ĐỒ ÁN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN MỞ ĐẦU Hiện ngành cơng nghiệp khai thác khống sản nước ta phát triển nâng cấp có tính quy mơ lợi ích kinh tế Khai thác than ngành công nghiệp chủ đạo công khai thác khoáng sản nước ta Khoáng sản than khai thác hai phương án khai thác lộ thiên khai thác hầm lò Đối với mỏ có vỉa nằm sâu lòng đất, chiều dày lớp đất đá phủ lớn so với chiều dày vỉa quặng áp dụng phương pháp khai thác hầm lò đem lại hiệu kinh tế Còn mỏ có vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp đất đá phủ không lớn, vỉa có chiều dày lớn áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên đem lại hiệu kinh tế Tuy nhiên khoáng sản than khai thác ngày mai một, để tận thu tối đa khoáng sản tránh lãng phí khai thác cần tính tốn công nghệ khai thác, hệ thống khai thác sở tính tốn thiết kế khai thác mỏ phù hợp, có sở khoa học Để có tổng thể kiến thức chuyên môn tốt nhất, sát thực tế cho sinh viên, chúng em cô TS Lê Thị Thu Hoa giao cho đề tài thiết kế khai thác vỉa than phương pháp lộ thiên Với nội dung đề tài sau: Cho vỉa than có điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật sau: I Điều kiện tự nhiên: - Vỉa quy cách, có chiều dày vỉa góc cắm khơng thay đổi, chiều dài theo phương L = 1800m; - Chiều dày nằm ngang vỉa M = 35m; - Góc cắm vỉa γ = 25o; - Chiều dày lớp đất phủ ho = 10m; - Góc ổn định tự nhiên đất đá khu mỏ 30o; - Đất đá có độ cứng trung bình fđ = ÷ 10, than có độ cứng ft = ÷ 4; Điều kiện kinh tế - kỹ thuật: TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN - Chi phí khai thác than khơng kể chi phí bóc đất đá, a = 60.000 đ; - Chi phí bóc m3 đất đá, b = 50.000 đ; - Giá thành cho phép than nguyên khai Co = 750.000 đ; - Khoảng cách trung bình vận chuyển đất đá 2500m, than 1500m; - Khối lượng riêng than γt = 1,42 T/m3; - Khối lượng riêng đất đá γđ = 2,65 T/m3; - Mỏ sử dụng máy khoan CБШ-250MH để khoan lỗ mìn, xúc đất đá máy xúc tay gầu ЭҚҐ-5A, xúc than máy xúc thủy lục gầu ngược PC750, vận tải đất đá than ô tô БеӆA3-7522 II Nội dung thiết kế: - Xác định biên giới mỏ; - Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng; - Thiết kế hệ thống khai thác mỏ; - Xác định sản lượng mỏ (Aq, Ađ); - Tính tốn số lượng thiết bị sử dụng mỏ Tham gia thực đồ án bao gồm sinh viên: STT Họ tên Mã số sinh viên Lớp Mai Hiển Thành Phạm Văn Bình Phạm Đức Long Nguyễn Văn Sơn Phương Tiến Mạnh 1421040251 1421040020 1421040170 1421040501 1421040182 Khai Thác A – K59 Khai Thác C – K59 Khai Thác A – K59 Khai Thác A – K59 Khai Thác A – K59 Bằng tất cố gắng, chúng em đem để hoàn thành đồ án Tuy nhiên, thời gian có hạn, kinh nghiệm cho cơng tác thiết kế chưa có Do đồ án có nhiều hạn chế Kính mong giúp đỡ để nhóm em ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ hướng dẫn tận tình Giảng viên Lê Thị Thu Hoa giúp nhóm em hồn thành đồ án này! TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN CHƯƠNG XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN Biên giới mỏ lộ thiên quy định bờ mỏ chiều sâu khai thác với vỉa có khống sản nằm sâu lòng đất Việc xác định mỏ lộ thiên đem lại hiệu cho mỏ lộ thiên trình khai thác đảm bải tận thu đến mức tối đa trữ lượng khoáng sản lòng đất sử dụng có hiệu vốn đầu tư ban đầu Nội dung chương bao gồm việc xác định độ sâu khai thác, biên giới phía mặt đất biên giới đáy mỏ Trình bày cách tính tốn trữ lượng khối lượng đất đá bóc biên giới trữ lượng khống sản có ích biên giới mỏ 1.1 Lựa chọn xác định thơng số Lựa chọn thơng số góc nghiêng bờ dừng phía vách góc nghiêng bờ dừng phía trụ (γv, γt) vấn đề định quan trọng đến hiệu mỏ lộ thiên Việc xác định thông số (γv, γt) dựa sở tính chất lý đất đá, cấu tạo địa chất địa chất thủy văn Khi ta chọn góc γv γt nhỏ hệ số bóc mỏ lộ thiên tăng lên, chọn lớn bờ mỏ ổn định dẫn tới trượt lở bờ mỏ Trong đồ án có góc ổn định đất đá γơđ = 30o, góc cắm vỉa γ = 25o nên ta chọn góc nghiêng bờ dừng phía vách γv = 30o góc nghiêng bờ dừng phía trụ γt = 25o để đảm bảo thỏa mãn mặt kinh tế - kỹ thuật ho Hc 30o 25o M Hình 1.1 Mặt cắt thông số vỉa TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT 1.2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Xác định hệ số bóc giới hạn mỏ (Kgh) Hệ số bóc giới hạn mỏ lộ thiên (hay gọi hệ số bóc kinh tế hợp lý) khối lượng đất đá phải bóc lớn để thu hồi đơn vị khối lượng quặng với giá thành với giá thành cho phép K gh = C0 − a b , (m3/t; m3/m3) (1) Trong đó: Co – Giá thành cho phép than nguyên khai, Co = 750.000 đ; a – Chi phí khai thác than khơng kể chi phí bóc đất đá, a = 60.000 đ; b – Chi phí bóc m3 đất đá, b = 50.000 đ Thay số vào (1), ta có: K gh = 750.000−60.000 50.000 = 13,8 (m3/tấn) Theo tài liệu địa chất, than có khối lượng riêng γt = 1,42 T/m3: K gh = 13,8 1,42 = 19,596 (m3/m3) 1.3 Chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ Biên giới mỏ lộ thiên bị ảnh hưởng yếu tố tự nhiên như: chiều dày vỉa, độ dốc vỉa, chất lượng loại khống sản có ích, điều kiện địa hình, chiều dày lớp đất đá phủ, tính chất lý đất đá vây quanh; yếu tố kinh tế, kỹ thuật như: vốn đầu tư trình xây dựng bản, yếu tố thời gian, tiến khoa học kỹ thuật, sản lượng mỏ phương pháp khai thác Việc xác định không hợp lý biên giới mỏ lộ thiên mang lại hậu xấu cho trình hoạt động kinh tế xí nghiệp mỏ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Khi đánh giá hiệu kinh tế phương án biên giới mỏ lộ thiên người ta thường vào tiêu hệ số bóc đất đá trị số giới hạn để làm nguyên tắc so sánh Tùy theo điều kiện cụ thể khoáng sàng, phương pháp khai thác quan điểm khoa học khác mà người ta dùng hủa xe tải БеӆA3-7522 Đặc tính kỹ thuật STT Đơn vị Thơng số Dung tích thùng xe m3 15 Tải trọng Kg 30000 Khối lượng xe không tải Kg 21525 Khối lượng xe có tải Kg 51525 Thời gian nâng hạ ben S 25 – 20 Tốc độ tối đa Km/h 50 73 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Bán kính quay vòng bé Loại động Công suất định mức 10 Dung tích thùng nhiên liệu 11 ĐỒ ÁN MƠN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN mm 8700 - Diezen kW 265 lít 400 Kích thước lốp mm 1800- 25 12 Chiều rộng xe m 3,48 13 Nước sản xuất - SNG 5.2.2 Năng suất số ô tô vận tải 5.2.2.1 Số ô tô phục vụ cho máy xúc • Số tơ vận chuyển đất đá phục vụ cho máy xúc tay gàu ЭK-5A Nô = t xđ + tc + tk + td + tm Tch kdt = kdt ,chiếc t xđ t xđ Trong tc,tk :thời gian chạy có tải khơng tải, phút tc + tk = 60 ( Lc Lk + ) ,Phút Vc Vk Trong Lc, Lk: Chiều dài chạy có tải khơng tải oto, km Lc = Lk = 2500m = 2,5 km Vc, Vk: Vận tốc chạy có tải khơng tải oto, km/h Vc = 20 km/h V0 = 25 km/h  tc + tk = 60 2.5 20 + 2.5 25 = 13.5 , phút td: Thời gian dỡ tải = phút tm: Thời gian ma nơ = phút 74 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN txđ: Thời gian xúc đầy oto, txđ = ng.Tc ,Phút Tc: Thời gian chu kì xúc Tc = 40s = 0.7 phút ng: Số gầu xúc đầy oto; Ta sử dụng ô tô БеӆA3-7522 để vận tải đất đá Xét tỉ số: 30 q0 = =2 15 v0  đ = 2,66 q0 v0 đ >  Nên số gàu xúc xác định theo công thức: ng = q0 E k x  d (gàu) Với - E: dung tích gàu xúc, E = 5,2 m3 - kx : hệ số xúc, kx =0,6 - q0 : Tải trọng xe, q0 = 30 T => ng = 30 5,2∗0.6∗2.65 = ,gầu Thời gian xúc đầy ô tô là: txđ = 4.0,7 = 2,8 phút Vậy số ôto vận chuyển đất đá phục vụ cho máy xúc ЭK-5A là: Nô = 2,8+13.5+1+1 2,8 1,2 = , Chọn Nơ = , • Số tơ vận chuyển than phục vụ cho máy xúc PC750 75 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Nô = ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Tch t +t +t +t +t kdt = xđ c k d m kdt t xđ t xđ ,chiếc tc,tk thời gian chạy có tải khơng tải Với: tc + tk = 60 [ 𝐿𝑐 𝑉𝑐 + 𝐿𝑘 𝑉𝑘 ] Phút Với: - Lc, Lk: Chiều dài chạy có tải không tải ôto, km Lc = Lk = 1500m = 1,5 km - Vc, Vk: Vận tốc chạy có tải khơng tải oto km/h Vc = 20 km/h V0 = 25 km/h  tc + tk = 60 1.5 20 + 1.5 25 = 8,1 phút td: Thời gian dỡ tải = phút tm: Thời gian mang tải = phút txđ: Thời gian xúc đầy ô tô Phút txđ = ng.Tc Tc: Thời gian chu kì xúc Tc = 40s = 0.7 phút ng: Số gầu xúc đầy oto Ta sử dụng ô tô БеӆA3-7522 để vận tải than Xét tỉ số: 30 q0 = =2 15 v0  d =2.66 =>  d > q0 v0 Nên số gàu xúc xác định theo công thức: 76 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ng = ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN q0 E k x  d (gàu) Với - E: dung tích gàu xúc, E = 3,1 m3 - kx : hệ số xúc đầy gàu, kx = 0,6 - q0 : Tải trọng xe, q0 = 30 m3 => ng = 30 3.1∗0.6∗2.65 = gầu Thời gian xúc đầy ô tô là: txđ = 6.0,7 = 4,2 , phút Vậy số oto vận chuyển đất đá phục vụ cho máy xúc PC750 là: Nô = 4,2+8.1+1+1 1,2 = 4,2 Chọn Nô = 5.2.2.2 Số ô tô phục vụ cho mỏ a) Số ô tô vận tải đá • Năng suất vận tải đất đá ô tô Vì γđ = 2,66 > 𝑞0 𝑣0 =2 Nên suất vận tải đất đá ô tô xác định theo công thức Qô = q k q 60.Tca ,t/ca Tch Trong đó: q0: Tải trọng oto q0 = 30 Tca: Thời gian ca làm việc, Tca = 8h 77 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Tch: Thời gian chu kì chuyến Tch = txđ + tc + tk + td + tm = 2,8 + 13,5 + + = 18,3 ,phút kq: Hệ số sử dụng tải trọng, kq = 𝑛𝑔 𝐸.𝑘đ 𝛾đ 𝑞0 𝑘𝑟 Với E: dung tích gàu xúc, E = 5,2 m3 kđ : hệ số xúc đầy gàu, kđ = 0,85 kr : hệ số nở rời đất đá gàu xúc, kr = 1,4 ng: số gàu xúc đầy thùng xe, ng = gầu γđ : tỉ trọng đất đá, γđ = 2,65 T/m3 => kq = Vậy Qô = 4.5,2.0,85.2,65 =1 30.1,4 30.1.60.8 = 787 , T/ca 18,3 Năng suất thực tế ôto: Qtt = Qô.η t/ca Với η: Hệ số sử dụng thời gian, η = 0,83 => Qtt = 787.0,83 = 654 t/ca Năng suất năm ôto: Qn = Qtt.n.N t/năm Với n: Số ca làm việc ngày, n = ca 78 ... giúp nhóm em hồn thành đồ án này! TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN CHƯƠNG XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN Biên giới mỏ lộ thiên quy định bờ mỏ chiều sâu khai thác... CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN KẾT LUẬN Trải qua trình học tập nghiên cứu tài liệu, với giúp đỡ hướng dẫn tận tình TS Lê Thị Thu Hoa,chúng em hồn thành đồ án mơn học: Thiết kế mỏ lộ thiên. .. 1.1 Mặt cắt thông số vỉa TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT 1.2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Xác định hệ số bóc giới hạn mỏ (Kgh) Hệ số bóc giới hạn mỏ lộ thiên (hay gọi hệ số bóc kinh tế hợp