thiết kế mỏ hầm lò

MỞ VỈA Khái quát chung. - Mở vỉa là công việc đào các đường lò từ mặt đất đến các vỉa than và từ các đường lò đó đảm bảo khả năng đào được các đường lò chuẩn bị để tiến hành các công tác mỏ. Một phương án mở vỉa hợp lý phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Khối lượng đào các đường lò chuẩn bị là tối thiểu. - Chi phí xây dựng cơ bản là nhỏ nhất. - Thời gian đưa mỏ vào sản xuất là nhanh nhất. - Phải đảm bảo về vận tải, thông gió, sản lượng.. - Phải đảm bảo khả năng ứng dụng công nghệ mới theo từng thời kỳ và khả năng mở rộng mỏ. Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa - Những yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: Trữ lượng mỏ, số lượng vỉa và tổng chiều dày các vỉa trong ruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉa, chiều dày và góc dốc của vỉa, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh vỉa, điều kiện địa chất thuỷ văn và địa chất công trình, mức độ phá huỷ của khoáng sàng, mức độ chứa khí, độ sâu khai thác, điều kiện địa hình và hệ thống giao thông vận tải, ảnh hưởng của khai thác đến môi trường xung quanh… -Ảnh hưởng của những yếu tố kỹ thuật bao gồm: Sản lượng mỏ, tuổi mỏ, kích thước ruộng mỏ, trình độ cơ khí hoá, mức độ phát triển kỹ thuật, chất lượng than,… -Những yếu tố về địa chất và kỹ thuật đã được trình bày ở các phần trên. Từ đó ta có thể đưa ra nhận xét liên quan đến công tác mở vỉa như: +Địa hình chủ yếu là đồi cao. +Cấu trúc địa chất phức tạp: Có một số đứt gãy và nhiều nếp uốn.

CHƯƠNG II: MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

A.TÍNH TRỮ LƯỢNG

Trữ lượng trong bảng cân đối.

Ta có:

Zđc = Trong đó:

Si : Kích thước theo phương của ruộng mỏ : Si = 2500m

γi : Tỉ khối của than

Hi : Chiều dài theo hướng dốc của mỏ

Trữ lượng công nghiệp.

Căn cứ vào trữ lượng địa chất trong bảng cân đối, ta tính được trữ lượng công nghiệp của khu thiết kế :

ZCN = Zđccđ C ( T)Trong đó :

Zđccđ : Trữ lượng địa chất trong bảng cân đối, Zđccđ = 43.485.000 (tấn);

C : Hệ số khai thác, C = 1 - 0,01 x Tch;

Tch_ Tổn thất chung,

Tch = tt + tKT;

tt: Tổn thất do để lại trụ bảo vệ cạnh giếng, cácđường lò mở vỉa, dưới

các sông suối, cạnh các đứt gãy, các công trình cần bảo vệ… chọn

Sản lượng mỏ được xác định trên cơ sở sau:

- Độ tin cậy của tài liệu địa chất được cung cấp

- Thực tế sản xuất của mỏ trong quá trình thực tập

- Các thiết kế cải tạo mở rộng mỏ đã được tiến hành

- Khả năng cơ khí hóa lò chợ, tăng sản lượng hàng năm cao

- Nhiệm vụ thiết kế được giao

Theo nhiệm vụ được giao, sản lượng mỏ thiết kế là: Am = 2.100.000 tấn/năm

Tm = + t1 + t2 ( năm)

Trong đó:

ZCN: Trữ lượng công nghiệp của khu mỏ, ZCN= 34.788.000 (tấn);

Am: Sản lượng của khu mỏ, Am = 2.100.000 tấn/năm;

t1: Thời gian xây dựng của khu mỏ, t1 = 3 năm;

t2: Thời gian khấu vét, tận thu, t2 = 1 năm; II.4.1

 Tm = + 1 + 3 = 20,6 năm

 Lấy tuổi mỏ 21 năm

C.CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MỎ.

Chế độ lao động trực tiếp.

- Tổng thời gian làm việc trong 1 năm là: 300 ngày;

- Số ngày làm việc trong 1 tháng là: 25 ngày;

- Số ngày làm việc trong 1 tuần là: 6 ngày;

- Số ca làm việc trong 1 ngày là: 3 ca(1 ca chuẩn bị, 2 ca khấu than) ;

- Số giờ làm việc trong 1 ca: 8 giờ;

- Thời gian nghỉ giữa 1 ca là 30 phút;

-Thời gian giao ca là 30 phút;

Chế độ lao động gián tiếp.

• Đối với khối hành chính sự nghiệp:

- Số ngày làm việc trong năm là 300 ngày;

- Số ngày làm việc trong tuần là 6 ngày;

- Số giờ làm việc trong ngày là 8h;

- Ngày làm việc 2 buổi theo giờ hành chính

• Đối với công nhân làm việc ở những nơi như: trạm điện, thông gió, cứu hoả, bảo vệ, thì làm việc liên tục 365 ngày và trực 24/24 giờ

D.PHÂN CHIA RUỘNG MỎ.

Phân chia ruộng mỏ thành các tầng hoặc các mức.

Căn cứ vào điều kiện cấu tạo địa chất khu vực khi thiết kế mở vỉa, khai thác cần xem xét khả năng áp dụng công nghệ tiên tiến để khai thác, mở rộng trong tương lai, tăng năng suất lao động, ruộng mỏ được chia thành 5 tầng :

- Mở vỉa là công việc đào các đường lò từ mặt đất đến các vỉa than và từ các đường lò đó đảm bảo khả năng đào được các đường lò chuẩn bị để tiến hành các công tác mỏ

Một phương án mở vỉa hợp lý phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khối lượng đào các đường lò chuẩn bị là tối thiểu.

- Chi phí xây dựng cơ bản là nhỏ nhất

- Thời gian đưa mỏ vào sản xuất là nhanh nhất

- Phải đảm bảo về vận tải, thông gió, sản lượng

- Phải đảm bảo khả năng ứng dụng công nghệ mới theo từng thời kỳ và khả năng

mở rộng mỏ

Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa

- Những yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: Trữ lượng mỏ, số lượng vỉa và tổng chiều dày các vỉa trong ruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉa, chiều dày và góc dốc của vỉa, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh vỉa, điều kiện địa chất thuỷ văn và địa chất công trình, mức độ phá huỷ của khoáng sàng, mức độ chứa khí,

độ sâu khai thác, điều kiện địa hình và hệ thống giao thông vận tải, ảnh hưởng của khai thác đến môi trường xung quanh…

-Ảnh hưởng của những yếu tố kỹ thuật bao gồm: Sản lượng mỏ, tuổi mỏ, kích thước ruộng mỏ, trình độ cơ khí hoá, mức độ phát triển kỹ thuật, chất lượng than,…

-Những yếu tố về địa chất và kỹ thuật đã được trình bày ở các phần trên Từ đó

ta có thể đưa ra nhận xét liên quan đến công tác mở vỉa như:

+Địa hình chủ yếu là đồi cao

+Cấu trúc địa chất phức tạp: Có một số đứt gãy và nhiều nếp uốn

Đề xuất các phương án mở vỉa.

Đồ án xin đề xuất ra những phương án mở vỉa như sau:

-Phương án I: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.

-Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa mức.

-Phương án III: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.

Trình bày phương án mở vỉa

• Chọn vị trí mặt bằng cửa giếng

Mặt bằng cửa giếng được xác định trên cơ sở:

- Dự kiến phương án khai thông;

- Điều kiện địa chất của các vỉa than trong khai trường;

- Thuận tiện đường giao thông;

- Hiện trạng các cửa lò khai thông tầng lò bằng;

- Mặt bằng cửa giếng phải được bố trí tại khu vực thuận lợi cho việc vận chuyển than và vật liệu trong quá trình sản xuất;

- Thuận lợi cho công tác cung cấp điện, cấp nước và thải nước;

- Thuận tiện cho việc bố trí các công trình phụ trợ và các công trình phục vụ sản xuất;

- Tận dụng tối đa các công trình hiện có;

♦Phương án 1: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

a Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị.

(autocad)

b.Thứ tự đào lò:

Từ mặt bằng sân công nghiệp +65 m tiến hành đào cặp giếng đứng 1-2 tới mức

+0 (mức vận tải tầng I),sau đó tạm dừng việc đào giếng xây dựng các sân giếng

ở các mức vận tải tầng thứ nhất,từ mức sân ga,giếng ta đào lò xuyên vỉa tầng (3),thông gió (4) sao cho từ giếng có thể lien hện đến các vỉa than 4,5,6,7,8 Tại nơi cắt nhau giữa lò xuyên vỉa tầng với từng vỉa than theo phương ta tiến hành đào lò dọc vỉa vận tải (5) ,thông gió (6) cho tầng 1 Tùy vào sơ đồ khấu than trong tầng mà các lò dọc vỉa được đào tới Rồi từ đó ta đào lò cắt ban đầu (7) đểtạo lò chợ Từ (7) ta đào lò song song chân (8) rồi họng sáo (9) để chuẩn bị bước vào khai thác.Đến thời điểm kết thúc khấu than ở tầng thứ 1 cần chuẩn bị xong tầng thứ 2 để việc khai thác không bị gián đoạn Và công việc chuẩn bị được tiến hành tương tự như tầng I.Lò xuyên vỉa vận tải 3 và lọc dọc vỉa vận tải

5 sẽ làm lò thông gió cho tầng thứ 2

c.Sơ đồ vận tải.

-Vận tải than:

♦Tầng I : Than từ lò chợ (7) đi xuống lò song song chân (8 )và qua họng sáo (9 )xuống lò dọc vỉa vận tải( 5) đi ra lò xuyên vỉa vận tải (3 )đến sân giếng và rồi được trục lên mặt đất đi theo giếng chính lên mặt bằng sân công nghiệp

Các tầng II, III, IV,V vận tải thiết bị tương tự tầng I

d Sơ đồ thông gió.

Tầng I:

+ Gió sạch được đưa giếng phụ (2 )tới mức vận tải của tầng khai thác và vào

lò xuyên vỉa vận tải( 3) đến lò dọc vỉa vận tải (5), từ lò dọc vỉa vận tải ( 5) đi lên họng sáo (9) vào lò song song chân (8) lên lò chợ (7) thông gió cho lò chợ + Gió bẩn từ lò chợ sẽ vào lò song song đầu 10 và đi qua họng sáo 9 và đi ra

lò dọc vỉa 6, hoặc gió bẩn đi trực tiếp từ lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió 6 với sơ

đồ khấu giật Gió bẩn từ lò dọc vỉa 6 đến lò xuyên vỉa 4 qua ga vòng đến giếng chính và thoát ra ngoài

♦.Phương án II Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa mức.

a.Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị

dọc vỉa vận tải (5).Sau đó ta đào cặp lò thượng chính (6) mức -30m m,phụ (6’) đến+0.Từ lò thượng ở mức -55m ta đào đường lò dọc vỉa vận tải (7) và từ lò xuyên vỉathông gió (4) đào lò dọc vỉa thông gió (8).từ lò dọc vỉa vận tài 7 đào mặt cắt banđầu (9), đường lò song song (10),họng sáo (11) để bước vào khai thác của tầngtrong mức 0 đến -165m.

Trong quá trình khai thác tầng I ta tiếp tục chuẩn bị cho tầng II , đến khi kết thúctầng thứ I bước sang khai thác cho tầng thứ 2

d Sơ đồ thông gió.

- Tầng I : Gió sạch từ ngoài qua giếng phụn (2) xuống theo lò xuyên vỉa vận tảimức -165m vào lò dọc vỉa vận tải (5), qua cặp thượng (6,) tới lò dọc vỉa vận tảitầng I (7) rồi đi vào lò chợ (9) Gió bẩn từ lò chợ đi vào lò dọc vỉa thông gió (8) raxuyên vỉa thông gió (4) rồi ra ngoài qua giếng chính (1)

- Tầng II : Gió sạch từ ngoài qua giếng phụ xuống theo lò xuyên vỉa vận tải mức-165m vào lò dọc vỉa vận tải (5), rồi đi vào lò chợ Gió bẩn từ lò chợ đi vào lò dọcvỉa vận tải (7) của tầng I,qua giếng phụ (6’) lên lò dọc vỉa thông gió (8) ra lò xuyênvỉa thông gió (4) rồi ra ngoài qua giếng chính (1)

- Các tầng tiếp theo thì sơ đồ thông gió tương tự

e Sơ đồ thoát nước.

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nước chảy vàohầm chứa nước ở các mức Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước theođường ống đặtở giếng phụ dẫn ra ngoài

`♦Phương án 3: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

a.Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị

(autocad)

b.Thứ tự đào lò:

Từ mặt bằng sân công nghiệp +65 m tiến hành đào cặp giếng đứng 1-2 tới mức

+0 (mức vận tải tầng I),sau đó tạm dừng việc đào giếng xây dựng các sân giếng

ở các mức vận tải tầng thứ nhất,từ mức sân ga,giếng ta đào lò xuyên vỉa tầng (3),thông gió (4) sao cho từ giếng có thể lien hện đến các vỉa than 4,5,6,7,8 Tại nơi cắt nhau giữa lò xuyên vỉa tầng với từng vỉa than theo phương ta tiến hành đào lò dọc vỉa vận tải (5) ,thông gió (6) cho tầng 1 Tùy vào sơ đồ khấu than trong tầng mà các lò dọc vỉa được đào tới Rồi từ đó ta đào lò cắt ban đầu (7) đểtạo lò chợ Từ (7) ta đào lò song song chân (8) rồi họng sáo (9) để chuẩn bị bước vào khai thác.Đến thời điểm kết thúc khấu than ở tầng thứ 1 cần chuẩn bị xong tầng thứ 2 để việc khai thác không bị gián đoạn Và công việc chuẩn bị được tiến hành tương tự như tầng I.Lò xuyên vỉa vận tải 3 và lọc dọc vỉa vận tải

5 sẽ làm lò thông gió cho tầng thứ 2

c.Sơ đồ vận tải.

-Vận tải than:

♦Tầng I : Than từ lò chợ (7) đi xuống lò song song chân (8 )và qua họng sáo (9)xuống lò dọc vỉa vận tải( 5) đi ra lò xuyên vỉa vận tải (3 )đến sân giếng và rồi được trục lên mặt đất đi theo giếng chính lên mặt bằng sân công nghiệp

Các tầng II, III, IV,V vận tải thiết bị tương tự tầng I.

d Sơ đồ thông gió.

Tầng I:

+ Gió sạch được đưa giếng phụ (2 )tới mức vận tải của tầng khai thác và vào

lò xuyên vỉa vận tải( 3) đến lò dọc vỉa vận tải (5), từ lò dọc vỉa vận tải ( 5) đi lên họng sáo (9) vào lò song song chân (8) lên lò chợ (7) thông gió cho lò chợ + Gió bẩn từ lò chợ sẽ vào lò song song đầu 10 và đi qua họng sáo 9 và đi ra

lò dọc vỉa 6, hoặc gió bẩn đi trực tiếp từ lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió 6 với sơ

đồ khấu giật Gió bẩn từ lò dọc vỉa 6 đến lò xuyên vỉa 4 qua ga vòng đến giếng chính và thoát ra ngoài

f các thông số mở vỉa.

Thông số so sánh Đơnvị Phương án III

G

ÁN I

- Chiều dài giếng ngắn

- Khối lượng đào lò ban đầunhỏ

- Thời gian bước vào sản xuấtnhanh, thu hồi vốn nhanh

- Sơ đồ vận tải, thông gió đơngiản

- Chiều dài giếng ngắn

- khối lượng lò xuyên vỉa nhỏ

- Khối lượng xây dựng sângiếng nhỏ

- Khối lượng đào lò banđâu lớn

- Thời gian đưa mỏ vàoxản xuất chậm hơnphương án I

- Sơ đồ vận tải, thông gióphức tạp

- Chiều dài giếng lớn

- Khối lượng lò xuyên vỉalớn

- Khối lượng xây dựngsân giếng lớn

Bảng II-8: Bảng so sánh các thông số mở vỉa của các phương án

Thông số so sánh Đơnvị Phương án I Phương án II Phương án III

So sánh kinh tế giữa các phương án mở vỉa.

Chi phí đào các đường lò của các phương án được tính trong các bảng sau:

Bảng II –6 : Chi phí đào lò phương án I

CHI PHÍ XDCB CỦA PHƯƠNG ÁN I

Loại công trình Chiều dài

(m)

Đơn giá (106 đ/m)

Thành tiền (106 đ)

Bảng II – 7 : Chi phí đào lò phương án II

CHI PHÍ XDCB CỦA P.ÁN II

Loại công trình Chiều dài

(m)

Đơn giá (106 đ/m)

Thành tiền (106 đ)

Bảng II – 8 : Chi phí đào lò phương án III

CHI PHÍ XDCB CỦA P.ÁN III

Loại công trình Chiều dài

(m)

Đơn giá (106 đ/m)

Thành tiền (106 đ)

Chi phí bảo vệ đường lò.

- Thời gian bảo vệ đường lò

+ Thời gian bảo vệ giếng được xác định theo công thức:

tn = tkt - (n-1)t1t ( năm )

Trong đó:

tn : thời gian bảo vệ giếng tầng n, năm;

tkt = 21 năm : thời gian khai thác hết phần ruộng mỏ ;

t 1t : thời gian khai thác 1 tầng, năm;

Theo tính toán ta xác định được tuổi mỏ là 21 năm và ruộng mỏ được chia thành tầng khai thác Điều kiện khai thác và sản lượng khai thác của các tầng khác nhau là khác nhau nên thời gian khai thác 1 tầng cũng khác nhau Tuy nhiên để đánh giá sơ bộ về thời gian cũng như chi phí bảo vệ giếng và các đường lò xuyên vỉa sau này, ta coi như thời gian khai thác của các tầng bằng nhau và tlt = = 4.2 (năm)

+ Thời gian bảo vệ lò xuyên vỉa được xác định theo công thức:

tn = (ttt + ttd), nămTrong đó: tn - Thời gian bảo vệ lò xuyên vỉa mức n, năm;

ttt - Thời gian khai thác hết tầng trên, năm;

ttd - Thời gian khai thác hết tầng dưới, năm;

- Chi phí bảo vệ đường lò

C = Cbv.L.tbv, (đồng)Trong đó:

Cbv : Đơn giá bảo vệ lò (đồng/m.năm);

L: Chiều dài lòcần bảo vệ, (m);

tbv: Thời gian cần bảo vệ, (năm);

Chi phí bảo vệ cácđường lò của các phương ánđược tính trong các bảng sau:

Bảng II – 9 : Chi phí bảo vệ lò phương án I

CHI PHÍ BẢO VỆ GIẾNG

(106đ/m.năm

Giếngđứng

Giếngphụ

Giếngđứng

Giếngphụ

CHI PHÍ BẢO VỆ LÒ XUYÊN VỈA

Bảng II – 10 : Chi phí bảo vệ lò phương án II

CHI PHÍ BẢO VỆ GIẾNG

(106đ/m.năm

Giếngđứng

Giếngphụ

Giếngđứng

Giếngphụ

CHI PHÍ BẢO VỆ LÒ XUYÊN VỈA VÀ LÒ THƯỢNG

106đ/m.nămLò

thượng

Xuyênvỉa

Lòthượng

Xuyênvỉa

Lòthượng

Xuyênvỉa

Bảng II – 11 : Chi phí bảo vệ lò phương án III

CHI PHÍ BẢO VỆ LÒ XUYÊN VỈA

Ltb - Chiều dài trung bình của lò vận tải,m ;

Q - Khối lượng than được vận tải qua đường lò, tấn ;Đvt - Đơn giá vận tải cho 1 tấn than,103đ/tấn.km ;

t – thời gian tồn tại đường lò (Năm)

Chi phi vận tải của các phương án được tính trong các bảng sau:

Bảng II – 12 : Chi phí vận tải phương án I

T(năm) Đvt

Bảng II – 14 : Chi phí vận tải phương án III

Phương án III(106)đ

Qua việc so sánh về mặt kinh tế - kỹ thuật, ta thấy phương án III mang tính ưu

việt hơn các phương án còn lại Do vậy chọn phương án III ‘‘Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng ” để làm phương án mở vỉa cho mỏ đã cho khi thiết kế khai thác từ mức +135 ÷ -200.

CHƯƠNG III HỆ THỐNG KHAI THÁC

III.3 Xác định các thông số của hệ thống khai thác.

III.3.1 Xác định chiều dài lò chợ và kiểm tra chiều dài lò chợ.

 Chiều cao tầng theo hướng dốc

Căn cứ vào phương án mở vỉa đã chọn và việc phân chia ruộng mỏ, chiềucao tầng theo hướng dốc được xác định :

htd : Chiều cao tầng theo hướng dốc, htd = 95,9 mhtr : Chiều cao trụ bảo vệ, được xác định theo công thức :

f

L H

tr

5

Đồ án lựa chọn hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ tầng nên chỉ có

1 trụ bảo vệ ở lò dọc vỉa vận tải

2.Kiểm tra lò chợ theo điều kiện thông gió

Chiều dài lò chợ đảm bảo điều kiện thông gió:

Ltg = γ

ϕ

.

60

1

max

c m q r n

m b

(m) Trong đó :

vmax : Tốc độ gió lớn nhất cho phép qua lò chợ, vmax = 4 (m/s)

b : Chiều rộng nhỏ nhất của lò chợ, b = 2 m khi lò chợ chống giá thủylực di động

m0 , m1 : Chiều cao lò chợ và chiều dày lớp khấu , mo = m1

ϕ

: Hệ số thu hẹp lò chợ do thiết bị, cột chống, ϕ

= 0,95

n : Số chu kỳ trong một ngày đêm , n = 1

r : Tiến độ chu kỳ, khi khấu than bằng khoan nổ mìn chống giá thủylực di động thì r = 1,6 m

q : Lượng khí tiêu chuẩn cho 1 tấn than khấu trong lò chợ , khi khaithác mỏ hạng II về khí và bụi nổ thì q = 1,25 m3/t-ngđ

C : Hệ số khai thác, C = 0,9

γ : Tỉ trọng của than, γ = 1,45 ( T/m3 )

 Ltg = = 109,2(m)

Vậy Lc = 81,3 m < 109 = Ltg,do vậy chiều dài lò chợ đảm bảo điều kiện thông gió

Từ đây ta chọn chiều dài lò chợ thiết kế là Lc =81,3 m

III.3.2 Chiều dày lớp khai thác

Chiều dày lớp khai thác phụ thuộc nhiều vào chiều cao chống giữ và côngnghệ khấu than trong lò chợ Khi khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ bằnggiá thủy lực di động thì chiều dày lớp khai thác là Mk =2m

III.3.3 Phân tích chọn tiến độ lò chợ

Tiến độ lò chợ phụ thuộc vào công nghệ chống giữ và công nghệ khấu than

ở mỗi công nghệ khác nhau thì tiến độ lò chợ cũng khác nhau Khi khấu than bằngkhoan nổ mìn, chống giữ bằng giá thủy lực di động thì tiến độ lò chợ r = 1,6m

III.3.4 Xác định số lượng lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo công suất mỏ

1.Sản lượng lò chợ trong 1 chu kỳ.

a, Sản lượng khấu gương 1 chu kỳ :

Ak = Lc Mk r kkt (tấn)

Trong đó :

Lc : chiều dài lò chợ, Lc = 81,3mMk: Chiều dày lớp khấu, Mk = 2 m

r :Tiến độ chu kỳ lò chợ , r = 1,6m: tỷ trọng của than, = 1,45 t/m3

nca : số ca thực hiện 1 chu kỳ lò chợ, nca = 3 ca

 Ang-đ = 450.1 = 450 (t/ng-đ)

3.Sản lượng năm của lò chợ

Sản lượng năm được xác định theo công thức:

An = Ang-đ Nn k (t/năm)

Trong đó:

Nn : Số ngày làm việc trong năm, Nn = 300 ngày

K : hệ số hoàn thành chu kỳ trong 1 ngày đêm, k=0,95

 A n = 450.300.0,95 = 128250 (t/năm)

4.Số lò chợ hoạt động đồng thời đảm bảo công suất mỏ

nđt = n

cb m A

A

A −

( lò chợ)Trong đó:

Am: Sản lượng mỏ, Am = 2 100 000 (t/năm)Acb : Lượng khoáng sản thu được trong quá trình chuẩn bị Acb = 10% Am= 0,1 2 100 000 = 210 000 (t)

 nđt = = 13,7 (lò chợ).

Ta chọn số lò chợ hoạt động đồng thời là 14 (lò chợ)

Ta lấy 2 lò chợ dự phòng

 Tổng số lò chợ cần thiết : n = 14 + 2 = 16 (lò chợ)

III.4 Quy trình công nghệ khai thác

Căn cứ vào điều kiện địa chất của khu mỏ và sản lượng thiết kế 2,2 triệutấn/năm, đồ án đề xuất 2 phương án công nghệ khai thác than cho khu mỏ:

Phương án I: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực di động.

Phương án II: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá khung di động.

III.4.1 Phương án I: “Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ

lò chợ bằng giá thủy lực di động’’

III.4.1.1.Phương pháp khấu than trong lò chợ

Phương pháp khấu than được sử dụng trong phương án là khoan nổ mìn

1 Chọn thiết bị khoan nổ mìn.

a Máy khoan điện

Thiết bị máy khoan điện cầm tay mã hiệu CΠP-19M để khoan gương than Đặc tính kỹ thuật của máy khoan CΠP-19M trong Bảng III-2

Bảng III-2 Đặc tính kỹ thuật của máy khoan CΠP-19M

- Dây điện: Dùng loại dây điện đơn loại 1mm của Việt Nam sản xuất

- Máy nổ mìn: Dùng loại máy nổ mìn BMK-1/100 của Liên Xô cũ

2 Các thông số khoan nổ mìn

a Chiều sâu lỗ khoan

Chiều sâu lỗ mìn xác định theo công thức:

Lk = η.sinα

1

r

(m ) Trong đó:

r1: Độ dịch chuyển của gương lò chợ sau 1 luồng khấu, r1 = 0,8 m

b.Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị

Chỉ tiêu thuốc nổ được xác định theo công thức:

q = q1 F v e, (kg/m3)Trong đó:

q1: Lượng thuốc nổ chuẩn, q1= 0,1.f với than có f = 2 ta chọn q1=0,15 kg/m3F: Hệ số kể đến cấu trúc của than , F = 1

v: Hệ số nén ép phụ thuộc vào mặt tự do,với 1 mặt tự do v = S

5,12

S: Tiết diện gương lò chợ, S = 81,3 2 = 162,6 m2

=> Lượng thuốc nổ trong 1 luồng khấu : Q1 = Q/2 = 61 (kg)

d Số lỗ mìn trên gương

- Số lỗ mìn trên gương được xácđịnh :

N1 = p k

s q

.

( lỗ)Trong đó:

q : chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị , q = 0,21 (kg/m3)

2

k d

=

1100 4

) 036 , 0 (

14 ,

- Khối lượng thuốc nổ trong 1 lỗ mìn :

ql = = = 0,2 (kg) Ta nạp 1 thỏi thuốc với khối lượng 0,2kg

=> Khối lượng thuốc thực tế trong 1 chu kỳ : Qtt = 306 0,2 = 61,2 (kg)

e Hộ chiếu khoan nổ mìn gương lò chợ

Lý lịch lỗ mìn trên gương được thể hiện trong bảng III-3

Bảng III-3 : Bảng lý lịch lỗ mìn trên gương

TT

Tên lỗ mìn

Chiềudài lỗ

mìn(m)

Thuốcnạp1 lỗ(kg)

Gócnghiênglỗ(độ) Loại

kíp

Loạithuốc nổ

Chiều

dài bua(m)

Máy nổmìn

Cáchđấu kíp

Thứtự nổMP

bằng

MPcạnh1÷100 Hàng

Kípđiệnan

AH-1

1 BMK1/100 Nốitiếp Đồng loạt ở

Phân

nền toàn đoạn

Hộ chiếu khoan nổ mìn gương lò chợ được thể hiện trên hình III.3

f.Tính toán nổ mìn hạ trần thu hồi than nóc.

Với cấu tạo của vỉa V8 có chiều dày là 5 m, khấu 2m lớp than nóc còn lại là 3

m Ta kiểm tra tính sập đổ của than nóc sau khi chuyển giá thuỷ lực

Tính khả năng tự đổ sập của than nóc:

Chiều dày giới hạn để lớp than nóc tự sập đổ được tính theo công thức:

q h

d

σ

44,2

=

(m)Trong đó: hd : chiều dày của dầm than nóc

q

L h

K d

σ

44,2

K

d = 2×σ

2

44,2

2

Trong đó:

L: Là chiều dài dải than hạ trần sau 1 lần di chuyển giá, L = 0,8m

σK : Là giới hạn bền kéo của than σK = 30kg/m 2 = 0,03T/m2

q : Là trọng lượng phần than tự gãy q2 = γhd

γ: Là tỷ trọng của than γ = 1,45T/m3.Thay số vào ta đươc: hd = 5,2 m

Vậy với chiều dày lớp than nóc hạ trần hht =3 (m) < hd = 5,2 (m) thì lớp thannóc tự sập đổ ngay sau khi di chuyển giá

III.4.1.2 Chọn hình thức vận chuyển hợp lý ở lò chợ

Do lò chợ có góc dốc 35o nên đồ án chọn phương tiện vận tải trong lò chợbằng máng trượt và sử dụng máng cào ở lò song song chân Sử dụng máng trượttrong lò chợ là hợp lý vì máng trượt phù hợp với điều kiện góc dốc của lò chợ vàchi phí vận hành, lắp đặt nhỏ Than khi khai thác ra từ lò chợ được vận tải quamáng trượt xuống là song song chân, qua họng sáo xuống lò dọc vỉa vận tải củatầng

III.4.1.3 Chọn phương pháp chống giữ lò chợ

a Áp lực tác dụng lên luồng gần gương

Bao gồm áp lực lớp than thu hồi trên nóc và áp lực do trọng lượng lớp đávách trực tiếp gây lên

Pg=(γt hth+ 1.h1) cosα ,( T/m2)

Trong đó:

γt: Tỷ trọng than, γt = 1,45 T/m 3hth: Chiều dày lớp than nóc, ht = 3 m1: Tỷ trọng lớp đá vách trực tiếp, 1= 2,6 (T/m 2)

h1 : chiều dày lớp vách trực tiếp, h1 = 9 m

đã khai thác hoặc dựa lên vì chống phá hỏa

 Độ võng của đá vách trực tiếp được xác địng theo công thức :

f1 = 1 1

4 1 1 1J.E.8

l

h

γ

, cm Trong đó:

1: Trọng lượng thể tích đá vách trực tiếp, 1= 2,6T/m 3= 2,6.10-3kG/cm3

h1 : Chiều dày lớp đá vách trực tiếp , h1 = 9 ml1 : Chiều dài lớn nhất của dầm công sơn đá vách trực tiếp l1 = b + lph

b: Chiều rộng nhỏ nhất của lò chợ , b= 2mlph : Bước phá hỏa thường kỳ , lph = 1,6 m

 l1 = 2 + 1,6 = 3,6 m = 360 cm

E1 : Mô đun đàn hồi của đá vách trực tiếp

E1 =

2 1 1

1 1 ) (

4

k n

k n E E

E E

1 1 1

3 1 1

+

E E

E h h

h J

k n

.2

.( 2

1

3 1 2

2 2

2 1 2 2

2

J E

γ

, cm Trong đó:

2: Trọng lượng thể tích của đá vách cơ bản, 2 = 2,6T/m 3=2,6.10

-3kG/m3

h2: Chiều dày lớp đá vách cơ bản , h2 = 12 m = 1200 cml2: Chiều dài lớn nhất của dầm công sơn đá vách cơ bản

l2 = = 3952 (cm)

u: ứng suất uốn tức thời của đá vách cơ bản, σu

= 250 KG/cm2E2: Mô đun đàn hồi của đá vách cơ bản

E2 =

2 2 2

2 2 ) (

4

k n

k n E E

E E

10 150 10

450 (

10 150 10 450

2 3 3

3 3

cm KG

= +

J2: Mô men quán tính đối với trục trung hoà của vách cơ bản, cm4

2 2 2 2

2 2 2

3 2 2

+

E E

E h h

h J

k n

n

= + 1200= 29638512,63 (cm4)

 f2 = 0,003 (cm)

Ta có: f1> f2 , do đó chỉ cóđá vách trực tiếp tác dụng lên luồng phá hỏa

 Áp lực của vách trực tiếp tác dụng lên vì chống phá hoả

Pph =

α

γ

cos 8

) 6 8 3 (

1 1

b

l l

b b

Để chống khám chân lò chợ sử dụng cột thủy lực đơn DZ22 và xà hộpHDSBF-3600.

Bảng III-4: Bảng đặc tính kỹ thuật của giá thủy lực di động XDY-1T2/LY.

Bảng III-5: Bảng đặc tính kỹ thuật của cột thủy lực đơn DZ22

Khoảng cách giữa các giá :

k: hệ số an toàn của giá, k= 1,2

Để đảm bảo cho giá làm việc an toàn, chọn khoảng cách giữa các giá : L = 1(m)

3.Tính số lượng cột chống.

- Số lượng giá thủy lực di động XDY cho lò chợ.

Với lò chợ dài Lc = 81,3 m, chiều dài khám chân lò chợ là 3,6m đượcchống bằng cột thủy lực đơn và xà hộp, khoảng cách giữa các giá thủy lực trong lòchợ là L=1m Do đó số lượng giá cần thiết cho lò chợ :

Ngiá = = 77,7 (giá) Lấy 78 giá

Lấy dự phòng giá cho lò chợ là 10% Khi đó giá thủy lực di động XDY cầnthiết cho lò chợ là : Ngct = 78+ 0,1.78 = 86(giá)

- Số cột thủy lực đơn và xà hộp cần thiết.

Cột thủy lực đơn DZ22và xà hộp HDSBF-3600 sử dụng để chống khámđầu, cột thủy lực chống tăng cường khu vực ngã ba giữa lò dọc vỉa vận tải với lòchợ với lò song song chân, dọc vỉa thông gió

Tại khám chân chống giữ bằng 5 cặp xà hộp và cột thủy lực đơn, mỗi cặp xàđược chống bằng 9 cột thủy lực đơn , trong đó có 8 cột chống chính dưới mỗi xàhộp và 1 cột chống tăng cường dưới gánh phía luồng phá hoả

 Số cột TLĐ chống khám chân là: Ntld1 = 5.9.= 45 (cột)

 Số lượng xà hộp HDSBF- 3600 chống giữ khám chân : Nx1 = 5.2=10 (xà)

Tại ngã ba giữa lò chợ với lò song song chân và lò dọc vỉa thông gió, vận tảitrong phạm vi 15 m vượt trước gương lòchợ được chống tăng cường bằng hai hàng gánh tăng cường cột thuỷ lực đơn DZ-22kết hợp xà hộp HDSBF- 3600, mỗi

xà hộp được chống 03 cột TLĐ.Do đósố lượng xà hộp và cột TLD sử dụng:

Nx2 =

2 4 , 2 15

.2 = 25 (xà)Ntld2 = 25.3 = 75 (cột)Tổng số cột thuỷ lực đơn DZ-22 và số xà hộp HDSBF-3600 cần thiết cho lò chợ

kể cả dự phòng 10% :

Ntld = (Ntld1 + Ntld2 ).1,1 = (45 + 75).1,1 = 132 (cột)

Nx = ( Nx1 + Nx2 ) 1,1 = (10 + 25) 1,1 = 39 (xà)

4.Lập hộ chiếu chống lò chợ

Từ các kết quả tính toán ở trên, đồán lập hộ chiếu chống lò chợ như sau :

- Chiều dài lò chợ theo hướng dốc : 81,3 (m);

- Chiều rộng lò chợ tối thiểu là 2 (m) ( bằng chiều dài giá) và tối đa là 2+1,6 =3,6 (m);

- Khoảng cách giữa các giá XDY theo hướng dốc là: 1,0 (m);

- Khám chân được chống giữ bằng cột thuỷ lực đơn DZ-22 và xà hộpHDFBC- 3600, khoảng cách giữa các cặp xà hộp là 0,8 (m)

- Tại ngã ba giữa lò chợ với lò song song chân và lò dọc vỉa thông gió trongphạm vi 15 m vượt trước gương lòchợ được chống tăng cường bằng hai hàng gánh

tăng cường cột thuỷ lực đơn DZ-22 kết hợp xà hộp HDSBF- 3600, mỗi xà hộpđược chống 03 cột TLĐ

Hộ chiếu chống giữ lò chợ được thể hiện trên hình vẽ III.4

III.4.1.4 Điều khiển đá vách

1.Kiểm tra sự lấp đầy khi vách trực tiếp sụp đổ.

Căn cứ vào điều kiện địa chất, tính chất cơ lý của đá vách, ta áp dụng

phương pháp điều khiển đá vách bằng phá hoả toàn phần.

Kiểm tra điều kiện lấp đầy của đất đá phá hoả

1 1

−

≥

r

kt k

m h

Trong đó

h1: Chiều dày của vách trực tiếp, h1 = 9 m

kr : Hệ số nở rời của đất đá vách , k = 2

mkt : chiều dày thực tế khai thác được của vỉa than

Vỉa than có chiều dày là 5 m, có chiều dày lớp khấu là 2 m và chiều dày lớp thuhồi là 3 thì chiều dày lớp than khai thác được :

mkt = 2 kkt + 3 kth

kkt : Hệ số khai thác, kkt = 0,9kth : Hệ số thu hồi than nóc, kth = 0,7mkh = 2 0,9 + 3 0,7 = 3.9(m)

 = 3,9 (m) mkt

 h1 =9 m > 2,75(m)

Do đó khi vách trực tiếp sụp đổ thoả mãn điều kiện lấp đầy khoảng trốngđãkhai thác

2.Tính toán bước phá hỏa ban đầu.

Bước phá hỏa ban đầu phụ thuộc vào bước sập đổ ban đầu của đá vách trựctiếp Theo GS Boorrisop, bước sập đổ ban đầu của đá vách trực tiếp được xác địnhtheo công thức :

)1(

2 2 1

µ

σζ

ζ

: Hệ số giảm khẩu độ do bị rão khi uốn của đá vách,ζ

= 0,45h1: Chiều dày đá vách trực tiếp, h1 = 9 m

q: Tải trọng của đá vách trực tiếp, q = γ1 h1= 2,67 9 = 24,3 T/m 2

µ

:Hệ số biến dạng ngang ,µ

= 0,25

 Lbd =0,45 = 21 (m)

Ta chọn bước phá hỏa ban đầu là Lbd = 21 m

3 Bước phá hỏa thường kỳ

Bước phá hỏa thường kỳ trong lò chợ được lấy bằng tiến độ của gương lòsau mỗi chu kỳ lò chợ là 1,6m

III.4.2 Tổ chức sản xuất gương lò chợ khai thác

III.4.2.1.Khối lượng các công việc trong 1 chu kỳ lò chợ

Trong 1 chu kỳ lò chợ gồm các công việc:

(người)Trong đó:

Vi: Khối lượng công việc thứ i;

Di : Định mức công việc thứ i;

Kết quả tính toán thể hiện trong Bảng III-15

Bảng III-15 Bảng tính toán số người cần thiết trong một chu kỳ lò chợ

(V i )

Định mức ( D i )

N i

(Người )

Như vậy tổng số người cần thiết để hoàn thành công việc trong một chu kỳ là

60 người Đồ án bố trí đội thợ gồm 60 người chia làm 3 ca, mỗi ca 20 người đểthực hiện các công việc

 Hệ số vượt mức : Kvm = = 1,0035

II.4.2.3 Thời gian hoàn thành các công việc trong một chy kỳ

Thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ được xác định theocông thức :

vm tt

ca i i

K N

T N T

Ni: Số người cần thiết thực hiện công việc thứ i;

Tca : Thời gian làm việc trong 1 ca, Tca = 8h;

: Hệ số tính đến thời gian nghỉ, =

875 , 0 8

T T

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

Kết quả tính toán thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ được thể

hiện trong Bảng III-16.

Bảng III-16 Bảng tính toán thời gian hoàn thành các công việctrong một chu

3 Sửa nóc,nâng tấm đỡ gương,

III.4.2.4, Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất và biểu đồ bố trí nhân lực

Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất và bố trí nhân lực lò chợ được thể hiện trong hình III.8.

(có trong hình autocad)

III.4.2.5, Tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lò chợ

1 Sản lượng khấu gương một chu kỳ lò chợ.

Trong đó : Nng-d : số công nhân làm việc trong 1 ngày đêm, Nng-d = 60 người

8 Chi phí thuốc nổ cho 1000 tấn than.

Lượng thuốc nổ cho 1 chu kỳ : Qsd = Qtt + Qph = 121,8 + 131 =252,8kg.Khối lượng thuốc nổ cho 1000 tấn than:

1000 1000

ck

sd A

Q

Q =

=.1000 =601 (kg/1000t)

 Chi phí thuốc nổ cho 1000 tấn than: Ctl = Q1000 C’tn (đ/1000t)

Trong đó : C’tn : Đơn giá của thuốc nổ AH1, C’tn = 29894 (đ/kg)

ck

ksd A N

= 1000 = 671 (kíp/1000t)

 Chi phí kíp nổ cho 1000 tấn than: Ck= Nksd1000.C’k (đ/1000t)

Trong đó : C’k : Đơn giá kíp nổ sử dụng, C’k = 8 990 (đ/kíp)

 Ck =592 8990 = 5322080 (đ/1000t)

10 Chi phí nhũ tương cho 1000 tấn than

Mỗi bộ giá thủy lực di động chi phí 34kg dung dịch nhũ tương cho 1 lầndịch chuyển, 1 chu kỳ chi phí : 2.34= 68kg dung dịch nhũ tương cho 1 bộ giá

Mỗi cột thủy lực đơn chi phí 5kg dung dịch nhũ tương trong 1 lần di chuyển,chi phí 1 chu kỳ cho 1 cột thủy lựcđơn là : 2.5 = 10 kg

Khối lượng nhũ tương cho 1 chu kỳ lò chợ với nồng độ yêu cầu 2% là :Mnt = [68 114 + 10 (45 + 75) ].0,02=179,04(kg)

 Khối lượng nhũ tương cho 1000 tấn than :

11 Chi phí gỗ cho 1000 tấn than.

Gỗ dùng để làm văng và cược ngăn đất đá phá hỏa ở khám chân lò

chợ(chống bằng cột TLĐ+xà hộp), ta sử dụng gỗφ

(80÷100), dài 0,8m và 1,2m Mỗi xà hộp sử dụng 3 văng và giữa 2 khoang vì chống sử dụng 2 cây gỗ cược ngănđất đá phá khỏa

Khi đó khối lượng gỗ cần thiết cho 1 chu kỳ lò chợ:

Vg =

4 2 ).

2 , 1 8 , 0 (

4

1 , 0 14 ,

+

=0,126 (m3)

 Lượng gỗ cho 1000 tấn than: Vg1000 = 100= 0,14 (m3/1000t)

 Chi phí gỗ cho 1000 tấn than:

Cg = Vg1000 C’g = 0,14 799 622 = 111 947,08 (đ/1000t)

Trong đó : C’g : Đơn giá gỗφ

100, C’g = 799 622 (đ/m3)

14 Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 tấn than.

 Số mét lò trong khu vực khai thác gồm : Lò cắt ban đấu, lò songsong chân và họng sáo

- Chiều dài theo phương của trụ bảo vệ : Ltr = 50m và chiều cao 6,04m

- Chiều dài theo phương của khu khai thác ( lấy chiều dài 1 cánh)

Lp=900m

- Khoảng cách giữa các họng sáo : lhs = Ltr = 50m

 Số họng sáo trong khu khai thác : Nhs =

18 50

900 =

=

hs

p l L

(họng sáo)

 Số mét họng sáo : Lhs = 6,04 18 = 108,72m

- Chiều dài lò song song chân : Lss = 500 m

- Chiều dài lò cắt ban đâu , Lcbd = 81,3m