QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN 2014

Tham gia thực hiện đồ án gồm các sinh viên: STT Họ và tên MSSV Lớp 1. Lê Như Mỹ ( Nhóm trưởng) 1021040181 Khai thác AK55 2. Nguyễn Văn Quân 1021040220 Khai thác AK55 3. Phạm Phú Dự 1021030031 Khai thác AK55 4. Nguyễn Văn Phương 1021020203 Khai thác AK55 5. Lại Văn Sĩ 1021040237 Khai thác AK55 6. Akhom Sailat 1021040411 Khai thác AK55 7. Nguyễn Trọng Sơn 1021040237 Khai thác AK55 8. Trần Văn Riễn 1021040227 Khai thác AK55

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN

MỤC LỤC

DANH MỤC TRANG

Mở đầu 2

Chương 1: Xác định biên giới mỏ lộ thiên 5

Chương 2: Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàn 14

Chương 3: Thiết kế hệ thống khai thác mỏ 27

Chương 4: Xác định sản lượng mỏ 37

Chương 5: Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ 48

Kết luận 70

MỞ ĐẦU

Hiện nay nghành công nghiệp khai thác khoáng sản ở nước ta đang

được phát triển và nâng cấp có tính quy mô hơn và lợi ích kinh tế hơn Khai

thác than là nghành công nghiệp chủ đạo trong công cuộc khai thác khoáng

sản ở nước ta hiện nay Khoáng sản than đang được khai thác trên cả hai

phương án là khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò Đối với những mỏ có

vỉa nằm sâu trong lòng đất, chiều dày lớp đất đá phủ lớn so với chiều dày vỉa

quặng thì áp dụng phương pháp khai thác hầm lò mới đem lại lợi ích kinh tế

Còn những mỏ có vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp đất đá phủ

không lớn, hoặc vỉa có chiều dày lớn thì áp dụng phương pháp khai thác lộ

thiên là đem lại hiệu quả kinh tế nhất

Tuy nhiên khoáng sản than khai thác ngày càng mai một, để tận thu tối

đa khoáng sản tránh lãng phí trong khi khai thác cần tính toán công nghệ

khai thác, hệ thống khai thác và cơ sở tính toán thiết kế khai thác mỏ phù

hợp, có cơ sở khoa học Trong chương trình môn học Cơ sở thiết kế mỏ lộ

thiên được đào tạo tại Trường Đại học Mỏ địa chất do TS Lê Thị Thu Hoa

giảng dậy

Nhóm sinh viên chúng em đã được cô truyền đạt, phân tích, giảng dậy

hướng dẫn thiết kế mỏ lộ thiên Để có một tổng thể kiến thức chuyên môn

tốt nhất, sát thực tế nhất cho sinh viên, chúng em đã được cô giao cho một

đề tài về thiết kế khai thác vỉa than bằng phương pháp lộ thiên

Với nội dung của đề tài như sau:

I - Cho vỉa than có điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật nhƣ sau

1.Điều kiện tự nhiên:

-Vỉa quy cách,có chiều dày và góc cắm không thay đổi, chiều dài theo

2.Điều kiện kinh tế-kỹ thuật:

- Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đất đá, a = 60 000 đ;

- Chi phí bóc 1 m3 đất đá, b = 50 000 đ;

- Giá bán 1 tấn than thương phẩm Co = 850 000 đ;

- Giá thành vận chuyển than nguyên khai về nhà máy tuyển Cv = 100 000 đ;

- Giá thành tuyển 1 tấn than nguyên khai thành than thương phẩm

Ct = 200 000 đ;

- Khoảng cách trung bình vận chuyển đất đá là 2500m,than là 1500m

- Mỏ sử dụng máy khoan CБШ-250MH để khoan lỗ mìn; xúc đất đá bằng

máy xúc tay gầu ЭҚҐ-5A; xúc than bằng MXTLGN PC750; vận tải đất đá

và than bằng ô tô БeлAЗ-7522

II - Nội dung thiết kế:

Tham gia thực hiện đồ án gồm các sinh viên:

1 Lê Như Mỹ ( Nhóm trưởng) 1021040181 Khai thác A-K55

Bằng tất cả sự cố gắng, các thành viên trong nhóm đã đem hết sức mình

để hoàn thành đồ án này Tuy nhiên do thời gian có hạn, kinh nghiệm cho

công tác thiết kế chưa có Do vậy bản đồ án còn nhiều hạn chế Kính mong

được cô giúp đỡ để nhóm em ngày một hoàn thiện

Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Giảng

viên Lê Thị Thu Hoa đã giúp nhóm em hoàn thành đồ án này!

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN

Biên giới mỏ lộ thiên được quy định bởi bờ mỏ và chiều sâu khai thác

với các vỉa có khoáng sản nằm sâu trong lòng đất Việc xác định mỏ lộ thiên

sẽ đem lại hiệu quả cho mỏ lộ thiên trong quá trình khai thác đảm bảo tân

thu đến mức tối đa trữ lượng khoáng sản trong lòng đất và sử dụng có hiệu

quả vốn đầu tư ban đầu

Nội dung của chương này gồm việc xác định độ sâu khai thác, biên giới

phía trên mặt đất và biên giới đáy mỏ Trình bày cách tính toán trữ lượng và

khối lượng đất đá bóc trong biên giới và trữ lượng khoáng sản có ích trong

biên

1.1 Lựa chọn các thông số

Lựa chọn thông số góc nghiêng bờ dừng phía vách và góc nghiêng bờ

dừng phía trụ ( , ) cũng là vấn đề quyết định quan trong đến hiệu quả

của mỏ lộ thiên Việc xác định các thông số , dựa trên cơ sở của các

tính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất và địa chất thuỷ văn Khi ta chọn

góc và nhỏ thì hệ số bóc của mỏ lộ thiên tăng lên, khi chọn lớn quá

thì bờ mỏ kém ổn định dẫn đến trượt lở bờ

Trong đồ án có góc ổn định của đất đá là nên ta sẽ lựa chọn góc

nghiêng bờ dừng phía vách và góc nghiêng bờ dừng phía trụ

Hình 1.1 Mặt cắt và các thông số của vỉa

1.2 Xác định hệ số bóc giới hạn của mỏ ( )

Hệ số bóc giới hạn của mỏ lộ thiên (hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế

hợp lý) là khối lượng đất đá phải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng với giá thành bằng với giá thành cho phép Vì tại đây

không có mỏ hầm lò hoạt động đồng thời nên hệ số bóc giới hạn sẽ được

tính theo công thức:

( ) (I) Trong đó:

– giá bán một tấn than thương phẩm = 850 000 đ

a – chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đá; a = 60 000đ

b – chi phí bóc 1 đất đá b = 50 000đ

– giá thành vận tải than nguyên khai về nhà máy tuyển; 100 000đ

– giá thành tuyển một tấn than nguyên khai thành than thương phẩm;

1.3 Chọn nguyên tắc xác đinh biên giới mỏ

Biên giới mỏ lộ thiên bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên như: chiều

dày, độ dốc vỉa, chất lượng và loại khoáng sản hữu ích, điều kiện địa hình,

chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá vây quanh và các yếu tố

kinh tế, kỹ thuật như: giá trị quặng, các chỉ tiêu kinh tế trong dây chuyền

công nghệ khai thác, vốn đầu tư xây dựng cơ bản, tác động của yếu tố thời

gian và tiến bộ kỹ thuật, sản lượng mỏ,

Việc xác định không hợp lý biên giới mỏ lộ thiên sẽ mang lại những

hậu quả xấu cho quá trình hoạt động kinh tế của xí nghiệp mỏ

Khi đánh giá hiệu quả kinh tế của phương án biên giới mỏ lộ thiên

người ta thường căn cứ vào chỉ tiêu hệ số bóc đất đá và trị số giới hạn của

nó để làm nguyên tắc so sánh Tuỳ theo điều kiện cụ thể của khoáng sàng,

phương pháp khai thác và quan điểm khoa học khác nhau mà người ta dùng

hệ số bóc đất đá trung bình, biên giới, thời gian hay sản xuất làm chỉ tiêu

tb gh

K K

K

bg gh

tb gh

KK

KK

K

K

Khi lựa chọn nguyên tắc xác để xác định biên giới mỏ phải xuất phát từ

hai yêu cầu:

- Tổng chi phí khai thác khoáng sàng là nhỏ nhất ( lãi tối đa )

- Giá thành sản phẩm trong một giai đoạn sản xuất phải nhỏ hơn hay tối

đa bàng giá thành cho phép

Đối những vỉa có góc cắm ổn định = 35 và có chiều dày lớp đất phủ

không lớn ho=10m và bề mặt bằng phẳng Vỉa lại có chiều dài theo đường

phương lớn vì:

[ ] ( )

( )Trong đó:

 L: chiều dài của vỉa theo đường phương; L = 1200m

 M: chiều dày nằm ngang của vỉa; M = 30m

 : góc nghiêng bờ dừng phía vách, trụ và ở 2 đầu mỏ

Như vậy vỉa này là vỉa đơn giản nên ta chọn nguyên tắc

để xác định biên giới của mỏ

1.4 Xác định chiều sâu khai thác cuối cùng H c theo nguyên tắc

 Dựa vào phương pháp đồ thị:

Đất đá mỏ có độ cứng f = 9 10 nên để xúc bốc được ta phải làm tơi

sơ bộ bằng khoan nổ mìn Mỏ sử dụng máy xúc tay gầu ЭKҐ-5A để xúc đất

đá sau khi nổ mìn, theo thông số của máy xúc tay gầu ЭKҐ-5A thì chiều cao

xúc lớn nhất = 10,0m Theo điều kiện an toàn cho thiết bị xúc bốc thì

chiều cao tầng được tính như sau:

h ≤ 1,5 = 1,5.10 = 15m

Như chiều cao tầng đã tính toán thì lựa chọn chiều cao tầng h=15m là

hợp lý và an toàn cho thiết bị xúc bốc Kẻ những đường thẳng song song

nằm ngang với khoảng cách bằng với chiều cao tầng vừa tính thì h =15 m

Từ giao điểm của đường song song nằm ngang với vách và trụ vỉa kẻ

các đường xiên góc biểu thị bờ dừng của vỉa cho tới khi gặp mặt đất với

và

Hình 1.2 Mặt cắt dọc của phương pháp lựa chọn biên giới mỏ

Bằng cách đo trực tiếp trên hình (bằng phần mềm AutoCAD) các diện tích

Ta có đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác:

Hình 1.3 Đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác

Từ đồ thị trên ta thấy khi chiều sâu khai thác đạt -150m Vì máy

xúc có thể xúc linh hoạt ở tầng 10 bằng cách múc thêm than xuống thêm 5m

mà không cần xây dựng mặt bằng tầng mới Vậy chiều sâu khai thác cuối

cùng của mỏ Hc = -145m

 Dựa vào phương phỏp giải tớch:

1.5 Xỏc định biờn giới trờn mặt đất

1.5.1 Chiều dài của mỏ

Do góc ổn định của đất đá ôđ=350 nên ta lấy góc dốc đầu mỏ  =350

- Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất :

l =Hc.cotg = 145.cotg350 = 207(m)

- Chiều dài mỏ phía trên mặt đất là :

Lm = L +2.l =1200 + 2.207 =1614 (m)

Trong đó :

L: Chiều dài theo ph-ơng của vỉa quặng 1200 (m)

1.5.2 Chiều rộng biên giới mỏ phía trên mặt đất

Từ đồ thị ta xác định đ-ợc chiều sâu cuối cùng của mỏ là Hc =145 m Với

chiều sâu Hc trên ta biểu diễn trên mặt cắt đặc tr-ng để xác định biên giới

phía trên mặt mỏ

Từ mặt cắt ngang đặc tr-ng ta xác định đ-ợc biên giới phía trên mặt đất AB:

AB =Hc( cotgv + cotgt ) + M Thay số vào:

AB = 145.(cotg35o + cotg35o) +30 = 444 (m)

* Ta cũng cú thể xỏc định biờn giới trờn mặt đất của mỏ bằng Autocad

Dựa vào mặt cắt vỉa và mặt cắt khi xỏc định chiều sõu khai thỏc cuối cựng ta

có thể xác định được được biên giới mỏ phía trên mặt đất là 444 m, khoảng

cách từ đầu vỉa phía vách tới bờ mỏ phía trụ là 372 m

Hình 1.4 Mặt cắt xác định biên giới mỏ trên mặt đất

Hình 1.5 Bình đồ ranh giới kết thúc khai thác

1.6 Tính trữ lƣợng trong biên giới mỏ

1.6.1 Trữ lượng than trong biên giới mỏ

( ) Trong đó:

 M: chiều dày nằm ngang của vỉa, M = 30m

 : chiều sâu cuối cùng của mỏ,

 : chiều sâu cuối cùng của mỏ,

 M: chiều dày nằm ngang của vỉa, M = 30 m

Để công tác thiết kế mỏ đạt được hiệu quả cao khi đưa mỏ vào hoạt

động Để các thông số trong bản thiết kế phù hợp với các thông số của các

thiết bị làm việc trên mỏ Do đó ta chọn một số thiết bị đồng bộ để đưa vào

hoạt động trên mỏ như: Máy khoan, loại thuốc nổ , máy xúc, máy ủi ,ôtô

kèm theo các thông số làm việc của chúng Thông số của các loại máy được

đề cập ở trong phần riêng Chế độ làm việc trong năm là 300 ngày, mỗi ngày

làm việc 3 ca và mỗi ca làm việc 8 giờ

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MỞ VỈA

Để khai thác khoáng sản trong lòng đất, công việc đầu tiên cần phải

làm đó là công tác mở vỉa Mở vỉa nhằm tạo nên các tuyến đường giao thông

trên các tầng nối với các tuyến đường chính, tới các kho tàng bến bãi hoặc

nơi tiêu thụ và tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên sao cho khi đưa mỏ vào sản

xuất các thiết bị hoạt động bình thường Đảm bảo khả năng vận chuyển

khoáng sản có ích và đất đá bóc từ các tầng công tác lên mặt đất hoặc mặt

bằng công nghiệp mỏ theo thiết kế yêu cầu

Mở vỉa là khâu đầu tiên quan trọng có quan hệ chặt chẽ đến việc lựa

chọn HTKT và việc bố trí các công trình trên mặt đất để khai thác than có

hiệu quả

Phương pháp mở vỉa phụ thuộc vào địa hình của toàn khu vực cấu tạo

của vỉa như thế nằm và góc dốc, chiều dày của vỉa, hình thức vận tải Với

mỗi phương pháp nhất định sẽ xác định một trật tự khai thác khoáng sản, chế

độ công tác mỏ và mang lại hiệu quả kinh tế nhất định

Phương án mở vỉa được chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khối lượng và thời gian xây dựng mỏ nhỏ

- Chi phí vận tải trong mọi thời kỳ là nhỏ nhất

- Thu hồi tối đa tài nguyên trong lòng đất , tận thu được các cơ sở hạ

tầng vốn có trong khu vực (điện ,nước, giao thông…)

- Khối lượng các công tác san gạt tạo mặt bằng nhỏ nhất

- Đảm bảo vệ sinh môi trường, đảm bảo an toàn trong suốt thời kỳ

khai thác

- Kết hợp hài hoà các công trình trong mặt bằng công nghiệp, ít ảnh

hưởng đến các công trình công nghiệp, nông nghiệp trong vùng lân cận, ít

gây tác động ảnh hưởng đến môi trường

2.1 Vị trí bãi thải và các công trình trên mặt đất

Do vỉa dốc nghiêng không bố trí được bãi thải trong nên phải sử dụng

bãi thải ngoài Vị trí bãi thải phải được bố trí ở khu đất có khả năng chứa hết

lượng đất bóc trong suốt quá trình hoạt động mỏ, không có tác động xấu đến

công tác mỏ, khoảng cách vận chuyển đất bóc từ khai trường đến vị trí bãi

thải phải nhỏ nhất Như vậy vị trí bãi thải phải được bố trí gần tuyến đường

ra vào mỏ, và nằm cuối chiều gió thổi vào khu mỏ, nếu có sườn núi thì bố trí

ở sườn núi để tăng khả năng dung lượng chứa đất đá Ngoài bãi thải trên mặt

mỏ còn gồm các công trình như: Xưởng nghiền đập phân loại, xưởng tuyển

khoáng, kho chứa quặng hoặc các bunke trung chuyển, các ga bốc dỡ đất đá

và quặng, các phân xưởng sửa chữa cơ khí, văn phòng hành chính, các công

trình phúc lợi công cộng, kho vật liệu, kho thuốc nổ và vật liệu nổ, Các công

trình này nằm ngoài vùng gây chấn động của nổ mìn, các công trình này

càng bố trí càng gần mỏ càng tốt, bố trí ở nơi san mặt bằng là ít nhất, hướng

có tải hướng từ trên đi xuống Ngoài ra việc bố trí công trình trên mặt còn

phụ thuộc vào kích thước, nhiệm vụ và tính chất của từng loại công trình

Như nhà sàng tuyển thường bố trí mức thấp hơn so với tầng khai thác

2.2 Chọn hình thức hào mở vỉa

Khoáng sàng có thể mở vỉa bằng hào trong hoặc hào ngoài, tùy thuộc

theo điều kiện địa hình và các yếu tố thế nằm của vỉa Thông thường người

ta dùng phương pháp hỗn hợp (kết hợp mở vỉa bằng hào ngoài và hào trong),

các tầng phía trên thì sử dụng hào ngoài, các tầng phía dưới thì sử dụng hào

trong

Ưu điểm của phương pháp mở vỉa hỗn hợp là:

 Tuyến đường hào cố định

Công tác đào hào và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào mở

vỉa…) trong mỏ độc lập với nhau do vậy mà rút ngắn được thời gian xây

dựng mỏ

 Cho phép phân chia các luồng hang ngay từ thời kì đầu sản xuất

 Khi mỏ khai thác xuống sâu thì khối lượng đào hảo nhỏ

d

Hình 2.1 Hệ thống khai thác BD(h)(b)(ng)

2.3 Các tuyến đường hào trong mỏ

2.3.1 Tuyến đường hào ngoài

Đường hào đi từ mặt bằng sân công nghiệp lên khai trường Nó được

dùng vận chuyển than từ mỏ ra, đưa đón công nhân lên công trường Khi

khai thác xuống sâu, những tuyến đường hào bán cố định sẽ được di chuyển

dần vào trụ vỉa và được đào đến khi các tuyến hào này có góc nghiêng bờ

dừng đạt 35o thì dừng và trở thành cố định Tùy theo mức độ suống sâu mà

các hào cố định này dùng làm đai vận chuyển hoặc đai dọn sạch hoặc đai

bảo vệ cho các đai này phải đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và đảm bảo

yêu cầu vận tải than đất từ dưới moong lên mặt bằng mỏ

2.3.2 Tuyến đường hào trong tạm thời

Là tuyến đường hào dùng cho công tác vận tải than và đất đá từ dưới

moong khai thác lên mặt bằng, được phân bố theo từng giai đoạn sản xuất

sao cho phù hợp với yêu cầu khai thác của từng giai đoạn khối lượng đất

bóc cho các tuyến hào này được tính vào khối lượng đất bóc sản xuất do vậy

không ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất

2.4 Vị trí và các thông số của tuyến hào mở vỉa

2.4.1 Vị trí của tuyến đường hào mở vỉa

Vị trí của tuyến hào trong không gian được xác định bởi bình đồ và mặt

cắt dọc của tuyến, tức là bởi hình chiếu bằng và hình chiếu đứng của tuyến

trong bài này ta bố trí hào mở vỉa ở trung tâm vỉa than Hào xuất phát từ đầu

Hình 2.2 Hình dạnh của tuyến hào mở vỉa

2.4.2.1 Tiết diện ngang của hào

Tùy thuộc vào vị trí phân bố của vỉa than mà hình dạng tiết diện của

hào sẽ khác nhau Đối với các vỉa nằm ở dạng bằng phẳng, tiết diện của hào

sẽ có dạng hình thang

Đối với bài toán này, do chiều dày lớp đất phủ không lớn (ho = 10m)

thỳ ta sẽ đào hào ở trung tâm rồi phát triển ra hai bên cánh của vỉa than

Tiết diện của hào sẽ có dạng như sau:

Hình 2.3 Hình dạng tiết diện ngang của hào

2.4.2.2 Độ dốc dọc của tuyến hào

Do mỏ sử dụng hình thức vận tải than và đất đá bằng ô tô БeлAЗ-7522

nên độ dốc khống chế của đường xác định theo điều kiện đảm bảo khối

lượng vận chuyển qua hào chính và công suất động cơ của thiết bị:

(%)

Trong đó:

 N: công suất động cơ, kW

 : hiệu suất chuyển động của động cơ (0,85 0,90)

 : hệ số bì của ô tô

 : khối lượng hàng phải vận chuyển qua đường hào trong ca, ⁄

 : khoảng cách an toàn giữa các ô tô khi chuyển động, m

 : sức cản chuyển động cơ bản của ô tô, kG/t

Khi ta sử dụng hình thức vận chuyển bằng ô tô thì độ dốc khống chế là:

Vậy ta chọn độ dốc dọc của hào = 7 %

2.4.2.3 Độ dốc siêu cao của tuyến hào

Độ dốc siêu cao xác định theo công thức:

2.4.2.4 Bán kính vòng cho phép của các đoạn đường cong

Bán kính cong của tuyến đường hào phụ thuộc vào bán kính vòng của ôtô

được xác định theo công thức:

 : độ dốc siêu cao của tuyến hào

“ +”: đường siêu cao mặt đường nghiêng về phía tâm đường cong

“ – “: trắc ngang hai mái mà xe chạy ở làn ngoài

Ở đây ta bố trí đường siêu cao mặt đường nghiêng về phía tâm đường

cong

Vậy ( ) ( )

Chọn Rv = 23 m

2.4.2.5 Kích thước của hào

Hình 2.4 Hình dạng tuyến hào chuẩn bị

 Hh: chiều cao thẳng đứng tính từ mép trên đến mép dưới của hào;

(m)

Hh = 15 (m)

 Bh: chiều rộng đáy hào; (m)

Ta sử dụng hình thức nhận tải của ô tô là quay đảo chiều nên chiều rộng đáy

hào nhỏ nhất được xác định theo công thức:

( ) ( ) Với:

 Rv : bán kính vòng của đường; Rv = 23 m

 : chiều rộng thùng xe ô tô;

 : chiều dài xe ô tô;

 c: khoảng cách an toàn giữa ô tô và mép dưới của thành hào;

c = 0,4 0,6m lấy c = 0,4m

Vậy = 23 + 0,5.(3,48 + 7) + 2.0,4 = 29,04 (m)

Chọn chiều rộng đáy hào thực tế là Bh = 30 m

2.4.2.6 Chiều dài hào

Hình 2.5 Các hình thức tiếp giáp của tuyến hào với các tầng công tác

Chiều dài hào theo lí thuyết được xác định theo công thức:

| |

| |

( ) Trong đó:

 H1: độ cao điểm cuối của tuyến đường hào, H1 = -145m

 H2: độ cao điểm đầu của tuyến đường hào, H2 = 0 m

 : góc nghiêng của tuyến đường hào

 : độ dốc dọc của tuyến hào = 7%

Vậy | |

Chiều dài hào thực tế được xác định theo công thức:

( ) Với kd: hệ số kéo dài đường; kd thông thường chọn kd = 1,3



2.4.2.7 Xác định số lần đổi hướng của tuyến hào

Số lần đổi hướng cần thiết được xác định theo công thức sau:

nđ =

ph o

d

L i

H k

(lần) Trong đó:

H - Độ chênh cao điểm đầu và điểm cuối của tuyến đường, H = 145 m

kd - Hệ số kéo dài tuyến đường, kd = 1,3

i0 - Độ dốc khống chế của tuyến đường, i0 = 0,07

Lph - Chiều dài theo phương của mỏ, Lph = 1200 m

Thay số vào biểu thức trên ta có:

2.4.2.8 Tuyến hào lượn vòng

Tuyến đường hào lượn vòng được sử dụng khi vận tải bằng ô tô, phần

diện tích quay xe tại chỗ lượn vòng thường được bố trí ở sườn dốc và có 3

loại sau:

- Có nền ở dạng đào hoàn toàn

- Có dạng nửa đào nửa đắp

- Có nền ở dạng đắp hoàn toàn

Trong thực tế thường áp dụng dạng nửa đào nửa đắp Vì vậy ta chọn tuyến

hào lượn vòng ở dạng này:

sin sin

sin sin

- góc ngiêng ngiêng bờ mỏ bố trí diện tích lượn vòng,  = 350

- góc ngiêng mép đường phần sườn đắp,  = 450

- hệ số chú ý đến phần đầu phần cuối của nửa đào, nửa đắp,  = 1,13

Kb, Kn - hệ số kể đến góc ở tâm bao bởi phần nửa đào, nửa đắp

Lấy Kb = Kn = 0,43 R- bán kính vòng tại chỗ lượn vòng, R = 23 m

Thay vào ta có :

 = 0,9  = 2,34

2.4.2.9 Xác định khả năng thông qua của tuyến đường hào

Khả năng thông qua của tuyến đường hào được xác định theo công thức :

o

L

K n v

N 1000. . . , xe/giờ

Trong đó :

v - Tốc độ của xe ô tô trên đường mỏ, v = 20 km/h

n - Số làn xe chạy, n = 2

K - Hệ số tính đến mức độ chạy không đồng đều k = 0,6

Lo- Khoảng cách an toàn khi 2 xe chạy cách nhau theo quy phạm an toàn:

Lo = 50 m Thay các giá trị tính toán ta có:

50

6 , 0 2 20 1000



Mỗi ca đảm bảo thời gian làm việc là 8 giờ năng lực thông qua của

tuyến theo ca là 480.8 = 3840 xe/ca Trong điều kiện mỏ sản xuất 3 ca liên

tục một ngày đêm thì năng lực thông qua của tuyến đường là 3840.3 =11520

xe/ngày đêm

2.4.2.10 Đường cong chuyển tiếp

Bố trí đường cong chuyển tiếp là để cho bánh trước của ô tô chuyển

hướng một cách từ từ cho tới góc chuyển hướng cần thiết tương ứng với bán

kính đường cong tròn, làm cho lực li tâm tăng từ từ đỡ gây ra xóc ngang khi

xe đi vào đường cong tròn

Chiều dài đường cong chuyển tiếp tính theo công thức:

Với:

√ Trong đó:

- : chiều dài từ trục bánh xe sau đến cái chắn trước của ô tô,

2.5 Tính toán khối lƣợng đào hào

2.5.1 Khối lượng đào hào cơ bản

Vì hào có hình dáng tiết diện là hoàn chỉnh nên khối lượng đào hào được

xác định theo công thức:

( ) Trong đó:

 H: chiều sâu cuối cùng của hào, H = Ht = 15m

 B: chiều rộng đáy hào, B = 30 m

 : độ dốc dọc của hào, = 7%

 : góc nghiêng thành hào,

Vậy ( )

2.5.2 Khối lượng đào hào chuẩn bị

Khối lượng đào hào chuẩn bị với tiết diện của hào là hoàn chỉnh được

xác định theo công thức:

( ) Với L: Chiều dài hào chuẩn bị lấy bằng chiều dài của tuyến công tác,

L=1200m

Vậy ( )

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG KHAI THÁC

Hệ thống khai thác (HTKT) của một mỏ lộ thiên là trình tự xác định

để hoàn thành các công tác chuẩn bị, xúc bóc và khai thác, đảm bảo cho mỏ

lộ thiên hoạt động được an toàn, kinh tế và thu hồi tới mức tối đa trữ lượng

công nghiệp của quặng trong lòng đất

Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên có quan hệ chặt chẽ với việc sử

dụng đồng bộ các thiết bị trong mỏ Mối quan hệ giữa hệ thống khai thác với

đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở sự phù hợp giữa các thông số của yếu tố

hệ thống khai thác (Chiều cao tầng, chiều rộng làm việc của tầng, chiều rộng

của tầng vận chuyển, độ dốc đường hào, chiều dài tuyến công tác, chiều dài

luồng xúc…) phù hợp với thông số làm việc của thiết bị sử dụng

3.1 Lựa chọn hệ thống khai thác (HTKT)

Dựa vào điều kiện của vỉa đã cho và phương pháp mở vỉa đã chọn thì

ta chọn hệ thống khai thác xuống sâu với tuyến công tác dọc, hai bờ công

tác, bãi thải ngoài, khai thác theo lớp ngang: BD (h), (b), (ng) với hướng

phát triển bờ công tác là từ trung tâm phát triển sang hai bên (phía vách và

phía trụ) của vỉa, vận tải bằng ô tô đổ ra bãi thải ngoài

Ưu điểm của HTKT này là:

 Giảm khối lượng xây dựng cơ bản

 Nhanh tiếp xúc với khoáng sản => đưa mỏ vào sản xuất nhanh =>

nhanh thu hồi vốn đầu tư

 Vị trí và kích thước của đới công tác theo chiều thẳng đứng không

thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể

3.2 Xác định các thông số của hệ thống khai thác

3.2.1 Chiều cao tầng (h)

Chiều cao tầng phụ thuộc vào loại, kiểu thiết bị khai thác và thiết bị

vận chuyển, tính chất cơ lí của đất đá Chiều cao hợp lí của tầng phải đảm

bảo chi phí bóc đất đá và khai thác là nhỏ nhất và an toàn lao động

Theo điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ lí của đất đá thì chiều

cao tầng có thể xác định theo công thức:

√

( ) ( ) ( ) Trong đó:

 a: Chiều rộng của đống đá sau khi nổ mìn, m

( ) với: , : Bán kính xúc và bán kính dỡ của máy xúc

Vì ta sử dụng máy xúc tay gàu ЭКГ-5A để xúc đất đá sau khi nổ mìn

nên:

: chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc,

Ta sử dụng máy xúc tay gàu ЭКГ-5A, chiều cao xúc lớn nhất của máy

xúc này là 10m => h 1,5.10 = 15m

Vậy để đạt hiệu quả kinh tế và an toàn khi sản xuất ta chọn chiều cao tầng là

15m Đối với những tầng khai thác than để giảm tổn thất và làm bẩn than ta

chia tầng thành 2 phân tầng, mỗi phân tầng có chiều cao h’ = 7,5m

3.2.2 Chiều rộng khoảnh khai thác (A)

Chiều rộng khoảnh khai thác phụ thuộc chủ yếu vào thông số làm việc

của thiết bị xúc bốc, hình thức vận chuyển sử dụng và phương pháp khai

thác

Đối với đất đá làm tơi bằng nổ mìn thì ta có:

A = W + (n+1).b m Trong đó:

Hình 3.1 Tiết diện ngang mặt tầng công tác

Chiều rộng mặt tầng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo

điều kiện hoạt động dễ dàng cho các thiết bị xúc bóc và vận chuyển sử dụng

Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác được xác định theo chiều rộng

khoảnh khai thác, chiều rộng giải vận chuyển, khoảng cách đặt thiết bị phụ

và đai an toàn

Chiều rộng mặt tầng công tác khi sử dụng phương pháp nổ mìn làm

tơi đất đá và dùng máy xúc xúc bốc cho ô tô:

( ) Trong đó:

 A: chiều rộng khoảnh khai thác

 Chiều dài tuyến công tác phụ thuộc vào hình dạng kích thước

khai thác và bị ảnh hưởng của các yếu tố kỹ thuật như sản lượng mỏ, chiều

dài luồng xúc, năng xuất của máy xúc, điều kiện hoạt động của các thiết bị

vận chuyển Chiều dài của tuyến công tác được gọi là hợp lý trong nhưng

điều kiện tự nhiên và kỹ thuật cụ thể khi nó đảm bảo sản lượng kế hoạch của

mỏ, tốc độ phát triển bình thường của tuyến công tác và chi phí cho xúc bốc

và vận chuyển là nhỏ nhất

Chiều dài của tuyến công tác ( ) thường bằng chiều dài theo đường

phương của khai trường, nhưng cũng có thể nhỏ hơn hoặc đôi khi lớn hơn,

tùy theo phương thức phát triển của công trình mỏ Giá trị trên các tầng

không như nhau và trên một tầng cũng thay đổi luôn trong quá trình phát

triển của tuyến công tác

Khi vận chuyển bằng ô tô và chiều sâu của mỏ đạt từ 50 150m thì

chiều dài tuyến công tác hợp lí theo điều kiện kinh tế và kĩ thuật Lt trong

khoảng 800 1500m

 Chiều dài luồng xúc là chiều dài tuyến do một máy xúc đảm

nhiệm xúc bóc Chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào năng suất làm việc của

máy xúc, hình thức vận chuyển trên tầng

Chiều dài luồng xúc xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng đất

đá nổ mìn cho máy xúc làm việc trong thời hạn quy định và dự trữ cần thiết,

tính theo công thức:

Trong đó:

 t: số giờ làm việc trong ngày đêm của máy xúc, t = 24h

 T: số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn, T = 14 ngày

Vậy 336 m

Khi vận chuyển bằng ô tô, chiều dài luồng xúc đảm bảo điều kiện lên dốc

của xe xác định theo biểu thức:

Ttrong đó:

 h: chiều cao tầng, h = 15m

 : độ dốc khống chế của đường hào,

 R: bán kính vòng nhỏ nhất của ô tô, R = 23 m

Vậy

 Thỏa mãn điều kiện

Vậy chiều dài luồng xúc hợp lí là

(B ds )

Các tầng trên bờ không công tác (bờ dừng) của mỏ được chia thành

các đai vận chuyển, đai bảo vệ và đai dọn sạch Đai vận chuyển nối liền với

các tầng công tác có chiều rộng phù hợp với chiều rộng yêu cầu của thiết bị

vận chuyển kể cả chiều rộng tự do và khoảng cách an toàn khi chuyển động

của thiết bị vận chuyển Các đai an toàn nhằm tăng thêm độ ổn định của bờ

cũng như ngăn ngừa hiện tưm ợng vùi lấp và sụt lở của tầng Các đai dọn

sạch giữ cho bờ mỏ khỏi bị vùi lấp

Kích thước các đai phụ thuộc vào:

- Tính chất và tình trạng của đất đá trên bờ

- Chiều cao bờ

- Phương pháp và tổ chức công tác khoan nổ trong mỏ

- Thời gian tồn tại và độ dốc của bờ

Hình 3.2 Tiết diện ngang của tầng

Chiều rộng của đai bảo vệ theo qua phạm an toàn không được nhỏ

hơn 0,2.h ( Bbv ≥ 0,2.h )

Bbv = .h; m Trong đó:

 - Hệ số lăn dài của đá rơi:  = 0,5

Vậy: Bbv = 0,5.15 = 7,5 m

Đất đá mỏ thuộc loại cứng, vì vậy cứ 30 m theo phương thẳng đứng ta

lại bố trí 1 đai bảo vệ Hc = 145m nên số đai bảo vệ bằng 5 đai Vậy:

∑

Bên cạnh các đai bảo vệ, cứ cách 3 tầng thì để lại một đai dọn sạch có

chiều rộng 6 10m Ta bố trí 3 đai dọn sạch và chiều rộng mỗi đai dọn sạch

là 7m

Vậy tổng chiều rộng các đai dọn sạch:

∑

3.2.5.3 Chiều rộng đai vận chuyển

Chiều rộng tối thiểu của đai vận chuyển được xác định như sau:

, m

Trong đó:

 K: chiều rộng rãnh thoát nước, K = 0,5 0,7m lấy K = 0,6m

 T: chiều rộng của tuyến đường vận chuyển, T = 8m

 Z: chiều rộng đai an toàn, Z = 3m



Vì ta khai thác 10 tầng nên tổng chiều rộng của đai vận chuyển:

∑

3.2.6 Góc nghiêng của sườn tầng và bờ mỏ

Góc nghiêng của sườn tầng và bờ mỏ phụ thuộc vào các yếu tố:

 Các yếu tố tự nhiên:

- Độ dốc và hướng cắm của vỉa

- Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn

Theo thiết kế, góc nghiêng sườn tầng thường được chọn theo tính chất

cơ lí của đất đá trong tầng theo bài, đất đá trong tầng có độ cứng f = 9 10

thuộc loại đất đá cứng và cứng vừa nên chọn góc nghiêng sườn tầng

Góc nghiêng của bờ mỏ tùy theo tính chất sử dụng mà khác nhau Góc

nghiêng của bờ không công tác (bờ dừng) gọi là góc dừng của bờ mỏ và có

giá trị lớn hơn góc nghiêng của bờ công tác

Góc nghiêng bờ dừng xác định theo điều kiện kĩ thuật phụ thuộc vào

kết cấu của bờ:

∑

∑ ∑ Trong đó:

Góc nghiêng bờ công tác ( ) chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp

khia thác của mỏ Góc nghiêng bờ công tác phải đảm bảo sao cho các tầng

trên bờ mỏ có đủ chiều rộng để thiết bị khai thác (máy khoan, máy xúc, ô tô

hoặc tàu hỏa) hoạt động được dễ dàng Khi thiết kế, trị số góc nghiêng bờ

công tác trên tất cả các tầng tính theo biểu thức:

Trong đó: