Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ hầm lò

Công nghiệp khai thác khoáng sản là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, trình độ kỹ thuật và các chỉ tiêu kỹ thuật của nó ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của ngành khai thác. Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước ngành khai khoáng đang bước vào một giai đoạn mới phát triển cả về quy mô và trình độ công nghệ khai thác. Thiết kế mỏ quyết định đến quy mô sản xuất trình độ trang bị kỹ thuật, mức độ tiên tiến của các sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mỏ. Nó quyết định đến vốn đầu tư hợp lý, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường. Vì vậy thiết kế mỏ mang một ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển ngành công nghiệp mỏ của nước ta. Trên cơ sở kiến thức đã học của các môn học của chuyên ngành khai thác hầm lò. Nhóm em đã hoàn thành bản đồ án môn học Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ hầm lò, với nội dung sau: Chương I : Đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ. Chương II : Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ. Chương III : Hệ thống khai thác.

Sinh viên thực hiện đồ án :

Công nghiệp khai thác khoáng sản là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, trình độ kỹ thuật và các chỉ tiêu kỹ thuật của nó ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của ngành khai thác Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước ngành khai khoáng đang bước vào một giai đoạn mới phát triển cả về quy mô và trình độ công nghệ khai thác.

Thiết kế mỏ quyết định đến quy mô sản xuất trình độ trang bị kỹ thuật, mức độ tiên tiến của các sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ

Nó quyết định đến vốn đầu tư hợp lý, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường Vì vậy thiết kế mỏ mang một ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển ngành công nghiệp mỏ của nước ta.

Trên cơ sở kiến thức đã học của các môn học của chuyên ngành khai thác hầm lò Nhóm em đã hoàn thành bản đồ án môn học Thiết kế mở vỉa và khai thác

Chương I : Đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ.

Chương II : Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ.

Chương III : Hệ thống khai thác.

Cả nhóm đã rất lỗ lực tìm hiểu và đóng góp ý kiến nhưng do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của thầy giáo hướng dẫn cùng các bạn để bản đò

án này được hoàn thiện.

Em xin chân thành cảm ơn T.S Vũ Trung Tiến đã hướng dẫn nhóm em hoàn thành bản đồ án này!

Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ than có điều kiện như sau:

F.TB2

H.4123 3.05

Trọng lượng thể tích của than: γ =1,45 tấn/m3

Chiều dài theo phương của ruộng mỏ: S = 1400 m

Hệ số kiên cố của đá vách trực tiếp: f1 =4; chiều dày: h1 =9 m

Hệ số kiên cố của đá vách cơ bản: f2 =7; chiều dày: h2 =12m Khoảng cách giữa các vỉa than 60m

Các điều kiện khác xem hình vẽ

CHƯƠNG I

ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ

I.1 Điều kiện tự nhiên.

I.1.1 Vị trí địa lý và địa hình khu mỏ:

Khu mỏ có địa hình tương đối ổn bằng phẳng và ổn định

Mỏ có các vỉa phân bố từ +0 m đến -350m

Với địa hình trên thì ta thấy thuận lợi cho việc bố trí sân công nghiệp mỏ Sân công nghiệp mỏ bao gồm : khối giếng chính, giếng phụ, khối nhà sàng tuyển, khu vực hành chính - kỹ thuật - điều hành, khu vực kho gỗ và sản xuất vì chống, trạm điện, trạm quạt gió chính, kho chứa than, hệ thống đường vận tải than Để đáp ứng yêu cầu: Đảm bảo sản xuất được liên tục, hệ thống thông gió, hệ thống vận tải đơn giản, có khả năng cơ giới hóa cao, vận tải và thoát nước tốt

I.1.2 Điều kiện khí hậu:

Khu mỏ nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa và mùa khô rõ rệt

Yêu cầu thông gió rất quan trọng vào mùa hè nóng bức và thoát nước cao vào mùa mưa

I.2 Điều kiện địa chất khu mỏ.

Khoáng sàng than gồm 4 vỉa than m1,m2,m3,m4 nằm tương đối song song nhau

I.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn:

Phái trên cụm vỉa có dòng suối nên ta phải thay đổi dòng chảy của dòng suối

để giảm sự ảnh hưởng của nó đến khai thác Để thoát nước mỏ phải thực hiện bằngthoát nước cưỡng bức, tức là dùng các bơm chuyên dụng để đưa nước từ trong các công trình mỏ bằng ống dẫn ra ngoài mỏ

I.2.4 Tính toán trữ lượng địa chất khu mỏ:

Trữ lượng địa chất khu mỏ được xác định theo công thức :

Zdc = S.γ.∑mi.Hdi , tấn

Trong đó:

S – chiều dài theo phương của vỉa, S = 1 400m

Hdi – chiều dài theo hướng dốc của vỉa thứ i ,m

mi – chiều dày của vỉa thứ i ,m

γ – trọng lượng thể tích của than, t/m3

đá vách ở mức độ trung bình nên thuận lợi cho việc điều kiển áp lực mỏ

CHƯƠNG II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

II.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác mở vỉa

II.1.1 Các yếu tố về địa chất mỏ.

Các yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: trữ lượng, số các vỉa than,chiều dày vỉa, khoảng cách giữa các vỉa, điều kiện địa hình, chiều sâu khai thác, điều kiện vận tải,mức độ phức tạp của các yếu tố địa chất (chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh, điều kiện địa chất thủy văn và địa chất công trình)

II.1.2 Các yếu tố kỹ thuật.

Các yếu tố kỹ thuật trong khai thác mỏ bao gồm: kích thước ruộng mỏ, sản lượng và tuổi mỏ, trình độ cơ khí hóa, khả năng sàng tuyển, chế biến và công nghệ khai thác được sử dụng

II.1.3 Các yếu tố về kinh tế.

Các yếu tố cơ bản về kinh tế ảnh hưởng tới việc lựa chọn các phương án mở vỉa bao gồm: Vốn đầu tư cơ bản, thời gian thu hồi vốn, giá thành chi phí cho các khâu công nghệ sản xuất và giá thành sản phẩm

II.2 Tính toán trữ lượng công nghiệp.

Theo tài liệu có được các vỉa than đều thỏa mãn về mặt kỹ thuật và kinh tế Nghĩa là khai thác nó đủ mang lại hiệu quả kinh tế Do đó trữ lượng địa chất cũng chính là trữ lượng trong bảng cân đối:

Do đó:

Zđc = Zncđ = 37 562 684 ,tấn

Trữ lượng công nghiệp của mỏ là trữ lượng sau khi đã trừ đi phần trữ lượng do

để lại trụ bảo vệ, mất mát trong quá trình khai thác và vận tải (Zcn) Được xác định theo công thức:

Zcn = Zđc.C , tấn (II.1)

Trong đó:

C – hệ số khai thác trữ lượng, C = 1 – 0,01.Tch

Tch – tổn thất chung của khoáng sàng có ích, Tch = ttr + tkt

ttr – tổn thất do trụ để lại, ttr = 0,5 ÷ 2% Do vỉa thiết kế có góc dốc

II.3 Công suất mỏ và tuổi mỏ

II.3.1 Công suất mỏ.

Am = 1,5 triệu tấn/năm

II.3.2 Tuổi mỏ.

Tuổi mỏ theo tính toán là thời gian tồn tại không tính đến thời gian xây dụng

mỏ và thời gian khấu vét (T,năm)

T = = ≈ 22 năm

Tuổi mỏ thực tế là thời gian tồn tại tính từ khi bắt đầu xây dựng đến khi kết thúc mọi công việc khai thác và các công việc khác của mỏ (khi mỏ ngừng hoạt động)

Ttt = T + t1 + t2 , năm

Trong đó :

t1 – thời gian xây dựng mỏ, t1 = 3 năm

t2 – thời gian khấu vét, t2 = 2 năm

Do đó tuổi mỏ thực tế :

Ttt = 22 + 3 + 2 = 27 năm

II.4 Chế độ làm việc của mỏ.

II.4.1 Bộ phận sản xuất.

Trong sản xuất công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp mỏ nói riêng, cán

bộ công nhân viên làm việc ở hai chế độ, đó là chế độ làm việc gián đoạn và chế độlàm việc liên tục Ngành công nghiệp mỏ là một ngành có đặc thù riêng, ta chọn chế độ làm việc gián đoạn Theo chế độ này thì số ngày làm việc trong năm là 250 ngày, mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ và được quy định như sau:

Bảng thời gian làm việc :

II.5.1 Khái quát chung

Nguyên tác chung để chọn phương án mở vỉa

Mở vỉa là việc tiến hành đào các đờng lò từ ngoài mặt đấttới các vỉa than tạo thành hệ thống các đờng lò phục vụ cho côngtác khai thác Việc lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý đó là phơng

án khả thi về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế nhất, đảm bảo

an toàn cho ngời và thiết bị trong quá trình sản xuất, thời gian

đa mỏ vào sản xuất là nhanh nhất

Trong đồ án này chỉ nghiên cứu giới hạn thiết kế mở vỉa vàkhai thác từ mức -50 ữ -300 khu trung tâm bao gồm cho 4 vỉa

đó là v5 v6 v7 v8 phần trữ lợng từ mức -50 đến mức -300 dựatrên các nguyên tắc cơ bản sau:

+ Mở vỉa chia tầng lò chợ phù hợp với hệ thống khai thác

+ Phù hợp với quy hoạch khai thác cũng nh lâu dài của mỏ chỉtính đến khả năng phát triển về áp dụng tiến độ khoa học kỹthuật kinh tế để chọn ra một phơng án mở vỉa hợp lý cho khuthiết kế khai thác

+ Phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình khu vực

+ Vốn đầu t xây dựng cơ bản là nhỏ nhất

+ Thời gian hoàn vốn ngắn nhất

+ Sớm đa mỏ vào sản xuất

+ Đáp ứng các yêu cầu công nghệ khai thác

+ Đáp ứng các chỉ tiêu về an toàn lao động

+ Thuận lợi cho công tác vận tải, thông gió, thoát nớc

+ Trang thiết bị thi công sẵn có dễ tìm, đồng bộ

+ Giá thành sản xuất là nhỏ

+ có thể tăng sản lợng mỏ

II.5.2 Chia ruộng mỏ thành cỏc tầng

Nhiệm vụ chính của đồ án là thiết kế mở vỉa và khai thác khutrung tâm mức -50ữ 300 với chiều cao thẳng đứng là 350 mét

có độ dốc trung bình khoảng α= 27o căn cứ vào điều kiện cấutạo địa chất khu vực khi thiết kế mở vỉa khai thác cần xem xétkhả năng áp dụng công nghệ khai thác tiên tiến để khai thác mởrộng trong tơng lai tăng năng suất lao động vì những lý do nêutrên và nguyên tắc chung khi thiết kế mở vỉa khai thác cho toàn

mỏ đợc chia ra 4 tầng khai thác theo mức sau:

- Tầng 1: Từ mức -50 ữ -112,5 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m

- Tầng 2: Từ mức -112,5 ữ -175 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m

- Tầng 3: Từ mức -175 ữ -237,5 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m

- Tầng 4: Từ mức -237,5 ữ -300 chiều cao thẳng đứng là 62,5 mVậy chiều dài theo hớng dốc trung bình của mỗi tầng là 137,67m

II.5.3.Cỏc phương ỏn thiết kế mở vỉa cho khu khai thỏc

Căn cứ vào vị trớ địa lý khu trung tõm, điều kiện địa chất , cấu tạo vỉa than, kớch

thước hỡnh học khu vực thiết kế nguyờn tắc chia tầng khai thỏc như đó đề cập ởtrờn, cỏc nguyờn tắc chung khi lựa chọn phương ỏn mở vỉa Đồ ỏn đưa ra 3 phương

ỏn mở vỉa như sau:

Phương ỏn I: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng 2 mức, giếng đặt ở trung tõm

ruộng mỏ

Phương ỏn II: Mở vỉa bằng giếng nghiờng kết hợp lũ xuyờn vỉa tầng

Phương án III: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng,

giếng đặt ở trung tâm ruộng mỏ

II.5.4 Trình bày các phương án mở vỉa

II.5.4.1 Phương án I: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng 2 mức , giếng đặt ở

trung tâm ruộng mỏ.

Với mức thiết kế từ -50 đến -300 chỉa ruộng mỏ thành 2 mức như sau: Mức I: từ mức -50 ÷-150, chiều cao thẳng đứng 100 m

Mức II: từ mức -150 ÷ -300, chiều cao thẳng đứng 150 m

Công tác chuẩn bị cho mức 1

1.Trình tự đào lò như sau :

Các vỉa than trong ruộng mỏ được khai thác theo thứ tự từ trên xuống dưới

vì vậy công tác chuẩn bị ruộng mỏ được bắt đầu từ tầng trên cùng và được tiến hành như sau:

Tại mặt bằng sân công nghiệp đào cặng giếng chính phụ xuống mức I -150 Tại đó

ta mở sân giếng và hầm trạm mức -150 Từ sân ga -150 ta đào lò xuyên vỉa vận chuyển mức 4 vào gặp vỉa than và lò xuyên vỉa thông gió mức 3 nối với giếng chính, tại vị trí giao nhau giữa lò xuyên vỉa vận chuyển và vỉa than ta đào lò

thượng chính 6 và phụ 6’ đến mức vận chuyển và thông gió của tầng trên cùng Sau

đó ta đào đường lò dọc vỉa vận tải và lò dọc vỉa thông gió về 2 phía của lò thượng, Khi sử dụng sơ đồ khấu dật, các lò này được đào đến biên giới của ruộng mỏ và tạiđây người ta đào lò cắt ban đầu để mở lò chợ Ở sơ đồ khấu đuổi các mỏ này đào theo mức độ khai thác lò chợ Trong khi khai thác mức I tiến hành chuẩn bị mức II bằng cách đào sâu giếng , mở sân giếng và đào lò xuyên vỉa mức Chuẩn bị cho mức II tương tự mức I

2.Công tác vận tải:

Than trong lò chợ được vận tải bằng máng cào xuống theo lò thượng, qua lò dọc vỉa vận tải đến lò xuyên vỉa mức vận tải, tập trung than vào bun ke chứa than giếng chính và được đưa lên mặt đất.

3.Công tác thông gió:

Trong lúc đào lò chuẩn bị sử dụng phương pháp thông gió cục bộ bằng các quạt cục bộ

Khi mỏ đi vào sản xuất thông gió cho mỏ bằng các trạm quạt gió trung tâm.Gió sạch đi qua giếng phụ 2

3 Công tác thông gió và thoát nước mỏ.

a Thông gió :

Không khí sạch được đưa vào mỏ theo giếng phụ tới lò xuyên vỉa chính Theo lò xuyên vỉa chính, lò dọc vỉa vận chuyển chính và lò thượng gió sạch được đưa lên đến mức vận chuyển của tầng đang khai thác Tại đây, gió sạch được chia thành 2 nhánh đi về 2 cánh của ruộng mỏ theo lò dọc vỉa vận chuyển của tầng để thông gió cho các lò chợ đang hoạt động Không khí bẩn từ lò chợ sẽ lên lò dọc vỉathông gió và đi tới giếng chính để đi ra ngoài

Giếng đứng kết hợp xuyên vỉa mức phương án 1

Tên đường lò Số lượng Chiều dài

(m)

Đơn giá 106 1m

Thành tiền 106

Chi phí vận tải

Tên đường

lò

Số lượng

Chiều dài (m)

Đơn giá

106 1m

Am (T/năm)

Năm tồn tại

Thành tiền 106

II.5.4.2 Phương án II: Mở vỉa bằng giếng ghiêng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng

Với mức thiết kế -50 đến -300 ta chia ruộng mỏ thành 5 tằng khai thác nhưsau:

thứ nhất của vỉa trên cùng, từ lò xuyên vỉa tầng 4 ta đào lò dọc vỉa vận chuyển tầng

6 và từ lò xuyên vỉa thôn gió 3ta đào lò dọc vỉa thông gió 5.Sau khi các đường lò dọc vỉa được đào đến biên giới, ta đào lò cắt ban đầu tạo lò chợ, sau đó đào lò songsong và họng sao Theo mức độ khai thác tầng I của các vỉa, các giếng nghiêng tiếptục được đào sâu đến mức vận chuyển của tầng thứ II và từ giếng người ta đào lò xuyên vỉa của tầng đến các vỉa than Công tác chuẩn bị cho từng vỉa được thực hiện tương tự như đối với tầng thứ nhất Các tầng tiếp theo cũng được mở vỉa theo trình tự tương tự

2.Công tác vận tải

2.1 Vận tải than

Than vận tải trong lò chợ bằng máng cào, ở các lò dọc vỉa tải than bằng tàuđiện, goòng kéo về giếng chính Từ giếng chính than được đưa lên mặt đất bằngbăng tải

2.2 Vận chuyển vật liệu:

Vật liệu được chất vào các goòng chuyên chở vật liệu, đi qua lò xuyên vỉa thôn gió 3, theo lò dọc vỉa thông gió 5 vào cấp cho lò chợ.

3 Công tác thông gió:

Trong quá trinhg đào lò chuẩn bị, sử dụng phương pháp thông gió cục bộ bằng các quạt cục bộ và ống gió vải.

Khi mở đi vào sản xuất thông gió cho mở bằng các trạm quạt gió trung tâm Gió sạch từ mặt đất vào qua giếng nghiêng phụ 2, sau đó qua lò xuyên vỉa vận tải 4, dọc vỉa vận tải 6 lên thông gió cho các lò chợ Gió thải từ các lò chợ qua lò dọc vỉa thông gió 5,

lò xuyên vỉa thông gió 2 và qua giếng nghiêng chính 1 ra ngoài mặt đất.

4 Công tác thoát nước:

Tất cả lượng nước trong mỏ được tập trung tại sân ga và được bơm , bơm thoát nước lên mặt đất.

5.Tính toán kinh tế

Năm tồn tại

Chi phí bảo vệ đường lò

Giếng nghiêng kết hợp xuyên vỉa tầng phương án 2 Tên đường lò Số

lượng

Chiều dài (m)

Đơn giá

106 1m

Năm tồn tại

II.5.4.3: Phương án 3: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng, giếng

đặt tại trung tâm ruộng mỏ.

Với mức thiết kế -50 đến -300 ta chia ruộng mỏ thành 5 tằng khai thác nhưsau:

2.Công tác vận tải

2.1 Vận tải than

Than vận tải trong lò chợ bằng máng cào, ở các lò dọc vỉa tải than bằng tàuđiện, goòng kéo về giếng chính Từ giếng chính than được đưa lên mặt đất bằngtrục tải

2.2 Vận chuyển vật liệu:

Vật liệu được đưa vào từ giếng phụ, đi qua lò xuyên vỉa thông gió 3, theo lòdọc vỉa thông gió 5 vào cấp cho lò chợ

3 Công tác thông gió:

Trong quá trình đào lò chuẩn bị, sử dụng phương pháp thông gió cục bộbằng các quạt cục bộ và ống gió vải

Khi mở đi vào sản xuất thông gió cho mở bằng các trạm quạt gió trung tâm.Gió sạch từ mặt đất vào qua giếng phụ 2, sau đó qua lò xuyên vỉa vận tải 4, dọc vỉa

vận tải 6 lên thông gió cho các lò chợ Gió thải từ các lò chợ qua lò dọc vỉa thônggió 5, lò xuyên vỉa thông gió 2 và qua giếng chính 1 ra ngoài mặt đất.

4 Công tác thoát nước:

Tất cả lượng nước trong mỏ được tập trung tại sân ga và được bơm , bơmthoát nước lên mặt đất

Chiều dài (m)

Đơn giá

106 1m

Am (T/năm)

Năm tồn tại

Chi phí bảo vệ lò

Tên đường lò Số

lượng

Chiều dài (m)

Đơn giá 106

Năm tồn tại Thành tiền 106

+ Số lượng các đường lò

nhỏ

+ Việc thông gió và tổchức vận tải phức tạp,+ Tổn thất than khi đàocặp lò thượng chính phụ.+ Thời gian bước vào sản

+ Thông gió và tổ chứcvận tải đơn giản

+ Thời gian tồn tại củacác đường lò ngắn, chiphí bảo vệ lò ít

+ Tổn thất than nhỏ

+ Số lượng lò xuyên vỉalớn, nên chi phí đào lòxuyên vỉa lớn.+ Chi phí xây dựng vàbảo vệ sân giếng lớn

Ưu điểm Nhược điểm

+ Thời gian tồn tại củacác đường lò ngắn, chiphí bảo vệ lò ít

+ Chiều dài giếng đứng

nhỏ

+ Việc thông gió và tổchức vận tải phức tạp,+ Thời gian bước vào sản

II.5.6.Lựa chọn phương án mở vỉa

Qua so sánh về mặt kỹ thuật và kinh tế của 3 phương án, ta thấy phương án

II có nhiều ưu điểm và chi phí kinh tế ít nhất Và với mức thiết kế từ -50 đến -300

là không quá sâu, do đó ta chọn phương án II “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa Tầng “ là hợp lý

II.6.: Thiết kế thi công và đào lò chuẩn bị

Ta thấy khối lượng công việc chủ yếu của công tác mở vỉa và chuẩn bị là khốilượng lò xuyên vỉa Kích thước và tiết diện lò dựa theo điều kiện kĩ thuật là thiết vịvận tải và thông gió

Quá trình lựa chọn tiết diện ngang của đường lò phụ thuộc vào rất nhiều yếu

tố như :

- Tính chất của lớp đất đá và khoáng sản mà đường lò đi qua

- Cường độ và hướng tác dụng của tải trọng lên đất đá

- Thời gian tồn tại của đường lò, loại vật liệu chống ngoài ra còn phụthuộc vào công nghệ thi công nữa

Đường lò sử dụng kết cấu chống neo bê tông cốt thép kết hợp với bê tôngphun Đây là loại kết cấu gia cố có hiệu quả, bền vững Hệ thống neo bê tông cốtthép kết hợp với bê tông phun và lưới thép có khả năng mang tải cao trong điềukiện đất đá cứng

Đường lò cần thiết kế có thời gian tồn tại là : 8 năm dùng để chở than với sảnlượng là: Q= 1.500.000 T/năm Và 8 năm dùng để thông gió

Từ những yêu cầu trên ta có thể lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang của đường

lò là : tiết diện đường lò một tâm thẳng đứng

** Xác định kích thước tiết diện sử dụng.

Để xác định diện tích mặt cắt ngang của đường lò phải dựa vào :

- Công dụng của đường lò : Đường lò cần thiết kế dùng để vận chuyểnthan và đất đá

- Kích thước và số lượng phương tiện vận tải sử dụng trong thời giankhai thác

- Khoảng cách giữa các thiết bị vận tải trong tiết diện theo quy phạm

- Khả năng biến dạng và dịch chuyển đất đá theo thời gian

- Ngoài ra kích thước tiết diện đường lò còn phải thoả mãn yêu cầu đi lạicho công nhân và yêu cầu thông gió

a) Chiều rộng bên trong khung chống.

Chiều rộng bên trong khung chống được xác định bằng công thức:

B = m + kA + n + (k-1)c (mm)

Trong đó:

m – khoảng cách giữa thiết bị vận tải và khung chống bên có người đi lại,

m = 2000 mm

A – chiều rộng lớn nhất của thiết bị vận tải, A = 1350 mm

n – chiều rộng lối không có người đi lại, n = 600 mm

c - khoảng cách an toàn giữa các thiết bị chuyển động ngược nhau

Trong đó d: chiều dầy khung chống d= 0,123 m

hch: chiều dầy tấm chèn ( chọn tấm chèn bằng bê tông )

(T/m) Trong đó:

a – Nửa chiều rộng đường lò khi đào, a = B/2 = 6,346/2 =3,173 m

h – Chiều cao đường lò h= 5,173 m

b1 – Chiều cao vòm cân bằng.,

2

f

ϕ +

H1 : Độ cao của đất đá tác dụng lên nền đường lò

H1 = b1 + h = 0,5 + 5,173 = 5,673

=> Pnền = = 0,00014 (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 đường lò, thời gian tồn tại , tiết diện cũng như chức năng của đường lò ta chọn vật liệu chống lò xuyên vỉa là khung chống thép hình vòm, thép SVP-30

P P

(m)Trong đó:

Pvi là khả năng chịu tải của vì chống Đối với vì chống bằng thép SVP-30nên Pvi = 2,7 tấn/vì

Pnoc = 5 t/m

=>L= 0,54 m

Để đảm bảo an toàn ta chọn bước chống của lò là 0,5 m/vì

II.7 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò chuẩn bị.

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

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

Bảng II.7.a.Bảng đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ AH-1

STT Các chỉ tiêu Đơn vị Khối lượng

-Dòng điện an toàn : 0,18A

-Dòng điện đảm bảo nổ : 1,2A

-Lưc ấn tối đa N 115

-Đường kính giới hạn mũi khoan mm 45

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 trạm khí trung tâm tại mặt đất

4.Chọn máy nổ mìn:

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

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

-Giá trị cực đại xung lượng phát hỏa 3.10-3 A2S

-Thời khoảng của xung 3÷ 3,5 m/s

-Điện thế của các tụ điện bộ nạp 600V

-Điện dung của các tự điện 8µ F

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

-Thời gian chuẩn bị đưa máy vào hoạt động 10s

-Kích thước: dài x rộng x cao: 170 x 108 x 100 mm

-Trọng lượng 2,0 Kg

II.7.2 Tính toán các thông số nổ mìn:

1.Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị

Tính chỉ tiêu thuốc nổ theo công thức của GS.Pocrovxki N.M :

q = q1.v.fc.e.kd ( kg/m3) (2.1) Trong đó :

q1 - chi phí thuốc nổ tiêu chuẩn phụ thuộc vào từng loại đất đá

fc =1,2 : hệ số ảnh hưởng bởi cấu trúc đất đá.

kd : hệ số ảnh hưởng của đường kính thuốc kd = 0,95

thay số vào : q = 0,7 1,2 1,22 1,46 0,95= 1,42 kg/m3

2.Tính chọn đường kính lỗ khoan.

Hiện nay có nhiều phương pháp để xác định đường kính lỗ khoan, songphương pháp đơn giản nhất nên dựa trên tổng hợp của đường kính thỏi thuốc vàkhoảng hở cho phép dễ dàng nạp thuốc nổ Như vậy, đường kính lỗ khoan xác địnhtheo công thức :

dk = dt + ( 4 ÷ 8 mm )

Trong đó :

dt : đường kính thỏi thuốc sử dụng

( 4 ÷ 8 mm ) : khoảng hở cho phép giữa thỏi thuốc với thành lỗ mìn Thay số vào ta có : dk = 36 + 8 = 44 mm

3.Chi phí thuốc nổ cho 1 chu kỳ:

Lượng thuốc nổ phải chi cho 1 chu kỳ được tính theo công thức :

Q = q Sđ c l

Trong đó: q – chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị : q = 1,218 kg/m3

Sđ – diện tích đường lò đào : Sđ = 28,5 m2

a)Nhóm lỗ mìn tạo biên:

Nb= + 1 ( lỗ )Trong đó:

Bđ- chiều rộng đường lò đào Bđ = 6,346 m

P- Chu vi đường lò ngoài khung chống:

P = C = 3,86 = 20,6 m

C – hệ số phụ thuộc vào hình dạng đường lòVới đương lò hình vòm: C = 3,86

Sđ – diện tích đương lò đào , Sđ = 28,5 m2

Bđ – chiều rộng đường lò ngoài khung chống, Bđ = 6,346 m

b – khoảng cách giữa các lỗ mìn tạo biên, b = 0,4 ÷ 0,6 m chọn b = 0,6 m

=>Nb = 25 lỗ

b)Nhóm lỗ mìn tạo rạch và công phá:

Nr,f = lỗ

Trong đó: q – chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn : q = 1 kg/m3

– Lượng thuốc nạp trung bình trên 1m lỗ tạo biên:

= 0,785 db2 ∆ k1 ab ,kg/m

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

∆ - 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

5.Lượng thuốc nổ, cấu trúc lượng thuốc nổ và bua trong mỗi lỗ mìn:

a) Lượng thuốc nổ trung bình nạp trong một lỗ mìn biên:

qb= lb , (kg)

Khi khoan lỗ mìn biên ta khoan xiên 1 góc α =800

Trong đó : – lượng thuốc nổ nạp trong 1m lỗ khoan biên : = 0,47 kg/m

Các lỗ mìn được khoan nghiêng so với gương là 800 nên chiều dài của

lỗ khoan này là

L b = = 2,7 m

Thay vào ta có : qb = 0,47.2,7 = 1,269 ( kg )

+ Số thỏi thuốc trong mỗi lỗ : nb = = = 6,345 lấy nb = 6 thỏi thuốc

Gt – Trọng lượng thỏi thuốc

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

+ Chiều dài nạp bua : l0 = lb – lt = 2,7 – 1,2 – 3 0,1 = 1,2 m

Lpđ – phân đoạn không khí lấy lpđ = 100 mm

b)Lượng thuốc nổ trung bình nạp trong mỗi lỗ mìn phá:

+ Lượng thuốc nổ trong mỗi lỗ : qp = γp lp

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

Lp- chiều dài lỗ khoan phá ( ta bố trí lỗ khoan phá theo phương thẳngđứng so với mặt gương và có chiều dài thực bằng chiều dài lỗ khoan thiết kế) nên

lp = lk = 2,67 m

→ qp = 0,57 2,67 = 1,5 kg

+ Số thỏi thuốc trong mỗi lỗ : np = = = 7,5 thỏi Lấy 7 thỏi thuốc

+ Chiều dài nạp thuốc : lt = 7 0,2 = 1,4 m

+ Chiều dài nạp bua : lb = lp – lt – 2.lpđ = 2,67 – 1,4 – 2 0,1 = 1 m

c)Lượng thuốc nổ trung bình nạp trong mỗi lỗ mìn tạo rạch :

qr = γr lr

trong đó : γr – lượng thuốc nạp trong 1 mét lỗ khoan tạo rạch, γr = 0,57 kg/m

lr – chiều dài lỗ khoan tạo rạch Ta bố trí 4 lỗ, góc nghiêng so với gương

lò là 800 và dài hơn so với các lỗ khoan khác theo phương thẳng đứng là 0,2m

lr = = 2,9 m

→ qr = 0,57 2,9 = 1,65 kg

+ Số thỏi thuốc trong mỗi lỗ : nr = = = 8,25 Lấy 8 thỏi thuốc

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

+ Chiều dài nạp bua : lb = lr – lt – 2.lpđ = 2,9 – 1,6 – 2 0,1 = 1,1 m

Ta bố trí 4 lỗ, góc nghiêng so với gương lò là 800 và dài hơn so với các lỗ khoankhác theo phương thẳng đứng là 0,2m

CẤU TRÚC THUỐC NỔ