Đồ án khai thác hầm lò

CHƯƠNG II: MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ II.1 GIỚI HẠN KHU VỰC THIẾT KẾ II.1.1 Biên giới khu vực thiết kế Khu vực thiết kế là Khu trung tâm mỏ than Ngã Hai thuộc công ty TNHH một TV than Quang Hanh. Biên giới khu vực thiết kế được giới hạn bởi tọa độ: X = 27.000 ữ 28.000 Y = 419.000 ữ 420.500 Giới hạn phía Bắc là đứt gãy F.1, phía Nam là đứt gãy F.2, phía Tây là đứt gãy F.D và phía Đông là đứt gãy F.E. II.1.2 Kích thước khu vực thiết kế Thiết kế khai thác cụm vỉa V.13, V.14, V.15 từ mức ±0 đến mức 150 Khu trung tâm mỏ than Ngã Hai với kích thước: Theo phương Đông Tây: 1.500m Theo phương Bắc Nam : 1.000m Khu vực thiết kế có giới hạn phía Bắc là đứt gãy F.1, giới hạn phía Nam là đứt gãy F.2. II.2 TÍNH TRỮ LƯỢNG II.2.1 Trữ lượng trong bảng cân đối Qua quá trình thăm dò địa chất đã xác định được vị trí của khoáng sàng, số lượng, kích thước các vỉa khoáng sản, thế nằm, chất lượng khoáng sản, cấu trúc địa chất các lớp đất đá…Trên cơ sở đó tính được khối lượng khoáng sản có ích đạt tiêu chuẩn quy định về độ tro, nhiệt lượng, chiều dày các lớp và số lớp đá kẹp…Số lượng khoáng sản đó gọi là trữ lượng địa chất. Trữ lượng của các vỉa than trong khu vực được tính toán theo phương pháp Secang. Phương pháp này có công thức tính như sau: Z = S m D = S1sec m D, tấn. Trong đó: Q Trữ lượng than, tấn. D Thể trọng lớn, tấnm3. S Diện tính thật mặt trụ, m2. S1 Diện tích hình chiều bằng mặt trụ vỉa được xác định bằng các phần mềm chuyên dụng Autocad, m2. Góc dốc của vỉa giữa hai đường đồng mức liền nhau (mỗi đường đồng mức cách nhau 20m độ cao) tương ứng với mỗi diện tích đo được xác định bằng phần mềm Autocad, m2. m Chiều dày trung bình thật của hình tính trữ lượng, m.

69 chơng II: Mở VỉA Và CHUẩN Bị RuộNG M Ii.1 - GiớI HạN KHU VựC THIếT Kế II.1.1 - Biên giới khu vực thiết kế Khu vực thiết kế Khu trung tâm mỏ than Ngã Hai thuộc công ty TNHH TV than Quang Hanh Biên giới khu vực thiết kế đợc giới hạn tọa độ: X = 27.000 ữ 28.000 Y = 419.000 ữ 420.500 Giới hạn phía Bắc đứt gãy F.1, phía Nam đứt gãy F.2, phía Tây đứt gãy F.D phía Đông đứt gãy F.E II.1.2 - Kích thớc khu vực thiết kế Thiết kế khai thác cụm vỉa V.13, V.14, V.15 từ mức đến mức -150 Khu trung tâm mỏ than Ngã Hai với kích th ớc: Theo phơng Đông - Tây: 1.500m Theo phơng Bắc - Nam : 1.000m Khu vực thiết kế có giới hạn phía Bắc đứt gãy F.1, giới hạn phía Nam đứt gãy F.2 Ii.2 - tính trữ lợng II.2.1 - Trữ lợng bảng cân đối Qua trình thăm dò địa chất xác định đợc vị trí khoáng sàng, số lợng, kích thớc vỉa khoáng sản, nằm, chất lợng khoáng sản, cấu trúc địa chất lớp đất đáTrên sở tính đợc khối lợng khoáng sản có ích đạt tiêu chuẩn quy định độ tro, nhiệt lợng, chiều dày lớp số lớp đá kẹp Số lợng khoáng sản gọi trữ lợng địa chất Trữ lợng vỉa than khu vực đ ợc tính toán theo phơng pháp Secang Phơng pháp có công thức tính nh sau: Z = S ì m ì D = S1sec ì m ì D, Trong đó: Q - Trữ lợng than, D - Thể trọng lớn, tấn/m3 S - Diện tính thật mặt trụ, m2 70 S1 - Diện tích hình chiều mặt trụ vỉa đợc xác định phần mềm chuyên dụng Autocad, m2 - Góc dốc vỉa hai đờng đồng mức liền (mỗi đờng đồng mức cách 20m độ cao ) tơng ứng với diện tích đo đợc xác định phần mềm Autocad, m2 m - Chiều dày trung bình thật hình tính trữ lợng, m Kết tính trữ lợng cụm vỉa V.13, V.14, V.15 từ ữ -150 đợc thể hiện: Bảng II.1 - Trữ lợng cụm vỉa V.13, V.14, V.15 từ đến -150 Trữ lợng, tài nguyên TKV Vỉ Mức Tổng (1000 tấn) 122(C 222(C 333(C 334a( a cao (1000 tấn) 1) 1) 2) P1) 928,7 1.503, ữ -50 59,25 515,01 0,00 00 4.261,2 -50 ữ V.1 821,3 132,9 1.793, -100 839,01 0,00 33 -100 ữ 768,3 166,9 1.414, 150 479,63 0,00 94 718,1 1.158, 1.876, ữ -50 0,00 0,00 46 60 -50 ữ 781,8 1.941, 2.723, 6.442,7 V.1 0,00 0,00 76 64 -100 -100 ữ 744,2 1.062, 1.842, 0,00 0,00 52 150 401,9 ữ -50 0,00 0,00 936,69 723,81 3.041,2 -50 ữ 1.125, V.1 0,00 0,00 71 -100 50,53 174,19 -100 ữ 158,4 0,00 599,02 0,00 978,88 -150 13.745 Tổng trữ lợng cụm vỉa V.13, V.14, V.15 từ đến ,31 -150 Vậy trữ lợng địa chất bảng cân đối khu vực thiết kế đợc xác định Zđccđ = 13.745,31 71 II.2.2 - Trữ lợng công nghiệp Trữ lợng công nghiệp trữ lợng bảng cân đối mà ngời ta có khả khai thác từ lòng đất Trữ l ợng công nghiệp trữ lợng địa chất bảng cân đối sau khấu trừ loại tổn thất Trữ lợng công nghiệp đợc tính theo công thức sau: ZCN = Zđccđì C, Trong đó: ZCN - Trữ lợng công nghiệp, Zđccđ - Trữ lợng bảng cân đối, Zđccđ = 13745,31 C - Hệ số khai thác: C= Z CN = 0,01 ì Tch Z dccd Với: Tch - Tổn thất chung: Tch = ttr + tkt ttr - Tổn thất để lại trụ bảo vệ đ ờng lò: ttr = 10% ữ 20% tkt - Tổn thất than trình khai thác, ta lấy t kt = 5% ữ 25% Do đó: Tch = ttr + tkt = 15% ữ 45% Suy ra: C = - 0,01 ì Tch = 0,65 ữ 0,85 Chọn hệ số khai thác C = 0,8 Hệ số khai thác nớc có kỹ thuật tiên tiến nh Liên Xô, Trung Quốc đợc thống kê: - Vỉa mỏng dày trung bình: C = 85 ữ 88% - Vỉa dày thoải : C = 82 ữ 85% - Vỉa dày góc dốc lớn : C = 75 ữ 80% Việt Nam, hệ số khai thác than hầm lò đạt trung bình 60% ữ 65% Hiện với việc áp dụng kỹ thuật chống lò cột thủy lực, giá thủy lực di động làm cho hệ số khai thác đợc cải thiện Thay số ta đợc: ZCN = Zđccđì C = 13.745,31 ì 103ì 0,8 = 10.996.248 Vậy trữ lợng công nghiệp: ZCN = 10.996.248 72 II.3 - Công suất tuổi mỏ II.3.1 - Công suất mỏ Công suất mỏ khối lợng sản phẩm đợc quy định thiết kế cho xí nghiệp khai thác đơn vị thời gian Công suất mỏ tham số định lợng quan trọng Công suất mỏ đợc xác định theo công thức: Am = k tc (k v + k sl ) Z CN m m tb k a , tấn/năm tbi Trong đó: ktc - Hệ số tính đến độ tin cậy sơ đồ công nghệ mỏ, ktc = 0,8 kV - Hệ số tính đến ảnh hởng số lợng vỉa than có mỏ số vỉa than khai thác đồng thời ksl - Hệ số kể đến ảnh hởng sản lợng lò chợ tới sản lợng mỏ ZCN - Hệ số kể đến ảnh hởng sản lợng lò chợ tới sản lợng mỏ mtb - Chiều dày trung bình vỉa than phạm vi mỏ mtbi - Chiều dày vỉa thứ i đợc chọn khai thác ka - Hệ số kể đến ảnh hởng độ sâu khai thác mỏ ka = + H tr Hd Htr - Độ sâu giới hạn mỏ, m Hd - Độ sâu giới hạn dới mỏ, m Trên thực tế, theo kế hoạch khai thác mỏ tập đoàn giao cho công suất thiết kế đợc chọn 800.000 tấn/năm Nh vậy, công suất mỏ đợc xác định: Am = 00.000 tấn/năm II.3.2 - Tuổi mỏ Thời gian tồn mỏ thời gian khai thác hết trữ l ợng công nghiệp mỏ Giữa công suất Am, trữ lợng công nghiệp ZCN thời gian tồn mỏ T0 có mối quan hệ: T0 = Z CN 10.996.248 = = 14 năm Am 800.000 73 Thời gian tồn toàn mỏ cần phải tính thêm thời gian đa mỏ vào sản xuất đạt sản lợng (t1) thời gian khấu vét sau (t2) Do thời gian tồn toàn mỏ là: Tm = T0 + t1 + t , năm Trong đó: T0 - Thời gian tồn mỏ, năm t1 - Thời gian đa mỏ vào sản xuất đến đạt sản lợng, t1 = năm t2 - Thời gian khấu vét sau, t2 = năm Tm = T0 + t1 + t = 14 + + = 18 năm Ta có: Vậy tuổi mỏ đợc xác định: Tm = 18 năm II.4 - Chế độ làm việc mỏ II.4.1 - Bộ phận lao động trực tiếp Dựa vào chế độ lao động Nhà n ớc quy định thực tế ngành khai thác hầm lò Chế độ làm việc mỏ đ ợc xác định theo chế độ làm việc chung ngành than, chế độ làm việc không liên tục nghỉ ngày lễ chủ nhật - Số ngày lao động năm: 300 ngày - Số ngày làm việc tối đa tháng: 26 ngày - Số ngày làm việc tuần: ngày - Số ca làm việc ngày: ca - Số làm việc ca: 8giờ Bảng II.2 - Hình thức đổi ca làm việc công nhân Ca làm Thứ Chủ nhật Thứ việc I Tổ (A) Tổ (B) nghỉ II Tổ (B) Tổ (C) III Tổ (C) Tổ (A) Thời gian làm việc ca: Ca I : 07h ữ 15h Ca II : 15h ữ 23h Ca III : 23h ữ 07h Ngày chủ nhật, ngày lễ tết công nhân phục vụ khâu quan trọng nh trạm quạt, trạm bơm, trạm điện, trạm bảo vệ 74 phải thay làm việc đợc hởng lơng theo quy chế công ty hay đợc bố trí nghỉ bù vào ngày sau II.4.2 - Bộ phận lao động gián tiếp Tuần làm việc ngày, nghỉ chủ nhật Trong ngày nghỉ phải bố trí cán phòng ban, kỹ thuật, điện, an toàn trực để giải cố Mỗi ngày làm việc 8giờ theo hành chính: Sáng : 07h30 ữ 11h30 Chiều : 13h00 ữ 17h00 II.5 - Phân chia ruộng mỏ II.5.1 - Chia ruộng mỏ thành tầng mức Tầng phần ruộng mỏ, phía đợc giới hạn đờng lò thông gió, phía dới lò vận chuyển theo phơng giới hạn ruộng mỏ Lò vận chuyển đợc dùng để chở than đa gió vào, lò thông gió dùng để đa gió bẩn Chia tầng thờng áp dụng cho vỉa than dốc nghiêng (>250) mỏ có công suất không lớn Trong nội dung thiết kế đồ án ta chia ruộng mỏ thành tầng: - Tầng I : Từ mức đến mức -50 - Tầng II: Từ mức -50 đến mức -100 - Tng III: Từ mức -100 đến mức -150 II.5.2 - Chia ruộng mỏ thành khoảnh Khoảnh phần ruộng mỏ đ ợc giới hạn phía phía dới lò vận chuyển lò thông gió hay biên giới phía d ới mỏ, theo phơng giới hạn hai khoảnh kề giới hạn ruộng mỏ Chia khoảnh đợc áp dụng cho mỏ có công suất lớn điều kiện địa chất phức tạp Ngời ta lợi dụng thay đổi góc dốc vỉa hay đứt gãy, phay phá để tiến hành chia khoảnh Ruộng mỏ khu vực thiết kế đ ợc chia thành khoảnh: - Khoảnh I : Từ biên giới ruộng mỏ phía Tây Nam đến đứt gãy F.12 75 - Khoảnh II: Từ đứt gãy F.12 đến đứt gãy F.3A II.5.3 - Chia ruộng mỏ thành khu khai thác Theo phân bố khoáng sản đặc điểm địa chất khoáng sàng, từ bình đồ tính trữ l ợng ta chia ruộng mỏ thành khu sau: - Khu I : Từ biên giới phía Tây Nam đến đứt gãy F.12 - Khu II: Từ đứt gãy F.12 đến đứt gãy F.3A II.6 - Mở vỉa II.6.1 - Khái quát chung Việc đào đờng lò từ mặt đất đến vỉa khoáng sản có ích nằm lòng đất từ đờng lò đào đờng lò chuẩn bị để tiến hành công tác mỏ đ ợc gọi mở vỉa chuẩn bị khoáng sàng Để mở vỉa chuẩn bị cho khoáng sàng có nhiều phơng pháp đợc tổ hợp từ đờng lò mở vỉa (giếng đứng, giếng nghiêng, lò bằng) đ ờng lò chuẩn bị (lò dọc vỉa, lò xuyên vỉa, giếng mù) Công tác mở vỉa ảnh h ởng tới công tác khai thác suốt trình tồn mỏ nh khả nâng sản lợng mỏ mở rộng ruộng mỏ Việc lựa chọn sơ đồ phơng pháp mở vỉa có ý nghĩa quan trọng định thời gian, quy mô vốn đầu t xây dựng bản, định quy trình công nghệ, mức độ giới hoá giá thành khai thác Phơng án mở vỉa hợp lý phơng án đảm bảo đợc yêu cầu: - Vốn đầu t XDCB nhỏ nhất, thời gian thu hồi vốn nhanh nhất, tận dụng đợc điều kiện khả sẵn có - Khối lợng đờng lò mở vỉa tối thiểu - Số cấp vận tải tối thiểu - Sự đồng loại thiết bị phải tối đa - Sơ đồ thông gió vững chắc, có hiệu - Trữ lợng mức phải đủ để chuẩn bị mức dới - Khi lập phơng án khai thông chuẩn bị có tính đến phù hợp, đồng để tận dụng công trình có, giảm vốn đầu t, khắc phục tình trạng khai 76 - thác phân tán áp dụng đ ợc công nghệ Phù hợp với quy hoạch phát triển lâu dài mỏ Công tác mở vỉa chịu chi phối nhiều yếu tố Để đảm bảo lựa chọn đợc phơng án mở vỉa hợp lý cần đánh giá yếu tố ảnh hởng đến công tác mở vỉa điều kiện địa chất lẫn điều kiện kỹ thuật - Các vỉa than cụm vỉa thiết kế có độ dốc trung bình = 300, thuộc loại vỉa nghiêng nên việc thiết kế mở vỉa khai thác không phức tạp - Khoảng cách vỉa than Địa tầng V.13 cách địa tầng V.14 từ 38,0m 40,0m; trung bình 39,0m Địa tầng V.14 cách địa tầng V.15 từ 32,0m ữ 64,0m; trung bình 43,0m Địa tầng V.15 cách địa tầng V.16 từ 32,0m 42,0m; trung bình 37,0m - Đất đá tầng chứa than bao gồm : Cát kết, bột kết, sét kết, cuội kết, sét than vỉa than, chúng nằm xen kẽ Các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc, thuộc loại đá cứng bền vững Các lớp đá nằm đơn nghiêng với góc dốc biến đổi từ 200 đến 500, tạo nên cánh nếp uốn - Chiều dày tính chất đất đá lớp đất đá phủ: Vách trực tiếp vỉa V.13 chủ yếu bột kết, cát kết sét kết Cờng độ kháng nén lớn 2391ì 103 KG/cm2; nhỏ 85ì 103 KG/cm2; trung bình 512ì 103 KG/cm2 Vách trực tiếp vỉa V.14 có chiều dày trung bình 14,23m chủ yếu bột kết, cát kết C ờng độ kháng nén lớn 2233ì 103 KG/cm2; nhỏ 35,6ì 103 KG/cm2; trung bình 474,6ì 103 KG/cm2 Nhìn chung đất đá vách vỉa tơng đối bền vững Vách trực tiếp vỉa V.15 có chiều dày trung bình 10.01m chủ yếu bột kết, cát kết t ơng đối bền vững Cờng độ kháng nén lớn 1275ì 103 KG/cm2; nhỏ 97ì 103 KG/cm2, trung bình 485ì 103 KG/cm2 Nhìn chung đất đá vách vỉa không ổn định 77 - Khu Trung tâm có cấu trúc địa chất phức tạp, có nhiều đứt gãy với quy mô khác nhau, bao gồm: Các đứt gãy F.3, F.3A, F.5, F.6, F.7, F.8, F.8A, F.12, F.14, F.15 có biên độ dịch chuyển cánh theo mặt trợt từ 15 ữ 100m Ngoài tồn nhiều nếp uốn lồi, nếp uốn lõm, đứt gãy nhỏ bậc cao làm cho vỉa than liên tục thay đổi đ ờng phơng, hớng dốc, gây khó khăn lớn cho trình khai thác - Khoáng sàng có mức độ chứa thấm n ớc không lớn, xuống sâu mức độ chứa nớc thấm nớc giảm, song trình khai thác phá sập phần vách nên hình thành đới nứt nẻ tạo điều kiện thuận lợi cho n ớc ma ngấm xuống bổ sung cho nớc dới đất làm tăng lợng nớc chảy vào mỏ mức khai thác phía trênL ợng nớc ngầm chảy vào công trình mỏ không lớn nhng khai thác mức sâu d ới lòng suối cần để đới bảo vệ hợp lý để hạn chế n ớc chảy vào công trình khai thác mỏ - Khu mỏ có địa hình đồi núi thấp đến trung bình, địa hình phân cắt, mạng sông suối dày đặc Đặc điểm thuận lợi cho công tác xây dựng khai thác mỏ nhiên gây khó khăn cho việc lại sản xuất vào mùa ma - Thiết kế mở vỉa khai thác đến độ sâu -150, độ sâu không lớn nên khó khăn công tác thiết kế - Các vỉa than khu mỏ Ngã Hai nằm đới khí phong hoá đới khí Mêtan Độ chứa khí khối Trung tâm có xu hớng tăng dần phía Bắc giảm dần phía Nam Có thể xếp vào loại mỏ cấp khí II theo độ chứa khí II.6.2 - Đề xuất phơng án mở vỉa Phơng án I: Mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa Mức Phơng án II: Mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng 78 II.6.3 - Trình bày phơng án mở vỉa II.6.3.1 - Phơng án I: Mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa Mức a) Vị trí mở cửa lò - Giếng nghiêng : X : 27.263 Y : 419.814 Z: +27 - Giếng nghiêng phụ : X : 27.326 Y : 419.811 Z: +27 - Giếng nghiêng phụ thông gió : X : 27.429 Y : 419.404 Z: +52 b) Trình tự đào lò: Từ mặt đất, vị trí cửa giếng tiến hành đào giếng nghiêng với góc dốc 18, song song với trình đào giếng nghiêng tiến hành đào giếng nghiêng phụ với góc dốc 240 Tại giếng nghiêng mức -150 đào hệ thống lò vòng sân giếng nối với giếng nghiêng phụ, đồng thời giếng phụ mức -150 tiến hành đào công trình hầm bơm, hầm trạm lò chứa nớc Từ lò vòng sân giếng đào bunke chứa than mở lò XVVT mức -150 qua vỉa than V.13, V.14 đến vỉa V.15 Từ vị trí giao lò XVVT vỉa than tiến hành đào đ ờng lò DVVT mức -150 Trong thời gian đào đờng lò cho mức vận tải, vị trí cửa giếng mức +52 tiến hành đào giếng nghiêng phụ thông gió với góc dốc 270 xuống đến mức sau đào lò XVTG mức qua vỉa than V.13, V.14 đến vỉa V.15, từ vị trí gặp lò XVTG mức vỉa than tiến hành đào đ ờng lò DVTG mức biên giới ruộng mỏ Từ lò DVVT mức -150 đào cặp thợng (thợng thợng phụ) nối với đờng lò DVTG mức Từ lò th ợng, vị trí cốt cao -50 đào đờng lò DVVT mức -50 189 10 11 Chuyển vật liệu, bồi dỡng Vận hành trạm nhũ hóa Trực điện Chỉ đạo sản xuất Tổng - - - 4,5 1,5 1,5 1,5 48,43 Vậy tổng số ngời cần thiết để hoàn thành công việc chu kỳ khai thác 48,43 ngời Chọn đội thợ 45 ngời tiến hành công việc chu kỳ ứng với hệ số v ợt mức: N i = 48,43 = 1,07 k vm = N tti 45 Thời gian hoàn thành công tác chu kỳ Ti = N i Tca , N tti k vm Trong đó: Ni - Số ngời cần thiết hoàn thành công việc thứ i, ngời Tca - Thời gian ca sản xuất, Ntti - Số ngời bố trí thực tế hoàn thành công việc thứ i, ngời kvm- Hệ số vợt mức lao động, kvm = 1,07 Thời gian hoàn thành công việc đợc tính toán thể Bảng III.18 Bảng III.18 - Bảng tính thời gian hoàn thành công việc chu kỳ TT Tên công việc Ni (Ngời) Ntti (Ngời) Tca (giờ ) kvm Thời gian (giờ) Kiểm tra, củng cố lò 5,56 4,5 1,07 9,25 Khoan lỗ mìn 8,68 1,07 11 Nạp thuốc, nổ mìn, thông gió 1,60 (6) 1,07 Sửa nóc, nâng đẩy gơng giữ tạm nóc, tải than, di chuyển giá khung chống giữ lò chợ 18,3 25,5 1,07 5,5 190 Hạ nền, sang máng 1,40 (10,5) 1,07 Thu hồi than hạ trần 3,12 (10,5) 1,07 2,25 Di chuyển khung treo 0,70 (10,5) 1,07 0,5 Chuyển vật liệu, bồi dỡng 4,5 4,5 1,07 9,25 Vận hành trạm nhũ hóa 1,5 1,5 1,07 9,25 10 Trực điện 1,5 1,5 1,07 11,25 11 Chỉ đạo sản xuất 1,5 1,5 1,07 11,25 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất biểu đồ bố trí nhân lực Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất biểu đồ bố trí nhân lực khai thác lò chợ vỉa V.15 mức khai thác từ -60 ữ đợc thể Hình III.8 Hình III.8 191 VI - Các tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ Sản lợng than khai thác theo lớp khấu Qk = l c mk r. C , Trong đó: lc - Chiều dài lò chợ, lc = 100m mk - Chiều dày lớp khấu, mk = 2,4m r - Tiến độ khai thác luồng khấu, r = 0,8m - Trọng lợng thể tích than, = 1,5tấn/m3 C - Hệ số khai thác, C = 0,8 Qk = 100 ì 2, ì 0,8 ì 1,5 ì 0,8 = 230, Sản lợng than thu hồi Qthk = l c mth r. C ' , Trong đó: lc - Chiều dài lò chợ, lc = 100m mth - Chiều dày lớp thu hồi, mk = 0,58m r - Tiến độ khai thác luồng khấu, r = 0,8m - Trọng lợng thể tích than, = 1,5tấn/m3 C - Hệ số thu hồi, C = 0,75 Qk = 100 ì 0,58 ì 0,8 ì1,5 ì 0, 75 = 52, 192 Sản lợng lò chợ chu kỳ (1 luồng khấu) Qck = Qk + Qth = 230, + 52, = 282, Sản lợng lò chợ ngày đêm Trong ngày đêm tiến hành khai thác chu kỳ lò chợ, vậy: Qng = ì Qck = ì 282, = 565, Sản lợng lò chợ năm Qn = 300 ì Qng = 300 ì 565, = 169.560 Năng suất lao động công nhân NSL = Qng N ng = 565, = 6, 28 tấn/ngời.ngày-đêm 90 Trong đó: Qng-đ - Sản lợng lò chợ ngày đêm, Nng-đ - Số công nhân làm việc ngày đêm, ngời Chi phí thuốc nổ cho 1000 than Ctn = Qtn 50 ì1000 = ì1000 = 176,93 kg Qck 282, Trong đó: Qtn - Lợng thuốc nổ cần thiết cho chu kỳ, Qtn = 50kg Qck - Lợng than khai thác đợc chu kỳ, Qck = 282,6tấn Chi phí kíp nổ cho 1000 than Số kíp nổ cần thiết cho chu kỳ 200 kíp, chu kỳ khai thác đợc 282,6 than Chi phí kíp nổ cho 1000 than đợc xác định: Ckn = 200 ì1000 = 707, 71 kíp 282, Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000 than Khối lợng dầu nhũ hóa tính cho lò chợ giá khung di động đ ợc tính dựa sở kinh nghiệm Trung Quốc Khối l ợng dung dịch nhũ hóa cấp cho lò chợ tháng thay lần Thùng dung dịch trạm bơm nhũ hóa dây chuyền có dung tích 1.600 lít, tháng thay 4.800 lít dung dịch Dầu nhũ hóa sử dụng cho dây chuyền sử dụng loại MDT, M10, MS10-5 193 loại dầu có đặc tính tơng đơng Nồng độ dung dịch yêu cầu ữ 5% (thiết kế tạm tính tỷ lệ 4% theo kinh nghiệm) Nh số lợng dầu nhũ hoá cần cung cấp tháng là: 4800ì 4% = 192lít Thiết kế tính 20% lợng dầu hao hụt phục vụ công tác củng cố, chống giữ tăng cờng cột thủy lực đơn: 192ì 20% = 38,4lít Tổng số lợng dầu nhũ hoá tính cho tháng là: 192 + 38,4 = 203,4 lít 204kg Sản lợng khai thác tháng bình quân là: 14.070tấn Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000tấn than khai thác: 204 ì 1000 = 14,5 kg 14.070 Chi phí gỗ cho 1000 than Trong lò chợ chống giữ giá thủy lực di động XDY1T2/Hh/Lr để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải lò dọc vỉa thông gió, dùng gỗ để xếp cũi lợn Gỗ xếp cũi lợn lò song song chân sử dụng loại 160 ữ 180 Để xếp cũi lợn cần 24 cũi (1,5 m/thanh) cột song tử (2,2 m/cột), dự kiến thu hồi sử dụng lại 70% số gỗ Khối lợng gỗ làm cũi lợn cho chu kỳ (1 luồng khấu): 3,14 ì 0,18 3,14 ì 0,18 Vcl = ì 30% ì ì 1,5 ì 24 + ì 2,2 ì = 0,68 m3 4 Chi phí gỗ cho 1000 than: V 0,68 cl ì 1000 = ì 1000 = 2,42 m3 Cg = C g = Qck 281,4 10 Tổn thất công nghệ: m (mk C + mth C ' ) 100% TCN = m Trong đó: m - Chiều dày vỉa than, m = 2,98m mk - Chiều dày lớp khấu, mk = 2,4m C - Hệ số khai thác, C = 0,8 mth- chiều dày lớp than thu hồi, mth = 0,58m 194 C - Hệ số thu hồi, C = 0,75 Thay thông số ta tính đợc: TCN = 2,98 (2, ì 0,8 + 0,58 ì 0, 75) 100% = 21% 2,98 11 Tổn thất để lại trụ bảo vệ Tổng chiều dài trụ bảo vệ 14m Chiều dài trung bình theo ph ơng khu khai thác 750m Chiều dày vỉa m = 2,98m Tỷ trọng than = 1,5tấn/m3 Lợng than để lại làm trụ bảo vệ: 750ì 14ì 2,98ì 1,5 = 46.935tấn Qbv Tổng trữ lợng tầng khai 750ì 120ì 2,98ì 1,5 = 402.300tấn Vậy Ttr = tổn thất trụ bảo thác là: vệ để = Qtl lại Qbv 46.935 = ì 100% = 11,67% Qtl 402.300 12 Tổn thất than chung T = TCN + TTr = 21% + 11,67% = 32,67% 13 Giá thành khai thác than lò chợ a Chi phí nguyên vật liệu - Chi phí gỗ C1 = Gg ì Cg 1.000 = 825.600 ì 2,42 = 1.998 đồng 1.000 Trong đó: Gg - Giá thành 1m3 gỗ, Gg = 825.600đồng/m3 Cg - Chi phí gỗ cho 1000 than, Cg = 2,42m3 - Chi phí thuốc nổ C2 = Gtn ì Ctn 29.786 ì176,93 = = 5.270 đồng 1.000 1.000 Trong đó: Gtn - Giá thành 1kg thuốc nổ, Gtn = 29.786đồng/m3 Ctn - Chi phí thuốc nổ cho 1000 than, Ctn = 176,93m - Chi phí kíp nổ = là: 195 C3 == Gkn ì Ckp 1.000 = 7.608 ì 707, 71 = 5.384 đồng 1.000 Trong đó: Gkn - Giá thành kíp, Gkn = 7.608đồng Ckn - Chi phí kíp nổ cho 1000 than, Ckn = 707,71kíp - Chi phí nhũ tơng C4 = Gnt ì C nt 38.238 ì 14,5 = = 554 đồng 1.000 1.000 Trong đó: Gnt - Giá thành 1kg nhũ tơng, Gnt = 38.238đồng Cnt - Chi phí nhũ tơng cho 1000 than, Cnt = 14,5kg - Chi phí động lực Chi phí động lực cho búa khoan tính cho chu kỳ C bk = nbk G N bk Tlv , đồng Trong đó: nbk - Số búa khoan sử dụng chu kỳ, nbk = 2búa Gđ - Giá bán điện công nghiệp, Gđ = 1.330đồng/kWh Nbk - Công suất búa khoan, Nbk = 1,4kW Tlv - Thời gian làm việc búa khoan, Tlv = 5,5giờ C bk = nbk G N bk Tlv = ì 1.330 ì 1,4 ì 5,5 = 20.482 Thay số ta đợc: đồng Chi phí động lực bơm tính cho chu kỳ C b = G ì N b ì Tlv = 1.330 ì 75 ì 5,5 = 548.625 đồng Trong đó: Gđ - Giá bán điện công nghiệp, Gđ = 1.330đồng/kWh Nb - Công suất trạm bơm dung dịch, Nb = 75kW Tlv - Thời gian bơm dung dịch, Tlv = 5,5giờ Chi phí động lực tính cho than là: C5 = C bk + C b 20.482 + 548.625 = = 2.022 đồng Qck 281,4 Tổng chi phí vật liệu tính cho than khai thác lò chợ là: Cvl = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 = 15.228 đồng 196 b Chi phí trả lơng chi phí bảo hiểm cho công nhân - Chi phí trả lơng công nhân tính cho tháng C l = N ì Lcn = 90 ì 5.500.000 = 495.000.000 đồng Trong đó: N - Số công nhân làm việc lò chợ ngày đêm, N = 90ngời Lcn - Lơng bình quân công nhân tháng, Lcn = 5.500.000đồng - Chi phí bảo hiểm Theo nghị định 43 CP thông t 19-TT-LĐ, trích bảo hiểm 19% tiền lơng Do tổng chi phí bảo hiểm cho công nhân tháng là: C bh = 19% ì C l = 94.050.000 đồng Chi phí lơng bảo hiểm cho công nhân tính cho than đợc xác định: C cn = 12 ì ( C l + C bh ) 12 ì (495.000.000 + 94.050.000) = = 41.866 đồng Qn 168.840 c Khấu hao thiết bị Khấu hao giá khung ZH1600/16/24Z tính cho năm Cg = ng ì Gg Tkh = 106 ì 52.000.000 = 787.428.571,4 đồng Trong đó: ng - Số giá khung di động ZH (kể dự phòng), ng = 106giá Gg - Đơn giá giá, Gg = 52.000.000đồng Tkh - Thời gian khấu hao, Tkh = 7năm Khấu hao cột thủy lực đơn tính cho năm Cc = nc ì Gc 66 ì 6.500.000 = = 143.000.000 đồng Tkh Trong đó: nc - Số cột thủy lực DZ-22 (kể dự phòng), nc = 66cột Gc - Đơn giá cột, Gc = 6.500.000đồng Tkh - Thời gian khấu hao, Tkh = 3năm Khấu hao xà tính cho năm Cx = n x ì G x 35 ì 1.834.000 = = 21.396.667 đồng Tkh 197 Trong đó: nx - Số xà HDJA-1200 (kể dự phòng), nx = 35cột Gx - Đơn giá xà, Gx = 1.834.000đồng Tkh - Thời gian khấu hao, Tkh = 3năm Tổng khấu hao thiết bị tính cho than đợc xác định C kh = C g + Cc + C x Qn = 787.428.571,4 + 143.000.000 + 21.396.667 = 5.637 đồng 168.840 d Chi phí khác Các chi phí khác trình sản xuất lò chợ đợc lấy 20% tổng chi phí, ta có: C k = 20% ì ( C vl + C cn + C kh ) = 0,2 ì (15.237 + 41.866 + 5.637 ) = 12.548 đồng e Giá thành khai thác than lò chợ Gt = C vl + C cn + C kh + C k = 15.237 + 41.866 + 5.637 + 12.548 = 75.288 đồng Các tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ đợc tổng hợp thể Bảng III.19 Bảng III.19 - Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ áp dụng công nghệ chống giữ giá khung di động ZH1600/16/24Z STT 10 11 12 13 14 15 Tên tiêu Góc dốc vỉa than Trọng lợng thể tích than Chiều dày lớp khấu Chiều dày lớp than hạ trần Chiều dài trung bình lò chợ Chiều dài theo phơng khu khai thác Tốc độ tiến gơng sau chu kỳ Số chu kỳ ngày đêm Số ca hoàn thành chu kỳ Sản lợng than theo lớp khấu Sản lợng than thu hồi Sản lợng lò chợ chu kỳ Sản lợng lò chợ ngày đêm Sản lợng lò chợ năm Vật liệu chống giữ Đơn vị Độ Tấn/m3 m m m Trị số 30 1,5 2,4 0,58 100 m 750 m/chu kỳ Chu kỳ ca Tấn Tấn Tấn 1,5 230,4 52,2 282,6 Tấn 565,2 Tấn - 169.560 Giá khung 0,8 198 ZH1600/16/24 Z 16 Phơng tiện vận tải than lò chợ - 17 Điều khiển đá vách - 18 Bớc phá hỏa thờng kỳ Số công nhân lò chợ chu kỳ Năng suất lao động công nhân Chi phí thuốc nổ cho 1000 than Chi phí kíp nổ cho 1000 than Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000 than Chi phí gỗ cho 1000 than Số giá chống cho luồng khấu Số lợng cột thủy lực đơn Số lợng xà HDJA-1200 Tổn thất than công nghệ Tổn thất chung m Phá hỏa toàn phần 0,8 Ngời 45 Tấn/côn g 6,28 kg 176,93 kíp 707,71 kg 14,5 m3 2,42 Giá 96 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Máng trợt Cột 60 Xà 30 % 21 % 32,67 đồng/tấ 30 Giá thành khai thác than 75.288 n C - Phân tích, so sánh chọn công nghệ chống giữ Hai phơng án công nghệ, chống giữ lò chợ giá thủy lực di động XDY-1T2-Hh/Lr chống giữ lò chợ giá khung thủy lực di động ZH1600/16/24Z ph ơng án có nhiều u điểm vợt trội: - Sản lợng lò chợ suất lao động công nhân cao so với công nghệ chống giữ cột thủy lực đơn xà khớp - Các thao tác công nhân sản xuất đơn giản - Giá thành khai thác than lò chợ giảm - Khả giới hóa, tự động hóa cao 199 - Thu hồi than hạ trần với hệ số tổn thất nhỏ - Có khả đáp ứng điều kiện tăng công suất mỏ Tuy nhiên, hai loại chống tổ hợp nêu có hạn chế áp dụng vào khai thác: - Vốn đầu t ban đầu lớn - Vì chống tổ hợp loại công nghệ nên phát sinh chi phí đào tạo, dạy nghề cho công nhân Nếu so sánh hai riêng phơng án chống giữ giá thủy lực di động XDY-1T2/Hh/Lr giá khung thủy lực di động ZH1600/16/24Z giá khung ZH/1600/16/24Z đòi hỏi vốn đầu t ban đầu lớn nhng lại có số đặc điểm bật hơn: - Khả thu hồi than với hệ số thu hồi lớn - Giảm chi phí dung dịch nhũ tơng - Không cần sử dụng lới thép - Quy trình công nghệ khai thác lò chợ có công tác đơn giản gọn nhẹ nên số l ợng công nhân sản xuất chu kỳ thấp làm cho suất lao động công nhân tăng lên - Điều kiện làm việc công nhân lò chợ an toàn Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hai loại công nghệ chống giữ chống tổ hợp nói đợc thể Bảng III.20 Bảng III.20 - Bảng so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật hai phơng án (Giá thủy lực di động XDY-1T2/Hh/Lr giá khung ZH1600/16/24Z) STT Tên tiêu Đơn Công nghệ 200 vị 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Giá thủy lực XDY 30 1,5 2,2 0,78 100 Giá khung ZH 30 1,5 2,4 0,58 100 Góc dốc vỉa than Độ Trọng lợng thể tích than Tấn/m3 Chiều dày lớp khấu m Chiều dày lớp than hạ trần m Chiều dài trung bình lò chợ m Chiều dài theo phơng khu khai m 750 750 thác Tốc độ tiến gơng sau chu m/chu 1,6 0,8 kỳ kỳ Số chu kỳ ngày đêm Chu kỳ Số ca hoàn thành chu kỳ ca 1,5 Sản lợng than theo lớp khấu Tấn 211,2 230,4 Sản lợng than thu hồi Tấn 65,52 52,2 Sản lợng lò chợ chu Tấn 553,44 282,6 kỳ Sản lợng lò chợ ngày Tấn 553,44 565,2 đêm Sản lợng lò chợ năm Tấn 166.032 169.560 Phơng tiện vận tải than Máng trợt Máng trợt lò chợ Điều khiển đá vách PHTP PHTP Bớc phá hỏa thờng kỳ m 1,6 0,8 Số công nhân lò chợ Ngời 99 45 chu kỳ Năng suất lao động công Tấn/cô 5,59 6,28 nhân ng Chi phí thuốc nổ cho 1000 kg 180,7 176,93 than Chi phí kíp nổ cho 1000 kíp 722,8 707,71 than Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000 kg 809,5 14,5 than Chi phí gỗ cho 1000 than m3 271 2,42 Số giá chống cho luồng Giá 100 96 khấu Số lợng cột thủy lực đơn Cột 80 66 201 26 27 28 Số lợng xà HDJA-1200 Tổn thất than công nghệ Tổn thất chung Xà 35 35 % 22,62 21 % 34,29 32,67 đồng/t 39 Giá thành khai thác than 108.467 75.288 ấn Các phơng án công nghệ đa có tính khả thi việc áp dụng vào khai thác, ph ơng án có u nhợc điểm định cần đợc phân tích đánh giá với tiêu kinh tế kỹ thuật để lựa chọn đợc phơng án tối u Dựa phân tích mặt kỹ thuật so sánh hiệu kinh tế, phơng án chống giữ lò chợ giá khung di động ZH1600/16/24Z phơng án tối u đợc chọn để chống giữ cho lò chợ vỉa V.15 thuộc cụm vỉa V.13, V.14, V.15 mỏ than Ngã Hai, Công ty TNHH TV than Quang Hanh Mặc dù công nghệ khai thác Việt nam mẻ, yêu cầu có vốn đầu t lớn Xong công nghệ tiên tiến có tính khả thi cao, có nhiều u điểm Việc áp dụng giá thuỷ lực vào khai thác lò chợ giảm thiểu tối đa l ợng gỗ, góp phần bảo vệ môi trờng Đặc biệt công nghệ có độ tin cậy an toàn cao, suất sản lợng lớn Mặc dù việc đa vào áp dụng cho ngành khai thác than hầm lò gặp nhiều khó khăn kỹ thuật thi công vốn đầu t Xong tác giả hi vọng sớm đ ợc khắc phục đa giá thuỷ lực di động vào khai thác than hầm lò ngày rộng rãi III.5 - Tính toán số lò chợ hoạt động đồng thời Tính toán số lò chợ hoạt động đồng thời Công nghệ chống giữ lò chợ đợc chọn phơng án sử dụng giá thủy lực di động ZH1600/16/24ZL Tiến hành khai thác đồng thời vỉa than cụm vỉa với tiến độ nh nên tổng chiều dài tuyến lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo công suất mỏ đợc xác định theo công thức : l c = nv ì An Acb , m Vn ì p ì C Trong : nv - Số vỉa than đợc khai thác đồng thời, nv = vỉa An - Công suất mỏ, An = 800.000 tấn/năm 202 Acb - Lợng than thu đợc đào đờng lò chuẩn bị Acb = (5% ữ 15%)An Chọn Acb = 10%An = 80.000 tấn/năm Vn - Tiến độ lò chợ năm, m/năm Vn = N r n , m/năm N - Số ngày làm việc năm, N = 300 ngày r - Tiến độ lò chợ sau luồng khấu, r = 0,8m n - Số luồng khấu lò chợ ngày đêm, n = Vn = N r n = 300ì 0,8ì 2= 480m/năm C - Hệ số khai thác, C = 0,8 p - Tổng công suất vỉa khai thác đồng thời, tấn/m 15 15 13 13 p = pi = mi i = m13 ì 13 + m14 ì 14 + m15 ì 15 , tấn/m2 Với: m13 = 3,15mét ; 13 = 1,5tấn/m3 m13 = 3,39mét ; 13 = 1,5tấn/m3 m13 = 2,98mét ; 13 = 1,5tấn/m3 p = 3,15 ì 1,5 + 3,39 ì 1,5 + 2,98 ì 1,5 = 14,28 tấn/m2 Thay số vào công thức ta có : l c = nv ì An Acb 800.000 80.000 = 3ì = 394 m Vn ì p ì C 480 ì 14, 28 ì 0,8 Số lò chợ hoạt động đồng thời : nc = l lc c = 492 = 4,92 lò chợ 100 Vậy cần lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo công suất mỏ Tuy nhiên để đảm bảo điều kiện làm việc liên tục mỏ lò chợ hoạt động cần bố trí số lò chợ dự phòng 15 ữ 20% số lò chợ hoạt động đồng thời, số lò chợ dự phòng đ ợc chọn lò Bố trí lò chợ vỉa Từ kết tính toán số lò chợ hoạt động đồng thời số lò chợ dự phòng ta thấy cần phải huy động vỉa V.13, V.14 V.15 cụm vỉa để tiến hành bố trí lò chợ khai thác Các lò chợ đợc bố trí cho phù hợp với thứ tự khai thác Tiến hành khai thác vỉa phía vách trớc, vỉa phía trụ sau khai thác từ xuống dới Nh vậy, vỉa V.15 V.14 203 vỉa bố trí lò chợ hoạt động, riêng vỉa V.13 đợc bố trí lò chợ hoạt động lò chợ dự phòng III.6 - Kết luận Trên sở đặc điểm điều kiện địa chất liên quan đến công tác khai thác mỏ, đồ án tính toán, lựa chọn ph ơng án công nghệ hợp lý, tối u để tiến hành khai thác vỉa V.15 thuộc cụm vỉa V.13, V.14 V.15 khu Trung tâm mỏ than Ngã Hai, Công ty TNHH TV than Quang Hanh Hệ thống khai thác đợc chọn Hệ thống khai thác cột dài theo phơng lò chợ tầng, thông số hệ thống khai thác đợc xác định nh: chiều cao theo hớng dốc tầng, chiều dài lò chợ, chiều dày lớp khai thác, tiến độ lò chợ, số lò chợ hoạt động đồng thời đảm bảo công suất mỏ Phần chuyên đề đồ án đa phơng án chống giữ cho lò chợ, qua trình phân tích kỹ thuật tính toán so sánh hiệu kinh tế chọn vật liệu chống giữ lò chợ giá khung thủy lực di động ZH/1600/16/24Z Quy trình công nghệ khai thác mỏ đợc xây dựng tất thông số phơng án chọn đảm bảo an toàn hiệu trình sản xuất ... độ khai thác tầng Từ đờng lò DVVT mức -50 đào lò song song chân họng sáo để rót than, đào lò cắt nối lò DVVT mức -50 lò DVTG mức tạo lò chợ ban đầu Trong trình khai thác tầng I, tiến hành đào lò. .. Sân ga, lò vòng Lò thu nớc, chứa nớc Hầm trạm Lò nối hai giếng Lò XVVT mức -150 Lò DVVT mức -50 Lò DVVT mức -100 Lò DVVT mức -150 Lò thợng Lò thợng phụ Lò XVTG mức m 245 - 15 Lò DVTG mức m -... Sân ga, lò vòng 978 Lò thu nớc, chứa n255 18 ớc Hầm trạm 2270 18 Lò nối hai giếng 276 Lò XVVT mức -50 Lò XVVT mức -100 Lò XVVT mức -150 Lò DVVT mức -50 Lò DVVT mức -100 Lò DVVT mức -150 Lò XVTG