BÀI TẬP LỚN THÔNG GIÓ

ĐÂY LÀ BÀI TẬP LỚN MÔN THÔNG GIÓ MỎ DO THẦY TRẦN XUÂN HÀ DẠY. BẢN NÀY MÌNH ĐÃ LÀM RẤT CHUẨN VÀ THẦY ĐÃ THÔNG QUA. MONG RẰNG SẼ HỮU ÍCH CHO CÁC BẠN SINH VIÊN MỎ ĐỊA CHẤT VÀ NHỮNG AI MUỐN TÌM HIỂU THÊM VỀ VIỆC THÔNG GIÓ.

Mục lục

CHƯƠNG I

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ HỢP LÝ

1.1.Lựa chọn phương án mở vỉa

1.2.Lựa chọn các thong số mở vỉa và chuẩn bị hợp lí

1.3.Vị trí đặt trạm bơm nước

1.4.Số lượng gương lò chuẩn bị

1.5.các loại công trình gió

1.6.Phương pháp thong gió và vị trí đặt quạt khi đào lò chuẩn bị

CHƯƠNG II

LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ

2.1.Lựa chọn hệ thống khai thác

2.1.1.Chọn sảng lượng hàng năm của một lò chợ

2.1.2.Số gương lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo sản lượng

2.2.Vị trí của các lò chợ trong các vỉa than

2.3.Lựa chọn các thông số hợp lý của hệ thống khai thác

2.4.Công nghệ khấu than

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ THÔNG GIÓ CHUNG CHO MỎ

3.1 Lựa chọn hệ thống thông gió

3.2.Tính lượng gió chung cho mỏ

3.2.1.Tính lượng gió cho lò chợ hoạt động

3.2.2.Tính lượng gió cho hầm bơm,trạm điện

3.2.3.Tính lưu lượng gió cho các đường lò chuẩn bị 3.2.4.Tính lượng rò gió ở trong mỏ

3.2.5.TÍnh lượng gió chung cho mỏ

3.3.TÍnh phân phối gió cho các đường lò

3.4.Tính hạ áp chung cho các luồng gió

3.4.1.Phương pháp tính hạ áp chung của mỏ

3.4.2.Tính điểu chỉnh hạ áp

3.5.Tính chọn quạt gió chính

3.5.1.Lưu lượng gió mà quạt cần tạo ra

3.5.2.Tính hạ áp của quạt

3.5.3.Chọn quạt gió chính

3.5.4.Xác định điểm công tác của quạt gió

3.5.5.Xác định công xuất động cơ quạt

3.6.Tính toán giá thành thông gió

3.6.1.Thống kê các thiết bị thông gió

3.6.2.Tính chi phí trả lương cho công nhân

3.6.3.Tính khấu hao thiết bị và các công trình thông gió 3.6.4.Tính chi phí năng lượng

3.6.5.Tính giá thành thông gió cho 1 tấn than

CHƯƠNG I LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ HỢP LÝ

1.1.Lựa chọn phương án mở vỉa

Với điều kiện địa hình đã cho , ta chọn phương án mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa từng tầng

Vị trí giếng :Giếng được đào từ mặt đất xuống,vị trí giếng được đặt ở trụ vỉa 1 như hình vẽ, để tránh tổn thất than do để lại trụ bảo vệ

Thứ tự đào các đường lò mở vỉa: Từ mặt đất ta đào cặp giếng đứng, hai giếng đào cách nhau 40m, giếng được đào sâu qua mức vận tải của tầng 1 khoảng 50m

để phục vụ cho công tác vận tải và thoát nước tại mức vận tải của tầng 1, ta đào sân giếng vận tải của tầng và tiếp theo ta đào các đường lò xuyên vỉa thông gió và xuyên vỉa vận tải đến tiếp cận các vỉa than Từ đây ta tiến hành đào các lò mở vỉa được trình bày của hệ thống khai thác

Khi tiến hành khai thác tầng 1, ta tiến hành đào sâu them giếng , đào các đường

lò chuẩn bị cho các tầng tiếp theo ,sao cho khi khai thác xong tầng 1 thì tầng 2 cũng vừa chuẩn bị xong để có thể đưa vào sản xuất ngay, nhằm đảm bảo sản lượng cho mỏ

HÌNH

1.2.Lựa chọn các thông số mở vỉa và chuẩn bị hợp lý.

* Diện tích tiết diện, chu vi, loại vì chống của các loại đường lò mở vỉa và chuẩn

bị được thể hiện trong bảng 1.1

Chu vi m

M

Hệ số

Ma sát

thông gió

tải

gió

hành

Bảng 1.1.Đặc tính của các đường lò

1.3.Vị trí đặt trạm bơm nước

* Vị trí đặt trạm bơm được bố trí đặt sát giếng đứng chính và nằm ngay dưới lò xuyên vỉa vận tải để thoát nước cho các đường lò Và công suất động cơ của bơm

là 80kw

1.4.Số lượng gương lò chuẩn bị.

* Số lượng gương lò chuẩn bị chọn là 4 gương gồm:

+ Hai gương giếng chuẩn bị khi xuống tầng tiếp theo với chiều sâu = 60m

+ Hai gương lò dọc vỉa vận tải và lò dọc vỉa thông gió đi về cánh còn lại của ruộng than tầng thứ nhất của vỉa với chiều dài =100m

1.5.Các loại công trình gió.

* Các công trình gió đặt trên mặt đất :

+ Rãnh quạt gió

+ Nhà trạm quạt

+ Hệ thống đảo chiều gió

+ Loa quạt

+ Hệ thống bịt miệng giếng thông gió

* Các công trình gió đặt trong mỏ

+ Cửa gió

+ Cửa sổ gió

1.6.Phương pháp thông gió và vị trí đặt quạt khi đào lò chuẩn bị.

* Để thông gió khi đào các đường lò chuẩn bị với mỏ xếp loại IV theo khí Mê tan() thì ta dùng phương pháp thông gió hút

* Và quạt gió được đặt cách mép các đường lò chuẩn bị là 10m, như trong hình 1.2

HÌNH

* Trong một ca làm việc thì số người làm việc trong gương lò chuẩn bị lớn nhất

là 8 người

* Hầm thuốc nổ đặt ngay dưới sát đường lò xuyên vỉa vận tải

* Lượng thuốc nổ nổ một lần ở trong gương lò chuẩn bị lớn nhất là 20kg cho một lần nổ

CHƯƠNG 2:

LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ

2.1 Lựa chọn hệ thống khai thác.

- Căn cứ vào điều kiện địa chất của mỏ, đặc điểm của vỉa để ta lựa chọn hệ thống khai thác :

+ Vỉa 1: Dày 2.3 m, góc dốc 32 và vỉa có cấu tạo tương đối đơn giản nên em chọn HTKT: Cột dài theo phương – lò chợ tầng

+ Vỉa 2: Dày 5,6 m và có góc dốc 32 và vỉa cũng có cấu tạo tương đối đơn giản và ổn định nên em chọn HTKT: Cột dài theo phương chia lớp nghiêng

2.1.1 Chọn sản lượng hàng năm của một lò chợ.

* Với lò chợ áp dụng công nghệ khấu bằng cơ giới hóa chọn sản lượng hàng năm của 1 lò chợ Alc= 350000 ( tấn/năm )

2.1.2 Số gương lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo sản lượng.

- Vỉa 1: Bố trí 1 lò chợ khấu than bằng cơ giới hóa, sản lượng hàng năm của

1 lò chợ là: 350000 tấn/năm

- Vỉa 2: Bố trí 4 lò chợ khấu than bằng cơ giới hóa, do vỉa dày 5.6m nên sản lượng một năm của 4 lò chợ là : 1350000 tấn/năm

=> Để đảm bảo sản lượng hàng năm của mỏ là 1.7 triệu tấn ta cần chọn :

2.2 Vị trí của các lò chợ trong vỉa than.

- Vỉa 1 lò chợ đi bám trụ khấu 2,2m và thu hồi 0,1m , trên vỉa 1 ta bố trí 1 lò chợ khấu than bằng cơ giới hóa

- Vỉa 2 chia thành 2 lớp, mỗi lớp dày 2,2m khấu than bằng cơ giới hóa, lớp than ở giữa 1.2m được thu hồi

2.3 Lựa chọn các thông số hợp lý của hệ thống khai thác:

* Chiều cao thẳng đứng của 1 tầng phụ thuộc vào gốc dốc của vỉa than và

chiều dài lò chợ, ở đây góc dốc của vỉa là 32 để đảm bảo cho máy khấu làm việc có hiệu quả và an toàn thì em chọn chiều cao thẳng đứng của 1 tầng là 60m

=> Chiều cao nghiêng của 1 tầng khai thác là:

Ln== 112 (m)

* Chiều dài mồi lò chợ là 100m, vì ta phải để lại trụ bảo vệ, ở đây ta coi trụ bảo vệ và chiều ngang của lò song song là 12m

* Tiết diện ngang của lò chợ do lò chợ được cơ giới hóa hoàn toàn nên em chọn tiết diện lò chợ lớn hơn tiết diện lò chợ khi khấu bằng khoan nổ mìn:

Slc = 9 m2

2.4 Công nghệ khấu than

* Công nghệ khấu than của mỏ là cơ khí hóa toàn bộ lò chợ

* Ta chọn dàn tự hành và máy khấu than phải phù hợp với chiều dày của vỉa than và liên quan đến việc thu hồi lớp than giữa ở vỉa V2

* Khấu than bằng máy khấu

2.5 Số công nhân làm việc lớn nhất trong 1 ca sản xuất của lò chợ

Do ta khấu than bằng máy khấu nên số người làm việc trong các lò chợ như

sau :

* Số công nhân làm việc lớn nhất trong 1 ca sản xuất là: 30 người

- Lò chợ vỉa V1 : 12 người

- Lò chợ bám vách vỉa V2: 13 người

- Lò chợ bám trụ vỉa V2 : 15 người

2.6 Công nghệ chống giữ lò chợ

* Lò chợ được chống bằng giàn tự hành

* Công suất của máy bơm dung dịch nhũ tương cho từng lò chợ là P= 20 kW

Và ở đầu mỗi lò chợ bố trí thêm một hầm bơm nhũ tương để bơm dung dịch nhũ tương cho giàn tự hành

Chương 3

Thiết kế thông gió chung của mỏ

3.1 Lựa chọn hệ thống thông gió

- Phương pháp thông gió đẩy

- Phương pháp thông gió hút

- Phương pháp thông gió hỗn hợp

chọn phương pháp thông gió hút để thông gió chung cho mỏ

Dùng quạt gió đặt ở trung tâm ruộng mỏ hoặc đặt ở các cánh của ruộng mỏ, hút khí bẩn qua rãnh quạt để đưa ra ngoài

 Ưu điểm

- Nguy hiểm về cháy nổ các khí nổ được hạn chế

- Khi dùng nhiều quạt sẽ nâng cao cường độ và hiệu quả thông gió

 Nhược điểm

- Gió bẩn chứa nhiều bụi than và khí có hại tập trung qua rãnh gió và quạt cho nên quạt làm việc ít an toàn và thường xuyên phải làm sạch bụi ở rãnh quạt

- Khi sử dụng nhiều quạt thì việc điều chỉnh lưu lượng gió sẽ phức tạp hơn, việc cung cấp điện cho các trạm quạt sẽ khó khăn hơn

- Nếu dùng ở mỏ nông và điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần sẽ sinh rò gió từ mặt đất xuống đường lò mang theo nhiều khí có hại ở khoảng đã khai thác làm xấu bầu không khí trong đường lò

Tùy thuộc vị trí và số lượng các đường lò dẫn gió sạch vào mỏ và dẫn gió bẩn ra khỏi mỏ đồng thời có kể đến dạng làm việc của quạt, sơ đồ thông gió được chia làm ba nhóm chính:

- sơ đồ thông gió trung tâm

- sơ đồ thông gió sườn

- sơ đồ thông gió hỗn hợp

3.2 Tính lượng gió chung cho mỏ:

Khi thực hiện các phương pháp tính toán lượng không khí để thông gió chung cho

mỏ Mục đích chính là phải đảm bảo được nồng độ khí và bụi, tạo ra khi nổ mìn, đến một giới hạn an toàn cho phép Để tính lượng gió chung cho mỏ ta chọn phương pháp tính từ trong ra ngoài tức là tính lưu lượng gió cho từng hộ tiêu thụ cộng với lượng gió rò trong mỏ là lượng gió cần đưa vào trong mỏ

Tính toán lượng không khí cần thiết để thông gió có hiệu quả cho đường lò được tính như sau:

- Tính toán theo số người làm việc đồng thời lớn nhất

- Tính theo lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất trong gương

- Tính theo yếu tố bụi

- Tính theo độ xuất khí mêtan

3.2.1 Tính lượng gió cho lò chợ hoạt động

1 Theo số người làm việc đồng thời lớn nhất:

qlc1= 4.n ,m3/ph

Trong đó:

4 – lưu lượng gió cần cho 1 người trong 1 phút theo quy phạm an toàn,

m3/ph

n – số người làm việc lớn nhất trong 1 lò chợ, n=15 người

qlc1= 4 15 = 60 ,m3/ph

2 Tính theo sản lượng độ xuất khí metan:

qlc2= qtc Tlc ,m3/ph Trong đó:

+ Tlc là sản lượng lò chợ trong 1 ngày đêm

Tlc = , m3

An là sản lượng lò chợ trong 1 năm, An = 350.000 t/năm

300 là số ngày làm việc trong 1 năm của lò chợ, ngày

� là trọng lượng thể tích của than, �= 1,4 t/m3

Tlc = = 833 (m3/ngày)

qtc là lượng gió sạch tiêu chuẩn cần cho 1 tấn than khai thác ra trong 1 ngày đêm, lấy theo loại mỏ như bảng sau:

Phụt khí và

than vụn

Nguy hiểm phụt khí

Do khu mỏ là loại siêu hạng theo khí metan nên qtc = 2 m3/t.ph

qlc2 = 833 2 = 1666 , m3/ph = 27,8 m3/s

3 Theo yếu tố bụi:

qlc3 = Slc Vtư , m3/s Trong đó:

- Slc là tiết diện ngang của lò chợ, Slc = 9m2

- Vtư là vận tốc gió tối ưu theo nồng độ bụi trong lò chợ, Vtư = 0,92 m/s chọn

Vtư = 1m/s

qlc3 = 9 1 = 9 , m3/s

Sau khi tính lưu lượng gió theo các yếu tố trên thì qmax = qlc2 = 27,8 m3/s là lượng gió cần đưa vào lò chợ

qhb = 10 Nđ (1 – η) Kct , m3/ph

Trong đó:

- η là hiệu suất làm việc của động cơ: η = 0,9

- Kct là hiệu suất chất tải của động cơ điện: Kct = 0,8

- Nđ là công suất của động cơ

 Lưu lượng gió cho hầm bơm nước:

qhbn = 10 80 (1 – 0,9) 0,8 = 64 m3/ph

 Lưu lượng gió cho hầm chứa thuốc nổ:

qhtn = 0,07 Vhtn , m3/s

trong đó: Vhtn là thể tích hầm thuốc nổ, Vhtn = 20m3

qhtn = 0,07 20 = 1,4 , m3/s

Khi đang khai thác tầng 1thì tầng 2 được tiến hành đào các đường lò chuẩn

bị và ở thời điểm bắt đầu đạt sản lượng của mỏ thì tầng 1 có 5 lò chợ khai thác và tầng 2 chuẩn bị các đường lò đang được đào ở các đường lò xuyên vỉa Công nghệ đào lò thì dùng công nghệ khoan nổ mìn nên lưu lượng gió

sẽ được tính theo các yếu tố sau:

∑qcb = ∑qgdcb + ∑qdvcb

1 Tính theo số người làm việc lớn nhất trong gương lò chuẩn bị:

qcb1 = 4 n1 , m3/ph

- 4 là lượng gió tiêu chuẩn theo quy pham an toàn cần cho 1 người dùng trong 1 phút

- n1 là số công nhân làm việc đồng thời lớn nhất trong gương lò chuản bị n1

= 8 người

qcb1 = 4 8 = 32 , m3/ph

2 Tính theo yếu tố bụi:

qcb2 = Scb Vtư , m3/ph Trong đó:

Scb là đường lò chuẩn bị, m

Vtư là vận tốc gió tối ưu theo yếu tố bụi của đường lò chuẩn bị: với Vtư = (0,5÷0,7) m/s, chọn Vtư = 0,5 m/s

- Đối với đường lò dọc vỉa: Sdvcb =10m2

qdvcb = 10 0,5 = 5 , m3/s

- Đối với giếng đứng: Sgdcb =28m2

qdgcb = 28 0,5 = 14 , m3/s

3 Theo tốc độ gió tối thiểu

qcb3 = Scb Vmin , m3/s

Trong đó:

- Vmin là tốc độ gió tối thiểu theo quy phạm an toàn ở trong gương lò chuẩn

bị, Vmin = 0,25 m/s

- Đối với lò dọc vỉa: qdvcb = 10 0,25 = 2,5 m3/s

- Đối với giếng đứng: qdgcb = 28 0,25 =7 m3/s

4 Theo chế độ khí metan:

qcb4 = , m3/ph

trong đó:

- là độ xuất khí metan tuyệt đối lớn nhất trong đường lò theo Viện khoa học công nghệ mỏ thì = 0,03 m3/ph

- n là nồn độ khí metan tối đa cho phép ở luồng gió thải tại cửa lò chuẩn bị, n= 0,5%

- n’ là nông độ metan đã có sẵn trong luồng gió ở cửa lò có gió xuyên thông trước khi đưa vào lò chuẩn bị, n’ = 0

qcb4 = = 6 m3/ph = 0,1 m3/s

5 Tính theo lượng thuốc nổ nổ một lần lớn nhất:

Khi thông gió hút lượng gió được tinh theo công thức của

A.I.Kxênôfôntôva:

qcb5 = , m3/ph

Trong đó:

- t là thời gian thông gió tích cực sau khi nổ mìn, t= 30 phút

- A là lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất, kg

+ với gương lò dọc vỉa: Adv =10kg

- b là lượng khí độc sinh ra khi nổ 1 kg thuốc nổ, khi nổ trong than b= 100 l/kg, khi nổ trong đá b= 40 l/kg

- S là tiết diện đường lò

Thay các giá trị vào biểu thức ta được:

qdvcb5 = = 29,27 m3/ph = 0,5 m3/s

qgđcb5 = = 46,32 m3/ph = 0,72 m3/s

Sau khi tính lưu lượng gió theo các yếu tố trên cho các đường lò chuẩn bị thấy qdvcb

= 5 m3/s, qgđcb = 14 m3/s là lưu lượng gió cần đưa vào lò dọc vỉa và giếng đứng chuẩn bị

Theo phương ản mở vỉa và hệ thống khi thác gió sẽ rò qua 3 cửa gió và qua khu khai thác gồm 5 lò chợ

∑qr = ∑qcủa gió + ∑qkhu khai thác

+ Rò gió qua cửa gió: lấy lượng gió rò 1 cửa q = 1 m3/s

 ∑qcủa gió = 3 q = 3 1 = 3 , m3/s

+ Rò gió qua khu khai thác: qkt = 10

Khi áp dụng hệ thống khai thác cột dài theo phương thì lượng gió rò cho 1 lò chợ

có thể lấy:

qkt = 10% qlc = 10% 27,8 = 2,78 m3/s

Do đó lượng gió rò qua 5 lò chợ:

∑qkhu khai thác = 5 2,78 = 13,9 , m3/s

Vậy ∑qr = 3 + 13,8 = 16,9 , m3/s

Qm = [∑qlc + ∑qcb +∑qhb +∑qtn +∑qrm ]Kd ; m3/s

Trong đó:

∑qlc là tổng lưu lượng gió cần thiết cho lò chợ, có 5 lò chợ nên:

∑qlc = 5 27,8 = 139 ; m3/s

∑qcb tổng lưu lượng gió cần thiết cho lò chuẩn bị:

∑qcb = 2( 5+14) = 38 ; m3/s

∑qhb =1,06 ; m3/s

∑qtn tổng lượng gió của hầm thuốc nổ:

∑qtn = 1,4 ; m3/s

∑qrm tổng lượng gió rò:

∑qrm = 16,9 ; m3/s

Kd là hệ số dự trữ gió, Kd = 1,3÷1,65 Chọn Kd =1,4

Vậy : Qm = 1,4( 139 + 38 + 1,06 + 1,4 +16,9) = 275 ; m3/s

3.3 Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió

3.3.1 Tính phân phối gió cho các đường lò

3.3.2 Kiểm tra tốc độ gió trong các đường lò

Ta có công thức:

Vtt = ; m/s Trong đó:

Qtt lưu lượng gió thực tế trong các đường lò, m3/s

Ssd diện tích sử dụng của đường lò, m2

Vtt vận tốc gió thực tế trong các đường lò , m/s

Đảm bảo thông gió cho các đường lò thì thỏa mãn hệ thức:

Vmin ≤ Vtt ≤ Vmax

Bảng tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió cho các đường lò

Ta có Qm = 275 m3/s

Ký

hiệu

(m3/s)

Sdl

(m2)

Vtt

(m/s)

Vmin

(m/s)

Vmax

(m/s)

Đánh giá Phù hợp

Qua bảng trên ta thấy tất cả các đường lò đều thỏa mãn về khả năng thông qua của luồng gió trong điều kiện cho phép