Đồ án tốt nghiệp mỏ địa chất 2016

chương I giới thiệu chung về vùng mỏ và đặc điểm địa chất của khoáng sàng chương II những số liệu gốc dùng để lập bản thiết kế chương III xác định biên giới mỏ chương IV thiết kế mở vỉa chương V công tác vận tải

LỜI NÓI ĐẦU

Trong tình hình kinh tế xã hội trong giai đoạn công nghiệp hoá – hiện đại hoá của nước ta hiện nay, ngành công nghiệp mỏ nói chung và ngành khai thác đá vôi nói riêng đóng góp một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Đá vôi là nguồn cung cấp vật liệu xây dựng – vật liệu giao thông và cung cấp nguyên liệu để sản

xuất xi măng, sản xuất hoá chất

Nhằm đảm bảo sự kết hợp hài hoà giữa kiến thức lý thuyết đã được học tập ở

trường và khả năng hiểu biết thực tế sản xuất cũng như bước đầu làm quen với

công tác thiết kế khai thác mỏ của người kỹ sư, vừa qua em được Bộ môn Khai

thác lộ thiên – Trường Đại học Mỏ – Địa chất giới thiệu đi thực tập kỹ sư tại mỏ đávôi Tràng Đà, Tuyên Quang thuộc công ty xi măng Tân Quang và được giao đồ án tốt nghiệp thiết kế khai thác sơ bộ cho mỏ đá vôi Tràng Đà

Trong quá trình thiết kế, em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của ThS.

Nguyễn Hoàng, các thầy, cô giáo trong Bộ môn Khai thác lộ thiên cùng sự giúp

đỡ góp ý của các bạn bè đồng nghiệp

Bản đồ án có hai phần chính như sau:

Phần chung: Thiết kế sơ bộ khu Bắc mỏ đá vôi Tràng Đà

Phần chuyên đề: Nghiên cứu lựa chọn Mở Vỉa hợp lý cho mỏ đá vôi Tràng

Đà.

Mặc dù đã có sự cố gắng tích cực nghiên cứu tìm tòi học hỏi của bản thân cùng với

sự giúp đỡ của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp, song do bước đầu làm quen

với công tác thiết kế, trình độ và kinh nghiệm có những hạn chế, do đó em mong nhận được sự phê bình góp ý của các thầy cô, các bạn đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô trong Bộ môn Khai thác lộ thiên và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ để hoàn thành bản đồ án này

Hà Nội, tháng 03 năm 2016

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên phản biện

PHẦN CHUNG

THIẾT KẾ SƠ BỘ KHU BẮC MỎ

ĐÁ VÔI TRÀNG ĐÀ

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT

CỦA KHOÁNG SẢN

I.1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA MỎ ĐÁ VÔI HOÀNG MAI A

I.1.1.Tình hình tự nhiên

a Vị trí địa lý

Mỏ đá vôi thuộc xã Tràng Đà, Thành phố Tuyên Quang

Mỏ nằm cách thành phố Tuyên Quang khoảng 5km về phía đông bắc, ví trí khu mỏnằm trong giới hạn tọa độ hệ VN 2000 như sau:

Chi tiết xem bản đồ địa hình và các mặt cắt địa chất, bản vẽ ĐVTĐ 1007, 1001

c Khí hậu

khu mỏ có đặc điểm khí hậu gió mùa Nhiệt độ trung bình hằng năm 220C Lạnh

nhất vào các tháng 12; 1;2 với nhiệt độ từ 10÷150C Nóng nhất vào các

tháng 6;7;8 với nhiệt độ 25÷300C Mưa nhiều nhất vào các tháng 7;8;9 Mưa ít nhất vào các tháng 12;1;2 Độ ẩm trung bình

80÷85% Khí hậu khu mỏ rất thuận lợi cho công tác khai thác

d Sông suối

Phía tây khu mỏ là sông lô, lòng sông rộng và sâu, tầu thuyền trọng tải lớn qua lại

dễ dàng Gần khu mỏ có ngòi Yên Lĩnh là suối chính chảy qua phía bắc khu mỏ,

ngoài ra có suối cạn hợp lưu với ngòi yên lĩnh đổ ra sông Lô ở phía tây bắc đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thoát nước mỏ

Suối nhỏ ở Phía Tây Nam khai trường có lưu lượng nước không lớn, chủ yếu là

vào mùa mưa, mùa khô ít nước

e Giao thông

Khu vực mỏ đá vôi Tràng Đà có vị trí giao thông khá thuận lợi, mỏ cách thành

phố 5km Từ quốc lộ số 2 Hà nội – Tuyên Quang có đường nhựa vào đến khu mỏ Ngoài ra đường liên xã, đường lâm nghiệp khá phát triển, ô tô vận tải có thể đi

Dân cư trong vùng chủ yếu là người kinh sống tập trung thành các làng ven sông lô

và ven đường chính Các dân tộc thiểu số là dân tộc Tày, Nùng,… sống ở các bản ven chân núi

Dân trong vùng sống chủ yếu là làm ruộng, trồng chè, một số ít làm việc trong lâm trường tuyên bình và xí nghiệp xi măng Tuyên Quang Đời sống nhân dân chưa

được cao, các xã Tràng Đà, Tân Long đều có trường học, điện thắp sáng, loa đài

truyền thanh và bệnh xá khám chữa bệnh

Khu vực khai thác mỏ không có chùa, di tích lịch sử việc đầu tư khai thác mỏ đá vôi, đất sét và xây dựng nhà máy xi măng Tân Quang có tác động tích cực đến tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho nhân dân trong khu vực và góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội tỉnh Tuyên Quang

b.Đặc điểm kinh tế - xã hội

Cơ sở hạ tầng của vùng khá tốt, có nhiều cơ sở công nghiệp

I.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHOÁNG SÀNG

I.2.1 Địa tầng

a, Hệ Shua, thống trên – hệ Devon, thống dưới

Hệ tầng phía phương, Phụ hệ tầng trên S²D¹pp²

Các đá của hệ tầng Phía Phương , phụ hệ tầng trên phân bố chủ yếu ở phầnphía đông của vùng công tác, bao gồm các trầm tích lục nguyên- cacbonat Dựavào đặc điểm thạch học và mối quan hệ địa tầng, phân ra 2 tập:

- Tập 1: Thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến sét, đá phiến thạch anh xerixit,lớp móng quaczit và đá phiến sét vôi, các bột kết vôi Đá có màu xám, xám phớtlục, khi phong hóa có màu vàng, đỏ Đá bị ép phân phiến mỏng , khoáng vật sét táikết tinh yếu Các đá của phụ hệ tầng này có thế nằm phức tạp, cắm theo cácphương tây bắc, tây và tây nam, Góc dốc thay đổi từ 25-30° đến 50-60°

- Tập 2 : Gồm các trầm tích cacbonat, đá của tập này chỉnh hợp trên các đá trầm tíchlục nguyên của tập 1 Thành phần thạch học gồm: đá vôi màu xám, xám trắng, xámđen Phần lớn chúng bị phong hóa, canxit hóa yếu Dọc theo đứt gãy á kinh tuyến ,

đá vôi bị đập vỡ mạnh, bị thạch anh hóa dạng quaczit hoặc bị dolomit hóa yếu Cácthể đá vôi bị dolomit hóa yếu có dạng ổ, dạng đốm Đá có màu hồng nhạt, sủi bọtkém khi tác dụng với axit, Ở phần thấp của tập gặp lớp mỏng cát kết vôi bị quaczithóa Tập đá vôi này chính là tang sản phẩm của đối tượng khảo sát thăm dò nguyênliệu sản xuất ximăng

b, Hệ Devon, thống dưới Điệp Đại Thị D¹dt

Các đá ở đại thị này phân thành 2 tập:

- Tập 1: chuyển tiếp từ đá lục nguyên cabonat của phụ hệ tầng trên- hệ tầng PhíaPhương là các thành tạo trầm tích lục nguyên thuộc tập 1 Điệp Đại thị Thành phầnthạch học tập 1 gồm các đá phiến sét ( chủ yếu) đá phiến thạch anh, đá phiếnxerixit, xen kẹp trong đá phiến gặp một vài lớp mỏng cát kết hạt nhỏ, cát bột kết,

đá có màu xám, khi bị phong hóa chuyển sang màu vàng và màu nâu

- Tập 2: các đá này chủ yếu phân bố trên một diện hẹp ở phía bắc Thành phần thạchhọc của tập này gồm chủ yếu là các trầm tích cacbonat Chuyển tiếp từ tập 1 lêntập 2 gặp lớp cát kết hạt nhỏ hoặc bị quaczit hóa, màu xám dày khoảng 7cm Xenkẹp trong quaczit có lớp đá hoa màu xám trắng hạt rất nhỏ, dày 60-70cm Ở phầnthấp của tập đá vôi gặp lớp sét vôi phân lớp mỏng, màu xám sẫm Đá cắm Tây- bắc

có góc dốc 35-40° Tiếp tục lên phần trên của tập chủ yếu gặp đá vôi màu xám đenxám nhạt Tập đá vôi này nhiều chỗ bị hoàng hóa yếu, hạt rất nhỏ màu xám trắng

Đá vôi có hạt mịn màu xám, xám sẫm, xám trắng kích thước các hạt caxit rất nhỏ

và có độ hật không đồng đều, đá vôi tinh khiết thành phần canxit chiếm chủ yếu từ95-99% Đôi chỗ đá vôi màu đen có mùi bitum

Trong các đới phá hủy kiến tạo đôi chỗ đá vôi bị dolomit hóa yếu, dolomit thứ sinh

có dạng đốm, dạng ổ nhỏ, dạng thấu kính trong đá vôi Thành phần khoáng vật của

đá vôi dolomit hóa như sau: canxit 90-95%, dolomit từ 5-10% , thạch anh vàkhoáng vật quặng rất ít

c, Đặc điểm kiến tạo:

Trong khu mỏ đá vôi Tràng Đà có các đứt gãy sau:

- Đứt gãy phương Đông Bắc Tây nam: đứt gãy này tạo nên ranh giới tự nhiên giữakhu mỏ đá vôi và đá sét của khi mmỏ Tràng Đà, đứt gãy này có vai trò làm cho tậptrầm tích cacbonat nằm dưới trầm tích lục nguyên được nâng cao và lộ thành mỏ

đá vôi có giá trị công nghiệp

- Hệ thống đứt gãy á kinh tuyến: hệ thống đứt gãy này xuất hiện muộn nhất, liênquan với hệ thống đứt gãy này là sự phát triển các hệ thống khe nứt theo phươngkhác nhau và phát sinh hiện tượng dolomit hóa

- Hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến: hệ thống này xuất hiện sớm hơn và bị hệ thống đứtgãy á kinh tuyến làm dịch chuyển Hệ thống đứt gãy này không bị ảnh hưởng lớnđến cấu trúc địa chất và chất lượng đá vôi khu mỏ

I.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

Nước mặt :Trong khu vực mỏ nước mặt tập trung chủ yếu trong suối nhỏ ở phía

tây- bắc của mỏ đá vôi Chiều rộng của suối khoảng 1,5m , sâu 50cm, tốc độ nước chảy chậm Nước mặt thuộc loại bicacbonat clorua magie canxi

Suối này nằm thấp hơn cốt cao kết thúc khai thác mỏ ( mức +30) nên không ảnh hưởng tới quá trình khai thác mỏ

Phía tây- nam khu mỏ có sông lô chảy qua, đây là điều kiện thuận lợi cho

quá trình thoát nước mặt trong khu vực

Nước dưới đất: Nước dưới đất trong khu mỏ tồn tại trong lỗ hổng của đất đá trầm

tích hệ Đệ Tứ, trong khe nứt của các thành tạp hệ tầng Đại thị và trong khe nứt

cacsto hệ tầng Phia Phương Dựa vào sự phân bố, điều kiện tàng trữ có thể chia ra các phân vị địa chất thủy văn như sau:

Nước dưới đất trong lỗ hồng trầm tích đệ tứ: Các trầm tích bở rời đệ tứ trong khu

vực mỏ bao gồm bồi tích hiện đại và tàn tích – sườn tích của hệ tầng đại thị (D1dt)

- Bồi tích hiện đại phân bố rộng rãi trong các khu thung lung giữa núi, ao và ruộng nước Thành phần thạch học chủ yếu gồm: bột, sét, cát, bột lẫn sỏi, cuội sỏi

đa khoáng Nước dưới đất tồn tại trong các trầm tích này ở dưới dạng nước lỗ

hổng Mực nước trong các giếng dân đào thường nằm rất sâu cách mặt đất khoảng 13-15m, phần lớn các giếng thường cạn vào mùa khô Nước trong bồi tích không

ảnh hưởng tới quá trình khai thác mỏ

- Tàn tích, sườn tích của phiến đá thạch anh sericit hệ tầng đại thị Theo kết quả khoan và khai đào thăm dò thì chiều dày của lớp đạt tới 20-30m, nếu tính cả

phần bán phong hóa có thể lên tới 50m Đây là sét được khai thác làm nguyên liệu ximăng

Nước dưới đất trong các thành tạo hệ tầng Phia Phương: Thành tạo cabonat hệ

tầng Phia Phương phân bố rộng khắp khu mỏ, phần phía tây , tây bắc bị phủ bởi

các trầm tích hệ đệ tứ không phân chia và bồi tích hiện đại Thành phần thạch học chủ yếu là đá vôi, đá vôi bị dolomit hóa yếu…

Lưu lượng nước thay đổi từ 0,02-15l/s , lưu lượng q=0,001-1,09l/sm Hệ số dẫn nước biến thiên từ 112m³/ngày đến 508m³/ ngày.

Kết quả phân tích hóa học của nước cho thấy, nước dưới đất không có mùi,

Tên nước : Bicacbonat canxi-magie , Bicacbonat clorua-canxi-natri

Kết quả phân tích mẫu vi trùng cho thấy:

- Vi khuẩn của khí: 28-4000C/ml

- Ecoli : 0-490 C/l

- Vi khuẩn kị khí 0-2 C/l

Nước dưới đất lưu thông trong các đới nứt nẻ cacsto thường không có áp hoặc áp

lực yếu Mực nước tĩnh thường nằm nông 1-3m, các biệt sâu tới 5-7m Nước ngầm

ở khu mỏ đáp ứng được nhu cầu về sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp

Với đáy mỏ kết thúc khai thác ở mức +30 trên mức thoát nước tự chảy, nên ảnh hưởng của nước mưa và nước ngầm đến khai thác mỏ là không lớn

I.2.3 Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm điều kiện địa chất công trình mở đá vôi như sau:

Các thành tạo của đá cacbonat của hệ tầng phia phương trong khu mỏ có thành

phần thạch học chủ yếu là đá vôi màu xám xanh, xám sáng, đá vôi đôlomít hóa

yếu đá rắn chắc, cấu tạo phân lớp dày đến dạng khối và có sức bền cơ học cao

I.3.ĐẶC ĐIỂM VỀ CHẤT LƯỢNG ĐÁ VÔI

I.3.1 Thành phần hóa học

Kết quả phân tích toàn diện theo mẫu và kết quả tính toán hàm lượng trung

bình theo khối được ghi trong bảng 1.1

Hàm lượng CaO, MgO, MKN, HO của mỏ Tràng Đà theo các khối trữ lượng

Bảng 1.1- Thành phần hóa học của đá vôi

Kết quả ở bảng 1.1 có thể kết luận : đá vôi mỏ Tràng Đà là loại đá vôi có chất

lượng khá tốt để sản xuất ximăng Pooclăng

I.3.2 Tính chất cơ lí đá mỏ

Đá vôi mỏ Tràng Đà không có lớp đất phủ, cấu tạo dạng khối, hạt thô đến mịn

Đá vôi đôlômit hóa xen kẹp dưới dạng một số lớp mỏng Đá vôi thuộc loại cứng,

khi vỡ sắc cạnh

Các chỉ tiêu tính chất cơ lí của đá vôi Tràng Đà thu được các kết quả thí

nghiệm như sau:

Bảng 1.1: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá vôi

CHƯƠNG II NHỮNG SỐ LIỆU GỐC DÙNG ĐỂ LẬP BẢN THIẾT KẾ

II.1 TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT

1 Báo cáo địa chất khu mỏ

N - số ngày tính trong một năm dương lịch: N = 365 ngày

Ncn - số ngày chủ nhật trong năm: Ncn = 52 ngày

NL - số ngày nghỉ lễ trong năm: NL = 9 ngày

Số ngày làm việc trong năm:

Nm = 365 – (52 + 9 + 4) = 300 ngàyChế độ làm việc trong ngày:

- Hành chính: 1 ca/ngày

- Khai thác:

+ Khoan, nổ mìn: 1 ca/ngày+ Xúc bốc, vận chuyển: 1 ca/ngày

- Khâu sửa chữa cơ khí: 2 ca/ngày

- Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ

II.3 CÁC CHỦNG LOẠI THIẾT BỊ SỬ DỤNG

Các thiết bị chính hoạt động trong quá trình khai thác:

- Máy khoan ECM-660: 01 chiếc

- Máy nén khí 10m³ 01 chiếc

- Máy xúc E=1,4-2,1m³ 02 chiếc

- Ô tô tự đổ tải trọng 15 tấn: 07 chiếc

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

III.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN

III.1.1 Khái niệm biên giới mỏ lộ thiên

Việc khai thác các khoáng sàng khoáng sản có ích có thể tiến hành bằng

phương pháp lộ thiên, bằng phương pháp hầm lò hoặc bằng phương pháp phối hợp

lộ thiên (phần trên) và hầm lò (phần dưới) Tuy nhiên, dù khoáng sàng được khai

thác chỉ bằng phương pháp lộ thiên hay hỗn hợp lộ thiên – hầm lò thì chiều sâu

khai thác cuối cùng của mỏ lộ thiên là xác định

Biên giới mỏ lộ thiên được chia làm ba loại: biên giới theo điều kiện tự nhiên, biêngiới theo điều kiện kinh tế và biên giới theo điều kiện kỹ thuật

Biên giới theo điều kiện tự nhiên là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể

khai thác được toàn bộ phần trữ lượng trong cân đối của khoáng sàng mà vẫn manglại hiệu quả kinh tế và không vượt ra ngoài khả năng kỹ thuật được trang bị Biên

giới này thường gặp khi khai thác những khoáng sàng có thân quặng nằm nông

trên mặt đất, các khoáng sàng vật liệu xây dựng có cấu tạo dạng khối nổi trên mặt

đất Trong các trường hợp này, việc xác định biên giới là đơn giản và nhanh chóng.Biên giới theo điều kiện kỹ thuật là phạm vi cuối cùng của khoáng sàng có thể

tiến hành khai thác bằng phương pháp lộ thiên trong điều kiện trang thiết bị cho

phép Ngày nay với những thiết bị hiện đại và trình độ khoa học kỹ thuật cao,

người ta có thể khai thác những khoáng sàng có thân quặng vùi lấp sâu hàng 500 ÷ 700m, nằm dưới mức nước biển 200 ÷ 300m hoặc hơn

Biên giới theo điều kiện kinh tế là phạm vi cuối cùng mà mỏ lộ thiên có thể mở rộng phạm vi hoạt động tới đó với một hiệu quả kinh tế nhất định, theo điều kiện

giá thành quặng khai thác không vượt quá giá thành cho phép Biên giới theo điều kiện kinh tế là biên giới hợp lý của mỏ lộ thiên mà người ta cần xác định khi tiến

hành thiết kế một mỏ mới hay cải tạo, mở rộng một mỏ cũ

Tuy nhiên, do tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật vào các chỉ tiêu kinh tế nên việc xác định biên giới hợp lý cho những mỏ lộ thiên có trữ lượng và

thời gian tồn tại lớn sẽ thiếu chính xác Bởi vậy người ta đưa ra khái niệm biên giớitạm thời và biên giới triển vọng

Biên giới tạm thời là biên giới của một giai đoạn sản xuất trong một số năm

nhất định Với những mỏ lộ thiên có thời gian tồn tại lớn, người ta có thể phân chiaquá trình sản xuất ra nhiều giai đoạn, ngăn cách nhau bằng những biên giới tạm

thời sao cho hiệu quả hoạt động kinh tế của mỗi giai đoạn và của cả quá trình tồn

tại của mỏ lộ thiên là lớn nhất

Biên giới triển vọng của mỏ lộ thiên là biên giới cuối cùng, xác định cho mỏ

trong đó đã quan tâm tới tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật tới quá

trình hoạt động kinh tế và kỹ thuật của mỏ trong tương lai Biên giới triển vọng của

mỏ lộ thiên là cơ sở để quyết định quy mô đầu tư xây dựng và sản xuất của mỏ, sơ

đồ bố trí tổng mặt bằng và mặt bằng công nghiệp mỏ, định hướng về quy mô và

chất lượng các công trình xây dựng và là cơ sở để làm các thủ tục pháp lý về tài

nguyên và đất đai cho mỏ lộ thiên

Biên giới mỏ lộ thiên phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tính chất cơ lý của đất

đá, chiều dày và góc cắm của vỉa, địa hình khu mỏ và chất lượng của khoáng

sàng Ngoài ra biên giới mỏ cũng chịu sự tác động của vốn đầu tư khi xây dựng

cơ bản, sản lượng mỏ và phương pháp khai thác, trình độ khoa học kỹ thuật mỏ

Đối với các mỏ đá vôi ở Việt Nam, phần lớn các mỏ này đều lộ ra trên bề mặt địa

hình và tạo thành những đồi núi liên tiếp nhau trên mặt đất nên có địa hình rất

phức tạp Do đặc thù riêng của mỏ đá ở nước ta nên việc xác định biên giới mỏ lộ

thiên thường áp dụng theo điều kiện địa hình và dựa trên những phần khoáng sản

lộ ra trên bề mặt địa hình

III.1.2 Nguyên tắc xác định biên giới của các mỏ đá vôi

- Đá khai thác trong phạm vi biên giới mỏ phải bảo đảm chất lượng yêu cầu làmnguyên liệu sản xuất xi măng và phục vụ cho các mục đích khác

- Biên giới khai thác phải phù hợp với ranh giới được ghi trong giấy phép khai

- Biên giới phía Bắc: Rừng cây

- Biên giới phía Nam: Thung lũng

- Biên giới phía Tây: Ruộng lúa

- Biên giới phía Đông: rừng cây

III.2 TRỮ LƯỢNG MỎ

III.2.1 Chỉ tiêu tính trữ lượng

Hàm lượng của các chất trong đá phải đảm bảo tiêu chuẩn để sản xuất xi măng:+ CaO ≥ 50%

+ MgO ≤ 2.5%

+ R2O3, SO3 và các chất không tan ≤ 1%

+ chiều dày tham gia tính trữ lượng tối thiểu 5m

+ chiều dày lớp kẹp tính tối đa 5m

+ cốt độ cao tính trữ lượng: Từ cốt +30 trở lên

Ta tính trữ lượng dựa trên bản đồ địa lý tỷ lệ 1:1000 bằng phương pháp mặt cắt

ngang, mỗi mặt cắt ứng với một độ cao nhất định, khoảng cách đều là 5m

Xét hai bình đồ có diện tích là Si và Si+1:

- Nếu chênh lệch giữa hai diện tích này là nhỏ hơn 40% thì áp dụng công thức

h - khoảng chách giữa hai mặt cắt Si và Si+1, m

ϕ - hệ số độ lỗ hổng, %

Thường các mỏ đá vôi có độ lỗ hổng từ 0,07 ÷ 0,1 đơn vị thập phân

Theo tài liệu thăm dò mỏ không có đất phủ, do đó các công thức trên ta không cần

đề cập đến các hệ số này

III.2.3 Kết quả tính trữ lượng

Tổng trữ lượng khu Bắc mỏ đá vôi Tràng Đà: 17.820 Ngàn tấn

Trữ lượng đá vôi của mỏ được tổng hợp trong bảng III.1

Bảng III.1 Trữ lượng đá trong ranh giới thăm dò địa chất

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MỞ VỈA

IV.1 KHÁI NIỆM MỞ VỈA

Mở vỉa khoáng sàng là công việc đầu tiên ở mỏ nhằm mục đích tạo nên đường

vận tải nối liền các gương khai thác, tới mặt bằng mỏ và bãi thải, bóc đất đá phủ

ban đầu (nếu cần thiết) và tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên sao cho khi đưa mỏ

vào sản xuất, các thiết bị mỏ có thể hoạt động một cách bình thường và khai thác

một lượng khoáng sản có ích theo tỷ lệ xác định của sản lượng thiết kế

Phương pháp mở vỉa và hệ thống mở vỉa có mối liên hệ với hệ thống khai thác, nói cách khác việc áp dụng một số lượng hạn chế hoặc thậm chí một phương pháp

mở vỉa phải theo khả năng kỹ thuật cũng như sự hợp lý về kinh tế của mỏ

Căn cứ vào địa hình, điều kiện địa chất vị trí đổ thải và việc bố trí tổng mặt

bằng vào hướng phát triển công trình mỏ để thiết kế chọn vị trí mở vỉa ban đầu sao cho chi phí xây dựng là nhỏ nhất và đảm bảo được điều kiện kỹ thuật, khai thác an toàn cho người và thiết bị, nhanh chóng đưa mỏ vào sản xuất

Mục đích của công tác mở vỉa khoáng sàng đá là tạo đủ điều kiện đưa mỏ vào

sản xuất và thu hồi được các loại đá theo yêu cầu Ở phạm vi bên ngoài mỏ, nội

dung mở vỉa là công tác làm đường giao thông để nối liền giao thông khu mỏ với

hệ thống giao thông quốc gia Ở trong phạm vi mỏ thì nội dung mở vỉa bao gồm:

đào hào mở đường lên núi, bạt đỉnh núi và tạo mặt bằng công tác ban đầu

IV.2 PHƯƠNG PHÁP MỞ VỈA

Căn cứ vào địa hình, điều kiện địa chất, vị trí đổ thải và việc bố trí tổng đồ mặt bằng vào hướng phát triển công trình mỏ để thiết kế chọn vị trí mở vỉa ban đầu sao cho chi phí xây dựng là nhỏ nhất và đảm bảo được điều kiện kỹ thuật, khai thác an toàn cho người và thiết bị khi tiến hành khai thác

Ta chọn phương án mở vỉa bám vách vỉa, sử dụng đường hào bán hoàn chỉnh

bám sườn núi

Khu khai thác đầu tiên sẽ phải mở mỏ tại khu vực có trữ lượng ở cấp chắc chắn (cấp A, B) nên khu khai thác đầu tiên sẽ là đỉnh 1 và đỉnh 2 có mức +125

Tuyến đường hào mở mỏ bao gồm:

- Tuyến đường hào chính:

+ Nối từ đầu trạm nghiền lên đỉnh 1, được dùng để vận chuyển đá từ gương khai thác về trạm nghiền sàng

- Tuyến đường hào phụ: dùng để đưa máy khoan, máy ủi lên núi phục vụ công

tác đào hào và bạt ngọn

IV.3.1 Vị trí, hình dạng tuyến hào

Dựa vào đặc điểm địa hình, dự án lựa chọn phương án mở vỉa bằng hệ thống hào

hệ thống hào dạng bán hoàn chỉnh và hào dạng hoàn chỉnh Tuyến hào mở vỉa chiathành 2 đoạn:

- Đoạn B-F: xuất phát từ điểm B( X=521964.93 ; Y= 2417044.67) tới điểm F (X=522086.99 – Y= 2416932.04)

- Đoạn DC-C phát triển từ điểm DC ( X= 521910.56 ; Y=241626.28), đi qua thunglũng phía nam tới điểm C ( X= 522347.95 ; Y= 2417154.52) để thoát nước trêntuyến đường bố trí hệ thống cống tròn đường kính 1,0m tại cọc P11,21 và P15

IV.3.2 Các thông số của tuyến đường hào

Tuyến đường phải đảm bảo cho xe chạy thông suốt và tồn tại cho đến khi kết

thúc khai thác ở mức +5

Các thông số chính của ô tô vận tải ô tô Kamaz 65115 dựng làm thiết kế

được thể hiện ở bảng 4.1

Bảng IV.1 Thông số kỹ thuật của ô tô Kamaz 65115

a Độ dốc dọc của tuyến đường

Chọn độ dốc dọc tuyến đường lớn nhất là một vấn đề kinh tế - kỹ thuật lớn Đốivới từng đối tượng cụ thể phải tuỳ theo điều kiện địa hình, lưu lượng và thành phần

xe chạy, dùng những chỉ tiêu khái quát về giá thành vận tải, giá thành công trình

mà tiến hành tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn trị số tối ưu Đặc thù côngviệc vận tải của mỏ, khi ô tô lên dốc thì ở chế độ không tải, khi xe xuống dốc thì ở chế độ có tải Do vậy kết hợp giữa chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và thực tế sản xuất thì

độ dốc dọc tối đa của tuyến đường là i = 8 ÷ 10%

b Chiều dài tuyến đường

Hệ thống đường nội bộ trong mỏ được chia thành 4 đoạn phù hợp với khối lượng vận tải và tính chất sử dụng của từng đoạn tuyến gồm:

Đoạn từ tỉnh vào mỏ( Đoạn A-B) dài 230m

Đoạn từ điểm B lên đỉnh khai trường mức +115m (đoạn B-C) dài 1368,m

Đoạn từ điểm D lên đỉnh khai trường mức + 106m ( đoạn D-E) dai 234,5m

Đoạn từ điểm F đến trạm đập ( đoạn F-H) dài 196m

Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng các tuyến đường được thiết kế trên cơ sở khối lượng hàng hóa vận tải trên đường, tính chất sử dụng từng đoạn đường và quy phạm kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên, quy phạm thiết kế đường ô tô TCVN 4054- 85 của bộ giao thông vận tải các chỉ tiêu của tuyến đường xem bảng 7.1

Bảng 7.1: Các chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống đường nội bộ

TT Chỉ tiêu Đơn vị Đoạn A-B Đoạn B-C Đoạn D-E Đoạn F-H

1 Khối lượng vận

chuyển

Tấn/ngàyđêm

H30 – XB80

H30 – XB80

H30 – XB80

9 Đường cong quay

IV.3.3 Khả năng thông xe

Có thể xác định năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe như sau:

N= 1000 v

d , xe/giờ Trong đó:

v - tốc độ xe chạy đều nhau cho cả dòng xe, v = 20 km/h

d - khoảng cách tối thiểu giữa 2 xe, có thể xác định theo công thức:

d = a + b.v + c.v2, mvới: a, b, c là các hệ số khoảng cách an toàn được chọn theo phản ứng tâm lý

người lái xe nhanh hay chậm và điều kiện hãm xe

IV.3.4 Tính khối lượng làm đường

Thông số và khối lượng xây dựng các tuyến đường trong mỏ

T

T

10 Khối lượng BTXM(dầy 0,2m; rộng 6m) m3 276

11 Biển báo( tại nút giao thông vào mỏ và vào

10 Cọc tiêu( tại cọc P1, P3, P4,TĐ5,P7) Cái 94

11 Biển báo (tại cọc P1,P3,TĐ5,P7) Cái 04

III Đoạn đường D-E

Căn cứ vào đồng bộ thiết bị khai thác và sản lượng mỏ, diện công tác đầutiên cần có kích thước tối thiểu sau:

- Chiều dài: (tuyến công tác) 200m

IV.5.3 Phương pháp thi công

Sử dụng phương pháp nổ mìn bằng lỗ khoan lớn và lỗ khoan nhỏ, trong đó

lỗ mìn lớn là chủ đạo,

IV.5.4 Trình tự thi công bạt ngọn

trình tự thi công như sau:

Bước 1: Phát quang dọn sạch cây cối, chướng ngại vật, tạo đường đi chocông nhân và vật dụng lên tới đỉnh núi

Bước 2: dùng máy khoan cầm tay để tạo những lỗ mìn nhỏ và thủ công tạo

ra các đường công vụ lên vị trí mặt bằng đầu tiên Đường công vụ được sử dụng đểđưa người và các máy khoan lớn lên mặt bằng thi công bạt ngọn

Các đường công vụ có chiều rộng 1,5m , độ dốc dọc <30° Khối lượng thi côngnhư sau:

Bước 3: Tạo diện công tác đầu tiên cho các máy khoan lớn Diện công tác này cần

có diện tích khoảng 100m2 Cao độ của diện công tác đầu tiên cho máy khoan lớnđối với đỉnh 2 được xác định là +158m, đối với đỉnh 1 là +143m

Bước 4: Bạt ngọn núi bằng máy khoan lớn, xúc chuyển trong phạm vi 50m Tổnghợp khối lượng thi công bạt ngọn núi được trình bày ở bảng sau:

Bảng tổng hợp khối lượng thi công bạt ngọn núi

Tổng số Đỉnh 2 Đỉnh 1

Phía trên mặt tầng công tác

đầu tiên của máy khoan lớn

6 Khoảng cách các lỗ khoan a m 1,2-1,5 4-6

7 Khoảng cách các hàng b m 1,2-1,5 3,5-4

Khối lượng đá vôi thu hồi trong quá trình bạt ngọn là 26800m3 tương đương 72360tấn

Có thể phân đoạn tiến độ quá trình thi công bạt ngọn làm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Gồm 3 bước đầu tiên ( bước 1,2,3)

- Giai đoạn 2: gồm bước cuối cùng ( bước 4)

Giai đoạn 1: Tiến độ thi công bạt ngọn núi như sau: Với năng suất máy khoan taytrung bình là 20m/ca, suất phá đá trung bình là 1,5m3/m thì năng lực của máykhoan tay tính theo lượng phá đá là 30m3/ca Tổng khối lượng khoan nổ bằngnhững lỗ mìn nhỏ của giai đoạn 1 là 12894m3 Do vậy số ca máy khoan tay cầnthiết cho giai đoạn 1 là 430ca Do vậy với chế độ làm 2ca/ngày thì thời gian cho 1nhóm 6 máy khoan tay thi công đào hào công vụ và tạo diện công tác đầu tiên chomáy khoan lớn là 36 ngày

Giai đoạn 2: Với năng lực của công tác khoan nổ mìn lớn là 22m/ca, năng lực côngtác xúc là 500m3/ca, suất phá đá trung bình là 15m3/m thì thời gian cho nhóm 2máy khoan lớn thi công khối lượng bạt ngọn giai đoạn 2 là 38 ngày Số ca máy xúccần thiết cho giai đoạn 2 là 101ca

IV.5.5 Thời gian thi công bạt ngọn

Có thể phân đoạn tiến độ quá trình thi công bạt ngọn làm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Gồm 3 bước đầu tiên ( bước 1,2,3)

- Giai đoạn 2: gồm bước cuối cùng ( bước 4)

Giai đoạn 1: Tiến độ thi công bạt ngọn núi như sau: Với năng suất máy khoan taytrung bình là 20m/ca, suất phá đá trung bình là 1,5m3/m thì năng lực của máykhoan tay tính theo lượng phá đá là 30m3/ca Tổng khối lượng khoan nổ bằngnhững lỗ mìn nhỏ của giai đoạn 1 là 12894m3 Do vậy số ca máy khoan tay cầnthiết cho giai đoạn 1 là 430ca Do vậy với chế độ làm 2ca/ngày thì thời gian cho 1nhóm 6 máy khoan tay thi công đào hào công vụ và tạo diện công tác đầu tiên chomáy khoan lớn là 36 ngày

Giai đoạn 2: Với năng lực của công tác khoan nổ mìn lớn là 22m/ca, năng lực côngtác xúc là 500m3/ca, suất phá đá trung bình là 15m3/m thì thời gian cho nhóm 2máy khoan lớn thi công khối lượng bạt ngọn giai đoạn 2 là 38 ngày Số ca máy xúccần thiết cho giai đoạn 2 là 101ca.

CHƯƠNG V

HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ

V.1.KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG KHAI THÁC

Hệ thống khai thác (HTKT) của mỏ lộ thiên là trình tự và phương thức tiến

hành các công tác chuẩn bị, xúc bốc và khai thác sao cho mỏ lộ thiên hoạt động

được an toàn, hiệu quả kinh tế cao và thu hồi tối đa tài nguyên lòng đất đất và tác

động xấu đến môi trường là nhỏ nhất

HTKT mỏ lộ thiên có liên quan chặt chẽ tới đồng bộ thiết bị sử dụng trong mỏ HTKT được coi là hợp lý khi đảm bảo việc khai thác mang lại hiệu quả kinh tế

cao, các máy móc và thiết bị dùng trong các quá trình sản xuất chính và phụ hoạt

động an toàn và có năng suất, các giải pháp công nghệ và kỹ thuật sử dụng ngăn

ngừa có hiệu quả và hạn chế được các tác động làm suy giảm môi trường cũng nhưkhắc phục tối đa các hậu quả xấu do khai thác gây ra đối với môi trường Mối liên quan giữa HTKT với đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở sự tương thích giữa các

thông số làm việc của khai trường như: chiều cao và chiều rộng của tầng công tác, chiều rộng tầng vận chuyển, độ dốc đường hào, chiều dài tuyến công tác, chiều

rộng và chiều dài luồng xúc… với đặc tính kỹ thuật của các thiết bị sử dụng trong

mỏ

Với điều kiện mỏ đá Tân Quang, việc lựa chọn HTKT cho mỏ là yếu tố quan

trọng tạo nên sự phát triển và tồn tại của mỏ, yêu cầu phải phù hợp với những điều kiện trên

V.2 LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC

Khu vực khai thác là núi đá vôi có độ dốc lớn, địa hình đồi núi, sườn dốc,tring bình từ 25-46o, đôi chỗ vách dựng đứng, đá tai mèo lởm chởm góc cắm thayđổi từ 24-40o theo hướng đông bắc- tây nam

Ngay chân núi phía tây là diện tích đất nông nghiệp bám dọc theo tuyếnđường tỉnh lộ hướng đi nhà máy xi măng lò đứng có một số hộ dân cư sinh sống

Để đảm bảo an toàn và hiệu quả sản xuất dự án chọn hệ thống khai thác lớp bằng

Chiều cao tầng khai thác là 10, tầng được chia thành 2 phân tầng, mỗi phântầng 5m tiến hành khấu từ trên xuống dưới theo trình tự nối tiếp nhau Đá nguyênliệu và đá thải sau khi nổ mìn được xúc lên otô vận tải về trạm đập và ra bãi thải

Các thông số chủ yếu của hệ thống khai thác được tính toán phù hợp với cấutrúc địa chất và đặc tính thiết bị lựa chọn

Hình V.1 Sơ đồ HTKT theo lớp bằng vận tải trực tiếp1- máy xúc, 2- ôtô, 3- đường hào, 4- máy khoan

Hình V.2 Các thiết bị làm việc trên mỏ

V.3 LỰA CHỌN THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC

V.3.1 Chiều cao tầng, H

Chiều cao tầng khai thác lựa chọn phù hợp với điều kiện địa chất, sơ đồcông nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị sử dụng

Chiều cao tầng khai thác được lựa chọn là H = 10m, khi khai thác chia thành

2 phân tầng, mỗi phân tầng 5m

V.3.2 Chiều rộng dải khấu: A

Theo điều kiện nổ mìn:

A = Wct + (n – 1)b =9÷10, m (5.2)Trong đó:

Wct - đường kháng chân tầng

n - số hàng mìn,

b - khoảng cách giữa hai hàng mìn

Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo điều kiện hoạt động dễ dàng cho các thiết bị xúc bốc và vận chuyển sử dụng

Hình 5.3 Sơ đồ xác định bề rộng mặt tầng công tácChiều rộng bề mặt công tác tối thiểu phải đảm bảo cho các thiết bị xúc bốc ,vận tải hoạt động an toàn, có hiệu suất cao Thiết bị khai thác trên mặt tầng có: ô

tô, máy xúc, máy gạt, máy khoan, máy nén khí

Chiều rộng bề mặt công tác tối thiểu được chọn lựa là B min=25 m

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

t - số giờ làm việc trong ngày đêm của máy xúc,

bộ dây chuyền đảm bảo cho chúng hoạt động được nhịp nhàng, phát huy tối đacông suất thiết bị, đảm bảo hiệu quả kinh tế.

Việc lựa chọn đồng bộ thiết bị trên mỏ dựa trên những cơ sở sau:

- Đồng bộ thiết bị bao gồm các máy có đặc tính kĩ thuật phù hợp với tính chất côngnghệ của đất đá ( mức độ khó khoan, khó nổ mìn, khó vận tải, ) trong từng khâucủa dây chuyền công nghệ

- Đồng bộ thiết bị phải phù hợp với khí hậu , địa chất mỏ ( thế nằm, cấu tạo vỉa, địahình,…)

V.4.2 Phối hợp giữa xúc bốc và vận tải

a Chọn máy khoan:

Trong quá trình khai thác mỏ thường có độ kiên cố đất đá lớn f >7, hoặc đất

đá nguyên thủy khi máy xúc không tự xúc được, thì phải tiến hành khoan nổ mìnlàm tơi đất đá

Chọn loại máy khoan ECM-660IV với mũi khoang có đường kính 127mm để tạo lỗ khoan có đường kính d k=105 mm

76-b Chọn máy xúc:

Công tác xúc bốc chiếm vai trò chủ đạo trong dây chuyền công nghệ, quyếtđịnh trực tiếp đến sản lượng mỏ Khu đá vôi Tràng Đà có sản lượng khai thác đálớn 986.842 tấn/năm Để đảm bảo hoàn thành sản lượng mỏ chọn máy xúc thủy lựcMXTLGN PC-300 với dung tích gàu xúc 0,5-1,8 m³

c Chọn thiết bị vận tải:

Căn cứ theo khối lượng đất đá lớn cần vận chuyển, điều kiện và loại thiết bị

Công tác vận tải có vai trò quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năngsuất và hiệu quả của thiết bị xúc.

Chọn loại thiết bị vận tải như sau: ô tô Kamaz 65115 có tải trọng thiết kế 15tấn và tải trọng khi tải 25 tấn

c Chọn thiết bị gạt thải đá:

Chọn loại máy gạt TY 140 phục vụ công tác thải đá ở bãi thải và phục vụcác công tác khác như dọn kho chứa, làm đường, mương thoát nước, nền khoan,…

CHƯƠNG VI SẢN LƯỢNG VÀ TUỔI MỎ

VI.1 SẢN LƯỢNG MỎ

Sản lượng mỏ lộ thiên là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng có ảnh hưởng đến hiệu quả sảnxuất của mỏ Do vậy Sản lượng thiết kế hàng năm được xác định trên cơ sở nhucầu tiêu thụ hàng năm của nhà máy xi măng Tân Quang

Theo dự án đầu tư nhà máy xi măng tân quang do công tư Cổ phần tư vấn xâydựng công trình vật liệu xây dựng tháng 11/2007 thì sản lượng clanke nhà máy nhưsau:

2.500 tấn clanke/ ngày x 300ngày/năm = 750.000 tấn clanke/năm

Nhu cầu đá vôi để sản xuất 1 tấn clanke là 1,25 tấn đá vôi

Sản lượng đá vôi hàng năm như sau:

750.000tấn clanke/năm X 1,25tấn đá/tấn clanke = 937.500 tấn/ năm

Với hệ số tổn thất trong quá trình khai thác khoan nổ, xúc bốc,vận tải là 5% thì sảnlượng đá vôi phải khai thác hàng năm là 986.842 tấn/năm

Dự án chọn sản lượng mỏ đá vôi Tràng Đà thực tế là 986.842 tấn/ năm

VI.2 TUỔI MỎ

Thời gian khai thác mỏ đạt công suất thiết kế là T=19 năm

Thời gian xây dựng mỏ là 1 năm

Tuổi mỏ là : 20 năm

CHƯƠNG VII CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ ĐỂ XÚC BỐC

VII.1 KHÁI NIỆM

Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc trong trường hợp chung bao gồm tổng hợp các biện pháp nhằm thay đổi tình trạng khối đá để tạọ điều kiện cho công tác xúc bốc, vận tải và thải đá được thuận lợi và đạt năng suất cao Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc tốt cũng là một yếu tố để tăng thêm độ bền của các thiết bị xúc bốc vận tải

Đối với đất đá cứng, việc chuẩn bị đất đá được tiến hành bằng phương pháp khoan

nổ mìn với mục đích làm tơi đất đá Do vậy, cấu tạo địa chất mỏ, tính chất cơ lý

của đất đá là những yếu tố ảnh hưởng cơ bản tới hiệu quả của công tác nổ mìn

Trên các mỏ khai thác lộ thiên, công việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc rất được

chú trọng, công việc chuẩn bị ở các mỏ là rất khác nhau Tùy vào tính chất cơ lý

của đất đá và đặc thù riêng của khoáng sản mà áp dụng phương pháp chuẩn bị đất

đá để xúc bốc cho phù hợp Đất đá xúc bốc được chuẩn bị tốt sẽ đem lại rất nhiều

những lơị ích như: tăng năng suất của máy xúc, giảm thời gian chu kỳ xúc, đẩy

nhanh tiến độ khai thác mỏ, giảm chi phí phá đá quá cỡ và nâng cao hệ số sử dụng hữu ích của răng gầu xúc tạo điều kiện cho những khâu công nghệ khác

VII.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ ĐỂ XÚC BỐC

Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp:

- Phương pháp cơ giới: dùng máy xúc, máy xới, máy ủi…

- Phương pháp khoan nổ mìn: đồng bộ khoan, thuốc nổ và các phụ kiện nổ

- Phương pháp sức nước: súng bắn nước, ống thấm rã

- Phương pháp vật lý: dùng điện cao tần, siêu âm, trường điện từ, nhiệt

- Phương pháp hóa học và sự phối hợp giữa các phương pháp trên

Lựa chọn các phương pháp chuẩn bị đất đá để xúc bốc phụ thuộc trước hết vào tính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất mỏ, phương tiện kỹ thuật mỏ sử dụng vàyêu cầu về chất lượng, kích cỡ đá nguyên khai Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc tốt

là một yếu tố làm tăng bền tuổi thọ của các thiết bị xúc bốc, vận tải

Trên cơ sở đó, mỏ đá vôi Tân Quang lựa chọn sử dụng phương pháp khoan nổ

mìn để chuẩn bị đất đá xúc bốc

VII.3 YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÔNG TÁC KHOAN NỔ MÌN

Công tác chuẩn bị đất đá bằng phương pháp khoan nổ mìn được áp dụng rộng

rãi ở trên các mỏ khai thác đá lộ thiên để phá vỡ đất đá cứng chắc và cứng vừa

Trên thực tế đây là phương pháp phổ biến nhất để phá vỡ đất đá nhằm chuẩn bị

cho xúc bốc

Công tác khoan nổ mìn phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đất đá nổ mìn được đập vỡ theo kích thước yêu cầu của thiết bị xúc bốc,

vận tải và nghiền đập Cỡ đá nổ mìn đồng đều phải ít đá quá vụn hoặc đá quá cỡ

phát sinh

- Không có mô chân tầng và ít hậu xung

- Đảm bảo hình dạng, góc dốc sườn tầng theo yêu cầu, bên cạnh đó phải ít

đá văng

- Chấn động do nổ mìn là ít nhất

- Khối lượng đá phải đảm bảo an toàn và mang lại hiệu quả kinh tế cao

VII.4 CÔNG TÁC KHOAN

VII.4.1 Lựa chọn thiết bị khoan

Công tác khoan ở mỏ lộ thiên chịu ảnh hưởng rất nhiều yếu tố như: độ cứng, độnứt nẻ, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, tính chất cơ lý của đất đá

Để đáp ứng được yêu cầu kinh tế và kỹ thuật, việc lựa chọn thiết bị khoan ở khu

Bắc mỏ đá vôi Hoàng Mai A phải thỏa mãn yêu cầu:

- Khoan được đất đá nguyên khối và nứt nẻ có độ cứng f = 8

- Khoan được trong điều kiện có nước mạch, nước ngầm

- Thiết bị khoan phải bền, thao tác nhanh, vận hành đơn giản, dễ sửa chữa vàthay thế khi hỏng hóc

Để phù hợp với khả năng của các loại thiết bị xúc bốc, vận tải được chọn trong chương “Đồng bộ thiết bị” Đồ án lựa chọn thiết bị khoan cho mỏ là máy khoan

ECM-660IV

Thiết kế lựa chọn loại máy khoan đập xoay thủy lực đập đỉnh

ECM-660IV( Atlas Copco) đường kính lỗ khoan d=76-127mm Việc phá đá quá cỡ và

phá mô chân tầng được dự kiến chiếm khoảng 5-10% khối lượng hàng năm

Các thông số cơ bản của máy khoan ECM-660IV.

a Năng suất của máy khoan

Nhu cầu máy khoan phụ thuộc năng suất máy khoan và khối lượng mỏ hàngnăm Năng suất của máy khoan thủy lực được tính toán theo định mức năng suấtlao động, được ban hành theo quyết định số 2084/QĐ-HĐQT ngày 22/9/2006 củaHội đồng quản trị tập đoàn Công nghiệp Than khoáng sản Việt nam:

Năng suất ca máy khoan được xác định theo biểu thức sau:

Nca= Tca−Tck−Tgd Tc+Tp , m/ca

Trong đó:

Tca: thời gian một ca sản suất, Tca=480phút

Tck: thời gian giao nhận ca, Tck=40 phút

Tgd: thời gian gián đoạn, Tgd=90phút

Tc,Tp tương ứng là thời gian thao tác chính và phụ tính bình quân cho 1 métkhoan sâu, phút

Theo định mức thời gian thao tác chính phụ cho 1m khoan đối với máykhoan thủy lực đường kính 89-165mm khi làm việc với đất đá có độ kiên cố f=9-

14 là : Tc+Tp= 2,71 ÷ 3,3 phút

Với điều kiện mỏ đá Tràng Đà kết quả tính toán như sau:

Năng suất khoan tính theo định mức của TKV đối với máy khoan thủy lựcđập xoay đường kính D= (100-165) mm:

Ln = Lng.N.k , m/năm

Trong đó : N =257 , số ngày làm ra sản phẩm trong năm

Lng : năng suất khoan ngày, m

Lng=Lca x 2 , m/ngày

Với f=9-10 theo định mức thì Lca=130m/ca

K=0,9 khi khoan trong điều kiện đất đá bị nứt nẻ mạnh, nước ngầm:

Ln= 130 x 2 x 257 x 0,9 = 60 138 (m/năm)

Suất phá đá P=13m3/m ( đất đá có mức độ khó nổ cấp III) Nhu cầu công tác khoan

lỗ mìn lớn hàng năm: 32 290m/năm

Do đó số lượng máy khoan cần thiết : N= 3229060138 = 0,7 (chọn 1 chiếc)

Năng suất máy khoan , nhu cầu máy khoan thể hiện trong bảng sau:

Tính toán công tác khoan:

8 Số lượng máy khoan yêu cầu:

- Làm việc

- Trong danh sách

Cáicái

11

VII.4.2 Tổ chức công tác khoan

Tổ chức công tác khoan cần phải đảm bảo hiệu quả cao nhất của máy khoan và

an toàn giữa công tác khoan với các quá trình sản xuất trên mỏ Để đạt yêu cầu

trên, công tác khoan được tổ chức theo khu vực và theo tuyến, khi khoan các lỗ

khoan hàng ngoài sát mép tầng máy khoan phải đặt ngoài phạm vi lăng trụ trượt lở

để đảm bảo an toàn cho máy khoan di chuyển theo sơ đồ dích dắc

Hình 7.2 Sơ đồ tổ chức công tác khoan

VII.5 CÔNG TÁC NỔ MÌN

VII.5.1 Xác định thông số khoan nổ mìn

a Đường kính lỗ khoan: dk

Việc lựa chọn đường kính lỗ khoan hợp lý phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất

đá như: độ cứng, độ nứt nẻ Với đất đá mỏ đá Tân Quang ta chọn đường kính lỗ

khoan d = 85÷105mm

b Chiều sâu lỗ khoan: Lk

Để đường cản chân tầng được phân bố đều trong suốt chiều dài lỗ khoan ta

chọn lỗ khoan nghiêng Góc nghiêng lỗ khoan bằng góc nghiêng sườn tầng

Chiều sâu lỗ khoan được xác định theo công thức:

Lk =

1

sin α (H + Lkt), m (7.5)Trong đó:

H - chiều cao tầng, H = 10m

α - góc nghiêng sườn tầng, α=75 o

Lkt - chiều sâu khoan thêm, m

Lkt = (1015)dk = 12.0,102 = 1,224mThay các giá trị vào công thức (7.5) ta được:

Lk =

1 sin 75o(10+1 ,224 ) = 11,62m

d

(7.6)Trong đó:

QTC - nhiệt lượng nổ của thuốc nổ chuẩn, QTC = 1000 cal/kg

QTN - Nhiệt lượng nổ của thuốc nổ thực tế (ANFO), QTN = 890 cal/kg

KTN = 1,12dcp - kích thước đá quá cỡ, với máy xúc E=1,4m3thì dN=0,84m





, m (7.7)Trong đó:

dk - đường kính lỗ khoan, dk = 0,102m

Δ - mật độ nạp mìn,kg/dm3

q - chỉ tiêu thuốc nổ tính toán, q = 0,45 kg/m3

e Khoảng cách giữa các lỗ khoan: a

a = m.Wct , m (7.9)Trong đó:

Khoảng cách giữa các lỗ khoan được xác định như sau:

-b=0,85a khi nổ theo mạng tam giác

-b=a khi nổ theo mạng ô vuông

Q - lượng thuốc nổ nạp cho một lỗ khoan, kg/lỗ

p - sức chứa thuốc của 1m dài lỗ khoan, p = 7,35 kg/m

+ Chiều cao thuốc hàng ngoài:

Lt1 =

Q1

58,327,35 = 7,93m+ Chiều cao cột thuốc hàng trong:

Lt2 =

2

Q 48,6

p 7,35 = 6,6m

i Chiều dài bua: Lb

Chiều dài bua được xác định như sau:

+Hàng ngoài:

Lb1 = Lk – Lt1 = 12 – 7,93 = 4,0m+ Hàng trong:

Lb2 = Lk – Lt2 = 12 – 6,6 = 5,4mChiều dài bua ảnh hưởng đến sự bay xa của đất đá khi nổ, đến bề rộng của đống

đá và hiệu quả phá vỡ của đất đá khi nổ Vì vậy phải chọn chiều dài bua theo điều kiện tối thiểu không phụt bua tùy theo tính chất của đất đá Do Lb2 > Lb1 nên ta

chỉ xét cho Lb1

Lb1 = 4,0 ≥ (0,5  0,7).Wct = 0,7.3,6 = 2,52m  thoả mãn điều kiện

k Suất phá đá trên 1m lỗ khoan: S

S =

a H[W ct+(n−1).b]

n L k , m3/m (7.13)