Thông tin tài liệu
Chƣơng HỆ THỐNG KHAI THÁC 3.1 Đại cƣơng hệ thống khai thác 3.1.1 Phân chia hệ thống khai thác Định nghĩa: Tồn cách bố trí đƣờng lò chuẩn bị lò khấu quặng nhƣ thứ tự đào đƣờng lò phƣơng pháp khấu quặng gọi hệ thống khai thác Theo giáo sƣ V.I.IMENITOV hệ thống khai thác quặng hầm lị đƣợc chia thành nhóm khác tùy theo phƣơng pháp chống giữ khoảng trống khai thác: 3.1.1.1 Nhóm 1: Các hệ thống khai thác kết hợp với chống tự nhiên khoảng không gian khai thác a Đặc điểm chung nhóm Ở nhóm hệ thống khai thác khoảng khơng gian khai thác khơng đƣợc chống giữ đƣợc chống giữ trụ bảo vệ, đất đá bao quanh không bị phá hỏa, chúng có đặc điểm sau: - Khoảng trống khai thác đƣợc chống giữ trụ bảo vệ - Quy trình cơng nghệ gồm có tách phá quặng vận tải quặng - Năng suất lao động cao, giá thành khai thác nhỏ - Do để lại trụ bảo vệ nên hệ số tổn thất quặng trung bình - Áp dụng để khai thác loại quặng có giá trị kinh tế không cao b Các hệ thống khai thác đặc trưng - Hệ thống khai thác liền gƣơng - Hệ thống khai thác buồng trụ - Hệ thống khai thác lƣu quặng - Hệ thống khai thác phá nổ phân tầng - Hệ thống khai thác phá nổ tầng 3.1.1.2 Nhóm 2: Các hệ thống khai thác kết hợp với chống nhân tạo a Đặc điểm chung nhóm Ở nhóm hệ thống khai thác khoảng trống khai thác đƣợc chống giữ vật liệu nhân tạo nhƣ vật liệu chèn, vật liệu chống, khung, chống Các vật liệu chống giữ phải để lại vĩnh viễn thu hồi kết thúc diện khai thác tầng, chúng có đặc điểm sau: - Khoảng trống khai thác đƣợc chống giữ vật liệu nhân tạo - Quy trình cơng nghệ hệ thống khai thác gồm: tách phá quặng, vận tải chống giữ - Năng suất lao động thấp giá thành khai thác cao - Hệ số tổn thất làm nghèo quặng nhỏ - Đƣợc sử dụng khai thác quặng có giá trị kinh tế lớn 47 b Các hệ thống khai thác đặc trưng - Hệ thống khai thác kết hợp với kết cấu chống - Hệ thống khai thác kết hợp với chèn lị 3.1.1.3 Nhóm 3: Các hệ thống khai thác kết hợp với phá hỏa quặng đất đá a Đặc điểm chung nhóm Ở nhóm hệ thống khai thác khoảng không gian khai thác không đƣợc chống giữ mà đƣợc lấp đầy quặng đất đá quặng đất đá phá hỏa - Không gian khai thác đƣợc lấp đầy quặng đất đá quặng đất đá phá hỏa - Quy trình cơng nghệ: Tách phá, tải quặng phá hỏa - Sản lƣợng khai thác lớn, suất lao động cao, giá thành khai thác thấp - Hệ số tổn thất làm ngèo quặng lớn - Sử dụng khai thác loại quặng có giá trị kinh tế thấp b Các hệ thống khai thác đặc trưng - Hệ thống khai thác phá hỏa quặng - Hệ thống khai thác phá hỏa đất đá - Hệ thống khai thác phá hỏa đất đá quặng - Hệ thống khai thác tự phá hỏa 3.1.1.4 Các tiêu đánh giá hệ thống khai thác Để đánh giá hệ thống khai thác ngƣời ta sử dụng tiêu sau: - Năng suất lao động cơng nhân tính cho tồn hệ thống khai thác, tấn/ca - Sản lƣợng khối khai thác, tấn/tháng - Hệ số tổn thất, hệ số làm nghèo quặng, % - Giá thành khai thác tính cho tồn hệ thống khai thác, đồng/tấn - Chi phí đào lị chuẩn bị tính cho 1000 quăng, mét/1000tấn 3.1.2 Phƣơng pháp so sánh hệ thống khai thác Theo quan điểm kinh tế, hệ thống khai thác khác tiêu giá thành khai thác, tiêu tổn thất quặng làm nghèo quặng Trong thực tế thƣờng gặp trƣờng hợp khác kinh tế hệ thống khai thác trƣờng hợp hệ thống khai thác đƣợc so sánh với theo tiêu chuẩn riêng mà đƣợc trình bày dƣới 3.1.2.1 Trường hợp thứ Các hệ thống khai thác khác giá thành nhƣng có tiêu tổn thất làm nghèo quặng nhƣ nhau, nghĩa là: z1 = z2 n1 = n2 ; r1 = r2 Trong đó: z1 z2- giá thành khai thác hệ thống khai thác thứ thứ hai n1, n2 r1, r2 - hệ số tổn thất làm nghèo quặng tƣơng ứng hệ thống 48 khai thác thứ thứ hai Trong trƣờng hợp hệ thống khai thác đƣợc chọn theo tiêu chuẩn z → min, nghĩa hệ thống khai thác có giá thành khai thác nhỏ hệ thống khai thác hợp lí Trong nhiều trƣờng hợp khác biệt giá thành khai thác hệ thống khai thác rõ ràng không cần tính tốn cụ thể nhận biết đƣợc điều Ví dụ: khai thác quặng dốc đứng có mặt biên đất đá xung quanh bền vững sử dụng đƣợc hệ thống khai thác lƣu quặng hệ thống khai thác kết hợp với chèn Cả hệ thống khai thác có hệ số tổn thất làm nghèo quặng gần Nhƣng rõ ràng giá thành khai thác quặng hệ thống khai thác lƣu quặng nhỏ nhiều so với giá thành khai thác hệ thống khai thác kết hợp với chèn Vì khơng cần tính tốn nhận thấy điều kiện áp dụng hệ thống lƣu quặng hợp lí 3.1.2.2 Trường hợp thứ hai Hệ thống khai thác có giá thành khai thác nhỏ cịn hệ thống khai thác có hệ số tổn thất làm nghèo quặng nhỏ hơn, nghĩa là: z1 < z2 n1 > n2; r1 > r2 Đây trƣờng hợp khác phổ biến hệ thống khai thác, đặc biệt hệ thống khai thác nhóm nhóm khác Ví dụ điển hình trƣờng hợp so sánh hệ thống khai thác kết hợp với phá hỏa quặng đất đá xung quanh với hệ thống khai thác kết hợp với chèn khoảng không gian khai thác Rõ ràng hệ thống khai thác thứ rẻ tiền nhƣng hệ số tổn thất làm nghèo quặng nhỏ so với hệ thống khai thác thứ hai Để so sánh hệ thống khai thác sử dụng tiêu doanh thu cực đại d→max, doanh thu cực đại d đƣợc xác định theo công thức d K k c. EH K zk zv zc , đồng/tấn (3-1) Trong đó: Kk- Hệ số khai thác quặng nguyên khai, Kk = (1 - n)/(1 - r) c- Giá bán sản phẩm cuối cùng, đồng/tấn β- Hệ số thu hồi sản phẩm cuối từ quặng nguyên khai EH- Hệ số hiệu suất sử dụng vốn đầu tƣ K- Suất đầu tƣ, đồng/tấn.năm zk- Chi phí khai thác cho quặng, đồng/tấn zv- Chi phí vận chuyển, đồng/tấn zc- Chi phí cho chế biến, đồng/tấn Hệ số thu hồi sản phẩm cuối đƣợc tính theo cơng thức sau Aq 1 r Ak (3-2) Trong đó: Aq Ak- Hàm lƣợng kim loại quặng sản phẩm cuối 49 η- hệ số thu kim loại chế biến Nếu sản phẩm cuối quặng nguyên khai zv = ; zc = β = Ngƣời ta sử dụng tiêu chuẩn tổng chi phí cho khai thác tổn thất kinh tế tổn thất làm nghèo quặng gây nên : z = zk + ym Trong đó: (3-3) zk- Chi phí cho khai thác, đồng/tấn ym- Tổn thất kinh tế tổn thất làm nghèo quặng tính cho trữ lƣợng, đồng/tấn 3.1.2.3 Trường hợp thứ ba Giá thành khai thác hệ thống khai thác nhƣ nhƣng hệ số tổn thất quặng hệ thống khai thác nhỏ hệ số làm nghèo quặng hệ thống khai thác lại nhỏ hơn, nghĩa là: z1 = z2 n1 < n2; r1 > r2 Trong trƣờng hợp này, so sánh hệ thống khai thác đƣợc tiến hành theo tổng tổn thất quy đổi nhỏ S opt n + r.Kqd Trong đó: (3-4) n + r.Kqd - Tổng tổn thất quy đổi Kqd- hệ số quy đổi làm nghèo quặng thành mát: K qd Amin Ad Aq Amin (3-5) Amin- hàm lƣợng công nghiệp tối thiểu Aq- hàm lƣợng kim loại trung bình quặng Ad- hàm lƣợng kim loại đất đá Các phƣơng pháp so sánh hệ thống khai thác đƣợc trình bày trƣớc hệ thống khai thác với mục đích để sau nghiên cứu hệ thống khai thác biết đƣợc nên so sánh với hệ thống khai thác khác theo tiêu chuẩn Nhƣ chọn đƣợc hệ thống khai thác thơng số hợp lí 3.2 Hệ thống khai thác thuộc nhóm 3.2.1 Hệ thống khai thác liền gƣơng 3.2.1.1 Đặc điểm Ở hệ thống khai thác khoảng không gian khai thác khơng đƣợc chống giữ đƣợc chống giữ trụ bảo vệ quặng có giá trị kinh tế thấp hay trụ bảo vệ đá kẹp để lại trụ bảo vệ điều kiện đá vách bắt buộc Đôi để giảm thiểu tổn thất kinh tế bắt buộc phải để lại quặng có giá trị kinh tế cao ngƣời ta sử dụng liệu chống nhân tạo nhƣ cột chống, cũi chống để thay trụ bảo vệ 3.2.1.2 Phạm vi áp dụng Hệ thống khai thác liền gƣơng đƣợc áp dụng điều kiện sau: - Khoáng sàng nằm ngang dốc thoải 50 - Chiều dày thân quặng nhỏ, thƣờng áp dụng cho thân quặng có chiều dày nhỏ 5m tùy theo điều kiện đá vách - Quặng đất đá xung quanh quặng kiên cố, bền vững, ổn định 3.2.1.3 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị a sơ đồ hệ thống khai thác (hình 3-1) 30÷50 A 3' 20 1,5÷2 A-A A Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống khai thác liền gương - Lò cắt ban đầu; - Song song chân tạo mặt thoáng; - Lò khoảnh chân; 3’ - Lò khoảnh đầu; - Họng sáo; - Buồng tời quặng; - Trụ bảo vệ; - Cột chống; - Cũi chống 51 b Thứ tự chuẩn bị Từ đƣờng lò khoảnh chân số tiến hành đào lò cắt số nối thơng với lị khoảnh đầu số 3’ đế tiến hành mở lò chợ khai thác Từ lò cắt cách lò khoảnh chân khoảng từ 10m tiến hành đào lò song song chân tạo mặt thống thứ Từ lị số 6m lại tiến hành đào họng sáo nối thơng với lị 20m lại tiến hành đào buồng tời quặng nơi đặt máy tời để điều khiển gầu cào vận tải quặng lị chợ 3.2.1.4 Cơng tác khấu quặng, chống giữ lò chợ sơ đồ công nghệ a Công tác khấu quặng Quặng đƣợc khấu từ chân lò chợ lên đầu lò chợ đƣờng lị số để ln có mặt thoáng Phá nổ quặng lỗ khoan nhỏ có chiều dài lỗ khoan llk = 1,8 2,5m, thân quặng có chiều dày nhỏ 3m phá nổ thân quặng lần toàn chiều dày, thân quặng có chiều dày lớn 3m ngƣời ta phải nổ làm nhiều lần tạo gƣơng khai thác dạng bậc b Chống giữ lị chợ Khơng gian khai thác đƣợc chống giữ trụ bảo vệ đƣợc để lại tùy theo tình hình đá vách, nơi quặng có giá trị kinh tế cao ngƣời ta thay trụ bảo vệ cột chống cũi chống có sức chịu tải tƣơng đƣơng để đảm bảo an toàn cho công nhân c Sơ đồ công nghệ - Vận tải: Quặng sau phá nổ, ngƣời công nhân đứng buồng tời quặng điều khiển gầu cào tải quặng trực tiếp qua họng sáo xuống đƣờng lò khoảnh chân nơi bố trí sẵn xe gng đƣợc vận chuyển ngồi qua hệ thống đƣờng lò mở vỉa Vật liệu đƣợc đƣa từ ngồi vào đƣờng lị khoảnh đầu số 3’ sau đƣợc đƣa xuống cho lị chợ - Thơng gió: Gió vào lò khoảnh chân 3, qua họng sáo thơng gió cho lị chợ, gió bẩn từ lị chợ qua đƣờng lị khoảnh số 3’ ngồi 3.2.1.5 Ưu, nhược điểm a Ưu điểm - Khối lƣợng cơng tác chuẩn bị đơn giản - Tổn thất địa khối nhỏ - Do tải quặng gàu cào nên tiến hành phá nổ quặng lần hai b Nhược điểm - Điều kiện thơng gió khó khăn gió bị quẩn vào khơng gian khai thác - Tổn thất quặng phá nổ lớn tải quặng máy cào - Do hệ thống trụ bảo vệ không đƣợc thiết kế theo hàng, theo cột nên khó sử dụng thiết bị giới nên sản lƣợng gƣơng khai thác lớn nhỏ 52 3.2.2 Hệ khống khai thác buồng trụ 3.2.2.1 Đặc điểm Ở hệ thống khai thác trụ bảo vệ đƣợc thiết kế hình dáng, kích thƣớc khoảng cách chúng dựa vào điều kiện quặng đá vách, đá trụ Các trụ bảo vệ sau đƣợc bỏ lại khoảng không gian khai thác Các buồng khai thác thƣờng đƣợc thiết kế vng góc với đƣờng lị dọc vỉa vận tải nhƣng số trƣờng hợp đặc biệt đƣợc thiết kế nghiêng Hình 3-2 Sơ đồ minh họa HTKT buồng trụ 3.2.2.2 Phạm vi áp dụng Hệ thống khai thác buồng trụ đƣợc áp dụng điều kiện sau: - Khoáng sàng nằm ngang dốc thoải - Thân quặng có chiều dày từ 2m 20m nhƣng chủ yếu áp dụng cho quặng có chiều dày từ 10m - Đá trụ đá vách kiên cố bền vững - Độ kiên cố quặng thay đổi nhƣng quặng cần đồng nhất, không tồn đá kẹp để đảm bảo công tác điều khiển áp lực mỏ trụ bảo vệ đƣợc thiết kế 53 12 -18 3.2.2.3 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị a sơ đồ hệ thống khai thác (hình 3-3) 4 12-18 Hình 3-3 Hệ thống khai thác buồng trụ - Đường lị dọc vỉa vận tải chính; - Lị cắt ban đầu; - Lò cắt mở rộng ban đầu; - Phỗng tháo quặng; - Thượng cắt mở rộng ban đầu; - Gương khấu sát vách 7,8 - Các gương khai thác dạng bậc thang 54 b Thứ tự chuẩn bị Từ đƣờng lò dọc vỉa vận tải số đƣợc đào đá trụ tiến hành đào phỗng rót quặng số với khoảng cách định tùy thuộc vào phƣơng tiện tải quặng sử dụng, từ phỗng tiến hành đào lò cắt ban đầu số tới hết chiều dài khoảnh Từ số mở rộng phía hình thành nên lò chợ Nếu chiều dày vỉa 3m mở rộng số thành lị cắt mở rộng ban đầu số 3, sau từ đào thƣợng mở rộng ban đầu số Từ thƣợng 5, lớp sát vách tiến hành khấu quặng để hình thành nên gƣơng khai thác sát vách số 6, sau lần lƣợt khấu thân quặng theo dạng bậc thang tùy theo chiều dầy thân quặng hình thành nên gƣơng khai thác số 3.2.2.4 Công tác khấu quặng, chống giữ lò chợ sơ đồ công nghệ a Công tác khấu quặng Quặng đƣợc khấu theo gƣơng với độ vƣợt định gƣơng tạo nhiều gƣơng khai thác đồng thời, chiều rộng gƣơng khai thác phụ thuộc phần lớn vào khoảng cách trụ bảo vệ đƣợc thiết kể (nhƣ hình 3-3 chiều rộng gƣơng 12 18m) Phá nổ quặng lỗ khoan nhỏ có chiều dài lỗ khoan llk = 1,8 2,5m, thân quặng có chiều dày nhỏ 3m phá nổ thân quặng lần toàn chiều dày, thân quặng có chiều dày lớn 3m ngƣời ta phải nổ làm nhiều lần tạo gƣơng khai thác dạng bậc b Chống giữ lò chợ Không gian khai thác đƣợc chống giữ trụ bảo vệ đƣợc thiết kế từ trƣớc nhằm đảm bảo an toàn cho ngƣời lao động, trụ bảo vệ bị bỏ lại sau kết thúc khai thác buồng, tuyệt đối không đƣợc tiến hành thu hồi gây an toàn sản xuất c Sơ đồ công nghệ - Vận tải: Quặng sau phá nổ đƣợc vận tải máy cào đƣợc vận tải xe tự hành gàu ngƣợc đổ quặng vào phỗng rót quặng số 4, xuống xe goòng đƣợc đặt đƣờng lò dọc vỉa vận tải chính, vận tải ngồi - Thơng gió: Gió đƣờng lị doc vỉa vận tải qua phỗng thơng gió, thơng gió cho lị chợ, gió bẩn từ lị chợ đƣợc hút qua phỗng thơng gió khác vào ống hút chạy dọc đƣờng lị dọc vỉa vận tải ngồi Ưu, nhược điểm a Ưu điểm - Sản lƣợng khoảnh lớn có nhiều gƣơng khai thác đồng thời - Có khả trung bình hóa hàm lƣợng kim loại - Có khả khai thác đƣợc trƣờng hợp áp lực mỏ lớn - Có khả giới hóa lị chợ b Nhược điểm - Cơng tác chuẩn bị phức tạp - Thơng gió khó khăn (chỉ trƣờng hợp thiết kế đƣờng lò dọc vỉa vận tải 55 đá trụ khoáng sàng nhƣ phƣơng án phân tích) - Tổn thất địa khối lớn 3.2.3 Hệ khống khai thác lƣu quặng 3.2.3.1 Đặc điểm Ở hệ thống khai thác quặng đƣợc khai thác từ dƣới lên theo lớp ngang khối đƣợc lƣu lại không gian khai thác để chống giữ tạm thời làm sàn công tác cho công nhân Quặng đƣợc tháo hết hồn thành cơng tác khai thác khối, nhiên sau chu kỳ phá nổ cần phải tháo 20% 40% thể tích quặng phá nổ đƣợc 3.2.3.2 Phạm vi áp dụng - Hệ thống khai thác buồng trụ đƣợc áp dụng điều kiện sau: - Áp dụng cho thân quặng có góc dốc α ≥ 50º - Quặng đất đá bền vững, ổn định - Chiều dày vỉa từ 0,5 15 m, thích hợp với vỉa có chiều dày n2; r1 > r2 Đây... 3.1 .2. 3 Trường hợp thứ ba Giá thành khai thác hệ thống khai thác nhƣ nhƣng hệ số tổn thất quặng hệ thống khai thác nhỏ hệ số làm nghèo quặng hệ thống khai thác lại nhỏ hơn, nghĩa là: z1 = z2 n1... 3 .2. 3 Hệ khống khai thác lƣu quặng 3 .2. 3.1 Đặc điểm Ở hệ thống khai thác quặng đƣợc khai thác từ dƣới lên theo lớp ngang khối đƣợc lƣu lại không gian khai thác để chống giữ tạm thời làm sàn công
Ngày đăng: 27/02/2023, 18:58
Xem thêm:
