Công nghệ khai thác khấu than bằng máy khấu, chống giữ lò chợ bằng dàn tự hành, hạ trần than nóc kết hợp với điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ I.1. Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội 1.1.1. Vị trí địa lý Mỏ than Khe Chàm III nằm ở phía Bắc và cách trung tâm Thành phố Cẩm Phả Quảng Ninh khoảng 22 km. Phía Bắc: giáp thung lũng Dương Huy. Phía Nam: giáp mỏ than Khe Chàm II. Phía Đông: giáp Mỏ than Khe Chàm I Phía Tây: giáp Mỏ than Dương Huy. Ranh giới mỏ Khe Chàm III được giới hạn bởi các toạ độ theo Quyết định số 1865QĐHĐQT ngày 08 tháng 8 năm 2008 vv: Giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khai thác than cho Công ty than Khe Chàm TKV. Diện tích khu mỏ khoảng 3,7 km2. 1.1.2. Đặc điểm địa hình, sông suối Địa hình Khu mỏ Khe Chàm là những đồi núi nối tiếp nhau. Độ cao giảm dần từ Nam đến Bắc, cao nhất là đỉnh Cao Sơn ở phía Nam (+437,80m), thấp nhất là lòng sông Mông Dương phía Đông Bắc khu mỏ (+10m), độ cao trung bình từ 100m đến 150m. Địa hình chủ yếu bị phân cắt bởi hai hệ thống suối chính: Suối Bàng Nâu: Bắt nguồn từ khu vực Khe Tam chảy qua Khe Chàm. Suối Khe Chàm: Bắt nguồn từ phía Tây Nam chảy theo hướng Đông Bắc. Hai hệ thống suối này gặp nhau ở phía Đông Bắc khu vực và đổ ra sông Mông Dương, tại đây lưu lượng đo được lớn nhất là 91,6m3s. Khu vực phía Nam chủ yếu là khai thác lộ thiên và lộ vỉa. 1.1.3. Khí hậu Khí hậu thuộc vùng nhiệt đới, độ ẩm cao chia làm hai mùa rõ rệt. Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 tới tháng 10, mưa nhiều nhất là tháng 8, tháng 9. Tháng 8 năm 1973 lượng mưa cao nhất trong ngày lên tới 260,7mmng, lượng mưa trung bình 144mmng. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 năm trước tới tháng 3 năm sau. Nhiệt độ cũng thay đổi theo mùa, mùa hè nhiệt độ lên đến 370C380C (tháng 7,8 hàng năm), mùa Đông nhiệt độ thấp thường từ 80C đến 150C đôi khi xuống 20C đến 30C. Độ ẩm trung bình về mùa khô từ 65% 80%, về mùa mưa 81% 91%. 1.1.4. Giao thông, kinh tế Mạng lưới giao thông, công nghiệp trong vùng khá phát triển, rất thuận lợi trong công tác thăm dò và khai thác mỏ. 1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất Mỏ than Khe Chàm III thuộc khoáng sàng than Khe Chàm đã trải qua các giai đoạn tìm kiếm thăm dò sau: Tìm kiếm tỉ mỉ năm 1958 đến năm 1962. Thăm dò sơ bộ năm 1963 đến năm 1968. Thăm dò tỉ mỉ năm 1969 đến năm 1976. Báo cáo TDTM mỏ Khe Chàm đã được Hội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản nhà nước phê duyệt năm 1980. Báo cáo tổng hợp địa chất khoáng sàng than Khe Chàm, đã được Tổng giám đốc Tổng công ty than Việt Nam phê duyệt theo Quyết định số 211QĐMT ngày 16 tháng 2 năm 2005. Báo cáo tổng hợp tài liệu và tính lại trữ lượng than khu mỏ Khe Chàm Cẩm phả Quảng Ninh. Được Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản phê duyệt tại quyết định số 637QĐHĐTLKS ngày 9 tháng 12 năm 2008. Báo cáo tổng kết kết quả thăm dò bổ sung khu mỏ than Khe Chàm Cẩm Phả Quảng Ninh được Tập đoàn công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam thông qua tại quyết định số 639QĐVINACOMIN ngày 22 tháng 4 năm 2013. Đây là báo cáo lập dự án đầu tư khai thác mỏ than Khe Chàm III.

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ I.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội

1.1.1 Vị trí địa lý

Mỏ than Khe Chàm III nằm ở phía Bắc và cách trung tâm Thành phố CẩmPhả - Quảng Ninh khoảng 22 km

- Phía Bắc: giáp thung lũng Dương Huy

- Phía Nam: giáp mỏ than Khe Chàm II

- Phía Đông: giáp Mỏ than Khe Chàm I

- Phía Tây: giáp Mỏ than Dương Huy

Ranh giới mỏ Khe Chàm III được giới hạn bởi các toạ độ theo Quyết định số1865/QĐ-HĐQT ngày 08 tháng 8 năm 2008 v/v: Giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới

mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khai thác than cho Công ty than Khe Chàm

- TKV

Diện tích khu mỏ khoảng 3,7 km2

1.1.2 Đặc điểm địa hình, sông suối

Địa hình Khu mỏ Khe Chàm là những đồi núi nối tiếp nhau Độ cao giảm dần

từ Nam đến Bắc, cao nhất là đỉnh Cao Sơn ở phía Nam (+437,80m), thấp nhất làlòng sông Mông Dương phía Đông Bắc khu mỏ (+10m), độ cao trung bình từ 100mđến 150m Địa hình chủ yếu bị phân cắt bởi hai hệ thống suối chính:

- Suối Bàng Nâu: Bắt nguồn từ khu vực Khe Tam chảy qua Khe Chàm

- Suối Khe Chàm: Bắt nguồn từ phía Tây Nam chảy theo hướng Đông Bắc.Hai hệ thống suối này gặp nhau ở phía Đông Bắc khu vực và đổ ra sôngMông Dương, tại đây lưu lượng đo được lớn nhất là 91,6m3/s

Khu vực phía Nam chủ yếu là khai thác lộ thiên và lộ vỉa

1.1.4 Giao thông, kinh tế

Mạng lưới giao thông, công nghiệp trong vùng khá phát triển, rất thuận lợitrong công tác thăm dò và khai thác mỏ

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Mỏ than Khe Chàm III thuộc khoáng sàng than Khe Chàm đã trải qua các giaiđoạn tìm kiếm thăm dò sau:

- Tìm kiếm tỉ mỉ năm 1958 đến năm 1962

- Thăm dò sơ bộ năm 1963 đến năm 1968

- Thăm dò tỉ mỉ năm 1969 đến năm 1976 Báo cáo TDTM mỏ Khe Chàm đãđược Hội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản nhà nước phê duyệt năm 1980

- Báo cáo tổng hợp địa chất khoáng sàng than Khe Chàm, đã được Tổng giámđốc Tổng công ty than Việt Nam phê duyệt theo Quyết định số 211/QĐ-MT ngày 16tháng 2 năm 2005

Báo cáo tổng hợp tài liệu và tính lại trữ lượng than khu mỏ Khe Chàm Cẩm phả - Quảng Ninh Được Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản phê duyệttại quyết định số 637/QĐ-HĐTLKS ngày 9 tháng 12 năm 2008

Báo cáo tổng kết kết quả thăm dò bổ sung khu mỏ than Khe Chàm Cẩm Phả

- Quảng Ninh được Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam thông quatại quyết định số 639/QĐ-VINACOMIN ngày 22 tháng 4 năm 2013 Đây là báo cáolập dự án đầu tư khai thác mỏ than Khe Chàm III

1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất

Đứt gẫy nghịch F.L: Xuất hiện góc phía Tây Bắc, kéo dài đến góc phía Đông

Nam với chiều dài khoảng 7,3 Km, các tuyến thăm dò trong khu mỏ đều cắt qua đứtgẫy này, trên các tuyến hầu như có các công trình bắt gặp Đứt gãy nghịch L có đớiphá huỷ từ 30m÷50m, đứt gẫy cắm Tây Nam, góc dốc từ 500÷700

Đứt gẫy nghịch F.3: Nằm ở phía Tây Bắc Khe Chàm, phát triển theo phương

Đông Bắc - Tây Nam, kéo dài khoảng 1000m, được hình thành từ khu mỏ Khe Tamkéo dài sang khu mỏ Khe Chàm Đứt gẫy nghịch F.3 bị chặn bởi F.L khu vực giữa

tuyến VI và VIB, đứt gẫy cắm Đông Nam, độ dốc mặt trượt 750 - 800, biên dộ dịchchuyển 100m -150m, đới huỷ hoại từ 10 - 15m.

Đứt gẫy thuận F.E: Xuất hiện từ phía Nam T XI phát triển theo hướng Đông

Nam - Tây Bắc và tắt dần ở giữa T.VIIIb và T.VIII Đứt gẫy F.E thuận, cắm TâyNam, độ dốc mặt trượt 650-700 Biên độ dịch chuyển lớn nhất ở T.X , T.XI trên 150m

b Đặc điểm nếp uốn

Trong phạm vi khu mỏ Khe Chàm III tồn tại hai nếp lõm điển hình:

- Nếp lõm Bàng Nâu: Nằm phía Tây Bắc khu thăm dò, phía Bắc và Đông Bắccủa nếp lõm bị chặn bởi đứt gẫy F.L

- Nếp lõm Cao Sơn: Đây là một cấu tạo lớn nhất khu Khe Chàm, phân bố ởphía Đông Nam khu vực thăm dò nằm chuyển tiếp với nếp lồi 2525 Phía Bắc vàphía Đông bị chặn bởi một đoạn vòng cung của đứt gẫy F.L

1.4 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

Đặc điểm các vỉa than phân bố trong ranh giới mỏ than Khe Chàm III cụ thểnhư sau:

*Vỉa 12: Có chiều dày mỏng, không ổn định Lộ vỉa 12 xuất hiện trong phạm

vi mỏ than Khe Chàm III từ tuyến T.VI đến T.VII Vỉa có cấu tạo phức tạp, chiều

dày không ổn định, xen kẹp trong vỉa than chủ yếu là sét kết, sét than Đất đá vách,

trụ vỉa than là các lớp đá bột kết, ít gặp lớp sét kết

*Vỉa 13-1: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp, thành phần đá kẹp chủ yếu là

các lớp sét kết, sét than, vỉa tương đối ổn định về chiều dày Đất đá vách, trụ vỉathan là các lớp đá bột kết, ít gặp lớp sét kết

*Vỉa 13-2: Vỉa có cấu tạo tương đối ổn định Các lớp kẹp mỏng chủ yếu là bột

kết, sét kết, sét than Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đá bột kết, sét kết, một sốkhu vực xuất hiện các đá hạt thô như cát kết, cuội sạn

*Vỉa 14-1: Vỉa có cấu tạo tương đối đơn giản, thuộc loại vỉa rất không ổn định

về chiều dày và diện phân bố

*Vỉa 14-2: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp Đất đá vách, trụ vỉa than là các

lớp đá bột kết, sét kết, một số khu vực xuất hiện các đá hạt thô như cát kết, cuội sạn

*Vỉa 14-4: Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp Đất đá vách, trụ vỉa than là các

lớp đá bột kết, sét kết, sét than, một số khu vực xuất hiện các đá hạt thô như cát kết,cuội sạn

*Vỉa 14-5: Vỉa có cấu tạo rất phức tạp Đất đá vách, trụ vỉa than là các lớp đá

bột kết, sét kết, than bẩn hoặc sét than

Bảng 1.2 Bảng tổng hợp cấu tạo các vỉa than mỏ Khe Chàm III

TS lớp kẹp (số lớp)

Độ dốc vỉa (độ) Tổng T1(TTL)Than ( K.TTL)T1

1.5 Đặc điểm chất lượng than

Than Khe Chàm thuộc loại nhiều cục, cứng, dòn và nhẹ Than ánh mờ, độ cứngthường giảm hơn Than cám nguyên khai thường gặp ở phần vỉa bị ép nén, có cácmặt láng bóng hoặc các phiến mỏng Than ở đây thuộc nhãn antraxit đến bánantraxit, chi tiết các chỉ tiêu chất lượng như sau:

Bảng 1.3 Tổng hợp trung bình độ tro, tỷ trọng của các loại đá kẹp

Bảng 1.4 Tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng than

14-4

4.58-38.08 6.14-38.08 3829-8137 1.41-1.88 4.66-11.73 0.82-4.25 0.37-1.28 20.03(80) 20.54(80) 6591.51(74) 1.60(70) 7.32(74) 1.93(79) 0.72(69)

14-2

5.23-35.78 5.65-36.75 3708-8240 1.45-1.82 4.62-10.26 0.83-4.25 0.33-1.05 19.23(86) 19.8(86) 6659(80) 1.60(73) 7.32(80) 2.09(86) 0.68(75)

14-1

4.64-37.13 4.64-36.93 4704-7799 1.48-1.79 4.18-11.49 0.87-4.25 0.26-1.18 21.89(42) 22.66(42) 6390.15(40) 1.62(38) 7.58(41) 2.17(42) 0.66(39)

13-2

4.19-34.99 7.29-34.93 5142-7947 1.43-1.82 4.26-11.33 0.81-4.02 0.08-1.51 18.93(86) 19.94(86) 6683.75(76) 1.6(68) 7.54(82) 2.08(86) 0.67(71)

13-1

6.55-37.83 6.87-37.63 3875-8357 1.47-1.99 4.35-11.29 0.73-4.6 0.09-1.19 20.63(79) 21.37(79) 6556.82(74) 1.62(67) 7.52(72) 2.02(79) 0.64(69)

12

4.34-34.68 4.34-34.65 5138-8139 1.41-1.87 4.43-11.83 0.98-4.43 0.35-1.41 20.85(53) 21.05(53) 6524.25(48) 1.63(42) 7.76(50) 2.15(53) 0.63(45)

1.6 Đặc điểm địa chất thủy văn - địa chất công trình

1.6.1 Đặc điểm địa chất thủy văn

- Suối Bàng Nâu: Có hướng chảy Tây - Đông qua phía Bắc khu vực, đổ ra

sông Mông Dương, đoạn chảy trong khu thăm dò là hạ lưu của suối

Nguồn cung cấp nước cho hai suối chính trên chủ yếu là nước mưa và mộtphần do nước của tầng chứa than cung cấp qua các điểm lộ

b Nước dưới đất

+ Nước trong tầng Đệ Tứ (Q) và đất đá thải: Tồn tại lớp cát pha màu vàng

lẫn cuội, sạn, sỏi, đất thịt có cấu kết rời rạc độ nén chặt kém Lớp phủ Đệ tứ đã bị

thay đổi do khai thác phần địa hình nguyên thuỷ, lớp phủ Đệ tứ có chiều dày thayđổi từ vài mét ở sườn núi tới 10 - 12 mét ở các thung lũng suối, phần đã khai thác lộthiên, địa hình thay đổi nhiều, lớp trầm tích Đệ tứ đã bị bốc hết, địa hình là các tầngkhai thác lộ đá gốc và các vỉa than chủ yếu ở khu Cao Sơn, khu Bàng Nâu, khu TâyNam Đá Mài Do quá trình khai thác lộ thiên trên diện tích khu mỏ, đất đá thải cóchỗ cao thêm 150m Nước trong lớp này chủ yếu là do nước mưa cung cấp Vì vậy

sự tăng, giảm lưu lượng ở điểm lộ phụ thuộc vào lượng mưa một cách chặt chẽ Lưulượng ở điểm lộ không vượt quá 0,05l/s và cạn dần vào mùa khô Nước trong tầngnày không ảnh hưởng đối với khai thác

+ Nước trong địa tầng chứa than (T 3 n-r hg)

Đây là một phức hệ chứa nước áp lực nằm trong hệ tầng Hòn Gai Đất đá ởtrong tầng chứa than được trầm tích theo chu kỳ từ hạt thô đến hạt mịn Có mặttrong phức hệ này bao gồm: cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉathan

Nguồn cung cấp nước cho phức hệ này chủ yếu là nước mưa Vì vậy động tháinước ngầm phụ thuộc chủ yếu vào nước mưa Do đất đá chứa nước và không chứanước nằm xen kẽ nhau tạo lên nhiều lớp chứa nước áp lực

1.6.2 Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm đất đá trầm tích Đệ tứ

Về địa hình, địa mạo khu Khe Chàm hiện nay ở dạng cân bằng vững chắc vàkhông có hiện tượng sụt lở ở nền đường, nền khoan do bạt đất làm mất thế cân bằngvững chắc ban đầu Kết quả phân tích mẫu của lớp phủ Đệ tứ cho thấy thành phần hạt

từ 0.5mm đến 1mm Khối lượng thể tích thay đổi từ 1.63g/cm3 đến 1.97g/cm3, Khốilượng riêng thay đổi từ 2.50 g/cm3 đến 2.75 g/cm3 Lực dính kết từ 0.25kG/cm2 đến1.30kG/cm2 và góc nội ma sát từ 90 đến 310, lực dính kết rất nhỏ Lớp đất đá này rất dễtrượt, gây cản trở khi làm đường và vách bờ mỏ lộ thiên

Đất đá trong trầm tích chứa than Hệ tầng Hòn Gai (T 3 n-rhg).

Đất đá trầm tích trong địa tầng chứa than bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết,bột kết, sét kết

Lực kháng kéo (kG/cm 2 )

Khối lượng thể tích (g/cm 3 )

Khối lượng riêng (g/cm 3 )

Góc nội

ma sát (ϕ0 )

Lực dính kết (TB) (kG/cm 2 )

2,79 – 2,4 2.56

2,87 – 2,56

Cát kết 1778 -111,8776.48 223 -1.1697.31 2,85 – 2,512.64 2,93 – 2,692,72 31 324,88

Bột kết 1086 -114448 171 - 3687.5 2,84 – 2,52.65 2,92 – 2,12,73 30.34 213,55

Sét kết 204 -124168,41 2,65 – 2,432,52 2,59- 2,522,56

Ghi chú : Các giá trị trên Lớn nhất - Nhỏ nhất

Trung bình

Đặc điểm cơ lý đá vách, đá trụ của các vỉa than

Bảng 1.6 Bảng tổng hợp kết quả các chỉ tiêu cơ lý ở vách vỉa và áp lực mỏ

lên nóc lò.

Vỉa

Khối lượng thểtích (g/cm3)

Cường độkháng nén, σn(kG/cm2)

Hệ số độ bền

f

Áp lực mỏP(Tấn/vì)

Bảng 1.7 Bảng tổng hợp kết quả các chỉ tiêu cơ lý ở trụ vỉa

Vỉa

Khối lượng thể

tích (g/cm 3 )

Khối lượng riêng (g/cm 3 )

Lực kháng nén

σ n (kG/cm 2 )

Lực dính kêt C (kG/cm 2 )

Góc nội ma sát

ϕ

(độ)

Hệ số độ bền f

* Đánh giá kết quả nghiên cứu ĐCTV - ĐCCT

Căn cứ vào kết quả nghiên cứu, tổng hợp ĐCTV - ĐCCT đã trình bày ở trênrút ra một số kết luận như sau:

Nước trên mặt thuộc loại phong phú, mạng sông suối hoạt động quanh năm

và không bao giờ khô cạn

Nước dưới đất thuộc loại trung bình, hệ số K = 0,0208 m/ngày, lưu lượng đơn

Nước mặt ở các suối do thay đổi dòng chảy và lưu vực, nguồn này còn tồn tại

và sẽ cấp cho tầng ngầm, vì chưa tính được lượng nước ấy, cần có quan trắc tiếptheo đối với khu mỏ

Về địa chất công trình đã xác định được tính chất bền vững của đất đá trongđịa tầng

1.7 Trữ lượng than địa chất

1.7.1 Tài liệu sử dụng tính trữ lượng

- Báo cáo tổng kết kết quả thăm dò bổ sung khu mỏ than Khe Chàm - Cẩm Phả

- Quảng Ninh, được Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam thông quatại quyết định số 639/QĐ-VINACOMIN ngày 22/4/2013

- Hiện trạng đào lò khai thác tính đến 30/9/2014

1.7.2 Ranh giới và đối tượng tính trữ lượng

- Ranh giới trên mặt: Theo Quyết định số 1865/QĐ-HĐQT ngày 08/8/2008của Hội đồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam về việc:Giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khaithác than cho Công ty than Khe Chàm.

- Ranh giới dưới sâu: Từ Lộ vỉa (+25) ÷ Đáy tầng than (ĐTT)(-460)

- Đối tượng tính trữ lượng là các vỉa: 14-5, 14-4, 14-2, 14-1, 13-2,13-1, 12

1.7.3 Chỉ tiêu tính trữ lượng, tài nguyên

- Đối với khai thác hầm lò:

+ Chiều dày than tối thiểu ≥ 0,80m

+ Độ tro kể cả độ tro làm bẩn ≤ 40%

1.7.4 Kết quả tính trữ lượng, tài nguyên

a Trữ lượng tài nguyên trong ranh giới mỏ.

Bảng 1.10 Bảng tổng hợp trữ lượng tài nguyên trong ranh giới mỏ Khe Chàm III

b Trữ lượng tài nguyên trong ranh giới khai trường

Tổng trữ lượng tài nguyên mỏ Khe Chàm III tính từ lộ vỉa đến đáy tầng than

(-1000m) là 164 832 242 tấn Trong đó trữ lượng tài nguyên dưới -500m là 51 106

894 tấn (Phần cấp trữ lượng tài nguyên tin cậy mới đạt 44% nên chưa huy động vào

điều chỉnh dự án)

Trữ lượng tài nguyên mỏ Khe Chàm III tính từ lộ vỉa đến -500m, tính cho 7

vỉa than: 14-5, 14-4, 14-2, 14-4, 13-2, 13-1, 12 là 84 243 677 tấn Trong đó: * Mỏ

than Khe Chàm III - Tổng Công ty Đông Bắc (trong RG giao thầu theo QĐ số:1207/QĐ-VINACOMIN và Công ty CP Than Tây Nam Đá Mài theo QĐ số:2306/QĐ-HĐTV) từ LV ÷ -60 là: 1 144 540 tấn

Cấp 111: 1 071 636 tấnCấp 122: 72 904 tấn

* Mỏ than Khe Chàm III - Công ty than Khe Chàm có tổng trữ lượng, tài

nguyên là: 83 099 137 tấn, trong đó:

Cấp 111: 57 407 288 tấn

49 677 898 tấn

Cấp 111: 37 987 630 tấnCấp 122: 11 690 268 tấnTrữ lượng (+25÷-460) ngoài ranh giới giấy phép: 29 616 126 tấn

Cấp 111: 17 217 424 tấnCấp 122: 12 398 703 tấn

Bảng 1.10 (đơn vị: Tấn) Bảng tổng hợp trữ lượng theo vỉa

Trữ lượng trong RG cấp phép

Qua đặc điểm và điều kiện địa hình, địa chất khu mỏ thì việc mở vỉa là mộttrong những công tác có tính quyết định ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, sảnlượng mỏ và việc áp dụng những công nghệ khai thác vào quá trình sản xuất của mỏtrong tương lai.

Trong quá trình khai thác cần lưu ý một số vấn đề như sau:

- Số vỉa được mở trong ruộng mỏ, điều kiện thế nằm của các vỉa, góc dốc vàchiều dày các vỉa

- Ảnh hưởng của các uốn nếp nhỏ, những uốn nếp chưa có cơ sở xác định

- Mức độ ảnh hưởng do các công trình khai thác đào trái phép

- Trong quá trình thiết kế mở vỉa cần lưu ý đến hướng phát triển của mỏtrong tương lai

- Trong tương lai cần phải chú ý đến công tác thăm dò bổ sung tài liệu địachất cho kế hoạch khai thác xuống sâu của khu mỏ

Nhìn chung khu vực thiết kế có điều kiện địa chất ổn định, lượng nước chảyvào mỏ không lớn, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình đơn giản, thuậnlợi cho công tác mở vỉa và khai thác

Chương II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ II.1.GIỚI HẠN KHU VỰC THIẾT KẾ

II.1.Biên giới mỏ

Biên giới mỏ được xác định như sau:

+Phía Bắc: giáp thung lũng Dương Huy và công trường khai thác mỏ Bắc KheChàm

+Phía Nam: Giáp mỏ Khe Chàm II, Khe Chàm VI

+Phía Đông: Giáp mỏ Khe Chàm I

+Phía Tây: Giáp công trường khai thác lộ thiên vỉa 17 Bàng Nâu

+Chiều sâu khai thác từ LV đến -350

II.1.2 Diện tích khai trường

-Chiều dài khai trường theo phương: 1,6km

-Chiều rộng khai trường: 1km

-Diện tích khu mỏ: 3,7km2

II.2 Tính trữ lượng

II.2.1 Trữ lượng trong bảng cân đối

Trữ lượng cân đối của mỏ than Khe Chàm III được tính từ mức LV đến -350 đượcxác định là 49 677 898 tấn

II.2.2 Trữ lượng công nghiệp

Trong quá trình khai thác mỏ không thể lấy hết trữ lượng trong bảng cân đối lênmặt đất, do đó trong thiết kế phải tính đến trữ lượng nhỏ hơn và được gọi là trữlượng công nghiệp

Căn cứ vào trữ lượng địa chất trong bảng cân đối, ta tính được trữ lượng s

ZCN = Zđc C , tấn

Zđc_ Trữ lượng địa chất, Zđc = 49 677 898 ,tấn C_ Hệ số khai thác trữ lượng: C = 1 - 0,01 x Tch

Tch_ Tổn thất chung, Tch = t + tKT

Với : tt_ Tổn thất do để lại trụ bảo vệ cạnh giếng mỏ,các đường lò mở vỉa dướicác sông, suối, hồ và các công trình trên mặt đất cần bảo vệ, xung quanh các đứt gãyđịa chất v.v đồ án chọn tt = 2%

tKT_ Tổn thất khai thác, phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống khai thác,phương pháp khai thác, phương pháp khấu than, mất mát do để lại trụ bảo vệ cạnhđường lò chuẩn bị, giữa các buồng khấu, cột khấu, để lại than ở các phía vách và

phía trụ vỉa, nằm lại ở các vì chống dưới thiết bị vận tải, mất mát trong quá trình vậntải dưới ngầm và trên mặt v.v tKT = 5 - 12% do mỏ có nhiều vỉa tương đối dày nên

đồ án chọn tKT = 12%

Thay số vào ta được: C = 1 - 0,01 (2 + 12) = 0,86

Vậy trữ lượng công nghiệp là:

ZCN = 49 677 898 0,86 = 42 722 992 tấn

II.3 SẢN LƯỢNG VÀ TUỔI MỎ

II.3.1 Sản lượng mỏ

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 = 2,3 triệu tấn/nămIII.3.2 Tuổi thọ mỏ

Là thời gian tồn tại của mỏ để khai thác hết trữ lượng của mỏ

Mỏ được thiết kế khai thác từ -350 đến LV

Trên cơ sở trữ lượng công nghiệp và sản lượng khai thác hàng năm, ta xác địnhđược tuổi mỏ:

TM = + t1 +t2 ,nămTrong đó: TM : Tuổi mỏ tính toán, năm

: Trữ lượng công nghiệp của mỏ

: Công suất năm của mỏ, tấn/năm

t1 : Thời gian xây dựng mỏ, 3 năm

t2 : Thời gian khấu vét, 2 năm

Thay các giá trị vào công thức trên ta được:

TM = +3 +2 =23,6 năm Như vậy ta chọn tuổi mỏ là 24 năm

II.4 Chế độ làm việc của mỏ

II.4.1 Cơ cấu tổ chức của mỏ.

Đối với các công ty khai thác mỏ,việc cơ cấu tổ chức bộ máy quản lí phải đơn giản,

Khèi phßng

kü thuËt

Khèi phßngkinh tÕ

Khèi phßngs¶n xuÊt

Khèi phßng

an toµn

C¸c ph©n x ëng s¶n xuÊt

Cơ cấu tổ chức được biểu thị bằng sơ đồ xem hình

Hình II.1: Sơ đồ tổ chức của mỏ.

II.4.2 Thời gian làm việc của mỏ.

II.4.2.1 Bộ phận làm việc trực tiếp.

Làm việc 3ca/ ngày

- Ca I : Từ 6h÷14h

- Ca II : Từ 14h÷22h

- Ca III : Từ 22h÷6h ngày hôm sau

Để đảm bảo cho sức khỏe công nhân đồ án chọn hình thức đảo ca nghịch để áp dụngcho bộ phận lao động trực tiếp

Nghỉ B

C

II.4.2.2 Bộ phận lao động gián tiếp.

Bộ phận lao động gián tiếp bao gồm khối phòng ban có thời gian làm việc khác với

bộ phận lao động trực tiếp Khối lao động gián tiếp làm việc 6 ngày/tuần Mỗi ngày làm việc 8h chia làm 2 buổi

Bảng II.2 : Thời gian làm việc

Ca làm việc Mùa đông Mùa hè

Chia ruộng mỏ thành các tầng hoặc mức:

Với chiều sâu khu vực được giao thiết kế từ LV ÷-350 dựa vào mặt cắt địa chất và đặc điểm địa hình Ta có thể chia ruộng mỏ thành 5 tầng khai thác để dễ áp dụng cácphương pháp khai thác, mỗi tầng cao 75m

Chiều cao nghiêng của tầng được xác định theo công thức:

Trong đó:

: Chiều cao nghiêng của tầng; (m)

h : Chiều cao đứng của tầng; (m)

: Góc dốc của vỉa; (độ)

Bảng II.3 : Bảng phân chia ruộng mỏ

TT Tên vỉa than Chiều dày vỉa

(m)

Góc dốc vỉa(độ)

II.6.1 Khái quát chung.

Mở vỉa là việc đào các đường lò từ ngoài mặt địa hình đến vị trí khoáng sản có ích

để từ đó mở các đường lò chuẩn bị cho việc khai thác, nó bao gồm :

- Sơ đồ mở vỉa: là việc bố trí mạng đường lò mở vỉa trong ruộng mỏ

- Phương pháp mở vỉa: là trình tự tiến hành đào các hệ thống đường lò mở vỉa trongruộng mỏ, và chức năng các đường lò đó

Từ các đặc điểm địa hình và điều kiện địa chất có thể đưa ra một số các đặc điểm liên quan đến công tác mở vỉa như sau:

- Bề mặt địa hình là núi cao, nhưng tương đối thoải và có nhiều mặt bằng có thể là sân công nghiệp, mở các đường lò xuyên vỉa

- Hệ số kiên cố của đất đá vách, trụ thay đổi từ 5,29÷ 9,6 là loại đất đá có độ cứng trung bình và cứng, do đó việc lựa chọn vật liệu chống giữ cho các lò chuẩn bị tương đối thuận lợi

- Điều kiện địa chất thủy văn tương đối ổn định

- Tuy nhiên do trong khu mỏ có nhiều đứt gãy và các uốn nếp làm thay đổi cục bộ các vỉa than cả về đường phương và hướng dốc do đó cần tính toán lựa chọn phương

án mở vỉa tối ưu nhất

- Các vỉa than trong ruộng mỏ có chiều dày và góc dốc tương đối thuận lợi cho việc

áp dụng cơ khí hóa khai thác để tăng sản lượng Do vậy cần chú ý tới việc chia tầng,chia khu khai thác để thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ cơ khí hóa tăng sản lượng

II.6.2.Các phương án mở vỉa.

Sau khi nghiên cứu các tài liệu địa chất được cung cấp và qua khảo sát bề mặt địa hình thực tế của khu vực thiết kế Đồ án xin đề xuất các phương án mở vỉa cho khu vực thiết kế như sau:

Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng (LV ÷

-350)

Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng ( LV ÷

-350)

Cơ sở để lựa chọn phương án mở vỉa hợp lí được xác định trên hiệu quả về kĩ thuật

và kinh tế để tìm ra phương án mở vỉa hợp lí, đáp ứng đầy đủ các yếu tố khả thi và phù hợp với hiện trạng cũng như tương lai của công tác mỏ hầm lò Việt Nam

II Sơ đồ mở vỉa và phương pháp mở vỉa.

1.Phương án 1: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng (từ

Giếng phụ lựa chọn thiết bị vận tải bằng tời trục, có góc dốc là 25° Tọa độ: X = 30047,25; Y = 426860,06; Z = +25

Hai giếng được thi công đồng thời Khi đào đến mức -50( đối với lò giếng phụ trục

tải) tiến hành đào các hệ thống đường lò, sân ga, các hầm trạm, lò chứa nước Đối với lò giếng chính băng tải khi đào đến mức +25 ta tiến hành đào lò nối (11) để phục vụ đào chống lò xuyên vỉa thông gió (3) và lò xuyên vỉa vận tải (5) Khi đào chống 2 đường lò xuyên vỉa thông gió và xuyên vỉa vận tải này vào gặp các vỉa than

ta tiến hành đào các đường lò dọc vỉa thông gió (4) và lò dọc vịa vận tải (6) đến biên giới của ruộng mỏ tiến hành đào chống lò thượng cắt (7) đào lò song song

chân, thượng rót than phục vụ khai thác 1.2.2 Công tác vận tải.

Than từ các gương lò chợ được đua xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng (6) bằng máng cào,qua máng cào ở lò dọc vỉa,,than được đổ xuống băng tải ở lò xuyên vỉa vận tải (5); qua hệ thống máng trượt và bunke chứa than được đổ xuống hệ thống băng tải giếng chính (1) và đưa lên mặt bằng sân công nghiệp mức +25

Sơ đồ vận tải:

Than từ lò chợ(6)(5)(1) ra ngoài

1.2.3 Công tác thông gió.

Gió sạch từ ngoài trời đi vào qua giếng phụ (2), hệ thống hầm trạm sân ga, qua lò xuyên vỉa (3)tới lò dọc vỉa vận tải (4) và vào lò chợ (8) Gió bẩn từ lò chợ (8) qua dọc vỉa thông gió (6) ra giếng chính (1) thoát ra ngoài

Sơ đồ thông gió:

Gió sạch (2) sân giếng (3) (4) lò chợ (6) (1) ra ngoài

1.2.4 Công tác thoát nước.

Nước thải tử lò chợ (8) chảy qua các rãnh nước ở lò dọc vỉa (6) đến các rãnh nước ở

lò xuyên vỉa (3) chảy về hầm chứa nước ở sân giếng Từ hầm chứa nước, nước đượcđưa lên mặt bằng sân công nghiệp +25 bằng hệ thống bơm cưỡng bức

Sơ đồ thoát nước:

Lò chợ (6) (3) sân giếng ra ngoài

1.2.5 Công tác vận chuyển vật liệu.

Vật liệu được đưa vào giếng phụ (2) đến sân giếng qua lò xuyên vỉa thông gió(3) đưa vào lò dọc vỉa thông gió (6) và đưa vào lò chợ Vận chuyển vật liệu các tầng tiếp theo tương tự

Sơ đồ vận chuyển vật liệu:

Vật liệu (2) sân giếng (3) (6) lò chợ

1.2.6 Khối lượng các đường lò.

Bảng II.5: Khối lượng các đường lò Phương án 1

STT

Tên các đường lò Chiều dài, m

2 Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng (từ

khoáng sàng Khi thi công đào hai giếng đến mức +25 tiến hành đào các đường lò nối giữa hai giếng, hệ thống sân ga phục vụ cho khai thác Từ trung tâm ruộng mỏ tiến hành đào các đường lò xuyên vỉa tới khi gặp các vỉa than và chia ruộng mỏ thành hai cánh

Từ vị trí lò xuyên vỉa gặp các vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa thong gió,vận chuyển tầng về phía hau cánh của ruộng mỏ và mở lò cắt tiến hành khai thác.Trong quá trình khai thác mức LV ÷ -50 tiến hành chuẩn bị mức -50 ÷ -125 và tương tự khi khai thác mức -50 ÷ -125 tiến hành chuẩn bị mức -125 ÷ -200 Các tầng tiếp theo tương tự như thế

2.2.2 Công tác vận tải than.

Than từ các gương lò (7) được đưa xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng (6) bằng máng cào đổ xuống băng tải ở lò xuyên vỉa (5) Qua hệ thống máng trượt than được

đổ xuống hệ thống trục tải giếng chính (1) và vận tải qua băng tải lên mặt bằng sân công nghiệp +25

Sơ đồ vận tải than

Than từ lò chợ (6) (5)(1) ra ngoài

2.2.3 Công tác thông gió.

Gió sạch từ giếng phụ (2) vào sân giếng ( ) qua lò xuyên vỉa vận tải (4), lò dọc vỉa vận tải (6) qua họng sáo thông gió cho lò chợ Gío bẩn theo lò dọc vỉa thông gió ( ) qua lò xuyên vỉa thông gió ( ), giếng chính (1 ) rồi ra ngoài Công tác thông gió ở các tầng tiếp theo tương tự

Sơ đồ thông gió:

Gió sạch sân giếng (4) (6) lò chợ ( 6) (1) ra ngoài

2.2.4 Công tác thoát nước.

Nước thải từ lò chợ được đưa xuống lò dọc vỉa vận tải(6) qua lò xuyên vỉa vận tải (4) bằng phương pháp tự chảy ra các đường lò chứa nước ở sân giếng Nước được bơm ra ngoài bằng hệ thống bơm cưởng bức được đặt ở giếng phụ (2)

Sơ đồ thoát nước:

Nước thải trong lò chợ (6) (4) sân giếng (2) ra ngoài

2.2.5 Công tác vận chuyển vật liệu.

Vật liệu được đưa vào giếng phụ (2), sân giếng qua lò xuyên vỉa thông gió (3) đưa vào lò dọc vỉa thông gió (5) và đưa là lò chợ Vận chuyển vật liệu ở các tầng tiếp theo tương tự

Sơ đồ vận chuyển vật liệu

Vật liệu (2) sân giếng (3) (5) lò chợ

2.2.6 Khối lượng các đường lò.

Bảng II.4: Khối lượng các đường lò Phương án II.

Bảng II.5: Bảng so sánh kĩ thuật giữa 2 phương án.

2 Chiều dài thi công lò xuyên vỉa Dài hơn Ngắn hơn

* Nhận xét: Qua phân tích so sánh kỹ thuật của 2 phương án mở vỉa trên nhận thấy

mỗi phương án đều có ưu điểm và nhược điểm riêng Nhưng qua nghiên cứu, đánh giá điều kiện khai thác thực tế ở Việt Nam cũng như ở mỏ Khe Chàm III thì khả năng áp dụng phương án I sẽ có nhiểu thuận lợi hơn Để so sánh một cách chính xáchơn ta tiến hành tính toán và so sánh về mặt kinh tế giữa 2 Phương án

II.6.5 Phân tích so sánh kinh tế giữa 2 phương án mở vỉa.

Do không thể tính toán chi tiết các loại chi phí, và hạn chế về thời gian vì vậy phần kinh tế chỉ tính toán, so sánh cho các hạng mục công trình có khối lượng khác nhau của 2 phương án Để so sánh kinh tế giữa 2 phương án tiến hành tính toán các chi phí đào lò, chi phí mua sắm thiết bị, chi phí bảo vệ đường lò, chi phí vận tải cho từng phương án

1 Chi phí đào lò chuẩn bị.

Chi phí đào lò được xác định theo công thức:

Trong đó: L - Chiều dài lò (m)

-Đơn giá đào 1 m lò (đ/m)

Bảng II.7: Bảng chi phí đào lò phương án I

STT Tên đường lò Loại vỏ

chống

L (m)

(

Thành tiền( đồng)

10 Tổng 724430

Bảng II.8: Bảng chi phí đào lò phương án II.

chống

L (m)

(

Thành tiền( đồng)

L - Chiều dài đường lò cần bảo vệ, m

Tbv - Thời gian tồn tại của đường lò, năm

Kbv - Đơn giá bảo vệ đường lò trong 1 năm (đ/m-năm)

Bảng II.9: Bảng chi phí bảo vệ lò phương án I.

TT Tên đường lò Loại vỏ chống L(

) (năm) (đ /m.năm) Thành tiền ( đồng)

1Giếng nghiêng chính

BTCT1233

241504438,82Giếng nghiêng phụ

BTCT916241503297,63

Lò xuyên vỉa +25SVP-2714768070,564

Lò xuyên vỉa -50SVP-272581280247,685

Lò xuyên vỉa -125SVP-27133612801282,566

Lò xuyên vỉa -200SVP-2710191280978,247

Lò xuyên vỉa -275

Lò xuyên vỉa -350SVP-27744680357,129Sân gaBTCT8002480153610Tổng12901,68

Bảng II.10: Bảng chi phí bảo vệ lò phương án II.

TT Tên đường lò Loại vỏ

3.Chi phí mua sắm thiết bị.

Do không tính toán được chi tiết các chi phí mua sắm thiết bị, vì vậy trong phạm vi

đồ án chỉ nêu chi phí mua sắm những thiết bị chủ yếu Toàn bộ chi phí mua sắm thiết bị được trình bày trong bảng.

Bảng II.11: Bảng chi phí mua sắm thiết bị cho phương án I.

Thành tiền ( đồng)

1 Đầu tàu điện ắc quy Chiếc 6 4.000.000 24.000.000

Thành tiền ( đồng)

1 Đầu tàu điện ắc quy Chiếc 6 4.000.000 24.000.000

3 Trục tải giếng chính Bộ 1 10.000.000 10.000.000

4.Chi phí vận tải

Than được vận chuyển từ lò dọc vỉa ra lò xuyên vỉa bằng tầu điện tới lò xuyên vỉa được vận chuyển bằng tàu điện ra sân giếng, từ sân giếng ra ngoài bằng trục tải.Chi phí vận tải của các phương án được xác định theo công thức:

Trong đó:

- Chiều dài lò xuyên vỉa

Q – Khối lượng than được vận tải trong 1 năm

– Đơn giá vận tải cho 1000 tấn thanh qua 1m đường lò

T – Thời gian vận tải

Bảng II.13: Chi phí vận tải phương án I.

, (đ/1000T.năm)

5.So sánh kinh tế giữa 2 phương án mở vỉa.

Sau khi tính toán ta đưa ra bảng so sánh kinh tế giữa 2 phương án mở vỉa

Bảng II.15: Bảng so sánh kinh tế giữa 2 phương án.

II.7 Thiết kế thi cụng đào lũ mở vỉa

Với giới hạn của chương và nội dung đồ ỏn ko cho phộp, nờn trong phạm vi đồ ỏn này em xin trỡnh bày thiết kế thi cụng đào lũ xuyờn vỉa mức -50

II.7.1.Chọn hỡnh dạng tiết diện lũ và vật liệu chống.

1.Chọn hỡnh dạng tiết diện ngang đường lũ.

Do đặc diểm địa chất của khu mỏ, bao gồm nhiều vỉa trong ruộng mỏ, do đú thời gian tồn tại của đường lũ phục vụ khai thỏc lớn Để đảm bảo an toàn và kộo dài tuổi thọ của đường lũ, cũng như phự hợp với loại vật liệu cú độ bền cao, thời gian tồn tại lõu dài, ta chọn tiết diện hỡnh vũm bỏn nguyệt là hợp lý nhất

2.Chọn vật liệu chống.

Do thời gian tồn tại của đường lũ lớn, do đặc điểm nước mỏ ko cú khả năng ăn mũn kim loại do đú ta chọn vỏ chống cho lũ xuyờn vỉa là thộp lũng mỏng loại CBJJ 22

II.7.2 Xỏc định kớch thước tiết diện lũ.

1.Chọn và tớnh toỏn thiết bị vận tải.

Với điều kiện khai thác mỏ, và điều kiện vận tải hiện tại của mỏ chọn thiết bị vậntải trong lò xuyên vỉa là tầu điện

Do yêu cầu sản lợng thiết kế mỏ và nhu cầu tăng sản lợng ngày càng cao, và

mỏ là mỏ loại 1 về khí CH4 chọn thiết bị vận tải ở lò bằng xuyên vỉa chính là tàu

điện cần vẹt14KP – 2 và goòng 3,3 tấn VG - 3,3

Bảng II.13: Bảng đặc tính kỹ thuật tàu điện cần vẹt 14KP − 2

Với điều kiện khai thỏc mỏ, và điều kiện vận tải hiện tại của mỏ, ta chọn thiết bị vậntải trong lũ xuyờn vỉa vận tải là tàu điện

II.7.2.2.Tính toán tiết diện ngang của lò

1 Chiều rộng bên trong, bên ngoài vỏ chống

- Chiều rộng đờng lò tại mức cao nhất của thiết bị vận tải xác định theo côngthức:

B = kA + m + n + (k-1)c , m Trong đó: m - khoảng cách an toàn: m = 1000 mm = 1 m;

A - chiều rộng thiết bị vận tải: A = 1350 mm = 1,35 m;

n - chiều rộng lối đi lại: n = 1200 mm = 1,2 m;

k - số đờng xe trong lò, lò 2 đờng xe thì k = 2;

c - khoảng cách an toàn giữ các thiết bị chuyển động ngợc chiều nhau, c =400mm = 0,4m

=> B = 2*1,35 + 1 + 1,2 + (2-1)*0,4 = 5,3 m

2 Chiều cao của đờng lò

- Chiều cao thiết bị vận tải, h = 1550mm = 1,55 m

β - Góc tiếp tuyến của phần vòm tại vị trí tính toán, β = 150

- Chiều cao kiến trúc đờng xe, hđx = hđ + hr

Trong đó:

hd - Chiều dày lớp đá balat dải đờng, hd = 190 mm = 0,19 m

hr - Chiều cao ray, chọn ray P - 24 có hr = 160 mm = 0,16 m

2v =

B

= 2,65 m

- Chiều cao của đờng lò hlò = 2 + 2,65 = 4,65 m

- Chiều rộng đờng lò ngoài khung chống: Bng

Bng = Bv + 2(d + hch) , m

Trong đó: d - chiều dày khung chống thép CBΠ-27, d =0,123 m

hch - chiều dày tấm chèn ( chọn tấm chèn bằng bê tông), hch = 0,05m

⇒ Bng = 5,3 + 2(0,123 + 0,05) = 5,646 m

- Chiều cao bên ngoài khung chống của lò

H = ht + Rng , m Với: ht - chiều cao tờng của đờng lò, ht = 2m

Rng - bán kính của vòm ngoài khung chống,

2823 2

3.Diện tích tiết diện của đờng lò

- Diện tích bên trong khung chống

S =

t

v h B

R

2

2

+

π

(m2)Trong đó: Bv - chiều rộng bên trong khung chống ở mức nền lò: Bv= 5,3 (m)

ht - chiều cao tờng của vòm: ht= 2000mm = 2 m

R - bán kính vòm của cột: R = 2700 mm = 2,7 m

Ssd =

2 3 , 5 2

65 , 2 14 ,

1000

Sơ đồ xác định kích thớc tiết diện ngang đờng lò

- Diện tích tiết diện đào(Sđ)

Sđ =

t ng ng

h B

R

2

2 +

π

;m2Trong đó: Bbg chiều rông đờng lò ngoài khung chống, Bbg = 5,646 m

ht chiều cao tờng của vòm, ht = 2 m

Rng bán kính của vòm ngoài khung chống, Rng = 2,823 m

Thay số vào (II.12) ta có:

Sđ =

2 646 , 5 2

823 , 2 14 ,

[ ]V m s S

K q A

sd

/ 8

K - hệ số vận tải không đều, K = 1,1

à - hệ số giảm tiết diện Chọn à = 0,90

A - sản lợng cần đợc thông gió trong 1 ngày đêm

66,7666300

1 , 1 1 66 , 7666

a - Nửa chiều rộng của đờng lò khi đào; a= 2

ng

B

= 2

646 , 5

= 2,823 m

f - Hệ số kiên cố của đá nóc f = 6

γ - Trọng lợng thể tích của đá nóc γ = 2,6 T/m3

Nh vậy : Pn = 4,605 ( T/m )

* áp lực đất đá tác dụng lên hông đờng lò

áp dụng công thức của T.Ximbasêvic:

Ph =

) 2

90 ( ).

2 ( 2

γ h h+ b Tg −

(T/m )Trong đó:

h - chiều cao của đờng lò; h = 4,65 m

ϕ - góc ma sát trong đất đá; ϕ = arctgf = arctg6 ⇒ϕ = 800

2

90 (

80 90 ( 65 , 4 823 , 2

Tg

Cotg + +

≈ 0,57 (m )

Vậy: Ph =

)2

8090()

57,0265,4(2

65,46,

90 ( ) 2

90 (

) 2

90 (

2 2

2 1

ϕ ϕ

ϕ

−

− +

−

ì

Tg Tg

Tg H

(T/m) H1- Độ cao của đất đá tác dụng lên nền lò; H1 = b1 + h = 0,57 + 4,65= 5,22(m )

⇒ Pnền =

) 2

80 90 ( )

2

80 90 (

) 2

80 90 ( 22 , 5

2 2

2

−

− +

−

ì

Tg Tg

Tg

= 0,00031 (T/m )

Qua kết quả tính toán cho thấy áp lực tác dụng lên nóc lò là lớn nhất Hầu hết ở

đây chịu tải trọng của đá vách trực tiếp Căn cứ vào áp lực tác dụng lên đờng lò, thờigian tồn tại, tiết diện cũng nh chức năng của đờng lò ta chọn vật liệu chống lò xuyênvỉa là khung chống thép hình vòm, thép lòng máng của Liên Xô có mã hiệu CB Π-

.

2 max

a

f P

L = vì

; mTrong đó: [ ]P vì

- khả năng mang tải của vì thép Với vì chống bằng thép lòngmáng CBΠ - 27 thì P = 11 T/vì

⇒

m

7 , 2 823 , 2 4

6 11

II.7.4 Hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò.

Đồ án chọn đờng lò xuyên vỉa hai đờng xe để thiết kế đào

Sơ đồ thi công phối hợp trong một chu kỳ đào lò chuẩn bị bao gồm nhữngcông việc sau:

- Dòng điện an toàn : 0,18A

- Dòng điện đảm bảo nổ: 1,2A

- Mô men xoắn 180kg/m.

- Lực ấn nhỏ nhất 65N

- Lực ấn tối đa 115N

- Đờng kính giới hạn mũi khoan 45mm

Các thông số của máy khoan ứng với áp suất khí nén 5 at

Nguồn cung cấp khí nén cho máy khoan, búa chèn và giá đỡ làm việc là trạmnén khí trung tâm tại mặt bằng +25

4 Chọn máy nổ mìn:

Đồ án chọn máy nổ mìn KBΠ-1/100M có các chỉ tiêu thông số sau:

- Điện trở tối đa của mạng điện nổ mìn 400Ω

- Giá trị cực đại xung lợng phát hoả 3.10-3 A2S

- Thời khoảng của xung 3 ữ 3,5 m/s

- Điện thế của các tụ điện bộ nạp 600V

- Điện dung của các tụ điện 8àF

- Số kíp cực mức nối tiếp nổ đồng thời 100 cái

- Thời gian chuẩn bị đa máy vào hoạt động 10S

Trong đó: kd - hệ số ảnh hởng đến đờng kính thỏi thuốc kd = 0,95

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

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

fc - hệ số kể đến số mặt phẳng tự do : fc = 1,2

e - hệ số xét tới sức công nổ của thuốc: e = P

380 = 1,46

=1,33 Sđ - diện tích đào của đờng lò: Sđ = 23,8 m2

→ q = 0,6 1,2 1,33 1,46 0,95 = 1,33 kg/m3

2 Chi phí thuốc nổ cho 1 chu kỳ:

Lợng thuốc nổ phải chi cho 1 chu kỳ đợc tính theo công thức:

Q = q Sđ c l ,kg

Trong đó: c - hệ số sử dụng lỗ mìn : c = 0,8

q - chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị : q = 1,33 kg/m3

Sđ - diện tích đào đờng lò : Sđ = 23,8 m2

l - chiều dài lỗ khoan tính theo công thức thực nghiệm:

23

≈ 18,8 m

C - hệ số phụ thuộc vào hình dạng đờng lò

Với đờng lò hình vòm: C = 3,86

Sđ - diện tích đào đờng lò, Sđ = 23,8 m2

Bng - chiều rộng đờng lò ngoài khung chống, Bng = 5,646 m

b - khoảng cách giữa các lỗ mìn tạo biên, b = 0,4 ữ 0,6 m Chọn b = 0,6m →Nb = 23 lỗ

*Nhóm lỗ mìn tạo rạch và công phá:

f

b b d f

r

N S q N

γb = 0,785 db ∆ k1 ab , kg/m

ở đây: db - đờng kính thỏi thuốc : db = 0,036m

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

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

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

k2 - hÖ sè nÐn chÆt thuèc nè trong lç m×n, k2 = 0,85

→ γf = 0,785 0,036 2 1100 0,85 0,6 ≈ 0,58 kg/m

0,58

47 , 0 23 8 , 23 36 , 1

,

−

=

f r

Víi : γr - lîng thuèc n¹p trong 1 mÐt lç khoan t¹o r¹ch, γ = 0,57 kg/m

lr - chiÒu dµi lç khoan t¹o r¹ch, lr = ltb+ 15%ltb = 2,8 m

+ Số thỏi thuốc trong mỗi lỗ: nr = t

r

G

q

,thỏiVới : Gt - trọng lợng thỏi thuốc , Gt = 0,2 kg

nr =1,596/ 0,2 =7,98 thỏi Lấy nr = 8 thỏi

+ Chiều dài nạp thuốc, lt = 8 0,2 = 1,6 m

+ Chiều dài nạp bua: lb = lr - lt - 2 lpđ = 2,8 - 1,6 - 2.0,1= 1 m

( lpđ - phân đoạn không khí, lấy lpđ = 100 mm)

Các lỗ mìn nhóm tạo rạch đợc khoan hớng vào trong và nghiêng một góc 150

so với mặt phẳng gơng lò

* Nhóm lỗ mìn công phá:

+ Lợng thuốc nổ trong mỗi lỗ: qp = γP lP

Trong đó : γP - lợng thuốc nổ nạp trong 1 m lỗ khoan phá : γP = 0,57 kg/m

lP - chiều dài lỗ khoan phá : lp = ltb= 2,4 m

→ qp = 0,57 2,4 =1,368 kg

+ Số thỏi thuốc trong mỗi lỗ: np =

2,0

368,1

* Nhóm lỗ mìn tạo biên:

+ Lợng thuốc nổ trong mỗi lỗ:qb = γb lb = 0,47 2,4 = 1,128 kg

Các lỗ mìn đợc khoan nghiêng so với gơng là 85o nên chiều dài của lỗ khoan này

128 , 1

=

=

t

b b

G

q n

= 5,64 Lấy nb = 6 thỏi + Chiều dài nạp thuốc, lt = 6 0,2 = 1,2 m

+ Chiều dài nạp bua: l0 = Lb - lt - 3 lpđ = 2,4 – 1,2 - 3 0,1 = 0,9 m

* Lợng thuốc nổ thực tế cho một lần nổ

Qtt = qr Nr + qp Np + qb Nb , kg

Qtt = 1,596 7 + 1,368 30 + 1,128 23 ≈ 78,156 kg

5 Tính toán chỉ tiêu công tác khoan nổ cho một chu kỳ:

- Thể tích đất đá sau khi nổ mìn:

V = Sđ l c Knr = 23,8 2,4 0,8 1,4 ≈ 64 m3Knr - hệ số nở rời của đất đá: Knr = 1,4

c - hệ số lỗ mìn, c = 0,8

- Chi phí thuốc nổ cho một mét lò:

kg l

Q

q tt 32 , 565

4 , 2

156 , 78

- Chi phí thuốc nổ đơn vị cho một m3 đất đá theo nguyên khối

kg V

Q

64

156,78

- Số mét lỗ khoan cho một chu kỳ :

∑LK = lr Nr + lp Np + lb Nb , m/chu kỳ (II.30) = 2,8 7 + 2,4 30 + 2,4 23 = 146,8 m/chu kỳ

- Chi phí kíp nổ cho một m3 đất đá:

94,064

Rđ - điện trở của dây dẫn chính Rđ = Lđ r ,(Ω)Lđ - chiều dài dây dẫn, Lđ = 300m

r - điện trở suất của dây dẫn, r = 12 10-3Ω/m

n - số kíp mắc nối tiếp, n = 49 cái

RR - điện trở của kíp nổ, RR = 3 Ω

R = 150,6 Ω

Dòng điện đi qua kíp R

Vậy mạng kíp nổ đảm bảo điều kiện nổ

Bảng II.17: Bảng chỉ tiêu khoan nổ mìn

1 Diện tích tiết diện gơng lò m2 23,8

3 Số lợng lỗ khoan cho một chu kỳ lỗ 60

4 Tổng chiều dài lỗ khoan 1 chu kỳ m 146,8

7 Lợng thuốc nổ trong 1 chu kỳ kg 78,156

11 Chi phí thuốc nổ cho một m lò kg 32,565

Hộ chiếu khoan nổ mìn đợc thể hiện trên hình II.4

II.7.5.Xác định khối lợng của từng công việc trong một chu kỳ đào lò

II.7.5.1 Công tác xúc bốc vận tải:

Công tác xúc bốc vận tải là công việc mất rất nhiều thời gian nhất và ảnh hởngtrực tiếp tới năng suất lao động và tốc độ đào lò Để nâng cao công tác đào lò, đồ ánchọn biện pháp xúc bốc bằng máy với khối lợng xúc bốc 1 chu kỳ cho điện tích tiếtdiện đào Sđ = 23,8 m2, LCK = 1,6 m là 64 m3

1 Lựa chọn máy xúc:

Căn cứ vào khối lợng xúc bốc một chu kỳ, chọn máy xúc bốc đất đá có mãhiệu 1ΠΠH-5 có đặc tính kỹ thuật sau: