Thiết kế mỏ hầm lò

Đợc sự phân công của nhà trờng em đã đợc về thực tập tốt nghiệptại công ty than Thống Nhấtvà đợc giao đề tài với nội dung thiết kế nh sau: Phần chung: Thiết kế mở vỉa và khai thác khu Lộ

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập -Tự do - Hạnh phúc

*******

Quyết định

Về việc giao đề tài thiết kế tốt nghiệp

Theo đề nghị của cán bộ hớng dẫn ,bộ môn Khai thác Hầm Lò quyết định giao đề tài tốtnghiệp cho:

Sinh viên: Nguyễn Duy Thao

Lớp : Khai thác A_K55 Hệ: Chính quy

Phần chung: Thiết kế mở vỉa và khai thác cho cụm vỉa khu Lộ Trí, Công ty than Thống Nhất

từ mức +13 đến -200 đảm bảo công suất thiết kế 1,8 triệu tấn/năm

Phần chuyên đề: Lựa chọn công nghệ khai thác cho điều kiện vỉa 1a.

Ngày giao đề tài: 3/4/2015

Lời nói đầu

1 Tớnh cấp thiết của đề tài

Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc, ngành than đợc coi là mộttrong các ngành kinh tế mũi nhọn Ngành công nghiệp khai thác than cung cấp nguyên,nhiên liệu cho rất nhiều ngành công nghiệp chủ chốt khác nh: Điện lực, hóa chất, luyện kim,

xi măng Ngoài ra than còn đợc xuất khẩu đem lại nguồn lợi nhuận lớn cho đất nớc, và lànguồn chất đốt phục vụ cho sinh hoạt đời sống của nhân dân

Thấy rõ đợc tầm quan trọng của ngành than, trong những năm qua, Đảng và Nhà nớc

ta đã tạo điều kiện cho ngành đầu t rất nhiều các trang thiết bị, đặc biệt là việc đào tạo bồi ỡng đội ngũ cán bộ công nhân để đáp ứng yêu cầu sản xuất than cho đất nớc

d-Với chiến lợc phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 và định hớng đến năm

2030 thì việc nghiên cứu thiết kế mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ hợp lý cho các mỏ than khikhai thác xuống sâu là rất quan trọng Đặc biệt, nhằm giảm tổn thất và nâng cao mức độ antoàn trong quá trình khai thác rất cần được quan tâm hiện nay Với mục tiêu này, việc nghiêncứu thiết kế mở vỉa và khai thác cho một mỏ hay một khu mỏ là điều kiện cần và đủ cho mộtsinh viên tốt nghiệp ra trờng ngành khai thác mỏ nhằm tổng hợp những kiến thức cơ bản đãhọc đồng thời giải quyết sơ bộ một phần yêu cầu của nhà thiết kế mỏ đáp ứng nhu cầu thựctiễn và tơng lai

Trên cơ sở đó, sau quá trình học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất, việc vận dụngkiến thức đã học vào việc nghiên cứu thiết kế một mỏ hầm lò là rất cần thiết đối với một sinhviên chuẩn bị tốt nghiệp Đợc sự phân công của nhà trờng em đã đợc về thực tập tốt nghiệptại công ty than Thống Nhấtvà đợc giao đề tài với nội dung thiết kế nh sau:

Phần chung: Thiết kế mở vỉa và khai thác khu Lộ Trí, mỏ than Thống Nhất từ mức +13 đến mức -200 đảm bảo sản lợng 1,8triệu tấn/năm

Phần chuyên đề: Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý cho điều kiện vỉa 1a

2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế mở vỉa và khai thác cho khu Lộ Trí, mỏ than ThốngNhất từ mức +13 đến mức -200 đảm bảo sản lợng 1,8 triệu tấn/năm

Nội dung nghiên cứu gồm:

- Thu thập tài liệu, dữ liệu địa chất của mỏ

- Đề xuất và lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý cho khu vực thiết kế

- Nghiên cứu tính toán thi công cho một đờng lò cụ thể trong khu vực

- Lựa chọn hệ thống khai thác, công nghệ khai thác áp dụng cho một điều kiện vỉa 1a

và xác định số lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo công suất thiết kế

- Tính toán thông gió cho toàn mỏ với công suất, sơ đồ mở vỉa và công nghệ khai thác

đã chọn

- Xây dựng phơng án vận tải, thoát nớc và tính toán hiệu quả kinh tế của phơng ánthiết kế

3 Tài liệu phục vụ công tác nghiên cứu

- Báo cáo địa chất khu vực khoáng sàng mỏ than Thống Nhất

- Dự án đầu t xây dựng công trình khai thác mỏ hầm lò khu Lộ Trí, mỏ than ThốngNhất

- Các giáo trình, bài giảng về khai thác mỏ hầm lò

- Các tài liệu nghiên cứu của Viện KHCN Mỏ và Công ty CP t vấn đầu t Mỏ và Côngnghiệp

4 Phạm pháp nghiên cứu

- Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phơng pháp phân tích, đánh giá

Đợc sự hớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo ThS Lê Quang Phục em đã hoàn thành đồ

án tốt nghiệp đợc giao Tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn nên đồ án chắc chắn cònnhiều sai sót về nội dung cũng nh hình thức Vì vậy em rất mong nhận đợc sự chỉ dẫn của

các giáo viên cùng những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp để bản đồ án đ ợc hoànchỉnh hơn.

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn thầy giáo ThS Lê Quang Phục cùng tập thể cácthầy cô giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò đã giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình làm đồ

án

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2015

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Duy Thao

ChƯƠng i:

đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ I.1 - Địa lý tự nhiên

I.1.1 - Địa lý của vùng mỏ thiết kế

- Khu Lộ trí - Công ty than Thống nhất thuộc địa phận thị xã Cẩm phả, tỉnh Quảng Ninh.+ Phía bắc giáp khoáng sàng than Khe Chàm

+ Phía đông giáp Công ty than Đèo Nai

+ Phía nam giáp thị xã Cẩm Phả

+ Phía tây giáp khoáng sàng Khe Sim

- Giao thông: có mạng lới giao thông thủy bộ thuận lợi Đờng bộ có đờng 18A, 18B nốivùng mỏ với các vùng kinh tế khác Đờng sắt có tuyến đờng sắt dài 18Km nối liền với các

mỏ ra nhà máy sàng tuyển Cửa ông Đờng thủy có cảng nớc sâu lớn nh cảng Cửa ông và cáccảng nhỏ nh Cẩm phả, Km6, Mông Dơng thuận lợi cho việc xuất khẩu than và chuyên trởnội địa, trao đổi hàng hóa thuận lợi

- Cung cấp năng lợng: Hiện nay đang sử dụng nguồn điện đợc cấp từ trạm điện 35KVcung cấp cho toàn mỏ

- Nớc sinh hoạt và nớc công nghiệp: Sử dụng nguồn nớc tự nhiên và nguồn nớc đợc cungcấp bởi nhà máy nớc giếng vọng

I.1.2 - Tình hình dân c, kinh tế và chính trị khu vực thiết kế

Dân c trong vùng khá đông đúc mật độ dân số 409 ngời/ Km2, kinh tế ổn định, tập trungchủ yếu ở thị xã Cẩm phả, đa số là ngời Kinh, một số ít là ngời Sán dìu, ngời dao Nghềnghiệp chủ yếu là khai thác mỏ, một số ít là sản xuất nông, ng nghiệp Trình độ văn hóa, xãhội, ý thức giác ngộ cách mạng của giai cấp công nhân vùng mỏ là rất cao

I.1 3 - Điều kiện Khí hậu

Khí hậu khu mỏ mang những nét đặc trng của vùng nhiệt đới gió mùa Mùa ma thờng từtháng 5 đến tháng 10, lợng ma cao nhất trong tháng khoảng 1089 mm, lợng ma lớn nhấttrong mùa 2850 mm (vào năm 1966) Số ngày ma lớn nhất trong mùa là 103 ngày, lợng malớn nhất trong một năm là 3076 mm

Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 4 năm sau Số ngày ma lớn nhất trong mùa khô là 68 ngày(Vào năm 1967) Lợng ma lớn nhất trong mùa khô 892 mm (vào năm 1976), tháng 4 thờng

là tháng ma nhiều nhất của mùa khô

I.1 4 - Quá trình thăm dò và khai thác khu mỏ

l Báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất khu IVA l mỏ Thống Nhất, trữ lợng tính đến ngày30/6/1997 do đoàn địa chất 913 lập đã đợc Công ty than Cẩm phả phê duyệt

- Báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất và tinh lại trữ lợng khu Đông và Nam Lộ Trí mỏThống Nhất (trữ lọng tính đến 31-12-1997)

Báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất và tính lại trữ lợng khu Lộ trí mỏ than Thống nhất trữ lợng tính đến 30-6-1999, do đoàn địa chất 913 lập

Báo cáo thăm dò tỉ mỷ khu Đông Lộ trí lập năm 1980 đã đợc Tổng cục địa chất phêduyệt

I 2 - điều kiện địa chất

I.2.1 - Cấu tạo địa chất của vùng mỏ

I.2.1.1 - Đặc điểm địa tầng

Địa tầng chứa than khu đông và nam Công ty than Thống nhất lộ ra bao gồm trầm tích hệTrias thống thợng, bậc Nori-Rêti điệp Hòn gai (T3n-rgh) hệ tầng này phủ bất chỉnh hợp lêntrên đá vôi hệ C3-P1 và trầm tích hệ đệ tứ phủ lên trên nó

Trầm tích (T3n-rgh) phân bố trên toàn diện tích khu mỏ Trong các giai đoạn thăm dò đãphát hiện đợc toàn bộ cột địa tầng, gồm có 3 phụ điệp:

- Phụ điệp dới (T3n-rgh): Phụ điệp này lộ ra phía nam khu Lộ Trí, với chiều dầu khoảng300m, thành phần cơ bản là cuội kết xen kẽ một số lớp mỏng cát kết, bột kết, sét kết và một

số lớp than mỏng không có giá trị công nghiệp

- Phụ điệp giữa (T3n-rgh2): Các tài liệu của các giai đoạn tìm kiếm đến thăm dò tỉ mỉ đềuchứng minh cột địa tầng có chiều daày từ 700m - 1000m bao gồm các đá chủ yếu nh : Cuộikết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than

I.2.1.2 - Đặc điểm kiến tạo

Khu Lộ Trí đợc giới hạn bởi các đứt gẫy A-A(phía bắc), đứt gẫy α (phía đông), đứt gẫyM1 (phía tây nam), đứt gẫy Mt (phía nam) Khu Lộ trí gồm hai khu lớn đó là khu Đông Lộtrí và khu Tây Lộ trí, ranh giới giữa hai khu là tọa độ y = 426.000 Trong giới hạn khu Đông

Lộ trí chia ra ba phân khu nhỏ là phân khu Đông Nam, phân khu I và phân khu Bắc Giới hạngiữa phân khu Đông Nam và phân khu I là đứt gẫy L-L; giới hạn phân khu I và phân khu bắc

là đứt gẫy C-C Về cấu trúc địa tầng khu mỏ có những đặc điểm chính nh sau:

* Khu Đông Lộ trí: Là một phần của nếp lõm Cọc 6 - Lộ Trí - Khe Sim kéo dài theo phơng

á vĩ tuyến Trong phạm vi khu Đông Lộ Trí đã phát hiện các uốn nếp và các đứt gẫy sau :

+ Nếp lõm 238: Trục nếp lõm khéo dài theo hớng đông đến đông bắc

+ Nếp lõm tây α: Chạy dọc phía tây của đứt gẫy α kéo dài theo hớng từ tây đến bắc vớichiều dài khoảng 1000m, rộng khoảng 100m Nếp lõm α chứa các vỉa than từ vỉa dầy đến vỉa

G Mặt trục nghiêng về phía đông Góc cắm của các vỉa than thuộc cánh đông dốc từ 400 đến

600 có chỗ lên đến 800, cánh tây dốc 300 đến 540

+ Nếp lõm đông α: Nằm về phía đông của nếp lõm tây α và đứt gẫy α Cánh đông dốc từ

280 đến 350, cánh tây cha xác định do không có công trình thăm dò khống chế Trong phạm

vi nếp lõm đã xác định đợc vỉa dầy và hai phân vỉa của vỉa G

- Đứt gẫy: Trong khu thăm dò gồm có 5 đứt gẫy

+ Đứt gẫy thuận α: Nằm giữa hai tuyến thăm dò VII và VIII kéo dài từ bắc đến nam đợcphát hiện trong quá trình khai thác Mặt trợt căm đông, cự ly dịch chuyển theo mặt trợt từ70m đến 100m, cự ly dịch chuyển theo địa tầng 60m đến 80m Bề rộng đới hủy hoại khoảng14m

+ Đứt gẫy nghịch α1: Kéo dài theo hớng từ tây đến bắc, mặt trợt cắm tây góc cắm từ 800

đến 850 Cự ly dịch chuyển theo địa tầng khoảng 22m, theo mặt trợt khoảng 25m Bề rộng

đới hủy hoại khoảng 6m trở lên

+ Đứt gẫy nghịch C: Nằm ở trung tâm khu đông Lộ trí chạy theo hớng từ đông đến bắc,mặt trợt cắm đông nam Cự ly dịch chuyển theo địa tầng khoảng 90m, bề rộng đới hủy hoạikhoảng từ 7m đến 10m

+ Đứt gẫy nghịch L-L: Chạy theo hớng từ tây đến bắc sau đó chuyển sang hớng tây Mặttrợt cắm đông bắc với góc cắm từ 650 đến 700, càng về phía đông nam góc cắm càng tăng lên

Đới hủy hoại rộng từ 5m đến 7m

+ Đứt gẫy thuận M: Nằm về phí nam khu mỏ chạy theo phơng từ tây đến bắc Mặt trợtcắm bắc với góc cắn từ 700 đến 800, cự ly dịch chuyển theo mặt trợt khoảng 100m, theo địatầng khoảng 80m Đới hủy hoại khoảng 70m

* Khu tây Lộ Trí: Đặc điểm kiến tạo khu tây gồm có 4 đứt gẫy

- Đứt gẫy Mt ở phía nam-tây nam, đứt gẫy P-P chia khu tây thành 2 phần nam và bắc, đứtgẫy C - C là đứt gẫy phân khối giữa khu đông và tây Lộ Trí, có thể chia khu tây Lộ trí thànhcác khối địa chất nh sau: Khối tây nam và khối tây bắc

- Đứt gẫy thuận P-P: Đợc phát hiện và đặt tên trong giai đoạn thăm dò bổ sung khu tây

Lộ Trí Đứt gẫy chạy theo hớng từ tây bắc đến đông nam Mặt trợt của đứt gẫy nghiêng vềphía tây nam với góc dốc mặt trợt thay đổi 650 đến 750, đứt gẫy có đới hủy hoại rộng từ 5m

đến 10m

- Đứt gẫy Mt thuận: Đợc xác định trong báo cáo thăm dò tỉ mỷ khu đông Lộ Trí đứt gẫychạy theo hớng tây bắc đến đông nam, mặt trợt cắm về phía đông bắc với góc dốc thay đổi từ

700+ đến 800

- Đứt gẫy thuận M1: Đợc xác định trong báo cáo thăm dò tỉ mỷ khu đông Lộ Trí (1980)

Đứt gẫy chạy theo hớng tây nam đến đông bắc, mặt trợt cắm về tây bắc với góc dốc biến đổi

từ 500 đến 600 Đứt gẫy này cha đợc nghiên cứu kỹ, nhng thực tế các công trình khoan tạituyến I nh lỗ khoan 2603 cho địa tầng khác lạ so với các lỗ khoan ở tuyến II và các lỗ khoan

ở 2 tuyến này không thể đồng danh đợc với nhau

I.2.2 - Cấu tạo các vỉa than

Nằm trong địa tầng này có mặt 4 vỉa và chùm vỉa : Vỉa mỏng, chùm vỉa dầy, vỉa trunggian, chùm vỉa G Trong đó đạt giá trị công nghiệp có chùm vỉa dầy và vỉa G

Quy luật trầm tích của các vỉa than khá phức tạp Chiều dầy địa tầng chứa than tăng dần

từ nam đến bắc, từ tây sang đông Hệ số chứa than tập trung chủ yếu ở phần

trung tâm Càng lên phía bắc địa tầng chứa than dầy lên nhng chiều dầy các vỉa than bịvát mỏng.

I.2.3 - Phẩm chất than

I.2.3.1 - Tính chất cơ lý và thạch học của than

- Độ ẩm phân tích (Wpt) : Độ ẩm phân tích nhỏ nhất, chủ yếu nhỏ hơn 5%, trung bình 2,5 3%

Độ tro khô (AK) nhìn chung các vỉa than đều có độ tro thấp, thay đổi từ 1,55% ữ 37,25%,trung bình đạt 10%

- Nhiệt độ cháy (Qch) : Nhiệt lợng khối cháy riêng than trong các phân vỉa than ở đây rấtcao, trung bình >8500 Kcal/Kg

- Chất bốc cháy (Vch) : Chất bốc khối cháy của các phân vỉa than thờng thấp, chúng dao

động chủ yếu trong khoảng từ 4% ữ 7%

- Tỷ trọng (d) : Qua các số liệu phân tích cho thấy tỷ trọng than ở các phân vỉa th ờng dao

động từ 1,28 ữ 1,70 Kg/dm3, trung bình 1,40 ữ 1,45 Kg/dm3

- Lu huỳnh chung (Sch) : hàm lợng lu huỳnh trong các vỉa than thờng thấp, đợc xếp vàoloại than chứa ít lu huỳnh Theo báo cáo STB = 0,67%, thay đổi 0,44 ữ 1,03%

- Hàm lợng phốt pho : <0,05% do vậy hàm lợng phốt pho hầu nh không cần quan tâm

- Thành phần thạch học than : Từ các kết quả phân tích trong báo cáo chuyên đề do đoàn

địa chất 913 cho thấy các vỉa than ở đây có các thành phần chủ yếu sau: Vitrinit chiếm 95 ữ

98%, Fuzinit chiến 2 ữ 4%, các hầm lợng nh erinit, cutinit thờng rất ít gặp và hầu nh bịVitrinit hóa

I.2.3.2 - Thành phần hoá học của than

Hầu hết các chùm vỉa trong giai đoạn tham dò tỷ mỷ đều có mẫu phân tích, nhng số lợngmẫu cha nhiều Thành phần hóa học của than:

400.000m2, mực nớc cao nhất của hồ tới +341,99m Với khối lợng nớc chứa trong hồ khoảng508.399m3, mức cao của đập tràn phía bắc là +340m, mực nớc thấp nhất có độ cao+336,42m, với khối lợng nớc chứa trong hồ khoảng 146.584m3 Nguồn cung cấp nớc cho hồ

- Đặc điểm chứa nớc của địa tầng chứa than: Đá có khả năng chứa nớc: cát kết, cuội kết,sạn kết, bột kết, sét kết là loại đá cách nớc Khả năng chứa nớc của các loại đá trên phụ thuộcvào mức độ nứt nẻ của chúng.

Mực nớc thuỷ tĩnh thấp nhất cách mặt địa hình khoảng 30m, sâu nhất khoảng 60m

Hệ số thẩm thấu K = 0,0052 đến 0,0902 m/ngđ trung bình K = 0,0592 m/ngđ Thuộcloại đất đá có hệ số thẩm thấu cao

Tầng chứa nớc dới than (T3nhg1): Không lộ trên mặt mà chỉ lộ ra ở phía đông nam vàtây nam ngoài phạm vi khu mỏ

Đá chứa nớc chiếm 90,5% trong đó sạn kết 57,6%, cát kết 30%

Đây là tầng phong phú nớc, thuộc loại nớc có áp

Nguồn cung cấp là nớc của tầng chứa than (T3nhg2) và nớc ma Hớng vận động của nớcngầm theo phơng từ bắc đến nam

Khả năng chứa nớc của các đứt gẫy:

- Đứt gẫy a: Do ảnh hởng của đứt gẫy a nên mức độ nứt nẻ của đá tăng

Bột kết: Hệ số nứt nẻ K = 10 đến 13%

Cát kết: Hệ số nứt nẻ K = 10 đến 11%

Sạn kết: Hệ số nứt nẻ K = 6,8% Các đờng lò đi qua đứt gẫy a có lu lợng đạt Q = 6 đến

8 l/s bản thân đứt gẫy a là đới chứa nớc nhỏ

Nằm phía bắc khu mỏ, ranh giới giữa Lộ Trí và khoáng sàng lớn Khe Chàm

Đứt gẫy A cắt qua các lớp hạt đá thô bị nhét đầy sét nên hệ số thẩm thấu nh mức độchứa nớc bị hạn chế

I.2.5 - Địa chất công trình

Qua quá trình thăm dò và khai thác đã xác định khu mỏ Thống Nhất có mặt đầy đủ các loại

đất đá với các đặc điểm địa chất công trình sau đây:

I.2.5.1 - Sạn kết, cuội kết

Là loại đất đá chiếm tỷ lệ tơng đối lớn Các lớp đá mềm nằm xen kẽ trong địa tầng các lớphạt thô có chiều dầy lớn Cấu tạo dạng khối, rắn chắc nứt nẻ nhiều, cờng độ cơ lý nh sau:Cờng độ kháng nén dn = 200 đến 3500 kg/cm2, trung bình 1900 kg/cm2

Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo địa chất và đặc điểm phân bố các vỉa than, việc tính trữ lợng

ở Công ty than Thống Nhất-TKV đợc áp dụng theo phơng pháp sê căng với công thức sau:

Q = S x m x D hay Q = S1 Seca x m x D

Trong đó:

Q: Trữ lợng than, đơn vị ngàn tấn

S: Diện tích thật mặt trụ vỉa, đơn vị ngàn m2

S1: Diện tích hình chiếu bằng của mặt trụ vỉa và đợc xác định trên bình đồ tính trữ ợng của các vỉa than bằng máy đo diện tích

l-Seca = 1/cosa

a: là góc dốc của vỉa (xác định bằng thớc đo độ dốc đợc lập cùng tỷ lệ với bình đồ tínhtrữ lợng)

m: Chiều dầy trung bình của hình tính trữ lợng, đơn vị là mét

I.2.6.3 - Ranh giới tính trữ lợng Công ty than Thống Nhất

Trong đồ án này, ngoài khu IVa và khu Đông Nam, đa thêm phân khu Bắc và khu Tây LộTrí vào tham gia tính trữ lợng, tổng trữ lợng địa chất (từ mức +13 đến - 200) là 54.994.739tấn

Khu Đông Lộ Trí lại chia làm ba phân khu nhỏ cụ thể nh sau:

Phân Khu Đông Nam: chiều sâu tính trữ lợng từ +13 đến -200m

Phía bắc theo mức -200; phía nam đờng lộ trụ vỉa; phía tây ranh giới giữa hai khu Đông

và Tây; phía đông là đứt gẫy a

Phân khu bắc: Phía bắc là đứt gẫy lớn A-A

Phía đông là đứt gẫy a; Phía nam là đứt gẫy C; Phía tây ranh giới giữa hai khu Đông vàTây; chiều sâu trữ lợng tính từ mức +13 đến -200m

Phân Khu IVa: Chiều sâu tính trữ lợng đến -200m

Phía bắc giáp đứt gẫy C- C; phía nam giáp đứt gẫy L-L; phía tây theo ranh giới thăm dò;phía đông là đứt gẫy a

*Khu Tây Lộ Trí: Chiều sâu tính trữ lợng từ mức +13 đến -35

Phía bắc: là đứt gẫy A-A

Phía nam: lộ trụ chùm vỉa I

Phía tây: toạ độ Y = 425.900 (gần tuyến thăm dò I)

Phía đông: toạ độ Y = 426.600 (gần tuyến thăm dò V)

I.2.6.4 - Đối tợng tính trữ lợng

Khu Đông Lộ Trí:

Phân khu Đông Nam: Gồm các phân vỉa sau: V.6; V.5; V.4; V.4a; V.3; V.3A; V.2;

Phân khu IVa: Gồm các phân vỉa: V.4d; V.6a; V.5a; V.5d; V.6d; V.6b; V.5b;

Phân khu Bắc: Gồm các phân vỉa: V.4d; V.6a; V.5a; V.5d; V.6d; V.6b; V.5b;

Khu Tây Lộ Trí:

Gồm có ba chùm vỉa Chùm vỉa I; Chùm vỉa II; Chùm vỉa III

I.2.6.5- Tổng trữ lợng toàn khu mỏ từ mức +13 ữ -200 là: 54.994.739 tấn

Trong đó : Trữ lợng cấp B = 6.986.882 tấn.

Tuy vậy công tác thăm dò còn để lại một số tồn tại:

- Phần lớn diện tích chứa than thuộc khu IVa còn quá ít công trình thăm dò, đặc điểm diệntích phía bắc hầu nh cha có các công trình khống chế để xác định cấu trúc cũng nh chiều dầycác phân vỉa

- Các tài liệu nghiên cứu địa chất thuỷ văn tại các khu vực đã và đang khai thác còn quá ít

- Kết quả báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất năm 1997 với mạng lới thăm dò còn tha, cáctuyến thăm dò cách nhau 120-150m, công trình trên tuyến cách nhau 110m ữ 150m Để đảmbảo độ tin cậy của tài liệu địa chất phục vụ cho các giai đoạn thiết kế nhất thiết phải tiếnhành bổ xung thêm khối lợng khoan thăm dò nâng cấp trữ lợng ở những khu vực biến đổichiều dầy mạnh

- Toàn bộ phần trữ lợng của khu vực thiết kế đã đợc tính tới mức -200, nhng trữ lợng cấp

C1 + C2 chiếm 87,3%, cấp B chỉ có 12,7%, vì màng lới thăm dò còn cha đạt yêu cầu, hàngnăm cần bổ sung thêm các lỗ khoan ở các khu vực chuẩn bị khai thác

- Do đặc điểm cấu trúc khu mỏ, nhất là khu IVa, vỉa bị uốn lợn mạnh và các đứt gẫy cóbiên độ từ 1 ữ 3m mà với mức độ thăm dò nh hiện nay không thể khống chế đợc, mỏ cần tìmbiện pháp khắc phục

Chơng ii:

mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ II.1 - Giới hạn khu vực thiết kế

II.1.1 - Biên giới khu vực thiết kế

Khu vực đợc áp dụng để thiết kế là khu Lộ trí Công ty than Thống nhất - Thị xã Cẩm phả

Đợc giới hạn với toạ độ

X = 426.5 - 427.3

Y = 24.5 - 25.9

Chiều sâu thiết kế mở vỉa và khai thác từ mức +13 đến mức - 200

II.1.2 - Kích thớc khu vực thiết kế

Chiều dài từ Đông sang tây của khai trờng là 0,8 km

Chiều dài từ Bắc sang Nam của khai trờng là 1,4 km

Diện tích chung của khai trờng khoảng : 1,12km2 gồm:

+ Phía bắc giáp khoáng sàng than Khe chàm

+ Phía đông giáp Công ty than Đèo Nai

+ Phía nam giáp thị xã Cẩm phả

+ Phía tây giáp khoáng sàng Khe sim

Diện tích chứa than khoảng 1 Km2

II.2 - Tính trữ lợng

II.2.1 - Trữ lợng địa chất

Trữ lợng địa chất của khu vực thiết kế đợc xác định trên cơ sở bản đồ tính trữ lợng củabản đồ thăm dò lập năm 1980 và các tài liệu bổ xung ta xác định tổng trữ lợng địa chất khu

l-Trữ lợng công nghiệp đợc tính theo công thức sau :

Ttr : Tổn thất để lại trụ bảo vệ các đờng lò mở vỉa Khi thiết kế có thể cho phéplấy sơ bộ giá trị của Ttr nh sau: Đối với các vỉa than trong khu vực thiết kế có góc dốc từ 10-20% góc dốc trung bình Xtb <20o do đó ta lấy giá trị Ttr =20%

TKT : Tổn thất than trong quá trình khai tháckhai thác, ta lấy TKT = 5 - 25%(Trong thực tế hiện nay tổn thất chung có thể lên đến 40-50%)

II.3.1 - Sản lợng của mỏ

Công suất năm của mỏ là lợng than khai thác đợc trong một năm

Căn cứ vào tài nguyên dành cho khai thác hầm lò từ mức +13 đến - 200 là 54994739tấn

Để xác định công suất năm của mỏ thì có nhiều phơng pháp Với khu vực thiết kế cụthể trong đồ án này, công suất năm lấy là Am = 1.800.000 tấn/năm

II.3.2 - Tuổi mỏ

Căn cứ vào trữ lợng than công nghiệp sau khi tính toán trừ các phần tổn thất tàinguyên dự kiến ở các khâu khai thác

Căn cứ vào sản lợng khai thác bình quân của năm là 1.800.000T/năm

Tuổi mỏ bao gồm thời gian xây dựng cơ bản, thời gian khai thác và thời gian khấu véttận thu đợc xác bằng công thức:

2

1 t t A

Am : Công suất năm của mỏ, Am = 1800.103 Tấn

t1 : Thời gian xây dựng cơ bản, t1 = 2 năm

t2 : Thời gian kết thúc tận thu, t2 = 2 nămThay vào ta có : m= + 2 + 2 = 25 năm

Vậy tuổi mỏ thực tế là Tm = 25 năm

II.4 - Chế độ làm việc của mỏ

Căn cứ vào bộ luật lao động và quy định về chế độ lao động của Nhà nớc và chế độchung của ngành than

Để đảm bảo điều kiện làm việc và nghỉ ngơi của công nhân có điều kiện tái sản xuấtsức lao động, đồng thời có thời gian sửa chữa thiết bị máy móc, công trình hầm lò ta chọnchế độ làm việc gián đoạn Theo chế độ này thì trong năm mỏ làm việc 300 ngày, các ngày lễlớn, và chủ nhật đợc nghỉ

Ca I: làm việc từ 6 giờ đến 14 giờ

Ca II; làm việc từ 14 giờ đến 22 giờ

Ca III: làm việc từ 22 giờ đến 6 giờ sáng hôm sau

Số giờ làm việc trong 1 ca là 8 giờ

Số ngày làm việc trong 1 tuần là 6 ngày

Số ngày làm việc trong 1 tháng: 26 ngày

Chế độ đảo ca của Công ty đang áp dụng là đảo ca nghịch đợc thể hiện nh sau:

II.4.2 - Bộ phận lao động gián tiếp

Thực hiện nh chế độ làm việc theo giờ hành chính, mỗi ngày làm việc 8 tiếng Sáng từ

7 giờ đến 11giờ 30, chiều từ 13 giờ đến 16giờ 30, thời gian làm việc trong tuần là 6 ngày

II.5 - phân chia ruộng mỏ

II.6.1 - Khái quát chung

Việc đào các đờng lò từ mặt đất đến vỉa than nằm trong lòng đất và từ các đờng lò đó

đảm bảo khả năng đào đợc các đờng lò chuẩn bị để tiến hành công tác khai thác mỏ, đợc gọi

là mở vỉa khoáng sàng hay ruộng mỏ

Vì vậy, trong hệ thống mở vỉa có 2 loại đờng lò chủ yếu đó là các đờng lò mở vỉa và các

đờng lò chuẩn bị Các đờng lò mở vỉa bao gồm giếng đứng, giếng nghiêng, lò bằng, lò xuyênvỉa, giếng mù, lò dọc vỉa vận chuyển chính các đờng lò chuẩn bị bao gồm lò thợng, lò hạ,các đờng lò dọc vỉa của tầng

Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và phơng pháp mở vỉa có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế,bởi vì nó quyết định thời gian, qui mô vốn đầu t xây dựng cơ bản, công nghệ khai thác và

mức độ cơ giới hóa Ngợc lại, nếu mở vỉa không hợp lý thì trong suốt thời gian dài tồn tạicủa mỏ có thể làm giảm năng suất lao động, khó khăn trong việc cải tiến và áp dụng kỹ thuậtmới dẫn đến tăng giá thành sản phẩm.

Những yêu cầu cơ bản khi lựa chọn phơng án mở vỉa : Đó là khối lợng đờng lò mở vỉa

là tối thiểu, chi phí đầu t cơ bản ban đầu bao gồm mở vỉa và xây dựng mỏ là tối thiểu, thờigian xây dựng mỏ nhanh, sự đồng loạt thiết bị vận tải trên các đờng lò là tối đa, số cấp vậntải là tối thiểu, phải đảm bảo sự đổi mới theo từng thời kỳ của nền kinh tế mỏ, trữ lợng mỗimức khai thác phải đủ để đảm bảo tốc độ khai thác đáp ứng sản lợng mỏ đồng thời đủ thờigian để chuẩn bị mức dới, đảm bảo sự thông gió vững chắc và có hiệu quả, đảm bảo tổn thấtthan là ít nhất Để đạt đợc những yêu cầu nêu trên, nói chung thờng không bao giờ thỏamãn cho nên sau khi so sánh các phơng án về mặt kỹ thuật, ngời ta phải tiến hành so sánhkinh tế giữa các phơng án để lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý và có chú ý những u điểm vềmặt kỹ thuật

Mở vỉa ruộng mỏ có thể sử dụng lò bằng, giếng nghiêng, giếng đứng hoặc bằng phơngpháp phối hợp

II.6.2 - Đề xuất các phơng án mở vỉa

Khu vực thiết kế của đồ án có điều kiện địa chất mỏ phức tạp, vỉa than có góc dốckhông đồng đều, chất lợng than ở các vỉa tơng đối ổn định, chiều dầy các vỉa ổn định, chiềudầy theo phơng của vỉa không lớn có giá trị < 1000(m)

Dựa vào phạm vi và điều kiện địa chất của vỉa than và khả năng bố trí mặt bằng, vận tảitrên mặt đất mà đồ án này dự kiến có 2 phơng án mở vỉa cho khu vực thiết kế:

Phơng án I: Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng

Phơng án II: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

II.6.3 - Trình bày các phơng án mở vỉa

II.6.3.1 -Phơng án I: Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng

II.6.3.1.1- Sơ đồ mở vỉa và thứ tự đào lò.Sơ đồ mở vỉa (Hình vẽ II.1)

Lựa chọn vị trí mặt bằng mở giếng: Căn cứ bản tổng đồ mặt bằng khu Lộ trí và khảo

sát thực tế địa hình của khu vực

Với mức khai thông từ +13 ữ -200, đồ án chia làm 4 khai thác:

Tầng 1 : +13 đến -35

Tầng 2 : -35 đến - 100

Tầng 3 : - 100 đến -150

Tầng 4: -150 đến -200

Giải pháp khai thông: Khai trờng đợc khai thông từ mức +13 đến -200 Giếng nghiêng

chính(từ mức +13 đến -200)có chiều dài 823m góc dốc 15o bố trí băng tải để vận tải than lênmặt đất Giếng nghiêng phụ (Từ mức +13 đến -200) có chiều dài 574m có góc dốc 25o đặttrục tải để trục vật liệu và đất đá thải

Thứ tự thi công:

+ Mũi số 1: Từ mặt bằng +43 ta đào cặp giếng nghiêng chính và phụ(1, 2) xuống tớimức -35 Sau đó đào lò xuyên vỉa vận tải mức -35 (4) tới gặp các vỉa than, đào các lò dọc vỉavận tải mức -35 (5) sang hai cánh tới biên giới giới hạn của mỏ, đào thợng khai thác(6) từmức (-35 ữ +13)

+ Mũi số 2: Đào rãnh gió (3)từ mức (+43 ữ +13), đào lò xuyên vỉa thông gió (8) mức+13 tới gặp các vỉa than Sau đó đào các lò dọc vỉa thông gió(7) mức +13 sang hai cánh củaruộng mỏ.

II.6.3.1.2 - Sơ đồ thông gió

Căn cứ vào sơ đồ khai thông chuẩn bị phần lò giếng khu Lộ Trí ( -35 ữ +13), hiện trạngkhai thác phần lò bằng và cấp khí mỏ Đồ án chọn áp dụng phơng pháp thông gió hút, sơ đồthông gió trung tâm Việc thông gió đựợc thực hiện nh sau:

Gió sạch đi theo giếng phụ từ mức +43 xuống sân ga đáy giếng mức -35 rồi đi theo các

lò xuyên vỉa và dọc viả vận tải mức -35 tới thông gió cho các lò chợ ở các phân vỉa Gió bẩnsau khi thông gió cho các lò chợ đi theo các lò xuyên vỉa và dọc vỉa thông gió mức +13 lênrãnh gió (+13 ữ +43) và đợc trạm quạt gió chính đặt tại cửa lò +43 hút ra ngoài

Các tầng tiếp theo tơng tự nh tầng trên lò xuyên vỉa và dọc vỉa của tầng trên sử dụnglàm lò thông gió cho tầng dới

II.6.3.1.3 - Sơ đồ vận tải

* Vận chuyển ngời,vật liệu, thiết bị và đất đá thải:

- Công nhân đi xuống khu khai thác có thể đi theo lối đi bố trí trong giếng nghiêng phụ

- Vật liệu và thiết bị đợc đa xuống qua giếng nghiêng phụ

* Vận chuyển than: Than từ lò chợ đợc máng cào chuyển xuống lò song song chân, tại

đây than đợc máng cào ngắn vận chuyển xuống các phỗng rót than xuống băng tải ở lò dọcvỉa sau đó than đợc đa ra giếng chính bằng băng tải ra ngoài

II.6.3.2 - Phơng án II:

Mở vỉa bằng cặp giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng (hình II.2)

Với mức khai thông từ +13ữ -200, đồ án chia làm 4 tầng khai thác:

Tầng 1: +13 đến -35

Tầng 2: -35 đến - 100

Tầng 3: - 100 đến -150

tầng 4: -150 đến -200

II.6.3.2.1 - Sơ đồ mở vỉa và thứ tự đào lò

Lựa chọn mặt bằng mở giếng: Mặt bằng cửa giếng chính là mức +43 và giếng đứng

phụ ở mức +43 Tiến hành mở cặp giếng đứng xuống mức -35, giếng đợc trang bị thùng cũi.Trên mặt giếng là khu vực dễ thoát nớc

Giải pháp khai thông: Khai trờng đợc khai thông từ mức +13 đến mức -200 giếng

chính và có chiều dài 250m; giếng phụ từ mức +13 đến mức -200 có chiều dài 250m

Thứ tự thi công:

+ Mũi số 1: Từ mặt bằng +43 ta đào cặp giếng đứng chính và phụ(1, 2) xuống tới mức-200 Sau đó đào lò xuyên vỉa vận tải mức -35, -100 ,-200 tới gặp các vỉa than, đào các lò dọcvỉa vận tải mức -35, -100, -200 (5) sang hai cánh tới biên giới giới hạn của mỏ, sau đó đào lòcắt tạo lò chợ khai thác cho các tầng

+ Mũi số 2: Đào rãnh gió (3)từ mức (+43ữ +13) , đào lò xuyên vỉa thông gió (8) mức+13 tới gặp các vỉa than Sau đó đào các lò dọc vỉa thông gió(7) mức +13 sang hai cánh củaruộng mỏ

II.63.2.2 - Sơ đồ thông gió

+Thông gió cho tầng đầu tiên:

Gió sạch theo giếng đứng phụ mức +43 xuống sân ga đáy giếng mức -35 rồi đi theo các lòxuyên vỉa và dọc viả vận tải mức -35 tới thông gió cho các lò chợ ở các phân vỉa Gió bẩn saukhi thông gió cho các lò chợ đi theo các lò xuyên vỉa và dọc vỉa thông gió mức +13 lên thợngthông gió (+13 ữ +43 ) và đợc trạm quạt gió chính đặt tại cửa lò +43 hút ra ngoài

Các tầng sau tơng tự, Tầng trên sau khi khai thác hết lò xuyên vỉa và dọc vỉa vận tải củatầng trên đợc sử dụng cho tầng dới làm lò dọc vỉa và xuyên vỉa thông gió

II.6.3.2.3 - Sơ đồ vận tải

* Vận chuyển ngời,vật liệu, thiết bị và đất đá thải:

- Công nhân đi xuống khu khai thác có thể đi theo lối đi bố trí trong giếng phụ

- Vật liệu và thiết bị đợc đa xuống qua giếng phụ

* Vận chuyển than: Than từ lò chợ đợc máng cào chuyển xuống lò song song chân, tại đâythan đợc máng cào vận chuyển xuống các phễu rót than xuống xe goòng ở lò dọc vỉa sau đóthan đợc đa ra giếng chính theo thùng cũi ra ngoài

II.6.3.2.4 - Sơ đồ thoát nớc

Tơng tự nh mở vỉa bằng giếng nghiêng, nớc tự chẩy ở các gơng lò khai thác tập trung ởsân ga trong lò chứa nớc rồi đợc bơm ra ngoài

II.6.3.2.5 - Liệt kê số lợng các đờng lò của phơng án mở vỉa

Bảng II.2: Liệt kê các đờng lò

4 Lò xuyên vỉa vận tải mức -35 01 645

do việc sử dụng băng tải

- Vận chuyển nguyên vật liệu, thiết

bị phục vụ sản xuất và vận chuyểncông nhân đi làm thuận lợi

- Việc chỉ huy điều hành sản xuấtthuận lợi do mặt bằng ở gần trungtâm điều hành sản xuất của mỏ

- Thuận lợi cho việc xây dựng sânga

Ưu điểm:

- Địa điểm xây dựng tơng đối rộngrãi, không phải di chuyển nhà cửa vàkhông ảnh hởng đến sản xuất

- Chiều dài giếng ngắn nên chi phí

- Lò xuyên vỉa mức -35 dài

Nh

ợc điểm:

- Vừa sản xuất, vừa thi công ở mặtbằng chật hẹp

- Lò xuyên vỉa dài

- Khi đào sâu thêm giếng đến mức-35 khối lợng lò xuyên vỉa càng dài

- Khâu vận tải ngoài phải sử dụngcông nghệ chuyển tải than từ giếngqua trạm lật goòng xuống ôtô gây ônhiễm môi trờng

- Vận chuyển nguyên vật liệu vàcông nhân ko thuận lợi

Sử dụng tốc độ đào lò đơn giản, tốc

độ đào lò nhanh, có kinh nghiệmtrong quá trình khai thác, thời gianthi công nhanh, sớm đa mỏ vàohoạt động

Sử dụng kỹ thuật đào lò phức tạp,

ch-a có kinh nghiệm trong quá trình đào

lò giếng đứng, tốc độ thi công chậm.Nhng sản lợng của lò chợ khá lớn

- Năng suất thiết bị cao, công nghệ

đơn giản, dễ dàng thiết kế thi công

Sửa chữa, bảo dỡng không phứctạp, dễ thực hiện

- Nớc tự chảy theo rãnh nớc về hầmchứa nớc ở các lò chứa nớc -35 đợcbơm ra ngoài

- Cũng tơng tự nh phơng án I giếngnghiêng

- Xong việc bơm nớc giếng đứng vớichiều cao gần 100m thẳng đứng gâycản trở, khó khăn

Căn cứ vào bảng so sánh u nhợc điểm của 2 phơng án trên cho ta thấy phơng án I: Mở vỉa

và chuẩn bị ruộng mỏ bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng là hợp lý hơn về mặt kỹ

thuật

II.6.5 - So sánh 2 phơng án về mặt kinh tế.

Đây là phơng án so sánh vốn đầu t để xây dựng và phát triển mỏ của các phơng án thôngqua các chi phí nh: Chi phí đào chống lò, lắp đặt thiết bị, bảo vệ các đờng lò, công tác thông

gió, thoát nớc và vận tải.

II.6.5.1 - Chi phí đào chống lò.

Đợc tính theo công thức sau:

K=k.L (đồng)Trong đó: k- chi phí đào 1m dài đờng lò

L- chiều dài đờng lò

Kết quả tính toán ta có bảng sau II-4:

Bảng II.4 :Chi phớ đào cỏc đường lũ phương ỏn I

Chi phớ đào cỏc đường lũ phương ỏn II

II.6.5.2 - Chi phí củng cố và bảo vệ lò

Chi phí bảo vệ các đờng lò đợc tính theo công thức sau:

Cbvi = Kbvi.Li.ti, đ (II.6)

Trong đó:

Cbvi: Chi phí bảo vệ đờng lò thứ i, đ;

Kbvi: Chi phí bảo vệ một mét lò thứ i trong một năm, đ/m-năm;

Li: Chiều dài đờng lò thứ i , m;

ti: Thời gian bảo vệ đờng lò thứ i , năm

Từ các tính toán ở trên ta có tuổi mỏ thực tế là 25 năm, vậy ta có thể lấy thời giankhai thác hết một tầng là 6 năm, trên cơ sở đó ta sẽ tính đợc thời gian bảo vệ các đờng lò

Theo công thức (II.6) ta sẽ tính đợc chi phí bảo vệ các đờng lò cho từng phơng án mởvỉa, kết quả tính toán đợc thể hiện cụ thể trong các bảng dới đây:

* Chi phí bảo vệ đờng lò phơng án I:

Bảng II.5 Chi phí bảo vệ đờng lò phơng án I.

Bảng II.6 Chi phí bảo vệ đờng lò phơng án II.

II.6.5.3 - Chi phí vận tải

Về thiết bị vận tải của hệ thống vận tải trong lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa của 2 phơng án tơng

đối giống nhau nên ta chỉ xét chi phí cho thiết bị vận tải qua giếng

Bảng II-7-1: Chi phí mua thiết bị vận tải qua giếng mỏ

TT Tên thiết bị Đơn vị Số lợng Đơn giá(103) Thànhtiền(103đ)

Fk = 14.000 Kg

V = 3m/s

P = 125 KW

Bảng II-7-2: chi phí vận tải.

II.6.5.4 -So sánh tổng hợp các chi phí của các phơng án.

Để tiến hành so sánh ta coi nh tổng chi phí của phơng án II (giếng đứng) là 100% Ta cóbảng sau Bảng II-8

Do đó, đồ án tốt nghiệp chọn phơng án I: Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ bằng giếng

nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng để mở vỉa và khai thác cho khu Lộ Trí.

II.7 : Thiết kế thi công đào lò mở vỉa

Tuỳ thuộc vào công nghệ khai thác than mà ta có thể chuẩn bị cho lò chợ hoạt động theonguyên tắc : Từ lò xuyên vỉa +13 mở lò dọc vỉa +13 để thông gió Từ lò xuyên vỉa -35 mở đ-ờng lò dọc vỉa vận tải -35 đến tận biên giới của ruộng mỏ Mở lò thợng khai thác, song songchân vận tải máng cào, Thế là chuẩn bị cho 1 lò chợ hoạt động

l-Chiềudài(km)

Thànhtiền(106đ)

Khối ợng10Tấn

l-Chiềudài(km)

Thànhtiền(106đ)

Trong 1 tầng, khai thác lò chợ lớp trên trớc, lò chợ lớp dới sau Lò chợ lớp trên khấu tiếntrớc lò chợ lớp dới 50 ữ 60m theo phơng.

Trên cơ sở khai thông chuẩn bị đa ra, việc khai thông cho mức -35 đợc thực hiện bằng cặpgiếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa vận tải mức -35

Thiết kế thi công đờng lò DV vận tải và thợng khai thác có khối lợng ít và cũng tơng tự

đào lò vận tải nên trong đồ án không thiết kế chi tiết

II.7.1 - Chọn hình dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò

II.7.1.1- Chọn hình dạng tiết diện lò

Căn cứ vào sản lợng mỏ, thiết bị vận tải, tính chất cơ lý của đá, thời gian phục vụ của lòxuyên vỉa vận tải mức -35 và vật liệu có thể cung cấp mà ta chọn hình dáng, tiết diện các đ -ờng lò sao cho hợp lý

Với phơng án này lò xuyên vỉa vận tải mức -35 đợc đào trong đất đá cứng có f = 5ữ6,chiều dài L = 664m có thời gian tồn tại 12 năm, phơng tiện vận tải sử dụng là bằng băng tải,

ta chọn hình dạng tiết diện lò dạng hình vòm; nóc là vòm bán nguyệt, hông lò (phần tờng)dạng thẳng đứng

II.7.2 Xác định kích thớc tiết diện lò

Để xác định kích thớc tiết diện đờng lò ta dựa trên hai điều kiện cơ bản sau: Điều kiện

về vận tải và điều kiện về thông gió

1 Điều kiện về vận tải

Công suất mỏ đợc giao là 1800000 tấn/năm do đó sản lợng mỏ cần vận chuyển qua lòxuyên vỉa mức -35 sẽ là 1800000 tấn/năm Để đảm bảo công tác vận tải đợc liên tục và giảm giáthành vận tải, đồ án lựa chọn phơng pháp vận tải bằng băng tải Đờng lò đợc thiết kế thi công sẽgồm hai luồng vận tải: Tuyến băng tải vận tải than và tuyến đờng goòng vận tải vật liệu, thiết bị

a Lựa chọn thiết bị vận tải

+ Chọn băng tải

Năng suất yêu cầu của băng tải đợc tính theo công thức:

Q yc = C N T

K Q

.

N - là số ngày làm việc trong năm, N = 300 ngày;

C - là số ca làm việc trong ngày C = 3 ca;

T - là số giờ làm việc trong ca, T = 7 giờ

+ Chọn tàu điện, goòng vận tải

Chọn tàu điện cần vẹt 14 KP -2 và goòng BW-5, các thông số kỹ thuật của tàu điện cần vẹt

14 KP -2 và goòng BW-5 đợc thể hiện trong bảng dới đây:

Bảng II.28 Thông số kỹ thuật của đầu tàu điện cần vẹt 14KP-2.

b, Chiều rộng đờng lò tại chân vòm, mm

*Chiều rộng bên trong khung chống

B’ = Bv + 2(bv + bc) Trong đó : bv là chiều dày vì chống ,vì SVP có chiều dày 123 mm

bc là chiều dày chèn bc = 50 mm

Vậy : B’= 4900 + 2(123 + 50) =5246 mm

Ta lấy B’=5300 mm

c Chiều cao của đờng lò không kể vỏ chống

- Chiều cao đờng lò tại mức cao nhất của thiết bị vận tải, mm

H1 = Htb + Hr + Hn, mm

Trong đó:

Htb: Chiều cao lớn nhất của các thiết bị vận tải (đầu tầu), Htb=1550 mm

Hr: Chiều cao ray, Hr = 160 mm

Hn: Chiều cao lớp đá lát nền, Hn = 190 mm

Thay số ta có: Hl = 1550 + 160 + 190=1900 mm

- Chiều cao tờng lò, mm

Căn cứ vào thực tế công tác thiết kế thi công đào lò ở các mỏ ta chọn chiều cao t ờng

* Chiều cao đờng lò bên ngoài khung chống :

H’ = Htb + bv + 2b c= 3650 + 123 +2 50 =3870 mm

d Chiều rộng đờng lò tại vị trí cao nhất của thiết bị vận tải, mm

B = Bv – 2.(Hl - Ht).tgβ mm(β là góc của tiếp tuyến với đờng lò tại chân vòm, β = 80)

Thay số: B = 4900 – 2(1900-1200).tg80 = 4703 mm

e Diện tích sử dụng của đờng lò

Ssd = ht.Bv + 0,5.π.R2, m2Thay số ta có:

Ssd = 1,2.4,9 + 0,5.3,14.2,452 = 15,3 m2

f Tính diện tích đào của đờng lò

Sđ = 1,15.Ssd = 15,3.1,15 = 17,6 m2

2 Kiểm tra tiết diện đờng lò theo điều kiện thông gió

Tốc độ gió tính toán đi qua đờng lò đợc xác định bằng công thức sau:

Vtt=

N S

q k A

sd

m

60

= 0,9;

q : lợng gió cần thiết cho 1 tấn than khai thác trong 1 ngày đêm, với mỏhạng I vê khí cháy nổ thì: q = 1 m3/phút;

N : Số ngày làm việc trong năm : N = 300 ngày;

Ssd: Diện tích sử dụng đờng lò : Ssd = 15,3 m2

Thay số ta đợc: Vtt = = 8,7 m/s

Vậy tốc độ tính toán thoả mãn điều kiện V = 0,25 ữ 12m/s, tiết diện sử dụng của ờng lò là 15,3 m2 là hoàn toàn hợp lý

đ-II.7.3 - Lập hộ chiếu chống lò

II.7.3.1 - Tính toán áp lực đất đá xung quanh đờng lò.

II.7.3.1.1 - áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò

1 Tính toán áp lực của đất đá tác dụng lên vì chống

Thay số ta có: PN =

6,263

45,2

Ph =

2

90(.2.2

h: Chiều cao đờng lò khi đào, h = 3,87 m;

: Góc nội ma sát đất đá hông lò, = arctg(f )= arctg(6) =800;

b1: Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên ;

g h a

0 ϕ

2

80 90 cot 0 , 4 45 , 2

0 0

0,4.6,

90)

2.(

2

0 2

8090(1

)2

8090(.4,4)2

90(1

)2

90(

tg H

ϕϕ

= 2,64.10-4 m

Thay số vào các công thức trên ta có: Pnền = 2,36.10-5 t/m, ta thấy áp lực nền rất nhỏ nên có thể

bỏ qua do vậy ta không cần phải chống giữ nền lò

2 Xác định bớc chống

Từ thực tế công tác thiết kế thi công các đờng lò ở mỏ, đồ án chọn vật liệu chống lò là vì chốngthép SVP-27 với bớc chống 0,8 m/vì Trình tự chống lò đợc tiến hành nh sau:

Dùng ba thanh ray dài 3 m bắt liên kết bằng gông, đặc biệt là hai xà của vì chống Ba thanh raynày có tác dụng nh một dầm congson để đỡ hai xà Sau đó ta lên xà lần lợt từ ngoài vào, dùng gông

đặc biệt để định vị xà với ray, dùng thanh giằng bằng thép đã chế tạo sẵn bắt liên kết các xà với nhau,sau đó cài chèn, đánh văng và chống tạm Sau khi tiến hành xúc bốc đất đá ta tiến hành sửa gơng vàchống cố định Xác định lỗ chôn cột, đào lỗ chôn cột, lắp cột, dùng thanh giằng để liên kết các cột vớinhau và chỉnh cho vì chống đúng kỹ thuật, dùng gông bắt cố định xà với cột, chèn nóc lò và hông lò

II.7.4 - Lập hộ chiếu khoan nổ mìn

II.7.4.1 Chọn cụng nghệ phỏ vỡ đất đỏ và thiết bị phỏ vỡ đất đỏ

Ta chọn thiết bị cung cấp nớc khoan là máy bơm IB-20/10 do Nga sản xuất Đặc tính

kỹ thuật của máy bơm IB - 20/10 xem bảng II.32

Bảng II.32 Đặc tính kỹ thhuật máy bơm IB - 20/10.

d Chọn tiến độ chu kỳ đào lò

Để phù hợp với các thiết bị vận tải, xúc bốc đồng thời đảm bảo tiến độ phù hợp với khoảngcách chống giữ, chọn tiến độ chu kỳ đào lò là 1,6m/chu kỳ

e Thuốc nổ và phơng tiện nổ

Chọn thuốc nổ an toàn AH.1 do xí nghiệp hoá chất mỏ sản xuất với các đặc tính kỹ thuậtthể hiện trên bảng II.33 Kíp nổ vi sai an toàn ấn Độ do hãng IDL sản xuất dùng để nổ mìn ở các

mỏ hầm lò có khí, bụi than với các đặc tính kỹ thuật thể hiện trên bảng II.34 Máy nổ mìn 1/100 do Nga sản xuất với các đặc tính kỹ thuật thể hiện trên bảng II.35

Bảng II.33 Đặc tính kỹ thuật thuốc nổ AH.1.

Bảng II.34 Đặc tính kỹ thuật kíp nổ vi sai ấn Độ.

Bảng II.35 Đặc tính kỹ thuật máy nổ mìn IIиB-1/100.

kd - Hệ số ảnh hởng đến đờng kính thỏi thuốc: kd = 0,95;

q1 - Chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn: q1 = 0,1.f kg/m3;

f - Hệ số kiên cố của đất đá: f = 6, q1 = 0,6 kg/m3;

V =

6,17

5,65,6

5,6

Ht, R, Bđ: Chiều cao tờng, bán kính vòm, chiều rộng của đờng lò khi đào:

Ht=1,2m; R=2,8m; Bđ=5,3m

Thay số: Nb =

65,0

2,065,214,3)2,0.23,5(2,02,12

+

−+

−+

db- Đờng kính thỏi thuốc: db = 0,036 m;

∆ - Mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc: ∆ = 1100 kg/m3;

k1- Hệ số phân bố ứng suất phụ thuộc vào hệ số công nổ: k1=0,65;

ab - hệ số nạp thuốc cho các lỗ mìn biên: ab = 0,65;

= 20,4 lỗ, chọn Ncp = 20 lỗVậy tổng số lỗ mìn trên gơng lò sẽ là: N = Nb + Ncp = 22 +20=42 lỗ, ta bố trí số lỗ mìnnhóm đột phá(tạo rạch) là Nđp=6 lỗ; số lỗ mìn nhóm phá là Np = 14 lỗ; số lỗ mìn biên là Nb =

d: Đờng kính thỏi thuốc nổ sử dụng, d = 36mm

3 ữ5 mm: Khoảng hở cho phép giữa thỏi thuốc nổ với thành lỗ khoan khikhoan trong gơng đá

Vậy đờng kính lỗ khoan: dk = 40mm

d Chiều dài lỗ khoan (lk, m)

Chiều sâu trung bình lỗ khoan đợc xác định theo công thức:

lk: Chiều dài lỗ khoan, l = 1,8m;

Sđ: Tiết diện đào của đờng lò, Sđ = 17,6 m2.Thay số: Q = 1,48.17,6 1,8 0,85 = 40 (kg)

f Lợng thuốc nổ trung bình cho một lỗ khoan (qtb)

- Nhóm lỗ khoan đột phá tạo rạch: 6 lỗ, với chiều sâu nhóm lỗ khoan: 1,9m,

- Nhóm lỗ khoan phá: 14 lỗ, với chiều sâu nhóm lỗ khoan: 1,8 m,

- Nhóm lỗ khoan tạo biên: 22 lỗ, với chiều sâu nhóm lỗ khoan: 1,8m

Lợng thuốc nổ nạp cho một lỗ mìn trong các nhóm:

II.7.4.3 Hộ chiếu khoan nổ mìn

Hộ chiếu khoan nổ mìn lò xuyên vỉa đợc thể hiện chi tiết trên hình vẽ dới đây

sơ đồ đấu kíp

II.7.5 - Xác định khối lợng công việc trong chu kỳ đào lò

Sau khi nổ mìn trên gơng ta tiến hành thông gió tích cực cho gơng lò Để thông gió tối đa

áp dụng phơng pháp thông gió cục bộ hỗn hợp, sử dụng 2 quạt 01 quạt đẩy và 01 quạt hút.Trong đó quạt hút là quạt chính nên có công suất cao hơn 20-30% quạt đẩy Để thông giócho gơng lò có hiệu quả, đặt đầu ống đẩy gần gơng hơn đầu ống hút, đầu ống đẩy cách gơng11m, đầu ống hút cách gơng 13 m

Sơ đồ bố trí quạt và ống gió đợc thể hiện trên hình sau:

- Khối lợng xúc bốc Vx = 13,2 x 2,3 x 1,4 = 42,5m3

Dựa vào khối lợng đất đá cần xúc bốc, khả năng cũng nh điều kiện làm việc của thiết bị đồ

án chọn máy xúc 1PPN-5 Đặc tính kỹ thuật máy xúc 1PPN- 5 xem bảng II-9-3

Bảng II-9-3 : Bảng đặc tính kỹ thuật của máy xúc 1PPN-5

8 Tiết diện phù hợp M2 ≥ 7,5

II.7.6 Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò.

II.7.6.1 Số ngời cần thiết trong một chu kỳ.

Căn cứ vào khối lợng công việc cần thực hiện trong một chu kỳ đào lò và định mức lao

động ta tiến hành tính số ngời cần thiết cho mỗi công việc trong một chu kỳ

i i

D

V

= , ngờiTrong đó:

II.7.6.2 Thời gian hoàn thành các công việc trong 1 chu kỳ.

Thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ đợc xác định theo công thức :

i ca i

tt vm

N T T

N K

=

, giờTrong đó:

Ni: Số ngời cần thiết làm công việc thứ i

Tca : Thời gian làm việc trong 1 ca

Ntt: Số ngời thực tế hoàn thành công việc thứ i

Thay số vào công thức ta đợc thời gian hoàn thành các công việc trong 1 chu kì, đợc thể

hiện trong bảng II.7 dới đây

Bảng II-9-5 Bảng tính toán thời gian hoàn thành các công việc trong 1 chu kì.

II.7.6.3 Biểu đồ tổ chức chu kì đào lò.

Dựa vào kết quả tính toán đội thợ và thời gian hoàn thành từng công việc ta có

biểu đồ tổ chức chu kì đào lò :

II.7.6.4 - Hộ chiếu đào chống lò XV-35.

* Thời gian hoàn thành đờng lò

- Tiến độ đào lò trong tháng đợc xác định bằng công thức :

Vđ = Lc x Nca x η x Nt m/tháng (2-85)Trong đó : Lc = 1,6m : chiều dài 1 bớc chống hay tiến độ 1 chu kỳ đào lò (ca)Nca = 3 : Số ca làm việc trong ngày

η = 0,85: Hệ số không hoàn thành

Nt = 25 : Số ngày làm việc trong tháng

Vậy tốc độ đào lò trong tháng :

Vđ = 1,6 x 3 x 25 x 0,85 = 90 m/tháng

- Thời gian thi công đờng lò:

Ttc = LV = 532 ≈ 6 tháng

L = 532 m : chiều dài đờng lò

Bảng II-9-7: Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Qua phân tích và so sánh ta lựa chọn đợc phơng án mở vỉa hợp lý cho khu Lộ trí đó là

ph-ơng án : Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng (phph-ơng án I) với công tác mở vỉa và chuẩn bị nh trênbằng việc cơ giới hóa công tác đào lò là hoàn toàn có thể thực hiện đợc đối với quy mô vàtrình độ kỹ thuật của Công ty than Thống nhất cũng nh ngành khai thác than ở Việt Namhiện nay

Chơng iii: Khai thác Phần chuyên đề : lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý cho điều kiện vỉA 1a đảm

bảo sản lợng 1,8 triệu tấn/năm

Cùng với việc lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý, lựa chọn công nghệ khai thác là mộtvấn đề quan trọng trong khai thác than hầm lò Nó quyết định hiệu quả kinh tế của quá trìnhkhai khai thác, năng suất lao động, an toàn lao động của công nhân, giá thành sản phẩm v.v

để lựa chọn hệ thống khai thác và công nghệ khai thác hợp lý cho mỗi vỉa than phải dựa vàocác yếu: chiều dày vỉa, góc dốc, tính chất của đá vách và đá trụ, tính chất than, điều kiện địachất kỹ thuật và phải đảm bảo các điều kiện an toàn và kinh tế

III.1 Đặc điểm địa chất và các yếu tố liên quan đến công tác khai thác

Qua phân tích điều kiện mỏ - địa chất, mỏ – kĩ thuật và đặc tính các vỉa than khu vực

Lộ Trí nói chung cũng nh phân khu IVa nói riêng cho thấy:

-Vỉa 1a có chiều dày trung bình và dày 6,9m

-Góc dốc của vỉa trung bình là 20

-Vỉa có cấu tạo đơn giản

-Vỉa không có nóc giả, vách trụ của vỉa than là Alevrolit, Acghilit ổn định Các tínhchất của các loại đá vach, đá trụ đợc thể hiện trong bảng (III -1)

-Khu vực thiết kế xếp hạn 1 về độ xuất khí CH4

-Than có độ kiên cố trung bình và không có tính tự cháy

Bảng III - 1: Tính chất đá trụ và đá vách

-III.2 Lựa chọn hệ thống khai thác (HTKT)

III.2.1 Các hệ thống khai thác có thể áp dụng đợc về mặt kỹ thuật

III.2.1.1 Những yêu cầu khi lựa chọn hệ thống khai thác

Đối với một hệ thống khai thác đợc lựa chọn hợp lý đòi hỏi các yêu cầu sau:

1 Mức độ an toàn cao: Giảm nhẹ lao động nặng nhọc cho công nhân, trong mỏ hầm

lò có nhiều nguy hiểm do xuất hiện khí độc, do ảnh hởng của áp lực mỏ làm sụp đổ đất đá ở

lò chuẩn bị, lò chợ, do bắn phụt đất đá v.v…

Do đó việc bảo đảm an toàn là một trong những yêu cầu quan trọng khi lựa chọn hệthống khai thác

2 Đạt hiệu quả kinh tế cao: Thu đợc lợi nhuận nhiều khi năng suất lao động cao vàlấy đợc nhiều than, để lãng phí tài nguyên ít nhất

III.2.1.2 Các hệ thống khai thác có thể áp dụng

Căn cứ vào điều kiện địa chất của vỉa nh chiều dày, góc dốc vỉa, chiều dài lò chợ đồ

án đa ra hai hệ thống khai thác có thể áp dụng cho các vỉa nh sau:

1 Hệ thống khai thác liền gơng, lò chợ tầng bám trụ, thu hồi than nóc.

2 Hệ thống khai thác cột dài theo phơng, lò chợ tầng bám trụ, thu hồi than nóc.

A HTKT liền gơng lò chợ tầng bám trụ, thu hồi than nóc

1.Sơ đồ hệ thống khai thác thể hiện hình bên (Hình IX)

Từ cặp lò thợng chính và phụ để chuẩn bị hệ thống ngời ta tiến hành đào lò dọc vỉavận chuyển của tầng 1 và lò song song 4 về 2 cánh của ruộng mỏ, hai đờng lò này lối vớinhau bằng họng sáo 5, ở mức thông gió đào lò dọc vỉa thông gió 2, lò song song đầu 3, hai đ-ờng lò này cũng đợc nối với nhau bằng họng sáo thông gió 5’ Để chuẩn bị mở lò chợ, từ các

đờng lò dọc vỉa vận tải và thông gió ở vị trí cách lò thợng chính và phụ theo phơng 20 ữ

4 Công tác thông gió

Gió sạch từ lò thợng theo lò dọc vỉa vận tải chia làm hai cánh về hai phía của ruộng mỏ,qua họng sáo lên lò song song chân tới cung cấp cho lò chợ Gió thải từ lò chợ lên lò dọc vỉa thônggió, lò xuyên vỉa thông gió và thoát ra ngoài

B HTKT cột dài theo phơng lò chợ tầng bám trụ, thu hồi than nóc

1 Sơ đồ hệ thống khai thác thể hiện hình bên (Hình X )

2 Công tác chuẩn bị

Từ cặp lò thợng chính và phụ để chuẩn bị hệ thống ngời ta tiến hành đào lò dọc vỉavận chuyển của tầng 1 và lò dọc vỉa thông gió 2 về hai phía ra tới biên giới ruộng mỏ Lòsong song chân 3 sẽ đợc đào từ biên giới vào trung tâm ruộng mỏ, họng sáo 4 đợc đào để nốigiữa lò dọc vỉa 1 và lò song song 3 Lò cắt 8 nối giữa lò dọc vỉa thông gió và lò dọc vỉa vậntải đợc mở để tạo lò chợ ban đầu Song song với việc khấu than tầng trên công việc chuẩn bịcho tầng dới cũng đợc tiến hành để khi tầng trên khai thác hết thì tầng dới cũng có thể bắt

đầu khai thác đợc

3 Công tác vận tải

Than khai thác đợc từ lò chợ đợc vận tải theo máng cào hoặc máng trợt xuống lò songsong chân 3, họng sáo 4, sau đó đợc vận chuyển bằng goòng ở lò dọc vỉa vận tải để đa tới lòthợng Than tiếp tục đợc vận chuyển theo lò thợng bằng máng trợt xuống lò dọc vỉa vận tảichính và đợc đa tới sân giếng bằng hệ thống băng tải lò xuyên vỉa và dọc vỉa đá Từ sângiếng than đợc đa lên mặt đất bằng hệ thống băng tải giếng chính

4 Công tác thông gió