bản thuyết minh đồ án mỏ than núi béo

đồ án mỏ than núi béo đại học mỏ địa chất giúp cho sinh viên có cái nhìn tổng quan về phương pháp làm đồ án mỏ đồng_ mỏ khai thác lộ thiên và hỗ trợ sinh viên làm đồ án tốt nghiệp một cách rõ ràng và chi tiết

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 côngnghiệp hoá, hiện đại hoá do vậy nhu cầu cung cấp năng lượng cho đất nước ngàycàng cao Than, dầu khí, điện là những ngành công nghiệp chủ chốt cung cấpnguồn năng lượng cho đất nước

Việc khai thác than và đặc biệt là khai thác than hầm lò là một trong cácngành sản xuất khó khăn và phức tạp vì tất cả các công việc đều phải thực hiện ởtrong lòng đất Với yêu cầu cấp bách của của nền kinh tế thị trường đòi hỏi ngànhthan nói chung và khai thác hầm lò nói riêng phải từng bước tăng công suất khaithác, năng suất lao động và tăng hiệu quả kinh tế Để làm được điều đó, các mỏthan Hầm lò không có gì khác hơn là phải đầu tư vốn, đổi mới công nghệ khai tháctheo hướng từng bước cơ giới hoá, áp dụng các công nghệ và thiết bị phù hợp chocông suất cao

Sau khi học xong phần lý thuyết tại trường Đại học Mỏ- Địa chất, với mụcđích nắm bắt thực tiễn sản xuất, tiếp xúc và làm quen với công tác thiết kế mỏ, emđược nhà trường cũng như bộ môn khai thác hầm lò phân công thực tập và làm đồ

án tốt nghiệp với đề tài:

I Phần thiết kế chung:

Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ than Núi Béo từ mức +0 đến mức

-350, công suất thiết kế 1,8 triệu tấn/năm.

I Phần chuyên đề:

Lực chọn phương pháp thông gió hợp lí

Qua quá trình thực hiện đồ án đã giúp em tổng hợp được cơ bản những kiếnthức mà các thầy cô đã truyền đạt và những vấn đề trong thực tế sản xuất Trongquá trình làm đồ án em đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu, kết hợp giữa lý thuyết đãhọc và ngoài thực tiễn, đặc biệt với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn

TS ĐÀO VĂN CHI 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 khôngtránh khỏi những khiếm khuyết và thiếu sót Bản thân mong nhận được các ý kiếnđóng 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 sungvào bản đồ án thiết kế đạt kết quả tốt hơn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên:

Nguyễn Tuấn Hiệp

CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ

I.1.Địa lý tự nhiên

I.1.1 Địa lý của vùng mỏ,khu vực thiết kế,sông ngòi,đồi núi,hệ thống giao

thông vận tải, nguồn năng lượng và nước sinh hoạt.

Phía Nam là quốc lộ 18A

Phía Tây giáp với mỏ than Hà Lầm

Phía Đông là dãy núi đá vôi Đèo Bụt và khu Lộ Phong Khe Hùm

b) Đặc điểm đồi núi

Khu mỏ thuộc vùng đồi núi thấp dần từ Bắc xuống Nam và hình thành 2 dạngđịa hình:

+ Địa hình nguyên thủy: Ở phía Nam và Đông Nam

+Địa hình nhân tạo: Bao gồm khai trường lộ thiên ở trung tâm khu mỏ đangphát triển về phía Tây và các bãi thải

Khu mỏ có suối Hà Tu bắt nguồn từ đường phân thuỷ của nếp lồi 158, hướngdòng chảy về phía Đông, lòng suối rộng từ 1,0  4,0 m Theo kết quả quan trắcsuối Hà Tu có lưu lượng QMin = 3,64 (l/s), QMax = 280,5 (l/s)

c) Đặc điểm giao thông

- Hệ thống giao thông trong khu mỏ hiện nay có các tuyến đường ôtô cố định

và bán cố định phục vụ cho công tác vận chuyển đất đá thải, than khai thác và liênlạc ở trong và ngoài mỏ chính như sau:

+ Đường ôtô liên lạc từ khu văn phòng Công ty tới các công trường

+ Đường ôtô ra bãi thải Chính Bắc, Phụ Bắc

+ Đường ôtô về các cụm sàng của Công ty

+ Đường ôtô ra cảng Nam Cầu Trắng

- Hệ thống thông tin liên lạc hiện có của mỏ đã được trang bị hệ thống điệnthoại hành chính sản xuất nối mạng quốc gia và hệ thống điện thoại điều độ sảnxuất, hệ thống đàm thoại phóng thanh

Mỏ than hầm lò Núi Béo nằm trong khu vực tập trung nhiều mỏ và côngtrường khai thác than đang hoạt động Hệ thống hạ tầng, đường giao thông, hệthống cung cấp năng lượng, cơ khí và các dịch vụ phục vụ đời sống v.v phát triểnnên quá trình khai thác, chế biến và vận chuyển tiêu thụ than rất thuận lợi

I.1.2 Tình hình dân cư, kinh tế và chính trị khu vực thiết kế.

+ Dân cư: Dân cư trong vùng khá đông đúc, chủ yếu là công nhân mỏ và một

số làm nghề trồng trọt, dịch vụ thành phần dân cư chủ yếu là người kinh và một

Trong điều kiện như vậy vai trò của mỏ than hầm lò Núi Béo khi đi vào hoạtđộng có ảnh hưởng rất lớn đối với sự phát triển kinh tế, văn hoá xã hội của địaphương, việc triển khai dự án sẽ đảm bảo việc làm ổn định, góp phần nâng cao và

ổn định đời sống văn hoá cho người dân

I.1.3 Điều kiện khí hậu:

Khí hậu khu mỏ mang đặc điểm khí hậu vùng Đông Bắc Việt Nam, một năm

có hai mùa rõ rệt Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ thay đổi từ

24  350C, trung bình 28  300C, đôi khi lên trên 380C Mùa khô kéo dài từ tháng

11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 16  210C, thấp nhất có năm xuốngđến 40C Độ ẩm không khí trung bình hàng năm từ 72  87%, lượng mưa trungbình hàng năm là 2.116,4 mm, cao nhất là vào tháng 7 và tháng 8

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

a Lịch sử công tác thăm dò và khai thác:

Công tác thăm dò khai thác của khu mỏ gắn liền với lịch sử thăm dò khai tháckhoáng sàng than Hà Tu - Hà Lầm theo các giai đoạn cơ bản sau:

- Báo cáo thăm dò tỷ mỷ khoáng sàng than Hà Tu - Hà Lầm năm 1962 - 1966

- Báo cáo thăm dò bổ sung mỏ than Hà Tu - Hà Lầm, năm 1982 và được Hộiđồng đánh giá trữ lượng khoáng sản Nhà nước phê duyệt tại văn bản số 126/QĐ-

HĐ ngày 23/12/1982

- Báo cáo chuyển đổi cấp trữ lượng và cấp tài nguyên than khu mỏ Hà Lầm,phường Hà Lầm, phường Hà Trung, phường Hà Tu, thành phố Hạ Long, TỉnhQuảng Ninh (trữ lượng tính đến ngày 31/12/2008) Báo cáo đã được Hội đồngđánh giá trữ lượng khoáng sản phê duyệt tại Quyết định số 89/QĐ-HĐTLKS/CĐngày 19/01/2010

- Trong quá trình khai thác, mỏ than Núi Béo đã tiến hành khoan thăm dòphục vụ quá trình sản xuất lộ thiên của mỏ và khoan thăm dò bổ sung phục vụ khaithác hầm lò mỏ than Núi Béo

b Cập nhật công tác thăm dò bổ sung

- Tính đến tháng 04 năm 2010, phương án khoan thăm dò bổ sung năm 2006theo quyết định số 2575/QĐ-TM ngày 20/11/2006 với khối lượng 12 lỗ khoan đãkết thúc thi công và đang tiến hành thực hiện phương án khoan thăm dò bổ sung

năm 2008 theo quyết định số 2079/QĐ-TN ngày 05/9/2008 với khối lượng thi cônghoàn thành là 28/32 lỗ khoan.

I.2 Điều kiện địa chất

I.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ:

+Tình hình địa chất:

Địa tầng: Địa tầng chứa than chính của khu mỏ thuộc hệ Triat thống thượng - Bậc Nori-Reti - Hòn Gai (T3n-rhg2), chiều dày địa tầng khoảng 500  700 m (trung bình 540 m), thành phần thạch học chủ yếu là các lớp sạn kết, cát kết, bột kết, ít hơn là các lớp cuội kết và sét kết Các lớp đá có chiều dày thay đổi lớn trongphạm vi hẹp

Phụ hệ tầng Hòn Gai giữa gồm 14 vỉa than chính là các vỉa: V14B, V14, V13,V11, V10, V9, V8, V7, V6, V5, V4, V3, V2, V1 Trong đó các vỉa V14B, V9, V8, V6, V5, V4, V3, V2, V1 có mức độ duy trì kém hoặc có ít công trình gặp vỉa Vỉa

14 là vỉa hiện đang khai thác lộ thiên, vỉa 13 và V11 sẽ khai thác lộ thiên đến mức -135 ở phía Tây Các vỉa 10, V9, V7, V6, và phần còn lại của V11 là các vỉa than chính để huy động vào dự án khai thác hầm lò

- Uốn nếp :Khu mỏ phân bố trong một nếp lõm không đối xứng, bị đứt gãy Mongplane chia làm 2 cánh: cánh phía Tây nâng lên và dốc hơn, cánh phía Đông thoải và bị giới hạn bởi đứt gãy thuận Hà Tu.Theo báo cáo địa chất đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất công trình của đất đá trong đứt gẫy như sau: Trong đứt gẫy đất

đá bị vò nhàu, nứt nẻ mạnh, độ liên kết yếu, đất đá là các mảnh cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét nằm lẫn lộn dễ bị sụt đổ khi có đường lò đi qua

I.2.2 Cấu tạo các vỉa than.

- Vỉa 11: Nằm dưới vỉa 13, phân bố đều trên toàn khu mỏ Phía Đông V11 đãkhai thác đến mức -75 bằng phương pháp hầm lò Phía Tây theo kế hoạch sẽ khaithác lộ thiên đến mức -135 từ tuyến IV đến tuyến VIII Vỉa 11 thuộc loại vỉa cóchiều dày trung bình đến rất dày

Chiều dày vỉa thay đổi từ 0,64  14,74 m trung bình là 3,95m (tăng 0,05m sovới tài liệu lập dự án) Góc dốc vỉa thay đổi từ 50 550, trung bình 200 Vỉa có từ 0

 8 lớp đá kẹp Chiều dày lớp đá kẹp trung bình 1,61 m

- Vỉa 10: Nằm dưới vỉa 11, phân bố đều trên toàn khu mỏ Chiều dày vỉa thayđổi từ 0,57 ÷ 13,10m, trung bình 4,65m Góc dốc vỉa thay đổi từ 50 550, trungbình 200 Vỉa có từ 0  6 lớp đá kẹp Chiều dày lớp đá kẹp trung bình 1,20 m.

- Vỉa 9: Nằm dưới vỉa 10, chủ yếu phân bố ở phía Nam và Tây Nam của mỏ,chỉ có một phần nhỏ phân bố ở phía Bắc khu mỏ Theo tài liệu cập nhật cho thấyvỉa duy trì không liên tục, có nhiều cửa sổ không than, chiều dày vỉa thay đổi từ0,59 m  12,98m, trung bình khoảng 4,03m, góc dốc vỉa thay đổi từ 80 650 trungbình 270 Vỉa có từ 0  8 lớp kẹp, chiều dày lớp kẹp trung bình 1,01 m Vỉa có cấutạo rất phức tạp và không ổn định về chiều dày và góc dốc

- Vỉa 7: Nằm dưới vỉa 9, phân bố đều trên toàn khu mỏ Chiều dày vỉa thayđổi từ 0,91  16,91 m trung bình 7,08 m, góc dốc vỉa trung bình 300 Vỉa có từ 0 

5 lớp kẹp, chiều dày lớp kẹp trung bình 1,17m

- Nhiệt lượng (Qkh): từ 3108  8689 Kcal/Kg, trung bình 7203 Kcal/Kg

- Lưu huỳnh (S): từ 0,10%  0,80%, trung bình 0,41%

- Thể trọng (d): từ 1,20  1,80, trung bình 1,44

I.2.4 Địa chất thủy văn

a Nước mặt :Nước suối,nước ở các moong mỏ khai thác lộ thiên

- Nước suối: Trong khai trường có suối chính là suối Hà Tu chạy cắt ngangqua khai trường khai thác Suối Hà Tu bắt nguồn từ đường phân thuỷ của nếp lồi

158, hướng dòng chảy về phía Đông, lòng suối rộng từ 1,0 4,0 m Theo kết quảquan trắc cho thấy lưu lượng của suối Hà Tu có QMin = 3,64 (l/s), QMax = 280,5 (l/s)

- Nước trong các moong khai thác lộ thiên: gồm moong đang khai thác vỉa 14cánh Đông và moong khai thác vỉa 11, vỉa 13 cánh Tây đang được mở rộng khaithác và kết thúc năm 2016 Đây là những moong có dung tích lớn, khả năng dự trữnước nhiều đặc biệt là mùa mưa Nước mặt chứa ở các moong này đã có quan hệ

mật thiết với hệ thống nước ngầm phía dưới và ảnh hưởng không nhỏ tới hệ thống

lò khai thác phía dưới nếu không được xử lý tốt

b Nước dưới đất

Gồm 02 tầng chứa nước chính:

- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ (Q) và đá thải: Đây là tầngchứa nước phân bố không đều khu mỏ Tầng chứa nước này có khả năng chứa vàlưu thông nước rất tốt

- Tầng chứa nước trong trầm tích chứa than (T3n-r hg2): Đây là tầng chứanước chính Quan hệ thuỷ lực của tầng chứa nước này với tầng chứa nước Đệ tứ rấtmật thiết.Nước mưa thấm qua tầng Đệ tứ xuống cung cấp cho tầng này Nướctrong địa tầng này có độ pH từ 5,8  8,8 thuộc loại nước trung tính, độ khoáng hoánhỏ từ 0,039  0,306 g/l Nước thuộc loại Bicácbônát canxi natri hoặc Bicácbônátclorua nátri can xi khả năng ăn mòn yếu đến không ăn mòn Chiều dày tầng chứanước từ 540 m đến 700 m

I.2.5 Địa chất công trình.

Địa tầng khu mỏ gồm: Cuội kết,sạn kết,cát kết,sét kết,sét than và các vỉathan,các lớp đá xen kẽ

*Cuội,sạn kết: Chiếm 19% các đá có trong mỏ.

Màu xám trắng,xám tro phần lớn phân bố xa vách trụ vỉa than, xi măng gắnkết là silic, cát thạch anh Cuội kết, sạn kết có cấu tạo dạng thấu kính từ mỏng đếntrung bình Bị nứt nẻ mạnh,không có quy luật,phần lộ ra bị phong hóa chuyển sangmàu xám

- Cường độ kháng nén: nMax 3.733kG/cm2nMin 148 kG/cm2, trung bình1.413 kG/cm2

-Khối lượng thể tích : 2,28  2,91 g/cm3, trung bình 2,58 g/cm3

- Khối lượng riêng : 2,53  2,95 g/cm3 trung bình 2,667 g/cm3

* Cát kết: Chiếm 25% các đá có mặt trong khu mỏ.

Phân bố tương đối phổ biến trong khu mỏ, đá có độ hạt thô đến mịn, màu xámtrắng đến xám đen Thành phần các hạt chủ yếu là cát thạch anh, xi măng gắn kết

là sét silic Đá có cấu tạo khối, phân lớp dày đến vừa, bị nứt nẻ nhiều Phân bố cảtrên vách và dưới trụ vỉa than nhưng không liên tục Tính chất cơ, lý đá như sau:

+ Cường độ kháng nén: nMax 3.132 kG/cm2nMin 113 kG/cm2, trung bình

1188 kG/cm2

+ Khối lượng thể tích : 2,16  3,07 g/cm3, trung bình 2,628 g/cm3

+ Khối lượng riêng : 2,24  3,10 g/cm3 trung bình 2,697 g/cm3

* Bột kết: Chiếm 33% các đá có mặt trong khu mỏ, có màu xám tro, xám đen.

Thành phần chủ yếu là sét ngoài ra còn có lẫn mùn thực vật Phân bố rộng khắpkhu mỏ thường nằm gần vách trụ hoặc xen kẹp trong các vỉa than Một số tính chất

cơ, lý đá như sau:

+ Cường độ kháng nén: nMax 2.104 kG/cm2nMin 110 kG/cm2, trung bình

613 kG/cm2

+ Khối lượng thể tích : 2,02  3,25 g/cm3, trung bình 2,65 g/cm3

+ Khối lượng riêng : 2,46  3,44 g/cm3 trung bình 2,72 g/cm3

- Sét kết: Chiếm 9% các đá có mặt trong khu mỏ, có màu xám đen Phân bốtrực tiếp trên vách và dưới trụ các vỉa than và xen kẹp trong các vỉa than, phân lớpmỏng, đôi chỗ mềm bở Sét kết thường là vách giả của vỉa than và thường bị sập

đổ kéo theo khi khai thác Một số tính chất cơ, lý đá như sau:

+ Cường độ kháng nén: nMax 1.043 kG/cm2 87 kG/cm2, trung bình 350 kG/

cm2

+ Khối lượng thể tích: 1,79  2,86 g/cm3, trung bình 2,60 g/cm3

+ Khối lượng riêng: 2,03  3,08 g/cm3 trung bình 2,678 g/cm3

* Sét than và than bẩn: Chiếm tỷ lệ nhỏ trong khu vực 1%, có màu xám đen,

phân lớp mỏng, mềm bở, khi gặp nước bị trương nở Gặp trực tiếp ở vách trụ cácvỉa than và xen kẹp trong các vỉa than

- Than: Chiếm tỷ lệ 12% các đá có trong khu vực, có màu đen, ánh kim, vết

vỡ dạng vỏ sò, bậc thang

Đặc điểm cơ lý của đá vách,trụ của vỉa than: Đá vách, trụ vỉa than thường làcác lớp bột kết, sét kết, đôi chỗ là các lớp cát kết Các lớp đá này không ổn định,chỗ dày, mỏng khác nhau, đôi chỗ tạo thành các thấu kính Đặc biệt một số ít điểm

đá vách, trụ trực tiếp là lớp sét than mỏng, lớp này độ liên kết yếu, khi gặp nước bịtrương nở

* Đặc điểm độ chứa khí

Hàm lượng các chất khí chủ yếu trong khu vực như sau:

+ Khí hydro (H2) từ 0,00 0,20 cm3/gkc, trung bình 0,02 cm3/gkc.

+ Khí mêtan (CH4) từ 0,08 1,62 cm3/gkc, trung bình 0,58 cm3/gkc

+ Khí cháy nổ (CH4+H2) từ 0,00 8,12 cm3/gkc, trung bình 0,83 cm3/gkc.Nhìn chung mẫu lấy trong các vỉa than và đất đá vây quanh có hàm lượng khí

và độ chứa khí tự nhiên không cao, các mẫu đều có độ chứa khí tự nhiên nhỏ dưới

2 cm3/gkc

Dự kiến xếp nhóm mỏ theo cấp khí khu mỏ Núi Béo cho các mức sâu khaithác như sau:

+ Từ lộ vỉa đến mức -150m dự báo xếp nhóm loại I theo khí Mêtan

+ Từ mức -150m trở xuống xếp nhóm loại II theo khí Mêtan

I.2.6 Trữ lượng.

I.2.6.1 Trữ lượng thăm dò

+) Đối tượng và ranh giới tính trữ lượng:

- Đối tượng tính trữ lượng là 4 vỉa than: V7, V9,V10,V11

- Ranh giới trên mặt: Xác định theo quyết định số 1989/QĐ-HĐQT ngày22/8/2008 của Hội đồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản ViệtNam V/v “Giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổchức khai thác than cho Công ty Cổ phần than Núi Béo - TKV”

- Ranh giới dưới sâu: Tính từ lộ vỉa đến đáy tầng than của các vỉa: V11, V10,

và V9 (không tính phần trữ lượng nằm trong Dự án khai thác lộ thiên đã được phêduyệt: cánh Tây vỉa 11 tính từ lộ vỉa đến mức -135)

(m)

Chiều dài theo hướng

Tỉ trọng

Trữ lượng trong bản cân đối, tấn

I.2.6.2 Trữ lượng địa chất trong khu vực nghiên cứu

- Đối tượng tính trữ lượng là 4 vỉa than: V7, V9,V10,V11

- Ranh giới trên mặt: Xác định theo quyết định số 1989/QĐ-HĐQT ngày22/8/2008 của Hội đồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản ViệtNam V/v “Giao thầu quản lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổchức khai thác than cho Công ty Cổ phần than Núi Béo - TKV”

- Ranh giới dưới sâu: Tính từ lộ vỉa đến cốt -250 của các vỉa: V11, V10, V7

và V9 (không tính phần trữ lượng nằm trong Dự án khai thác lộ thiên đã được phêduyệt: cánh Tây vỉa 11 tính từ lộ vỉa đến mức -135)

(m)

Chiều dài theo hướng

Tỉ trọng

Trữ lượng trong bản cân đối, tấn

I.3 Kết luận

Về đồng danh vỉa: Tại khu vực cánh Tây của vỉa 10 và vỉa 11 thuộc mặt cắtđịa chất tuyến VII.A, đồng danh lại vỉa phù hợp với cấu tạo địa chất các vỉa thantrong khu mỏ

Về kiến tạo địa chất khu vực: Tồn tại các đứt gãy và nếp uốn như báo cáođược phê duyệt

Cấu tạo các vỉa than: Kết quả cập nhật cho thấy góc dốc và chiều dày các vỉathan có thay đổi nhưng không đáng kể so với các báo cáo đã được duyệt trong cácgiai đoạn trước

Tổng trữ lượng than địa chất mỏ hầm lò Núi Béo được xác định là:

49.276.733 tấn.

Tuy nhiên, do diện thăm dò lớn, với nhiều vỉa than, cấu trúc địa chất phức tạp,

và còn nhiều vấn đề tồn tại khác như nghiên cứu khí mỏ chưa được giải quyết triệt

để Cần thăm dò bổ sung trong quá trình khai thác và kết hợp cập nhật khai thác

vv, nhằm giảm chi phí thăm dò và nâng cao hiệu quả vốn đầu

CHƯƠNG II

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

PHẦN CHUYÊN ĐỀ : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ HỢP LÝ CỦA MỎ THAN NÚI BÉO TỪ MỨC +35 ĐẾN – 350.

ĐẢM BẢO SẢN LƯỢNG 2 TRIỆU TÂN/NĂM

II.1.Giới hạn khu vực thiết kế

II.1.1.Biên giới khu vực thiết kế.

Biên giới mỏ theo quyết định số 1989/QĐ-HĐQT ngày 22/8/2008 của Hộiđồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam V/v “Giao thầuquản lý, bảo vệ ranh giới mỏ, tài nguyên trữ lượng than và tổ chức khai thác thancho Công ty Cổ phần than Núi Béo – TKV nay là Công ty cổ phần than Núi Béo -Vinacomin” Theo đó biên giới khai trường như sau:

- Phía Bắc là đứt gãy thuận Hà Tu

- Phía Nam là đứt gãy FL và FM

- Phía Đông là đứt gãy thuận Hà Tu và FL

- Phía Tây giáp mỏ than Hà Lầm

II.1.2 Kích thước khu vực thiết kế: Diện tích bề mặt 5,6 km 2

II.2 Tính trữ lượng

II.2.1 Tính trữ lượng trong bảng cân đối.

Trữ lượng cân đối được xác định theo công thức:

Zcđ = ∑ Si × Hi × γi × mi, tấnTrong đó:

Zcđ : Trữ lượng cân đối, tấn

Si : Chiều dài theo phương của vỉa thứ i, m

Hi : Chiều dài theo phương hướng dốc của vỉa thứ i, m

γi : Tỉ trọng than, Tấn/m3

mi : Chiều dày các vỉa than thứ i, m

Bảng II.1 Trữ lượng trong bảng cân đối

(m)

Chiều dài theo hướng

Tỉ trọng

Trữ lượng trong bản cân đối, tấn

II.2.2 Trữ lượng công nghiệp

Trữ lượng công nghiệp của mỏ được tính như sau:

ZCN = Zcđ ×CTrong đó:

Zcđ: Trữ lượng trong bảng cân đối, Zcđ = 49.276.733(tấn)

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: Am = 1,8 triệu tấn/năm

ZCN: Trữ lượng công nghiệp của khu mỏ, ZCN= 39.421.386 (tấn);

Am: Sản lượng của khu mỏ, Am = 1.800.000 tấn/năm;

t1: Thời gian xây dựng của khu mỏ, t1 = 3 năm;

tkv : Thời gian đóng cửa mỏ và khấu vét

Tm =39.421.3861.800.000 + 3 + 3= 28 năm

=> Tm = 28 năm

II.4 Chế độ làm việc của mỏ

II.4.1 Bộ phận lao động trực tiếp

Chế độ làm việc của mỏ được xác định theo luật lao động và chế độ làm việcchung của ngành than ban hành

- Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày

- Số ca làm việc trong 1 ngày là: 3 ca

- Số giờ làm việc trong 1 ca: 8 giờ;

- Thời gian nghỉ giữa 1 ca là 30 phút;

-Thời gian giao ca là 30 phút;

Bảng II.2 : Bảng giao ca

Thứ 7

nghỉ

II.4.2 Bộ phận lao động gián tiếp

- Bộ phận hành chính gián tiếp thực hiện theo chế độ tuần làm 6 ngày, chủnhật nghỉ, ngày làm việc 8 giờ

+ Buổi sáng từ 7h  11h 30’

+ Buổi chiều từ 13h  16h30’

- Bộ phận trực trạm, bảo vệ, thông gió thực hiện chế độ làm việc liên tục:+ Số ngày làm việc trong năm: 365 ngày

+ Số ngày làm việc trong tháng: 30 ngày

+ Số ca làm việc trong ngày: 3 ca

+ Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ

II.5 Phân chia ruộng mỏ.

Căn cứ vào điều kiện cấu tạo địa chất khu vực khi thiết kế mở vỉa, khai tháccần xem xét khả năng áp dụng công nghệ tiên tiến để khai thác, mở rộng trongtương lai, tăng năng suất lao động, ruộng mỏ được chia thành 5 tầng

II.6 Mở vỉa.

II.6.1 Khái quát chung.

- Mở vỉa là công việc đào các đường lò từ mặt đất đến các vỉa than và

từ các đường lò đó đảm bảo khả năng đào được các đường lò chuẩn bị đểtiến hành các công tác mỏ

Một phương án mở vỉa hợp lý phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khối lượng đào các đường lò chuẩn bị là tối thiểu

- Chi phí xây dựng cơ bản là nhỏ nhất

- Thời gian đưa mỏ vào sản xuất là nhanh nhất

- Phải đảm bảo về vận tải, thông gió, sản lượng

- Phải đảm bảo khả năng ứng dụng công nghệ mới theo từng thời kỳ

và khả năng mở rộng mỏ

Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa

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

-Ảnh hưởng của 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 lượngthan,…

-Những yếu tố về địa chất và kỹ thuật đã được trình bày ở các phần trên Từ

đó ta có thể đưa ra nhận xét liên quan đến công tác mở vỉa như:

+Địa hình chủ yếu là đồi cao

+Cấu trúc địa chất phức tạp: Có một số đứt gãy và nhiều nếp uốn

II.6.2 Đề xuất các phương án mở vỉa.

Đồ án đề xuất 2 phương án mở vỉa cho khai trường mỏ than hầm lò Núi Béonhư sau:

* Phương án I: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng, kết hợp lò xuyên vỉa tầng.

* Phương án II: Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng, kết hợp lò xuyên vỉa tầng.

II.6.3 Trình bày các phương án mở vỉa.

* Phương án I: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng, kết hợp lò xuyên vỉa tầng.

Sơ đồ và bình đồ mở vỉa ( hình 2.1)

+ Trình tự đào lò: Từ mặt bằng sân công nghiệp + 35m ta đào cặp giếng đứngchính phụ xuống tầng đầu tiền tại mức -70m thì sau đó tạm dừng việc đào giếngxây dựng các sân giếng,hầm trạm ở mức vận tải tầng thứ nhất và đào lò xuyên vỉatầng thông gió để khai thông cho tầng I Tại vị trí lò xuyên vỉa +0 và –70m gặp vỉathan thì tiến hành đào lò dọc vỉa sang 2 cánh của ruộng mỏ đến biên giới khai thácrồi đào lò cắt ban đầu để đi vào khai thác.Để bảo vệ lò vận tải tầng 1 và lò thônggió của tầng 2 thì từ lò cắt ban đầu ta đào lò song song chân tiến trước gương lòchợ một đoạn và đào họng sáo nối thông lò song song và lò dọc vỉa vận tải củatầng I Theo mức độ khai thác tầng thứ I chúng ta đào tiếp và chuẩn bì cho tầng II

và các tầng còn lại theo thứ tự

- Công tác thông gió

Gió sạch từ ngoài vào giếng đứng phụ => sân ga => lò xuyên vỉa vận tải => lòdọc vỉa vận tải => họng sáo => lò cắt ban đầu => lò dọc vỉa thông gió => lò xuyênvỉa thông gió => giếng chính => rãnh gió => gió bẩn ra ngoài mặt đất

+ Khối lượng đào lò

Bảng I.4 Bảng thống kê khối lượng đào lò cho phương án I

Khốilượng(m)

Tiếtdiện(m2)

Loại vìchống

Ghichú

* Phương án II: Mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng, kết hợp lò xuyên vỉa tầng.

Sơ đồ và bình đồ mở vỉa ( hình 2.3)

+ Trình tự đào lò:

Từ mặt bằng sân công nghiệp + 35m ta tiến hành đào cặp giếng nghiêngchính dốc 190 và giếng phụ dốc 230 Hai giếng được đào đến mức khai thác tầngthứ nhất -70m thì tiến hành mở sân ga,hầm trạm,từ đó tiếp tục đào lò xuyên vỉavận tải và đồng thời đào lò xuyên vỉa thông gió khai thông cho tầng I tại mức 0m.Tại vị trí lò xuyên vỉa của tầng 1 ta đào các lò dọc vỉa thông gió và vận tải mở rộng

ra 2 cánh đến biên giới khai thác Để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải tầng I làm lò dọcvỉa thông gió cho tầng II thì ta đào họng sáo nối với lò song song chân vượt trướcgương lò chợ I khoảng 60m Theo mức độ khai thác tầng thứ I chúng ta đào tiếp vàchuẩn bì cho tầng II

+ Công tác thông gió Sử dụng phương pháp thông gió cục bộ

Gió sạch => Giếng nghiêng phụ => sân ga => lò xuyên vỉa vận tải => lò dọcvỉa vận tải => họng sáo => lò song song chân => lò chợ => lò dọc vỉa thông gió

=> lò xuyên vỉa thông gió => Giếng chính => gió bẩn ra mặt đất

+ Công tác vận tải

+ Vận tải than :Lò chợ => lò song song chân => họng sáo => lò dọc vỉa vậntải => lò xuyên vỉa thông gió => giếng chính => ra ngoài mặt đất

+ Vận chuyển vật liệu: Vật liệu từ bên ngoài được đưa xuống giếng phụ =>

lò xuyên vỉa thông gió => lò dọc vỉa thông gió => lò cắt ban đầu

+ Công tác thoát nước.

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nước chảyvào hầm chứa nước ở các tầng Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước theođường ống đặt ở giếng phụ dẫn lên mặt đổ chảy ra bên ngoài

+Khối lượng các đường lò

Bảng II.5 Bảng thống kê khối lượng đào lò cho phương án II

Khốilượng(m)

Tiết diện( m2 )

Loại vìchống Ghi chú

II.6 Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa.

Qua phân tích và so sánh kỹ thuật của các phương án mở vỉa thì mỗi phương

án đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Nhìn chung ta có thể lựa chọn sơ

bộ phương án mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với xuyên vỉa tầng theo yếu tố kỹthuật

II.6.5 So sánh về mặt kinh tế giữa các phương án.

a Chi phí xây dựng cơ bản và mua sắm thiết bị

* Chi phí xây dựng cơ bản

Chi phí đào lò được xác định theo công thức :

Thành tiền (106 đ)

Bảng II.8 Tính toán chi phí XDCB của phương án II

CHI PHÍ XDCB CỦA PHƯƠNG ÁN II

L: Chiều dài lòcần bảo vệ, (m);

tbv: Thời gian cần bảo vệ, (năm);

Chi phí bảo vệ cácđường lò của các phương ánđược tính trong bảng

Bảng II.10 Chi phí bảo vệ cho phương án I

ST

Chiềudài(m)

Thời giantồntại(năm)

Đơn giá(103đ/m)

Thành tiền(103 đ)

Bảng II.10 Chi phí bảo vệ cho phương án II

Chiều dài (m)

Thời gian tồn tại (năm)

Trong đó:Ltb - Chiều dài trung bình của lò vận tải,m ;

Q - Khối lượng than được vận tải qua đường lò, tấn ;

Đvt - Đơn giá vận tải cho 1 tấn than,103đ/tấn.km ;

t – thời gian tồn tại đường lò (Năm)

Q =A = 1,8 triệu tấn / năm Chi phi vận tải của các phương án được tính trong các bảng sau :

BảngII.12 tính chi phí vận tải phương án I

ST

Chiềudài(m)

Thờigian tồntại(năm)

Thời giantồntại(năm)

Bảng so sánh tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của 3 phương án

Bảng II.15 so sánh tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của 3 phương án

(103 đ)

Phương án II(103 đ)

II.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa.

Do giới hạn của đồ án nên ta chỉ thiết kế thi công đào lò cho một đường lò

Do vậy trong mục này ta tiến hành thiết kế thi công cho đường lò xuyên vỉa tầngmức – 70m

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

Căn cứ vào những đặc điểm đất đá trong khu vực, điều kiện địa hình cũngnhư phương pháp mở vỉa đã nêu ở trên Đồ án chọn hình dạng tiết diện đường lò làvòm 1 tâm tường thẳng đứng để thiết kế

Hình 2.4 Hình dạng tiết diện đường lò xuyên vỉa tầng mức -70m

II.7.2 Xác định kích thước tiết diện lò.

Thiết bị vận tải ở lò bằng xuyên vỉa chính là tàu điện ác quy AM-8, cỡ đường

900 mm và goòng 3,3 tấn VG - 3,3

Bảng II.16 Thông số kĩ thuật của tàu điện ắc quy AM-8

Chiều dài(m)

Chiều cao(m)

TLbảnthân (T)

Cỡ đường(m)

A - chiều rộng thiết bị vận tải: A = 1.35m

n - chiều rộng lối đi lại: n = 1200 mm = 1,2 m;

k - số đường xe trong lò, lò 2 đường xe thì k = 2;

c - khoảng cách an toàn giữ các thiết bị chuyển động ngược chiều nhau,

hvì: Chiều dày của vỡ chống, chống bằng SVP-27 hvì = 0,11 m

hchèn: Chiều dày của lớp chống, chống bằng bờ tụng hchèn = 0,05 m

B’ = 5,1 + 2( 0.11 + 0.05) = 5,42 mb) Chiều cao của đường lò :

* Chiều cao bên trong khung chống

c) Diện tích tiết diện của đường lò:

Diện tích bên trong khung chống:

V = A×q×K

60×μ×Ssd ≤ [ VCP] =8m/s

Trong đó: q : tiêu chuẩn không khí, q = 1 (m3/phút)

K : hệ số dự trữ, K = 1,2

 :hệ số giảm tiết diện Chọn  = 0,95

A :Khối lượng than đi qua đường lò trong 1 năm, tấn/năm

N: Số ngày làm việc trong năm, N = 300 ngày/năm

=> V = 7,8 (m/s) < [VCP] = 8(m/s)

Vậy tiết diện đường lò đã chọn đảm bảo điều kiện thông gió an toàn

5100 5420

200 400

4a23f γ ( Tấn/m )

Trong đó :a - Nửa chiều rộng của đường lò khi đào; a=

* Áp lực đất đá tác dụng lên hông đường lò

Áp dụng công thức của T.Ximbasêvic:

Ph =

γ h

2 (h+2 b1 ) Tg2(90−ϕ

2 ) (T/m )Trong đó: h- chiều cao của đường lò; h = 4,21 m

 - góc ma sát trong đất đá;  = arctgf = arctg6  = 800

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 lòng máng củaLiên Xô có mã hiệu SVP-27

* Xác định bước chống lò:

- Khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 vì chống cạnh nhau là:

L max = ¿¿¿¿

; mTrong đó: ¿¿ - khả năng mang tải của vì thép Với vì chống bằng thép lòng máng SVP - 27 thì P = 11 T/vì

Bảng II.18 Bảng đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ AH-I

- Dòng điện đảm bảo nổ: 1,2A.

- Đường kính giới hạn mũi khoan 45mm

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 nén khí trung tâm tại mặt bằng +35

4 Chọn máy nổ mìn

Đồ án chọn máy nổ mìn KB-1/100M có các chỉ tiêu thông số sau:

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

- Giá trị cực đại xung lượng phát hoả 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 tụ điện 8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 100mm

- Trọng lượng 2,0kg

II.7.4.2 Tính toán các thông số nổ mìn.

1 Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị

Xác định theo công thức thực nghiệm của Pocrovski:

q = q1.fc.V.e kd (kg/m3) Trong đó: kd - hệ số ảnh hưởng đến đường kính thỏi thuốc kd = 0,95

q1 - chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn : q1 = 0,1.f kg/m3

f - hệ số kiên cố của đất đá: f = 6 => q1 = 0,6 kg/m3

2 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 ,kg

Trong đó: c - hệ số sử dụng lỗ mìn : c = 0,8

q - chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị : q = 1,498 kg/m3

Sđ - diện tích đào đường lò : Sđ = 19,6 m2

l - chiều dài lỗ khoan tính theo công thức thực nghiệm:

Sđ - diện tích đào đường lò, Sđ = 19,6 m2

Bng - chiều rộng đường lò ngoài khung chống, Bng = 5,42 m

b - khoảng cách giữa các lỗ mìn tạo biên, b = 0,4  0,6 m Chọn b = 0,6m

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

 - 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

Với : r - lượng thuốc nạp trong 1 mét lỗ khoan tạo rạch,  = 0,57 kg/m

lr - chiều dài lỗ khoan tạo rạch, lr = ltb =2,1 m

Các lỗ mìn nhóm tạo rạch được khoan hướng vào trong và nghiêng một góc

150 so với mặt phẳng gương lò

* Nhóm lỗ mìn công phá:

Lượng thuốc nổ trong mỗi lỗ: qp = P lP

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

lP - chiều dài lỗ khoan phá : lp =

* Lượng thuốc nổ thực tế cho một lần nổ.

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí lỗ khoan

Bảng II.19 Bảngchỉ tiêu khoan nổ mìn

Hình 2.8 Hộ chiếu khoan nổ mìn

II.7.5 Xác định khối lượng của từng công việc trong một chu kỳ đáo lò.

II.7.5.1 Công tác xúc bốc vận tải

Đồ án chọn biện pháp xúc bốc bằng máy với khối lượng xúc bốc 1 chu kỳ chođiện tích tiết diện đào Sđ = 19,6 m2, Lck = 1,6 m là 46,01 m3

1 Lựa chọn máy xúc:

Căn cứ vào khối lượng xúc bốc một chu kỳ, chọn máy xúc bốc đất đá có mã hiệu 1H-5 có đặc tính kỹ thuật sau:

Bảng II.20 Bảng các thông số kỹ thuật của máy xúc 1H-5:

10 Kích thước máy (dài : rộng : cao) m 7,4 : 1,4 : 1,6

1 Số goòng cần thiết cho 1 chu kỳ:

II.7.5.2 Công tác thông gió

Để đảm bảo người và thiết bị làm việc trong gương lò thì công tác thông gió là một khâu quan trọng đối với mỏ hầm lò Với mục đích cung cấp đầy đủ và kịp thời lưu thông gió cho công nhân làm việc cũng như giảm nồng độ bụi tới mức an toàn ,đảm bảo an toàn nồng độ cháy nổ khí mỏ Ta tiến hành thông gió