Khu vực mỏ đá vôi Tràng Đà có vị trí giao thông khá thuận lợi, mỏ cách thị xã 5km. Từ Quốc lộ số 2 Hà Nội – Tuyên Quang có đường cấp phối vào đến khu mỏ. Ngoài ra hệ thống đường liên xã, đường lâm nghiệp khá phát triển, ô tô vận tải có thể đi lại được.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN KHAI THÁC LỘ THIÊN ****** - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KHAI THÁC LỘ THIÊN PhÇn chung:ThiÕt kÕ sở cho mỏ đá Trng Phần chuyên đề:Nghiên cøu lùa chän Đồng thiết bị khai thác đá vôi mỏ đá vôi Tràng đà Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thiết kế: Th.SLê Thị Minh HạnhNguyễn Thanh Tùng HÀ NỘI, 2016 Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 CHƯƠNG TÌNH HÌNH CHUNG CỦA VÙNG MỎ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ KHOÁNG SÀNG 1.1.ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ Xà HỘI 1.1.1.Điều kiện địa lý a.Vị trí địa lý khu vực khai thác Mỏ đá vôi thuộc xã Tràng Đà, thị xã Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang Mỏ nằm cách thị xã Tun Quang khoảng km phía Đơng Bắc, vị trí khu mỏ nằm giới hạn toạ độ hệ VN 2000 sau: X = 2416.800 ÷ 2417.650 Y = 418.170 ÷ 419.400 b.Địa hình Khu vực mỏ đá vôi Tràng Đà thuộc vùng đồi núi thấp, độ cao tuyệt đối từ 23,5m phía chân núi, đỉnh cao khu vực mỏ mức +164,5m Địa hình có xu hướng thấp dần phía Tây, Tây Nam Địa hình khu mỏ hiểm trở bị phân cách mạnh, khu mỏ khơng có đất phủ mà có loại gai, leo Phía Tây Nam khu mỏ đồng ruộng tương đối phẳng Nhìn chung, vùng mỏ có điều kiện lại dễ dàng, thuận lợi cho công tác khai thác mỏ Chi tiết xem đổ địa hình mặt cắt địa chất Phía Tây khu mỏ Sơng Lơ, lịng sơng rộng sâu, tàu thuyền trọng tải lớn lại dễ dàng Gần khu vực mỏ có ngịi n Lĩnh suối chảy qua phía Bắc khu mỏ, ngồi cịn hệ thống khe lạch nhỏ, suối cạn hợp lưu với ngòi Yên Lĩnh đổ sơng Lơ phía Tây Bắc Đây điều kiện thuận lợi cho công tác tháo nước mỏ Suối nhỏ phía Tây Nam khai trường có lưu lượng nước không lớn, chủ yếu vào mùa mưa, mùa khơ nước Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 c.Khí hậu Khu mỏ có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung hàng năm 220C Lạnh vào tháng 12; 1; với nhiệt độ từ 10÷150C Nóng vào tháng 6; 7; với nhiệt độ 25÷300C Mưa nhiều vào tháng 7; 8; 9, mưa vào tháng 12; 1; Độ ẩm trung bình 80÷85% Khí hậu khu mỏ thuận lợi cho cơng tác khai thác d.Điều kiện giao thông, thông tin liên lạc Khu vực mỏ đá vơi Tràng Đà có vị trí giao thông thuận lợi, mỏ cách thị xã 5km Từ Quốc lộ số Hà Nội – Tuyên Quang có đường cấp phối vào đến khu mỏ Ngồi hệ thống đường liên xã, đường lâm nghiệp phát triển, tơ vận tải lại Từ mỏ đá vôi đến Nhà máy xi măng Tân Quang khoảng 1km, có tuyến đường liên lạc từ đường liên huyện vào đến mỏ Khi mỏ vào hoạt động cần cải tạo nâng cấp đoạn đường cấp phối đến trạm đập Sông Lô hệ thống đường quan trọng khu vực, tàu thuyền, canơ vận chuyển hành khách, hàng hố lại thuận lợi Tại khu mỏ có hệ thống thơng tin: Điện thoại cố định, mạng thông tin di động, Fax Hiện nay, hệ thống thông tin liên lạc khu mỏ hoạt động tốt, đáp ứng yêu cầu sản xuất Khi khu mỏ vào hoạt động đầu tư hệ thống thuê bao điện thoại cố định Văn phịng xí nghiệp khu vực xưởng bảo dưỡng thiết bị 1.1.2.Điều kiện kinh tế xã hội Dân cư vùng chủ yếu người kinh sống tập trung thành làng xóm ven sơng Lơ ven đường Các dân tộc thiểu số Thanh Y, Tày, Nùng v.v sống rải rác ven chân núi Dân vùng sống chủ yếu nghề làm ruộng, trồng chè Một số làm việc lâm trường Tun Bình Xí nghiệp xi măng Tuyên Quang Đời sống nhân dân chưa cao, xã Tràng Đà, Tân Long có trường học, có điện thắp sáng, loa đài truyền bệnh xá khám chữa bệnh Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 Khu vực khai thác mỏ khơng có đền chùa, di tích lịch sử cảnh quan hấp dẫn du lịch Việc đầu tư khai thác mỏ đá vôi, đá sét xây dựng Nhà máy xi măng Tân Quang có tác động tích cực đến việc tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho nhân dân khu vực góp phần phát triển kinh tế xã hội tỉnh Tuyên Quang 1.2.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ 1.2.1.lịch sử thăm dò thiết kế mỏ 1.2.1.1 Lịch sử thăm dò Khu vực mỏ đá vôi Tràng Đà trải qua giai đoạn thăm dò sau: - Năm 1963, DopjiKốp A.E tác giả khác đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 phần Miền Bắc, có vùng Tuyên Quang Các đá vùng nghiên cứu xếp vào hệ tầng Nà Hang (PR nh) - Năm 1968, Phạm Đình Long nhà địa chất Đoàn 206 tiến hành đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 tờ Tuyên Quang có khu vực khảo sát thăm dò Các tác giả xếp đá phiến sét vào phần thấp điệp Đạo Viện (∈1dv), phủ không chỉnh hợp lên đá vôi tầng Khe Lau (Dze-gvkl) - Năm 1981, cơng trình chỉnh lý, tổng hợp đồ địa chất lỷ lệ 1:500.000 toàn quốc (Trần Đức Lương NNK), tác giả xác lập đá khu vực Tràng Đà - Năm 1993, Xí nghiệp KSXD số 2- Bộ Xây dựng tiến hành thăm dò sét diện tích nhỏ (5,5 ha) khu vực Tràng Đà (phạm vi đồi 83,6m) Nguyên liệu sét, đá vơi xí nghiệp xi măng Tun Quang khai thác từ 1979 đến cho sản xuất xi măng lị đứng cơng suất vạn tấn/năm - Năm 1996 Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm khai thác mỏ Trường đại học Mỏ - Địa chất tiến hành khảo sát thăm dị địa chất mỏ đá vơi sét Tràng Đà Tuyên Quang Kết thăm dò xác định tổng trữ lượng đá vôi cấp C + C2 559.025 ngàn Trong cấp C1 152.847 cấp C2 406.178 ngàn Trữ lượng đá sét cấp C1 + C2 102.000 Trong cấp C1 – 26.536 ngàn tấn, cấp C2 75.471 ngàn Với chất lượng đá vôi sét đủ đảm bảo tiêu chuẩn làm vật liệu sản xuất xi măng Pooclăng tổng hợp Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 - Năm 2001 Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm khai thác mỏ tiếp tục thăm dị nâng cấp trữ lượng đá vơi đá sét mỏ Tràng Đà - Tuyên Quang Trữ lượng tính đến 30 tháng 11 năm 2001 - Năm 2007 Cơng ty Cổ phần địa chất khống sản Hà Nội lập báo cáo kết chuyển đổi cấp trữ lượng cấp tài nguyên đá vôi khối I-C1 đá sét khối II-C1 mỏ Tràng Đà Tuyên Quang Các kết thăm dò qua giai đoạn cho thấy trữ lượng chất lượng đá vôi mỏ Tràng Đà đủ điều kiện để làm nguyên liệu cung cấp cho sản xuất xi măng pooclăng 1.2.1.2 Lịch sử thiết kế mỏ Năm 2001 Viện khoa học vật liệu Xây dựng lập Báo cáo nghiên cứu khả thi mỏ đá vôi Tràng Đà- Tuyên Quang cung cấp nguyên liệu cho cho Nhà máy xi măng Tuyên Quang Trữ lượng khai thác cấp B + C1 39,56 triệu tấn, công suất khai thác mỏ 406.075 tấn/năm Tuy nhiên, nhiều nguyên nhân khách quan Nhà máy xi măng Tuyên Quang chưa đầu tư xây dựng Nên mỏ đá vôi Tràng Đà chưa đầu tư khai thác Đến theo kế hoạch Công ty Cổ phần xi măng Tân Quang- VVMI đầu tư xây dựng nhà máy xi măng Tân Quang với công suất 910.000 tấn/năm vào hoạt động từ năm 2010 Do vậy, việc lập dự án đầu tư khai thác mỏ đá vôi Tràng Đà Tuyên Quang cần thiết 1.2.2 Địa tầng khu mỏ 1.2.2.1 Hệ Shua, thống – Hệ Devon, thống Hệ tầng Phía Phương, Phụ hệ tầng (S2-D1pp2) Các đá hệ tầng Phia Phương, phụ hệ tầng phân bố chủ yếu phần phía Đơng vùng cơng tác, chúng bao gồm trầm tích lục nguyên – cacbonat Dựa vào đặc điểm thạch học mối quan hệ địa tầng, phân tập - Tập (S2-D1pp12): Thành phần thạch học gồm chủ yếu đá phiến sét, đá phiến thạch anh – xerixit, xen lớp mỏng quăczit đá phiến sét vôi, cát bột kết vôi Đá có màu xám, xám phớt lục, phong hố có màu vàng, màu đỏ Đá bị ép Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 phân phiến mỏng, khoáng vật sét tái kết tinh yếu Các đá phụ hệ tầng nằm tương đối phức tạp, cắm theo phương Tây Bắc, Tây Tây Nam Góc dốc thay đổi từ 25÷350 đến 50÷600, trung bình từ 30÷400 - Tập (S2-D1pp22): Gồm trầm tích cacbonnat Đá tập nằm chỉnh hợp đá trầm tích lục nguyên tập Thành phần thạch học gồm: Đá vôi màu xám, xám sáng, xám đen Phần lớn chúng bị phong hoá, canxits hoá yếu Dọc theo đứt gãy kinh tuyến, đá vơi bị đập vỡ mạnh, bị thạch anh hố dạng quăczit vơi bị đơlơmít hố yếu Các thể đá vơi bị đơlơmít hố yếu thường có dạng ổ, dạng đốm Đá có màu hồng nhạt, độ sủi bọt tác dụng với axit Ở phần thấp tập gặp lớp mỏng cát kết vôi bị quăczit hố Tập đá vơi tầng sản phẩm đối tượng khảo sát thăm dò nguyên liệu sản xuất xi măng (sẽ mô tả tỷ mỷ phần sau) 1.2.2.2 Hệ Devon, thống dưới-Điệp Đại Thị (D1dt): Các đá điệp Đại Thị vùng thành tập - Tập (D1dt1): Chuyển tiếp từ đá lục nguyên – cácbonat phụ hệ tầng – Hệ tầng Phía Phương thành tạo trầm tích lục nguyên thuộc tập 1, Điệp Đại Thị Thành phần thạch học tập gồm đá phiến sét (chiếm chủ yếu), đá phiến thạch anh –xerixit, đá phiến –xerixit, xen kẹp đá phiến gặp vài lớp mỏng cát kết hạt nhỏ, cát bột kết đá có màu xám, bị phong hố chuyển sang màu vàng màu nâu - Tập (D1dt2): Các đá phân bố diện hẹp phía Bắc Thành phần thạch học tập gồm chủ yếu trầm tích cacbonat Chuyển tiếp từ tập lên tập gặp lớp cát kết hạt nhỏ bị quăczit hoá, màu xám, dày khoảng cm Xen kẹp quăczit có lớp đá hoa màu xám trắng hạt nhỏ, dày 50÷60cm Ở phần thấp tập đá vôi gặp lớp sét vôi phân lớp mỏng, màu xám sẫm Đá cắm Tây Bắc với góc dốc từ 35÷400 Tiếp tục lên phần tập chủ yếu gặp đá vơi màu xám đen, xám nhạt, đơi chỗ có mùi bitum Tập đá vôi nhiều chỗ bị hoa hoá yếu, hạt nhỏ, màu xám sáng Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 Đá vôi có hạt mịn màu xám, xám sẫm, xám sáng đến xám trắng, kich thước hạt canxit nhỏ có độ hạt khơng đều, đá vơi tinh khiết, thành phần khoáng vật canxit chiếm chủ yếu từ 95-99% Đơi chỗ đá vơi mầu đen có mùi bitum Trong đới phá huỷ kiến tạo đôi chỗ đá vôi bị đolơmit hố yếu, đolomit thứ sinh có dạng đốm, dạng ổ nhỏ, dạng thấu kính đá vơi Thành phần khống vật đá vơi đolomit hố sau: Canxit 90-95%, đolomit từ vài % đến 5-10%, thạch anh chiếm vài %, khống vật quặng 1.2.3 Đặc điểm kiến tạo Trong khu mỏ đá vôi Tràng Đà có đứt gãy sau: - Đứt gãy phương Đơng Bắc – Tây Nam: Đứt gãy tạo nên ranh giới tự nhiên khu mỏ đá vôi đá sét khu mỏ Tràng Đà Đứt gãy có vai trị làm cho tập trầm tích cacbonat nằm trầm tích lục nguyên nâng cao lộ thành mỏ đá vơi có giá trị cơng nghiệp - Hệ thống đứt gãy kinh tuyến: Hệ thống đứt gãy xuất muộn Liên quan với hệ thống đứt gãy phát triển hệ thống khe nứt theo phương khác phát sinh tượng đolomit hoá - Hệ thống đứt gãy vĩ tuyến: Hệ thống đứt gãy xuất sớm bị hệ thống đứt gãy kinh tuyến làm dịch chuyển Hệ thống đứt gãy không bị ảnh hưởng lớn đến cấu trúc địa chất chất lượng đá vơi khu mỏ 1.2.3.1 Thành phần khống vật Theo kết thăm dò cho thấy mỏ đá vôi Tràng Đà cấu thành loại đá sau: Đá vơi chiếm 60÷65%, đá vơi lẫn vật chất sét 25÷30%, đá vơi bị đơlomít hố yếu chiếm 3÷3,5%, sét vơi chiếm 0,5÷1%, quăczít vơi, dăm kết vơi chiếm 0,5÷1,5% travectin vơi chiếm < 0,5% Kết phân tích mẫu hố cho thấy: Hàm lượng CaO dao động khoảng từ 36,55%÷55,65%, trung bình 52,80% hàm lượng MgO dao động khoảng từ 0,08÷8,93%, trung bình 1,83% Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 Kết phân tích mẫu lý đá cho thấy đá vơi Tràng Đà có độ ẩm tự nhiên nhỏ, độ vững bền thấp, dễ đập vỡ nghiền nhỏ 1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN – ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 1.3.1 Đặc điểm địa chất cơng trình Đặc điểm điều kiện địa chất cơng trình mỏ đá vôi sau: Các thành tạo đá cacbonat hệ tầng Phia Phương khu mỏ có thành phần thạch học chủ yếu đá vôi mầu xám xanh, xám sáng, đá vơi bị đơlomít hố yếu Đá rắn chắc, cấu tạo phân lớp dày đến dạng khối có sức bền học cao Chỉ tiêu lý đá đá vôi xem bảng 1.1 TT Bảng 1.1: Giá trị trung bình tiêu lý đá vơi Các tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị Độ ẩm tự nhiên W % 0,084 Trọng lượng thể tích tự nhiên γtn g/cm2 2,70 Độ rỗng n % 0,59 Cường độ kháng nén σN Kg/cm2 854,4 Độ bền bão hoà σNbb Kg/cm2 77,4 Lực dính kết C Kg/cm2 297,6 Góc nội ma sát ϕ Độ 33046′ 1.3.2 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 1.3.2.1 Nước mặt Trong khu vực mỏ nước mặt tập trung chủ yếu suối nhỏ phía Tây Bắc mỏ đá vôi Chiều rộng suối khoảng 1,5m, sâu 40÷50cm, tốc độ nước chảy chậm Nước mặt thuộc loại Bicacbonnat clorua magiê canxi Suối nằm thấp cốt cao kết thúc khai thác mỏ (mức +30), nên thường khơng ảnh hưởng tới q trình khai thác mỏ Phía Tây Nam khu mỏ có sơng Lơ chảy qua, điều kiện thuận lợi cho trình thoát nước mặt khu vực Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 1.3.2.2 Nước đất Nước đất khu mỏ Tràng Đà tồn lỗ hổng đất đá trầm tích hệ Đệ Tứ, khe nứt thành tạo hệ tầng Đại Thị (D 1dt) khe nứt Castơ hệ tầng Phia Phương (S2 - D1pp) Dựa vào phân bố, điều kiện tàng trữ chia phân vị địa chất thuỷ văn sau: a Nước đất đá lỗ hổng trầm tích Đệ Tứ Các trầm tích bở rời Đệ Tứ khu vực mỏ bao gồm bồi tích đại tàn tích – sườn tích hệ tầng Đại Thị (D1dt) - Bồi tích đại phân bố rộng rãi khu thung lũng núi, ao ruộng nước Thành phần thạch học chủ yếu gồm: Bột, sét, cát, bột lẫn sỏi, cuội sỏi đa khoáng Nước đất tồn trầm tích dạng nước lỗ hổng Mực nước giếng dân đào thường nằm sâu cách mặt đất khoảng 13÷15m, phần lớn giếng thường cạn kiệt vào mùa khô Nước bồi tích khơng ảnh hưởng tới q trình khai thác mỏ - Tàn tích - sườn tích phiến đá thạch anh sericit hệ tầng Đại Thị (D1dt) Theo kết khoan khai đào thăm dị chiều dày lớp đạt tới 20÷30m, tính phần bán phong hố lên tới 50m Đây đối tượng sét khai thác làm nguyên liệu xi măng b Nước đất thành tạo hệ tầng Phia Phương (S2-D1pp) Thành tạo cácbonat hệ tầng Phia Phương phân bố rộng khắp khu mỏ Phần phía Tây, Tây Bắc bị phủ trầm tích hệ Đệ Tứ khơng phân chia bồi tích đại Thành phần thạch học chủ yếu đá vôi, đá vôi bị đơlomít hố yếu… Lưu lượng nước thay đổi từ 0,02÷15,0 l/s, tỷ lưu lượng q = 0,001÷1,09 l/sm Hệ số dẫn nước biến thiên từ 112 m3/ngày đến 508 m3/ngày Kết phân tích hố học nước cho thấy: Nước đất khơng mùi, vị nhạt có thơng số sau: - PH = 5,6÷8,5 - Độ cứng tổng quát: 0,076÷7,1 mge/l 10 Nguyễn Thanh Tùng Lớp: Khai thác G – K56 Kd - hệ số xúc đầy gầu, kđ = 0,85 γd - dung trọng đất đá, γd = 2,7tấn/ m3 Thay giá trị vào công thức (2.22) ta được: T2 = 0,5= 2,12 phút - Thời gian ôtô: T3 T3= 2.L Vtb , phút (2.24) Trong đó: L- chiều dài quãng đường núi, L2 =1,365 km Vtb- vận tốc trung bình xe, Vtb = 20 km/h Thay giá trị vào công thức (2.24) ta được: T3 = = 0,13 h =8,19 phút Chu kỳ chuyến xe: TC = T1 + T2 + T3 = + 3,4 +8,19 = 15,59 phút 2.3.2 Năng suất làm việc ôtô - Năng suất làm việc thực tế ôtô ca: Qca = Vo K v η 60.Tca TC , m3/ca (2.25) Trong đó: Vo - dung tích thùng xe ơtơ, Vo = 11,2 m3 Kv - hệ số sử dụng dung tích thùng xe ơtơ, ta có Kv = 0,7 η- hệ số sử dụng thời gian ôtô, η = 0,85 Tca- thời gian ca làm việc, Tca = 8h TC - chu kỳ chuyến xe, TC = 15,59 phút Thay giá trị vào công thức (2.25) ta được: Qca = = 219,8 m3/ca - Năng suất thực tế ôtô năm: Qn = Qca.n.N, m3/năm 144 (2.26) Trong đó: n - số ca làm việc ngày, n = ca N - số ngày làm việc năm, N = 290 ngày Thay giá trị vào công thức (2.26) ta được: Qn = 219,8.2.290 = 127503,27 m3/năm 2.3.3 Số ôtô cần thiết phục vụ mỏ No = Am K dt Qn , xe (2.27) Trong đó: Am - sản lượng năm mỏ, Am = 951562,5/2,7 m3/năm Qn - suất ô tô năm, Qn = 127503,27 m3/năm Kdt - hệ số dự trữ thiết bị, Kdt = 1,25 Thay giá trị vào công thức (2.27) ta được: Noto = 1,25= 2,7xe Để đảm bảo sản lượng mỏ ta chọn No = 3xe 2.4 Máy gạt Sử dụng máy gạtCAT – D7R để gom đá, san gạt mặt làm công việc phụ trợ khác Bảng 2.15 Đặc tính kỹ thuật máy gạt CAT – D7R T Các thông số Đơn vị Giá trị T Công suất bánh đà kW 179 Trọng lượng máy Khả vượt dốc Kg độ 24758 30 Dung tích bàn gạt m Mm Mm Mm Mm Chiều rộng bàn gạt Chiều cao bàn gạt Chiều cao máy Chiều dài máy 2.4.1 Năng suất máy gạt - Năng suất làm việc thực tế máy gạt ca: 145 5,2 3904 1363 3372 6913 Qca= 3600.Tca V K d η Tck K r , m3/ca (2.28) Trong đó: V- thể tích đất đá trước bàn gạt, V= 5,2 m3 Tca - thời gian ca làm việc, Tca= 8h Kd- hệ số thay đổi suất máy ủi, Kd = η η - hệ số sử dụng thời gian, = 0,9 Tck - thời gian chu kỳ gạt, Tck=250s Thay giá trị vào công thức (2.28) ta được: 3600.8.5, 2.1.0,9 250.1, Qca= = 385,1m3/ca - Năng suất thực tế máy gạt năm: Qn = Qca.n.N, m3/năm (2.29) Trong đó: n - số ca làm việc ngày, n = ca N - số ngày làm việc năm, N = 290 ngày Thay giá trị vào công thức (2.29) ta được: Qn = 385,1.2.290 = 223358 m3/năm 2.4.2 Số máy gạt cần thiết phục vụ mỏ Với tỉ lệ tổn thất trình khai thác, xúc bốc, vận tải, khoan nổ 5% khối lượng san gạt hang năm 45321,5 Số máy gạt cần thiết: Nmg = xKdt , (cái) (2.30) Trong đó: Am - sản lượng san gạt hàng năm mỏ, Am = 45321,5 m3/năm Qn - suất máy gạt năm, Qn = 223358 m3/năm Kdt - hệ số dự trữ thiết bị, Kdt = 1,25 Thay giá trị vào công thức (2.30) ta được: Nmg=.1,25 = 0,25 Vậy số máy gạtCAT – D7R cần cho mỏ 146 Bảng 2.16 Tổng hợp thông số đồng phương án III T T Các thông số Đơn vị Máy khoan Tamrock – TITON 405 Đường kính lỗ khoan Năng suất máy khoan Huyndai R480LC-9S Dung tích gầu xúc Năng suất máy xúc Huyndai D6CB 380 PS Tải trọng ôtô Hệ số sử dụng tải trọng Dung tích thùng xe Hệ số sử dụng dung tích thùng xe Năng suất ơtơ Máy gạt CAT – D7R Dung tích bàn gạt Năng suất máy gạt Giá trị mm m/năm m3 m3/năm 114 70690,9 2.15 370679,65 15 1,09 11,2 0,7 127503,27 5,2 223358 m3 m3/năm m3 m3/năm Bảng 2.17 Chi phí mua sắm thiết bị stt Số lượng Đơn giá Tên thiết bị Máy khoan Tamrock – TITON 405 1.320.000.000 Máy xúc Huyndai R480LC-9S 2.000.000.000 Ơ tơ Huyndai D6CB 380 PS 1.700.000.000 1.980.000.000 Máy gạt CAT – D7R Máy khoan Tamrock – TITON 405 1.320.000.000 Chi phí mua sắm phụ tùng ban đầu 5% 686.000.000 Chi phí lắp đặt thiết bị 10% 1.372.000.000 Tổng 15.778.000.000 Tính tốn kinh tế Các số liệu tính tốn tổng hợp bảng 2.17 Bảng 2.18 Tổng hợp tiêu kinh tế phương án III TT 147 Các tiêu Đơn vị Giá trị Vốn đầu tư xây dựng Đồng 3.894.940.000 Tổng vốn mua sắm thiết bị sản xuất Đồng 15.778.000.000 Tỷ lệ khấu hao thiết bị trung bình % 10 Mức khấu hao chung hàng năm Đồng 1.577.800.000 Chi phí sản xuất năm Đồng 8.943.228.261 Giá thành khai thác đá Đồng 40000 Giá bán đá Đồng 115000 Doanh thu năm mỏ Đồng 1,09x1011 Lợi nhuận ròng hàng năm mỏ Đồng 4,01x1010 10 Thời gian thu hồi vốn đầu tư Đồng 5,2 11 Hệ số hệ vốn đầu tư 1,04 Bảng 2.18 Tổng hợp thông số đồng phương án Giá trị T Đơn Các thông số T vị PA PA PA Công tác khoan Loại máy khoan TAMROCK HCRTamrock – Số lượng CHA 660 1200ED TITON 405 Đường kính lỗ mm 1 khoan 102 102 114 m/nă Năng suất máy 53456 53456 70690,9,6 m khoan 148 Công tác nổ mìn Chiều cao tầng Đường kháng chân m tầng m Khoảng cách m lỗ m Khoảng cách m hàng kg Chiều sâu lỗ khoan kg/m Khối lượng thuốc đợt nổ Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị Công tác xúc bốc Loại máy xúc PC300LC – Số lượng m3 Dung tích gầu xúc m3/n Năng suất máy xúc 205088 ăm Loại máy gạt Số lượng Dung tích bàn gạt Năng suất máy gạt 149 10 4 3,5 11 3090 0,35 Công tác vận tải Loại ô tô Số lượng Tải trọng ô tô Hệ số sử dụng tải trọng Dung tích thùng xe Số gầu xúc đầy xe Hệ số sử dụng dung tích Năng suất tơ Tính tốn kinh tế Vốn mua sắm thiết bị sản xuất Chi phí sản xuất m3 m3/n ăm m3 gầu m3/n ăm 10 4 3,5 11 3090 0,35 CAT 330B 738711,2 10 4,3 4,3 3,7 12 3845,92 0,43 Huyndai R480LC-9S 2.15 370679,65 TY140 82360 D65EX – 15 82360 CAT – D7R 5,2 223358 KAMAZA 65115 15 1,08 11,2 0,8 212512 HOWO 371 HP 15 1,08 20 0,83 203870 Huyndai D6CB 380 PS 15 1,09 11,2 0,75 127503,27 đồng 14.448.610.8 đồng 68 đồng 8.943.228.26 10.228.650 15.778.000.0 000 00 8.943.228.2 8.943.228.26 năm Giá thành khai thác đá Lợi nhuận ròng đồng hàng năm Hệ số hiệu vốn năm đầu tư Thời gian thu hồi vốn đầu tư 150 40.000 4,01x1010 1,02 1,1 61 40.000 4,01x1010 1,06 0,8 40.000 4,01x1010 1,04 1,2 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ HỢP LÝ CHO KHU MỎ ĐÁ VÔI TRÀNG ĐÀ 3.1 CƠ SỞ ĐỂ LỰA CHỌN ĐỒNG BỘ GIỮA CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1.1 sở để la chn thit b xỳc bc Xúc bốc đất đá than khâu quan trọng dây chuyền công nghệ sản xuất mỏ lộ thiên, có ảnh hởng định tới hiệu hoạt động khai thác mỏ Dựa điều kiện thực tế điều kiện tự nhiên nh suất hàng năm mỏ, công tác xúc bốc sử dụng loại máy xúc thủy lực, máy xúc tay gầu Dung tích gầu xúc dựa cở sở sau: Dung tích gàu xúc từ ữ m3 đợc áp dụng cho mỏ lộ thiên nhỏ khai thác vật liệu xây dựng, quặng loại, than lộ vỉa có khối lợng từ 300 ữ 500.000 m3/năm trở xuống, dùng để khai thác chọn lọc vỉa quặng có cấu tạo phức tạp mỏ lộ thiên có công suất vừa (500 ữ 1.500.000 m3/năm) Với dung tích gàu xúc E đà lựa chọn ta tính đợc suất máy xúc số lợng máy xúc cần thiết phù hợp với sản lợng mỏ là: Qxn = 3600 k xd E .K cn T n.N Tc kr (m3/ năm) Trong đó: E-Dung tích gàu xóc, m3; TCK - Thêi gian chu kú xóc, TCK = Tx + Tq1 + Tq2 + Td(s); Tx - Thêi gian xóc (s); Tq1- Thêi gian quay dì t¶i (s); Tq2 Thêi gian quay l¹i (s); Td-Thêi gian dì tải (s); Kxđ- Hệ số xúc đầy máy xúc, Kcn- Hệ số kể đến ảnh hởng công nghệ xúc; Kr- Hệ số nở rời đất đá; T - Thêi gian lµm viƯc cđa 01 ca (h); n - Số ca làm việc máy xúc N ngày (ca); - Số ngày làm việc năm (ngµy); - HƯ sè sư dơng thêi gian Khi xóc bóc đất đá số máy xúc cần thiết đợc xác định theo công thức: N xd = Ad K dt Qxn (chiếc) Khi xúc than số máy xúc cần thiết đợc xác định theo công thức: 151 N xt = Trong đó: thiết bị, K dt Aq Ad , Aq Qxn γ K dt ( chiÕc) - Sản lợng than đất đá bóc mỏ; K dt - HƯ sè dù tr÷ γ = 1,2; - Khối lợng riêng ca ỏ 3.1.2 Mi quan h ng xúc bốc vận tải Sù phèi hỵp chất lợng máy xúc ôtô đợc giải sở tỷ số dung tích gàu xúc máy xúc E dung tích thùng xe V o khối lợng đất đá gàu xúc E.Kx. tải trọng ôtô q Khi đất đá cứng đà ng = đợc phá vỡ tỷ số thực tế: V0 E K x (số gàu xúc đầy xe) không đợc nhỏ Trên ng = ữ khoảng cách vận tải ô tô L = ÷ 1,5 km ng = ÷ 10 khoảng cách vận tải ô tô L < km ng = ữ 12 khoảng cách vận tải ô tô L = ữ km Điều đợc giải thích tính hợp lý việc giảm chết ô tô có tải trọng lớn chờ nhận tải Số gàu xúc đầy xe (ng) không phụ thuộc vào khoảng cách vận tải mà phụ thuộc vào dung tích gàu xúc Bảng II.2: Số gầu xúc đầy ô tô tơng ứngvới khoảng cách vận tải dung tích gàu xúc Số gàu xúc đầy ôtô hợp lý Ng khoảng cách vận tải L Dung tích (km) gàu (E; m3) 1÷ 3÷4 5÷6 7÷8 3,2 5,5 6,4 8,0 10,0 4,0 5,5 6,4 8,0 10,0 5,0 5,2 6,2 7,6 9,6 6,3 5,2 6,2 7,6 9,6 8,0 4,7 5,7 7,3 9,3 10,0 4,7 5,7 7,3 9,3 Nh vËy, víi dung träng đất đá vùng mcó tb= 2,7 t/m3 giá trị dung tích thùng xe ô tô (Vo ) tải träng xe (q o) phơ thc vµo dung tÝch gµu xúc (E) khoảng cách vận tải (L) nh bảng sau: 152 Bảng II.3: Giá trị dung tích thùng xe ôtô (Vo ) tải trọng xe (qo) Dung tích gàu Khoảng cách vận tải L, km xúc E, m3 1-2 3-4 5-6 Vo, m3 qo, tÊn Vo, m3 qo, tÊn Vo, m3 qo, tÊn 1,6 23 10 27 13 33 3,2 17,6 32 20,5 36 25,6 46 5,0 26 47 31 55 38 68 8,0 37 68 45 82 58 105 10,0 47 84 57 102 73 130 12 51 92 64 114 82 150 Từ bảng ta cã thĨ lùa chän dung tÝch thïng xe hỵp lý cho mỏ lộ thiên lớn với khoảng cách vận tải mỏ thời gian tới từ 1ữ km, chọn dung tích thùng xe 10 ữ 31m3 tơng ứng 10ữ 25 Khi đà lựa chọn đợc dung tÝch thïng xe V0 cđa « t« ta cã thĨ tính đợc suất ôtô số lợng ôtô cần thiết phù hợp với sản lợng mỏ nh sau: Năng suất ôtô đợc xác định theo công thøc: Qxn = 3600 V0 K q T n.N η Tc (m3/ năm) Kq Vo Trong đó: - Dung tích thùng xe ô tô; - Hệ số sử dụng tải trọng ô tô; T - Thời gian làm việc cđa 01 ca (h); n - Sè ca lµm viƯc máy xúc N ngày (ca); - Số ngày làm việc năm (ngày); - Hệ số sử dơng thêi gian; TC - Thêi gian chu kú cđa chuyến, TC = tn + td + tkt + tct + (s); tn - Thêi gian nhËn t¶i « t« (s); tx- Thêi gian chu kú xóc (s); td- Thời gian dỡ tải ô tô (s); tkt - Thời gian chạy không tải ô tô, tkt = L Vkt (s); L - Qu·ng ®êng vËn chun đất L Vct đá; Vkt - Vận tốc xe chạy không tải; tct-Thời gian chạy có tải, tct = ; Vct - Vận tốc xe chạy có tải; td-Thời gian chờ đợi tránh (s) Số ô tô cần thiết để vận chuyển đất đá xác định theo công thức: N«t« = 153 Ad K dt Qn ( chiÕc) Số ô tô cần thiết để vận chuyển than xác định theo công thức: Aq Qn K dt Nôtô = ( chiếc) Mặt khác đánh giá mức độ đồng tổng hợp ô tô - máy xúc thông qua tiêu sử dụng dung tích thùng xe K v tiêu sử dụng tải trọng xe Kq γ Kr q0 V0 *Khi ≤ th× tÝnh suất ô tô theo điều kiện dung tích thùng xe ô tô (V0) kiểm tra theo điều kiƯn sư dơng dung tÝch thïng xe Kv N g E K n K xd Kv = γ Kr V0 Q0 = ; 3600 V0 K q T n.N Tc (m3/ năm) q0 V0 *Khi thì tính suất ô tô theo điều kiện tải trọng xe ô tô (q0) kiểm tra theo ®iỊu kiƯn sư dơng t¶i träng Kq Ng E Kx γ q0 Q0 = 3600 q0 K q T n.N Tc Kq = ; (tấn/năm) Trong ®ã: E- Dung tÝch gµu xóc (m ); V0 - Dung tích thùng xe ô tô (m 3); q0- Tải trọng ô tô (tấn); Ng- Số gàu chất đầy xe ô tô ; Kxđ- Hệ số xúc đầy gàu; Kn- Hệ số lèn chặt đất đá ô tô ; Kx - HƯ sè xóc; γ- MËt ®é ®Êt đá khối Hệ số hợp lý Kq Kv nằm giới hạn 1,0 ữ 1,07 1,0 ữ 1,15 đồng đợc chọn hợp lý 3.1.3 Mối quan hệ đồng xúc bốc, vận tải, v cụng tỏc khoan Khu mgồm loại đất đá có độ cứng trung bình từ 12 ữ14 Do đó, để tiến hành xúc bốc phải tiến hành làm tơi sơ công tác khoan nổ mìn Việc lựa chọn đờng kính lỗ khoan thiết bị khoan phù hợp cần vào nhiều yếu tố khác Tuy nhiên, điều kiện khai thác với sản lợng cao có yếu tố quan trọng phải phù hợp với loại máy xúc (dung tích gàu xúc) đà lựa chọn, độ kiên cố tính chất nứt nẻ đất đá, cuối tính toán so sánh hiệu kinh tế Sự đồng thiết bị khoan với thiết bị vận tải mỏ lộ thiên thể chất lợng đống đá nổ mìn yếu tố cỡ hạt quan träng Gäi d lµ kÝch thíc lín nhÊt cđa cục đá yêu cầu là: 154 - §èi víi thiÕt bÞ xóc bèc: d ≤ 0,75 - Đối với thiết bị vận tải ô tô: E (m) V0 d ≤ 0,5 (m) B¶ng II.1: Đờng kính lỗ khoan tơng ứng với dung tích gàu xúc loại đất đá TT E, m3 dTB, m Loại đất đá dk, mm 0.27- 0,29 45-60 Khó nổ 150-170 Trung bình Khó nổ 0,29ữ0,31 60ữ70 Trung bình 170ữ185 Khó nổ 0,31ữ0,33 70ữ80 Trung bình 185ữ200 Khó nổ 0,33ữ0,35 80ữ90 Trung bình 200ữ215 Khó nổ 0,34ữ0,37 85ữ100 Trung bình 205ữ230 Khó nổ 0,36ữ0,38 95ữ106 Trung bình 220ữ240 10 Khó nổ 0,37ữ0,39 100ữ115 Trung bình 230ữ250 11 Khó nổ 0,38ữ0,41 105ữ120 Trung bình 240ữ260 12 Khó nổ 0,39ữ0,42 110ữ125 Trung bình 250ữ270 10 13 Khó nổ 0,40ữ0,43 115ữ132 Trung bình 255ữ280 11 14 Khó nổ 0,41ữ0,44 120ữ140 Trung bình 260ữ290 12 15 Khó nổ 0,42ữ0,45 125ữ150 Trung bình 270ữ300 Với đờng kính lỗ khoan đà lựa chọn ta tính đợc: Năng suất m¸y khoan 155 η Qkn = Nk T n N ( m/năm ) K Qm n f dk Trong ®ã: Nk- Tèc ®é khoan, Nk = (m/h); K- HƯ sè khoan; n HƯ sè vßng quay trung bình choòng; f- Hệ số độ cứng đất đá; d k- Đờng kính lỗ khoan Qm - áp lùc däc trơc; T - Thêi gian lµm viƯc cđa 01 ca (h); n - Sè ca lµm viƯc cđa máy xúc ngày (ca); Hệ số sử dụng thời gian Số lợng máy khoan N Nm = - Số ngày làm việc năm (ngày); - V K dt Qtt P ( chiÕc ) Trong ®ã: Kdt- HƯ số dự trữ thiết bị khoan; V- Sản lợng đất đá nổ mìn năm P - Suất phá đá Số lợng ô tô cần thiết phục vụ hiệu cho máy xúc nh sau: Tch t xd Nô = (chiÕc) Trong ®ã: Tch-Thêi gian mét chun xe (phót); txđ- Thời gian xúc đầy xe, Thời gian xe chạy chuyÕn lµ: n Lict ict ∑V n Likt ikt ∑V Tch = Tct + Tkt = 60( + ) (phút) Trong đó:Tct , Tkt-Thời gian chạy có tải không tải (phút); L ict, LiktChiều dài khu vực đờng có điều kiện chạy có tải không tải (km);Vict, Vikt- Vận tốc chạy có tải không tải (km/h) Tuỳ thuộc vào mật độ đất đá đ, tải trọng ô tô qo, dung tÝch thïng xe « t« V0 ta cã: Khi chë than : 156 γ Kr ≤ q0 V0 cã tx®t = V0 K vcTc 0,9.K xd E (phót) Tch t xd Nôt = (chiếc) Số ôtô đảm bảo phục vụ cho m máy xúc là: m Nôt = Khi chở đất đá : Kr q0 V0 Noi (chiÕc) q0 K rgTc cã tx® = E.K xd (phút) Tch t xd Nôđ = (chiếc) Số ôtô đảm bảo phục vụ cho m máy xúc là: m Nôđ = Noi (chiếc) Trong đó: E- Dung tích gàu xúc; K rg- Hệ số đất đá nở rời gàu; K xđHệ số xúc đầy gàu; Kvo-Hệ số ý đến đất đá đổ đầy thành ôtô Vậy số ôtô đảm bảo phục vụ cho mỏ là: m m Nô = Nôt + Nôđ = ∑ Noti+ No®i (chiÕc) 3.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ Phương án II phương án có số vốn đầu tư mua sắm trang thiết bị hợp lý mà đảm bảo hiệu sản xuất mỏ có khả thu hồi vốn nhanh cho chủ đầu tư Hệ số vốn đầu tư cao Qua so sánh, đánh giá ta thấy phương án II tối ưu.Với tất ưu điểm phương án II so với tất phương án lại hệ số sử dụng dung tích, hệ số sử dụng tải trọng tới vấn đề liên quan đến kinh tế đầu tư bản, chi phí mua sắm thiết bị chi phí khai thác đặc biệt thời gian thu hồi vốn hệ số hiệu vốn đầu tư Mặt khác thiết bị sử dụng phương án II thỏa mãn yêu cầu phù hợp với điều kiện địa hình, Điều kiện kinh tế kỹ thuật đặc điểm địa chất khu mỏ 157 Qua ta phân tích đánh giá dựa điều kiện ta nhận thấy phương án II phương án lựa chọn đồng tối ưu, dạt hiệu định cho khu mỏ đá vôi Tràng Đà thiết kế 158