Thiết kế mở vỉa và khai thác cho trung tâm từ mức ± 0 đến mức 300 công ty than Mông Dương đảm bảo công suất 1500000 tấnnăm.

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 7 CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ 8 I.1. Địa lí tự nhiên 8 I.1.1. Địa lí vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn năng lượng và nước sinh hoạt. 8 I.1.2. Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị khu mỏ 9 I.1.3. Điều kiện khí hậu 9 I.1.4. Quá trình thăm dò và khai thác khu mỏ. 9 I.2. Điều kiện địa chất 10 I.2.1. Cấu tạo địa chất vùng mỏ. 10 I.2.2. Cấu tạo các vỉa than 12 I.2.3. Phẩm chất than 14 I.2.4. Địa chất thủy văn 15 I.2.5. Địa chất công trình 16 I.2.6. Trữ lượng 18 I.3. Kết luận 18 CHƯƠNG 2:MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ 22 I.1.. Giới hạn khu vực thiết kế 22 I.1.1. Biên giới khu vực thiết kế 22 I.1.2. Kích thước khu vực thiết kế 22 II.2. Tính trữ lượng 22 II.2.1. Trữ lượng trong bảng cân đối 22 II.2.2. Trữ lượng công nghiệp 22 II.3. Sản lượng và tuổi mỏ 23 II.3.1. Sản lượng mỏ 23 I.3.2. Tuổi mỏ 23 II.4. Chế độ làm việc của mỏ 24 II.4.1. Bộ phận lao động trực tiếp 24 II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp 24 II.5. Phân chia ruộng mỏ 25 II.6. Mở vỉa 25 II.6.1. Khái quát chung 25 II.6.2. Đề xuất các phương án mở vỉa 26 II.6.3. Trình bày các phương án mở vỉa 26 II.6.4. Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa 32 II.6.5. So sánh kinh tế giữa các phương án mở vỉa 33 II.6.6. Kết luận 37 II.7. Thiết kế thi công đào lò mở vỉa 38 II.7.1. Chọn hình dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò 38 II.7.2. Xác định kích thước tiết diện lò 38 II.7.3. Lập hộ chiếu chống lò 40 II.7.4. Lập hộ chiếu khoan nổ mìn 43 II.7.5 Khối lượng công việc 47 II.7.6 Biểu đồ tổ chức chu kì 49 CHƯƠNG III: KHAI THÁC 53 III.1. Đặc điểm địa chất và các yếu tố có liên quan đến công tác khai thác 53 III.2. Chọn hệ thống khai thác 54 III.2.1. Các hệ thống khai thác 54 III.2.2. Phân tích, so sánh và chọn hệ thống khai thác hợp lí 59 III.3. Thông số của hệ thống khai thác 60 III.3.1. Chiều dài lò chợ 60 III.3.2. Chiều dày lớp khai thác 62 III.3.3. Chọn tiến độ lò chợ 62 III.3.4. Số lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo sản lượng 62 III.4. Quy trình công nghệ khai thác 62 III.4.1. Phương pháp khấu than trong lò chợ 63 III.4.2. Chọn hình thức vận chuyển hợp lí trong lò chợ 68 A: Phương án I: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực di động, thu hồi than nóc. 68 III.4.3.A. Chọn phương pháp chống giữ lò chợ 68 III.4.4.A. Điều khiển đá vách 73 III.4.5.A. Tổ chức chu kì sản xuất gương lò chợ khai thác 75 III.4.6.A. Bảng tóm tắt chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật lò chợ 86 B: Phương án II: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá khung di động, thu hồi than nóc 87 III.4.3.B. Chọn phương pháp chống giữ lò chợ 87 III.4.4.B. Điều khiển đá vách 93 III.4.5.B. Tổ chức chu kì sản xuất gương lò chợ khai thác 95 III.4.6.B. Bảng tóm tắt chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật lò chợ 105 C: Phương án III: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực liên kết xích, thu hồi than nóc 106 III.4.3.C. Chọn phương pháp chống giữ lò chợ 106 III.4.4.C. Điều khiển đá vách 112 III.4.5.C. Tổ chức chu kì sản xuất gương lò chợ khai thác 114 III.4.6.C. Bảng tóm tắt chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật lò chợ 124 III.5. Kết luận 125 CHƯƠNG 4: THÔNG GIÓ VÀ AN TOÀN 128 A. THÔNG GIÓ 128 IV.1. Khái quát chung 128 IV.1.1. Nhiệm vụ của thông gió chung của mỏ 128 IV.1.2. Nhiệm vụ của thiết kế thông gió 128 IV.1.3. Phạm vi thiết kế thông gió chung 128 IV.1.4 Đặc điểm chế độ khí của mỏ 129 IV.2. Lựa chọn hệ thống thông gió 130 IV.2.1. Lựa chọn phương pháp thông gió 130 IV.2.2. Chọn vị trí đặt trạm quạt gió chính 130 IV.2.3. Lựa chọn sơ đồ thông gió 130 IV.3. Tính lượng gió chung cho mỏ 131 IV.3.1. Lựa chọn phương pháp tính lượng gió chung cho mỏ 131 IV.3.2. Xác định các hộ tiêu thụ gió của mỏ. 131 IV.3.3. Tính lượng gió chung cho mỏ theo phương pháp thứ hai 132 IV.4. Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió. 135 IV.4.1. Tính phân phối gió trên sơ đồ 135 IV.4.2. Kiểm tra tốc độ gió 137 IV.5. Tính hạ áp chung của mỏ 138 IV.5.1. Lựa chọn phương pháp tính hạ áp chung của mỏ 138 IV.5.2. Tính hạ áp theo phương pháp thông gió từ trong ra ngoài 138 IV.6. Tính chọn quạt gió chính 144 IV.6.1. Tính lưu lượng của quạt 144 IV.6.2. Tính hạ áp quạt 145 IV.6.3. Chọn quạt gió chính 146 IV.6.4. Xác định điểm công tác của quạt 146 IV.6.5. Tính chọn động cơ quạt 147 IV.7. Tính giá thành thông gió 147 IV.7.1. Thống kê chi phí xây dựng các công trình thông gió và mua sắm thiết bị thông gió 147 IV.7.2. Tính chi phí trả lương cho công nhân 148 IV.7.3. Tính khấu hao thiết bị và các công trình thông gió 148 IV.7.4. Chi phí năng lượng 149 IV.7.5. Tính giá thành thông gió cho 1 tấn than 149 IV.8. Kết luận 149 B. AN TOÀN VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG 149 IV.9. Ý nghĩa và mục đích của công tác bảo hộ lao động 149 IV.10. Những biện pháp về an toàn ở mỏ hầm lò 150 IV.10.1. Đặc điểm của mỏ liên quan đến công tác an toàn lao động 150 IV.10.2. Các biện pháp về an toàn trong các khâu công tác 150 IV.10.3. Các biện pháp chống bụi 151 IV.10.4. Các biện pháp ngăn ngừa nổ khí, bụi và phòng chống cháy mỏ 152 IV.11. Tổ chức và thực hiện công tác an toàn 152 IV.12. Thiết bị an toàn và dụng cụ bảo hộ lao động 152 CHƯƠNG 5: VẬN TẢI THOÁT NƯỚC VÀ MẶT BẰNG SÂN CÔNG NGHIỆP 154 A. VẬN TẢI 154 V.1. Khái niệm 154 V.2. Vận tải trong lò 154 V.2.1. Hệ thống vận tải trong lò 154 V.2.2. Phân tích và chọn sơ đồ vận tải 155 V.2.3. Phân tích chọn thiết bị vận tải trong đường lò 156 V.3. Vận tải ngoài mặt bằng 161 V.3.1. Hệ thống vận tải ngoài mặt bằng 161 V.3.2. Tính thiết bị vận tải 162 V.4. Thống kê thiết bị vận tải 162 V.5. Kết luận 163 B. THOÁT NƯỚC 163 V.6. Khái niệm 163 V.7. Hệ thống thoát nước 163 V.7.1. Thoát nước trên mặt 163 V.7.2. Thoát nước trong lò 164 V.8. Thống kê thiết bị và công trình thoát nước mỏ 167 V.9. Kết luận 167 C. MẶT BẰNG SÂN CÔNG NGHIỆP 167 V.10. Địa hình và yêu cầu xây dựng mặt bằng sân công nghiệp 167 V.11. Bố trí các công trình trên mặt bằng sân công nghiệp 168 V.12. Lập lịch trình và tổ chức thi công 168 CHƯƠNG VI: KINH TẾ 172 VI.1. Khái niệm 172 VI.2. Biên chế tổ chức của mỏ 172 VI.2.1 Xác định số lượng công nhân viên chức toàn mỏ 172 VI.2.2. Tính năng suất lao động của công nhân 172 VI.3. Khái quát vốn đầu tư 173 VI.4. Tính giá thành tấn than 176 VI.5. Tính hiệu quả kinh tế và thời gian thu hồi vốn 178 VI.6. Kết luận 179 KẾT LUẬN 180

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

=======***=======

Quyết định

V/v giao đề tài thiết kế tốt nghiệp

Theo đề nghị của cán bộ hướng dẫn, bộ môn Khai thác Hầm lò quyết định giao

đề tài tốt nghiệp cho:

Sinh viên: Nguyễn Xuân Lê

Đề tài thiết kế tốt nghiệp

Ngày giao đề tài:Ngày … tháng… năm 2015.

Ngày bảo vệ:Ngày ….tháng ….năm 2015

Cán bộ hướng dẫn

Ths.Nguyễn Văn Quang

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Bộ môn khai thác hầm lò

PGS.TS Đặng Vũ Chí

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ 4

I.1 Địa lí tự nhiên 4

I.1.1 Địa lí vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn năng lượng và nước sinh hoạt 4

I.1.2 Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị khu mỏ 5

I.1.3 Điều kiện khí hậu 5

I.1.4 Quá trình thăm dò và khai thác khu mỏ 5

I.2.2 Cấu tạo các vỉa than 8

I.2.3 Phẩm chất than 10

I.1 Giới hạn khu vực thiết kế 18

I.3.2 Tuổi mỏ 19

II.4 Chế độ làm việc của mỏ 19

II.4.1 Bộ phận lao động trực tiếp 19

II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp 20

II.5 Phân chia ruộng mỏ 20

II.6 Mở vỉa 21

II.6.1 Khái quát chung 21

II.6.2 Đề xuất các phương án mở vỉa 21

II.6.3 Trình bày các phương án mở vỉa 21

II.6.5 So sánh kinh tế giữa các phương án mở vỉa 29

II.6.6 Kết luận 33

II.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa 33

II.7.1 Chọn hình dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò 33

II.7.4 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn 39

II.7.5 Khối lượng công việc 42

II.7.6 Biểu đồ tổ chức chu kì 44

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành than ngày càng được khẳng định tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Không chỉ là nguyên liệu cung cấp cho các ngành công nghiệp mà còn được xuất khẩu đem lại nguồn lợi nhuận lớn cho đất nước, than còn là nguồn chất đốt phục vụ cho sinh hoạt đời sống của nhân dân Đời sống của cán bộ công nhân viên trong ngành than ngày càng được nâng cao

Thấy rõ được tầm quan trọng của ngành than, trong những năm qua nhất là khi đổi mới, Đảng và nhà nước đã quan tâm và đầu tư rất nhiều cả về vốn, công nghệ và nhân lực để phát triển ngành than sao cho hiệu quả sản xuất là lớn nhất

Bản thân em là một sinh viên đang theo học ngành Khai thác mỏ hầm lò của Trường đại học mỏ địa chất Sau khi trải qua quá trình học tập trong trường và thực tập tốt nghiệp Nay đã kết thúc khóa học và được giao đề tài đồ án tốt nghiệp:

PHẦN CHUNG: Thiết kế mở vỉa và khai thác cho trung tâm từ mức ± 0 đến mức -300 công ty than Mông Dương đảm bảo công suất 1500000 tấn/năm.

PHẦN CHUYÊN ĐỀ: Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lí cho vỉa G(9) khu trung tâm công ty than Mông Dương.

Đồ án này là tổng hợp được những kiến thức cơ bản khi học tập nghiên cứu tại trường

và những vấn đề trong quá trình thực tập mà em đã thu thập được Trong quá trình làm đồ

án em đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu, kết hợp giữa lý thuyết đã học và ngoài thực tiễn,

cùng sự giúp đỡ rất tận tình của thầy trực tiếp hướng dẫn Th.s Nguyễn Văn Quang, em đã

hoàn thành đồ án này

Do khả năng của bản thân và thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em rất mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy bộ môn và các ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp để em hoàn thành đồ án được tốt hơn cũng như nâng cao được kiến thức phục vụ cho công việc sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội,ngày 6 tháng 6 năm 2016

Sinh viên Nguyễn Xuân Lê

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA

CHẤT KHU MỎ

I.1 Địa lí tự nhiên

I.1.1 Địa lí vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông

vận tải, nguồn năng lượng và nước sinh hoạt.

a Địa lí vùng mỏ

- Khu mỏ than Mông Dương cách thành phố Cẩm Phả khoảng 10 km về phía Đông - Đông Bắc Cẩm Phả, thuộc phường Mông Dương, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

- Giới hạn bởi toạ độ:

X: 28 255 ÷ 30 476Y: 428 500 ÷ 432 950

- Ranh giới địa chất:

+ Phía Bắc: Giới hạn đứt gãy Mông Dương

+ Phía Tây: Giới hạn bởi đứt gãy F.G và ranh giới cấp phép QĐ BTNMT

2760/GP-+ Phía Đông: Theo ranh giới TDTM 1966 và đứt gãy Mông Dương

+ Phía Nam: Giới hạn bởi đứt gãy F.QL và ranh giới cấp phép QĐ 2760/GPBTNMT

b Sông ngòi

- Nước sông: Sông Mông Dương nằm ở phía Bắc khu mỏ có chiều dài khoảng 7

km, bắt nguồn từ phía Tây Bắc khu thăm dò nước chảy theo hướng Tây Đông rồi đổ

ra biển Lòng sông ở khu vực thăm dò rộng 30 -:- 50m, khá bằng phẳng, đáy dòng chảy được lắng đọng các vật liệu cát, cuội sỏi, đôi khi có lẫn các hòn tảng Sông Mông Dương có lưu vực khá rộng lớn

- Nước suối: Hệ thống suối bắt nguồn từ sườn Bắc của dãy núi phía Nam khu mỏ chảy theo hướng Bắc đổ ra sông Mông Dương gồm các suối Vũ Môn, suối Mông Dương, đây là các suối lòng hẹp, dốc, có nước chảy quanh năm, về mùa khô lưu

lượng thay đổi từ 10 đến 100 l/s, về mùa mưa lưu lượng đổi từ 100 đến 500l/s, chủ yếu là do nước mưa cung cấp

c Địa hình

Địa hình khu mỏ Mông Dương là các đồi núi thấp, điểm cao nhất của địa hình

ở khu trung tâm có độ cao +165m và điểm thấp nhất là lòng sông Mông Dương Tuy nhiên những năm gần đây các đầu lộ vỉa được tiến hành khai thác nên làm bề mặt địa hình nhiều chỗ lồi lõm do các mong khai thác để lại

d Hệ thống giao thông vận tải

Mỏ than Mông Dương có hệ thống giao thông rất thuận lợi Dọc phía trung tâm khu thăm dò có đường quốc lộ 18A, sân công nghiệp khu mỏ nằm sát với quốc lộ 18A

và tuyến đường sắt Cửa Ông- Mông Dương

I.1.2 Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị khu mỏ

Do địa hình đồi núi và xa trung tâm thành phố Cẩm Phả nên dân cư xung quanh mỏ còn thưa thớt và phân bố không đều thành phần chủ yếu là công nhân mỏ, còn lại là cán

bộ và một số gia đình buôn bán nhỏ

Nhìn chung nền kinh tế khu mỏ phát triển ổn định, phồn thịnh và đời sống của người dân được đảm bảo

Tình hình an ninh trật tự trong khu vực tương đối ổn định

I.1.3 Điều kiện khí hậu

Khu Mông Dương nói riêng, thành phố Cẩm Phả nói chung nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm chia thành 2 mùa rõ rệt

+ Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10

+ Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau

Nhiệt độ không khí hàng năm cao nhất vào tháng 6 đến tháng 8 Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1 và tháng 2

I.1.4 Quá trình thăm dò và khai thác khu mỏ.

a Lịch sử công tác nghiên cứu địa hình địa chất và thăm dò

-Năm 1960 -:- 1962 Qua thăm dò sơ bộ tìm ra được 08 vỉa than cho trữ lượng khai thác là : Y2 ; Y1 ; I ; II ; H ; G ; K ; L từ lộ vỉa xuống mức – 350 m

(13A) ; I(12) ; Ha(10a) ; G(9) ; K(8) từ lộ vỉa tới mức – 350 m

-Năm 1982 Thành lập báo cáo thăm dò bổ xung và tính trừ lượng 08 vỉa than từ vỉa K(8) đến vỉa Y2-13B tới mức – 97,5.

-Năm 1995 Thành lập báo cáo địa chất tổng hợp và tính trữ lượng khoáng sàng

2-13B

-Năm 1996 Tại mỏ than Mông Dương đã đầu tư hơn 180 lỗ khoan địa chất với

-Từ năm 1997-:-2000 Tại mỏ than Mông Dương đã đầu tư bổ sung 09 lỗ khoan thăm dò phục vụ cho khai thác mức –250 với tổng chiều dài 1661m khoan

b.Công tác kiến thiết và khai thác mỏ

Công ty than Mông Dương được xây dựng từ năm 1965 Theo thiết kế của Liên

Xô cũ với công suất là 900.000 T/năm Được mở vỉa bằng hai giếng đứng

trung tâm của khoáng sàng

-Năm 1982 mỏ chính thức đi vào hoạt động với sản lượng 273.000T/năm

-Năm 2003 sản lượng đạt 600.000T/năm

-Năm 2004 sản lượng đạt 1.000.000T/năm trong đó hầm lò đạt700.000T/năm.-Năm 2005 sản lượng toàn mỏ 1.300.000T/năm.Trong đó hầm lò đạt 1.000.000T/năm

- Từ năm 2006 Công ty CP Tư vấn Đầu tư mỏ và Công nghiệp - Vinacomin đã lập dự án đầu tư khai thác mỏ Mông Dương giai đoạn 2 đến mức -250m và mức -550m cho những năm tiếp theo

I.2 Điều kiện địa chất

I.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ.

a Địa tầng

Đặc điểm địa tầng khu mỏ than Mông Dương chủ yếu là các đá trầm tích và các

Hòn Gai Địa tầng chứa than khu mỏ than Mông Dương có chiều dày trên 1.000m Mặt cắt địa tầng bao gồm các loại đá trầm tích như: cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than xen kẽ nhau Qua kết quả nghiên cứu địa chất toàn bể than từ trước tới nay đã xác định được địa tầng trầm tích chứa than thuộc giới Mezozoi - hệ

Trias - thống thượng, bậc Nori-Ret, hệ tầng Hòn Gai Tại khu mỏ Mông Dương chỉ tồn tại phân hệ tầng Hòn Gai giữa (T3n-r hg 2).

C.rộng đới huỷ hoại (m)

Thế nằm mặt trượt

Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt (m)

Các công trình gặp đứt gẫy

Phương cấu trúc chính của mỏ than Mông Dương về cơ bản phát triển theo phương Tây -Đông Các lớp đất đá và các vỉa than có hướng cắm chính về Bắc, đầu lộ các vỉa than phần dưới (K8, G9) lộ ra ở phía Nam, đầu lộ các vỉa than I(12) và Y(13) phân bố ở phía Bắc.Dọc theo phương cấu trúc chính các vỉa than bị uốn nếp rất phức tạp với trục các uốn nếp phát triển theo phương Nam – Bắc Hệ thống các uốn nếp có trục phát triển theo phương Nam Bắc là yếu tố chính làm tăng tính phức tạp của cấu trúc địa chất mỏ và các vỉa than, gây khó khăn cho công tác thăm dò và khai thác Thực tế khai thác nhiều năm cho thấy,về cơ bản bình đồ cấu trúc uốn nếp các vỉa than biến động không lớn, không làm thay đổi tính chất các nếp uốn Những biến động thường xuyên xảy ra trong khu vực trục nếp uốn tiếp giáp đứt gãy.

I.2.2 Cấu tạo các vỉa than

Kết quả nghiên cứu địa tầng chứa than và các công trình thăm dò đã xác định khu mỏ Mông Dương tồn tại 22 vỉa than, từ dưới lên các vỉa được ký hiệu là: V.1; 2c; 2b; 2a; 2; 3c; 3b; 3a; P(3); O(4); N(5); M(6); L(7); K(8); 9a; G(9); H(10); Ha(10a); II(11); I(12); Y1(13a) và Y2(13b) Trong đó, có 17 vỉa đạt giá trị công nghiệp là: V.1, V.2, V.3c, V3b, V.3a, V.P(3), O(4), N(5), M(6), L(7), K(8), G(9), H(10), Ha(10a), V.II(11), I(12),Y1(13a) Các vỉa than không tính trữ lượng là vỉa 2a, 2b, 2c, và

C dày riêng than (m)

Chiều dày

đá kẹp (m)

Số lớp kẹp (lớp)

1.75(41)

0.22-4.141.62

0-1.740.13

0-10

12-6039

Đơn giản

3.15(78)

0.32-15.552.88

0-3.90.27

0-51

10-6035

Tương đối phức tạp3

Tương đối phức tạp

STT Tên

C.dày toàn vỉa (m)

C dày riêng than (m)

Chiều dày

đá kẹp (m)

Số lớp kẹp (lớp)

0-3.760.18

0-60

5-5531

Rất phức tạp

4.3(168)

0.18-13.344.12

0-3.370.24

0-50

5-5530

Tương đối phức tạp

Tương đối phức tạp

3.86(123)

0.43-13.023.63

0-1.880.23

0-41

5-7029

Tương đối phức tạp

Tương đối phức tạp

Tương đối phức tạp

STT Tênvỉa Chiều dày vỉa (m) Đá kẹp Góc dốc vỉa (độ) Cấu tạo vỉa

C.dày toàn vỉa (m)

C dày riêng than (m)

Chiều dày

đá kẹp (m)

Số lớp kẹp (lớp)

1.07(39)

0.25-2.161.03

0-0.480.04

0-20

5-5626

Đơn giản

Tương đối phức tạp

I.2.3 Phẩm chất than

- Than Mông Dương có màu đen, vết vạch màu đen xám, ánh thủy tinh đôi khi ánh kim loại, vết vỡ vỏ sò, dạng bậc, dạng mắt Than chủ yếu dạng khối đồng nhất, cứng dòn, ít khe nứt, than dạng dải thường gặp ở vỉa G(9);

- Than Mông Dương biến chất cao, nhãn than antraxit đến bán antraxit, độ tro khô (Ak) trung bình 16,06%, nhiệt lượng khối khô (Qk) trung bình 6900Kcal/kg;

- Than khu Mông Dương được chia thành 03 loại cụ thể như sau:

+ Than Crible (than củ chọn) có kích thước từ 50mm đến 120mm chiếm tỷ lệ 11%

+ Than Rrai xedte, độ hạt từ 30mm đến 50mm chiếm tỷ lệ 7%

+ Than kích thước hạt nhỏ dưới 30mm chiếm 72%

- Thành phần các nguyên tố trong than gồm có:

+ Nitiơ: N thay đổi từ 0,07% đến 1,72%, trung bình 1,06%

+ Oxy: O thay đổi từ 0,97 đến 6,45%, trung bình 3,11%

- Than khu mỏ Mông Dương có hàm lượng cacbon (C) cao, hàm lượng hyđrô (H) và Nitơ (N) thấp, thành phần nguyên tố than thuộc loại tương đối ổn định

I.2.4 Địa chất thủy văn

a Đặc điểm nước mặt

- Điều kiện khí tượng thuỷ văn: Khu Mông Dương nói riêng và khu Cẩm Phả nói chung nằm trong vùng khí hậu gió mùa, hàng năm chia thành 2 mùa rõ rệt Hệ số biến đổi lưu lượng giữa mùa mưa và mùa khô tính được là: 7,05 lần

- Nước sông: Sông Mông Dương nằm ở phía Bắc khu mỏ có chiều dài khoảng 7

km, bắt nguồn từ phía Tây Bắc khu thăm dò nước chảy theo hướng Tây Đông rồi đổ

ra biển Lòng sông ở khu vực thăm dò rộng 30 -:- 50m, khá bằng phẳng, đáy dòng chảy được lắng đọng các vật liệu cát, cuội sỏi, đôi khi có lẫn các hòn tảng Sông Mông Dương có lưu vực khá rộng lớn

- Nước suối: Hệ thống suối bắt nguồn từ sườn Bắc của dãy núi phía Nam khu mỏ

chảy theo hướng Bắc đổ ra sông Mông Dương gồm các suối Vũ Môn, suối Mông Dương, đây là các suối lòng hẹp, dốc, có nước chảy quanh năm, về mùa khô lưu lượng thay đổi từ 10 đến 100l/s, về mùa mưa lưu lượng đổi từ 100 đến 500l/s, chủ yếu

là do nước mưa cung cấp

b Đặc điểm nước dưới đất

* Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ:

Trầm tích Đệ Tứ bao phủ hầu hết diện tích khu mỏ Thành phần đất đá gồm sét pha cát, cuội, sỏi lẫn mùn thực vật, màu vàng nhạt đến nâu sẫm, nguồn gốc Eluvi, Đềluvi, prôluvi Chiều dày biến đổi từ 3m đến 5m Ở khu vực địa hình cao lớp phủ có chiều dày mỏng, ở các thung lũng suối dày đến 5m Nước dưới đất được chứa trong các lỗ hổng của đất đá, do đặc điểm thành phần có chứa nhiều sét và chiều dày mỏng nên khả năng chứa nước và thấm nước kém Theo kết quả khảo sát tầng này nước xuất

điểm lộ không còn nước chảy Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa thấm xuống Do chiều dày mỏng trữ lượng không nhiều chỉ đủ dùng cho sinh hoạt nhỏ lẻ Khi khai thác hầm lò mức độ ảnh hưởng của tầng chứa này không đáng kể

* Phức hệ chứa nước khe nứt trong trầm tích chứa than Hệ trias thống thượng bậc Nori - Rêti

Trong diện tích khu mỏ địa tầng chứa than phủ rộng khắp với chiều dày địa tầng khoảng 600m (Báo cáo TDTM1966) có chứa nhiều vỉa than đạt trữ lượng khai thác Địa tầng chủ yếu gồm: Sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và than Đá có khả năng chứa nước là sạn kết và cát kết Nước tồn tại trong các khe nứt của đất đá, Đá ít có khả

năng chứa nước là bột kết và sét kết Các lớp bột kết sét kết không có khả năng chứa nước và sau khi bị nứt nẻ do hiện tượng tái sét hóa làm cho tính cách nước lớp vẫn duy trì.

* Nước trong đới phá hủy kiến tạo

Khu mỏ có nhiều đứt gãy, lớn nhất là đứt gãy Mông Dương có đới hủy hoại lớn Gặp đới phá hủy tại các công trình khoan thăm dò từ LK438 (Khe Chàm) sang Mông Dương LK8,7,10,4,17 Đới hủy hoại lộ ra trên mặt bằng là các nham thạch dăm kết nhàu nát bao gồm hỗn độn sét và mảnh vụn cát kết sạn kết gắn bó kém bề vững dễ bóp vụn Phương của đứt gãy chạy theo hướng Tây sang Đông, dốc 80- 850 cắm Nam, đứt gãy cắt qua tất cả các vỉa than trong khu thăm dò, biên độ dịch chuyển xác định ở phân khu Đông Bắc lên tới 100-200 m Tại Lk13 nghiên cứu đặc điểm địa chất thủy văn trong đới hủy hoại kiến tạo.Với chiều sâu 337,5m vẫn nằm đới hủy hoại của đứt gãy

I.2.5 Địa chất công trình

a, Đất trầm tích Đệ tứ

Đất đệ tứ có thành phần chủ yếu là sét lẫn cát, sạn, sỏi, dăm, mức độ liên kết yếu, chúng chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động xâm thực bào mòn do dòng mặt ,dòng chảy tạm thời về mùa mưa gây nên Qua quan sát thực tế sau mỗi trận mưa lớn ở sườn dốc, tả luy đường đất đệ tứ bị bào mòn tạo thành các mương rãnh, nhiều nơi trượt lở gây trở ngai cho giao thông

Tầng đất thải: Chiếm một phần diện tích phía nam, tây nam khu mỏ, có chiều

cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết và sét kết kích thước không đồng đều, sắp xếp rất hỗn độn Đây là sản phẩm của quá trình khai thác lộ thiên của mỏ Cao Sơn, vỉa 10, vỉa 9

và đầu lộ vỉa đổ ra tạo nên, tầng này chưa ổn định, kết cấu rời xốp có nhiều hang hốc nhỏ, chính vì vậy khi xây dựng các công trình trên mặt mỏ cần chú ý

b, Đặc điểm địa chất công trình của các lớp đất đá trong tầng chứa than

Đất đá của tầng chứa than gồm: Cát kết, bột kết, sét kết, cuội kết, sét than và các vỉa than, chúng nằm xen kẽ nhau Các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc, thuộc loại đá cứng bền vững Các lớp đá có thế nằm đơn nghiêng với góc dốc biến đổi từ 200 đến

400, tạo nên các cánh của nếp uốn Nhìn chung các lớp đá có đặc điểm và tính chất cơ

lý như sau:

Bảng I.3: Tính chất cơ lí của đất đá trong khu mỏ

Giá

trị

Số lượng

mẫu

Cường độ khángnén, σn

(kG/cm2)

Cường độ khángkéo, σk

(kG/cm2)

Khối lượng thể tích,

γ

(g/cm3)

Khối lượng riêng, ∆(g/cm3)

Lựcdínhkết, C(kG/cm2)

Góc nội masát, ϕ

* Trữ lượng và tài nguyên than của toàn khu mỏ tính đến đường chiều dày 0,8m (hầm lò) và 1m (lộ thiên); Ak ≤ 40%:

- Tổng trữ lượng và tài nguyên than là: 107.715 nghìn tấn Trong đó:

- Thông số chiều dày vỉa và chiều dày riêng than các vỉa than mỏ Mông Dương biến đổi không có quy luật và phức tạp, đặc biệt là khu vực vỉa tiếp giáp đứt gãy

Ban do dia hinh

Mat cat 8b

Binh do tru luong g9

CHƯƠNG 2:MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

I.1 Giới hạn khu vực thiết kế

I.1.1 Biên giới khu vực thiết kế

Khu vực đồ án thiết kế là khu trung tâm với biên giới:

+ Phía đông là đứt gãy F.H

+ Phía Bắc: Giới hạn đứt gãy Mông Dương

+ Phía Tây: Giới hạn bởi đứt gãy F.C

+ Phía Nam: Giới hạn bởi đứt gãy F.QL và ranh giới cấp phép QĐ BTNMT

2760/GP-I.1.2 Kích thước khu vực thiết kế

- Chiều dài theo phương( hướng Đông -Tây) trung bình:1800m.

- Chiều dài theo hướng dốc( hướng Bắc – Nam) trung bình:1500m

- Chiều sâu thiết kế từ ±0 đến mức – 300

- Diện tích khu vực thiết kế: S ~ 2 700 000 m2

II.2 Tính trữ lượng

II.2.1 Trữ lượng trong bảng cân đối

Trữ lượng trong bảng cân đối là trữ lượng mà trong điều kiện kinh tế và kỹ thuật hiện tại khai thác chúng mang lại hiệu quả kinh tế

Dựa vào báo cáo địa chất , kết quả thăm dò mỏ Mông Dương ta xác định được trữ lượng địa chất trong bảng cân đối khu vực đồ án thiết kế (khu trung tâm) từ ±0 đến -300 là :

Z đccđ = 30135000 (T)

II.2.2 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 :

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

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:

Tt =256147501500000 = 17 (năm)

t1: Thời gian xây dựng mỏ, t1 = 3 (năm)

t2: Thời gian khấu vét đóng cửa, t2 = 1 (năm)

 T = 17 + 3 + 1 = 21 (năm)

II.4 Chế độ làm việc của mỏ

Nước ta hiện nay đã áp dụng chế độ làm việc tuần làm 5 ngày Tuy nhiên với điều kiện sản xuất của mỏ hầm lò đòi hỏi chế độ làm việc phải tiến hành liên tục và nhịp nhàng do đó mỏ vẫn áp dụng chế độ làm việc tuần làm 6 ngày, nghỉ ngày chủ nhật và sử dụng sơ đồ đổi ca hợp lý để đảm bảo sức khoẻ cho công nhân

II.4.1 Bộ phận 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 ;

- 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;

Để đảm bảo sức khoẻ và thời gian nghỉ ngơi cho công nhân ta sử dụng chế độ đổi ca nghịch sau mỗi tuần sản xuất

Bảng II.1: Sơ đồ đổi ca

(Tæ 2) (Tæ 3)

Sè giê nghØ323256

Bảng II.2: Thời gian làm việc các ca

II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp

a 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

b 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

II.5 Phân chia ruộng mỏ

Do điều kiện địa chất khu mỏ và hình thức mở vỉa nên ta chia ruộng mỏ thành các tầng.Với việc thiết kế mở vỉa từ mức ±0 đến -300 thì tổng chiều cao đứng của tầng

là 300 m nên ta sẽ chia ruộng mỏ thành 6 tầng,mỗi tầng có chiều cao là 50 m:

Tầng 1 từ ±0 ÷ -50 Tầng 5 từ - 200 ÷ -250

Tầng 2 từ - 50 ÷ -100 Tầng 6 từ - 250 ÷ -300

Tầng 3 từ - 100 ÷ -150

Tầng 4 từ - 150 ÷ -200

II.6 Mở vỉa

II.6.1 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

Đối với ngành khai thác mỏ, việc lựa chọn phương án mở vỉa hợp lý cho khu

mỏ có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển của Công ty Nó quyết định tới rất nhiều mặt từ quy mô sản xuất vốn đầu tư xây dựng cơ bản, thời gian đưa mỏ vào sản xuất, công nghệ khai thác và sự kết hợp đồng bộ nhịp nhàng giữa các khâu sản xuất trong mỏ Một phương án mở vỉa hợp lý, không những khả quan về mặt kỹ thuật mà còn hiệu quả về kinh tế Do vậy 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

Với yêu cầu thiết kế từ mức ±0 đến mức -300 và từ điều kiện địa hình ta thấy mở vỉa từ mặt bằng sân công nghiệp cũ của mỏ là hợp lí, vì có khả năng tận dụng mặt bằng và các công trình có sẵn của mỏ đã dùng

II.6.2 Đề xuất các phương án mở vỉa

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

Phương án 2: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

II.6.3 Trình bày các phương án mở vỉa

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

a Sơ đồ mở vỉa: Bản vẽ số 03

b Trình tự đào lò

Từ mặt bằng sân công nghiệp +10, ta đào giếng đứng chính số 1 và giếng đứng phụ số 2 tới -50, từ đây ta mở sân giếng số 3 và đào lò xuyên vả vận tải 5 đi xuyên qua các vỉa than Trên mức thông gió ±0 ta đào lò xuyên vỉa thông gió 4 vào gặp các vỉa than Tại vị trí lò xuyên vỉa vận tải 5 gặp các vỉa than ta đào lò dọc vỉa vận tải 6,6’ tới biên giới 2 cánh của ruộng mỏ Tại vị trí lò xuyên vỉa thông gió gặp các vỉa than ta đào lò dọc vỉa thông gió 7,7’ tới biên giới 2 cánh của ruộng mỏ Sau đó mỏ lò cắt tạo

lò chợ ban đầu 8,8’ từ lò dọc vỉa vận tải tới lò dọc vỉa thông gió Trong quá trình khai thác để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải 6;6’ làm lò thông gió khi khai thác các tầng dưới, từ

lò cắt 8,8’ ta đào lò song song chân 9,9’ vượt trước gương lò chợ 1 khoảng 30-60m và đào họng sáo 10,10’ nối thông lò dọc vỉa vận tải 6 với lò song song chân 9,9’

Trong quá trình khai thác tầng 1, ta tiếp tục đào sâu giếng xuống mức khai thác của tầng 2 và tiến hành chuẩn bị khai thác tầng 2 như tầng 1 Các tầng tiếp theo cũng chuẩn bị tương tự

c Sơ đồ vận tải, thông gió, thoát nước

- Sơ đồ vận tải than:

Than khai thác ở lò chợ được vận chuyển bằng máng trượt tới lò song song chân 9,9’ Từ đây than được vận chuyển bằng máng cào và được rót xuống lò dọc vỉa vận tải 6,6’ thông qua máng trượt ở họng sáo 10,10’ Than được vận chuyển từ lò dọc vỉa vận tải qua lò xuyên vỉa vận tải 5 ra tới sân giếng 3 Từ đây than được vận chuyển ra ngoài qua giếng đứng chính 1 bằng trục tải

- Sơ đồ vận tải vật liệu:

Vật liệu từ bên ngoài được vận chuyển qua giếng đứng phụ số 2 bằng thúng skip tới lò xuyên vỉa thông gió 4, sau đó được vận chuyển bằng xe goong qua lò dọc vỉa thông gió 7,7’ tới các lò chợ 8,8’

- Sơ đồ thông gió:

Gió sạch từ bên ngoài đi theo giếng đứng chính 1 tới sân giếng 3, từ đây gió đi qua các đường lò xuyên vỉa vận tải 5 rồi theo các đường lò dọc vỉa vận tải 6,6’ ;đi qua họng sáo 10,10’ theo đường lò song song chân 9,9’ đi tới lò chợ 8,8’ Sau khi đi qua các lò chợ, gió đi theo lò dọc vỉa thông gió 7,7’ và lò xuyên vỉa thông gió 4 Sau đó theo giếng đứng phụ số 2 đi lên rãnh gió 11 và đi ra ngoài

- Thoát nước:

Các đường lò được thiết kế với độ dốc i=50/00 cho nên nước trong mỏ tự động chảy ra ngoài qua các rãnh nước (đối với lò bằng xuyên vỉa mức -50) hoặc chảy vào hầm chứa nước ở giếng phụ sau đó được hút ra ngoài

d Khối lượng đường lò mở vỉa