Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên

§Ò tµi: I. Cho vỉa than có điều kiện kinh tế kĩ thuật như sau: 1. Điều kiện tự nhiên Vỉa quy cách, có chiều dày và góc cắm không đổi, chiều dài theo phương L = 1000 m; Chiều dày nằm ngang của vỉa, M = 30 m; Góc cắm của vỉa γ = 25°; Chiều dày lớp đất phủ ho = 15 m; Góc nghiêng bờ dừng phía vách và phía trụ của vỉa là 30°; Tính chất cơ lý , Đất đá có độ cứng trung bình fđ = 8 ÷ 10, than có độ cứng ft = 3 ÷ 4; 2. Điều kiện kinh tế kĩ thuật Chi phí khai thác than thuần túy , a = 110.000 đtấn Chi phí bóc 1 m3 đất đá, b = 50.000 đ Giá bán than nguyên khai trên thị trường, Co = 660.000 đtấn Hình vẽ : II. Nội dung thiết kế Xác định biên giới mỏ. Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng. Thiết kế hệ thống khai thác. Xác định sản lượng mỏ (Aq, Ađ). Chế độ công tác mỏ, lập lịch kế hoạch. Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ.

Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên LỜI NÓI ĐẦU Cơ sở thiết kế mỏ lộ thiên môn học quan trọng sinh viên ngành khai thác Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức trình tự cách tiến hành thiết kế mỏ lộ thiên Để sinh viên nắm hiểu rõ kiến thức mà môn học cung cấp việc làm đồ án thiếu Sau kỳ học tập nghiên cứu môn học này,chúng em giao làm đồ án môn học sở thiết kế mỏ lộ thiên nhằm giúp sinh viên củng cố thêm kiến thức học Bằng tất cố gắng thân đem để hoàn thành đồ án thời gian có hạn kinh nghiệm cho công tác thiết kế chưa có tập chưa mang lại kết mỹ mãn Kính mong tận tình hướng dẫn cụ đồng nghiệp tham gia đóng góp để tập hoàn thành tốt Em xin chân thành cám ơn giúp đỡ hướng dẫn tận tình TS.Lê Thị Thu Hoa giúp em hoàn thành đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên §Ò tµi: I Cho vỉa than có điều kiện kinh tế - kĩ thuật sau: Điều kiện tự nhiên - Vỉa quy cách, có chiều dày góc cắm không đổi, chiều dài theo phương L = 1000 m; - Chiều dày nằm ngang vỉa, M = 30 m; - Góc cắm vỉa γ = 25°; - Chiều dày lớp đất phủ ho = 15 m; - Góc nghiêng bờ dừng phía vách phía trụ vỉa 30°; - Tính chất lý , - Đất đá có độ cứng trung bình fđ = ÷ 10, than có độ cứng ft = ÷ 4; Điều kiện kinh tế kĩ thuật - Chi phí khai thác than túy , a = 110.000 đ/tấn - Chi phí bóc m3 đất đá, b = 50.000 đ/ - Giá bán than nguyên khai thị trường, Co = 660.000 đ/tấn Hình vẽ : h =15m 25° M = 30m Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên II Nội dung thiết kế - Xác định biên giới mỏ - Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng - Thiết kế hệ thống khai thác - Xác định sản lượng mỏ (Aq, Ađ) - Chế độ công tác mỏ, lập lịch kế hoạch - Tính toán số lượng thiết bị sử dụng mỏ Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN Biên giới mỏ lộ thiên quy định bờ mỏ chiều sâu khai thác với vỉa có khoáng sản nằm sâu lòng đất Việc xác định mỏ lộ thiên đem lại hiệu cho mỏ lộ thiên trình khai thác đảm bảo tận thu đến mức tối đa trữ lượng quặng lòng đất sử dụng có hiệu vốn đầu tư ban đầu Nội dung chương gồm việc xác định độ sâu khai thác, biên giới phía mặt đất biên giới đáy mỏ Trình bày cách tính toán trữ lượng khối lượng đất đá bóc biên giới trữ lượng khoáng sản có ích biên giới mỏ I.1 Lựa chọn xác định thông số γ v , γ t : Lựa chọn thông số γ v, γ t vấn đền định quan đến hiệu mỏ lộ thiên Việc xác định thông số γ v , γ t dựa sở tính chất lý đất đá, cấu tạo địa chất địa chất thuỷ văn Khi ta chọn góc γ t γ v nhỏ hệ số bóc mỏ lộ thiên tăng lên, chon lớn bờ mỏ ổn định dẫn đến trượt lở bờ Trong đồ án có γ ôđ =300 góc cắm vỉa quặng γ =250 nên ta chọn γ t =250 γ v =300 thoả mãn mặt kinh tế - kỹ thuật I.2 Xác định hệ số bóc giới hạn mỏ (Kgh): Hệ số bóc mỏ lộ thiên( hay gọi hệ số bóc kinh tế hợp lý) khối lượng đất đá phải bóc lớn để thu hồi đơn vị khối lượng quặng với giá thành với giá thành cho phép Kgh = C0 − a b (m3/m3, m3/t) Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên C0 :giá thành cho phép , đ/tấn a : giá thành khai thác quặng chưa kể đến chi phí bóc đất đá, đ/tấn b : giá thành bóc đất đá , đ/m3 Hệ số bóc giới hạn xác định gián tiếp qua tiêu kinh tế tính toán mỏ lộ thiên thiết kế số liệu thống kê mỏ lộ thiên hoạt động có điều kiện tự nhiên kỹ thuật tương đương Với C0 =660.000đ/t, a =110.000đ/t, b=50.000 đ/m3 m3/tấn Vậy: Than có khối lượng riêng γ = 1,4 t/m3 Kgh = 11 1,4 = 15,4 m3/m3 I.3 Lập luận chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ: Để xác định biên giới mỏ lộ thiên có nguyên tắc xác định: 1) Kgh ≥ Kbg 2) Kgh ≥ Ktb 3) Kgh ≥ Kt 4) Kgh ≥ Ksx + K0 5) Ktb ≤ Kgh≥ Kbg Đối vỉa có góc cắm ổn định γ =250 có chiều dày lớp đất phủ không lớn h0=15m bề mặt phẳng Như vỉa vỉa đơn giản nên ta chọn nguyên tắc Ktb ≤ Kgh≥ Kbg để xác định biên giới mỏ I.4 Xác định biên giới mỏ phương pháp đồ thị: 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: Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên Trên mặt cắt đặc trưng kẻ đường song song nằm ngang cách khoảng h = 15m (bằng chiều cao tầng khai thác) Từ giao điểm đường nằm ngang với vách trụ từ xuống kẻ đường kẻ đường xiên với góc γ v=300, γ t =250 biểu thị bờ dừng phía vách phía trụ gặp mặt đất Xác định hệ số bóc biên giới ( K bg) cho tất tầng từ xuống cách vẽ trực tiếp mặt cắt khối lượng đất đá phải bóc ∆Vγ i khối lượng quặng khai thác tương ứng ∆Qγ i bờ mỏ liên tiếp Kbg = ∆Vγ i/∆Qγ i Bảng xác định Kbg theo chiều sâu H: Phõn tầng Chiều sõu (m) Khối lượng đất bóc ( m2 ) Khối lượng than ( m2 ) Hệ số búc Kbg (m3/m3) -15 886,11 0 Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên -30 -45 -60 -75 1308,34 2180,56 3052,8 3925 450 450 450 450 2,9 4,85 6,784 8,72 -90 -105 -120 -135 4797,24 5669,47 6541,69 7425,56 450 450 450 450 10,66 12,6 14,55 16,5 9,4 Hệ số bóc trung bình Vẽ biểu đồ thể hiên mối quan hệ hệ số bóc biên giới chiều sâu khai thác Kbg = f(H) Hoành độ giao điểm đường K bg=f(H) đường Kgh=15,4 (m3/m3) chiều sâu cuối mỏ lộ thiên Đồ thị thể Kbg =f(H) Từ đồ thị ta xác định chiều sâu cuối mỏ lộ thiên Hc =126m Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên * Xác định hệ số bóc trung bình Ktb : Ktb = Trongđó : ∑V= (Hc2 cotgγ v + Hc2cotgγ t )/2+ Hc.M -(Hc- ho).M = Hc2.( cotgγ v+ cotgγ t)/2+ ho.M = 1262 ( cotg30o + cot25o)/2 + 15.30 = 31170,06 (m3) ∑Q = (Hc- ho).M = (126 - 15).30 = 3330 (m3) Ktb = = 9,36 (m3/m3) I.5 Xác định biên giới mỏ mặt đất I.5.1 Chiều rộng biên giới mỏ phía mặt đất Từ đồ thị ta xác định chiều sâu cuối mỏ Hc=126m Với chiều sâu Hc ta biểu diễn mặt cắt đặc trưng để xác định biên giới phía Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên mặt mỏ (AB) Mặt cắt ngang đặc trưng mỏ Từ mặt cắt ngang đặc trưng ta xác định biên giới phía mặt đất AB: AB =HC( cotgγ v + cotgγ t ) + M Thay số vào: AB = 126 (cotg30o + cotg25o) + 30 = 519 (m) I.5.2 Chiều dài mỏ Do góc ổn định đất đá γ ôđ=300 nên ta lấy góc đầu mỏ δ =300 - Chiều dài thêm đầu mỏ mặt đất : l =Hk.cotgδ = 126 cotg300= 218(m) Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên - Chiều dài mỏ phía : L = Lm +2.l =1000+2 218 =1436 (m) Trong : Lm : Chiều dài theo phương vỉa quặng (m) I.6 Tính trữ lượng biên giới mỏ I.6.1 Trữ lượng than biên giới mỏ Q = M( Hk – ho).Lm Trong : M: Chiều dày vỉa , M = 30m Hk: Chiều sâu cuối mỏ, Hc =126m ho : Chiều dày lớp đất phủ, ho =15m Lm : Chiều dài theo phương vỉa quặng, Lm=1000m Vậy : Q =30(126 - 15).1000 = 3.330.000 (m3) I.6.2 Khối lượng đất đá bóc - Khối lượng biên giới mỏ :(Bỏ qua khối lượng hai đầu mỏ) Lm 1000= 34.500.060 (m3) = - Khối lượng đất đá bóc biên giới mỏ: Vd = Vm - Q = 34.500.060 - 3.330.000 = 31.170.060 (m3) Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 10 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ HOẠT ĐỘNG TRÊN MỎ Để công tác thiết kế mỏ đạt hiệu cao đưa mỏ vào hoạt động Để thông số thiết kế phù hợp với thông số thiết bị làm việc mỏ Do ta chọn số thiết bị đồng để đưa vào hoạt động mỏ như: Máy khoan, loại thuốc nổ ,máy xúc, máy ủi ,ôtô kèm theo thông số làm việc chúng 1) Về máy khoan: Chọn loại máykhoan thuỷ lực đập - xoay ATLASCOPROC742HC-12 Bảng đặc tính kỹ thuật STT Đặc tính chung Hệ thống nén khí Hệ thống thuỷ lực Đại lượng Loại động DIEZEN Công suất động DIEZEN Tốc độ di chuyển(bánh xích) Góc dốc di chuyển Áp suất thuỷ lực Áp suất mặt đất Kích thước:Dài x Rộng x 10 11 Cao Khả khoan nghiêng Trọng lượng dàn khoan Máy nén khí Áp suất làm việc 12 13 14 Búa khoan thuỷ lực Trọng lượng Công suất đập áp suất 15 16 17 18 19 Max Mômen khoan Tần số đập Áp suất đập Áp suất thổi phoi Đường kính choòng khoan Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 11 Đơn vị HP(KW) Km/h độ Bar(Pa) Mpa mm độ Kg Giá trị DEUTZBF6L9BC 170(125) 30 220(3771) 0.23 7750x2850x3150 Bar(Pa) Bất kỳ 1250 XAH 125 10,5(180) Kg KW COP.1838ME07 171 20 Vòng/phút Lần/phút Bar Bar mm 210 2400-3600 230 10 250 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Hệ thống choòng khoan Chỉ tiêu Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên 20 21 22 Kích thước cần khoan Chiều dài cần khoan Chiều sâu khoan tối đa mm mm m T45 3600 28 23 24 Tiêu hao nhiên liệu Năng suất khoan lỗ khoan Lít/h m/h 22 44,6 lượng 2) Về vật liệu nổ: Ta chọn thuốc nổ ANFO mồi nổ PENTOLITE hệ thống dây truyền hiệu nổ PRIMADET TLD Các đặc tính thuốc nổ Tỷ trọng rắc, g/m3 : 0,8- 0,9 Tỷ trọng nổ tối ưu, g/m3 :1,1-1,2 Tốc độ nổ, km/giây :4,1-4,2 Năng lượng hiệu quả, kJ/kg :3.720 Sức nổ, cm3 :320-330 Sức phá, mm(trong ống thép) :15-20 3) Về thiết bị xúc bốc : Chọn máy xúc CAT-537 Đặc tính kỹ thuật máy xúc CAT-537 STT Đại lượng Khả xúc đầy gầu Chiều cao xúc lớn Chiều cao dỡ hàng lớn Bán kính xúc mức máy đứng lớn Đơn vị m3 m m m Giá trị 11,5 10,35 12,55 Bán kính xúc trung bình Công suất Tốc độ di chuyển (min , max ) Trọng lượng làm việc Tiêu hao dầu OD m KW Km/h Tấn Lít/giờ 10,2 339,0 2,7; 4,2 83,725 35 Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 12 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất 4) Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên Về thiết bị san gạt : Chọn máy ủi KOMATSƯ-D257A-2 Đặc tính kỹ thuật máy ủi KOMATSƯ-D257A-2 STT Đặc tính chung Đặc tính lưỡi ben Đặc tính lưỡi cày 5) 10 11 Đại lượng Tốc độ di chuyển Góc dốc di chuyển Tiêu hao nhiên liệu Công suất động Dung tích lưỡi ben Kích thước : dài x cao Trọng lượng ben Chiều cao nâng max Góc nghiêng cày Trọng lượng cày Chiều sâu đào, nâng Max Đơn vị Km/h độ Lít/h KW (cv) m3 mm Kg mm độ Kg mm Trị số 3-11 30 40-45 302 (405) 12,8 4300x1910 6330 1505 52,7 3550 870 Về thiết bị vận tải : Chọn loại ôtô ECULID R32 Bảng đặc tính kỹ thuật ôtô ECULID R32 STT 10 6) Đại Lượng Công suất động Công suất lái bánh đà Dung tích thung xe Trọng lượng không tải Bán kính vòng quay Min Khả vượt dốc Tốc độ cấp: I-IV ( lùi ) Kích thước ô tô ( dài x rộng ) Tải trọng Tiêu hao nhiên liệu Giá Trị 286,8 266,21 16,2 31,25 10 (80) 10 – 75 (13,5) 7380x3620 32 15 Đơn Vị KW KW m3 Tấn m độ(‰) Km/h mm Tấn Lít/h Kiểm tra phối hợp ôtô ECULID R32 máy xúc CAT-537 * Khi vận tải đất đá : - Số gầu xúc cho lần chất tải ôtô: Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 13 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên Q0 Ng = E.K γ , gầu c d Trong đó: Q0 : Tải trọng ôtô, Q0 =32 (Tấn) E : Dung tích Gầu, E =4m3 Kc : Hệ số nèn chặt, Kc = = 0,53 Kd : Hệ số xúc đầy gầu, Kd =0,75 Kr : Hệ số lở rời đất đá, Kr =1,4 γ d : Trong lượng thể tích đất đá, γ =2,6T/m3 32 Vậy Ng = 4.0,53.2,6 = 5,8 Vậy chọn Ng =5 (gầu) - Kiểm tra theo tải trọng ôtô: Kq = = = 0,86 - Kiểm tra theo dung tích thùng xe ôtô: Kv = Trong : Vôtô: Dung tích thùng xe ôtô, Vôtô = 16,2m3 Kv = = 0,92 Vậy chở đá Ng =5 * Khi vân tải than: Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 14 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên - Số gầu xúc cho lần chất tải lên ôtô: V 16,2 oto Ng= E.K = 4.0,75 = 5,4 d Chọn Ng = (gầu) - Kiểm tra theo điều kiện tải trọng ôtô: Kq = = = 0,46 Vậy Ng =5 thoả mãn Nhưng vận tải than chưa phát huy hết công suất ôtô Do để phát huy hết công suất ôtô buộc ta vận tải than phải lới rộng thùng xe Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 15 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên CHƯƠNG II THIẾT KẾ MỞ VỈA Mở vỉa khoáng sàng tạo lên hệ thống đường liên lạc, vận tải từ mặt đất biên giới mỏ đến tầng công tác mỏ để bóc khối lượng đất đá ban đầu tạo lên tầng công tác mỏ Sao cho đưa mỏ vào sản xuất thiết bị khai thác vận tải hoạt động bình thường đạt tỷ lệ xác định sản lượng thiết kế mỏ Tiêu chuẩn để đánh giá phương án mở vỉa hợp lý khối lượng và thời gian xây dựng mỏ nhỏ, cung độ vận tải đất đá bãi thải quặng kho chứa , bến cảng hay nhà máy gia công chế biến , qua trình tồn mỏ công trình mở vỉa bị di chuyển , thu hồi tối đa tài nguyên lòng đất , tận thu sơ hạ tầng vốn có khu vực(điện ,nước, giao thông…), kết hợp hài hoà công trình mặt công nghiệp, ảnh hưởng đến công trình nông nghiệp vùng lân cận, gây tác động ảnh hưởng đến môi trường II.1 Vị trí bãi thải công trình mặt đất Do vỉa dốc nghiêng không bố trí bãi thải nên phải sử dụng bãi thải ngoài.Vị trí bãi thải phải bố trí khu đất có khả chứa hết lượng đất bóc Biªn gií i má suốt trình hoạt động mỏ, tác động xấu đến công tác mỏ, khoảng cách vận chuyển đất bóc từ khai trường đến vị trí bãi thải phải nhỏ Như vị trí bãi thải phải bố trí gần tuyến đường vào mỏ, nằm cuối chiều gió thổi vào khu mỏ, có sườn núi bố trí sườn núi để tăng khả dung lượng chứa đất đá Ngoài bãi thải mặt mỏ gồm công trình như: Xưởng nghiền đập phân loại, xưởng tuyển khoáng, kho chứa quặng bunke trung chuyển, ga bốc dỡ đất Hµo đádècvà quặng, cácHµophân chuÈn bÞ xưởng sửa chữa khí, văn phòng hành chính, HµoSinh ngoµi viên: Nguyễn Duy Đạt 16 Lớp Khai thác D-K58 VØa than Trường Đại học Mỏ Địa chất Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên 17 Lớp Khai thác D-K58 ... (m3) Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt 10 Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên CHỌN ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ HOẠT ĐỘNG TRÊN MỎ Để công tác thiết kế mỏ đạt hiệu cao đưa mỏ vào... văn phòng hành chính, HµoSinh ngoµi viên: Nguyễn Duy Đạt 16 Lớp Khai thác D-K58 VØa than Trường Đại học Mỏ Địa chất Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên 17 Lớp Khai thác D-K58... lượng quặng với giá thành với giá thành cho phép Kgh = C0 − a b (m3/m3, m3/t) Sinh viên: Nguyễn Duy Đạt Lớp Khai thác D-K58 Trường Đại học Mỏ Địa chất Đồ án thiết kế mỏ lộ thiên C0 :giá thành cho