Thiết kế mở vỉa và khai thác mức +125 300 cho công ty THAN NAM MẪU TKV đảm bảo sản lượng 2 triệu tấnnăm

Lời nói đầu Than là nguồn tài nguyên quý giá, có tầm đặc biệt quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá do vậy nhu cầu cung cấp năng lượng cho đất nước ngày càng cao. Than, dầu khí, điện là những ngành công nghiệp chủ chốt cung cấp nguồn năng lượng cho đất nước . Việc khai thác than và đặc biệt là khai thác than hầm lò là một trong các ngành sản xuất khó khăn và phức tạp vì tất cả các công việc đều phải thực hiện ở trong lòng đất. Với yêu cầu cấp bách của của nền kinh tế thị trường đòi hỏi ngành than nói chung và khai thác hầm lò nói riêng phải từng bước tăng công suất khai thác, năng suất lao động và tăng hiệu quả kinh tế. Để làm được điều đó, các mỏ than Hầm lò không có gì khác hơn là phải đầu tư vốn, đổi mới công nghệ khai thác theo hướng từng bước cơ giới hoá, áp dụng các công nghệ và thiết bị phù hợp cho công suất cao. Sau khi học xong phần lý thuyết tại trường Đại học Mỏ Địa chất, với mục đích nắm bắt thực tiễn sản xuất, tiếp xúc và làm quen với công tác thiết kế mỏ, em được nhà trường cũng như bộ môn khai thác hầm lò phân công thực tập và làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Thiết kế mở vỉa và khai thác mức +125 300 cho công ty THAN NAM MẪU TKV đảm bảo sản lượng 2 triệu tấnnăm. Phần chuyên đề:Lựa chọn phương án mở vỉa

Lời nói đầu

Than là nguồn tài nguyên quý giá, có tầm đặc biệt quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá do vậy nhu cầu cung cấp năng lượng cho đất nước ngày càng cao Than, dầu khí, điện là những ngành công nghiệp chủ chốt cung cấp nguồn năng lượng cho đất nước Việc khai thác than và đặc biệt là khai thác than hầm lò là một trong các ngành sản xuất khó khăn và phức tạp vì tất cả các công việc đều phải thực hiện ở trong lòng đất Với yêu cầu cấp bách của của nền kinh tế thị trường đòi hỏi ngành than nói chung và khai thác hầm lò nói riêng phải từng bước tăng công suất khai thác, năng suất lao động và tăng hiệu quả kinh tế Để làm được điều đó, các mỏ than Hầm lò không có gì khác hơn là phải đầu tư vốn, đổi mới công nghệ khai thác theo hướng từng bước cơ giới hoá, áp dụng các công nghệ và thiết bị phù hợp cho công suất cao

Sau khi học xong phần lý thuyết tại trường Đại học Mỏ- Địa chất, với mục đích nắm bắt thực tiễn sản xuất, tiếp xúc và làm quen với công tác thiết kế mỏ, em được nhà trường cũng như bộ môn khai thác hầm lò phân công thực tập và làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “

Thiết kế mở vỉa và khai thác mức +125 -300 cho công ty THAN NAM MẪU- TKV đảm bảo sản lượng 2 triệu tấn/năm.

Phần chuyên đề:Lựa chọn phương án mở vỉa

Qua quá trình thực hiện đồ án đã giúp em tổng hợp được cơ bản những kiến thức mà các thầy cô đã truyền đạt và những vấn đề trong thực tế sản xuất 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, đặc biệt với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trần Văn Thanh

và các thầy cô khác cũng như bạn bè, em đã hoàn thành đồ án này.

Nhưng do trình độ của bản thân còn nhiều hạn chế, vì vậy đồ án không tránh khỏi những khiếm khuyết và thiếu sót Bản thân mong nhận được các ý kiến đóng góp, nhận xét của các thầy trong bộ môn Hầm lò và các bạn đồng nghiệp để em nâng cao được trình độ, đáp ứng yêu cầu công tác sau này Đặc biệt để bổ sung vào bản đồ án thiết kế đạt kết quả tốt hơn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Sinh viên: Nguyễn Thành Tuấn

Chương I:

đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ

I.1 Địa lý tự nhiên

I.1.1 Đặc điểm địa lý

a Vị trí địa lý

Mỏ than Nam Mẫu nằm cách thị xã Uông Bí khoảng 25 km về phía tây bắc, ranh giới khu mỏ như sau:

- Phía bắc là dãy núi Bảo Đài - Phía nam là thôn Nam Mẫu

- Phía đông giáp khu cánh gà mỏ Vàng Danh - Phía tây giáp khu di tích chùa Yên Tử Khu mỏ nằm trong giới han địa lý:

X=38.500 ÷ 41.000 Y=369.300 ÷ 371.300

b Địa hình

Địa hình khu mỏ là vùng đồi núi cao, khu vực phía tây có rừng phòng hộ, sườn núi thường dốc, núi có độ cao trung bình là 450m Địa hình thấp dần từ bắc xuống nam Bề mặt địa hình bị chia cắt bởi nhiều suối cắt qua địa tầng chứa than và chạy dọc theo hướng từ bắc xuống nam đổ vào suối lớn trung lương, lưu lượng thay đổi từ 6,1(l/ s)  18,00 (l/s) Các suối về mùa khô ít nước, lòng suối hẹp, nông.

c Giao thông

Mạng lưới giao thông trong khu mỏ tương đối phát triển, điều kiện giao thông từ khu mỏ ra tới nhà sàng Khe Ngát, cảng cũng như ra đường 18 tương đối thuận lợi do bên cạnh mỏ nam mẫu còn có một số mỏ như Vàng Danh, chi nhánh công ty than Đông Bắc và mỏ than thùng của trường Việt Xô.

d Nguồn năng lượng, nguồn nước

Khu mỏ được cấp điện từ hai đường dây trên không 35KV thuộc lưới điện quốc gia qua trạm phân phối điện 35KV Lán Tháp tới trạm biến áp 35/6KV của khu mỏ.

Khu mỏ có nhiều suối sạch chảy qua nên có thể xử lý để sử dụng,ngoài ra ở thị xã Uông Bí còn có nhà máy nước phục vụ sinh hoạt và sản xuất.

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

Dân cư sinh sống trong vùng chủ yếu là công nhân các xí nghiệp khai thác than và phục vụ khai thác, người dân tộc làm nông nghiệp, lâm nghiệp và dịch vụ, sống chủ yếu dọc theo các đường giao thông chính.

Các cơ sở kinh tế công nghiệp trong vùng là các xí nghiệp khai thác than như Vàng Danh, Mạo Khê, Hồng Thái v.v nhà máy nhiệt điện Uông Bí, cơ điện Uông Bí, nhà máy sửa chữa ôtô, các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng, gạch, đá) Đây là những cơ sở thuận lợi cho quá trình phát triển mỏ.

I.1.3 Điệu kiện khí hậu

Khu mỏ nam mẫu thuộc vùng có khí hậu nhiệt đới gần biển, có 2 mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mùa mưa

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10 nhiệt độ trung bình là 260C, cao nhất là 380C Hướng gió chủ yếu là nam và đông nam Số ngày mưa trong năm là 120-150, lưu lượng tối đa là 209 mm/ngày, hay mưa đột ngột vào tháng 7, 8.

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau,hướng gió chủ yếu là bắc và đông bắc, nhiệt độ thấp nhất là 40C

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

Từ năm 1959 đến năm 1968, khoáng sàng than Nam Mẫu đã được đoàn địa chất 2Đ thuộc Liên đoàn địa chất 9 tiến hành tìm kiếm, thăm dò tỉ mỉ phần trữ lượng than từ lộ vỉa đến mức +125 và lập báo cáo địa chất về kết quả thăm dò tỉ mỉ phần trữ lượng lò bằng khu Yên Tử - Than Thùng năm 1969.

Từ năm 1971 đến 1976 Đoàn địa chất 2Đ thuộc Liên đoàn địa chất 9 thăm dò sơ bộ phần trữ lượng từ mức +125÷ -350 và lập báo cáo địa chất về kết quả thăm dò sơ bộ trữ lượng than phần sâu (+125÷ -350) và đã được hội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản nhà nước phê duyệt năm 1978.

Năm 1989 mỏ than Nam Mẫu được Công Ty Than Uông Bí đưa vào khai thác từng phần bằng phương pháp lộ thiên và hầm lò, song song với quá trình khai thác mỏ đã tiến hành khoan thăm dò 5 lỗ với khối lượng khoan 1206m

Năm 1999 xí nghiệp Địa Chất 906 - Công ty Địa chất và Khai thác khoáng sản đã lập báo cáo địa chất trong phạm vi toạ độ:

X = 38.500÷ 41.000;

Y = 367.500÷ 371.300

Tổng hợp toàn bộ kết quả địa chất của các giai đoạn tìm kiếm thăm dò trước đây, kết quả thăm dò khai thác cùng tài liệu địa chất thu được trong quá trình khai thác đến tháng 6 năm 1999 Báo cáo đã được Tổng giám đốc than Việt Nam phê duyệt theo quyết định số 2043 / QĐ - ĐKV ngày 25 tháng 11 năm 1999.

I.2 Điều kiện địa chất

I.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ

a Địa tầng

Toàn bộ trầm tích chứa than khu Nam Mẫu là một phần cánh nam nếp lồi Bảo Đài, tuổi trầm tích chứa than đã được xếp vào kỷ Triat-Jura, trong đó phụ điệp dưới than có tuổi T2L-T3C và phụ điệp chứa than có tuổi T3n-J1

Trầm tích chứa than T3 - J1 phân bố khắp diện tích khu Nam Mẫu, kéo dài theo hướng Đông - Tây, với chiều dày địa tầng khoảng 1.000 m, căn cứ vào thành phần thạch học và mức độ chứa than người ta chia ra làm 4 tập từ (T3n - J1)1 (T3n - J1)4 Trong đó địa tầng chứa các vỉa than khu Nam Mẫu gồm các tập từ (T3n - J1)2  (T3n -J1)3, do đó ta chủ yếu miêu tả rõ các tập địa tầng này

Tập thứ hai(T3n-J1)2: Nằm khớp đều trên tập thứ nhất, gồm các tập đá sẫm màu chủ yếu là bột kết, cát kết, ít lớp sét kết và chứa các vỉa than từ V1  V10, trong đó có 9 vỉa than (V3, V4, V5, V6, V6a, V7T, V7, V8, V9) có giá trị công nghiệp Tập địa tầng này mang tính phân nhịp rõ ràng, chiều dày trung bình là 400m

Tập thứ ba (T3n-J1)3: Nằm không khớp đều trên tập thứ hai, đá của tập địa tầng này sáng màu bao gồm bột kết, cát kết và ít sạn kết thạch anh Phần tiếp giáp vớitập thứ hai đôi khi chứa các tập than mỏng hình thấu kính không có giá trị công nghiệp, chiều dày tập này  330m

b Đứt gãy

Khu mỏ Nam Mẫu nằm ở một phần cánh nam hướng tà Bảo Đài Nhìn chung toàn khu có dạng 1 đơn tà, đất đá có thế nằm cắm về phía Bắc có nhiều nếp uốn nhỏ làm đất đá có thế nằm biến đổi phức tạp (nhất là góc dốc của các vỉa than) tạo ra nhiều đứt gãy phân cách, dịch chuyển, chia địa tầng tập thứ hai (chứa than) ra khối cấu trúc nhỏ Các đứt gãy hầu hết được xác định nhờ các công trình địa chất và khai thác Trong khu mỏ có rất nhiều đứt gãy lớn nhỏ, có một số đứt gãy điển hình như : F13, F12, F9, F4, F250, F74, F335, F400, F325, F80 v v…Trong đó các đứt gãy F12, F400 nằm trong khu vực

thiết kế và ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình thiết kế và khai thác, do đó ta tập trung nghiên cứu các đứt gãy này.

+ Đứt gãy F12: là ranh giới phía đông của khu Nam Mẫu với khu cánh gà có phương Tây Nam - Đông Bắc chiều dài trên bản đồ 720m, là đứt gãy thuận cắm về phía Đông góc dốc trung bình 45 Đây có thể là đứt gãy kéo dài theo của đứt gãy F13 Thực tế đứt gãy F12 tạo thành một khối địa chất hình nêm cắm vào đứt gãy F13 F12 được phát hiện trong khai thác lộ thiên các vỉa V6, V5, V4.

+ Đứt gãy F400 vách (F400V): Xuất hiện từ T.V kéo dài về phía Đông ra ngoài bản đồ theo phương Tây Nam - Đông Bắc dài tới 1500m F400V trên mặt được phá hiện qua moong khai thác lộ thiên các vỉa V6a, V7, V7T và tài liệu lò các mức: L+400 V8, L+385 V7, L+290 F400V là đứt gãy nghịch, cắm về phía Đông Nam phạm vi ảnh hưởng rộng chia cắt khu mỏ thành 2 khối, khối phía Nam kéo dài từ mức lộ vỉa tới mức giáp ranh giới đứt gãy như mức L+250 và L+290 ở khu vực từ T.IV - T.V Khối phía Bắc từ F400 các vỉa than nằm chìm sâu xuống, khối này chưa được ngiên cứu kỹ

+ Đứt gãy F400 trụ (F400T): Xuất hiện ở khu vực T.V và chạy song song với F400V tạo thành đới F400 rộng từ 30 - 60m

c Nếp uốn

Trong số các nếp uốn bao gồm cả nếp lồi và nếp lõm lớn có mặt trong khu vực mỏ, có một số nếp uốn sau có ảnh hưởng trực tiếp tới các vỉa than:

+ Nếp lồi L1: Nằm ở giữa T.I và T.IA, nếp lồi này được quan sát rõ trên bản đồ và mặt cắt Trên bản đồ trục của nếp lồi L1 có phương Đông Nam-Tây Bắc, nó làm ảnh hưởng trực tiếp tới các đứt gãy F8, F9, F12 ở cánh Đông Bắc và một phần F7 ở cánh Tây Nam

+ Nếp lồi L3: Không được quan sát rõ trên bản đồ Trên mặt cắt T.II, T.IIA nếp lồi có trục nghiêng về phía Bắc trùng với đứt gãy F400 và làm ảnh hưởng tới tất cả các vỉa than từ V3 - V9.

+ Nếp lõm L2: Nằm ở phía Tây T.IA được quan sát rõ trên bản đồ và mặt cắt trục của nó có phương Đông Nam - Tây Bắc có xu hướng nghiêng về Đông Bắc với độ dốc 600 - 700

+ Nếp lõm H3: Nằm ở giữa tuyến III và tuyến Ia, phát triển theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, mặt trượt nghiêng về phía Đông Nam độ dốc 450  500, hai cánh tương đối thoải

+ Nếp lõm H6: Được báo cáo thăm dò sơ bộ trữ lượng than phần lò giếng - 350m (1978) xác định, xuất phát từ phía Tây Bắc tuyến VI, phát triển theo hướng Đông Bắc tới đứt gãy F400, độ dốc 700 800, hai cánh thoải 200 300

Ngoài các nếp uốn được miêu tả ở trên trong khu mỏ còn tồn tại một số các nếp uốn nhỏ làm thay đổi cục bộ đường phương của các vỉa than nhưng không làm ảnh hưởng nhiều tới trữ lượng của các vỉa than.

I.2.2 Cấu tạo các vỉa than

Địa tầng chứa than của khoáng sàng than Nam Mẫu chứa 12 vỉa than từ V.1, V.2, V.3, V.4, V.5, V.6, V.6A, V.7T, V.7, V.8, V.9, V.10 ở mức lò bằng xuyên vỉa hiện nay đã bắt gặp tương đối chắc chắn các vỉa này ở mặt cắt T.IIA Trên bản đồ lộ vỉa 2 xuất hiện về phần phía Bắc của tuyến IIA và II, ngoài ra theo kết quả khoan thăm dò bổ sung lỗ khoan LK.NM8 tại mặt cắt T.BB’ đã bắt gặp được các vỉa V.1 (chiều dày 4.51m) và V.2 (chiều dày 1.5m) Qua tổng hợp tài liệu các báo cáo địa chất trước đây kết hợp với tài liệu đã và đang khai thác các vỉa V.1, V.2 và V.10 có chiều dày mỏng, duytrì không liên tục theo đường phương và hướng dốc do đó ít có giá trị công nghiệp nên không đưa vào tính tài nguyên và trữ lượng Các vỉa được tham gia tính trữ lượng trong báo cáo này gồm: V.3, V.4, V.5, V.6, V.6a, V.7, V.7T, V.8, V.9 (09 vỉa than) Đặc các vỉa than và khoáng sàng than Nam Mẫu như sau:

- Vỉa 3: Theo đường phương vỉa duy trì tương đối liên tục trên bản đồ theo hướng

dốc vỉa bị vát mỏng ở khu vực T.IA Vỉa 3 có 48 công trình cắt vỉa trong đó có 35 công trình khoan cắt qua vỉa, 11 hào, 1 giếng và một lò xuyên vỉa mức +125 Vách, trụ vỉa thường là các sét kết, bột kết đôi khi trụ vỉa là đá bột kết hạt thô hay cát kết hạt nhỏ Vỉa có từ 0 đến 13 lớp, chiều dày lớp kẹp từ 0.00m đến 2.78m, trung bình 0.46m Chiều dày vỉa thay đổi từ 0.25m - 9.47m, trung bình: 3.01m Chiều dày riêng than của vỉa thay đổi từ 0.25m (LK.123)  9.47m (H.8A-4), trung bình 1.75m Hệ số chứa than trung bình 88% Vỉa 3 thuộc loại vỉa mỏng đến trung bình, cấu tạo phức tạp

- Vỉa 4: Duy trì tương đối ổn định cả đường phương và hướng dốc Vách, trụ vỉa

thường là đá hạt thô là cát kết hoặc sạn kết hạt nhỏ Vỉa 4 có 69 công trình gặp vỉa trong đó có 52 công trình khoan gặp được vỉa, 11 công trình hào giếng và 4 công trình lò Vỉa 4 từ 0  17 lớp kẹp, chiều dày lớp kẹp thay đổi từ 0m đến 3.41m, trung bình 0.42m Chiều dày vỉa từ 0.39m đến 15.44m, trung bình 3.21m Chiều dày riêng than từ 0.39m(LK.126)  14.36m(LK.78), trung bình 2.79m Hệ số chứa than trung bình 90% Vỉa 4 có chiều dày trung bình, cấu tạo phức tạp.

- Vỉa5: Vỉa duy trì liên tục theo đường phương và hướng dốc vỉa Vách thường là

đá hạt thô, trụ thường là sét kết hoặc bột kết Chiều dày vỉa thay đổi từ 0.59m  13.88m, trung bình 4.98m Chiều dày riêng than từ 0.59m (LK.127) 13.79m (LK.78) và trung bình là 4.63m Vỉa 5 có từ 0  18 lớp kẹp, trung bình 3 lớp kẹp Chiều dày lớp kẹp thay đổi từ 0.0m  2.24m (LK.35), trung bình 0.35m Vỉa 5 có 84 công trình gặp vỉa, trong đó có 61 công trình khoan, 16 công trình hào giếng và hệ thống lò xuyên và dọc vỉa Hệ số chứa than trung bình 93% Vỉa 5 thuộc loại vỉa có chiều dày từ trung bình đến dày, cấu tạo rất vỉa phức tạp.

- Vỉa6: Vỉa duy trì liên tục theo đường phương và hướng dốc Vách trụ vỉa

thường là đá hạt nhỏ đến trung bình, khu vực từ T.IIA - T.IIIA vách trụ là đá hạt thô, sạn kết, cát kết Vỉa 6 có nhiều lớp kẹp từ 0  15 lớp, chiều dày lớp kẹp thay đổi từ 0.0m  2.41m (LK.76), trung bình 0.33m Chiều dày vỉa thay đổi từ 0.74m  13.71m, trung bình 5.39m Chiều dày riêng than từ 0.74m(LK127)  13.20m (H.VIa-6) và trung bình là 5.06 m Hệ số chứa than trung bình 94% Vỉa 6 thuộc loại vỉa có chiều dày trung bình đến dày Vỉa 6 có 77 công trình gặp vỉa trong đó có 62 công trình khoan và 15 công trình hào lò giếng.

- Vỉa6a: Duy trì liên tục theo đường phương và hướng dốc Đất đá vách trụ vỉa là

đá hạt thô như cát kết, sạn kết hạt nhỏ Vỉa 6a có 84 công trình gặp vỉa, trong đó có 67 công trình khoan và 17 công trình hào lò giếng Vỉa 6a có từ 0  8 lớp, trung bình 2 lớp Chiều dày lớp kép từ 0.00  4.72m(LK76), trung bình 0.75m Chiều dày vỉa thay đổi từ 0.53m  14.85m, trung bình 4.2m Chiều dày riêng than từ 0.53m (G.VIIa-6a)  14.63m (LK.128A) và trung bình là 3.70m Hệ số chứa than trung bình 91% Vỉa 6a thuộc loại vỉa có cấu tạo rất phức tạp.

- Vỉa7T: Phân bố từ T.IA - T.VIII (nằm gần sát với trụ V.7) đá vách và trụ là đá

hạt nhỏ sét kết, bột kết Vỉa 7T có 35 công trình khoan gặp vỉa Vỉa7T có từ 0 đến 5 lớp kẹp, trung bình 1 lớp Chiều dày lớp kẹp từ 0.00  1.35m(LK19), trung bình 0.25m Chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 1.01m(LK10)  5.89m(LK.141), trung bình 2.84m Chiều dày riêng than từ 0.93m(LK12A)  5.45m (LK141), trung bình là 2.59m Hệ số chứa than trung bình 92% Vỉa7T thuộc loại vỉa có chiều dày trung bình, cấu tạo tương đối phức tạp.

- Vỉa7: Duy trì liên tục toàn khu mỏ Vỉa 7 đang được khai thác hầm lò mức từ lộ vỉa

đến mức +50 và thiết kế khai từ mức +50 đến mức -50 Vỉa 7 có 88 công trình gặp vỉa,

trong đó có 71 công trình khoan và 17 điểm lò Vỉa 7 có từ 0  12 lớp, trung bình 2 lớp Chiều dày lớp kẹp từ 0.0  5.31m(LK.126), trung bình 0.59m Chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 0.64m(LK.16)  18.52m(LK.9A), trung bình 6,22m Chiều dày riêng than đổi từ 0.64m(LK.16) - 17.59m(LK.9A), trung bình là 5,51m Hệ số chứa than trung bình của vỉa 93% Vỉa7 thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp.

- Vỉa 8: Duy trì liên tục toàn khu mỏ Vỉa 8 đang được khai thác hầm lò mức từ lộ

vỉa đến mức +50 và thiết kế khai từ mức +50 đến mức -50 Vỉa 8 có 87 công trình gặp vỉa 8 trong đó có 68 công trình khoan gặp vỉa và 19 hào lò giếng Vách trụ vỉa chủ yếu là đá hạt trung bình đến nhỏ bột kết, cát kết Vỉa 8 có từ 0  4 lớp kẹp, trung bình 1 lớp Chiều dày lớp kẹp từ 0.00  5.25m(LK.TT5), trung bình 0.21m Chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 0.16m(LK94)  10.24m(LK.NM8), trung bình là 2.19m Chiều dày riêng than từ 0.16m(LK94)  8.88m(LK.NM.8), trung bình là 1.98m Hệ số chứa than của Vỉa 8 thuộc loại vỉa có chiều dày trung bình, cấu tạo tương đối đơn giản.

- Vỉa 9: Duy trì tương đối liên tục toàn khoáng sàng Vỉa 9 đang được khai thác

hầm lò mức từ lộ vỉa đến mức +50 và thiết kế khai từ mức +50 đến mức -50 Vỉa 9 có 68 công trình cắt vỉa trong đó 62 công trình khoan và 7 hào lò giếng Vỉa 9 có từ 0  6 lớp, trung bình 1 lớp Chiều dày lớp kẹp từ 0.0m  6.13m(LK.NM5), trung bình 0.32m Chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 0.13m(LK.95)  9.96m(LK.NM5), trung bình 2.10m Chiều dày riêng than từ 0.13m() 4.77m(LK.NM6), trung bình là 1.77m Hệ số chứa than đạt 91% Vỉa 9 thuộc loại vỉa có chiều dày trung bình, cấu tạo phức tạp

I.2.3 Phẩm chất than.

Than của mỏ than Nam Mẫu có nhãn hiệu antraxit, độ tro của các vỉa than có chiều hướng tăng dần theo chiều sâu Than có tỷ trọng cao, tỷ lệ than cám lớn, nhiệt lượng cao thuộc loại khó tuyển

a Tính chất cơ lý và thạch học của than

Than chủ yếu là than ánh, màu đen, sắc xám vàng, cấu tạo khối với kiến trúc đồng nhất Các loại than nửa ánh, ánh mờ than thường gặp ở dạng dải mỏng, thấu kính nhỏ, có kiến trúc không đồng nhất, dạng hạt cấu tạo dạng dải, màu đen hoặc hơi xám, vết vỡ gồ ghề không bằng phẳng Than có chứa khoáng vật pyrit, siđerit và một ít thạch anh.

b Thành phần hóa học của than

Thành phần nguyên tố chủ yếu của than được trình bày trong bảng I-1

Bảng I-1 Thành phần hóa học chủ yếu của than

Nguyên tố Hàm lượng phân tích %

Các tính chất hoá học chủ yếu của than

- Độ ẩm (Wpt): Trị số độ ẩm phân tích thay đổi từ 3.13  6.10%, trung bình 4.69%, trị số độ ẩm phân tích tương đối thấp, phù hợp than biến chất cao

- Độ tro (Ak ): Tất cả các vỉa than có độ tro tăng dần từ Tây sang Đông, sau đó lại giảm dần từ tuyến Va  II Từ tuyến II  I độ tro lại có xu hướng tăng dần lên Độ tro không kể độ làm bẩn thay đổi từ 5.75  36.76%, trung bình 16.4%.A

- Chất bốc (Vk): Chất bốc than khu mỏ Nam Mẫu tương đối thấp, tương ứng than biến chất cao, trị số chất bốc thay đổi từ 2.01  9.95%, trung bình 3.92%

- Lưu huỳnh ( Sch): Trị số lưu huỳnh thay đổi từ 0.34  6.76%, trung bình 1.45%, hàm lượng lưu huỳnh tăng dần từ V.9 V.3 và tăng dần từ Đông sang Tây Với mỗi vỉa hàm lượng lưu huỳnh khác nhau, các vỉa V.6, V.6a, V.6, V.7, V.8, V.9 có hàm lượng lưu huỳnh thấp, các vỉa V.4, V.5 có hàm lượng trung bình, vỉa V.3 là vỉa có hàm lượng lưu huỳnh cao

- Phốt pho ( P ): trị số thay đổi từ 0.0007  0.10%, trung bình 0.012% Với hàm lượng trên, khu mỏ than Nam Mẫu có hàm lượng (P) thấp so với yêu cầu cho phép khi sử dụng than trong công nghiệp

- Nhiệt lượng (Qk): Nhiệt lượng thay đổi từ 4.466  8.027 kcalo/kg, trung bình 6.815% kcalo/kg Trong mỏ V.7 là vỉa có nhiệt lượng khô trung bình cao nhất (7.020 kcalo/kg), vỉa 3 có nhiệt lượng khô trung bình thấp nhất ( 6.162 kcalo/kg)

I.2.4 Địa chất thủy văn

a Nước mặt

Toàn bộ mỏ than Nam Mẫu không có khối lượng nước mặt lớn Khu mỏ có 2 hệ thống suối chính, suối than thùng chảy ra Lán Tháp rồi chảy vào suối Uông Bí Suối Nam Mẫu chảy ra sông Trung Lương Các suối nhìn chung hẹp, nông có lưu lượng ít nhất là về mùa khô Lưu lượng tập trung chủ yếu vào suối lớn Trung Lương, lưu lượng

thay đổi từ 6.1l/s  18.000 l/s Thành phần hoá học của nước thường là Bicacbonat, clorua các loại, hoặc Bicacbonat Clorua các loại

b Nước dưới đất

Nước dưới đất tập trung ở các lớp trầm tích Đệ tứ, các tầng chứa than, các khe nứt, các tầng trên than Nước dưới đất có áp lực cục bộ, nhiều nơi mực thủy áp cao hơn mặt đất đến 5m Nước mặt và nước dưới đất có quan hệ thủy lực, nhưng quan hệ này không lớn Hệ số thẩm thấu trung bình 0.033m/ng Nước mang tính axit có trị số PH = 4.2  5.6 Tổng độ khoáng hoá M = 0.012 0.394g/l có tên chung là Bicacbonat Nước dưới đất và nước trên mặt không có sự sai khác về thành phần hoá học

I.2.5 Địa chất công trình

Có mặt trong địa tầng mỏ than Nam Mẫu chủ yếu là trầm tích T3 – J1 và lớp phủ Đệ tứ Trầm tích Đệ tứ gồm cát, sét đá lăn, cuội sỏi khả năng bền vững kém

Trầm tích T3 - J1 gồm: cát kết, bột kết, sét kết, than, cuội và sạn kết Chiều dày nham thạch không ổn định có hiện tượng vót nhọn, thấu kính theo cả đường phương và hướng cắm Các vỉa than có hướng cắm ngược với hướng cắm địa hình

Đặc tính của các loại nham thạch chủ yếu

- Sét kết có cấu tạo phân lớp mỏng, chiều dày từ 0.2  0.5 m Cường độ kháng nén từ 110  400 kg/cm2, trung bình 331 kg/cm2 Chiều dày địa tầng sét kết trung bình 23m, chiếm 15% so với tổng chiều dày địa tầng mỏ

- Bột kết có cấu tạo phân lớp, ít nứt nẻ, cường độ kháng nén trung bình 618 kg/cm2 Hệ số độ cứng bột kết và sét kết là 5.74 Chiều dày địa tầng bột kết trung bình 130m chiếm 42.69% so với tổng chiều dày địa tầng mỏ

- Cát kết, sạn kết có cấu tạo phân lớp dày hoặc dạng khối, kết cấu rắn chắc, cường độ kháng nén trung bình 1.067 kg/m2 Hệ số độ cứng cường cát kết, sạn kết trung bình 10.67 Chiều dày địa tầng cát kết, sạn kết trung bình 112.36 m, chiếm 42.31% tổng chiều dày địa tầng mỏ

- Nham thạch trong khu mỏ thuộc loại đá cứng, nứt nẻ ít Các hiện tượng địa chất vật lý có liên quan đến hoạt động nước mặt, nước dưới đát như sói mòn, sụt lún, cát chảy không xảy ra trong khu mỏ Độ cứng trung bình f = 7.82, đất đá mỏ thuộc nhóm VIII.

I.2.6 Đặc điểm khí mỏ

Than của công ty than Nam Mẫu thuộc loại antraxit rắn chắc, ít lỗ hổng, nằm trong đới phong hóa vì vậy hàm lượng khí trong than thấp Ngoài ra phần nông của các

vỉa đã được khai thác lộ thiên và hầm lò nên khí Mêtan trong vỉa có thể tự do lưu thông với không khí bên ngoài nên lượng khí độc tồn tại trong vỉa không cao Đối với thực tế khai thác than hầm lò trong nhiều năm qua, trong khu Mỏ chưa xảy ra sự cố cháy nổ khí CH4.

Các vỉa than và đá vây quanh có chứa khí cháy nổ và khí độc Hàm lượng trung bình khí cháy nổ (CH4 + H2) có xu hướng giảm từ mức +125 đến mức ±0, sau đó tăng dần đến mức -200 và lại giảm dần dến mức -350 Hàm lượng trung bình khí CO2 có xu hướng giảm từ mức +125 (0,807%) đến mức ±0 (0,220%), sau đó tăng dần đến mức -200 (3,87%), sau đó giảm dần đến mức -350 (0,110%)

Mức cao (m) Hàm lượng khí (H2 + CH4) Độ chứa khí (H2 + CH4) của khối cháy (cm3/gkc)

Căn cứ vào quy định phân loại mỏ theo cấp khí (Quy phạm kỹ thuật an toàn trong các mỏ hầm lò than và diệp thạch TCN14.06.2006; Công văn số 2201/BCT-ATMT ngày 17/3/2009 của Bộ Công Thương về việc đồng ý bổ sung căn cứ xếp loại mỏ theo độ chứa khí tự nhiên) Qua kết quả tính toán các mẫu khí định lượng đã xác định độ chứa khí của khối cháy khí Mê tan cao nhất chỉ bằng 0,75 cm3/GKC (LK.NM14) Hỗn hợp khí cháy nổ (CH4+H2) độ chứa khí trung bình các vỉa cao nhất 0,315 cm3/GKC (Vỉa 7) Độ chứa khí tự nhiên của khí Mê tan trung bình cho toàn mỏ trung bình 0,11 cm3/GKC Với các số liệu phân tích khí Mêtan năm 2009 của công ty lập đã được Bộ Công Nghiệp xếp mỏ có cấp khí CH4 loại I về độ xuất khí CH4 tương đối nhỏ hơn 5m3/tấn.ng-đêm (Công văn số: 924/QĐ-BCN ngày 22 tháng 3 năm 2009 Bộ Công Nghiệp).

I.2.6 Trữ lượng

Trữ lượng than khoáng sàng than Nam Mẫu từ lộ vỉa ÷ -300 như sau:

Bảng I.3 Trữ lượng than khoáng sàng than Nam Mẫu từ lộ vỉa ữ -300

- Những vấn đề cần lưu ý trong quá trình thiết kế

+ Khai trường có đứt gãy F400 cắt ngang qua các vỉa, chia các vỉa thành 2 phần

nông và sâu Vì vậy cần thiết kế một hệ thống mở vỉa hợp lý, đồng thời cần có biện pháp thi công, gia cố hợp lý để đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí đào và bảo vệ.

+ Ngoài ra trong khu vực khai trường cũng có nhiều đứt gãy và các uốn nếp nhỏ làm thay đổi cục bộ các vỉa than theo cả đường phương và cả đường hướng dốc Do đó cần thiết kế một hệ thống khai thác hợp lý để tiết kiệm chi phí khai thác và tổn thất than là nhỏ nhất.

- Những tài liệu địa chất cần bổ sung

+ Cần nghiên cứu và thăm dò bổ sung tài liệu về đứt gãy F400 và F305 để có tài liệu thiết kế thi công cũng như có biện pháp sử lý cho hệ thống các đường lò đi qua đứt gãy

+ Nghiên cứu thăm dò các vỉa than gần khu vực đứt gãy để phục vụ cho việc tận thu than của từng vỉa

Chương II:

Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ

II.1 Giới hạn khu vực thiết kếII.1.1 Biên giới khu vực thiết kế

Khai trường nằm cách thị xã Uông Bí 25 km về phía Tây Bắc, trong giới hạn tọa độ :

X = 38 500  41 000 Y = 369 300  371 300 - Phía Bắc là dãy núi Bảo Đài

- Phía Nam là thôn Nam Mẫu

- Phía Đông giáp khu cánh gà mỏ Vàng Danh - Phía Tây giáp khu bảo vệ di tích Yên Tử

II 1 2 Kích thước khu vực thiết kế

- Chiều dài theo phương : 2,0 km - Chiều rộng khai trường : 2,0 km - Diện tích khai trường : 4,0 km2.

II.2 Tính trữ lượng

II.2.1 Trữ lượng trong bảng cân đối

Trữ lượng địa chất là : ZĐC = 109.431.168 ( tấn)II.2.2 Trữ lượng công nghiệp

Quá trình khai thác mỏ không thể lấy hết toàn bộ trữ lượng trong bảng cân đối (trữ lượng địa chất) lên mặt đất, do đó khi thiết kế phải dùng trữ lượng nhỏ hơn đó

là trữ lượng công nghiệp.

Tch = tt + tkt - Tổn thất chung.

tt - Tổn thất do để lại trụ than bảo vệ cạnh giếng mỏ, các đường lò mở vỉa, dưới các sông, suối hồ, dưới các công trình trên mặt cần bảo vệ, xung quanh các đứt gãy địa chất…

tkt - Tổn thất khai thác, nó phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống khai thác, Phương pháp khấu than, mất mát do để lại trụ bảo vệ cạnh đường lò chuẩn bị, giữa các buồng khấu, cột khấu, để lại than ở phía vách và trụ vỉa, nằm lại ở các chân vì chống, dưới các thiết bị vận tải, mất mát trong quá trình vận tải dưới ngầm và trên mặt đất…

Các vỉa than trong khu vực thiết kế có chiều dày trung bình đến dày, góc dốc trung bình 240 thuộc nhóm các vỉa dốc nghiêng, nên sơ bộ chọn tt = 2%,tkt = 12%

Tch = 2% + 12% = 14% C = 1 - 0,01.14% = 0,86

Vậy trữ lượng công nghiệp: ZCN = 109.431.168*0,86 = 94.110.804 tấn.

II.3 Sản lượng và tuổi mỏII.3.1 Sản lượng mỏ

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: Trong đó: Tt - Tuổi mỏ tính toán, năm.

Am - Sản lượng năm của mỏ, tấn/năm

2∗106 = 47 năm

Tuy nhiên khi tính thời gian tồn tại của mỏ ta phải tính đến cả thời gian xây dựng mỏ và khấu vét đóng cửa mỏ Vì thế nên thời gian tồn tại thực tế của mỏ được xác định như sau:

Tth = Tt + T1 + T2, năm Trong đó: Tt - Tuổi mỏ tính toán.

t1 - Thời gian xây dựng mỏ, T1 = 3 năm t2 - Thời gian khấu vét, T2 = 2 năm.

Tth =47 + 3 + 2 = 52 năm

II.4 Chế độ làm việc của mỏ

II.4.1.Bộ phận lao động trực tiếp

- Số ngày làm việc trong năm là 300 ngày - Số ngày làm việc trong 1 tháng là 25 ngày - Số ca làm việc trong ngày là 3 ca

- Số giờ làm việc trong 1 ca là 8h

- Bộ phận lao động trực tiếp làm việc các ca theo bảng - Thời gian nghỉ giữa 1 ca là 30 phút

- Thời gian giao ca là 30 phút.

Bảng II-1: Sơ đồ đổi ca

Bảng II-2: Thời gian làm việc theo mùa

II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp1 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.

2 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.

Để đảm bảo cho công nhân có số giờ nghỉ cao nhất để phục hồi sức khoẻ sau mỗi giờ làm việc mỏ thực hiện chể độ đổi ca nghịch.

II.5 Phân chia ruộng mỏ

Với nhiệm vụ thiết kế Mở vỉa và khai thác Mỏ than Nam Mẫu từ +125 -300, trên cơ sở các mặt cắt địa chất và đặc điểm địa hình Ruộng mỏ có thể được chia thành 6 tầng với chiều cao mỗi tầng là 70m, riêng tầng 6 chiều cao 75m Cụ thể là:

II.6.1 Khái quát chung1 Khái quát chung

Mở vỉa khoáng sàng hay ruộng mỏ là việc đào các đường lò từ mắt đất đến các vỉa khoáng sàng có ích nằm trong lòng đất, và từ các đường lò đó đảm bảo khả năng đào được các đường lò chuẩn bị để tiến hành các công tác mỏ.

Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và phương pháp mở vỉa có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế quốc dân, nó quyết định thời gian, quy mô vốn đầu tư xây dựng cơ bản, công nghệ khai thác, mức độ cơ giới hoá…

2 Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa

*Những yếu tố về địa chất mỏ

Những yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: Trữ lượng mỏ, số lượng vỉa và tổng chiều dày các vỉa trong ruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉa, chiều dày và góc dốc của vỉa, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh vỉa, điều kiện địa chất thuỷ văn và địa chất công trình, mức độ phá huỷ của khoáng sàng, mức độ chứa khí, độ sâu khai thác, điều kiện địa hình và hệ thống giao thông vận tải, ănh hưởng của khai thác đến môi trường xung quanh…

*ảnh hưởng của những yếu tố kỹ thuật

Những yếu tố kỹ thuật bao gồm: Sản lượng mỏ, tuổi mỏ, kích thước ruộng mỏ, trình độ cơ khí hoá, mức độ phát triển kỹ thuật, chất lượng than,…

*Những điều yếu tố về địa chất và kỹ thuật đã được trình bày ở các phần trên Từ đóta có thể đưa ra nhận xét như sau:

- Bề mặt địa hình là núi cao nhưng tương đối thoải và có nhiều mặt bằng có thể làm sân công nghiệp.

- Khoáng sàng Nam Mẫu có điều kiện địa chất công trình phức tạp đất đá trầm tích không đồng nhất cả về đường phương và hướng dốc.

- Trong quá trình khai thác hiện tượng bùng nền ít xảy ra Song cần lưu ý các đường lò phải thoát nước, chống, chèn lò thật tốt nhằm đảm bảo an toàn.

- Điều kiện địa chất thủy văn tương đối ổn định

- Mức độ nghiên cứu khí ở mỏ than Nam Mẫu chưa đủ mật độ mẫu để đánh giá sự thay đổi độ chứa khí của các vỉa than theo đường phương và hướng cắm của vỉa

- Khi có điều kiện cần có phương án chi tiết cho việc nghiên cứu khí mỏ cho vùng than này.

- Những vị trí khai thác có nhiều khả năng xảy ra cháy nổ như nơi giao nhau giữa lò chợ với thượng thông gió Cần được thông gió tốt trước khi đi vào sản xuất than

- Các vỉa than trong ruộng mỏ có chiều dày và góc dốc tương đối thuận lợi cho việc áp dụng cơ khí hóa khai thác để tăng sản lượng Do vậy cần chú ý tới việc chia tầng, chia khu khai thác để thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ cơ khí hóa tăng sản lượng

II.6.2 Các phương án mở vỉa

Sau khi nghiên cứu các tài liệu địa chất được cung cấp và qua khảo sát bề mặt địa hình thực tế của khu vực thiết kế Em xin đề xuất các phương án mở vỉa cho khu vực thiết kế như sau:

Phương án I:Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa từng tầng.Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa từng tầng.Phương án III:Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa mức.Phương án IV: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa mức.

II.6.3 Trình bày các phương án

II.6.3 1 Chọn vị trí mặt bằng cửa giếng

Mặt bằng cửa giếng được xác định trên cơ sở: - Dự kiến phương án khai thông

- Điều kiện địa chất của các vỉa than trong khai trường - Hiện trạng các cửa lò khai thông tầng lò bằng

- Mặt bằng cửa giếng phải được bố trí tại khu vực thuận lợi cho việc vận chuyển than và vật liệu trong quá trình sản xuất.

- Thuận lợi cho công tác cung cấp điện, cấp nước và thải nước.

- Thuận tiện cho việc bố trí các công trình phụ trợ và các công trình phục vụ sản xuất.

- Đền bù giải phóng mặt bằng là nhỏ nhất và mức độ ảnh hưởng đến khu di tích chùa Yên Tử là nhỏ nhất.

- Tận dụng tối đa các công trình hiện có.

Sau khi phân tích các điều kiện theo cơ sở nêu trên, ta xác định được vị trí mặt bằng cửa giếng nghiêng như sau:

Tọa độ

Giếng nghiêng chính 38 456 370 179 +125

II.6.3.2 Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa từng tầng

a Sơ đồ mở vỉa (Hình vẽ II-1)

b Thứ tự đào lò

- Giai đoạn I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng cho mức +125/+55 Từ mặt bằng sân công

nghiệp mức +125 đào đồng thời một cặp giếng nghiêng xuống mức +55 và giếng gió xuyên vỉa +125 đến gặp các vỉa than Giếng nghiêng chính được đào với góc dốc là α = 160, và giếng nghiêng phụ được đào với góc dốc là α = 240.

Từ mức + 55 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lò như: Sân ga, hầm trạm, các đường lò xuyên vỉa , từ xuyên vỉa đào các đường lò dọc vỉa vận tải + 55 về hai cánh tới biên giới mỏ Song song với quá trình đó thì từ lò bằng xuyên vỉa +125 cũng đào các đường lò dọc vỉa thông gió +125 về hai cánh tới biên giới mỏ Đào lò thượng cắt tạo thành lò chợ chuẩn bị cho quá trình khai thác.

- Giai đoạn II:Mở vỉa bằng giếng nghiêng từ +55/-15 Từ giới hạn mức + 55 của cặp

giếng, tiến hành đào tiếp xuống -15 Giếng chính được đào sâu hơn, tại mức -15 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lò như: sân ga, hầm trạm , đường lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa và thượng cắt như giai đoạn I (mức +55/-15 chỉ tiến hành khai thác khi mức +125/+55 đã vào giai đoạn khấu vét).

Quá trình mở vỉa chuẩn bị cho các mức tiếp theo tương tự như giai đoạn II.

c Sơ đồ vận tải

Than từ các lò chợ được vận chuyển xuống các đường lò dọc vỉa vận tải Từ đây than được chuyển qua các lò xuyên vỉa vận tải rồi tập chung ở sân giếng, dùng băng tải chuyển lên mặt đất.

d Sơ đồ thông gió

Gió sạch đi từ giếng phụ xuống theo lò xuyên vỉa vận tải theo các lò dọc vỉa vận tải tới thông gió cho các lò chợ Gió bẩn từ các lò chợ theo các lò dọc vỉa thông gió qua các lò xuyên vỉa thông gió ra giếng phụ thông gió rồi lên mặt đất,

Riêng tầng 1 gió từ các lò dọc vỉa khai thác đi qua lò chợ, qua lò dọc vỉa thông gió rồi qua giếng gió +125 lên mặt bằng.

e Sơ đồ thoát nước

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nước chảy vào hầm chứa nước ở các mức Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước theo đường ống dẫn lên mặt bằng giếng nghiêng phụ mức +125.

f Các thông số mở vỉa

Bảng II-3: Thông số mở vỉa phương án I

Thông số Góc dốc (độ) Chiều dài

II.6.3 3 Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa từng tầng

a, Sơ đồ mở vỉa (Hình II-2)b, Thứ tự đào lò

- Giai đoạn I: Mở vỉa bằng giếng đứng cho mức +125/+55, Từ mặt bằng sân công

nghiệp mức +125 đào đồng thời một cặp giếng đứng xuống mức +55 và lò bằng xuyên vỉa +125 đến gặp các vỉa than.

Từ mức + 55 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lò như: Sân ga, hầm trạm, các đường lò xuyên vỉa , từ xuyên vỉa đào các đường lò dọc vỉa vận tải + 55 về hai cánh tới biên giới mỏ, Song song với quá trình đó thì từ lò bằng xuyên vỉa +125 cũng đào các đường lò dọc vỉa thông gió +125 về hai cánh tới biên giới mỏ, Đào lò thượng cắt tạo thành lò chợ chuẩn bị cho quá trình khai thác.

- Giai đoạn II: Mở vỉa bằng giếng đứng từ +55/-15, Từ giới hạn mức + 55 của cặp

giếng, tiến hành đào tiếp xuống - 15, Tại mức -15 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lò như: sân ga, hầm trạm , đường lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa và thượng cắt như giai đoạn I (mức +55/-15 chỉ tiến hành khai thác khi mức +125/+55 đã vào giai đoạn khấu vét),

Quá trình mở vỉa chuẩn bị cho các mức tiếp theo tương tự như giai đoạn II.

c, Sơ đồ vận tải

Than từ các lò chợ được vận chuyển xuống các đường lò dọc vỉa vận tải, Từ đây than được chuyển qua các lò xuyên vỉa vận tải rồi tập chung ở sân giếng, ở đây than được hệ thống trục tải trục lên mặt đất.

d, Sơ đồ thông gió

Gió sạch đi từ giếng phụ xuống theo lò xuyên vỉa vận tải theo các lò dọc vỉa vận tải tới thông gió cho các lò chợ, Gió bẩn từ các lò chợ theo các lò dọc vỉa thông gió qua các lò xuyên vỉa thông gió ra ngoài mặt bằng theo lũ xuyờn vỉa thụng giú, qua giếng phụ đi ra ngoài.

e, Sơ đồ thoát nước

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nước chảy vào hầm chứa nước ở các mức, Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước theo đường ống

II.6.3 4 Phương án III: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa mức

a Sơ đồ mở vỉa (Hình vẽ II-1)b Thứ tự đào lò

- Giai đoạn I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng cho mức +125/-15 Từ mặt bằng sân công

nghiệp mức +125 đào đồng thời một cặp giếng nghiêng xuống mức -15 và giếng gió

xuyên vỉa +125 đến gặp các vỉa than Giếng nghiêng chính được đào với góc dốc là α = 160, và giếng nghiêng phụ được đào với góc dốc là α = 240.

Từ mức -15 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lò như: Sân ga, hầm trạm, ta đào các đường lò xuyên vỉa -15 tiếp cận vỉa than Tại vị trí giao cắt với vỉa than tiến hành đào cặp lò thượng trong đó lò thượng thông gió được đào đến mức +125 và lò thượng vận tải được đào đến mức +55 sau đó đào các lò dọc vỉa vận tải mức +55 sang hai cánh tới biên giới giới hạn của mỏ , Đào lò thượng cắt tạo thành lò chợ chuẩn bị cho quá trình khai thác.

- Giai đoạn II:Tại vị trí giao cắt của lò xuyên vỉa -15 với vỉa than, ta đào đường lò dọc

vỉa vận tải mức -15 Đào lò thượng cắt (-15 ÷ +55) mở lò chợ chuẩn bị cho khai thác tầng 2 của mức +125 ÷ -15 (tầng +55/-15 chỉ tiến hành khai thác khi tầng +125/+55 đã vào giai đoạn khấu vét).

Quá trình mở vỉa chuẩn bị cho các mức tiếp theo tương tự như giai đoạn II.

c Sơ đồ vận tải

Than từ các lò chợ được vận chuyển xuống các đường lò dọc vỉa vận tải Từ đây than được chuyển qua các lò xuyên vỉa vận tải rồi tập chung ở sân giếng, dùng băng tải chuyển lên mặt đất.

d Sơ đồ thông gió

Gió sạch đi từ giếng phụ xuống theo lò xuyên vỉa vận tải theo các lò dọc vỉa vận tải tới thông gió cho các lò chợ Gió bẩn từ các lò chợ theo các lò dọc vỉa thông gió qua các lò xuyên vỉa thông gió ra giếng phụ thông gió rồi lên mặt đất,

Riêng tầng 1 gió từ các lò dọc vỉa khai thác đi qua lò chợ, qua lò dọc vỉa thông gió rồi qua giếng gió +125 lên mặt bằng.

e Sơ đồ thoát nước

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nước chảy vào hầm chứa nước ở các mức Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước theo đường ống dẫn lên mặt bằng giếng nghiêng phụ mức +125.

f Các thông số mở vỉa

Bảng II-3: Thông số mở vỉa phương án I

Thông số Góc dốc (độ) Chiều dài

Xuyên vỉa tầng +125 0 2202

II.6.3 5 Phương án IV: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa mức

a, Sơ đồ mở vỉa (Hình II-2)b, Thứ tự đào lò

- Giai đoạn I: Mở vỉa bằng giếng đứng cho mức +125/-15, Từ mặt bằng sân công

nghiệp mức +125 đào đồng thời một cặp giếng đứng xuống mức -15 và lò bằng xuyên vỉa +125 đến gặp các vỉa than

Từ mức -15 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lò như: Sân ga, hầm trạm, Tại vị trí giao cắt với vỉa than tiến hành đào cặp lò thượng trong đó lò thượng thông gió được đào đến mức +125 và lò thượng vận tải được đào đến mức +55 sau đó đào các lò dọc vỉa vận tải mức +55 sang hai cánh tới biên giới giới hạn của mỏ , Đào lò thượng cắt tạo thành lò chợ chuẩn bị cho quá trình khai thác.

- Giai đoạn II: Tại vị trí giao cắt của lò xuyên vỉa -15 với vỉa than, ta đào đường lò dọc

vỉa vận tải mức -15 Đào lò thượng cắt (-15 ÷ +55) mở lò chợ chuẩn bị cho khai thác tầng 2 của mức +125 ÷ -15 (tầng +55/-15 chỉ tiến hành khai thác khi tầng +125/+55 đã vào giai đoạn khấu vét).Quá trình mở vỉa chuẩn bị cho các mức tiếp theo tương tự như giai đoạn II.

c, Sơ đồ vận tải

Than từ các lò chợ được vận chuyển xuống các đường lò dọc vỉa vận tải, Từ đây than được chuyển qua các lò xuyên vỉa vận tải rồi tập chung ở sân giếng, ở đây than được hệ thống trục tải trục lên mặt đất.

d, Sơ đồ thông gió

Gió sạch đi từ giếng phụ xuống theo lò xuyên vỉa vận tải theo các lò dọc vỉa vận tải tới thông gió cho các lò chợ, Gió bẩn từ các lò chợ theo các lò dọc vỉa thông gió qua các lò xuyên vỉa thông gió ra ngoài mặt bằng theo lũ xuyờn vỉa thụng giú, qua giếng phụ đi ra ngoài.

e, Sơ đồ thoát nước

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nước chảy vào hầm chứa nước ở các mức, Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước theo đường ống

II.6.4 Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa

Để lựa chọn phương án mở vỉa hợp lý về mặt kỹ thuật cho khu vực thiết kế, tiến hành so sánh các ưu nhược điểm của 4 phương án với nhau.

Phương án I Phương án II Phương án III Phương án IV

gió của khu đơn 3 Tại Việt Nam chưa hoàn toàn 3 Tại Việt Nam chưa hoàn toàn

Căn cứ vào bảng so sánh ưu nhược điểm của 3 phương án trên cho ta thấy phương

án II: Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng là

hợp lý hơn về mặt kỹ thuật.

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

Đây là phương án so sánh vốn đầu tư để xây dựng và phát triển mỏ của các phương

án thông qua các chi phí như: Chi phí đào chống lò, lắp đặt thiết bị, bảo vệ các đường lò,công tác thông gió, thoát nước và vận tải.

II.6.5.1 - Chi phí đào chống lò.

Được xác định theo công thức: Cđcl = lđi Kbdi (triệu đồng) (1)

Trong đó: lđi : Chiều dài của đường lò thứ i cần đào ở thời kỳ đầu (m).

Kbdi: Đơn giá đào 1 đơn vị dài đường lò i với tiết diện tương ứng ở thời kỳ đầu (triệu đồng/m)

Công thức (1) chỉ áp dụng cho các đường lò đào ở thời kỳ đầu hoặc ở thời gian sau đó với giá trị chênh lệch thời gian không lớn so với tuổi thọ.

- Chi phí đào các sân giếng được xác định bằng công thức: Csg = Vsg ksg (đồng)

Trong đó: Vsg : Thể tích sân giếng cần đào ksg : Đơn giá 1 m3 sân giếng.

Bảng II.6: Chi phí đào lò cho phương án I

STT Tên đường lò Đơn vị Khối Lượng Đơn giá

Bảng II.7: Chi phí đào lò cho phương án II

STT Tên đường lò Đơn vị Khối Lượng Đơn giá

Mức -225 m 150 155 23250

Bảng II.8 : Chi phí đào lò cho phương án III

STT Tên đường lò Đơn vị Khối Lượng Đơn giá

STT Tên đường lò Đơn vị Khối Lượng Đơn giá

II.6.5.2 - Chi phí củng cố và bảo vệ lò.

Chi phí bảo vệ lò được xác định theo công thức: R = r.l.t (đồng)

Trong đó:

R: Chi phí bảo vệ lò (đồng)

r: Chi phí bảo vệ 1m lò trong một năm l: Chiều dài đường lò bảo vệ (m) t: Thời gian đường lò cần bảo vệ (năm)

Bảng II.9 Chí phí bảo vệ đường lò phương án I

TTTên đường lòChiều dài

TTTên đường lòChiều dài

Bảng II.12 Chi phí bảo vệ đường lò cho phương án IV

II.6.5.3 - Chi phí vận tải; CVT = Q l t K, đồng

Trong đó: Q: Khối lượng than vận chuyển qua lò trong 1 năm, tấn l: Chiều dài vận chuyển, km

t: Thời gian vận chuyển; năm

K: Đơn giá vận chuyển 1 tấn than qua lò; đồng

Bảng II.13 Chi phí vận tải cho phương án I

Qua phân tích, tính toán và so sánh các phương án mở vỉa (+125 ÷ -300) về mặt kỹ thuật và kinh tế thì ta thấy rõ ràng phương án I (Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò

xuyên vỉa tầng) là hợp lý nhất Do đó đồ án tốt nghiệp chọn phương án I để mở vỉa và khai thác cho khu mỏ than Nam Mẫu

II.7 THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀO LÒ XUYÊN VỈA MỨC + 125

Trong phạm vi đồ án này em xin trình bày thiết kế thi công đào lò xuyên vỉa +125, các đường lò còn lại được thiết kế tương tự.

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

1, Chọn hình dạng tiết diện ngang của lò

Căn cứ vào những đằc điểm đất đá trong khu vực, điều kiện địa hình, phương pháp mở vỉa, áp lực xuất hiện xung quanh đường lò và công dụng của đường lò em xin chọn hình dạng tiết diện đường lò là hình vòm một tâm tường thẳng hình dạng này rất phù hợp và thuận lợi cho thiết kế và thi công.

2, Chọn vật liệu chống lò

Với hình dạng tiết diện đã chọn ở trên kết hợp với thời gian tồn tại của mỏ và công dụng của chúng em xin chọn vật liệu chống là vì chống thép SVP.

Riêng các đoạn lò xuyên vỉa qua đứt gãy, sử dụng vỏ chống bê tông cốt thép

II.7.2 Xác định kích thước tiết diện lò

Khi xác định kích thước tiết diện đường lò, cần phải thoả mãn 2 điều kiện: Điều kiện về vận tải và điều kiện về thông gió.

II.7.2 1 Điều kiện về vận tải

Căn cứ vào sản lượng của mỏ cần vận chuyển qua lò xuyên vỉa chính là 2 triệu tấn/ năm nên ta chọn thiết bị sử dụng để vận tải tại lò bằng xuyên vỉa chính là tàu điện ắc quy AM-8 kết hợp với goòng vận tải UVG – 3.3để vận tải than và đất đá từ các gương lò chuẩn bị và băng tải để vận tải than khai thác ra từ các lò chợ

Thông số kỹ thuật của đầu tàu điện ắc quy AM-8 được trình bày như bảng 2-12, thông số kỹ thuật của goòng UVG - 3.3như bảng 2-13

Bảng 2.11 Thông số kỹ thuật của đầu tàu điện ắc quy AM-8

1.Tính toán chọn băng tải.

Năng suất của băng tải được tính theo công thức sau:

Q: Khối lượng than cần vận tải, Q= 2 triệu tấn/năm k: Hệ số không điều hòa, k=1.5

N: Số ngày làm việc trong năm, N=300 ngày Cc: Số ca làm việc trong ngày, Cc=3 ca T: Số giờ làm việc trong ca, T= 5,5 h.

C: Hệ số năng suất C = 550 với băng lòng máng v: Tốc độ băng tải lấy 2m/s.

γ: Tỷ trọng hàng rời 0.95

Kβ: Hệ số kể đến góc dốc băng tải =1

Khi đó Bb = √606,1550×2×0,95×1=0,76m