Thiết kế sơ bộ vỉa 16 mỏ than hà tu và chuyên đề lựa chọn phương án thoát nước hợp lý cho vỉa 16 mỏ than hà tu

Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên Lời mở đầu Ngành khai khoáng ngành quan trọng kinh tế quốc dân chiếm tỷ trọng tơng đối lớn sản xuất công nghiệp nặng Hàng năm ngành công nghiệp khai khoáng đặc biệt công nghiệp khai thác than đóng góp phần lớn vào ngân sách nhà nớc Đồng thời tạo công ăn việc làm cho số đông lực lợng lao động, góp phần làm ổn định kinh tế, trị trật tự xã hội Ngành than Việt Nam ngành công nghiệp đời sớm Sau hòa bình lập lại miền Bắc năm 1954, nhà nớc ta xác định vị trí quan trọng ngành than kinh tế quốc dân, ngành đáp ứng nhu cầu cung cấp nguyên liệu cho ngành kinh tế khác nh: Điện lực, luyện kim, hóa chất, xây dựng, đời sống sinh hoạt hàng ngày Ngoài than mặt hàng xuất có giá trị kinh tế cao đem lại lợi nhuận lớn cho kinh tế quốc dân Nền kinh tế nớc ta từ chuyển từ bao cấp sang kinh tế thị trờng theo định hớng xã hội chủ nghĩa ( XHCN ), ngành kinh tế nói chung ngành than nói riêng có nhiều đóng góp tích cực nghiệp phát triển đất nớc Trong số năm gần sản lợng than khai thác tiêu thụ ngành than ngày tăng Điều khẳng định trởng thành vị trí quan trọng ngành than kinh tế quốc dân nớc ta Mỏ than Hà Tu mỏ khai thác than lộ thiên lớn thuộc vùng than Quảng Ninh, nằm Đông Bắc tổ quốc Sản lợng hàng năm mỏ đạt từ 800.000 đến 1.000.000 Tấn than/năm Than khai thác mỏ đợc tiêu thụ cho hộ nớc phục vụ cho xuất Là sinh viên đợc đào tạo thành kỹ s giai đoạn trớc trờng cần phải đợc trang bị kiến thức thực tế nhằm bổ xung kiến thức đợc đào tạo , thực học đôi với hành đáp ứng đợc yêu cầu sản xuất Sau năm năm theo học trờng Đại học Mỏ Địa chất, thân học hỏi đợc từ thày cô từ đồng nghiệp kiến thức kinh nghiệm vô quý báu Với đề tài tốt nghiệp " Thiết kế sơ vỉa 16 mỏ Than Hà Tu chuyên đề : lựa chọn phơng án thoát nớc hợp lý cho vỉa 16 mỏ Than Hà Tu " Bằng tất cố gắng thân đem để hòan thành đồ án Tuy nhiên thời gian có hạn kinh nghiệm cho công tác thiết kế cha có đồ án cha mang lại kết mỹ mãn Kính mong đợc tận tình hớng dẫn thày cô đồng nghiệp tham gia đóng góp để đồ án hoàn thành tốt Tôi xin chân thành cám ơn giúp đỡ hớng dẫn tận tình thầy giáo Tiến sỹ Nguyễn Sĩ Hội thày cô môn khai thác Lộ sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên thiên trờng Đại học mỏ địa chất cán nhân viên mỏ than Hà tu giúp hoàn thành đồ án Chơng Tình hình chung mỏ than Hà tu đặc điểm địa chất khoáng sàng 1.1 tình hình chung mỏ than hà tu 1.1.1.đặc điểm tự nhiên Vị trí địa lý Khoáng sàng Bàng Danh - Hà Tu cách thành phố Hạ Long 15 Km phía Đông Bắc, phía Đông giáp mỏ than Tân Lập, phía Bắc khu Bắc Bàng Danh, phía Tây giáp mỏ than Hà Lầm, phía Nam giáp quốc lộ 18A Trung tâm văn phòng mỏ thuộc địa phận thị trấn Hà Tu Diện tích mỏ quản lý 000 000m2 có ranh giới khoảng tọa độ: X : 19 740 000 ữ 24 000.000 Y : 410 000 000 ữ 412 000.000 Địa hình Địa hình khu vực thăm dò không dạng nguyên thuỷ mà bị khai đào hầu khắp diện tích thăm dò Địa hình nguyên thuỷ cao phía Đông-Bắc đờng phân thuỷ +381m Đờng phân thuỷ phía Đông chạy qua đỉnh cao +300m; phía Bắc giảm dần từ +350 tới + 230 m ; phía Tây đờng phân thuỷ chạy qua đỉnh cao + 294,2 m Phía Nam địa hình thấp dao động từ + 50m đến +10m thung lũng suối Lộ Phong Địa hình (nhân tạo) thấp ứng với đáy moong đến thời điểm 31/12/2000 - 58 m Trong mỏ Hà Tu tầng khai thác có chiều hớng thấp dần từ Bắc xuống Nam phía bắc tầng cao +240m, phía nam tầng thấp +20m, khu trung tâm mỏ bóc xuống sâu -58m Phần phía Bắc khai đào chạm tới đờng phân thuỷ mức +340 m Phía Đông Bắc Đông diện tích nguyên thuỷ phạm vị đờng phân thuỷ nhiều cha bị khai đào Diện tích đổ thải chiếm khoảng 1,4 km2 Diện tích đào đắp bóc lớp phủ chiếm khoảng 3,191 km2, Diện tích lớp phủ ranh giới quản lý tài nguyên sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên khoảng 4,309 km2 Khí hậu Khí hậu khu vực thăm dò mang đặc điểm khí hậu vùng Đông Bắc Việt Nam, năm có hai mùa : mùa hè kéo dài từ tháng đến tháng 10, nhiệt độ thay đổi từ 24o ữ 340, trung bình 28o ữ 30o, nóng 38o; mùa đông kéo dài từ tháng 11 đến hết tháng năm sau, nhiệt độ thờng thay đổi từ 16o ữ 210, thấp 80 Độ ẩm trung bình 72-87 % a/ Ma: Lợng ma trung bình hàng năm 2000 mm (1700-2750 mm), chủ yếu rơi vào tháng mùa ma (tháng 500 mm), có trận ma lớn 4-5 ngày với vũ lợng 800 mm Tháng 12 Tháng 11 Tháng 10 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Tháng Lượng mưa tháng ( mm ) Biểu đồ 4-1 Lượng mưa lớn tháng năm vùng than Quảng Ninh Tháng quan trắc b/ Bốc hơi: Là thành phần quan trọng cân nớc lu vực Trong năm lợng bốc chiếm từ 30 tới 60 % tổng lợng ma c/ Sông suối: Các suối khu vực lu lợng nhỏ hầu hết có nớc thời kỳ ma lớn suối đợc bắt nguồn từ tầng có độ cao lớn chảy theo hớng Bắc Nam Phía Tây bắc có suối Hà tu chảy theo hớng Tây Bắc- Đông Nam, lu lợng nớc suối biến đổi theo mùa Phía tây nam khu vực Hà Tu suối Lộ Phong bắt nguồn từ khu nam Bàng Danh chảy vịnh Hạ long Lòng suối nông nhng rộng có đoạn rộng từ ữ 7m sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên (đoạn dới máng ga) Suối Lộ Phong có nớc chảy thờng xuyên Phơng án thăm dò 1976 đoàn địa chất trắc địa công ty than Hòn Gai đặt trạm đo nớc kết cho thấy : Mùa ma lu lợng đạt Qmax = 15,640 l/s Mùa khô lu lợng đạt Qmin = 0,690 l/s Có trận ma to suối Lộ phong chảy tràn qua khỏi hai bên bờ suối, lu lợng tăng lên đột ngột (trạm quan trắc không xác định đợc lu lợng nớc chảy khu vực suối) Hiện suối Lộ Phong đờng bơm thải nớc khai trờng vỉa 16 1.1.2.Đặc điểm nhân văn Dân c Khu vực Hà tu dân c sinh sống chủ yếu ngời Kinh tỉnh nớc tập trung đến công nhân viên chức nhà nớc làm mỏ Hà tu số ngành nghề tỉnh Ngoài khu vực có số dân địa phơng dân tộc Sán dìu & dân tộc Hoa sống tập trung làng Lộ phong Kinh tế - xã hội Vùng than Hà Tu - Hà Lầm - Cẩm Phả tiến hành khai thác từ thời Pháp thuộc Sau ngày hòa bình lập lại, mỏ Hà Tu mỏ khai thác lộ thiên lớn nớc ta, nên đợc trọng từ khâu khảo sát, thăm dò địa chất đến khai thác, chế biến Cơ sở hạ tầng ỏn định thuận lợi cho việc phát triển kinh tế lâu dài Khu mỏ nằm cạnh quốc lộ 18A, phía Tây bắc mỏ cảng Hồng Gai Cái Lân, phía tây Nam nhà sàng Nam cầu trắng Phía Nam nhà máy Ximăng Hà tu diều kiện giao thông kinh tế vô thuận lợi cho việc cung cấp vật t thiết bị tiêu thụ than Mỏ than Hà tu nằm địa phận thành phố Hạ long ảnh hởng kinh tế du lịch thăm quan công trình văn hoá công cộng đợc phát triển mạnh nh chơi thể thao, nhà văn hoá công nhân mỏ v v Tạo nên khu vực dân c sầm uất 1.2 Đặc điểm địa chất khoáng sàng 1.2.1.Điều kiện địa chất Địa hình vùng: Chia làm hai phần sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên + Khu phía Nam: Gồm nhiều đá vôi thuộc quần sơn Đèo Bụt kéo dài theo vịnh Hạ Long Bái Tử Long, chúng nối tiếp có vách dựng đứng bị phong hoá mạnh mẽ nên đỉnh lồi lõm hay thay đổi + Khu phía Bắc: Gồm dãy núi thấp bị hệ thống suối chia cắt mạnh làm cho địa hình phức tạp, hớng thấp dần phía Nam Đỉnh cao phía Bắc +250m, +300m, nơi thấp phía Nam +20m đến +30m so với mực nớc biển Càng phía Nam địa hình phức tạp yếu tố kiến tạo trình khai thác gây nên mức độ phong hoá tơng đối cao, nhìn chung phía Bắc phẳng phía Nam Địa tầng: Trầm tích chứa than khoáng sàng Bàng Danh Hà Tu đợc xếp vào giới Mezozoi, hệ triat thống thợng bậc Nori-rêti, điệp Hòn Gai Địa tầng chứa than khoáng sàng kể từ vỉa trụ trở lên dầy khoảng 300m Nham thạch bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết hạt thô đến hạt mịn, bột kết, sét kết vỉa than xen kẽ Các vỉa than kể từ dới lên vỉa trụ, vỉa 16, vỉa 16a vỉa dày Vỉa dày khai thác hết từ năm 1965 Kiến tạo: a, Uốn nếp: Cấu tạo uốn nếp khoáng sàng Bàng Danh nếp lõm tơng đối hoàn chỉnh không đối xứng Cánh Đông nếp uốn thoải từ 15o ữ 35o Cánh phía Tây dốc từ 30o ữ 80o Trục nếp phát triển theo phơng Đông Bắc - Tây Nam Trên cánh nếp uốn lớn có phát triển nếp uốn nhỏ làm cho vỉa than bị uốn lợn liên tục Hai nếp uốn nhỏ rõ nếp lõm phía Tây Bắc khoáng sàng (khu vực tuyến IV) nếp lõm phát triển dọc tuyến IX - Nếp lõm phía Tây có phơng trục gần song song với phơng trục nếp lõm Hai cánh nếp uốn nhỏ gần đối xứng Nếp lõm bị phay KK cắt qua làm đất đá bị dịch chuyển Góc dốc cánh nếp uốn khoảng 20o ữ 40o - Nếp lõm phát triển khu vực tuyến IX có phơng trục gần vuông góc với nếp lõm Vỉa 16a đợc thành tạo chủ yếu nếp lõm b) Đứt gãy: Bằng quan sát tầng kết hợp với lỗ khoan dới sâu xác định đợc sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên đứt gãy sau: - Đứt gãy A-A có phơng chạy gần vĩ tuyến phía Bắc khoáng sàng Mặt trợt đứt gãy cắm hớng Bắc với góc dốc 60o ữ 80o Đới huỷ hoại 300 ữ 350m - Đứt gãy nghịch D-D phát triển hình vòng cung theo hớng Bắc Nam, nằm phía Tây công trờng Mặt trợt đứt gẫy cắm phía Tây với góc độ 50o ữ 70o Biến độ dịch chuyển thay đổi từ 20 ữ 80m - Đứt gãy nghịch M-M Nằm phía bờ Tây công trờng phát triển gần song song với đứt gãy D-D Mặt trợt đứt gãy cắm phía Đông Nam, góc cắm từ 70o ữ 80o, cự ly dịch chuyển 40 ữ 50m - Đứt gãy thuận K-K Nằm phía bờ Tây công trờng phát triển từ đứt gãy D - D Mặt trợt đứt gãy cắm phía Tây Nam với góc độ 50o ữ 60o, cự ly dịch chuyển 40 ữ 50m - Đứt gãy thuận H-H : Nằm phía bờ Đông Nam công trờng mặt trợt cắm phía Tây, góc dốc 80o ữ 88o, cự ly dịch chuyển 25m ữ 30m - Đứt gãy thuận G - G Nằm bờ Đông Nam công trờng có phơng song song với đứt gãy H-H: Hớng cắm phía Đông, góc cắm 55oữ 60o, cự ly dịch chuyển 20m ữ 30m - Đứt gãy T-T: Là đứt gãy nhỏ có phơng Tây Bắc - Đông Nam, nằm phía bờ Tây công trờng (song song đứt gãy K-K) Mặt trợt cắm phía Tây với góc dốc khoảng 50o, cự ly dịch chuyển 15m Đặc điểm chất lợng vỉa than: a) Đặc điểm - Vỉa 16: Là vỉa than có trữ lợng lớn Diện phân bố lại từ tuyến Va phía Bắc đến tuyến XIII phía Nam Vỉa có dạng lòng chảo Vỉa có cấu tạo phực tạp Sự biến đổi chiều dầy đột ngột số khu vực vỉa than dầy khu vực nếp lõm chìm sâu đặc biệt cánh Tây nếp lõm Chiều dầy toàn vỉa thay đổi từ 1,8m đến 66,9m, trung bình 17,47m Chiều dầy riêng than tính trữ lợng thay đổi từ 1,8m đến 54,99mm, trung bình 13,05 mét Số lợng lớp kẹp từ ữ 13 lớp, trung bình khoảng lớp, chiều dầy đá kẹp nhỏ 0,05m đến 13,91m, cánh Tây trục nếp lõm dốc cánh Đông Độ dốc thay đổi từ 15o ữ 80o - Vỉa trụ: Phân bố toàn khoáng sàng, vỉa không ổn định, có cấu tạo phức tạp Một số khu vực vỉa bị vát nhọn lớp sét than - Vỉa 16a: Phân bố hẹp nhân nếp lõm chính, chủ yếu dọc tuyến IX Qua công trình cắt vỉa 16a cho thấy vỉa than có cấu tạo phức tạp, chiều dầy biến sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên đổi nhanh, chiều dầy toàn vỉa từ 1,3m đến 24,74m, trung bình 8,81m Chiều dầy riêng than thay đổi từ 1,3m ữ 19,16m, trung bình 6,44m Số lớp kẹp thay đổi từ ữ lớp, trung bình lớp Chiều dầy lớp kẹp thay đổi từ 0,31m ữ 3,77m Độ dốc vỉa thay đổi từ 27o ữ 60o - Vỉa có dạng đơn tà, chiều dầy ữ 9m b)Phẩm chất vỉa than: -Vỉa 16: Than có chất lợng tốt Mẫu lõi khoan thờng than cứng, ánh kim, dòn Kết phân tích mẫu than xem bảng -Vỉa trụ: Phần lớn than cám, trung tâm khu vực Đông Bắc tỉ lệ than cứng cao Than cứng mầu đen, ánh bán kim, độ cứng vừa đến mềm Kết phân tích mẫu than xem bảng - Vỉa 16a: Than thờng than cứng (ít than cám) mầu đen, ánh kim dòn - Vỉa +8: Than cám chủ yếu, chiếm 81,7% than nguyên khai Dới đặc tính cỡ hạt vỉa than: Bảng Loại than Than cục +50 Cục xô 15-50 Cám số Cám số Cám 4a Cám 4b Cám Đá Tỉ lệ Tấn than nguyên khai % Vỉa 16 1,01 7,96 Vỉa 7, 0,09 1,89 7,27 63,19 10,02 50,03 0,35 13,16 9,49 18 Vỉa trụ 0,32 2,35 6,46 28,40 13,00 26,30 23,20 16,85 1.2.2.Điều kiện thuỷ văn địa chất thủy văn: Nớc mặt: Địa hình mạng sông suối khí tợng thuỷ văn: Địa hình khu Bắc Bàng Danh mỏ than Hà Tu gồm tầng khai thác có chiều hớng thấp dần từ Bắc xuống Nam Các suối bắt nguồn từ tầng có độ cao lớn chảy theo hớng Bắc Nam Tây Bắc- Đông Nam Suối phụ thuộc theo mùa - Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 10o ữ 18o, trung bình 16o Mùa khô hanh ma - Mùa ma từ tháng đến tháng 10, nhiệt độ thay đổi từ 27o ữ 34o trung sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên bình 30o Khí hậu nóng thờng có ma to Phía Tây Nam mỏ có suối Lộ Phong bắt nguồn từ khu Nam Bàng Danh chảy vịnh Hạ Long Lu lợng đo đợc 15 640 l/s mùa ma 0,690 l/s mùa khô Nớc dới đất: Nớc dới đất chia làm tầng chứa nớc: - Tầng nớc ngầm nằm vỉa trụ: Phân bố toàn diện tích khu mỏ, nham thạch chứa nớc cuội kết, sạn kết, cát kết nứt nẻ Nớc lu thông kẽ nứt vỉa kẽ nứt kiến tạo Chiều dày nham thạch chứa nớc tầng lớn nhng đất đá bị nứt nẻ mạnh lên mức độ phong phú nớc tầng nhỏ, lu lợng từ 0,061 ữ 1,81 l/s Nguồn cung cấp nớc cho tầng chủ yếu nớc ma Hớng vận động tầng nớc từ Bắc xuống Nam - Tầng nớc áp lực nằm dới vỉa trụ: Phân bổ toàn diện tích khu mỏ, nớc dới đất lu thông kẽ nứt vỉa, kẽ nứt kiến tạo nham thạch chứa nớc gồm có: Cuội kết, sạn kết, cát kết Độ phong hóa nớc tầng lớn tính áp lực mạnh Nguồn cung cấp nớc cho tầng nớc ma Hớng vận động tầng Tây Bắc - Đông Nam Bắc Nam 1.2.3.Điều kiện địa chất công trình Các tợng địa chất công trình: - Hiện tợng phong hóa: Mỏ nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ, lợng ma, độ ẩm, độ bốc chênh lệch lớn làm cho trình phong hỏa xảy mãnh liệt Đất đá lộ gơng tầng khai thác bị hóa bở rời, tính chất lý giảm sút - Hiện tợng trợt lở bờ mỏ: Đã phát bờ mỏ có dấu hiệu chuyển dịch nhng mức độ không liên tục có giai đoạn dịch chuyển, có giai đoạn ổn định (khu vực bờ phía Đông) Sau thực công tác khoan giảm áp lực việc dịch chuyển dừng lại thời gian Đến lại có dấu hiệu tiếp tục tụt lở Đặc tính lý nham thạch: Khu mỏ có loại nham thạch sau: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết sét kết sét than, phân bổ nh sau: Nham thạch trụ vỉa trụ thờng sét kết, bột kết màu xám Nham thạch từ vách vỉa trụ đến trụ vỉa 16 sét kết, bột kết, cuội kết Nham thạch từ vách vỉa 16 đến trụ vỉa 16a bột kết cát kết Nham thạch từ vách vỉa 16 a đến địa hình gồm có lớp cát kết bột kết xen kẽ sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên 1.2 Trữ lợng than địa chất: Trữ lợng địa chất vỉa than tính đến ngày 31/12/1996 theo Báo cáo tổng hợp năm 1997 Trung tâm tin học công nghệ đợc thể bảng dới đây: TT Cấp trữ lợng Vỉa trụ Vỉa 16 Toàn mỏ Cấp A Cấp B 549,69 1114 11509,27 1036,78 2693,65 3699,78 1586,5 3807,7 15209 Cấp C1 Cấp C2 A+B 501 501 A+B+ C1 1663,69 13172,962 3730,43 7430,21 5394 20603 A+B+C1+ C2 13673,96 7430,21 21104 sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên Chơng số liệu gốc dùng để thiết kế Ngoài số liệu nh trình bày chơng I (tình hình chung mỏ đặc điểm địa chất khoáng sản), liệu dùng để lập thiết kế có liệu khác nh sau : 2.1 Độ ổn định bờ mỏ 2.1.1.Dự tính góc ổn định chung bờ công trờng Do ảnh hởng số đứt gẫy khu vực đất đá mỏ bị phong hóa mãnh liệt nên tính chất lý chúng bị giảm sút Hiện phát triển bờ mỏ có dấu hiệu dịch chuyển nhng không liên tục, có giai đoạn dịch chuyển, có giai đoạn ổn định trình thiết kế khai thác cần phải có biện pháp khắc phục tình trạng không ổn định bờ mỏ Theo kết nghiên cứu Viện nghiên cứu khoa học công nghệ mỏ lập tháng 11/1993 góc kết thúc bờ mỏ nên lấy 35o góc nghiêng sờn tầng nên lấy 70o Kết nghiên cứu xác định ổn định bờ mỏ viện khoa học công nghệ mỏ cho thấy - Trụ vỉa lớp bột kết ổn định - Nớc dới đất nghèo tính áp lực yếu - Các yếu tố khí tợng thủy văn - Hiện tợng phong hoá đất đá 2.1.2 chế độ làm việc mỏ thiết bị Chế độ làm việc mỏ Là chế độ làm việc không liên tục nghỉ ngày lễ chủ nhật Số ngày làm việc năm: 300 ngày Số ca làm việc ngày: ca/ngày Số làm việc ca : 8h/ca Chế độ làm việc thiết bị Cũng chế độ làm việc không liên tục Số ngày làm việc năm: 240 ngày (còn lại thời gian sửa chữa, bảo dỡng hiết bị) sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 10 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên phần chuyên đề lựa chọn phơng án thoát nớc hợp lý cho vỉa 16 mỏ than hà tu sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 89 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên chơng quy hoạch thoát nớc phục vụ cho vỉa 16 mỏ than hà tu 1.1.khái quát tình hình sản suất Hiệu phơng pháp khai thác lộ thiên phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên nh : Địa hình khí hậu địa chất mỏ yếu tố quy định quy trình công nghệ khai thác, đồng thiết bị khả sản suất Sự phối hợp điều kiện địa hình khí hậu quy định lợng nớc mặt chảy vào mỏ Ma lớn kéo dài gây tình trạng sau : + Đình công tác mỏ thời gian tơng đối dài + Giảm suất thiết bị mỏ vận tải, gây khó khăn cho công tác khoan nổ + Làm xói lở bãi thải, phá huỷ tầng mặt đờng, gây sụt lở bờ mỏ khu vực đất đá ngậm nớc Để công tác mỏ tiến hành bình thờng , đảm bảo sản lợng hàng năm khoảng 1000.000 t/năm cần phải có phơng pháp khai thác hợp lý Để đảm bảo công tác khai thác tiến độ, cân đối bóc đất than phải giải việc thoát nớc mỏ cho lợng nớc chảy vào mỏ mức độ cho phép , tháo khô kịp thời không gây tình trạng phá huỷ mặt tầng, đờng nớc lòng moong để công tác khai thác đợc thuận lợi 1.2.những yêu cầu hệ thống thoát nớc mỏ Hệ thống thoát nớc mỏ phải giải đợc nhiệm vụ thoát nớc trớc mắt nh lâu dài nhằm hạn chế lu lợng dòng chảy đổ xuống moong Phải kết hợp chặt chẽ việc xây dựng công trình với việc sử dụng công trình thoát nớc có đôi với cải tạo chúng nhằm sử dụng với hiệu cao Các tuyến mơng phải bố trí cho lợi dụng triệt để địa hình tơng lai nhằm giảm bớt khối lợng đào đắp Hệ thống thoát nớc phải đảm bảo tiêu thoát dễ dàng, không gây xói lở, bồi lắng, thuận lợi cho việc tu nạo vét thủ công phơng tiện giới Phải đảm bảo tiêu thoát hết nớc với lu lợng tối đa trờng hợp ma lũ lớn 1.3.Điều kiện địa chất thuỷ văn Lợng nớc chảy vào mỏ Hà Tu gồm có lợng nớc ngầm nớc mặt sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 90 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên 1.3.1.Nớc mặt : Bao gồm lợng nớc ma rơi trực tiếp vào vỉa lợng nớc ma từ bên chảy vào đáy moong Mỏ Hà Tu nằm vùng Đông Bắc, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, lợng nớc ma chảy vào mỏ lớn Địa hình vỉa 16 gồm tầng khai thác có chiều hớng thấp dần từ Bắc xuống Nam phía Bắc cao + 340m thấy dần trung tâm mỏ, mà lợng nớc ma hàng năm chảy vào moong vỉa 16 lớn, vào mùa ma (tháng - tháng 10) Theo thống kê : - Mùa ma lu lợng nớc đạt Qmax = 15640 (l/s) - Mùa khô lu lợng nớc đạt Qmin = 0,690 (l/s) Lợng nớc ma rơi vào mỏ phụ thuộc vào diện tích bề mặt theo phơng ngang vỉa Qm= 89164 (m3/ng-đ) 1.3.2.Nớc dới đất Lợng nớc ngầm chảy vào vải 16 chủ yếu tầng chứa nớc áp lực vỉa 16 Vỉa 16 có chiều dày thay đổi từ 1,8-66,9 m nham thạch chứa nớc cuội kết, sạn kết, cát kết, cát kết nứt nẻ Nớc lu thông khe nứt vỉa khe nứt liến tạo, chiều dày nham thạch chứa nớc tầng lớn nhng đất đá bị nứt nẻ mạnh mức độ phong phú tầng nhỏ, lu lợng nớc đạt 0,061-1,81 (l/s) Tầng chứa nớc áp lực nằm dới vỉa trụ, phân bố toàn diện tích khu mỏ, độ phong hoá nớc tầng lớn tính áp lực mạnh, nớc dới đất lu thông qua kẽ nứt vỉa, kẽ nứt kiến tạo Theo kết phần chung tính Qng=6377 (m3/ng-đ) Qua ta thấy lợng nớc ngầm chảy vào mỏ không đáng kể mà chủ yếu nớc mặt Vì đảm bảo sản suất khai thác than vỉa 16 hoạt độngu bình thờng ta phải thiết kế hệ thống thoát nớc tự chảy hệ thống thoát nớc cỡng Chơng sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 91 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên Tính toán thoát nớc mỏ 2.1 Lựa chọn phơng án thoát nớc Việc lựa chọn phong án thoát nớc vừa phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật nh vừa phải đảm bảo chi phí nhỏ nhất, hiệu cao.Ta có phơng án thoát nớc sau : + Phơng án 1: Sử dụng mơng thoát nớc tự chảy mức +35 trở lên, phần lại thoát nớc cỡng trạm bơm cấp + Phơng án : Phần thoát nớc tự chảy phần dới thoát nớc cỡng phân cấp cấp : -cấp 1: từ -55 lên +35 -cấp 2: từ -160 lên -55 Nhận xét phơng án ta thấy : Phơng án hợp lý bơm cấp điện sinh áp suất lớn phá huỷ đờng ống máy bơm Nếu bơm bị điện chiều cao cột nớc phơng án khoảng chừng 180 mcn nh sinh áp suất khoảng 180 atm nh ống nớc phải chịu áp suất tơng ứng nh nguy hiểm cho ngời thiết bị.Với phơng án áp suất cột nớc nhỏ nhiều vừa an toàn lại đảm bảo quy trình công nghệ + Phơng án : Thoát nớc máy bơm đặt phà bơm + Phơng án : Thoát nớc trạm bơm đặt trục tải Nhận xét phơng án nh sau : -Phơng án đặt trạm bơm trục tải thích hợp với bờ mỏ có điều kiện ổn định khai thác mức nông Phơng án vốn đầu t lớn, cần nhiều công trình phụ trợ, trờng hợp ma bão lớn gây điện không kéo kịp thời đờng dây trục tải bị ngập lụt máy bơm, hỏng máy bơm dẫn đến đình trệ sản suất Hơn mỏ Hà Tu mỏ khai thác xuống sâu, không thuận lợi cho việc áp dụng -Phơng án đặt máy bơm phà bơm phù hợp cho mỏ xuống sâu lớn, bờ mỏ không ổn định, thiết bị đơn giản, dễ nắp đặt, vốn đầu t nhỏ Khi gặp ma lớn phà bơm hoạt động bình thờng phà mặt nớc Tuy nhiên phơng án có nhợc điểm : Góc quay khớp cầu máy bơm ống đẩy nhỏ (khoảng 200) nên ma to phải tháo rời ống, việc nắp đặt gặp khó khăn Qua nghiên cứu phơng án ta chọn nh sau : Máy bơm đặt phà bơm cấp phơng án tối u 2.2.Thiết kế hệ thống thoát nớc tự chảy vỉa 16 sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 92 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên 2.2.1.từ mức +65 trở lên: Do địa hình phức tạp đất đá sụt lún nhiều, ta bố trí loại mơng nhỏ quanh khai trờng dẫn nớc biên giới cánh Đông Tây đất đá sụt lún nhiều, bố trí đợc hệ thống mơng 2.2.2.Hệ thống thoát nớc mức +35: Đợc bố trí dọc theo vỉa 16, dài khoảng 3,5 km bao quanh khai trờng Với lu lợng nớc thoát 9750.570 m3/ng-đ Nớc đợc dẫn vào đập Tây Nam có sẵn a.Tính toán kích thớc tuyến mơng Vận dụng toán thuỷ lực ta tính đợc kích thớc tuyến mơng biết Q,i,m,n áp dụng công thức sê-di ta có: Q 1/6 C=R , K = , w= h2( LS + m ) i Trong đó: C: Hệ số sê-di S R: Bán kính thuỷ lực R = - = RLS X n: Độ nhám thuỷ lực mơng n =0,03 m: Độ dốc thành mơng m=tg=0,6 Q: Lu lợng nớc mặt Q=970570 m3/ng-đ Q=11,23 m3/s i: Độ dốc đáy mơng, i=2% LS=f(m) LS =0,95 Với giá trị ta có bảng sau: h(m) w(m2) 1,56 6,24 14,04 RLS(m) 0,5 1,5 C(l/s) 29,7 33,3 35,7 K(m3/s) 32,76 207,7 613,8 Từ giá trị bảng ta so sánh K với K* 970.570 K = - = 6862966 (m3/ng-đ) =79,4 m3/s * 0,02 Ta lấy K1< K Qyc Do ta chọn thông số mơng đảm bảo 2.3 Thiết kế hệ thống thoát nớc đáy mỏ cho vỉa 16 sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 94 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên 2.3.1 Tính toán trạm bơm lựa chọn bơm Lu lợng nớc chảy vào mỏ ngày đêm : Q1 = 379043 m3 (Nh tính phần chung) Yêu cầu công trình ma kéo dài suốt ngày đêm không bơm nớc sau ngày trạm bơm phải bơm hết lợng nớc ngập vào mỏ: Q6 = 227426 m3 Ta thiết kế liên tục ngày đêm 1h trạm bơm phải thoát lợng nớc là: 227426 Qh = = 1895 (m3/h) 6.20 Do ta chọn máy bơm 12Y-10T, với suất 900 m3/h để đảm bảo thoát nớc theo yêu cầu với lợng ma tối đa Ta dùng máy bơm ,1 máy dự phòng máy bơm mùa ma lũ, ngày bình thờng mùa khô dùng đủ có lợng nớc ngầm chảy vào mỏ chủ yếu Bảng đặc tính kỹ thuật máy bơm 12Y-10T STT 10 Các thông số Lu lợng Cột áp Số vòng quay máy Công suất động Hiệu suất máy bơm Khối lợng bơm Cửa hút Cửa đẩy Kích thớc -Dài -Rộng -Cao Chiều cao hút chân không Kí hiệu Qb H n Mđc T Đơn vị m3/h m H2O v/phut kw Kg mm mm Giá trị 900 85 1450 315 0,85 1915 300 200 [H]CPCK mm mm mm m 2060 1075 1081 2.3.2.Tính toán ống dẫn phụ kiện đờng ống 2.3.2.1.Sơ đồ thuỷ lực trạm bơm mạng ống Bơm đặt phà bơm nớc mức -55 lên mức +35 cửa đẩy đợc nối với ống đẩy qua đoạn ống chuyển tiếp khớp cầu, ống dẫn đợc đặt cố định bờ moong Do địa hình bờ moong phức tạp nên để thuận lợi cho việc vận chuyển tháo lắp đờng ống ta thiết kế cho máy bơm ống đẩy độc lập sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh 95 Lớp: Khai thác K45 Đồ án tốt nghiệp Ngành khai thác lộ thiên Nh có hai ống đẩy khác cho máy bơm Tronh tính toán tuỳ thuộc vào tình hình cụ thể, vào mùa khô ngày ma bình thờng đặt ống bơm ngày ma to thiết phải có ống bơm ta tính bơm làm việc với ống đẩy riêng -Chiều dài ống đẩy 480 m , có lắp van điện chiều -Chiều dài ống hút m có chỗ uốn cong nên không mồi nớc bơm chân không đầu dới ống hút có rọ bơm van chiều giữ nớc 2.3.2.2 Tính toán đờng ống đẩy a Đờng kính ống đẩy 4.Q .V 3600 Dd= = 4.900 3,41.1,5.3600 = 0,45 m V: Vận tốc dòng nớc ống đẩy , V=1,5 m/s Q: Năng suất máy bơm , Q = 900 m3/s Do ta chọn ống đẩy ống thép đờng kính dtrong=460 mm, đờng kính dng=480 mm ống thép CT4 có trọng lợng 101 kg/m ống Khi điện đột ngột khoá chắn không kịp đóng lúc van chiều đống lại tức thời, thời gian đóng từ 35%- 50% giây Lúc xảy tợng va đập mạnh ống Đó trờng hợp nguy hiểm đờng ống nên ta kiểm tra áp suất thời điểm để lựa chọn ống áp suất lớn phát sinh đờng ống có thuỷ lực, tạo biến động lớn sóng va đập đợc tính Hm = a.Vo g +3 Hct ; mH2O a:Tốc độ lan truyền sóng va đập dt:Đờng kính ống ; dt=46 cm =0,8 ; g:gia tốc trọng trờng g= 9,8 m/s2 a= 1424 46 + 0,01 =25 0,8 m/s Vo: Vận tốc dòng nớc ống Vo= 1,5 m/s Hct=chiều cao cột nớc từ van chiều đến đầu ống đẩy; Hct= 68,5 m Hm= 25.1,5 9,8 +3.68,5 = 210 m H2O Vậy Hm[...]... vỉa có dạng hình lòng chảo, cánh Đông thoải, cánh Tây dốc Vì vậy ta có thể đa ra phơng án mở vỉa bằng hào hỗn hợp vận tải bằng ôtô hào ngoài cố định kết hợp hào trong bán cố định trình tự phát triển công trình mỏ nh sau: - Phơng án 1: Công trình mỏ phát triển từ cánh Đông sang cánh Tây và tiếp tục phát triển cho đến khi kết thúc mỏ - Phơng án 2: Công trình mỏ đợc tiến hành từ hai cánh Đông và Tây vào... trên 4 2 2 Vị trí và hình thức hào mở vỉa Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khoáng sản dựa vào u nhợc điểm củaphơng pháp mở vỉa, đối với mỏ Hà Tu ta mở vỉa bằng hào hỗn hợp, công trình mỏ phát triển từ hai cánh Đông và Tây vào trung tâm (cánh Đông khai thác trớc) Hào chuẩn bị là hào hoàn chỉnh bám vách vỉa Hào cơ bản là hào di động bán hoàn chỉnh trên các tầng khai thác Mỏ Hà Tu có địa hình không... chất mỏ cho trớc là một nhiệm vụ quan trọng trong công tác thiết kế 6 2 Xác định sản lợng mỏ Vỉa 16 mỏ Hà Tu có dạng lòng chảo không đối xứng, cánh Đông dốc từ 150 ữ 350, cánh Tây dốc từ 300 ữ 800 nh vậy có thể nói vỉa 16 thuộc loại vỉa dốc, dốc đứng Bởi vậy để giảm bớt khối lợng tính toán và tăng mức độ chính xác, ta tính khả năng sản lợng mỏ phụ thuộc vào độ xuống sâu hàng năm của công trình mỏ 6... 4 4 1 Hào ngoài Đây là tuyến đờng hào từ trục đờng 18A vào khai trờng và tuyến đờng hào lên các bãi thải Tây vỉa 16, bãi thải Nam Lộ phong dạng bán hoàn chỉnh đợc đào trên sờn núi theo địa hình của mỏ Nó cũng là tuyến đờng hào mỏ vỉa đầu tiên đã đợc xây dựng đến nay vẫn đợc sử dụng do vậy khối lợng đào hào ngoài không có và chỉ có khối lợng đất đá duy tu sửa chữa trong thời kỳ khai thác 4 4 2 Hào trong... của mỏ các thiết bị đợc coi là đồng bộ khi chúng có sự phù hợp lẫn nhau về thông số làm việc Một đông bộ đợc coi là hợp lý khi nó phù hợp với điều kiện tự nhiên nh (địa hình, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, thế nằm của vỉa và cấu trúc thân quặng v v Đồng bộ thiết bị trên mỏ gồm các thiết bị đáp ứng dây chuyền công nghệ khi lựa chọn đồng bộ phải tu n theo những nguyên tắc sau + Kết... cần thiết Số lợng thiết bị trong cùng công đọan càng lớn càng ít càng năng suất tuy nhiên phải phù hợp cho cả hệ thống khai thác và phù hợp với khả năng đàu t, gía thành sản phẩm Đồng bộ thiết bị đặc biệt phải đảm bảo về mặt an toàn & không gây ô nhiễm môi trờng Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khu mỏ, đất đá bao quanh vỉa 16 có độ cứng f = 8 ữ 11, căn cứ vào các thiết bị có sẵn của mỏ Hà tu. .. vậy qua lựa chọn đồng bộ ta sử dụng hai loại xe 27 tấn và 32 tấn do đó ta thấy việc lựa chọn đồng bộ thiết bị là hợp lý 5 3 Các thông số của HTKT 5 3 1 Chiều cao tầng: ( h) Chiều cao tầng (h) phải phù hợp với đồng bộ thiết bị sử dụng, tính chất cơ lý của đất đá, đảm bảo chi phí khai thác là nhỏ nhất, thiết bị làm việc an toàn và đạt năng suất cao a Theo điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ lý của... cơ lý của đất đá của vỉa 16 là đất đá cứng vừa với hệ số kiên cố f = 8 ữ 11, và các yếu tố kỹ thuật khác ta chọn: = 700 4.3 6 Bán kính vòng của đờng hào ở những nơi thay đổi hớng của tuyến hào, bán kính vòng phải đủ lớn để phù hợp với thiết bị vận tải Với ô tô Belaz 540; Rmin= 8,4 (Bán kính vòng nhỏ nhất) Do đó để đảm bảo cho ô tô di chuyển đợc dễ dàng và an toàn ta chọn bán kính vòng của tuyến hào... , phơng pháp tiến hành công tác mỏ và các quan điểm khoa học mà có thể dùng hệ số bóc trung bình(Ktb), hệ số bóc thời gian(Kt) Vỉa 16 của mỏ Hà Tu l vỉa than có cấu tạo phức tạp, nhiều đứt gãy, phay phá, vỉa có dạng lòng chảo không đối xứng, cánh Đông dốc từ 15o ữ 30o, cánh Tây dốc từ 30o ữ 80o, chiều dầy toàn vỉa thay đổi từ 1,8 ữ 66,9 m và đa phần vỉa ở dới mức thoát nớc tự chảy Tuy nhiên xét địa... phải đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và đảm bảo yêu cầu vận tải than đất từ dới moong lên mặt bằng mỏ 2 Tuyến đờng hào trong tạm thời Là tuyến đờng hào dùng cho công tác vận tải than và đất đá từ dới moong lên mặt bằng, đợc phân bố theo từng giai đoạn sản xuất sao cho phù hợp với yêu cầu khai thác của từng giai đoạn khối lợng đất bóc cho các tuyến hào này đợc tính vào khối lợng đất bóc sản xuất do