đồ án mỏ than nam mẫu

đồ án mỏ than nam mẫu đại học mỏ địa chất giúp cho sinh viên có cái nhìn tổng quan về phương pháp làm đồ án mỏ than_ mỏ khai thác hầm lò 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 nềnkinh tế quốc dân.Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang thực hiện quá trìnhcông nghiệp hoá, hiện đại hoá do vậy nhu cầu cung cấp năng lượng cho đấtnước ngày càng cao Than, dầu khí, điện là những ngành công nghiệp chủchốt cung cấp nguồn 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 thựchiện ở trong lòng đất Với yêu cầu cấp bách của của nền kinh tế thị trường đòihỏi ngành than nói chung và khai thác hầm lò nói riêng phải từng bước tăngcông suất khai thác, năng suất lao động và tăng hiệu quả kinh tế Để làm đượcđiều đó, các mỏ than Hầm lò không có gì khác hơn là phải đầu tư vốn, đổimới công nghệ khai thác theo hướng từng bước cơ giới hoá, áp dụng các côngnghệ và thiết bị phù hợp cho công suất cao

Sau khi học xong phần lý thuyết tại trường Đại học Mỏ- Địa chất, vớimục 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 côngthực 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 Nam Mẫu từ mức +125m ÷ -300m, với công suất thiết kế là 1,8 triệu tấn/năm.

II Phần chuyên đề:

Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lí cho vỉa

Qua quá trình thực hiện đồ án đã giúp em tổng hợp được cơ bản nhữngkiến thức mà các thầy cô đã truyền đạt và những vấn đề trong thực tế sảnxuất Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu, kết hợpgiữa lý thuyết đã học và ngoài thực tiễn, đặc biệt với sự giúp đỡ tận tình của

thầy giáo hướng dẫn Th.S Đặng Quang Hưng 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 ýkiến đóng góp, nhận xét của các thầy trong bộ môn Hầm lò và các bạn đồngnghiệp để em nâng cao được trình độ, đáp ứng yêu cầu công tác sau này Đặcbiệt để bổ sung vào bản đồ án thiết kế đạt kết quả tốt hơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên:

Nguyễn Ngọc Sơn

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 tâybắc, 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 41.000Y=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 tầngchứa than và chạy dọc theo hướng từ bắc xuống nam đổ vào suối lớn trunglương, lưu lượng thay đổi từ 6,1(l/ s)  18,00 (l/s) Các suối về mùa khô ítnước, lòng suối hẹp, nông

c Giao thông

Mạng lưới giao thông trong khu mỏ tương đối phát triển, điều kiện giaothông từ khu mỏ ra tới nhà sàng Khe Ngát, cảng cũng như ra đường 18 tươngđối thuận lợi do bên cạnh mỏ nam mẫu còn có một số mỏ như Vàng Danh, chinhánh 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 lướiđiện quốc gia qua trạm phân phối điện 35KV Lán Tháp tới trạm biến áp35/6KV 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 vàdịch 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 thannhư Vàng Danh, Mạo Khê, Hồng Thái v.v nhà máy nhiệt điện Uông Bí, cơđiện 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 rõrệt: mùa khô và 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 trongnăm là 120-150, lưu lượng tối đa là 209 mm/ngày, hay mưa đột ngột vàotháng 7, 8

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

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

Khoáng sàng khu Than Thùng đã được tiến hành thăm dò địa chất quacác giai đoạn sau:

Năm 1959 Đoàn địa chất II đã tiến hành tìm kiếm tỉ mỉ khu ThanThùng và đã xác định con số trữ lượng trong báo cáo tìm kiếm là 50 triệu tấn

C1 + C2

Từ năm 1961 đến năm 1963 khu Than Thùng đã tiến hành thăm dò sơ

bộ và xác định con số trữ lượng 102 triệu tấn B + C1 + C2

- Giai đoạn từ năm 1962 đến năm 1969: có “Báo cáo địa chất thăm dò

tỷ mỷ mức lò bằng +125 khu mỏ Than thùng Yên Tử” do Đoàn địa chất 2D Liên đoàn Địa chất II thành lập Báo cáo được Hội đồng trữ lượng Nhà nướcphê duyệt năm 1969

Giai đoạn từ năm 1969 đến năm 1976: tiếp tục được thăm dò bổ sung

và có “Báo địa chất thăm dò sơ bộ mức lò giếng -350 - mỏ Than Thùng-YênTử” Báo cáo do Đoàn địa chất 2X - Liên Đoàn địa chất IX thành lập, Hộiđồng trữ lượng Nhà nước phê duyệt năm 1976

- Giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1999:

Từ sau 1976 đến năm 1987, toàn bộ khu mỏ không tiến hành các côngtrình nghiên cứu địa chất nào.Từ cuối năm 1987, một số đơn vị khai thác củaCông ty than Uông Bí bắt đầu tiến hành các công trình khai thác lộ thiên ở

phần lộ vỉa mang tính nhỏ lẻ Từ năm 1993 Công ty than Uông Bí bắt đầu cáccông trình khai thác hầm lò mức thiết kế từ +250 lên lộ vỉa, công suất thiết kếcho 2 khu vực Than Thùng và Yên Tử khoảng 240.000 T/năm Do công táckhai thác đã xác định các yếu tố địa chất trong các báo cáo cũ không còn phùhợp với thực tế và đã khoan bổ sung thêm 5 lỗ khoan trên các tuyến II, IIa, IV,IVa và V nhằm xác định vị trí tương đối các vỉa than sau đứt gẫy F.400 mớiphát hiện Do dự án khai thác mới đến mức +250 nên đối tượng của phương

án đặt ra chỉ khoan qua các vỉa 9, 8 và 7 Các công trình khoan thăm dò này

do Xí nghiệp Địa chất 906 nay là Xí nghiệp Địa chất Trắc địa Đông Triềuthuộc Công ty Địa chất và khai thác khoáng sản nay là Công ty Địa chất mỏthực hiện Công tác lập báo cáo “Kết quả thăm dò bổ sung mỏ than NamMẫu” đã được xí nghiệp địa chất thực hiện và được Tổng công ty than ViệtNam phê duyệt tháng 12 năm 1999

- Giai đoạn từ năm 1999-2004:

Từ sau năm 1999, công tác khai thác mỏ của Công ty than Uông Bí đãgia tăng sản lượng, để đáp ứng cho nhu cầu nâng công suất lên 600.000 Tấnthan/năm , năm 2004 Xí nghiệp Địa chất Trắc địa Đông Triều có báo cáomang tên “Tổng hợp tài liệu địa chất mỏ than Nam Mẫu” Nội dung báo cáonày vừa mang tính chất điều chỉnh và tính lại trữ lượng của báo cáo địa chấtnăm 1999, vừa mang tính chất tổng hợp tài liệu khai thác mỏ đến năm 2004,công tác này chỉ làm thay bộ môn địa chất của đơn vị khai thác được qui địnhtrong qui trình địa chất mỏ do Bộ Năng lượng trước đây cũng như Tổng Công

ty than Việt Nam ban hành sau này

- Giai đoạn từ năm 2004 - 2006: Nhu cầu gia tăng sản lượng và khaithác xuống sâu dưới mức lò bằng đã được bắt đầu thực hiện Công tác thiết kếdưới mức lò bằng +125 đã được tiến hành trên cơ sở tài liệu thăm dò sơ bộ

Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, khu vực tuyến I được khoan bổ sung 3 lỗ khoansâu là NM3, NM4, NM5 kết hợp với một số đường lò theo vỉa mức +125 củacác vỉa đã đi từ tuyến IIa đến tuyến I, các công trình khai thác từ mức +200lên lộ vỉa, Xí nghiệp Địa chất Trắc địa Đông Triều đã tiến hành lập “Báo cáođiều chỉnh và tính lại trữ lượng địa chất từ lộ vỉa đến -350 tuyến IIA đến F.13”trong quí IV năm 2006 (đang trình Tập đoàn - TKV duyệt)

Trong báo cáo này đã cập nhật thêm 09 lỗ khoan mới đã thi công tronggiai đoạn từ năm 2004 đến 30/03/2007 là: LK.NM3, LK.NM4, LK.NM5,LK.NM6, NM7, NM8, NM9, NM10, NM11

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 nếplồi Bảo Đài, tuổi trầm tích chứa than đã được xếp vào kỷ Triat-Jura, trong đóphụ 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, kéodài theo hướng Đông - Tây, với chiều dày địa tầng khoảng 1.000 m, căn cứvào 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 đásẫm 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 giátrị công nghiệp Tập địa tầng này mang tính phân nhịp rõ ràng, chiều dàytrung bình là 400m

Tập thứ ba (T3n-J1)3: Nằm không khớp đều trên tập thứ hai, đá của tậpđịa tầng này sáng màu bao gồm bột kết, cát kết và ít sạn kết thạch anh Phầntiếp giáp với tập 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 Nhìnchung toàn khu có dạng 1 đơn tà, đất đá có thế nằm cắm về phía Bắc có nhiềunếp uốn nhỏ làm đất đá có thế nằm biến đổi phức tạp (nhất là góc dốc của cácvỉa than) tạo ra nhiều đứt gãy phân cách, dịch chuyển, chia địa tầng tập thứhai (chứa than) ra khối cấu trúc nhỏ Các đứt gãy hầu hết được xác định nhờcác công trình địa chất và khai thác Trong khu mỏ có rất nhiều đứt gãy lớnnhỏ, 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 vựcthiết kế và ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình thiết kế và khai thác, do đó ta tậptrung 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 gãythuận cắm về phía Đông góc dốc trung bình 45 Đây có thể là đứt gãy kéo

hình nêm cắm vào đứt gãy F13.F12 được phát hiện trong khai thác lộ thiêncác vỉa V6, V5, V4.

+ Đứt gãy F400 vách (F400V): Xuất hiện từ T.V kéo dài về phía Đông rangoài bản đồ theo phương Tây Nam - Đông Bắc dài tới 1500m F400V trênmặt được phát hiện qua moong khai thác lộ thiên các vỉa V6a, V7, V7T và tàiliệu 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 mứcL+250 và L+290 ở khu vực từ T.IV - T.V Khối phía Bắc từ F400 các vỉa thannằm 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 songvới 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 trongkhu 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 trênbản 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 cánhĐông 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 ảnhhưởng 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 mặtcắt trục của nó có phương Đông Nam - Tây Bắc có xu hướng nghiêng vềĐông Bắc với độ dốc 600 - 700

+ Nếp lõm H3: Nằm ở giữa tuyến III và tuyến Ia, phát triển theo hướngĐông 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 lògiếng - 350m (1978) xác định, xuất phát từ phía Tây Bắc tuyến VI, phát triểntheo 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 sốcác nếp uốn nhỏ làm thay đổi cục bộ đường phương của các vỉa than nhưngkhông làm ảnh hưởng nhiều tới trữ lượng của các vỉa than

I.2.2 Cấu tạo các vỉa than

Theo kết quả nghiên cứu các giai đoạn thăm dò trước đây, cấu tạo địatầng khu mỏ gồm 11 vỉa than trong đó 9 vỉa có giá trị công nghiệp được quyđịnh từ V.3, V.4, V.5, V.6, V.6a, V.7, V.7T, V.8, V.9 Nhìn chung các vỉa thantrong mỏ than Nam Mẫu có cấu tạo vỉa từ mức tương đối phức tạp đên phứctạp Các vỉa than duy trì ở mức tương đối ổn định.

- 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 cắtvỉa trong đó có 35 công trình khoan cắt qua vỉa, 11 hào, 1 giếng và một lòxuyên vỉa mức +125 Vách, trụ vỉa thường là các sét kết, bột kết đôi khi trụvỉa là đá bột kết hạt thô hay cát kết hạt nhỏ Vỉa có từ 0 đến 13 lớp, chiều dàylớp kẹp từ 0.00m đến 2.78m, trung bình 0.46m Chiều dày vỉa thay đổi từ0.25m - 9.47m, trung bình: 3.01m Chiều dày riêng than của vỉa thay đổi từ0.25m (LK.123)  9.47m (H.8A-4), trung bình 1.75m.Hệ số chứa than trungbình 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 69công trình gặp vỉa trong đó có 52 công trình khoan gặp được vỉa, 11 côngtrình hào giếng và 4 công trình lò Vỉa 4 từ 0  17 lớp kẹp, chiều dày lớp kẹpthay đổi từ 0m đến 3.41m, trung bình 0.42m Chiều dày vỉa từ 0.39m đến15.44m, 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 cóchiều dày trung bình, cấu tạo phức tạp

- Vỉa 5: 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 lớpkẹp, 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 61công 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 trungbình đến dày, cấu tạo vỉa rất phức tạp

- Vỉa 6: 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 đáhạt thô, sạn kết, cát kết Vỉa 6 có nhiều lớp kẹp từ 0  15 lớp, chiều dày lớp

đổi từ 0.74m  13.71m, trung bình 5.39m Chiều dày riêng than từ0.74m(LK127)  13.20m (H.VIa-6) và trung bình là 5.06 m Hệ số chứa thantrung 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

- Vỉa 6a: 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 gặpvỉa, 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 bình4.15m.Chiều dày riêng than từ 0.53m (G.VIIa-6a)  14.63m (LK.128A) vàtrung bình là 3.70m.Hệ số chứa than trung bình 91%.Vỉa 6a thuộc loại vỉa cócấu tạo rất phức tạp

- Vỉa 7T: 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 từ1.01m(LK10)  5.89m(LK.141), trung bình 2.84m Chiều dày riêng than từ0.93m(LK12A)  5.45m (LK141), trung bình là 2.59m Hệ số chứa than trungbình 92%.Vỉa7T thuộc loại vỉa có chiều dày trung bình, cấu tạo tương đốiphức tạp

- Vỉa 7: Duy trì liên tục toàn khu mỏ 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 2lớp Chiều dày lớp kẹp từ 0.0 5.31m(LK.126), trung bình 0.59m Chiều dàytoàn vỉa thay đổi từ 0.64m(LK.16)  18.52m(LK.9A), trung bình 5,4m Chiềudày riêng than đổi từ 0.64m(LK.16) - 17.59m(LK.9A), trung bình là 4,85m

Hệ số chứa than trung bình của vỉa 93%.Vỉa7 thuộc loại vỉa có cấu tạo phứctạp

- Vỉa 8: Duy trì liên tục toàn khu mỏ 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 chủyếu 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 bình0.21m 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 loạivỉa có chiều dày trung bình, cấu tạo tương đối đơn giản.

- Vỉa 9: Duy trì tương đối liên tục toàn khoáng sàng Vỉa 9 có 68 công

trình cắt vỉa trong đó 62 công trình khoan và 7 hào lò giếng.Vỉa 9 có từ 0  6lớp, trung bình 1 lớp Chiều dày lớp kẹp từ 0.0m 6.13m(LK.NM5), trungbình 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), trungbình là 1.77m Hệ số chứa than đạt 91% Vỉa 9 thuộc loại vỉa có chiều dàytrung bình, cấu tạo phức tạp

Trong giới hạn đồ án tốt nghiệp em xin thiết kế riêng cho các vỉa: Vỉa 6,vỉa 6A, vỉa 7, vỉa 8, vỉa 9

I.2.3 Phẩm chất than.

Than của mỏ than Nam Mẫu có nhãn hiệu antraxit, độ tro của các vỉathan có chiều hướng tăng dần theo chiều sâu Than có tỷ trọng cao, tỷ lệ thancám 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 kiếntrúc đồng nhất Các loại than nửa ánh, ánh mờ than thường gặp ở dạng dảimỏng, thấu kính nhỏ, có kiến trúc không đồng nhất, dạng hạt cấu tạo dạngdải, màu đen hoặc hơi xám, vết vỡ gồ ghề không bằng phẳng Than có chứakhoáng 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 1-1

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

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%, trungbình 4.69%, trị số độ ẩm phân tích tương đối thấp, phù hợp than biến chấtcao

- Độ tro (Ak ): Tất cả các vỉa than có độ tro tăng dần từ Tây sang Đông,

tăng dần lên Độ tro không kể độ làm bẩn thay đổi từ 5.75  36.76%, trungbình 16.4%.A

- Chất bốc (Vk): Chất bốc than khu mỏ Nam Mẫu tương đối thấp, tươngứng than biến chất cao, trị số chất bốc thay đổi từ 2.01  9.95%, trung bình3.92%

- Lưu huỳnh ( Sch): Trị số lưu huỳnh thay đổi từ 0.34  6.76%, trung bình1.45%, hàm lượng lưu huỳnh tăng dần từ V.9 V.3 và tăng dần từ Đông sangTây 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 trungbình, 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 yêucầu cho phép khi sử dụng than trong công nghiệp

- Nhiệt lượng (Qk): Nhiệt lượng thay đổi từ 4.466  8.027 kcalo/kg, trungbình 6.815% kcalo/kg Trong mỏ V.7 là vỉa có nhiệt lượng khô trung bình caonhất (7.020 kcalo/kg), vỉa 3 có nhiệt lượng khô trung bình thấp nhất ( 6.162kcalo/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 suốiUông Bí Suối Nam Mẫu chảy ra sông Trung Lương Các suối nhìn chunghẹp, nông có lưu lượng ít nhất là về mùa khô Lưu lượng tập trung chủ yếuvào suối lớn Trung Lương, lưu lượng thay đổi từ 6.1l/s  18.000 l/s Thànhphần hoá học của nước thường là Bicacbonat, clorua các loại, hoặcBicacbonat 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 nơimực thủy áp cao hơn mặt đất đến 5m.Nước mặt và nước dưới đất có quan hệthủy lực, nhưng quan hệ này không lớn.Hệ số thẩm thấu trung bình0.033m/ng Nước mang tính axit có trị số PH = 4.2  5.6 Tổng độ khoánghoá M = 0.012  0.394g/l có tên chung là Bicacbonat Nước dưới đất và nướctrên 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 vàlớp phủ Đệ tứ Trầm tích Đệ tứ gồm cát, sét đá lăn, cuội sỏi khả năng bềnvững 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 vớihướng 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 độkháng nén từ 110  400 kg/cm2, trung bình 331 kg/cm2 Chiều dày địa tầngsét 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 bộtkết 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 rắnchắc, cường độ kháng nén trung bình 1.067 kg/m2 Hệ số độ cứng cường cátkết, sạn kết trung bình 10.67 Chiều dày địa tầng cát kết, sạn kết trung bình112.36 m, chiếm 42.31% tổng chiều dày địa tầng mỏ

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

m tb (m)

Chiều dài theo hướng dốc

B i (m)

Góc dốc trung bình (độ)

Chiều dài trung bình theo phươn g

L i (m)

Tỷ trọng than

i

Trữ lượng địachất

Z đc (Tấn)

I.3 Kết luận.

- 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 tiếtkiệm chi phí đào và bảo vệ

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

+ Trong thời gian tới, cần có những phương án thăm dò trong đó bố tríchiều sâu các lỗ khoan hợp lý nhằm xác định chính xác hơn về đều kiện địachất của những vỉa than ở mức sâu

+ Hiện nay trong ranh giới khoáng sàng than Nam Mẫu đang thực hiệnđồng thời cả khai thác lộ thiên (khai thác lộ vỉa) và chủ yếu khai thác hầm lò.Các vỉa than của khoáng sàng than Nam Mẫu hầu hết đều có chất lượng tốt,chiều dày vỉa ổn định Trong quá trình thiết kế và khai thác cần có nhữngphương án hiệu quả nhất tránh thất thoát tài nguyên và án toàn trong quá trìnhsản xuất

- 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 cácđường lò đi qua đứt gãy

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

CHƯƠNG II:

MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ

II.1 Giới hạn khu vực thiết kế

II.1.1 Biên giới khu vực thiết kế

Khai trường nằm cách thị xã Uông Bí 25 km về phía Tây Bắc, trong giớihạn 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

Tài liệu cơ sở sử dụng tính trữ lượng:Trữ lượng Mỏ Nam Mẫu được tính trên bản đồ tính trữ lượng các vỉa: V4, V6.a, V8, V9 Các mặt cắt tuyến ,bản

đồ địa hình khu mỏ, các chỉ tiêu về chiều dày và góc dốc trung bình của vỉa Phương pháp tính trữ lượng: Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em sử dụng phương pháp tính trữ lượng: '' Trung bình đại số ''

TT Tên

vỉa

Chiều dày trung bình

m tb (m)

Chiều dài theo hướng dốc

B i (m)

Góc dốc trung bình (độ)

Chiều dài trung bình theo phươn g

L i (m)

Tỷ trọng than

i

Trữ lượng địachất

Z đc (Tấn)

Z _ Trữ lượng trong biên giới khu mỏ, Tấn

mtb _ Chiều dầy trung bình của vỉa thứ i, m

i_ Tỷ khối trung bình của vỉa than thứ i, T/m3

Svi _ Diện tích tính trữ lượng của vỉa thứ i, m2

S vi = L i B i

Li _ Chiều dài theo phương của vỉa thứ i, m

Bi _ Chiều dài theo hướng dốc của vỉa thứ i, m

II.2.2 Trữ lượng công nghiệp

Quá trình khai thác mỏ không thể lấy hết toàn bộ trữ lượng trong bảngcân đối (trữ lượng địa chất) lên mặt đất, do đó khi thiết kế phải dùng trữ lượngnhỏ hơn đó là trữ lượng công nghiệp

ZCN = ZĐC.C,tấnTrong đó: ZCN - Trữ lượng công nghiệp

tkt - Tổn thất khai thác, nó phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống khaithác, Phương pháp khấu than, mất mát do để lại trụ bảo vệ cạnh đường lòchuẩn 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 trìnhvận tải dưới ngầm và trên mặt đất…

Các vỉa than trong khu vực thiết kế có chiều dày trung bình đến dày, gócdốc 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% = 0,86Vậy trữ lượng công nghiệp: ZCN = 82239339 0,86 = 70.725.831 tấn

II.3 Sản lượng và tuổi mỏ

II.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:

Am = 1,8 triệu tấn/năm

II.3.2 Tuổi mỏ

Tuổi mỏ là thời gian tồn tại để mỏ khai thác hết trữ lượng của mỏ

, nămTrong đó: Tt - Tuổi mỏ tính toán, năm

Am - Sản lượng năm của mỏ, tấn/năm

= 39 nămTuy nhiên khi tính thời gian tồn tại của mỏ ta phải tính đến cả thời gianxây dựng cơ bản Vì thế nên thời gian tồn tại thực tế của mỏ được xác địnhnhư sau:

Tth = Tt + T1 , nămTrong đó: Tt - Tuổi mỏ tính toán

t1 - Thời gian xây dựng mỏ, T1 = 3 năm

T2 - Thời gian khấu vét, T2 = 3 năm

Tth =39 + 3 + 3= 45 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 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

II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp

II.4.2.1 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

II.4.2.2 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 khoẻsau 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 thểđược chia thành 5 tầng với chiều cao mỗi tầng là 85m, Cụ thể là:

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

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

II.6.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa

*Ảnh hưởng của những yếu tố kỹ thuật

Những yếu tố kỹ thuật bao gồm: Sản lượng mỏ, tuổi mỏ, kích thướcruộng 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 đó ta 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 đátrầm 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 ýcác 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 đểđánh giá sự thay đổi độ chứa khí của các vỉa than theo đường phương vàhướng cắm của vỉa

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

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

- Các vỉa than trong ruộng mỏ có chiều dày và góc dốc tương đối thuậnlợi 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.6.3 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.

II.6.4 Trình bày các phương án

II.6.4 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 vậnchuyển 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

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

Tiến hành tạo mặt bằng cho sân giếng tại mức +125

- Giai đoạn I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng cho mức +125/+40 Từ mặt

bằng sân công nghiệp mức +125 đào đồng thời một cặp giếng nghiêng xuốngmức +40 và lò bằng +125 đến gặp các vỉa than Giếng nghiêng chính đượcđào với góc dốc là α =180, và giếng nghiêng phụ được đào với góc dốc là 230

Từ mức + 40 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lònhư: Sân ga, hầm trạm, các đường lò xuyên vỉa , từ xuyên vỉa đào các đường

lò dọc vỉa vận tải + 40 về hai cánh tới biên giới mỏ Song song với quá trình

đó thì từ lò bằng +125 cũng đào các đường lò dọc vỉa thông gió +125 về haicánh tới biên giới mỏ Đào lò cắt tạo thành lò chợ chuẩn bị cho quá trình khaithác

- Giai đoạn II:Mở vỉa bằng giếng nghiêng từ +40/-45 Từ giới hạn mức

+ 40 của cặp giếng, tiến hành đào tiếp xuống -45 Giếng chính được đào sâuhơn, tại mức -45 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lònhư: sân ga, hầm trạm , đường lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa và thượng cắt như giaiđoạn I (mức +40/-45 chỉ tiến hành khai thác khi mức +40/+125 đã vào giaiđoạn khấu vét)

Quá trình mở vỉa chuẩn bị cho các mức tiếp theo tương tự như giai đoạnII

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 sângiếng, 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 dọcvỉa vận tải tới thông gió cho các lò chợ Gió bẩn từ các lò chợ theo các lò dọcvỉa thông gió qua các lò xuyên vỉa thông gió ra giếng chính rồi lên mặt đất,

e Sơ đồ thoát nước

Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh nướcchảy vào hầm chứa nước ở các mức Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưanước theo đường ống dẫn lên mặt bằng giếng nghiêng phụ mức +200.

f Khối lượng đào lò phương án I

lượng (m)

Tiết diện ( m 2 )

Loại vỏ chống

Ghi chú

a Sơ đồ mở vỉa (Hình II.1)

Tiến hành tạo mặt bằng cho sân giếng tại mức +125

- Giai đoạn I: Mở vỉa bằng giếng đứng cho mức +125/+40 Từ mặt bằng

sân công nghiệp mức +125 đào đồng thời một cặp giếng đứng chính và phụxuống mức +40

Từ mức + 40 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lònhư: Sân ga, hầm trạm, các đường lò xuyên vỉa , từ xuyên vỉa đào các đường

lò dọc vỉa vận tải + 40 về hai cánh tới biên giới mỏ Song song với quá trình

đó thì từ lò bằng +125 cũng đào các đường lò dọc vỉa thông gió +125 về haicánh tới biên giới mỏ Đào lò cắt tạo thành lò chợ chuẩn bị cho quá trình khaithác

- Giai đoạn II: Mở vỉa bằng giếng đứng từ +40/-45 Từ giới hạn mức +

40 của cặp giếng, tiến hành đào tiếp xuống -45 Giếng chính được đào sâuhơn, tại mức -45 đào lò nối hai giếng rồi tiến hành đào hệ thống đường lònhư: sân ga, hầm trạm , đường lò xuyên vỉa, lò dọc vỉa và thượng cắt như giaiđoạn I (mức +40/-45 chỉ tiến hành khai thác khi mức +40/+125 đã vào giaiđoạn khấu vét)

Quá trình mở vỉa chuẩn bị cho các mức tiếp theo tương tự như giai đoạnII

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 sângiếng, dùng trục 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 dọcvỉa vận tải tới thông gió cho các lò chợ Gió bẩn từ các lò chợ theo các lò dọcvỉa thông gió qua các lò xuyên vỉa thông gió ra giếng chính rồi lên mặt đất,

e Sơ đồ thoát nước

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

b Thứ tự đào lò

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

lượng (m)

Tiết diện ( m 2 )

Loại vỏ chống

Ghi chú

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

- Sơ đồ vận tải, thông gió

đơn giản,tổn thất than nhỏ

- - Chiều dài giếng lớn

- - Khối lượng lò xuyên vỉa lớn

- - Khối lượng xây dựng sân giếng

lớn

Phươn

g án II

- Chiều dài giếng ngắn

- Khối lượng đào lò ban đầu

nhỏ

- Thời gian bước vào sản

xuất nhanh, thu hồi vốn

nhanh

- Sơ đồ vận tải, thông gió

đơn giản

- Tổng thất than nhỏ

- Khối lượng đào lò xuyên vỉa lớn

- Khối lượng xây dựng sân giếng lớn

- Công tác đào giếng đứng khó khăn.sân giếng lớn

Qua phân tích và so sánh kỹ thuật của các phương án mở vỉa thì mỗiphương án đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Nhìn chung ta có thểlựa chọn sơ bộ phương án mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉatầng theo yếu tố kỹ thuật

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 (10 6 đ)

Thành tiền (10 6 đ)

L: Chiều dài lòcần bảo vệ, (m);

tbv: Thời gian cần bảo vệ, (năm);

Chi phí bảo vệ các đường lò của các phương án được tính trong bảng

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

STT Tên hạng mục

Chiềudài(m)

Thời giantồn tại(năm)

Đơn giá(103đ/m)

Thành tiền(103 đ)

Thờigian tồntại (năm)

Đơngiá(103đ/

m)

Thành tiền(103 đ)

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 = 2 triệu tấn / năm

Chi phi vận tải của các phương án được tính trong các bảng sau :

Bảng II.12 Tính chi phí vận tải phương án I

Chiều dài (km)

Thời gian tồn tại (năm)

Q Triệu tấn/

năm

Đ vt (10 3 đ/

tấn.km )

Thành tiền (10 6 đ)

Thời gian tồn tại (năm)

Q Triệu tấn/

năm

Đ vt (đ/tấn.k

m )

Thành tiền (10 6 đ)

Bảng so sánh tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án

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

STT Tên chỉ tiêu Phương án I (10 3 đ) Phương án II (10 3 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 mộtđường lò Do vậy trong mục này ta tiến hành thiết kế thi công cho đường lòxuyên vỉa tầng mức +40m

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 hìnhcũng như phương pháp mở vỉa đã nêu ở trên Đồ án chọn hình dạng tiết diệnđường lò là vòm 1 tâm tường thẳng đứng để thiết kế

Hình 2.4 Hình dạng tiết diện đường lò xuyên vỉa tầng mức +40m

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 rộng (m)

Chiều dài (m)

Chiều cao (m)

TLbản thân (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 chiềunhau, c = 500mm = 0,5m

=> B = 5.1 ( m)

* Chiều rộng tại mức nền lò bên ngoài khung chống:

B’ = B + 2( hvì + hchèn )Trong đó :

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 m

b) Chiều cao của đường lò :

* Chiều cao bên trong khung chống

510 0542 0

4210

4050

1350 1200 1350

200 400

c) Diện tích tiết diện của đường lò

Diện tích bên trong khung chống:

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

K : hệ số vận tải không đều, 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

Hình 2.5 Tiết diện đường lò xuyên vỉa tầng mức -140

a - Nửa chiều rộng của đường lò khi đào; a= = 2,71 m

f - Hệ số kiên cố của đá nóc f = 6

 - Trọng lượng thể tích của đá nóc  = 2,65 T/m3

=> Pn = 4,32 ( T/m )

* Áp lực đất đá tác dụng lên hông đường lò

Áp dụng công thức của T.Ximbasêvic:

Ph = (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 dụnglên đường lò, thời gian tồn tại, tiết diện cũng như chức năng của đường lò tachọn vật liệu chống lò xuyên vỉa là khung chống thép hình vòm, thép lòngmáng của Liên Xô có mã hiệu SVP-27

* Xác định bước chống lò:

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

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

m ==>Chọn Lmax = 0,8m

II.7.4 Hộ chiếu khoan nổ mìn trước khi đào lò

II.7.4.1 Chọn phương án phá vỡ đất đá

Đồ án chọn thuốc nố AH-1

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

- Dòng điện an toàn : 0,18A

- Dòng điện đảm bảo nổ: 1,2A.

- Lực ấn tối đa 115N.

- 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

c 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

a 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

fc - hệ số kể đến số mặt phẳng tự do : fc = 1,2

e - hệ số xét tới sức công nổ của thuốc: e = = 1,46

P - sức công nổ của thuốc nổ AH - 1, P = 260 cm3

V - hệ số sức cản của đất đá: V = 6,5 / = 6,5 / =1,47

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

.

Q = 1,47 ( kg / m3 )

b 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:

l = (0,5  0,75) Chọn l = 0,7 = 0,7 = 3,1 m

Q = 72,8kg

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

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

* Tổng số lỗ mìn trên gương là: N = Nb + Nr,p = 21 + 35 = 56 lỗ

d Lượng thuốc nổ, cấu trúc lượng thuốc nổ và bua trong mỗi lỗ mìn

* Nhóm tạo rạch:

qr = r lr = 0,57 2,1 = 1,20 kgVới :

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 mộtgóc 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 = = 1,9 m

qp = 0,57 1,9 =1,083 kg

* Nhóm lỗ mìn tạo biên:

Lượng thuốc nổ trong mỗi lỗ:qb = b lb = 0,47 1,9 = 0,912 kg

* Lượng thuốc nổ thực tế cho một lần nổ

- Chi phí thuốc nổ cho một mét lò:

- Chi phí thuốc nổ đơn vị cho một m3 đất đá theo nguyên khối

- Số mét lỗ khoan cho một chu kỳ :

LK = lr Nr + lp Np + lb Nb , m/chu kỳ = 2,1 4 + 1,9 31 + 1,9 21 = 107,2 m/chu kỳ

Bảng II.19 Bảngchỉ tiêu khoan nổ mìn

4 Tổng chiều dài lỗ khoan 1 chu kỳ m 107,2

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:

cáiTrong đó: K = 0,9 hệ số chất đầy goòng

Vg = 3,3 - thể tích goòng

VCK = 46,01 m3 cái Chọn Ng = 16 cái

II.7.5.2 Công tác thông gió

Để đảm bảo người và thiết bị làm việc trong gương lò thì công tácthông gió là một khâu quan trọng đối với mỏ hầm lò Với mục đích cung cấpđầy đủ và kịp thời lưu thông gió cho công nhân làm việc cũng như giảmnồng độ bụi tới mức an toàn ,đảm bảo an toàn nồng độ cháy nổ khí mỏ Tatiến hành thông gió cho mỏ bằng quạt cục bộ áp dụng phương pháp thônggió đẩy, sơ đồ thông gió đẩy sơ bộ chọn ống gió mềm bằng vải cao su cóđường kính ống 600 mm Quạt gió được đặt cách đường lò thông gió tốithiểu 10 m Khoảng cách từ miệng ống gió tới gương lò phải đảm bảo :

L  4 = 4 = 17,71 m (ta chọn L = 18m)

Hình 2.9 Sơ đồ thông gió lò xuyên vỉa vận tải

Cöa giã Qu¹t giã

T - Thời gian thông gió tích cực ( T = 30 phút)

A - Lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất ( A = 57,53 kg)

b =0,04( m3/kg) = 40 (lít/kg)

V- Thể tích đường lò thông gió; V= Ssd l

l - Chiều dài đường lò , lấy trung bình l = 120 m

Ssd - Tiết diện sử dụng lò chuẩn bị Ssd = 17,8m2

n : Số người làm việc đồng thời đông nhất (n = 10 người)

4: Tiêu chuẩn gió sạch cho một công nhân trong lò (4 m3/ph)

Thay số vào tính được: Qng= 40 m3/ph ; Qng = 0,67 ; m3/s

* Theo yếu tố tốc độ gió nhỏ nhất ( Qg ):

Qg = 60 x Ssd xV ;m3/ ph

S : Tiết diện sử dụng lò chuẩn bị S = 17,8 m2

V: Tốc độ gió tối thiểu qua lò chuẩn bị theo quy phạm (V= 0,25 m/s)

Thay số vào ta tính được: Qg = 267 m3/ph hay Qg = 4,45 m3/s

Căn cứ vào kết quả lưu lượng gió tính toán trên ta chọn loại quạt cục bộ loại CBM - 6M có các đặc tính kỹ thuật :

Khu vực thiết kế có lượng nước thay đổi theo mùa Toàn bộ nước thoát

ra từ lò xuyên vỉa chảy về sân ga đến bể chứa ở giếng phụ , ở đây nước được

bơm lên mặt đất bằng hệ thống bơm Tại lò xuyên vỉa ta đào rãnh nước là

hình thang.Rãnh được khai thông thường xuyên

- Lên xà, bắt gông giằng nóc lò, cài chèn nóc

- Dựng cột, bắt gông nối vì chống, cài chèn hông, đấnh văng giữa các vì chống

- Căn đào rãnh nước

- Lắp đặt đường xe tạm

II.7.6 Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò chuẩn bị:

II.7.6.1 Tính toán khối lượng công việc cho 1 chu kỳ đào lò:

Bảng II.21 Bảng tính hao phí lao động

lượng

V i

Đơn vị

Định mức

H i

Đơn vị định mức

Hao phí lao động

Để thuận lợi trong quá trình thi công thì mỗi công nhân phải có tay nghề

đa năng để hỗ trợ nhau hoàn thành công việc trong chu kỳ Đội thợ gồm 30người được chia làm 3 ca, mỗi ca 10 người thực hiện 2 vì, bước chống0,8m/vì với hệ số vượt mức như sau:

= = 1,043

II.7.6.2 Thời gian tính toán hoàn thành từng công việc

Trong đó:

Ni số người cần thiết cho công việc thứ i

số người bố trí làm công việc thứ i

Tca = 8 giờ thời gian làm việc 1 ca.

TP : Là hệ số kể đến thời gian không định mức: TP = 1 giờ

Tck: Thời gian một chu kỳ, Tck = Tca = 8 giờ

Tng: Thời gian ngừng nghỉ trong một chu kỳ

Tng = Ttgió + Tgiao ca= 0,5 + 0,5 =1 h

Bảng II.22 Bảng tính toán thời gian hoàn thành công việc

8 Đặt ray - đào rãnh nước 0,875 1,043 0,53 2 0,5

9 Nối ống gió - công tác

phụ

Bảng II.23 Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò xuyên vỉa tầng mức -100m

ST

T Tên công

việc

Đơn vị

Khối lượn g

Nhâ

n lực

Thờ i gian

Thời gian thực hiện trong một ca

Ca I

7 8 9 10 11 12 1

3

1 4

Phương án mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng

là phương án tối ưu mà đò án xin đưa ra áp dụng mở vỉa cho mỏ than NamMẫu Nó không những thuận lợi về mặt kinh tế - kỹ thuật mà còn phù hợp vớiđiều kiện hiện tại của Công ty và điều kiện địa chất khu vực