đồ án thiết kế sơ bộ công tác vận tải trên mỏ lộ thiên khu đông cao sơn, cẩm phả, quảng ninh

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Năng lượng là nhu cầu không thể thiếu của bất cứ quốc gia nào trên thế

giới Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật công nghệ, đòi

hỏi nhu cầu về năng lượng lượng cao và cần thiết, trong đó than là nguồn năng

lượng quan trọng cung cấp cho công nghiệp, tiêu dùng và xuất khẩu Mặc dù con người cố gắng tìm các nguồn năng lượng mới nhưng vẫn không đáp ứng

được nhu cầu năng lượng của ngành công nghiệp Vì thế con người đã biết từ lâu trong khi vẫn phải tích cực tìm kiếm các nguồn năng lượng mới Để đạt được yêu cầu về khối lượng, chất lượng than đòi hỏi phải áp dụng khoa học kỹ thuật, công nghệ để khai thác có hiệu quả cao Vì vậy cơng tác thiết kế khai

thác luôn gắn liên với thực tế khai thác

Sau 5 năm học tập tại trường Đại học Mỏ Địa Chất với 3 năm chuyên ngành khai thác lộ thiên, bước đầu tôi đã làm quen với công tác thiết kế Vừa qua tôi đã được cử về mỏ than Cao Sơn — Cẩm Phả - Quảng Ninh để thực tập tốt nghiệp với đề tài

Phần chung: Thiết kế sơ bộ khu Đông Cao Sơn

Phần chuyên đề: Đánh giá tác động môi trường mỏ than Cao Sơn Qua thời gian thực tập và viết đồ án tốt nghiệp, đến nay bản đồ án đã hoàn thành Trong quá trình làm đồ án, tôi đã được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Hồ Sỹ Giao, các thầy cô giáo trong bộ môn, các cán bộ nhân viên mỏ than Cao Sơn và các bạn đồng nghiệp

Tuy bản thân có cố gắng tìm tịi, học hỏi song do lần đầu làm quen với công tác thiết kế và trình độ cịn hạn chế nên bản đồ án này sẽ không tránh được những sai sót Rất mong được sự ân cần chỉ bào của các thầy cô giáo trong bộ môn và những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong bộ

môn khai thác lộ thiên và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ tơi hồn thành bản đồ

án này

Trang 2

CHƯƠNG I

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA VÙNG MỎ

VÀ CÁC ĐẶC DIEM DIA CHAT CUA KHOANG SANG

1.1 TINH HINH CHUNG CUA VUNG MO:

1.1.1: Vị trí địa lý:

Khu Đơng Cao Sơn cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 12 km về phía

Đơng Bắc, là một phân khu khai thác lộ thiên thuộc khu vực Cao Sơn (mỏ than Cao Sơn)

Phía đơng và phía Bắc của khu tiếp giáp bãi thải Đông Cao Sơn và mỏ

than Cọc Sáu

Phía Tây tiếp giáp công trường Tây Cao Sơn đang khai thác Phía Nam giáp mỏ than Đèo Nai

Chiều dài khu vực khoảng 1.4 km, rộng từ 1.1-1.3 km, diện tích khoảng 1.5 km7, trong giới hạn toa độ :

X= 26.880 - 28300 Y= 427900 - 429250

Z= Từ Lộ vỉa - 80m

( Theo quyết định số: 1682/QĐ-KHĐT ngày 10/8/1998 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp ), có bản đồ ranh giới kèm theo

Phía Nam 1a ditt gay AA’ Phía Đơng-Bắc là đứt gấy LIL

Phía Tây là T XHIÊ

1.1.2: Hệ thống giao thông:

1: Đường bộ : Theo hai đường vào khu Đông Cao Sơn

a Từ thị xã Cẩm Phả đi Cửa Ông theo đường quốc lộ số 18, qua Mông Dương vào mỏ Cao Sơn, đi qua khu Tây Cao Sơn đến khu Đông Cao Sơn , chiều dài khoảng 20 km

b Từ đường quốc lộ số 18 đi qua khai trường mỏ than Cọc Sáu đến khu

Dong Cao Sơn, đây là đường liên lạc chính chở cơng nhân đi làm,vận chyuển

nguyên, nhiên, vật liệu , than đã sàng tuyển đi Cảng mỏ , than từ khu Đông Cao Sơn đến Máng ga mỏ than Cọc sáu đẻ kéo bằng đường sắt đi Cửa Ông , chiều dài tuyến đường khoảng 10km

2: Đường sắt:

Từ khu Đông Cao Sơn dùng ô tô chở than đến Máng ga Cao sơn Từ đây vận tải trung chuyển bằng đường sắt đi Cửa Ông

1.1.3: Điều kiện khí hậu :

Địa hình khu mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa , có các đặc điểm của khí hậu vùng núi Đông Bắc, chia thành hai mùa rõ rệt : mùa mưa và

Trang 3

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 dén tháng 4

năm sau Mưa thường lớn nhất vào tháng 7, 8 hàng năm Sau đây là các thông

số đáng lưu ý về lượng mưa

Vũ lượng lớn nhất trong ngày là 258,6mm (ngày 11/7/1960) Vũ lượng lớn nhất trong tháng là 1089,3mm (tháng 8/1968)

Vũ lượng lớn nhất trong mùa mưa cuả năm mưa là 2850,8mm (1960) Số ngày mưa nhiều nhất trong mùa mưa là 103 ngày (1960)

Vũ lượng lớn nhất trong một năm là 3076mm (năm 1966)

Số ngày mưa nhiều nhất trong 1 năm là 151 ngày

Do ảnh hưởng của núi cao phía Nam ngăn cách nên khu mỏ có đặc tính của khí hậu miền núi ven biển Mùa đông thường có sương mù , mùa hè có mưa đột ngột Vũ lượng mưa hàng năm thay đổi từ : 1106.68- 2834.7mm , luong

mưa phân bố hàng tháng không đều : tháng7,8 lượng mưa lớn từ 781.6- 1165 mm, tháng 12,1 lượng mưa còn 1.3-5 mm

1.2 DAC DIEM DIA CHAT KHOANG SANG:

1.2.1 Đặc điểm địa chất của khoáng sàng : L2.1.1: Điều kiện sản trạng của vừa khoáng sản: - Đặc điểm các vỉa than :

Trong khoáng sàng Cao Sơn , các chùm vỉa 13,14 bị phân nhánh mạnh ở

phía Tây hình thành các vỉa 13-1,13-2,14-2,14-4,14-5,14-5* Trong khu vực

Đông Cao Sơn có vỉa 14-5 và 13-1 Khoảng cách giữa hai vỉa từ 40-80m

+ Vỉa 14-5: Nằm trong diện tích khu Đơng Cao Sơn, có 66 lỗ khoan thăm đò cắt qua Lộ vỉa 14-5 thể hiện đầy đủ ở cánh Đông , cánh Bắc, cánh Tây (Tây

Cao Sơn)

Vỉa 14-5: Vỉa có diện tích phân bố rộng, chiều dày toàn vỉa thay đổi từ

0,79m (LK.K22) đến 41,4Im (LK.2573), trung bình 11,16m Chiều dày riêng than đổi từ 0,79m (LK.K22) đến 33,68m (LK.2573), trung bình 9,68m Đá kẹp

trong vỉa có từ I+I1 lớp, chiều dày đá kẹp từ 0,0m + 17,76m (LK2573), trung bình 1,48m Độ dốc vỉa từ 6° + 70”, trung bình 26° Hệ số chứa than trung bình 89%.Khảo sát ở 66 lỗ khoan thăm dò cắt vỉa sử dụng để tính trữ lượng cho thấy chiều dày than T1 như sau:

- 1 lỗ khoan có chiều dày < Im : chiếm 1,5 %

- 37 lỗ khoan có chiều dày từ 10-26m: chiếm 56 %

- 20 lỗ khoan có chiều dày từ 5-1 : chiếm 30,3 % - 8 lỗ khoan có chiều dày tir 1-5m : chiếm 12,2 %

Than T2 có ở 34 lỗ khoan làm tăng chiều dày tính trữ lượng lên 5,5% Đất dá kẹp : Khảo sát trong 64 lỗ khoan có:

Trang 4

Số lớp đá kẹp trung bình 2,67 lớp/1 điểm cắt vỉa : Trong đó loại > Im là 0,58 lớp /1 điểm cắt vỉa , loại < 1m là 2,09 lớp /1 điểm cắt vỉa

Vỉa 14-5 có cấu tạo tương đối phức tạp, , số lớp than trung bình là 3,7 lớp/ 1 điểm cắt vỉa, lớn nhất 9 lớp /1 điểm cắt vỉa Chiều dày đá kẹp trung bình cho 1 điểm cắt vỉa toàn bộ là 1,93 m / 1 điểm cắt vỉa , trong đó:

- Loại < Im trung bình là _ : 0,93m/1 điểm cắt via - Loại < 0,5m trung bình là : 0,28m/1 điểm cắt vỉa - Loại < 0,2m trung bình là : 0,08m/1 điểm cắt vỉa

Thành phần đá kẹp: Thành phần lớp đá kẹp đa số là sét kết, đôi khi là những lớp bột kết hạt mịn,đá kẹp phân bố trong vỉa tương đối đều của toàn khu, phổ biến gặp vỉa có 2-4 lớp đá kẹp, độ dốc vỉa trung bình 21°, chủ yếu từ 15-

30 Độ tro trung bình cân than T1 là 11,75%, than T2 là 49,27% , đá kẹp là 82,66% và 73,36%( sét kết)

Tỷ trọng trung bình của than TI là: 1,44g/cm than T2 là: 1,85g/cm`, đá kẹp là: 2,46 g/cmỶ ( bột kết) và 2,2g/cmỶ (sét kết)

+ Vỉa 14-2:

Phần lớn diện tích phân bố ở khu Tây Cao Sơn ( Phía Tây T-XIIÊ ), phía

Đơng Cao Sơn ( theo báo cáo TDBS 1986 ) chỉ tồn tại một diện tích hẹp ở phía Nam T-XIIÊ và T-XIHI? có 5 lỗ khoan cắt qua với chiều dày tổng quát trung

bình 3,93 m., độ dốc trung bình cân than TI làl2%, than T2 là: 48%, đá kẹp

là69,6% (sét kết ) Tỷ trọng trung bình than TI là: 1,46g/cm” ,than T2 là: 1,88

g/cm’, đá kẹp là 2,12 g/cmỶ (sét kết )

Do đặc điểm phân bố của vỉa nêu trên nên phần vỉa này được nhập chung vao via 14-5 , trữ lượng của vỉa 14-5 bao gồm ca via 14-2

+ Vỉa 13-1: Phân bố trên toàn bộ diện tích khu Đơng Cao Sơn, lộ vỉa lộ ra ở một phần phía Bắc T-XIIÊ, XIHẺ, XIV” và một phần ở phía Nam T-XIV^,

T-XIV?

phần lớn diện tích vỉa chìm trong nếp lõm Cao Sơn, trụ vỉa chìm sâu nhất ở đáy nếp lõm tương ứng mức —1 10m ( T-XIHÊ) , cao nhất ở trục nếp lồi 151 mức + 70 ( Phía Nam T-XIV” ) Vỉa 13-1 có 45 lỗ khoan cắt qua , chiều dày tổng quát thay đổi từ 0,69m( LK571) đến 36,72m (LK74).Chiều dày tổng quát trung bình

11,246m, trong đó than TI là 7,47m, than T2 là 0,68m Khảo sát ở 45 lỗ khoan

thăm dò cát vỉa được sử dụng tính trữ lượng cho thấy chiều dày than T1 như Sau:

+ 3 lỗ khoan có chiều dày < 1m : Chiếm 6,70%

+ 13 lỗ khoan có chiều dày I-5m : Chiếm 29% + 15 lỗ khoan có chiều dày từ 5-10m: Chiếm 33,30%% + 14 lỗ khoan có chiều dày > 10m : Chiếm 31,0%

Vỉa 13-1 được xếp vào nhóm vỉa có chiều dày tương đối ổn định , cấu tạo vỉa tương đối phức tạp

+ Đá kẹp : số lớp đá kẹp trung bình 3,9 lớp / 1 điểm cắt vỉa, nhiều nhất 10 lớp / 1 điểm cắt vỉa Số lớp đá kẹp < Im chiếm chủ yếu là 3,17 lớp , nhiều

nhất là 9 lớp Số lớp đá kẹp > Im chiếm 0,73 lớp nhiêu nhất là 4 lớp Thành

phần đá kẹp chủ yếu là bột kết , sét kết Độ đốc trung bình của vỉa là 25° , nhỏ nhất là 12?, lớn nhất là 500,phần lớn có độ dốc từ 20-35° số lớp than trung bình

TI, T2 trung bình 5,03 lớp , lớn nhất là 11 lớp Độ tro trung bình cân than TI là 12,2%, than T2 là 53,03% đá kẹp là 81,88% ( bột kết) và 66,85%(sét kết ) Tỷ

Trang 5

-4-trọng trung bình than T1 là 1,46g/cm”`, than T2 là 1,99 g/cmỶ - đá kẹp là 2,27g/cmỶ (bột kết), 2,15 ø/cm” (sét kết)

L2.1.2: Đất đá:

+ Cuội kết: Phân bố rộng rãi trong tồn khu mỏ Đơng Cao Sơn, chiếm nhiều nhất từ vách vỉa 14-5 trở lên Cuội kết có cấu tạo khối xi măng Silíc và các bon nát gắn kết chặt chẽ, màu sắc trắng đục đến xám nhạt

+ Sạn kết : Có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, thành phần hạt thạch anh chiếm 50-70%, xi măng gắn kết là xi măng cơ sở hoặc xi măng lấp đầy, có màu xám sáng Sạn kết mang tính chuyển tiếp giữa cuội kết và cát kết

+ Cát kết: Có cấu tạo phân lớp từ mỏng đến dày, có màu xám sáng đến xám, là loại đá phổ biến, chiếm tỷ lệ lớn, phổ biến trong khoảng giữa hai vỉa

13-1va 14-5

+ Bột kết: Thành phần chủ yếu là cát thạch anh 50% và các vật chất tạo than, vảy xê ri xit, phân lớp tương đối dày Bột kết có màu xám đến xám sẵm Phân bố rộng, chiếm tỷ lệ tương đối lớn, chủ yếu từ trụ vỉa 14-5 trở xuống

+ Sét kết: Có cấu tạo phân lớp mỏng, thành phần chủ yếu là sét , màu

xám đen, phân bố ở sát vách, trụ vỉa than

L2.1.3: Cột địa tầng :

Địa tầng khu Đông Cao sơn gồm chủ yếu là trầm tích chứa than hệ trias-

thống thượng — bậc nori-Reti-điệp Hòn Gai (T3n-r.hg2) và một ít là trầm tích đệ

tứ (Q) Trầm tích chứa than hệ Trias gồm chủ yếu các loại đá : Cuội kết , sạn

kết, cát kết , bột kết, sét kết và các vỉa than Tổng bề dày địa tầng 1800m , nham thạch bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết , bột kết, sét kết và các vỉa than ( Từ dưới lên gồm các vỉa than từ 1-22)

1.2.1.4: Kién tao: 1- Uốn nếp:

Nếp lõm Cao Sơn : Cấu trúc uốn nếp chính của khu Đơng Cao Sơn là một nếp lõm thuộc phần đông của nếp lõm Cao Sơn kéo dài từ Bàng Nâu qua Tây cao Sơn đến Đông Cao Sơn, phương của trục nếp lõm : Tây bắc- Đơng nam_, chìm sâu nhất ở tuyến XIHÊ (-130m), nâng dần lên ở mức -50m, ở các tuyến XII” XIV và kết thúc ở trục nếp lồi 151 Độ dốc hai cánh nếp lõm không đồng đều , cánh Bắc dốc 30-500 , canh Nam thoải hơn : 10-200 Trên cánh Nam của nếp lõm CAo Sơn hình thành gờ nâng tách ra làm hai nếp lõm ( gọi là hai lòng máng) Bắc và nam Nếp lõm Bắc là phần chính của nếp lõm Cao Sơn , nếp lõm nam chạy sát đứt gãy A-A” chìm sâu nhất tới mức —100m 9 khảo sát theo vỉa

13-1)

+Nếp lồi 15-1: Phân bố ở phía Đơng ( T-XIVP ), trục chạy gần theo hướng Nam- Bắc, mặt trục gần thẳng đứng, độ dốc hai cánh thay đổi : 35-40° , cánh phía Nam chuyển tiếp sang nếp lõm 186, cánh phía Tây chuyển tiếp với nếp lõm Cao Sơn

Trang 6

2 Đứt gấy:

Bao gồm hai ditt gay A — A’ va LL’ trong khu Dong Cao Sơn :

Dit gay AA' là đứt gãy thuận , cắm Bắc , góc dốc 65-75° ở biên giới phía

nam khu Đơng Cao Sơn

+Đứt gãy LL”: Là đứt gãy nghịch , mặt trượt cắm về phía Nam tay nam ,

góc dốc 50-70°, đới phá huỷ 30-50 m ở biên giới phía bắc và phía đơng khu Đơng Cao Sơn

3: Tính chất lý hố của vía than:

Than có cấu tạo phân lớp dày,đồng nhất , độ cứng bang 750-900 kg/cm’, có màu đen, vết vạch ánh kim , bán ánh kim hoặc ánh mờ Vết vỡ dạng bằng hoặc theo bậc Than có điện trở suất ( p) từ 600-1000 @, mật độ riêng 1,1- 1,4g/cm”, dẫn điện kém Cơ bản than ở khu Đông Cao Sơn có chất lượng tốt , nhiệt lượng cao , lưu huỳnh thấp , độ tro thấp thể hiện như sau:

Bang I.01: Các chỉ tiêu chất lượng than

oe Via 14-5 Via 13-1

STT | Tên chỉ tiêu Min |Max |TB Min |Max |TB

1 |Độtro A(%) 472 |2468 |983 46 |34.53 |10/24

2 |Chấtbốc V°®(%) 226 |397 |654 10 |373 |741

3_ |Độẩm WP(%) 01 |122 13,5 34 |93 |54

4 — | Hàm lượng S„(%) 016 |198 |05 03 |107 [03

5 — | Nhiệt lượng (K.Calkg) |6530 |8281 |8033 3857 |8268 |§126

Bảng 1-02: Thành phần hoá học của than

ia SiO,(%) |AI,O,(%) |Fe,O;(%) |CaO(%) | MgO (%)

44g |27⁄2 + 65.76 |8.54 + 5161| 3.38 + 48.94 | 0.00 + 4.17 | 0,00 + 3,29 50,33 (47) 26,46 (47) | 12,86 (47) 0,91 (47) _| 0,97 (47) 34,12 + 75,50 | 13,38 +/1,84 _ +33,04 | 0.00 + 9,10 | 0,00 + 4,55 13-4 | 53,02 (27) 37.44 11,35 (27) 2,15 (27) |1,38 (27) 22,05 (27)

1.3: DIEU KIEN THUY VAN VA DIA CHAT THUY CUA KHOANG SANG

1.3.1:Nước mặt:

Trang 7

nước mưa , một phần là nước dưới đất Các suối khác chỉ có nước vào mùa mưa „ khô cạn vào mùa khô

Hiện tại Moong Bắc Cọc Sáu là một hồ nước lớn , nguồn nước tập trung ở đây do suối chảy thường xuyên vào mùa mưa nước ở xung quanh chảy xuống tương đối lớn Nước ở Moong Bắc Cọc sáu chảy đi qua Cống phía Đơng , qua bãi thải mỏ Cọc Sáu Mực nước ở Moong thay đổi theo mùa : Mùa khô mực

nước ở mức +59-+60,mùa mưa mực nước dâng lên mức (+63) — (+64)

1.3.2: Nước dưới đất :

+Nước dưới đất bao gồm: nước trong lớp phủ đệ tứ Q và nước chứa trong tầng chứa than T3n-r

+Nước trong lớp phủ đệ tứ : Phần lớn lớp phủ đệ tứ đã bị bóc đi , phần cịn lại nghèo nước , nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa nên sau mùa mưa khô cạn nhanh Điểm xuất lộ nước ở tầng này có lưu lượng 0,1- 0,6 l/s và thường không xuất lộ vào mùa khô

+ Nước trong tầng chứa than T3n-r: Lớp chứa nước trên vỉa 14-5 có đặc

điểm nham thạch là: Cuội kết, cát kết , bột kết , sét kết , riêng sét kết chiếm tỷ lệ nhỏ, cịn đá hạt thơ có chiêu dày lớn 30-80 m tạo thuận lợi cho nước dưới đất tồn tại và lưu thông.Nước trong lớp này khơng có áp, là lớp nghèo nước do

các tầng khai thác cá qua , lúc này nước dưới đất được tháo đi trở thành nước mặt chảy qua mương rãnh Lớp chứa nước ở giữa vỉa 13-1 và 14-5 đặc điểm nham thạch chủ yếu là cát kết hạt nhỏ đến vừa và bột kết, hai loại đá này có cấu tạo phân lớp , nứt nẻ nhiều , chiếm tỷ lệ lớn gần 90%

Nước trong lớp này có tính áp lực yếu , theo kết quả thăm dò: tỉ mỉ và

thăm dò bổ xung trước năm 1986: Lỗ khoan LK387, CS16 nước phun lên mạnh, những năm gần đây khoan vào lớp này nước không phun lên mặt đất , như vậy

áp lực đã bị giảm nhiều

Hệ số thẩm thấu: K= 0,014- 0,0378m/ ngày đêm

1.3.3 Dự tính lượng nước chảy vào khai trường mỏ

Lượng nước chảy vào khai trường mỏ gồm 2 nguồn: Nước mặt và nước ngầm

+ Nước mặt

Lượng nước mặt mức trên +50 được tháo khô theo các hệ thống mương thoát

nước

Lượng nước mặt chảy vào mỏ được tính tốn theo công thức:

Qmặt = A.(F-F”)œ + A.F” Trong đó:

A là vũ lượng lớn nhất/ngđ Vũ lượng này được tính với tần suất 40 năm, 25 năm và 15 năm

Trang 8

F”: Diện tích đáy moong

E: Diện tích moong kể từ rãnh thoát nước œ là hệ số dòng chảy mặt (œ = 0,80) + Nước ngâm

Nước ngầm chảy vào moong được tính theo cơng thức Duypuy phối hợp phương pháp giếng lớn của C.V Troianxki

1,366xK „xH? Os! Ig(R+r, - Ign,

trong đó:

K là hệ số thấm tính trung bình, K = 0,028m/ng.đ (Hệ số thấm trung bình

tồn mỏ)

H là chiều cao cột nước tháo khô (m)

Ztt: Chiéu cao mực nước thuỷ tĩnh trung bình khu vực khai thác là 130m R: Bán kính phếu hạ thấp mực nước tính toán theo Kusakin:

R=2xS/HxK,, (m)

3 hán Lự " 4 F

ro: là bán kính giếng lớn: ro= ,|— (m)

a

F: Dién tich moong

Bảng 1-03: Kết quả tính toán lưu lượng nước chảy vào mỏ

(Giai đoạn 2008 + 2009)

` th“ Luong nước|Lượng nước Tong lưu

Mùa khai thác mặt, m 3/ngd l ngầm mỶ/ngd , lượng, m”/ngđ

Mùa mưa 294 863 2 115 296 978

Mùa khô 19 166 2 115 2 115

1.4: DIEU KIEN DIA CHẤT CONG TRÌNH :

1.4.1: Dac diém dia chat cong trinh:

Khu Đông Cao Sơn bao gồm các loại đá: Cuội kết, sạn kết, cát kết , bột kết và các vỉa than Tỷ lệ các loại đá từ vách vỉa 14-5 trở lên như sau:

- Cuội kết, sạn kết: chiếm 40,52% - Cát kết chiếm 46,24%

- Bột kết chiếm chiếm 12,2% - Sét kết chiếm 1,04%

Đá cuội , sạn kết có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày, độ cứng lớn: f=12- 13 Đá nằm giữa hai vỉa than 14-5 và 13-1, phân bố chủ yếu là cát kết, bột kết có cấu tạo phân lớp dày , nhiều khe nứt, sét kết phân bố thành lớp mỏng

Trang 9

-8-1.4.2: Đặc tính cơ lý của đất đá:

Đất đá của khu vực Đông Cao Sơn thể hiện theo bảng sau: Bảng I- 04: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đá Góc “

Tên |C.độ K.nén C.độ K.kéo Dung trọng |Tỷ trọng nội ma CB ket

đá |(Kg/cm”) (Kg/cm?) (g/cm?) (g/cm?) sát Kgfcm? Sạn |2825- 284 278 - 44.2 300-245 |3.00- 2.61 34°26" 900 - 102 kết |1321.17(186) |121.78(139) 2.61(165) 2.67(163) 426.09(121) Cuội 2384 - 232 114-3508 2.97- 2.42 2.88 - 2.53 35°14 675 - 260 kết |1068.15(82)) |91.48(16) 2.58(81) 2.66(81) 387.08(12) Cát |2576 -113 434 -20.8 3.00 - 173 |3.07- 2.13 33°04" 790 - 80.0 kết |1099.87(648) |128.75(410) 2.64(558) 2.70(563) 377.95(328) Bột |2369-107 375-2405 346-142 |3.51-1.21 30°95) 520 - 44.0 kết |525.83(592) 66.0(342) 2.62(532) 2.69(530) 173.74(284) Sét 1546 - 138 8995-1849 2.68 - 2.47 2.77- 2.55 32945) 110 - 59 két |403.53(22) 49.2(8) 2.67(18) 2.67(18) 80.86(7)

Ghỉ chú: Ghỉ chú: Các giá trị trên: Max — Min

Trung bình (số lượng mẫu)

Trong các đứt gãy phần lớn đất đá có lực dính kết là rất nhỏ, tính bên vững

rất kém

1.5 KẾT LUẬN:

Đặc điểm chung của vùng mỏ và các đặc điểm địa chất của khoáng sàng là cơ sở rất quan trọng , đầu tiên trong công tác thiết kế khai thác mỏ

Qua đây đã tạo những thuận lợi và gây khó khăn cho cơng tác thiết kế

như sau:

1.5.1: Thuận lợi:

Về đặc điểm chung: Khu Đông Cao Sơn là khu vực độc lập , có hệ thống đường giao thông thuận lợi cho việc liên lac, vận chuyển than khai thác đi ga

Cao Sơn , cảng Vị trí thuận lợi cho việc mở bãi thải ngồi (140 Đơng Cao Sơn) giảm cung độ Địa hình dốc thoải thuận lợi cho cơng tác thốt nước ra suối

Mông Dương và xuống moong Bắc Cọc Sáu

Nước trong tầng chứa than nằm trong các lớp đá hạt thô có chiều dày lớn

thuận lợi cho lưu thông và thoát nước được trong quá trình khai thác

Khống sàng : Vỉa 14-5 khai thác có chiều dày tương đối ổn định với độ dốc vỉa và toàn bộ chiêu sâu khơng lớn, than có chất lượng tốt, độ tro thấp , nhiệt lượng cao , lưu huỳnh thấp thuận lợi cho thiết kế vỉa 14-5 và đạt yêu cầu về chất lượng than

Trang 10

Về đặc điểm chung của vùng mỏ trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa , nhất là mùa mưa gây khó khăn cho khai thác mỏ

Các loại đát đá khu vực có tính chất cơ lý, độ kiên cố lớn , phổ biến là cuội kết, cát kết chiếm trên 58% từ vách vỉa 14-5 trở lên , độ cứng trung bình là: 11-11,5 gay khó khăn cho thiết kế khai thác cùng với hai đứt gãy lớn : AA' ở biên giới phía Nam, LL' ở biên giới phía Bắc, Đông Bắc gây ảnh hưởng khi thiết kế khai thác mỏ xuống sâu

Về tính chất khoáng sàng vỉa 14-5 có cấu tạo tương đối phức tạp với số lớp đá kẹp từ 2- 4 lớp phân bố đồng đều trong toàn khu, bột kết 82,66% sét kết

73,36%, chiều dày trung bình 1,93m/1 điểm cắt vỉa khó khăn cho thiết kế khai

thác Nhìn chung khu Đơng Cao Sơn có nhiều thuận lợi cho công tác thiết kế khai thác

Trang 11

-10-CHUONG II

NHUNG SO LIEU GOC DUNG LAM THIET KE

IL1.TAI LIEU DIA CHAT

1 Báo cáo địa chất khu mỏ

2 Bản đồ địa hình khu mỏ tỷ lệ 1/2000

3 Mặt cắt địa chất tuyến XVI, XXI tỷ lệ 1/2000 4 Bản đồ đồng đẳng vách, trụ vỉa 14-5, 13-1 5 Bản đồ địa chất

6 Bản đồ kết thúc khai thác tỷ lệ 1/5000

I.2.CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC TRÊN MỎ

Mỏ áp dụng chế độ làm việc liên tục với số ngày làm việc là 365

ngày/năm, một ngày làm việc 3ca, mỗi ca làm 8 giờ Trong đó ca I bắt đầu từ

6h đến 14h

I.2.1.Đối với thiết bị

Số ngày làm việc trong năm được tính theo công thức :

Ny = 365 -(N, +L, +N,+Ny) (Ngày/năm)

Trong đó:

Đ : Số ngày sửa chữa trong năm được tính theo công thức :

N, =N,+N,+N,+N,, ngay/nam

N,: S6 ngay dai tu thiết bị, phân bổ theo năm = 20 ngày / năm

N;: Số ngày trung tu = 28 ngày/ năm

Ñ;: Số ngày tiểu tu =12 ngày/ năm

N¿: Số ngày nghỉ bảo dưỡng = 24 ngay/ nam

Vậy N, = 20 + 28 + 12 + 24 = 84 ngay/ nam

Trang 12

N: Số ngày nghỉ do thời tiết trong năm = 10 ngày/ năm

Nụ: Số ngày dự trữ trong nam = 20 ngay/ nam

Như vậy số ngày làm việc trong một năm của thiết bị là:

N, = 3605 - (84+ 10+ 10+ 20) = 241 ngay/ nam

H.2.2 Với cán bộ công nhân

Số ngày công chế độ trong năm được tính theo cơng thức sau :

N =365 - (Nay + Non + Ni +N,), ngày/ năm Trong do:

N.„: Số ngày nghỉ chủ nhật trong năm = 52 ngày NÑ/: Số ngày nghỉ lễ, tết trong năm = 10 ngày N,: Số ngày nghỉ phép trong năm = 20 ngày Như vậy số ngày công chế độ 1 nam 1a:

N, = 365 - (52+ 10 + 20) = 283 ( ngày/năm) II.3 LOẠI THIẾT BỊ SỬ DỤNG

Mỏ than Cao Sơn hiện nay đang sử dụng các loại thiết bị do Liên Xô và một số nước khác cung cấp Tuy nhiên đồ án chỉ sử dụng một số loại thiết bị II.3.1 Thiết bị khoan và vật liệu nổ

1 Thiết bị khoan: Mỏ sử dụng máy khoan xoay cầu CBIH — 250 MHA 2 Vật liệu nổ: Mỏ sử dụng thuốc nổ ANEO khô (25kg/bao, 14kg/túi) và

thuốc nổ nhũ tương EE-3I II.3.2 Thiết bị xúc bốc

Mỏ sử dụng máy xúc Máy xúc 2KT- 8U để xúc đất đá; sử dụng máy xúc thuỷ lực gầu ngược PC-750 và máy xúc 2KT' - 4,6 để xúc than và làm công việc

phụ trợ

II.3.3 Thiết bị vận tải

Mỏ sử dụng hai thiết bị vận tải là xe CAT - 773E tải trọng 58 tấn để vận tải đất đá và sử dụng ô tô Belaz -7522 tải trọng 30 tấn để vận tải than

Trang 13

-12-II.3.4 Thiết bị khác

Mỏ sử dụng máy bơm 12Y-I0T dùng để thoát nước cưỡng bức cho

mỏ Sử dụng máy gạt D- 85A dùng để san gạt làm đường và làm công tác xan

Trang 14

CHUONG Ii

XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

Trong khai thác lộ thiên, để thu hồi được khoáng sản có ích từ lịng đất thì phải bóc đi lớp đất đá phủ nằm phía trên và xung quanh thân quặng Khối lượng đất đá bóc phụ thuộc và chiều dầy lớp đất đá phủ và điều kiện thế nằm của vỉa than Khối lượng đất đá bóc sẽ tăng lên khi ta mở rộng biên giới và đến

một giá trị nào đó thì việc khai thác bằng phương pháp lộ thiên sẽ khơng có

hiệu quả kinh tế nữa Do vậy ta phải tiến hành xác định biên giới mỏ mỏ lộ thiên để đảm bảo cho việc khai thác đạt hiệu quả kinh tế cao nhất

II.1.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIGI HAN K,,

Hệ số bóc giới hạn là chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật quan trọng, phụ thuộc vào điều kiện kinh tế kĩ thuật của từng khoáng sàng Hệ số bóc giới hạn là tiêu chuẩn để xác định biên giới cuối cùng của mỏ lộ thiên và nó được xác định gián tiếp qua các chỉ tiêu kinh tế theo biểu thức sau:

K,, = == ; m?/m?

Trong đó:

Kj;- hệ số bóc giới hạn ,( mÌ/m)

€,, - giá thành cho phép 1 tấn than nguyên khai được thiết kế khai thác, đứt

Giá thành khai thác một tấn than nguyên khai cho phép đảm bảo cân

bằng thu chi, C =192.188 đ/t (Tổng Công ty TVN giao cho mỏ Cao Sơn năm

1998)

a - giá thành khai thác than thuần tuý ( chưa kể chi phí bóc đất),

a=55.529d/t

b - giá thành bóc đất đá, b=21.353, đ/m”

Khu vực Đông Cao Sơn xác định được hệ số bóc giới hạn:

Trang 15

-14-_ 192188-55.529 = 6,4 mï/t = 9,2m?/m?

21.353

h

gì

HL2 LỰA CHỌN NGUYÊN TÁC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

Khi đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án xác định biên giới mỏ ta dùng chỉ tiêu hệ số bóc biên giới K,„ và hệ số bóc giới hạn của mỏ làm nguyên tắc so sánh Chi phí của khai thác lộ thiên chủ yếu phụ thuộc vào hệ số bóc đất đá Để đảm bảo cho xí nghiệp mỏ luôn thu được lợi nhuận trong quá trình hoạt động thì hệ số bóc đất đá của mỏ phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng hệ số bóc giới hạn cho phép, đồng thời phải thoả mãn hai yêu cầu sau:

Tổng chi phí khai thác than là nhỏ nhất

Giá thành khai thác nhỏ hơn giá thành cho phép

Từ quan điểm này ta đi xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc Ky, 2 Kye,

Đồng thời để đảm bảo kết quả tính tốn biên giới mỏ được chính xác ta nên sử

dụng phương pháp đồ thị để xác định biên giới mỏ

IIL.3 XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ THEO NGUYÊN TÁC K,, > K,, THI.3.1 Góc nghiêng bờ dừng

Từ đặc điểm tự nhiên của khoáng sàng, đặc điểm địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn trên cơ sở tính tốn ổn định của bờ mỏ xác định được góc

nghiêng bờ dừng của bờ mỏ ở phía vách y,=358, góc nghiêng bờ dừng của mỏ ở

phía trụ y,= 288

IH.3.2 Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc K,,> K,„

Trang 16

Nội dung của phương pháp xác định biên giới mỏ:

Trên các lát cắt đặc trưng ( Tuyến T-XVI và tuyến T-XXI ) ta kẻ

các đường song song thẳng đứng cách nhau L = 50m theo phương ngang lấy

mốc từ chỗ lộ vỉa là mốc O

Từ giao điểm của đường thẳng với trụ vỉa ta kẻ các đường xiên với

góc nghiêng y,=358 và y,¿=28 biểu thị bờ dừng phía vách và trụ vỉa cho tới khi

gap mặt đất

Tiến hành đo diện tích than khai thác và đất đá bóc tương ứng nằm

giữa hai bờ mỏ liên tiếp nhau cho tất cả các tầng là AQ, va AV, ( sử dụng phần

mềm Autocad để đo diện tích) và xác định hệ số bóc biên giới cho tất cả các

tầng theo công thức sau:

Ký =AV,/ AQ, , m/m’

Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn K,, = 11,3

mỶ/mỶ và hệ số bóc biên giới theo kết quả tính tốn ở trên Hồnh độ của giao điểm của 2 đường là biên giới trên mặt đất của mỏ tại mặt cắt đó

Đưa kết quả tính được lên bình đồ xác định được biên giới mỏ trên mặt đất và điều chỉnh biên giới mỏ Kết quả đo vẽ trên các lát cắt như sau:

Trang 18

Biểu đôIII.1 Thể hiên mối quan hê giữa K,„ và L của tuyến cắt XVỊ'

Kbg (m3/m3)

10

L (m)

Biểu đôIII.2 Thể hiên mối quan hê giữa K,„ và L của tuyến cắt XXI

Trang 19

Kbg (m3/m3) 16} — — — 15 14 | 13 | 12 | 11 | es TIKgh = 9,2 °E——T——— ii, "¬ II —— —— yy ET ai ae : Hl Pt! ; IEIIIIIIIIIEIII : IIIIIIITIIIEIII ° 290 390 490 590 690 790 890 brit id th tm

Bang IIL2 Khối lương mở trên mặt cắt tuyến XXI

SIT L(m) AQ, (m?) AV, (m?) K,, (m*/m’)

Trang 20

12 S40 1326 12928 9,75

13 S90 1412 13860 9,81

14 940 1470 14376 9,78

1.Xác định biên giới mỏ trên mặt đất

Từ giao của hai đồ thị K,,= f(AL) va K,,,= 11,6 mỶ/mỶ ta tìm được chiều rộng của biên giới mỏ trên mặt đất tại các mặt cắt: T-XVIlà 735m, T-XXI là 770 m, như vậy để khai thác tối đa tài nguyên chọn chiều rộng của biên giới mỏ trên mặt đất là B,„„„=770m

2.Xác định chiêu sâu khai thác cuối cùng

Tương ứng với biên giới mỏ tại các mặt cắt ngang, tìm được chiều sâu đáy mỏ tại mặt cắt T - XVI là - 80 và T - XXI là -60, kết hợp với mặt cắt doc tuyến XIII chọn chiều sâu cuối cùng của mỏ là - 60

Các thơng số hình học của biên giới mỏ khu vực Đông Cao Sơn: 5 - Các thông số đáy mỏ:

Chiều dài : 285m, Chiều rộng : 200m,

Chiều sâu : -60m » - Biên giới mỏ trên mặt đất:

Chiều dài khai trường: L„= 800m Chiều rộng khai trường: B,„ = 770m

HI.4 TRỮ LƯỢNG MỎ

Để tính trữ lượng mỏ sử dụng phương pháp mặt cắt để tính tốn Kết quả

tính tốn thể hiện trong bảng sau

Bảng III.4 trữ lương than và đá bóc trong biên giới mỏ

Khối lượng than | Khối lượng Tổng khối lượng

K„ m'/mỶ

m đất bóc, mỶ Mo, m?

Trang 21

17181519

104807266 121988785 6.1

THIẾT KẾ MỞ VỈA

IV.1 KHÁI NIỆM CHUNG:

Mở vỉa khoáng sàng (mở mỏ) là tạo nên hệ thống đường vận tải, đường liên lạc nối từ điểm tiếp nhận (như kho chứa, bunke chuyển tải, bãi thải ) hoặc từ hệ thống đường vận tải quốc gia ( như đường thuỷ, đường bộ ), từ bến cảng trên mặt đất tới các mặt bằng công tác ( như các tầng bóc đất đá, tầng khai thác quặng, mặt bằng trung chuyển, ), bóc một khối lượng đất đá phủ ban đầu và tạo ra các mặt bằng công tác đầu tiên sao cho khi đưa mỏ vào sản xuất thì các thiết bị mỏ có thể hoạt động bình thường và đạt được sản lượng khoáng sản

theo thiết kế

IV.2 PHƯƠNG PHÁP MỞ VỈA KHOÁNG SÀNG

Trang 22

Căn cứ vào điều kiện địa hình, điều kiện tự nhiên của khoáng sàng là nằm trong sườn núi, lộ vỉa ở phía Đơng và Đơng Bắc trên sườn núi trung bình mức +125 (vỉa 14-5), các vỉa có thế nằm nghiêng, chiều dày và góc dốc tương đối ổn định, vỉa có đường phương kéo dài theo phương Bắc-Nam, căn vào điều kiện thực tế có 2 phương án mở vỉa:

» - Mở vỉa bằng hào bám vách cơng trình mỏ phát triển từ Đông sang Tây *- Mở vỉa bằng hào bám trụ cơng trình mỏ phát triển từ Đông sang Tây Đồ án chọn phương pháp mở vỉa bằng hào bám vách cơng trình mỏ phát triển từ Đông sang Tây, phương án này có nhiều ưu điểm hơn phương án còn lại

như:

* Qua trinh khai thác than độc lập với quá trình xúc bốc đất đá * =_ Thời gian xây dựng cơ bản nhỏ

* (C6 thé 4p dung phương pháp khai thác chọn lọc nhằm giảm tỷ lệ tổn thất và làm nghèo

Qua phân tích về đặc điểm tự nhiên của khoáng sàng, yêu cầu khai thác và trình độ cơng nghệ hiện có đồ án lựa chọn hình thức mở vỉa bằng hào bám vách vỉa 13 - 1, khi bờ mỏ phát triển gặp vỉa 14 - 5 sẽ chuyển sang đào hào chuẩn bị bám vách vỉa 14 - 5 hoặc đi hào trong vỉa, chiều rộng đáy hào lấy theo thông số công nghệ khai thác chọn lọc và chiều rộng thực tế của vỉa

IV.3 LUA CHON VI TRI VA HINH THUC HAO MO ViA

Ta đã biết hướng vận tải chính của mỏ về nhà sàng 1, nhà sàng 2 và nha sàng 3, còn đất đá thải được vận chuyển về bãi thải Đông Cao Sơn Cùng với đặc điểm địa hình của khu mỏ, kết hợp với điều kiện thế nằm của cụm vỉa đồ án lựa chọn hình thức mở vỉa cho khu vực Đông Cao Sơn bằng hào hỗn hợp

IV.3.1 Hào ngoài

Hào ngoài được bố trí ngồi biên giới mỏ, tại vị trí Bắc Cọc sáu mức +70 mở tuyến hào ngoài đến biên giới của mỏ mức +125 Phía Tây Nam mở hào ngoài mức +170 đến mức +140

Hào ngoài là hào bán hoàn chỉnh, hào bán cố định

Trang 23

-22-IV.3.2 Hào trong

Hào trong được bố trí bên trong biên giới mỏ từ mức + 125 đến mức - 75 và là hào bán hoàn chỉnh, bao gồm 2 tuyến hào:

5 Từ Bắc Cọc Sáu mức + 125 đến mức -10,

* Từ mức + 125 đến mức + 70 Đông Nam Cao Sơn, từ mức +70 trở

xuống đến mức — 75

Hai tuyến hào này là hào bán cố định đầu tiên được bố trí trên bờ vách, chỉ phục vụ cho một số giai đoạn khai thác đầu của mỏ Sau đó nó dịch chuyển dần về phía bờ trụ và trùng với tuyến hào trong của cả mỏ Cao Sơn (mức +110 đến mức -80) và trở thành hào cố định

Do hình thức vận tải trong mỏ bằng ôtô, mỏ khai thác xuống sâu hào trong có dạng lượn vịng

IV.3.3 Hào chuẩn bị

Hào chuẩn bị được đào bám vách vỉa và dọc theo đường phương của vỉa

IV.4 THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG HÀO

IV.4.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG HÀO CƠ BẢN

1 Độ dốc khống chế của tuyến đường hào » - Độ dốc dọc của tuyến dudng, ip

Độ dốc dọc của tuyến đường hào được xác định theo điều kiện vận tải, hình thức vận tải trong mỏ bằng ôtô Độ đốc lớn nhất cho phép đối với ôtô có tải khi lên dốc từ 60%o + 80 %o Như vậy để thiết bị mỏ có thể hoạt động được trong mọi điều kiện địa hình, điều kiện thời tiết chọn iạ= 80 %o

* D6 dốc ngang tuyến đường, ï,„

Độ dốc ngang tuyến đường lấy theo điều kiện thoát nước tốt cho tuyến đường là I„= 3 %o

2 CHIEU RONG DAY HAO CO BAN B,

Trang 24

vận tải bằng ơ tơ thì chiều rộng đáy hào phụ thuộc vào chiều rộng của xe, số làn xe ( ở đây ta tính cho 2 làn xe) và tốc độ của xe Khi đó chiều rộng đáy hào cơ bản được xác định theo công thức :

Bạ=2.(bạ+ Y)+x+m+Z , m

Trong đó: Z.- Chiều rộng đai an toàn trượt lở tự nhiên, Z.= 3,5 m

Y - Kích thước phần lề đường, Y = 1m

x- Khoảng cách giữa hai làn xe và được xác định theo công thức:

x =0,5+0,005.V , m.( V=25 Km/h: Vận tốc ô tô chạy trong hào) =>x=0,5 + 0,005 25 = 0,625 m

HÌNH I V.1.Sơ đồ xác định chiêu rộng của đường m — Chiều rộng rãnh thoát nước, m = 1 mét

b, - Chiều rộng của loại xe vận tải lớn nhất hoạt động trên mỏ

Với loại xe CAT 773 E thì chiều rộng của xe là bạ = 4,457 m

Vậy chiều rộng đáy hào cơ bản là:

Bọ=2(4.457 + I1) +0,625+I + 3,5= 16,039 m

Chọn chiều rộng đáy hào Bạ = 16 m

Trang 25

-24-3 Chiều dài tuyến đường hào a Chiều dài tuyến hào ngoài

» Chiều dài lý thuyết của tuyến đường hào được xác định theo công thức:

= Hị - Hạ

Ly > m

ty

Trong đó: Hạ : Độ cao điểm đầu của tuyến đường hào H, : Độ cao điểm cuối của tuyến đường hào

lạ : Độ dốc dọc của tuyến đường hào

» Chiéu dai thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức: L, =Ky.L, » m(V6i K, = 1,2 : Hệ số kéo dài của tuyến đường) » Chiểu dài thực tế của tuyến đường hào ngoài từ mức (+ 70) đến mức

(+125):

Lye = en = 825m

» - Chiều dài thực tế của tuyến đường hào ngoài từ mức (+140) đến mức(+

170)

170—140

Lyw2= 0.08 1,2 = 450m

Vay tong chiéu dai tuyén hao ngoai _Ly=825 + 450 = 1275 (m)

b Chiéu dai tuyén dudng hao trong

Chiều dài thực tế của tuyến hào trong từ mức + 125 đến mức — 75:

_ 125+75 0,08

Len 12 = 3000 m

4 Số lần đổi hướng của tuyến đường nạ

Số lần đổi hướng của tuyến đường của tuyến đường hào trong ny = (L/L, )-—1= (3000/800 )-1 = 2.75 >Chon n, =3

Trang 26

5.Bán kính nhỏ nhất của đoạn đường cong R min*

Bán kính cong nhỏ nhất được xác định theo công thức:

?

=———— g,m

127(+i,)

min

Trong đó: V = 20Kmih : Vận tốc của xe chạy trên đoạn đường cong

u =0.15 :Hệ số bám dính giữa bánh xe và mặt đường

i,= 6% : Độ siêu cao của đoạn đường cong

Vậy bán kính cong nhỏ nhất:

400 _ 127(0,15 + 0,06)

‘min =— 15m

6 Kích thước phần mở rộng bụng đường

Kích thước phần mở rộng E xác định theo công thức sau:

1, 0y

E= - “+ R VR Trong đó:

L, — Chiều dài từ trục bánh xe sau đến cái chắn trước của ôtô, với ôtô

CAT — 773E thi Ly = 6,337 m

R — Ban kinh dudng cong, R = 15 m

v- Vận tốc xe chạy trên đoạn đường cong, v = 20 km/h

6,337? 01.20 +

l5 Vis

Vậy chiều rộng của tuyến đường chỗ đoạn cong là:

B, = B, + E = 16 + 3,2 =19,2m.Chon B,=20m

>E= = 3,2 m

1V.4.2 các thông số của hào chuẩn bị 1 Chiêu rộng đáy hào chuẩn bị B,„

Chiều rộng đáy hào chuẩn bị được xác định theo thông số của thiết bị tham gia quá trình đào hào và sơ đồ nhận tải của ô tô Với sơ đồ nhận tải của ôtô là quay đảo chiều thì chiều rộng đáy hào chuẩn bị được xác định theo

công thức sau :

B„= Ry + 0,5.(L) + b))+ 2m ,m

Trang 27

-26-Trong đó:

B„,- chiều rộng của đáy hào chuẩn bị, m

m=2m : Khoảng cách an toàn từ xe tới mép đáy hào

Rạ- Bán kính quay tối thiểu của ô tô, với ô tô CAT 773 E thì R,=10,8 m

L, — chiéu dài của ô tô CAT 773E, Lạ= 9,687 m bạ — Chiều rộng của ô tô CAT 773 E, by = 4,457 m Thay số vào ta được :

B„= 10,8 +0,5.(9,687 + 4.457)+2.2 ~ 21,8 m

Theo điều kiện xúc của máy xúc : để đảm bảo cho máy xúc hoạt động đạt hiệu quả thì B„< 2 R„„( R,„— Bán kính xúc trên mặt bằng lớn nhất của máy xúc) Với máy xúc 3K - 8U thì R.„ = 12 m

Vay tachon B, =22m < 2R,, =24m

Hình IV.2 Sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào chuẩn bị,

2.Chiêu dài tuyến hào chuẩn bị L,,

Trang 28

-27-Chiều dài của tuyến hào chuẩn bị tầng đầu tiên chính bằng chiều dài khai trường, L„= 800 m

3.Độ đốc dọc tuyến hào chuẩn bị ¡„

Độ dốc dọc tuyến hào chuẩn bị được lấy theo điều kiện thoát nước tốt cho hào là ¡„ = 0.3%

IV.3 CÁC THONG SỐ CUA HAO DOC

1 Độ dốc day hao i,

Hào dốc có nhiệm vụ tạo lối thông từ tầng này sang tầng khác và có chức nang mở tầng Độ dốc của hào lấy theo khả năng vượt dốc của thiết bị vận tải

khi có tải i„= 80%

2.Chiều dài hào dốc L„

Chiều dài đáy hào dốc được xác định theo công thức sau:

Ly= H,/iy = 15/0,08 = 187,5 m Trong đó : H, = 15m - Chiều cao tầng

iy = 80 %o - Độ dốc dọc của hào dốc B rT | Bu Hình IV.3.Sơ đồ xác định các thông số của hào dốc

3 Chiêu rộng đáy hào dốc B„

Trang 29

-28-Chiều rộng đáy hào dốc được lấy theo điều kiện làm việc của thiết bị đào hào Thông thường chiều rộng đáy hào dốc lấy bằng chiều rộng của đáy hào chuẩn bị :

B, = By, = 22 m

IV.4 LUA CHON PHUONG PHAP DAO HAO

1 Dao hao ngoai

Dựa vào đặc điểm của địa hình thực tế khu vực Đông Cao Sơn dốc thoải theo sườn núi

* Dao hao trong trudng hợp đất đá mêm tơi: áp dụng theo phương pháp xúc trực tiếp đổ thải ra sườn dốc, kết hợp với máy gạt D-85A gạt đẩy đất đá và tạo nền hào

* Dao hào khi gặp đất đá cứng và cứng vừa : áp dụng phương pháp kết hợp giữa máy gạt thi công tạo nên và tiến hành cho khoan nổ mìn làm tơi đất đá

Để đảm bảo được chiều rộng đáy hào, với khối lượng không thể xúc tải hết đất đá thì áp dụng phương pháp kết hợp giữa máy xúc 2K - 8U va xe ô tô CAT- 773E thực hiện công tác xúc bốc, vận chuyển đất đá đổ thải ra khu vực bãi thải của mỏ

2 Đào hào đốc và hào chuẩn bị

Trang 30

-Hình IV.4 Sơ đồ đào hào chuẩn bị

3 Dao hao trong mo

Hào trong mỏ là hào bán hoàn chỉnh, được hình thành dần trong quá trình khai thác khi mỏ đạt đến bờ dừng bên trụ, hào có dạng nửa đào, nửa đắp và thể tích phần nửa đào bằng phần nửa đắp Trình tự thi công trên tầng: Do đất đá mỏ có độ cứng lớn nên phải sử phương pháp khoan nổ để làm tơi đất đá, đất đá phá

ra dùng máy gạt gạt sang phần đắp sau đó tạo đường trên đó

IV.5.TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG ĐÀO HÀO

IV.5.1 Khối lượng đào hào dốc, Vụ (m°)

Khối lượng đào hào dốc được xác định theo công thức: h B,

—( 2

fy

3

2 B

Vạ= + cotga) + l cotge| ÊE + cotgd) ; 1,

Trong đó: h= 15m - Chiều cao tầng B,= 22m - Chiêu rộng đáy hào dốc

iy = 80 %o - Độ dốc đáy hào dốc

œ =70° - Góc nghiêng sườn hào Thay số vào ta được:

_ 1571000 22 15 22 3,14

Vụ 80 (Sy cot g70") + 15° cot g70°( + ° 15.cot g70°) = 37191( m? )

IV.5.2 Khối lượng đào hào chuẩn bị V,, (m°)

Khối lượng đào hào chuẩn bị được xác định theo công thức:

V.,=[ B,, +h (cotga + cotgy,)/2].h.L, mẻ

Trong d6: B,, = 22m - Chiểu rộng đáy hào chuẩn bị

y, = 28° — Góc nghiêng bờ trụ L= 800 m - Chiều dài khai trường Thay số vào ta được:

V., = [ 22 + 15.( cotg70° + cotg 28°)/2 ] 15 800 = 466 023 m’ IV.5.3 Khdi luong dao hao ngoai V, (m’)

Trang 31

-Hào ngoài là tuyến đường hào bán hoàn chỉnh đào theo sườn đồi được xác định theo công thức:

_ B)sia sin Ø

2sin(a — B) hy ;m)

Trong đó:

Lý - Chiều dài tuyến đường hào ngoài

Ly = Lyyy + Lyy? = 825 + 450 = 1275 m

Bạ- Chiều rộng tuyến đường hào ngoài, B, = 16 m

z - Góc nghiêng sườn hào, ơ =700 B - Góc dốc của sườn đồi , B._ =30 ° Thay số vào ta được:

_ 16° sin 70°.sin 30° 1275 = 119291 (m?)

2sin(70° —30°) m)

Bảng IV.I.Thông số của các tuyến hào thiết kế

Stt Thong so Ki hiéu | Don vi Gia tri

I-HAO CO BAN ( Hao trong va hao ngoai )

1 Độ dốc dọc khống chế ip % 8

2 Chiều rộng của đáy hào By m 16

3 Chiều dài toàn bộ tuyến L m 4275

4 Chiều rộng tại chỗ cong Be m 20

Il- HAO CHUAN BI

1 Độ dốc dọc lọ % 0.3

2 Chiều rộng của đáy hào B., m 22

3 Chiéu dai L,(tang 1) | m 800

Trang 32

2 Chiều rộng đáy hào By m 22

3 Chiéu dai Ly m 187.5

CHUONG V

HE THONG KHAI THAC VA DONG BO THIET BI

Hệ thống khai thác mỏ lộ thiên là một trật tự xác định của các q trình mở vỉa, bóc đất đá và khai thác khoáng sản nhằm đảm bảo cho mỏ lộ thiên

hoạt động một cách an toàn, kinh tế, thu hồi tối đa tài nguyên trong lòng đất

V.1.LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC

Việc lựa chọn hệ thống khai thác (HTKT) có liên quan chặt chế đến công tác mở vỉa và đồng bộ thiết bị sử dụng trong mỏ

Trên cơ sở phương án mở vỉa đã chọn( mở vỉa bám vách vỉa cơng trình mỏ phát triển từ Đông sang Tây), và đặc điểm tự nhiên của khoáng

sàng lựa chọn hệ thống khai thác dọc, một bờ cơng tác, cơng trình mỏ phát

triển từ bờ trụ sang bờ vách, khấu theo lớp dốc nghiêng, bãi thải ngoài

Trang 33

-32-V.2 LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ

Đồng bộ thiết bị sử dụng trên mỏ lộ thiên là thiết bị được sử dụng để hoàn thành các quá trình sản xuất trên mỏ lộ thiên và chúng phải phù hợp với nhau về năng suất và các thông số làm việc( các thiết bị phải ăn khớp nhịp nhàng với nhau giữa các khâu để đạt năng suất cao nhất) Đồng bộ thiết bị được thể hiện qua:

° Mối quan hệ đồng bộ giữa thiết bị xúc với thiết bị vận tải * M6i quan hệ đồng bộ giữa thiết bị vận tải và thải

°® Mối quan hệ đồng bộ giữa máy khoan với thiết bị xúc bốc, vận tải, nghiền sàng

V.2.1 Lua chọn thiết bị xúc

Khâu chuẩn bị đất đá để xúc bốc bằng khoan nổ mìn, cịn than được xúc

chọn lọc hoặc nổ mìn chọn lọc

Việc lựa chọn loại máy xúc trước hết phụ thuộc vào mức độ khó xúc của đất đá Chỉ tiêu mức độ khó xúc của đất đá đã được phá vỡ được xác định theo công thức thực nghiệm sau :

1= 0022(A+ 194),

K,

Trong d6: A=yd,,+ 0,1 0,

y- Dung trọng của đất đá, với các loại cuội, sạn két thi y = 2,6 tan/m’ d„- Kích thước trung bình của cục đá trong đống, d„= 0.5 ,m

ơ,- Độ bền cắt của đất đá, theo Mohr-Coloum xác định được:

Trang 34

Theo kết quả tính tốn, đất đá nổ mìn có II” = 8,13 < 10 nên có thể sử dụng

máy xúc tay gầu 2K - 8U để xúc đất đá Còn xúc than, do than trong gương

hào mềm độ cứng nhỏ không cần phải làm tơi và lực phá vỡ than nhỏ vì thế có thể sử dụng máy xúc thuỷ lực gầu ngược PC - 750 kết hợp với máy xúc tay gầu OKT - 4,6

Đất đá đã làm tơi được máy xúc xúc lên ôtô, chọn may xtic DKT — 8U Than được xúc chọn lọc bằng máy xúc thuỷ lực PC — 750

V.2.2 Lựa chọn thiết bị vận tải

Việc lựa chọn thiết bị vận tải trong mối quan hệ với đồng bộ thiết bị cần phải dựa trên các yêu cầu như tính chất cơ lý của đất đá, mối quan hệ giữa thiết bị xúc- vận tải, cung độ vận tải

Đặc tính cơ lý của đất đá mỏ có mức độ khó vận tải xếp vào loại khó, q trình khai thác mỏ xuống sâu nên lựa chọn hình thức vận tải bằng ôtô

Mối quan hệ giữa thiết bị xúc- vận tải thể hiện qua công thức sau:

do = (4,5.E+ a) VE

Trong đó : qạ- Tải trọng Ơtơ, tấn,

E - Dung tích gầu xúc, với máy xúc 9KT~8U có E=8 m

Với máy xúc PC - 750 có E= 3.1 mỶ

Với máy xúc 2KT - 4,6 có E= 4,6 mì

a - Hệ số phụ thuộc vào dung tích gầu xúc, E = 3,1 m'`,E= 4,6 m thì a =3

E=8m thìa=2

L - Cung độ vận tải trung bình, L = 3 km Thay số vào ta được:

Với máy xúc 3KT~8U có qạ = 54,8 tấn, chọn qạ = 58 tấn( loại xe CAT-

773E)

Với máy xúc PC -750 có qạ= 24.45tấn, chọn qạ =30 tấn (loại xe Belaz -

7522)

Trang 35

-34-Với máy xúc 2KT — 4,6 có qạ= 34,1 tan, chon q, =30 tan (loai xe Belaz - 7522)

V.2.3 Kiểm tra sự hợp lý của thiết bị vận tải đã chọn

*_So sánh khối lượng riêng của loại vật liệu cần chở và vật liệu mà ôtô chở

được:

Gọi Y; = qọ/ Vạ, là khối lượng biểu kiến,

Khi sử dụng xe CAT-773E_ thì yạ = qọ/Vạ = 58 /26,6 = 2,18 tấn/m°

Khi sử dụng xe Belaz thì yo,= qạ/ Vụ = 30 / 18 = 1,67 tấn/m' Ta lại có khối lượng riêng của đất đá mỏ y„= 2,6 t/mỶ, của than y,= 1,44 t/m?

Ta thấy yy<y vậy đất đá mỏ là loại vật liệu nặng

Và y¿,> +, nên than là loại vật liệu nhẹ

V.2.4 Xác định số gầu xúc xúc đây xe ôtô NÑ,

» Đối với máy xúc 3KT'~8U xúc đất đá lên ô tô CAT -773 E thì :

_ Q

¬ EK ya ;

Trong đó :

Nag — SO gau xtic day ô tô

Qạ— Tải trọng của ô tô, Qạ = 58 tấn E- Dung tích gầu xúc, E = 8 mử

K,, — hé s6 su dụng gầu xúc, được xác định theo công thức K,, = K,/K, K¿ - Hệ số xúc đây gầu, khi xúc đất đá K;= 0,8

Trang 36

5 - Đối với máy xúc PC — 750 xúc than lên ô tơ Belaz — 7522 thì :

Vo

dg 2 EK,K, >

Trong đó: Vụ - Dung tích thùng xe, Vụ = 18 mỉ

E - Dung tích gầu xúc, E = 3,lmỶ K,- Hệ số xúc đầy gàu

K, - Hệ số lèn chặt đất đá trong ô tô do tải trọng động khi dỡ tải của máy xúc (K,= 0,9 + 0,92) Ta chon K,= 0,9

18

Vay: Nụ; = 3ypgo9 = 806 Chọn N„;=8

V.2.5 xác định hệ số sử dụng tải trọng

» - Hệ số sử dụng tải trọng xe chở đất đá được xác định theo công thức: Qu

qi’ >

Qo

Trong đó:

Q¿„ - Khối lượng hàng ôtô thực tế vận chuyển, tấn

E.N74.K, ¿

Q„= dgiVa® xa - 8.5.2,6.0,75 _ 53,8 tấn

K, 1,45

Với E=8mỶ- Dung tích gầu xúc của máy xúc 2KF - 8U

Nae = 5 — Số gầu xúc đầy ô tô CAT -773 E Ta = 2.6 tấn/mỶ - Tỷ trọng của đất đá K¿= 0,75 — Hệ số xúc đầy gầu khi xúc đá K,= 1,45 - Hệ số nở rời của đất đá

Qoa - Tai trong cla 6 t6 CAT — 773E , Qoy = 58 tan

=> Ky=53,8/58= 0,93 <(1,15 +1,2) Vậy loại ô tô chọn để chở đất đá là hợp lý

» - Hệ sơ sử dụng dung tích thùng xe của ô tô chở than :

Trang 37

-K, = V,/ Vp

Trong đó :V, — Dung tích hàng ôtô thực tế vân chuyển, tấn

V.=E.N¿,; Kạ= 3.1.7 0,95 = 20,62 m’

V6i E = 3,1 mỶ - Dung tích gầu xúc của máy xúc PC — 750 K¿ =0.95 - Hệ số xúc đây gầu khi xúc than

V, = 18 m*— Dung tich thing xe 6 to Belaz -7522 => K, =20,62/18 =1,14 <( 1,15 +1,2)

Vậy loại ô tô chọn để vận chuyển than là hợp lý V.2.6 Chọn thiết bị khoan

Khoan là một khâu trong khâu khoan-nổ mìn làm tơi đất đá, lựa chọn

chủng loại máy khoan tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá- đặc trưng là

mức độ khó khoan II, được xác định theo công thức thực nghiệm k=0,007 (ơn + øc )+0,7+y„ = 18

ø,,G,- Giới hạn bền nén, bền cắt của đất đá trong khối, KG/cm” Yạ = 2,6 tấn/mỶ - Tỷ trọng của đất đá

Từ đó ta thấy đất đá mỏ thuộc loại rất khó khoan, ta chọn máy khoan

xoay cầu

¢ Lua chon may khoan trong mối quan hệ đồng bộ với máy xúc thông

qua đường kính hạt lớn nhất cho phép d,

d„< 0,75 VE „m với E là dung tích gầu xúc, E = 8 mỶ

=d¿„ = 0,75.8 = 1,5m

¢ Lua chon may khoan trong mối quan hệ đồng bộ với thiết bị vận tải

d„<0,5.‡„ ,m

Vạ - dung tích thùng vận tải, với xe ô to CAT -773 E thì Vạ= 26,6 mỶ

Trang 38

5 Chọn đường kính mũi khoan:

d,=k.d.,=1,7.150 = 255 ,mm

Với k là hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ lí của đất đá, lấy k = 1,7

Từ đó chọn máy khoan xoay cầu CBIH — 250 MH

V.2.7 Lựa chọ thiết bị gạt

Chọn loại may gat D-85A, D-155 phục vụ cho công tác thải đá ở bãi thải đá và phục vụ cho các công tác phụ trợ khác như san gạt nền đường, làm đường,

mương thoát nước, san gạt mặt tầng, trong kho chứa than, công tác môi trường

=

Hinh V.1 May gat D-85A

Trang 39

* "" _ <a 7 sự , Z xe ex waa 7 ; “Vd Kế” A aS aes bực

Hình V.3 Máy xúc tay gầu chất tải cho ô tô trên mỏ

Trang 40

-V.3.1 Chiều cao tảng h

Chiều cao tầng phụ thuộc trước hết vào tính chất cơ lý của đất đá, kiểu loại thiết bị khai thác, thiết bị vận chuyển Chiều cao tầng có ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu chung của mỏ: Khối lượng xây dựng cơ bản, tốc độ xuống sâu Khi tăng chiều cao tầng thì giảm được số tầng vận chuyển do đó giảm được chiều

dài tuyến đường, tuy nhiên tăng chiều cao tầng lên quá lớn làm cho tỷ lệ đá quá

cỡ tăng lên khi nổ mìn, tăng xác suất trượt lở phần trên của tầng

a Xác định chiêu cao tầng đảm bảo cho thiết bị xúc bốc làm việc an toàn »_ Với đất đá phải nổ mìn thì chiều cao tầng được xác định theo công thức:

h <1,5H xmax*

H x max — Chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc, m

Với máy xúc 2KT'— 8U có H x max =144m >h =1,5.14,4= 21,6m

Với máy xúc PC - 750 có H„„„= 11,935m = h =1,5 11,935 ~ 18m xmax » Với đất đá không phải nổ mìn thì chiều cao tầng được xác đinh theo công

thức

h <ÖH „

Với máy xtic OKT — 8U thi h = H,,,,, = 14,4m Với máy xtic PC— 750 thi h = H,,,,, = 11,935 m b Xác dinh chiéu cao tang theo vién s¥ Mennhicop

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

h = 0,7B, | sina.sing — m

Kn (1+7")sin(a — 8)

Trong đó :

B, - Chiéu rộng của đống đá sau khi nổ, By = 0,8 ( Rymax xmax + Ramax)

R.„ —- Bán kính xúc lớn nhất, m xmax

Máy xúc 2KT'— 8U có R, x max = 18,4 m