Đồ án môn học Khai thác mỏ lộ thiên

Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên Lời nói đầu Hiện nghành khai thác than lộ thiên đóng góp sản lợng lớn tổng sản lợng than toàn nghành Và tơng lai nghành phát triển mạnh, có nguồn khoáng sản phong phú Do việc thiết kế mỏ lộ thiên nh việc mở rộng mỏ sản xuất với quy mô lớn nhằm khai thác triệt để nguồn khoáng sản, phục vu cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp xuất cần thiết Cơ sở thiết kế mỏ lộ thiên môn học quan trọng sinh viên ngành khai thác.Môn học cung cấp cho sinh viên nhng kiến thức trình tự cách tiến hành thiết kế mỏ lộ thiên.Để sinh viên nắm va hiểu rõ kiến thức mà môn học đà cung cấp việc làm đồ án thiếu.Sau kỳ học tập nghiên cứu môn học này,chúng em đà đợc giao làm đồ án môn học sở thiết kế mỏ lộ thiên nhằm giúp sinh viên củng cố thêm kiến thức đà đợc học Tuy nhiên kiến thức kinh nghiêm thực tế hạn chế Do trình làm đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đợc bảo thầy nh bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: -1- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên Đề số Đề bài: Thiết kế sơ mỏ than có đặc điểm sau: - Vỉa có cấu tạo đơn giản - Chiều dày lớp đất phủ h0= 20(m) - Góc cắm vỉa = 200 - Chiều dài theo phơng L=1000(m) - Chiều dày vỉa: M= 35(m) - Đất đá có độ cứng f= 7ữ 10 - Trọng lợng riêng đất đá : d =2,7 /m3 - Trọng lợng riêng than: t=1,4tấn/ m3 - Góc dốc ổn địnhcủa đất đá: = 300 - Giá thành bóc đất đá: b= 27000 đ/t - Khai thác than không kể đến bóc đất đá a= 50000 đ/t - Hệ số thu hồi khoáng sản t =0,95 - Tỉ lệ làm nghèo khoáng sản 0,1 - Chi phí tuyển than 2000 đ/t - Giá thành vận chuyển nguyên khai từ mỏ đến nhà máy: av= 1500 đ/t - Tỉ lệ than giá bán tơng ứng là: - Than cục chiếm 30% giá 1000000 đ/t - Than cám chiếm 20% giá 600000 ®/t - Than c¸m chiÕm 15% gi¸ 450000 ®/t - Than cám chiếm 25% giá 300000 đ/t Nội dung yêu cầu: a - Thiết kế biên giới mỏ lé thiªn cho vØa trªn - ThiÕt kÕ më vØa - Xây dựng biểu đồ công tác lịch kế hoạch mỏ - Xác định sản lợng mỏ lộ thiên b Công nghệ - Thiết kế khoan nổ mìn chuẩn bị đất đá cho mỏ - Lựa chọn công nghệ tính toán công nghệ xúc bốc vận tải mỏ -2- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên Chơng I Thiết kế biên giới mỏ lộ thiên 1.1 Hệ số bóc đất đá Để tiến hành khai thác mỏ lộ thiên công việc phải tiến hành bóc lớp đất đáphía gặp thân quặng Theo thời gian mỏ khai thác xuống sâu khối lợng đất đá bóc lớn Lợng đất đá bóc tối đa cho phép để khai thác đợc than mà đảm bảo khai thác có lÃi so với khai thác hầm lò , ngời ta gọi hệ số bóc giới hạn Mỏ lộ thiên đảm khai thác có lÃi hệ số bóc đất đá nhỏ hệ số bóc giới hạn tức Kgh K Bởi biên giới mỏ lộ thiên đợc xác định thông qua việc so sánh hệ số bóc đất đá mỏ với hệ số bóc giới hạn Đó gọi nguyên tắc xác định biên giới mỏ Xác định biên giới tức xác định độ sâu cuối Hc biên giới phía mỏ Điều kiện để đảm bảo khai thác lộ thiên có lÃi K Kgh Khi K =Kgh mỏ lộ thiên khai thác đạt độ sâu khai thác cuối (Hc) Khi mỏ lộ thiên ngừng hoạt độn 1.2 Xỏc nh h s bóc đất đá giới hạn Cơ sở kinh tế hệ số bóc giới hạn giá thành quặng khai thác khơng vượt q giá thành cho phép nó, tức là: Ck= a +Ksxb ≤C0 ; đ/t Trong đó: Ck giá thành quặng khai thác lộ thiên; đ/t a: giá thành khai thác quặng chưa kể chi phí bóc đất đá; đ/t b: giá thành bóc đất đá; đ/m3 Ksx: hệ số bóc sản xuất mỏ; m3/t C0: giá thành cho phép; đ/t Đối với khống sản than, hệ số bóc giới hạn xác định theo giá bán buôn than nhà máy tuyển Kgh = (Cb − at )γ t − (ak + av ) b.γ t Trong đó: Cb: giá bán bn trung bình than nhà máy sàng tuyển; đ/t Cb=γ1C1 + γ2C2 + + γnCn γ1 ,γ2 , , γn : tỷ lệ than loại : % C1, C2, , Cn: giá bán buôn loại than nhà sàng; đ/t ak : giá thành khai thác than chưa kể chi phí bóc t ỏ, /t -3- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên av : giỏ thnh vận chuyển than nguyên khai từ mỏ lộ thiên nhà sàng; đ/t at : giá thành tuyển than sạch; đ/t γt : hệ số thu hồi than từ than nguyên khai Với thông số cho ta tính hệ số bóc đất đá cụ thể sau : Cb=0,3.1000000 + 0,2.600000 + 0,15.450000 + 0.25.300000 = = 562500 đ/t ⇒ Kgh = (562500 − 2000)0,95 − (5000 + 1500) = 18,75 m3/t 2700.0,95 =26,25(m3/m3) 1.3.Nguyên tắc xác định biên giới mỏ lộ thiên Cơ sở kinh tế hệ số bóc giới hạn giá thành quặng khai thác đợc phơng pháp lộ thiên không vợt giá thành cho phép ∆V 3 ,m / m ∆Q [ e] − a , m / m K= b K= Trong đó: [ e] - Giá thành cho phép, đ/T a- Giá thành khai thác quặng cha kể chi phí bóc đất đá, đ/T b- Giá thành bóc đất đá Các nguyên tác xác định biên giới mỏ: 1- Kgh≥ Kbg 2- Kgh≥ Ktb 3- Kgh ≥ Kt 4- Kgh ≥ Ksx + K0 K Kgh ≥  tb  K bg Trong ®ã: Kbg- hƯ sè bãc đất đá biên giới, m3/m3 Ktb- hệ số bóc đất đá trung bình Ksx- hệ số bóc đất đá sản xuất trung bình, m3/m3 Ko- hệ số bóc đất đá ban đầu, m3/m3 5- Do vỉa vỉa quy cách Bề mặt địa hình phẳng, vỉa có chiều dày góc cắm thay đổi Do nguyên tắc để xác định biên giới mỏ dựa theo nguyên t¾c Kgh≥ Ktg Do gãc c¾m cđa vØa γ= 20o nên ta chọn t = = 20o -4- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên Do góc ổn định đất đá 30o nªn ta chän γ v =30o 1.4 Xác định biên giới mỏ sở nguyên tắc Kgh ≥Kt Phương pháp đồ thị tiến hành cách trực tiếp đo vẽ lát cắt địa chất dùng đồ thị để xác nhận kết vừa tìm.Nội dung phương pháp gồm bước: Căn vào phương pháp mở vỉa chọn bố trí hào chuẩn bị tầng Từ mép đáy hào chuẩn bị tầng, kẻ đường xiên biểu thị bờ công tác với góc nghiêng φ( so với đường nằm ngang ) gặp mặt đất Đo khối lượng đất đá phải bóc, khối lượng quặng tương ứng tầng xác định hệ số bóc thời gian Kt Vẽ biểu đồ biểu thị mối quan hệ hệ số bóc giới hạn ( khơng đổi) hệ số bóc thời gian ( thay đổi ) với chiều sâu khai thác Hoành độ giao điểm đường biểu diễn hệ số bóc giới hạn hệ số bóc thời gian độ sâu thời gian mỏ Tiến hành xác định chiều sâu cuối mỏ Tiến hành điều chỉnh đáy mỏ lát cắt dọc xác định vị trí biên giới phía mỏ Bảng xác định Kt theo chiều sâu H mỏ Tầng 10 11 12 H, m 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 170 ∆V, m3 993,2 229,5 3466 4702,3 5938,6 7175 8411,4 9648 10884,2 12120,6 13357 14593,4 -5- ∆Q,m3 Kbg 350 525 525 525 525 525 525 525 525 525 175 6,37 6,6 11,3 13,7 16,02 18,4 20,7 23,1 25,44 26,25 Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên th th hin Kt=f(H) Dựa vào đồ thị ta xác định đợc chiều sâu cuối mỏ ứng vớiKgh=26,25 lµ K (m3/m3) Kt =f(H) Kgh H (m) HT lµ170m Xác định chiều sâu cuối mỏ Từ biên giới phía tavẽ đường xiên góc biểu thị bờ dừng phía vách với γ =30o Đo trực tiếp vẽ ta chiều sâu cuối mỏ Hc=210m v Từ biên giới phía bên vách ta vẽ đờng xiên góc biểu thị bờ dừng phía vách với v =30o Từ ta xác định đợc chiêu sâu biên giới cuối mỏ Hc=210m 1.5 Biờn gii m trờn mt t -6- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên H =170 H =210 Chiều rộng biên giới mỏ phía mặt đất: R R= Hc(cotgt + cotgv) + M Trong đó: Hc: chiều sâu khai thác cuối cùng, Hc = 210 m t : góc nghiêng bờ dừng bên trụ, t= 200 v: góc nghiêng bờ dừng bên vách, v= 300 M: chiều dày nằm ngang vỉa, M=35m Vậy ta có R= 210.(cotg200 + cotg300) + 35 = 993 m Chiều dài mỏ Với đất đá có độ kiên cố f=7-10, ta lấy góc nghiêng bờ mỏ hai đầu mỏ đ=350 Từ ta tính chiều dài toàn mỏ Ltm: Ltm=Lp+ 2Hc cotgđ Ltm=1000 + 2.210.cotg350 = 1611 m 1.6 Trữ lượng biên giới mỏ 1.6.1 Trữ lượng quặng biên giới mỏ: Q Q = M.(Hc- h0).Lp Trong đó: M: Chiều dày nằm ngang vỉa, M=35m Hc: chiều sâu khai thác cuối cùng, Hc=210 m -7- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên h0: chiu dy lp t phủ, h0 =20m Lp: chiều dài theo phương vỉa, Lp =1000 m Vậy Q = 35.( 214 - 20 ).1000 = 6790000 1.6.2 Khối lượng đất đá bóc: V Ta có khối lượng mỏ biên giới V0= , m3 993 + 35 R+M 210.1000 =216247000 ; m3 Hc.Lp= 2 Khối lượng đất đá bóc là: V= V0 – Q = 216247000- 6790000=209457000 ; m3 Ch¬ng ii ThiÕt kÕ më vØa Mở vỉa khoáng sàng tạo nên hệ thống đường liên lạc, vân tải từ mặt đất biên giới mỏ đến tầng công tác mỏ.Sao cho đưa mỏ vào sản xuất thiết bị hoạt động mỏ hoạt động cách bình thường đạt yêu cầu định công việc khai thác mỏ sản lượng kinh tế -8- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lé thiªn Tiêu chuẩn để đánh giá phương án mở vỉa hợp lý khối lượng thời gian xây dựng mỏ nhỏ, cung độ vận tải đất đá bãi thải quặng kho chứa, bến cảng hay nhà máy chế biến, trình tồn tai mỏ cơng trình mở vỉa bị di chuyển, thu hồi tối đa tài nguyên lòng đất , tận thu sở hạ tầng vốn có khu vực kết hợp hài hồ cơng trình mặt cơng nghiệp, ảnh hưởng đến môi trường sống người dân sống gần khu vực mỏ 2.1 Thông số tuyến hào mở vỉa 2.1.1 Chọn hình thức hào mở vỉa Khống sàng mở vỉa hào hào ngoài, tuỳ thuộc theo điều kiện địa hình yếu tố nằm vỉa Đối với khống sàng có điều kiện đồ án lựa chọn phương án mở vỉa hào Mở vỉa hào có ưu điểm so với mở vỉa hào giảm khối lượng công tác đào hào phần công tác đào hào tính vào khối lượng đất đá bóc, trường hợp có độ sâu 2.1.2 Các thơng số tuyến hào chuẩn bị Thông số tuyến hào dốc + Độ dốc đáy hào: i = tgI,‰ Độ dốc đáy hào chuẩn bị xác định theo điều kiện làm việc thiết bị Đối với vận tải ôtô ta chọn i=80‰ + Chiều dài hào dốc: Ld,m Ld = h i Trong đó: h: Chiều cao tầng; m h = 15 m Ld= 15.1000 =187,5 (m) 80 + Chiều rộng đáy hào: b, m Chiều rộng đáy hào xác định theo điều kiện làm việc thiết bị đào hào (ôtô mỏy xỳc) -9- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên b Rxt b ≥ R0 + b0 + 2a R xt: Bán kính xúc lớn tầng đặt thiết bị (R xt = 11,2 m) Ro: Bán kính lượn vịng ôtô (R0 = 11 m) b0: Chiều rộng ôtô (b0 = 3,7 m) a: Khoảng cách an toàn từ thùng ôtô đến sườn hào a=0,4  0,6 m b ≤ 2.11,2, m  b ≥ 2.10 + 3,7 + 2.0,6 = 24,9, m Ta có b= 25 m A A-A  A Sơ đồ tuyến hào dốc - Hào chuẩn bị + Chiều rộng đáy hào chuẩn bị xác định theo điều kiện hoạt động ôtô máy xúc ( chiều rộng chiều rộng hào dốc) + Hào chuẩn bị có độ dốc 3-5‰ để thoát nước + Chiều dài hào cuẩn bị phụ thuộc vào kích thước khai trường -10- ... biểu đồ chế độ công tác -24- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên Với vỉa nằm nh đà cho chiều sâu khai thác nói chung không thay đổi nhiều trình khai thác Nói chung khối lợng mỏ thay... Vậy: = 120 -23- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên chơng iv lập biểu đồ chế độ công tác lịch kế hoach 4.1 Những lý luận chung Trong trình khai thác mỏ, công trình mỏ phát triển... xúc bốc vận tải mỏ -2- Đồ án khai thác lộ thiên Bộ môn khai thác lộ thiên Chơng I Thiết kế biên giới mỏ lộ thiên 1.1 Hệ số bóc đất đá Để tiến hành khai thác mỏ lộ thiên công việc phải tiến hành