ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Thiết kế mở vỉa và khai thác khu mỏ than Thành Công, công ty TNHHMTV than Hòn Gai từ mức +25 : 250 đảm bảo sản lượng mỏ 1,5 triệu tấnnăm”

Phần chung: “ Thiết kế mở vỉa và khai thác khu mỏ than Thành Công, công ty TNHHMTV than Hòn Gai từ mức +25 : 250 đảm bảo sản lượng mỏ 1,5 triệu tấnnăm” Phần chuyên đề:“Lựa chọn công nghệ chống giữ hợp lý cho điều kiện vỉa 6”. II.1. Giới hạn khu vực thiết kế. II.1.1. Biên giới khu vực thiết kế. Khu vực thiết kế nằm trong giới hạn toạ độ: X = 19.000 22.400 Y = 406.600 408.000 Biên giới trên mặt: • Phía Bắc: Ьường biên giới qua các mốc: BM3. BM4, BM5, BM6 • Phía Nam: Đường biên giới qua các mốc: BM2, MB12, BM11 • Phía Đông: Đư¬ờng biên giới qua các mốc: BM6, MB7, BM8, BM9, BM10, BM11 • Phía Tây: Đường biên giới qua các mốc: BM2, BM3

LỜI MỞ ĐẦU

Trong quá trình khai thác than hiện nay, chuyên ngày khai thác hầm lò ngàycàng đóng một vai trò chủ đạo, trong ngành khai thác mỏ Đứng trước những khókhăn của ngành khai thác lộ thiên khi khai thác càng xuống sâu Trong khi đó sảnlượng cần cung cấp cho các ngành : Điện, xi măng.v.v…và các ngành khác ngàycàng tăng

Theo báo cáo tổng quan phát triển ngành than đến năm 2010 và dự báo đếnnăm 2025 sản lượng than khai thác phục vụ cho các ngành Kinh tế là trên 30 triệutấn/năm

Vì vậy đòi hỏi các kỹ thuật viên Ngành khai thác hầm lò phải có kiến thức,biết vận dụng thành thạo các khoa học Công nghệ tiên tiến để đáp ứng được sảnlượng ngày càng tăng, giảm giá thành sản phẩm trong quá trình khai thác hầm lò

Qua 5 năm theo học – Ngành khai thác mỏ ở trường Đại học Mỏ địa chất

Em đã được trang bị những kiến thức lý thuyết cần thiết, kết hợp với kiến thứcngoài thực tế sản xuất Em được giao chu đề tài tốt nghiệp:

Phần chung: “ Thiết kế mở vỉa và khai thác khu mỏ than Thành Công, công ty TNHHMTV than Hòn Gai từ mức +25 -:- -250 đảm bảo sản lượng mỏ 1,5 triệu tấn/năm”

Phần chuyên đề:“Lựa chọn công nghệ chống giữ hợp lý cho điều kiện vỉa 6”.

Trong quá trình làm chuyên đề tốt nghiệp em được sự hướng dẫn, giúp đỡtận tình của PGS -TS Trần Xuân Hà và sự đóng góp của các bạn đồng nghiệp, củaphòng Kỹ thuật công nghệ, phòng TĐ - ĐC và các phòng ban khác của xí nghiệpthan Thành Công - Công ty TNHHMTV than Hòn Gai

- Vinacomin Nay em đã hoàn thành chuyên đề Nhưng hạn chế, chắc chắn chuyên

đề sẽ không tránh khỏi những hạn chế sai sót Em rất mong được sự góp ý chỉ bảocủa các thầy trong khoa khai thác hầm lò và của các bạn đồng nghiệp để chuyên đềđược hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ

I.1 Địa lý tự nhiên

I.1.1 Vị trí địa lý.

Mỏ Bình Minh(Thành Công) thuộc địa phận thành phố Hạ Long- tỉnh Quảng Ninh.Toàn bộ khai trường mỏ có diện tích khoảng 14.3 km2 với ranh giới như sau

- Phía Bắc giáp với mỏ Suối Lại

- Phía Nam là đứt gẫy thuận Hòn Gai (giáp khu dân cư thành phố Hạ Long)

- Phía Đông giáp với mỏ Hà Lầm

- Phía Tây giáp với Vịnh Cuốc Bê

Địa hình:

- Địa hình khu mỏ: Địa hình khu mỏ Bình Minh - thành phố Hạ Long, QuảngNinh là địa hình dạng đồi, núi Độ cao trung bình từ 50m đến 70m, đỉnh cao nhấtkhông quá 200m, bị chia cắt bởi các hệ thống khe, suối, các dòng chảy tạm thời.Xen giữa các dãy đồi, núi là những thung lũng khá bằng phẳng có độ cao từ ± 0 +25m

- Địa hình khu mỏ đến nay đã có nhiều thay đổi so với giai đoạn lập báo cáotrước đây, các công trình xây dựng nhà cửa đã phủ kín nhiều sườn đồi, các côngtrình giao thông được cải tạo, phát triển Dân cư ngày càng đông đúc, hoạt độngkinh tế, xã hội trở lên sôi động là trung tâm kinh tế - chính trị của tỉnh Quảng Ninh,diện tích khu mỏ nằm trong diện tích của thành phố Hạ Long nên có những khókhăn, thuận lợi nhất định trong quá trình thăm dò, khai thác than khu mỏ

Nguồn năng lượng và nước sinh hoạt:

Nguồn năng lượng chính của mỏ được lấy từ trạm 110 KV của vùng đặt sátngay khu mỏ qua trạm 35 KV/6KV dẫn đến hộ tiêu thụ qua các máy biến áp

Nước sinh hoạt được lấy từ nguồn nước sông Diễn Vọng qua hệ thống đườngống sinh hoạt, nước công nghiệp được bơm từ suối Nam Hà Lầm về mỏ với cung độ

4 Km

I.1.2 Dân cư và văn hóa.

Thành phố Hạ Long là nơi tập trung dân cư khá đông của tỉnh Quảng Ninh.Dân cư đa số là người Kinh, một số ít là người Sán Rìu, người Dao Nghề nghiệpchủ yếu là khai thác mỏ, kinh doanh, du lịch, một số ít là sản xuất nông - lâm - ngưnghiệp.

Thành phố Hạ Long là một trung tâm văn hóa, thương mại lớn của tỉnh Ở đây

có đầy đủ cơ sở giáo dục từ cấp tiểu học đến cấp trung học, thậm chí có cả một sốphân viện của các trường đại học, cao đẳng, ngoài ra còn có các trường đào tạocông nhân kỹ thuật của các xí nghiệp, công ty đóng trên địa bàn Trình độ văn hóagiáo dục, ý thức giác ngộ cách mạng của giai cấp công nhân vùng mỏ rất cao

I.1.3 Điều kiện khí hậu.

Khí hậu ở đây mang đặc tính khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm mùa mưathường từ tháng 4 đến tháng 9 mùa này thường nắng nóng mưa nhiều với các trậnmưa rào to Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, mùa này hanh khô có mưaphùn gió rét

Theo tài liệu đo mưa tại trạm Hòn Gai (sau là trạm Bãi Cháy) từ năm 1970 đến

1996 lượng mưa trong năm lớn nhất là 2915,4mm (năm 1973) lượng mưa nhỏ nhất1160.5 mm(1997) lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000mm, lượng mưacao nhất tập trung vào tháng 7 và tháng 8 hàng năm

I.1.4 Lịch sử công tác thăm dò và khai thác khu mỏ.

Khoáng sàng than đã trải qua nhiều giai đoạn tìm kiếm thăm dò:

- Từ năm 1960 đến năm 1965 Đoàn Địa chất 9E thuộc Liên đoàn 9 đã tiếnhành công tác tìm kiếm khu Nagốtna và lập bản đồ công nghiệp than tỷ lệ 1:5000

- Từ năm 1966 đến năm 1976, đã bổ sung tìm kiếm tỷ mỉ khu Nagốtna mởrộng (sau đổi tên là khu mỏ Bình Minh) bao gồm toàn bộ diện tích chứa than TâyBắc Hà Lầm, Giáp khẩu, Cao Thắng và Nagốtna, có báo cáo địa chất năm 1976

- Từ năm 1977 đến năm 1997 Thi công phương án thăm dò sơ bộ khu BìnhMinh Báo cáo địa chất TDSB được duyệt tại hội đồng xét duyệt trữ lượng KSNNtháng 12-1998

- Từ năm 1996, Tổng Công ty Than Việt nam (TVN) đã giao cho Công ty than

Hạ Long quản lý -Thăm dò - Khai thác tại khoáng sàng than Bình Minh Công táckhai thác và thăm dò khai thác trong các năm từ 1996 đến nay chủ yếu tập trung tạikhối đông Bình Minh

- Trong 2 năm 2005 và 2006 XN than Thành Công đã tiến hành thi côngphương án TDBS với khối lượng 7 LK/1613m

- Năm 2006 Công ty Địa chất mỏ - TKV đã lập báo cáo địa chất kết quảTDBS khu đông Bình Minh Báo cáo đã được Tổng giám đốc tập đoàn công nghiệp

Than-Khoáng sản Việt Nam phê duyệt theo quyết định số: 1114/QĐ-TM ngày 16tháng 5 năm 2007

- Năm 2006 Công ty VITE lập báo cáo “Xây dựng cơ sơ dữ liệu Địa chấtkhoáng sàng than Bình Minh - Thành phố Hạ Long - Quảng Ninh” Đã được TKVphê duyệt theo quyết định số: 2668/QĐ-TM ngày 29 tháng 11 năm 2006 Trữ lượngtính đến đáy tầng than, đây là tài liệu cơ sở để lập dự án

- Năm 2009 Công ty CP Tin học, Công nghệ, Môi trường (VITE) thành lập:Tài liệu địa chất kết quả thăm dò bổ sung và tính lại trữ lượng khu Đông Bình Minh

Xí nghiệp than Thành Công Công ty than Hòn Gai Thành phố Hạ Long Quảng Ninh Đã được Tổng GĐ Tập đoàn CN than - Khoáng sản Việt Nam phê

-duyệt theo QĐ số: 1728/QĐ-TKV ngày 4 tháng 8 năm 2009 Tình hình khai thác trước đây, hiện nay và sau này:

Vào những năm 19601988 công tác khai thác chủ yếu là khai thác thổ phỉ ởphần lộ vỉa của các chủ tư nhân Năm 1997 xí nghiệp than Thành Công được thànhlập và tiến hành khai thác lộ thiên vỉa 6 và khi hệ số bóc cao thì chuyển sang khaithác lò bằng mức +40 đến lộ vỉa

Mỏ Thành Công đang đẩy mạnh tốc độ đào lò chuẩn bị để mở diện mới chocác vỉa 5 và vỉa 6 của các mức dưới, xác định lại điều kiện sản lượng của vỉa cũngnhư điều kiện địa chất, cơ giới hoá khâu đào lò chuẩn bị và đang tiến hành thửnghiệm áp dụng cơ giới hoá trong khâu chống giữ

I.2.Điều kiện địa chất

I.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ

Địa tầng

Địa tầng khu mỏ Bình Minh bao gồm chủ yếu các trầm tích điển hình của tầngthan (T3n-r hg ), với đặc thù cơ bản là tính chu kỳ rõ ràng, lặp đi lặp lại nhiều lần.Các đá trầm tích của hệ tầng phân bố phổ biến toàn khu mỏ

Tham gia địa tầng khu mỏ bao gồm các loại nham thạch:

- Cuội kết: Màu trắng đục đến xám sáng, cấu tạo dạng khối gồm chủ yếu làcác hạt thạch anh có độ mài tròn tốt, cỡ hạt 5-12mm, xi măng gắn kết là silic

- Sạn kết: Màu xám sáng đến xám tối, cấu tạo khối rắn chắc, độ hạt từ 6mm, chiếm tỷ lệ khoảng 12 đến 14% trong địa tầng, chỉ duy trì trong diện nhỏ hẹp,

3-đá bị nứt nẻ tương đối mạnh, thường nằm ở giữa địa tầng các vỉa than Thành phầnchủ yếu là các hạt thạch anh, được gắn kết bằng xi măng silic rất bền vững

- Cát kết: Có màu xám sáng đến xám tro, cấu tạo từ vừa đến mỏng thànhphần chủ yếu là cát thạch anh từ thô đến mịn, xi măng gắn kết là sét và silic Chiều

dày biến đổi từ 5 m đến 10m Các lớp cát kết thường phân bố gần vách, trụ các vỉathan

- Bột kết: Chủ yếu có màu xám tro đến xám đen, hạt mịn phân lớp mỏng, xen

kẽ có các lớp sét kết, sét than và các chỉ than Trong bột kết thường chứa nhiều hoá

đá thực vật, dạng lá cây phân bố chủ yếu ở phần vách, trụ vỉa than Chiều dày cáclớp bột kết biến đổi từ 5m đến 20m, nhiều nơi gặp bột kết dày 50m- 60m, là loại đáchiếm tỷ lệ cao trong địa tầng chứa than, trung bình 47%

- Sét kết: Hạt mịn, màu xám tối, thường nằm trực tiếp ở vách, trụ các vỉathan, chiều dày lớp sét thay đổi từ 0,2m đến vài mét, đá chiếm tỷ lệ trung bình 5%trong địa tầng, cấu tạo phân lớp mỏng Các lớp sét kết gặp nước dễ trương nở

- Sét Than: Màu xám đen, nằm xen kẹp trong các vỉa than, ở vách trụ vỉa vàlớp đất đá hạt mịn, thường mềm, bở, dễ vụn nát

- Các vỉa than: Khu Đông Bình Minh từ đứt gẫy F2 về ranh giới phía Đông,giáp khu mỏ Hà Tu - Hà Lầm và Bắc Hà Lầm - Suối Lại Tồn tại các vỉa từ V.10đến V.1b, trong đó, các vỉa 8, 7, 6, 5 có giá trị công nghiệp, còn vỉa 4, 3 (tương ứng

là V9, 8 Hà Tu - Hà Lầm) phân bố hẹp hơn

Đặc điểm kiến tạo:

- Khối Đông Bình Minh: Từ đứt gẫy F2 về ranh giới phía Đông, giáp khu mỏ

Hà Lầm và Bắc Hà Lầm, Suối Lại, tồn tại 12 vỉa từ V.10 đến V.1b, trong đó, cáctrục nếp uốn và đứt gãy đều có phương á kinh tuyến, thiên về Tây Bắc- Đông Nam.Trong khối phát triển nhiều đứt gãy nhỏ sinh kèm với các đứt gãy lớn

- Các uốn nếp chủ yếu: Toàn bộ khai trường nằm trong cấu trúc nếp lõm TâyBắc Hà Lầm

- Các đứt gẫy: Trong phạm vi khai trường mỏ Bình Minh hiện nay tồn tại 2đứt gẫy thuận lớn (theo Báo cáo thăm dò sơ bộ- 1996) là đứt gẫy F2 và F14(ở phíaBắc khu mỏ) một số đứt gãy nhỏ nằm trung tâm khu mỏ: FB1, FB2, FB3 được pháthiện trong quá trình khai thác

Đứt gãy thuận F.14: Phát triển theo phương gần Đông-Tây, cắm Nam, ĐôngNam với góc dốc từ 70-750, đứt gẫy kéo dài khoảng 5500m Chiều rộng đới huỷhoại trên mặt từ 40m-60m, biên độ đứt gẫy F.14 khoảng 100 m Đứt gẫy F.14 được

kế thừa theo tài liệu “ Báo cáo địa chất kết quả thăm dò sơ bộ than khu mỏ BìnhMinh thành phố Hạ Long - tỉnh Quảng Ninh”, năm 1997

Đứt gãy thuận F.2: Phát triển theo phương gần Nam - Bắc, cắt đứt gãy thuậnHòn Gai ở phía Nam và bị F.14 ở phía Bắc chặn lại, F.2 cắm về Đông, Đông Bắcvới góc dốc từ 70 -750, chiều dài đứt gẫy trên 3000,0m Chiều rộng đới huỷ hoạitrên mặt từ 30m- 80m, biên độ đứt gẫy F.2 khoảng 90 m Đứt gẫy F.2 được kế thừatheo tài liệu “ Báo cáo địa chất kết quả thăm dò sơ bộ than khu mỏ Bình Minh thànhphố Hạ Long - tỉnh Quảng Ninh”, năm 1997

I.2.2 Cấu tạo các vỉa than.

Đặc điểm các vỉa than (chỉ nêu các vỉa đưa vào diện khai thác):

* Vỉa 5: Chiều dày vỉa biến đổi từ 0,31m đến 33,2 m, trung bình 6,41 m Gócdốc vỉa thay đổi từ 5 đến 700 Vỉa có cấu tạo rất phức tạp, thường chứa từ 0 đến 10lớp đá kẹp, chiều dày đá kẹp biến đổi từ 0,09 m đến 23,95 m, trung bình 1,66 m.Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,77m đến 23,95m, trung bình 7,57 m Vách, trụvỉa thường là cát kết, bột kết

* Vỉa 6: Chiều dày vỉa biến đổi từ 0,47 m đến 30.43 m, trung bình 9,80 m.Vỉa có góc dốc thay đổi từ 5 đến 740 Vỉa có cấu tạo rất phức tạp, thường chứa từ 1đến 18 lớp đá kẹp, chiều dày đá kẹp biến đổi từ 0,09 m đến 9,63 m, trung bình 1,93

m Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,47m đến 20,80m, trung bình 7,53 m Vách vỉathường là cát kết, bột kết, trụ vỉa là đá bột kết hạt thô hay cát kết hạt nhỏ

* Vỉa 7: Chiều dày biến đổi từ 0,64 m đến 32,94 m, trung bình 3,59 m Gócdốc vỉa thay đổi từ 5 đến 700 Vỉa có cấu tạo rất phức tạp, thường chứa từ 1 đến 15lớp đá kẹp, chiều dày đá kẹp biến đổi từ 0,10 m đến 4,75 m, trung bình 0,93 m.Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,64m đến 13,45m, trung bình 2,81 m Vách vỉathường là sạn kết, bột kết, trụ vỉa là đá bột kết

* Vỉa 8: Chiều dày biến đổi từ 0,60 m đến 31,27 m, trung bình 4,73 m Vỉa

có góc dốc thay đổi từ 5 đến 600 Vỉa có cấu tạo rất phức tạp, thường chứa từ 0 đến

15 lớp đá kẹp, chiều dày đá kẹp biến đổi từ 0,00 m đến 8,58 m, trung bình 0,89 m.Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,60m đến 13,91m, trung bình 3,75 m Vách vỉathường là bột kết, trụ vỉa là đá cát kết, bột kết hạt nhỏ

I.2.3 Phẩm chất than

Đặc tính vật lý của than:

Than khu mỏ có 2 dạng cơ bản sau:

Dạng than cám: có mầu đen xỉn, ánh mờ, không rắn chắc, dễ bở rời, tơi xốp.Xen lẫn trong than cám là những mảnh vụn than ánh, cứng chắc, ánh kim Loại thancám này gặp hầu hết ở vỉa than khu mỏ.

Dạng than cứng: màu đen bóng, ánh kim, kim loại - thuỷ tinh thường có cấutạo dạng khối, cục, thành các lớp than hoặc thấu kính than trong các vỉa than và hayphân bố ở phần trụ các vỉa

Đặc tính hoá học của than:

+ Độ ẩm của than (W)

- Độ ẩm phân tích (WPT) từ 1.83 đến 2.82%

- Độ ẩm làm việc (WLV) từ 2.47 đến 4.06%

- Độ ẩm Wn: từ 0.98 đến 1.93%

Độ ẩm của than khu Thành Công thuộc loại có độ ẩm thấp

+ Độ tro (AK): thay đổi từ 8.29 đến 18.89 trung bình 13.73% Than ThànhCông thuộc nhóm có độ tro trung bình

+ Chất bốc (V): Hàm lượng chất bốc của khối cháy Vch từ 6.59 đến 9.47 trungbình 7.56%

Hàm lượng chất bốc của khối khô VK từ 5.48 đến 7.81 trung bình 6.37%.Như vậy chất bốc của than Bình Minh tương đối ổn định

+ Lưu huỳnh (S): Có hàm lượng từ 0.37 đến 0.6709 trung bình 0.44% thuộcloại than chứa ít lưu huỳnh (dưới 1%)

+ Phốt pho (P): Có hàm lượng từ 0.0029 đến 0.0140 trung bình 0.080 thuộcloại than ít phốt pho

+ Nhiệt lượng (Q): Nhiệt lượng của khối cháy lý tưởng Qchb biến đổi từ 7.989calo/gam đến 8.557 calo/gam trung bình đạt 8.350 calo/gam

Nhiệt lượng của khối khô tuyệt đối QBK từ 5.718 cal/gam đến 8.069 calo/gamtrung bình 7.301 calo/gam Như vậy than Thành Công thuộc nhóm than có nhiệtlượng cao

I.2.4 Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Hệ thống nước trên mặt:

Trong khu mỏ có thể phân ra làm các hệ thống suối chính sau:

Hệ thống suối phía Bắc và Đông Bắc, gồm nhiều suối nhỏ chảy vào thung lũngCái Đá đổ ra sông Diễn Vọng, các suối này phần thượng nguồn rộng từ 1 đến 2 mét, hạnguồn rộng đến 5 mét lòng suối gồ gề có nhiều đá lăn Theo báo cáo Tây Bắc Hà Lầmnăm 1975 tài liệu quan trắc tại trạm 7 ở suối cho thấy lưu lượng nhỏ nhất về mùa khô

là 0,261 l/s về mùa mưa lưu lượng lên tới 139,5 l/s

Hệ thống các suối phần trung tâm và phía Đông Nam khu mỏ có các suối nhỏphía cao đổ vào suôí lớn Hà Lầm và đổ ra sông Diễn Vọng ở phía Tây Lưu lượngcác suối này phụ thuộc chủ yếu vào nước mưa, mùa khô thì rất nhỏ có khi khô ởthượng nguồn, song mùa mưa lại tăng lên đột ngột Tài liệu quan trắc tại trạm 6 suốinhỏ Hà Lầm cho thấy hệ số biến đổi lưu lượng giữa mùa mưa và mùa khô là32,1lần

Qua phân tích một số mẫu nước lấy ở suối (trạm quan trắc) nước thườngkhông mầu, không mùi, không vị, độ pH từ 5,3 đến 5,6; tổng khoáng hoá M từ 0,04đến 0,05 g/l, nước thuộc loại sunfat - clonatri - canxi; nước rất cặn ( Tổng lượng cặn

H = 16,8 g/m3) nước có tính ăn mòn a xít ( hệ số ăn mòn K>0, nước không sủi bọt

Chiều dầy lớp trầm tích đệ tứ mỏng, đây là tầng chứa nước không áp, nguồncung chủ yếu là nước mưa, miền thoát chủ yếu là mương rãnh và khe suối cắt quaphức hệ này Nước trong tầng ít ảnh hưởng đến việc khai thác hầm lò

Nước trong trầm tích phụ điệp Hòn Gai T 3 (n-r)hg 2 :

Các trầm tích phụ điệp Hòn Gai giữa phân bố hầu hết diện tích thăm dò, diện

m/ngày Nguồn cung cấp cho nước dưới đất chủ yếu là nước mưa thấm qua đầu lộvỉa của nham thạch, nước được thoát theo các con suối hoặc theo các đứt gẫy kiếntạo cắt qua địa tầng Động thái của nước liên hệ khá chặt chẽ với đặc điểm nướcmặt, về mùa khô lưu lượng nước dưới đất giảm, mùa mưa tăng lên.

I.2.5 Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm địa chất công trình của nham thạch trầm tích đệ tứ Q.

Các trầm tích đệ tứ Q có thành phần hỗn độn cát, cuội sỏi và chứa nhiều bùn,sét vv mức độ gắn kết yếu (rời rạc) nên chúng chịu tác động mạnh mẽ của các hoạtđộng xâm thực, bào mòn và trở nên rất kém ổn định

Qua quan sát thực tế với những trận mưa rào to ở sườn địa hình nước thườngsói mòn thành những mương rãnh cuối theo bùn, cát, cuội, sỏi lấp đầy các đườnggiao thông cắt qua

Do vậy khi tiến hành xây dựng các công trình trong vùng phải gạt bỏ hoặc cóbiện pháp xử lý

Đặc tính ĐCCT của các lớp nham thạch trong trầm tích chứa than (tầng T3(n-r)hg2).

Tầng trầm tích chứa than bao gồm các đá cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sétthan và than Các đá nằm nghiêng phân nhịp xen kẽ Địa tầng bị uốn lượn tạo nênnhững nếp lồi, lõm liên tiếp nhau

I.2.6 Trữ lượng.

Ranh giới tính trữ lượng:

 Phía Bắc: Đường biên giới qua các mốc: BM3 BM4, BM5, BM6

 Phía Nam: Đường biên giới qua các mốc: BM2, MB12, BM11

 Phía Đông: Đường biên giới qua các mốc: BM6, MB7, BM8, BM9,BM10, BM11

 Phía Tây: Đường biên giới qua các mốc: BM2, BM3

 Chiều sâu tính trữ lượng từ lộ vỉa đến -250

Đối tượng tính trữ lượng: vỉa than 5, 6, 7, 8 thuộc khu Đông Bình Minh

Kết quả tính trữ lượng được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.01 Tính toán trữ lượng cho vỉa 5, 6, 7 và 8 (đơn vị: nghìn tấn):

Tuy nhiên do sự kém ổn định về mức độ bền vững của các lớp khối đá, đặcbiệt là các lớp đá thuộc vách và trụ vỉa cho nên trong quá trình thiết kế cần phảiquan tâm đến việc điều khiển áp lực mỏ cũng như khâu chống giữ các đường lò.

Về việc thu thập các tài liệu địa chất cần lưu ý đến số lượng mẫu phân tích thínghiệm Để đảm bảo cung cấp số liệu đầy đủ, chính xác cho việc thiết kế khai thác,công tác nghiên cứu địa chất thuỷ văn và địa chất công trình cần phải làm sáng tỏđầy đủ sự tin cậy hơn nữa về đặc điểm địa chất thuỷ văn và địa chất công trình khu

mỏ, cụ thể là: cần có các công trình bơm nước, thí nghiệm đánh giá mức độ phongphú nước, các thông số địa chất thuỷ văn của địa tầng chứa than theo diện, khối khaithác theo chiều sâu chưa được nghiên cứu Việc đánh giá về đặc điểm địa chất thuỷvăn của các đứt gẫy kiến tạo cũng cần phải làm sáng tỏ Động thái nước dưới đất,quan hệ thuỷ lực giữa nước dưới đất và nước mặt cần có các dạng công tác bổ sung

để làm rõ hơn

Trong tương lai, theo chủ trương của Tổng công ty than là tỷ trọng khai thácthan hầm lò ngày càng lớn thì với những điều kiện tự nhiên và xã hội như trên, mỏthan Thành Công hoàn toàn có thể phát triển, mở rộng sản xuất, nâng cao sản lượng,đáp ứng nhu cầu than nhiên liệu cho các ngành công nghiệp khác và phục vụ xuấtkhẩu Tạo công ăn việc làm cho một lượng lớn lao động, góp phần tích cực vào việcnâng cao đời sống cho công nhân viên chức vùng mỏ

CHƯƠNG II: MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

Mở vỉa là việc đào các đường lò từ ngoài mặt địa hình vào đến vị trí khoáng sản có ích để từ đó mở các đường lò chuẩn bị cho việc khai thác Việc lựa chọn

phương pháp mở vỉa hợp lý có ý nghĩa rất quan trọng trong suốt quá trình tồn tại

và phát triển của mỏ, nó quyết định thời gian, quy mô vốn đầu tư xây dựng cơ bản, công nghệ khai thác, mức độ cơ giới hoá v.v , nó ảnh hưởng tới hiệu quả kinh tế, năng suất lao động và giá thành sản phẩm.

II.1 Giới hạn khu vực thiết kế.

II.1.1 Biên giới khu vực thiết kế.

Khu vực thiết kế nằm trong giới hạn toạ độ:

X = 19.00022.400

Y = 406.600408.000Biên giới trên mặt:

 Phía Bắc: Đường biên giới qua các mốc: BM3 BM4, BM5, BM6

 Phía Nam: Đường biên giới qua các mốc: BM2, MB12, BM11

 Phía Đông: Đường biên giới qua các mốc: BM6, MB7, BM8, BM9,BM10, BM11

 Phía Tây: Đường biên giới qua các mốc: BM2, BM3

II.1.2 Kích thước khu vực thiết kế.

Chiều dài theo phương Bắc Nam trung bình là 2,6km

Chiều dài từ Đông sang Tây là 1,2km

Chiều sâu khai thác từ lộ vỉa xuống mức -250

II.2 Trữ lượng khu khai thác.

II.2.1 Trữ lượng trong bảng cân đối.

Trữ lượng trong bảng cân đối của khu vực khai thác từ mức lộ vỉa (+25) đếnmức -250 là 64893 nghìn tấn (theo tài liệu địa chất của mỏ)

II.2.2 Tính trữ lượng công nghiệp của khu vực thiết kế.

Trữ lượng công nghiệp được xác định theo công thức sau:

C = 1 - 0,01 x 25 = 0.75

Trữ lượng công nghiệp của khu vực thiết kế là:

ZCN = 0.75 x ZCĐ

ZCN = 48670 x 103 tấn

II.3 Sản lượng và tuổi mỏ.

II.3.1 Sản lượng của mỏ.

Để xác định sản lượng của mỏ thì có nhiều phương pháp Có thể do Tổng công

ty giao xuống hoặc do mỏ tự xây dựng dựa trên các điều kiện cụ thể của khu vực.Với điều kiện khu vực thiết kế, và với nhu cầu xã hội do vậy đồ án xin chọncông suất mỏ là 1.500.000 tấn/năm

ZCN - Trữ lượng công nghiệp của khu vực, ZCN=48670 103 t

Am - Sản lượng của mỏ Am = 1.500.000 t/năm

t1 - Thời gian xây dựng cơ bản, t1 = 2.5 năm

t2 - Thời gian kết thúc tận thu, t2 = 2 năm

Tm 37 năm

II.4 Chế độ làm việc của mỏ.

Chế độ làm việc của mỏ có vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của

mỏ Nó quyết định đến năng suất lao động, đời sống văn hoá tinh thần của cán bộcông nhân viên chức của mỏ Hiện nay các mỏ đang áp dụng hai chế độ làm việc:Chế độ làm việc liên tục: Là chế độ làm việc không bố trí các ngày nghỉ chung(trừ những ngày lễ lớn)

Chế độ làm việc gián đoạn (không liên tục): Là chế độ bố trí cả ngày nghỉchung như: chủ nhật, các ngày lễ lớn

Để đảm bảo chế độ làm việc và nghỉ ngơi của công nhân, có điều kiện tái sảnxuất sức lao động, đồng thời có thời gian sửa chữa các thiết bị, máy móc, công trìnhhầm lò, cùng với thực tế yêu cầu sản suất của mỏ ta chọn chế độ làm việc của mỏ làchế độ làm việc gián đoạn (không liên tục) Theo chế độ này thì trong một năm mỏlàm việc 300 ngày, các ngày lễ lớn và chủ nhật được nghỉ

II.4.1 Bộ phận lao động gián tiếp.

Thực hiện như chế độ theo giờ hành chính của nhà nước, mỗi ngày làm việc 8tiếng chia làm 2 buổi:

Buổi sáng từ 7h 11h30

Buổi chiều từ 13h 16h30

II.4.2 Bộ phận lao động trực tiếp.

Thời gian làm việc trong một ngày đêm được chia làm 3 ca, mỗi ca làm việc 8tiếng Do chế độ làm việc gián đoạn nên có thể áp dụng cả hai hình thức đổi cathuận và đổi ca nghịch Nhưng để cho công nhân có thời gian nghỉ ngơi nhiều hơn

II.5 Phân chia ruộng mỏ.

Bất kỳ một mỏ nào thì cũng phải khai thác trong một thời gian lâu mới hết

Mỏ nhỏ có thể tồn tại 10 15 năm, mỏ lớn thời gian tồn tại có thể 50 60 năm Vìvậy mà ruộng mỏ cần phải được chia thành từng phần để khai thác dần Người tathường chia ruộng mỏ thành cánh, thành mức, thành khoảnh, thành khối, thành tầng

và chia cột theo chiều dốc

II.5.1 Chia ruộng mỏ thành các mức.

Ruộng mỏ có thể khai thác một mức hay nhiều mức Mỗi mức khai thác là mộtphần của ruộng mỏ Khi khai thác việc vận chuyển than, thông gió nhờ vào cácđường lò sân giếng của mức đó Khi khai thác một mức, giới hạn theo phương làgiới hạn hai bên của ruộng mỏ; giới hạn phía trên và phía dưới của ruộng mỏ là giớihạn theo chiều dốc của mỏ Khi khai thác nhiều mức thì giới hạn mỗi mức ở hai bênvẫn là giới hạn hai bên của mỏ, còn giới hạn theo chiều dốc là giới hạn trên, giớihạn dưới của mỏ (đối với mức trên cùng và dưới cùng) và giới hạn quy định theothiết kế giữa các mức

II.5.2 Chia ruộng mỏ thành các khoảnh.

Khoảnh là một phần của ruộng mỏ được giới hạn phía trên và phía dưới bởi lòvận chuyển và lò thông gió hay biên giới phía dưới của mỏ; theo phương là giới hạncủa hai khoảnh kề nhau hoặc giới hạn của ruộng mỏ Mỗi khoảnh có thể khai thácmột cánh hay hai cánh Chiều dài mỗi khoảnh theo phương từ 25003000m, theohướng dốc từ 12001500m Chia khoảnh sử dụng khi vỉa dốc thoải, hay dốcnghiêng dưới 160.

II.5.3 Chia ruộng mỏ thành các khu khai thác (chia khối).

Khu là một phần của ruộng mỏ được mở vỉa bằng giếng và các đường lò riêng

để thông gió, vận chuyển người, vật liệu và thiết bị

Các khu của mỗi mức được liên kết với nhau bằng đường lò vận chuyển chính

để vận chuyển than từ các khu về giếng chính của mỏ Chiều dài mỗi khối theophương từ 46km và chiều dài theo độ dốc 13km

II.5.4 Chia ruộng mỏ thành tầng.

Tầng là một phần của ruộng mỏ phía trên được giới hạn bởi lò thông gió, phíadưới là lò vận chuyển và theo phương là giới hạn của ruộng mỏ Lò vận chuyểndùng để chở than ra ngoài và đưa gió sạch vào, lò thông gió dùng để đưa gió bẩn rangoài

Theo đề tài thiết kế từ mức lộ vỉa đến -250, các vỉa than thuộc loại dốcnghiêng Trong giới hạn mỏ không có các đứt gãy lớn gây ảnh hưởng đến khai thác

Do đó ta tiến hành phân chia ruộng mỏ thành nhiều tầng khai thác:

II.6.1 Khái quát chung.

Công tác mở vỉa là việc đào các đường lò từ ngoài địa hình đến vị trí khoángsản có ích từ đó mở các đường lò chuẩn bị cho việc khai thác

Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến việc lựa chọn sơ đồ và phương pháp mở vỉaphải kể đến:

- Số lượng vỉa than trong ruộng mỏ và vị trí của chúng

- Độ dốc của các vỉa than

- Khoảng cách giữa các vỉa than

- Tính chất đất đá vùng chứa than.

- Chiều dầy lớp đất đá phủ và tính chất của chúng

- Mức độ phá huỷ địa chất của khoáng sàng

- Độ chứa nước, chứa khí độc của khoáng sàng và đất đá xung quanh

- Địa hình bề mặt mỏ

- Độ sâu khai thác

- Kích thước ruộng mỏ

- Sản lượng mỏ hàng năm và thời gian tồn tại của nó

- Mức độ phát triển kỹ thuật của ngành khai thác mỏ

Sơ đồ mở vỉa là yếu tố quyết định đến việc chọn hệ thống khai thác, sơ đồ vậntải, sơ đồ thông gió, sơ đồ thoát nước vì thế phương án mở vỉa hợp lý nhất làphương án đảm bảo các điều kiện sau:

- Thuận lợi cho việc khai thác hết trữ lượng mỏ đảm bảo sản lượng thiết kếsuốt giai đoạn khai thác

- Khối lượng các đường lò mở vỉa ít, chi phí đầu tư ban đầu thấp, thời gian đưa

mỏ vào sản xuất nhanh

- Sử dụng dụng thiết bị vận tải có ít cấp chuyển tải Có khả năng đổi mới côngnghệ, thiết bị tiên tiến Và rất nhiều yếu tố khác …

II.6.2 Đề xuất các phương án mở vỉa.

Đối với việc khai thác khoáng sàng từ mức +25 đến -250 khu Đông BìnhMinh, ta nhận thấy có rất nhiều phương án mở vỉa Qua quá trình nghiên cứu các tàiliệu địa chất cũng như địa hình của khu mỏ Đông Bình Minh do vậy tác giả đưa ra 2phương án mở vỉa được cho là tối ưu nhất:

1/ Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

2/ Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

II.6.3 Trình bày các phương án mở vỉa:

II.6.3.2 Phương án I: “Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.”

a sơ đồ mở vỉa theo phương án I:

Hinh2.01

b Trình tự tiến hành mở vỉa:

Từ mặt bằng sân công nghiệp mức +25 ta tiến hành đào cặp giếng nghiêngchính, phụ xuống mức -50 Tại đây đào hệ thống đường lò sân ga mức -50 và cáchầm trạm, lò chứa nước

Để chuẩn bị cho tầng thứ nhất, từ mức +0 tiến hành đào lò xuyên vỉa thông gióđến gặp các vỉa than; từ sân giếng mức -50 ta đào lò xuyên vỉa vận tải tới gặp cácvỉa than 5, 6, 7, 8 Sau đó tiến hành đào các đường lò dọc vỉa vận tải về hai cánhcủa khu khai thác Từ lò xuyên vỉa thông gió tiến hành đào các lò dọc vỉa thông gió

về hai cánh của vỉa than.Sau đó ta đào lò thượng khởi điểm nối thông lò dọc vỉa vậntải với dọc vỉa thông gió để tạo lò cắt ban đầu

Trong quá trình khai thác tầng thứ nhất (+0-50), ta tiến hành đào sâu thêmgiếng tới mức -100 Tại đây ta đào hệ thống đường lò sân ga mức -100 và các hầmtrạm, lò chứa nước,

Việc chuẩn bị cho tầng thứ 2 (-50-100) tiến hành tương tự tầng 1 Với cácđường lò xuyên vỉa, dọc vỉa vận tải được giữ lại phục vụ cho việc đi lại, vận chuyểnvật liệu và thông gió

Việc chuẩn bị cho các tầng tiếp theo tiến hành tương tự

Góc nghiêng của giếng chính băng tải là 180, chiều dài giếng là 890m Gócnghiêng của giếng phụ mức là 250, chiều dài giếng là 650 m

Giếng chính và giếng phụ có toạ độ: giếng chính (21.870, 407698, +25);giếng phụ (21827, 407647, +25)

c Công tác vận tải:

-Than khai thác từ gương lò chợ của tầng 1 theo máng cào được đưa xuống lòdọc vỉa vận tải của tầng rồi chuyển về xuyên vỉa vận tải 4 Sau đó theo lò xuyên vỉanày chuyển tới bun ke chứa than ở sân ga mức 0 và trục lên mặt bằng nhờ hệ thốngbăng tải giếng chính

Công tác vận tải than ở tầng dưới tiến hành tương tự tầng trên

- Vận tải vật liệu: vật liệu được đưa qua giếng phụ qua xuyên vỉa và dọc vỉathông gió của tầng đến lò chợ

d Công tác thông gió:

Chọn phương pháp thông gió cho mỏ là phương pháp thông gió hút Quạt gióchính đạt ở rãnh gió của giếng phụ

Đối với tầng 1:

-Gió sạch đi vào qua giếng chính, qua lò xuyên vỉa 4 tới các lò dọc vỉa vậnchuyển chính của tầng và đi thông gió cho các lò chợ

-Gió bẩn từ các lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió qua lò xuyên vỉa thông gió 5qua giếng phụ 2 qua rãnh gió 3 và thoát ra ngoài.

Đối với các tầng dưới: công tác thông gió các tầng dưới tương tự như tầng 1.

e Công tác thoát nước :

Các đường lò xuyên vỉa, dọc vỉa vận tải, dọc vỉa thông gió được đào với độdốc 5‰

Nước ở khu khai thác qua các đường lò dọc vỉa và xuyên vỉa được thu về hầmbơm ở sân ga rồi được bơm hút ra ngoài

Bảng 2.02: Bảng liệt kê khối lượng các công trình mở vỉa của phương án I:

Hạng mục công trình Dạng vì chống Đơn vị Khối lượng

II.6.3.4 Phương án II: “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.”

a.Sơ đồ mở vỉa theo phương ánII:

Để chuẩn bị cho tầng thứ nhất, từ mức +0 tiến hành đào lò xuyên vỉa thông gió

5 đến gặp các vỉa than; từ sân giếng mức -50 ta đào lò xuyên vỉa vận tải 4 tới gặpcác vỉa than Sau đó tiến hành đào các đường lò dọc vỉa vận tải về hai cánh của khu

khai thác Từ xuyên vỉa thông gió 5 tiến hành đào các dọc vỉa thông gió về biên giớicủa mỏ Sau đó ta đào lò thượng nối thông lò dọc vỉa vận tải với dọc vỉa thông giótạo lò cắt ban đầu.

Trong quá trình khai thác tầng thứ nhất (+0-50), ta tiến hành đào sâu thêmgiếng tới mức -100 Tại đây ta đào hệ thống đường lò sân ga mức -100 và các hầmtrạm, lò chứa nước

Việc chuẩn bị cho tầng thứ 2 (-50-100) tiến hành tương tự tầng 1.Các lòxuyên vỉa vận tải và dọc vỉa vận tải của tầng 1 được giữ lại phục vụ cho tầng thứ 2 Việc chuẩn bị cho các tầng tiếp theo tiến hành tương tự

Mỗi giếng có chiều dài 280m Giếng chính và giếng phụ có toạ độ: giếngchính (21.870, 407698, +25); giếng phụ (21827, 407647, +25)

c Công tác vận tải:

-Than khai thác từ gương lò chợ của theo máng cào được đưa xuống lò dọc vỉavận tải của tầng rồi chuyển về xuyên vỉa vận tải 4 Sau đó theo lò xuyên vỉa nàychuyển tới bun ke chứa than ở sân ga và trục lên mặt bằng qua giếng chính

- Vật liệu được đưa qua giếng đứng phụ vào lò xuyên vỉa thông gió qua dọcvỉa thông gió và được đưa xuống lò chợ

Công tác vận tải ở các tầng dưới tiến hành tương tự tầng trên

d Công tác thông gió:

Chọn phương pháp thông gió cho mỏ là phương pháp thông gió hút Quạt gióchính đạt ở rãnh gió của giếng phụ

Đối với tầng 1:

- Gió sạch đi vào qua giếng chính và qua lò xuyên vỉa tới lò dọc vỉa vận tải

của tầng và đi thông gió cho các lò chợ

-Gió bẩn từ các lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió qua lò xuyên vỉa 5 đến giếngphụ 2 qua rãnh gió 3 và thoát ra ngoài

Đối với các tầng dưới: công tác thông gió cho các tầng dưới tương tự tầng 1.

e Công tác thoát nước :

Các đường lò xuyên vỉa, dọc vỉa vận tải, dọc vỉa thông gió được đào với độdốc 5‰, dùng hố thoát nước tập trung ở sân ga, sau đó bơm lên mặt đất bằng máybơm

Bảng2.03: Bảng liệt kê khối lượng các công trình mở vỉa của phương án II:

Hạng mục công trình Dạng vì chống Đơn vị Khối lượng

II.6.4 Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa.

Để so sánh về mặt kỹ thuật của từng phương án, ta sẽ đi phân tích ưu nhượcđiểm của chúng từ đó chọn phương án hợp lý nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế

Bảng 2.04: bảng chỉ tiêu so sánh kĩ thuật giữa 2 phương án

Khả năng thi công hiện

nay

Thời gian đưa vào thi

công

Mỗi phương án nêu trên đều có ưu nhược điểm nhất định, trong điều kiện kỹthuật mỏ hiện tại của nước ta, việc thi công giếng đứng chưa có nhiều kinh nghiệm.Mặt khác với độ sâu khai thác chưa lớn, việc mở vỉa bằng giếng nghiêng có nhiều

ưu điểm hơn, nhất là về việc giải quyết vận tải liên tục bằng băng tải Do vậy đểchọn phương án tối ưu về mặt kĩ thuật ta chọn phương án I Tuy nhiên để có thểchọn được một phương án mở vỉa hợp lý, ta còn phải xem xét ưu thế về phươngdiện kinh tế

II.6.5 So sánh kinh tế các phương án mở vỉa.

So sánh các phương án về mặt kinh tế mục đích là xem phương án nào tối ưunhất về mặt kinh tế dựa vào việc hạch toán các chi phí xây dựng cơ bản và chi phísản xuất kinh doanh Các phương án được coi là tương đương nhau về mặt kinh tếkhi có tổng các chỉ tiêu kinh tế hơn kém nhau 10%, khi đó ta sẽ chọn phương ánnào có lợi về mặt kỹ thuật

Để so sánh các phương án về mặt kinh tế ta chỉ so sánh các chỉ tiêu có chi phíkhác nhau và mang tính chất quyết định đến tổng vốn đầu tư của mỏ Còn các côngtrình hạng mục giống nhau, có chi phí giống nhau thì không phải so sánh Các chiphí được mang ra so sánh là:

II.6.5.1.Chi phí đào lò:

Chi phí đào lò được tính theo công thức: CĐL = LĐ KĐ

Trong đó:

LĐ - Khối lượng công trình cần đào, m (đối với sân giếng là m3)

KĐ - Đơn giá thi công một đơn vị khối lượng công trình, triệu đ/m(đối với sân giếng là triệu đ/m3)

Chi phí đào lò tính toán cho các phương án được thể hiện trong bảng 2.05:

Bảng 2.05 Tính toán chi phí đào lò cho các phương án mở vỉa:

ST

T Hạng mục công trình Khối lượng Đơn giá

Thành tiền(triệu đồng)

Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

Chi phí bảo vệ lò được tính theo công thức: Cbv = Lbv Tbv Kbv.

Trong đó:

Lbv - Khối lượng công trình cần bảo vệ, m (đối với sân giếng là m3)

Tbv - Thời gian cần bảo vệ công trình, năm

Kbv - Đơn giá bảo vệ một đơn vị khối lượng công trình, nghìn năm (đối với sân giếng là nghìn đ/m3-năm)

đ/m-Chi phí bảo vệ lò tính toán cho các phương án mở vỉa được thể hiện trongbảng 2.06

Bảng 2.06 Chi phí bảo vệ tính cho phương án I

dài (m)

Thời gian (năm)

Đơn giá (tr đ/m.năm)

Thành tiền (tr đồng)

Bảng 2.07 Chi phí bảo vệ tính cho phương án II

dài (m)

Thời gian (năm)

Đơn giá (tr đ/m/năm)

Thành tiền (tr đồng)