhau, việc tổ chức sản xuát trở nên phức tạp Sơ đồ thƣờng đƣợc áp dụng điều kiện: Khi khai thác cụm vỉa có trữ lƣợng cơng nghiệp lớn; ruộng mỏ có nhiều tầng, nhiều mức Hiện mỏ hầm lị giới nói chung Việt Nam nói riêng bố trí sơ đồ 4.3 Xác định kích thƣớc tối ƣu ruộng mỏ 4.3.1 Đặt vấn đề Trong trƣờng hợp khống sàng có trữ lƣợng nhỏ kích thƣớc ruộng mỏ vào điều kiện tự nhiên mà khơng cần phải tính tốn phân chia, xác định Trong trƣờng hợp khống sàng có trữ lƣợng lớn mà mỏ đảm nhận khai thác khơng hợp lý kĩ thuật kinh tế khống sàng cần phân chia thành nhiều ruộng mỏ cần phải xác định kích thƣớc ruộng mỏ Khi khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến chi phí cấu thành giá thành khai thác than với thay đổi kích thƣớc ruộng mỏ, số chi phí tăng lên, số chi phí khác giảm số chi phí khơng đổi Ví dụ: Khi chiều dài theo phƣơng ruộng mỏ tăng chi phí vận tải lị dọc vỉa vận chuyển, chi phí lƣợng thơng gió tăng, chi phi phí đầu tƣ xây dựng giảm, chi phí sản xuất khu khai thác khơng đổi Ngồi cịn ảnh hƣởng tới việc tổ chức sản xuất đƣợc thuận lợi liên tục phụ thuộc vào cơng tác chuyển diện sản xuất Từ ta thấy kích thƣớc ruộng mỏ thay đổi giá thành khai thác than thay đổi theo Nhƣ vậy, ruộng mỏ đƣợc mở vỉa sơ đồ mở vỉa với cơng suất đƣợc xác định có 72 kích thƣớc (theo phƣơng S theo hƣớng dốc H) ruộng mỏ đảm bảo cho giá thành khai thác than nhỏ Kích thƣớc ruộng mỏ thoả mãn điều kiện nêu đƣợc gọi kích thƣớc tối ƣu Hình 4.1 Sơ đồ mở vỉa cho vỉa than dốc thoải 73 Xác định kích thƣớc tối ƣu ruộng mỏ có sở nghiên cứu nhà khoa học mỏ dùng phƣơng pháp giải tích Thực chất phƣơng pháp xây dựng biểu thức toán học biểu thị mối quan hệ chi phí khai thác than (là hàm số) với kích thƣớc ruộng mỏ (là biến số cần tìm) Sau xác định giá trị biến số để hàm đạt giá trị cực tiểu Khi giá trị kích thƣớc ruộng mỏ cần tìm giá trị tối ƣu Để xác định kích thƣớc tối ƣu ruộng mỏ ta xét ví dụ cụ thể: Xác định kích thƣớc hợp lý ruộng mỏ khai thác vỉa than đơn dốc thoải, mở vỉa cặp giếng nghiêng bố trí trung tâm giếng đƣợc đào theo hƣớng dốc vỉa, ruộng than chia tầng, mỏ có cơng suất A tấn/năm (hình 4.1) Nhƣ ta biết: Sơ đồ mở vỉa công suất (A) mỏ cần xác định kích thƣớc theo phƣơng (S) theo hƣớng dốc (H) ruộng mỏ điều kiện Từ công suất (A) mỏ ta xác định chiều dài theo hƣớng dốc tầng khai thác để đảm bảo sản lƣợng Chiều dài nghiêng tầng đƣợc xác định sở biết công suất A: h A Acb k ne v p.c l ; mét (4.4) Trong : Acb - Sản lƣợng than khai thác đào lò chuẩn bị; tấn/năm; k - Hệ số dự trữ sản lƣợng k = 1,15 1,2; ne - Số lò chợ (số cánh tầng ) khai thác đồng thời; v - Tốc độ dịch chuyển lò chợ năm; m/năm; p = m1 ; /m2 - Năng suất vỉa; m1 - Chiều dày lớp khấu (chiều cao lò chợ); m; - Trọng lƣợng thể tích than; T/m3; c - Hệ số khai thác lò chợ c = 0,9 0,95; l - Tổng chiều dài theo hƣớng dốc trụ bảo vệ đƣờng lò dọc vỉa bố trí tầng; m Chiều dài theo hƣớng dốc ruộng mỏ ta xác định là: H = n.h; mét Trong đó: 74 n - Số tầng bố trí ruộng mỏ; tầng Do kích thƣớc theo hƣớng dốc (H) ruộng mỏ đƣợc xác định số tầng (n) tốn xác định kích thƣớc ruộng mỏ đƣợc đƣa toán xác định chiều dài theo phƣơng (S) số tầng bố trí ruộng mỏ (n) hay nói cách khác S n giá trị tham số (biến số) cần tìm 4.3.2 Xây dựng phƣơng trình hàm mục tiêu Từ sơ đồ mở vỉa nhƣ hình vẽ ta xác định chi phí khai thác có liên quan đến kích thƣớc ruộng mỏ S n Hay nói cách khác hàm mục tiêu theo biến S n hàm chi phí 4.3.2.1 Chi phí xây dựng mặt sân công nghiệp Trong điều kiện mỏ đƣợc mở vỉa sơ đồ mở vỉa định với cơng suất cố định chi phí xây dựng mặt sân cơng nghiệp có giá trị định (theo thiết kế mẫu) Cmb = B ; đồng (4.5) Trong đó: Cmb - Chi phí xây dựng mặt sân công nghiệp, đồng; B - Giá trị tiền xây dựng mặt sân công nghiệp 4.3.2.2 Chi phí đào giếng Cg= ( H0 n.h )kg; đồng sin (4.6) Trong đó: Cg - Chi phí đào giếng, đồng; Ho - Chiều sâu từ mặt đất đến mức thơng gió tầng cùng, mét; - Góc dốc vỉa (góc dốc giếng), độ; Kg - Chi phí đào mét giếng giếng phụ, đ/mét; Kg = Kch + Kph Kch - Chi phí đào mét giếng chính, đ/m; Kph - Chi phí đào mét giếng phụ, đ/m; 4.3.2.3 Chi phí đào sân giếng: Cs Cs = n D ; đồng Trong đó: 75 (4.7) - Trình bày giải pháp thơng gió đƣợc lựa chọn thiết kế sở Tính tốn kiểm tra lƣu lƣợng, hạ áp mỏ cho hộ tiêu thụ, toàn mỏ giai đoạn đạt công suất thiết kế giai đoạn thơng gió khó khăn - Lựa chọn quạt gió (số lƣợng, chủng loại, công suất động cơ, ) cho khu vực toàn mỏ Xác định điểm làm việc liên hợp quạt Chƣơng 11 Kỹ thuật an toàn 11.1 An toàn khai thác mỏ - Nêu giải pháp đảm bảo an tồn cho cơng trình lân cận (trên mặt đất/ dƣới hầm lị); giải pháp chủ động phòng tránh tác động gây an tồn dự án khác lân cận (nếu có) - Giải pháp phòng chống nƣớc mặt, chống bục nƣớc vào hầm lò mặt mỏ - Tính tốn thiết kế liệt kê cơng trình, thiết bị an tồn (nếu có) 11.2 An tồn cơng tác chế biến khống sản (nếu có) - Nêu giải pháp kỹ thuật an toàn chế biến khống sản - Tính tốn thiết kế liệt kê cơng trình, thiết bị đảm bảo cho cơng tác an tồn (nếu có) 11.3 Giải pháp phịng chống cháy, nổ - Trình bày giải pháp đảm bảo an tồn phịng chống cháy nổ cho hạng mục cơng trình hầm lị cơng trình mặt mỏ (bao gồm chế biến khoáng sản) Nêu cụ thể giải pháp kỹ thuật an tồn, phịng chống cháy nổ hầm lị: chống nổ khí nổ bụi, cháy mỏ - Tính tốn, liệt kê số lƣợng, quy cách, kết cấu hạng mục công trình, thiết bị phịng cháy, phịng nổ 11.4 Tổ chức cấp cứu mỏ Nêu cụ thể phƣơng án tổ chức lực lƣợng cấp cứu mỏ liệt kê trang thiết bị cấp cứu mỏ cần thiết Chƣơng 12 Tháo khơ nƣớc khai trƣờng 12.1 Tháo khơ khai trƣờng Nêu giải pháp tính tốn khối lƣợng chi tiết cơng trình tháo khơ nƣớc mặt (san lấp hố sụt lún, xây dựng đập chắn nƣớc, hào nƣớc để dẫn 157 nƣớc ngồi khai trƣờng ) tháo khô sơ nƣớc từ thân khoáng sàng (nếu cần thiết) 12.2 Thoát nƣớc khai trƣờng Trên sở tính tốn lƣu lƣợng nƣớc chảy vào mỏ, lựa chọn giải pháp sơ đồ thoát nƣớc hợp lý cho mỏ; tính chọn số lƣợng bơm (trạm bơm chính, trạm bơm khu vực) thơng số cần thiết hệ thống bơm nƣớc (đƣờng kính ống dẫn, lƣu lƣợng nƣớc cần thoát, chiều dài hầm bơm, chiều rộng hầm bơm v.v.) Chƣơng 13 Tổ hợp công nghệ mặt mỏ Lựa chọn giải pháp, sơ đồ nhận khoáng sản đƣợc khai thác từ mỏ đƣa đƣa khoáng sản đến điểm chuyển tải đến khu vực chế biến khoáng sản, vận tải đất đá thải bãi thải, vận chuyển nguyên vật liệu, ngƣời thiết bị đào lò, khai thác vào mỏ (kể vật liệu chèn lấp lị) Chƣơng 14 Cơng tác chế biến khống sản (nếu có) 14.1 Đặc tính, chất lƣợng khống sản đƣa vào chế biến Nêu chất lƣợng quặng nguyên khai, tiêu nguyên tố, đặc tính kỹ thuật khống sản, thành phần độ hạt… để xác định tính khả tuyển chế biến 14.2 Giải pháp chế biến khống sản - Mơ tả cơng nghệ, quy trình cơng nghệ, thiết bị đƣợc lựa chọn thiết kế sở giải pháp thi công xây dựng cơng trình nhà máy/phân xƣởng tuyển, chế biến khống sản - Tính tốn thơng số kỹ thuật tiêu cơng nghệ tuyển, chế biến khống sản - Tính tốn thiết kế móng, kết cấu chịu lực hạng mục cơng trình tuyển, chế biến khống sản - Tính tốn nhu cầu nƣớc cân nƣớc cho tuyển quặng - Liệt kê cơng trình, quy cách thiết kế; thiết bị thông số kỹ thuật chủ yếu thiết bị cơng nghệ tuyển, chế biến khống sản 14.3 Khối lƣợng, chất lƣợng sản phẩm sau chế biến Trên sở cơng nghệ áp dụng, tính tốn khối lƣợng, chất lƣợng loại sản phẩm sau chế biến 14.4 Cân sản phẩm 158 Trên sở kết tính tốn, lập bảng cân sản phẩm: khối lƣợng, chất lƣợng sản phẩm chính, sản phẩm kèm, khối lƣợng đất đá thải, quặng đuôi thải Chƣơng 15 Chèn lấp lị (nếu có) 15.1 Xác định nhu cầu vật liệu chèn Xác định nhu cầu, khối lƣợng vật liệu chèn lấp lò, nguồn cung cấp phƣơng án vận chuyển vào hầm lò để thực chèn lấp lò 15.2 Phƣơng pháp chèn lấp lò Mơ tả phƣơng pháp chèn lấp lị lựa chọn Thiết kế sở Trên sở vị trí, khu vực sử dụng giải pháp chèn lấp lò, lập sơ đồ cung cấp vật liệu chèn lò Chƣơng 16 Các phân xƣởng phụ Chƣơng trình sản xuất quy mô xây dựng Lựa chọn thiết bị cơng trình phụ trợ thành phần (nhƣ khối sửa chữa kho tàng, kho thiết bị, vật liệu, phụ tùng, dầu mỡ, kho thiết bị chống, thiết bị cồng kềnh xƣởng gia cơng chống; khối kiểm tu gng bơi trơn v.v ) nhằm đồng dây chuyền sản xuất theo phƣơng án công nghệ mỏ lựa chọn Lập luận, xem xét việc thành lập phân xƣởng sản xuất kinh doanh sản phẩm phụ khác gắn liền với sản phẩm khai thác mỏ (nếu có) Chƣơng 17 Cung cấp điện trang bị điện - Tính tốn phụ tải, tiêu, tiêu hao điện nêu giải pháp chi tiết cung cấp điện cho tồn mỏ - Tính tốn thiết kế phần cung cấp điện cho hạng mục có liệt kê thiết bị, vật liệu chi tiết phần cung cấp điện hạng mục dây chuyền công nghệ Chƣơng 18 Thông tin liên lạc tự động hố - Tính tốn thiết kế nêu giải pháp chi tiết hệ thống thông tin liên lạc cho toàn mỏ; liệt kê thiết bị, vật liệu hệ thống thơng tin liên lạc - Tính tốn thiết kế nêu giải pháp chi tiết hệ thống tự động hoá cho mỏ (hệ thống giám sát cảnh báo khí mê tan; hệ thống tự động hố dây chuyền công nghệ …); liệt kê thiết bị, vật liệu hệ thống tự động hố (nếu có) Chƣơng 19 Cung cấp khí nén Xác định nhu cầu khí nén chọn giải pháp cung cấp khí nén hợp lý 159 Chƣơng 20 Kiến trúc - xây dựng Các giải pháp kiến trúc, xây dựng cơng trình mặt đất khối lƣợng cơng trình Các giải pháp phịng chống cháy, thơng gió, chiếu sáng điều hoà nhiệt độ (nếu cần thiết), v.v Chƣơng 21 Cung cấp nƣớc, thải nƣớc cấp nhiệt 21.1 Cung cấp nƣớc Nêu giải pháp tính tốn chi tiết thông số kỹ thuật hệ thống cung cấp nƣớc sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy… 21.2 Thải nƣớc Nêu giải pháp xử lý thải loại nƣớc bẩn từ hầm lị, sân cơng nghiệp cơng trình khác mặt mỏ mơi trƣờng tính tốn thơng số kỹ thuật hệ thống thải, xử lý nƣớc thải 21.3 Cung cấp nhiệt Nêu giải pháp cung cấp nhiệt cho nhu cầu sinh hoạt nhƣ tắm, giặt, sấy, … Chƣơng 22 Tổng mặt vận tải mỏ 22.1 Tổng mặt - Xác định cơng năng, quy mơ cơng trình xây dựng mặt đất phƣơng án bố trí tổng mặt bằng: mặt chung toàn mỏ, mặt sân công nghiệp, mặt phục vụ phụ trợ - Thiết kế chi tiết hạng mục hạ tầng kỹ thuật (phần mặt bằng) gồm: San mặt bằng, công trình bảo vệ mặt (hệ thống đê đập bảo vệ bãi thải, tƣờng kè tƣờng chắn bảo vệ mặt bằng, v.v ), hệ thống thoát nƣớc mặt, hệ thống đƣờng nội sân bãi mặt 22.2 Vận tải ngồi - Tính tốn khối lƣợng vận tải ngồi: Vận chuyển khống sản ngun khai, sản phẩm (tinh quặng, than sạch, sản phẩm chế biến khác, nguyên vật liệu, vận tải ngƣời, vận tải đất đá thải, - Thiết kế hệ thống vận tải ngoài: vận tải ô tô, băng tải, đƣờng sắt, đƣờng thủy, - Đề xuất phƣơng án kết nối với hệ thống đƣờng giao thơng khu vực Chƣơng 23 Tổ chức xây dựng 23.1 Tổ chức xây dựng mặt 160 - Nêu khối lƣợng xây lắp cơng trình mặt mỏ - Phƣơng án tổ chức xây dựng hạng mục cơng trình: Thiết bị nhân lực thi công xây lắp, đơn vị thi công, cung cấp vật liệu xây dựng, nguồn cung cấp điện, cung cấp nƣớc - Thời gian lịch trình xây dựng 23.2 Tổ chức xây dựng hầm lò - Nêu khối lƣợng xây lắp hạng mục hầm lò - Giải pháp kỹ thuật thi cơng xây dựng cơng trình hầm lị: cơng nghệ đào chống lị, cơng tác thơng gió, vận tải, nƣớc, cung cấp điện, cung cấp nén phục vụ thi cơng, tiến độ đào lị - Thời gian lịch trình thi cơng xây dựng Chƣơng 24 Bảo vệ, cải tạo phục hồi môi trƣờng 24.1 Bảo vệ mơi trƣờng Nêu tóm tắt nội dung bảo vệ mơi trƣờng q trình khai thác mỏ chế biến khoáng sản Báo cáo đánh giá tác động mơi trƣờng đƣợc cấp có thẩm quyền phê duyệt 24.2 Cải tạo phục hồi mơi trƣờng Nêu tóm tắt giải pháp cụ thể, quy trình khối lƣợng cải tạo phục hồi môi trƣờng dự án Phƣơng án cải tạo phục hồi môi trƣờng đƣợc cấp có thẩm quyền phê duyệt 25.3 Cơng trình bảo vệ mơi trƣờng - Mơ tả quy cách, tính tốn kết cấu hạng mục cơng trình bảo vệ mơi trƣờng - Liệt kê cơng trình thiết bị bảo vệ môi trƣờng Chƣơng 25 Tổ chức quản lý sản xuất bố trí lao động 25.1 Sơ đồ quản lý sản xuất Xây dựng sơ đồ quản lý điều hành tổ chức phòng ban đơn vị sản xuất 25.2 Biên chế lao động Trên sở định mức định biên công việc, xây dựng biên chế lao động cho phận trực tiếp, gián tiếp, phục vụ phù hợp mơ hình quản lý, quy mơ sản xuất 25.3 Năng suất lao động 161 Tính tốn suất lao động dây chuyền sản xuất toàn mỏ/ dự án Bảng tổng hợp tiêu chủ yếu thiết kế kỹ thuật: Các tiêu chủ yếu gồm có: Hệ thống khai thác, cơng nghệ khai thác, cơng nghệ đào chống lị, cơng nghệ tuyển, chế biến (nếu có), sản lƣợng khống sản ngun khai, sản lƣợng sản phẩm chế biến, hệ số thu hồi sản phẩm có ích, tổn thất khai thác công nghệ, tỷ lệ quặng thải, suất lao động, phƣơng pháp thơng gió, vận tải, nƣớc, tiêu tiêu sử dụng nguyên vật liệu chính,năng lƣợng tiêu khác TẬP II BẢN VẼ THIẾT KẾ KỸ THUẬT CƠNG TR NH MỎ HẦM LÕ (Bao gồm khơng giới hạn vẽ đây) TT I II Số ký hiệu Tên vẽ (*) Phần địa chất Bình đồ tính trữ lƣợng khống sản thân khoáng, tỷ lệ 1/1.000 1/2.000 hay 1/5.000 Các mặt cắt địa chất đặc trƣng, tỷ lệ 1/1.000 1/2.000 hay 1/5.000 Phần khai thác Bản đồ vị trí mỏ, tỷ lệ 1/5.000 1/10.000 hay 1/25.000 Ranh giới khai trƣờng vị trí cửa lị (tỷ lệ 1/1.000 1/2.000 1/5.000) Sơ đồ mở vỉa; bình đồ mức khai thác; mặt cắt qua giếng, qua xuyên vỉa chính; mặt cắt qua giếng thơng gió (tỷ lệ 1/1.000 1/2.000) Sơ đồ hệ thống đƣờng lò chuẩn bị thân quặng (tỷ lệ 1/1.000 1/2.000) Lịch khai thác (trữ lƣợng địa chất, ngun khai, cơng suất lị chợ, thời gian huy động) 162 Số tờ Sơ đồ hệ thống khai thác hộ chiếu công nghệ khai thác áp dụng Sơ đồ thơng gió mỏ năm đạt cơng suất thiết kế sơ đồ thơng gió năm mỏ khai thác khó khăn (tỷ lệ 1/1.000 1/2.000 1/5.000) III Phần xây dựng cơng trình ngầm mỏ Hệ thống đƣờng lị lịch đào lò xây dựng bản: Tiết diện đƣờng lò chủ yếu (tỷ lệ 1/500 1/1.000) Bản vẽ sơ đồ sân ga hầm trạm đáy giếng theo phƣơng án công nghệ (tỷ lệ 1/500 1/1.000) Hộ chiếu đào chống lò (các giếng, sân ga, đƣờng lò xuyên vỉa đá, quặng (than), thƣợng ) IV Phần chế biến khống sản (nếu có) Bản đồ mặt Nhà máy chế biến khoáng sản, tỷ lệ 1/2.000 Sơ đồ cơng nghệ dây chuyền máy móc, thiết bị chế biến khống sản Sơ đồ ngun lý định tính, định lƣợng dây chuyền chế biến khoáng sản Bản đồ kiến trúc kết cấu phân xƣởng V Phần khí vận tải Bản vẽ bố trí mặt bằng, mặt cắt công nghệ (thiết bị) nhà xƣởng phục vụ khai thác mỏ, chế biến khoáng sản (nếu có) Sơ đồ nguyên lý cung cấp khí nén (nếu có) Bình đồ, trắc dọc, trắc ngang tuyến 163 đƣờng hệ thống vận tải liên tục (nếu có) VI Phần nƣớc mỏ, cấp thải nƣớc Mặt bằng, mặt cắt hệ thống bơm nƣớc hầm lị khai trƣờng, mức khai thác giai đoạn xây dựng bản, đạt công suất thiết kế VII VIII Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt hệ thống cấp thải nƣớc Phần xây dựng Bản vẽ mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, chi tiết móng cơng trình kiến trúc xây dựng Bản vẽ bố trí hệ thống phịng cháy chữa cháy Phần cung cấp điện, thơng tin liên lạc tự động hóa Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện toàn mỏ; sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hầm lò Mặt cung cấp điện hầm lị Lập thiết kế vẽ hạng mục cung cấp điện: tuyến đƣờng điện 110kV, 35kV, 6kV, trạm biến áp trung gian, trạm phát điện điêzen … (nếu có) Sơ đồ hệ thống thơng tin liên lạc tồn mỏ, hầm lị Sơ đồ khối hệ thống tự đơng hố; mặt bố trí hệ thống tự động hố hầm lị (nếu có) IX Phần mặt Bản đồ mặt sân công nghiệp mỏ nhà máy chế biến (nếu có) (tỷ lệ 1/500 1/1.000 hay 1/2.000) Bản đồ tổng mặt mỏ (tỷ lệ 1/2.000 164 1/5.000 hay 1/10.000) Phần môi trƣờng X Các đồ khôi phục môi trƣờng khu vực bãi thải theo giai đoạn, tỷ lệ 1/1.000 1/2.000 (nếu có) Bản đồ hồn thổ khơng gian khai thác, tỷ lệ 1/1.000 1/2.000 (mỏ VLXD 1/5.000) Mặt bằng, mặt cắt kết cấu cơng trình bảo vệ mơi trƣờng (*) Số ký hiệu vẽ đảm bảo tính thống nhất, thuận tiện tìm kiếm tra cứu, thực theo mẫu quy định Phụ lục 27 ban hành kèm theo Thơng tư TẬP III DỰ TỐN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH Các dự tốn xây dựng cơng trình dự tốn cơng trình Phần thuyết minh Nêu pháp lý sở lập dự toán xây dựng cơng trình Phần dự tốn - Xác định khối lƣợng xây dựng hạng muc cơng trình theo thiết kế - Xác định đơn giá dự toán xây dựng cơng trình - Lập khoản mục chi phí dự tốn xây dựng cơng trình theo quy định quản lý chi phí đầu tƣ xây dựng hành - Tổng hợp dự tốn xây dựng cơng trình toàn dự án TẬP IV LIỆT KÊ THIẾT BỊ VẬT LIỆU CHỦ YẾU Lập liệt kê thiết bị vật liệu theo cơng trình tổng liệt kê thiết bị vật liệu thiết kế (nếu có) 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chính phủ (2015), Nghị định số 59/2015/NĐ-CP; ngày 18 tháng năm 2015, Quản lý dự án đầu tư xây dựng, Hà nội Bộ Công Nghiệp (2007), Thông tư số: 03/2007/BCN; ngày 18 tháng năm 2007, Hướng dẫn lập, thẩm định phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng cơng trình mỏ khống sản rắn, Hà Nội Bộ Công Thƣơng (2016), Thông tư số: 26/2016/TT-BCT; ngày 30 tháng 11 năm 2016, Quy định nội dung lập, thẩm định phê duyệt dự án đầu tư xây dựng, thiết kế xây dựng dự tốn xây dựng cơng trình mỏ khống sản, Hà Nội Bộ Công thƣơng (2011), Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia an tồn khai thác than hầm lị QCVN01: 2011BCT, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2017), Thông tư số 60/2017/TT-BTNMT; ngày 08 tháng 12 năm 2017, Quy định phân cấp trữ lượng tài nguyên khoáng sản rắn Hà Nội Tiêu chuẩn Việt Nam, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 220:1966 Hệ thống quản lý vẽ - Các loại vẽ tài liệu kỹ thuật Ủy ban Khoa học Kỹ thuật Nhà nƣớc ban hành Lê Nhƣ Hùng (1993), Giáo trình Thiết kế mỏ Hầm lị, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Nhƣ Hùng (2000), Nguyên lý thiết kế mỏ Hầm lò, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội Nhâm Văn Tốn, Tốn kinh tế, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội 10 Nguyễn Văn Vớ (2010), Giáo trình Nguyên lý thiết kế mỏ Hầm lị, Đại học Cơng Nghiêp Quảng Ninh 11 Phạm Ngọc Huynh, Nguyễn Văn Vớ, Phạm Đức Thang (2013), Giáo trình Mở vỉa khai thác than hầm lị, Đại học Cơng nghiệp Quảng Ninh 12 Hồng Văn Nghị, Phạm Ngọc Huynh, Phạm Đức Thang (2013), Giáo trình Thơng gió nước mỏ hầm lị, Đại học cơng nghiệp Quảng Ninh 13 Бурчаков А.С, Малкин А.С, Устинов М.И (1985), Проектирование шахт, Недр 14 Гузеев А.Г (1987) Проектирование и строительство горных предприятий, Недр 166 15 Мельник В.В., Виткалов В.Г (2015), Технология горного производства Часть I Из-во “ Горное дело “ООО” Киммерийский центр” 16 Шпургалов Ю.А (2012), Проектирование рудников и шахт, БНТУ, Миск 17 Шестаков В.А (2002), Проектирование рудников , Недр 18 Xu Yong Qi (1999), Mei kuang kai cai xue, Zhong Guo Kuang ye Da xue Chu ban she.( Tiếng Trung Quốc ) 167 MỤC LỤC Tên mục Trang Lời nói đầu Bài mở đầu Chƣơng KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THIẾT KẾ MỎ 1.1 Những thông tin cần thiết cho thiết kế mỏ 1.1.1 Các thông tin điều kiện mỏ - địa chất 1.1.2 Những thông tin kỹ thuật sản xuất công nghệ 11 1.1.3 Các thông tin kinh tế - xã hội 14 1.2 Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi báo cáo nghiên cứu khả thi 15 1.2.1 Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi 15 1.2.2 Báo cáo nghiên cứu khả thi khai thác hầm lò mỏ khoáng sản 16 1.3 Thiết kế khai thác hầm lị mỏ khống sản 17 1.4 Cách lập hồ sơ sử dụng tài liệu thiết kế 20 1.4.1 Cách lập hồ sơ 20 1.4.2 Sử dụng tài liệu thiết kế 20 1.5 Cách lập vẽ thiết kế 21 1.5.1 Trình tự lập vẽ 21 1.5.2 Cách bảo quản vẽ 21 1.6 Thiết kế cải tạo mỏ 21 Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỎ 23 2.1 Khái quát chung phƣơng pháp nghiên cứu thiết kế mỏ 23 2.2 Phƣơng pháp giải tích 24 2.2.1 Lập phƣơng trình 24 2.2.2 Giải phƣơng trình 26 2.2.3 Khảo sát mức độ tin cậy kết tính tốn 29 2.2.4 Những ý sử dụng phƣơng pháp giải tích 32 2.3 Phƣơng pháp phƣơng án 32 2.4 Phƣơng pháp biểu đồ 35 2.5 Phƣơng pháp thống kê - dự báo 36 2.6 Một số phƣơng án nghiên cứu khác 40 168 2.6.1 Phƣơng pháp quy hoạch động 40 2.6.2 Phƣơng pháp mơ hình toán kinh tế 42 Chƣơng 3: XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CHI PHÍ CHÍNH CỦA MỎ 45 3.1 Khái quát chung tham số chi phí mỏ 45 3.2 Chi phí đào lị 45 3.2.1 Thành phần chi phí đào lị 46 3.2.2 Phƣơng pháp tính tốn chi phí đào lị 46 3.2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chi phí đào lị 47 3.3 Chi phí bảo vệ lị 49 3.3.1.Thành phần chi phí bảo vệ lị 49 3.3.2 Phƣơng pháp tính tốn chi phí bảo vệ lị 50 3.3.3 Các yếu ảnh hƣởng đến chi phí bảo vệ lị 52 3.4 Chi phí vận tải mỏ 53 3.4.1.Thành phần chi phí vận tải 53 3.4.2 Phƣơng pháp tính tốn chi phí vận tải 53 3.4.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chi phí vận tải 57 3.5 Chi phí nƣớc mỏ 57 3.5.1 Thành phần chi phí nƣớc 57 3.5.2 Phƣơng pháp tính tốn chi phí nƣớc 57 3.5.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chi phí nƣớc 58 3.6 Chi phí thơng gió mỏ 59 3.7 Chi phí đào sân giếng 60 3.8 Chi phí xây dựng mặt sân công nghiệp 61 3.9 Xác định tiết diện hợp lý đƣờng lò để tổng chi phí đào lị, chi phí 61 bảo vệ lị chi phí lƣợng thơng gió đạt nhỏ Chƣơng XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MỎ 66 4.1 Công suất mỏ 66 4.1.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến công suất mỏ 66 4.1.2 Phƣơng pháp xác định công suất mỏ 67 4.2 Tuổi mỏ – giai đoạn phát triển mỏ 69 4.2.1 Tuổi mỏ 69 169 4.2.2 Các giai đoạn phát triển mỏ 70 4.3 Xác định kích thƣớc tối ƣu ruộng mỏ 72 4.3.1 Đặt vấn đề 72 4.3.2 Xây dựng phƣơng trình hàm mục tiêu 75 4.3.3 Khảo sát hàm mục tiêu 79 4.4 Xác định số ruộng mỏ khống sàng có kích thƣớc theo phƣơng 84 hữu hạn 4.5 Xác định kích thƣớc hợp lý ruộng mỏ biết công suất tuổi 86 mỏ 4.6 Xác định chiều cao mức hợp lý 91 3.6.1 Phƣơng pháp định mức 91 4.6.2 Phƣơng pháp giải tích 92 4.7 Lựa chọn vị trí tƣơng đối đƣờng lò dọc vỉa vận chuyển 99 4.7.1 Xác định vị trí tƣơng đối đƣờng lị dọc vỉa vận chuyển đá 99 trụ so với vỉa than 4.7.2 Lựa chọn phƣơng án bố trí lị dọc vỉa vận chuyển đá 101 than 4.8 Lập lịch trình thi cơng cơng trình mỏ 103 4.9 Lập kế hoạch khai thác 106 Chƣơng THIẾT KẾ KHU KHAI THÁC 113 5.1 Xác định công suất khu khai thác 113 5.1.1 Khái quát chung 113 5.1.2 Phƣơng pháp xác định công suất khu khai thác 114 5.1.3 Kiểm nghiệm công suất khu khai thác 116 5.2 Phân chia khu khai thác 117 5.2.1 Xác định kích thƣớc khu khai thác 117 5.2.2 Chiều dài theo hƣớng dốc tầng, phân tầng 121 5.3 Xác định hệ thống sản xuất 127 5.3.1 Hệ thống vận tải 127 5.3.2 Hệ thống thơng gió 129 5.4 Lựa chọn phƣơng án khai thông chuẩn bị khu khai thác 129 170 Chƣơng LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ SÂN GA HẦM TRẠM KHU 130 KHAI THÁC 6.1 Khái niệm 130 6.2 Sân ga phía khu khai thác 131 6.3 Sân ga khu khai thác 134 6.4 Sân ga phía dƣới khu khai thác 135 6.5 Thiết kế họng sáo rót than 136 6.6 Thiết kế trạm biến khu khai thác 140 Phụ lục 143 Phụ lục 01 (Trích phụ lục Thơng tƣ 26/2016/TT-BCT) 143 Phụ lục 02 (Trích phụ lục Thơng tƣ 26/2016/TT-BCT) 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO 166 MỤC LỤC 168 171 ... kiện: - Trữ lƣợng công nghiệp ruộng mỏ nhỏ, khai thác vỉa đơn; - Ruộng mỏ có tầng hay mức khai thác; - Dùng mỏ phụ thuộc (công tác xây dựng bản, thi công cơng trình mở vỉa cơng ty, xí nghiệp. .. thành kế hoạch sản lƣợng theo thiết kế mỏ (hay khu khai thác) việc lập kế hoạch để thi cơng cơng trình mỏ (hay lập lịch trình thi cơng) khơng thể thiếu đƣợc q trình thiết kế thi cơng q trình. .. thác" 4.9 .2. 2 Kế hoạch phụ trợ Kế hoạch phụ trợ: bao gồm kế hoạch cung cấp vật tƣ, thiết bị, kế hoạch lao động, kế hoạch tài 107 Kế hoạch cung cấp vật tƣ, thiết bị: Kế hoạch cung cấp vật tƣ, thiết