QuÆng lµ kho¸ng s¶n cã Ých chøa kim lo¹i hay kho¸ng vËt víi khèi lîng thÝch hîp ®Ó sö dông trong c«ng nghiÖp ë tr×nh ®é ph¸t triÓn kinh tÕ vµ kü thuËt ®¬ng thêi.. CÇn ph©n biÖt quÆng[r]
(1)vũ đình tiến
cơ sở khai thác mỏ
hầm lò
cơ sở khai thác mỏ
hầm lß
(2)vũ đình tiến
nhà xuất aaaaa hà nội - 2008
cơ sở khai thác mỏ
hầm lò
cơ sở khai thác mỏ
(3)Vũ Đình Tiến
cơ sở khai thác mỏ hầm lò
(4)lời nói đầu
Giáo trình "Cơ sở Khai thác mỏ hầm lị" biên soạn dựa Đề cương môn học Bộ mơn Khai thác Hầm lị thơng qua, nhằm phục vụ giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành Máy thiết bị mỏ, Điện khí hóa mỏ, Tự động hóa mỏ, Xây dựng cơng trình ngầm mỏ, Tuyển khoáng, Trắc địa mỏ, Kinh tế quản trị doanh nghiệp mỏ, Địa chất thăm dò v.v…
thuộc Trường đại học Mỏ-Địa chất
Trong trình biên soạn, chúng tơi tích cực tham khảo kinh nghiệm quý báu kinh qua nhiều năm giảng dạy môn học thày giáo môn Khai thác Hầm lị Bên cạnh đó, chúng tơi tham khảo cách có chọn lọc số giáo trình tương ứng nước ngồi, đồng thời cố gắng cập nhật giới thiệu kỹ thuật công nghệ tiên tiến ngành mỏ Việt Nam giới
Mặc dù đặc thù chuyên ngành khai thác hầm lò, vấn đề đề cập sách đa dạng phức tạp, chúng tơi cố gắng trình bày cách đơn giản với mong muốn giúp người đọc dễ dàng tiếp cận nắm bắt vấn đề
Giáo trình dùng để giảng dạy cho sinh viên thuộc chuyên ngành nêu trên, tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên chuyên ngành khác có quan tâm
Chúng tơi xin chân thành cám ơn thầy giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò, đặc biệt PGS.TS Đỗ Mạnh Phong TS Đào Danh Phượng, người dành nhiều thời gian tâm sức để góp ý thiết thực cho thảo giáo trình
Dù sao, lần xuất đầu tiên, tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận ý kiến đóng góp hữu ích bạn đọc
(5)Chương
đại cương khống sản có ích
1.1 Sự tạo thành than đá mỏ
Vỏ trái đất hình thành từ lớp đá gốc đất đá phủ (hình 1) Các lớp đá gốc các lớp đá nằm vị trí thành tạo khơng bị phá hủy Đất đá phủ hình thành phá hủy lớp đá gốc, nằm vị trí thành tạo, bị nước mặt gió lắng đọng nơi khác So với lớp đá gốc, đất đá phủ tương đối bở tơi Độ dày lớp đất đá phủ tới 100 m hay lớn Tất nhiên, mặt đất có chỗ khơng có đất đá phủ
Theo nguồn gốc phát sinh, lớp đá gốc chia thành đá magma, đá trầm tích đá biến chất
Đá magma (cịn gọi đá phún trào) hình thành q trình nguội dần magma nóng chảy vỏ trái đất mặt đất Đó loại đá granit, xienit, điorit, bazan v.v…
Đá trầm tích khác với đá magma có chứa tàn tích thực vật động vật Nó thành tạo lắng cặn dạng học, dạng hóa học hay dạng sinh học đáy đầm, hồ biển Ban đầu đá trầm tích thường có dạng lớp hay vỉa nằm ngang, dày mỏng khác Nhóm đá bao gồm: than đá, sa thạch, thạch cao, cát, sỏi, đá vơi …
Đá biến chất hình thành từ hai loại đá trên, tác động nhiệt độ áp suất cao mà bị tách lớp, thay đổi cấu tạo số tính chất Đó đá hoa cương, grafit, gơnai …
Giữa loại đá cần phân biệt khống sản có ích đá thải
Khống sản có ích loại đá mỏ khai thác từ lịng đất, nhằm phục vụ nhu cầu khác lồi người Khống sản có ích sử dụng dạng tự nhiên sau chế biến phù hợp
H×nh
Cấu tạo vỏ trái đất 1- Đất đá phủ; 2- Các lớp đá gốc; 3- Vỉa than
(6)Đá thải loại đá vây bọc quanh khống sản có ích nằm xen nó, tùy theo điều kiện khai thác lấy với khống sản, khơng sử dụng
Việc phân chia đá mỏ quy ước Nếu lấy đá vơi làm thí dụ thấy rằng, khai thác than, đá vôi coi đá thải, điều kiện khác người ta lại chuyên khai thác đá vôi để phục vụ nhu cầu xây dựng nhiều lĩnh vực khác
Q trình tạo thành than đá mô tả sau:
Hàng trăm triệu năm trước, hành tinh vào thời kỳ khí hậu nóng ẩm, thuận lợi cho việc phát triển loại thực vật giới động vật, chúng sinh sôi nảy nở tràn lan đầm lầy đất liền Thời qua thời khác, mặt đất bị đại dương xâm lấn chuyển vận vỏ trái đất, đáy đại dương hình thành lớp đá trầm tích vùi dập giới sinh vật phong phú Khi ôxy khơng khí cịn xâm nhập vào khối tàn tích sinh vật, có q trình cháy âm ỉ (cháy chậm khơng có lửa) Đến lớp trầm tích dày dần lên Khơng khí khơng thể xâm nhập tiếp tục nữa, bắt đầu q trình phân hủy khơng có ơxy Từ hình thành chất tàn dư rắn có chứa khối lượng lớn cacbon, thành phần than đá
Qua thời gian dài khác, đến lúc đáy đại dương lại nâng lên trở thành đất liền hồ, đầm Điều kiện để giới sinh vật phát triển lại xuất hiện, trình hình thành vỉa than nêu lặp lại Hiện tượng nâng hạ đáy đại dương xảy nhiều lần, nhiều khu vực vỏ trái đất Chính mà khu vực ngày có nhiều vỉa than riêng biệt, ngăn cách nhiều lớp đá thải
Khu vực tích tụ tự nhiên khống sản có ích vỏ trái đất gọi khống sàng khống sản có ích
Khống sàng có nhiều vỉa than nằm khơng cách xa ngăn cách lớp đá thải gọi cụm vỉa
Phụ thuộc vào hàm lượng cacbon thành phần khác, than chia thành than nâu, than đá antraxit
Than nâu chứa 60-70% cacbon có độ ẩm cao Khả sinh nhiệt 5000-7200 Kcal/kg Khi bảo quản ngồi khơng khí bị phong hóa nhanh Than nâu sử dụng dạng nhiên liệu, nhiều loại than nâu dùng làm nguyên liệu để chế biến nhiều loại sản phẩm hóa học
Than đá chứa 75-87% cacbon, khả sinh nhiệt 7500-9000 Kcal/kg Than đá rắn than nâu, bị đập vỡ thành mảnh vụn rời Than đá có mầu đen
(7)là luyện lị chun dùng nhiệt độ 750-1100oC, khơng có khơng khí, nhận sản phẩm kết dính đặc biệt, cốc Cốc dùng để luyện gang thép nhà máy luyện kim Khi chưng khô loại than đá lấy hắc ín nhiều loại sản phẩm dạng khí Những chất có ý nghĩa lớn kinh tế quốc dân
Antraxit chứa 87-98% cacbon, có ánh bán kim, mầu đen nhung Antraxit rắn chắc, cháy có lửa yếu hồn tồn khơng có lửa, khơng sinh khói khơng bị kết dính Nó bắt cháy than đá muốn đốt phải có khối lượng khơng khí lớn, tức phải tạo lực thổi mạnh
1.2 Điều kiện dạng nằm, cấu tạo tính chất vỉa than đá mỏ
Vỉa thân địa chất dạng có chứa khống sản đá mỏ trầm tích tương đối đồng chất
Nếu mơ hình vỉa bị mặt phẳng ngang cắt qua (hình 2) có yếu tố dạng nằm vỉa than Hướng đường giao tuyến vỉa mặt phẳng ngang (đường AB) gọi phương vỉa, thân giao tuyến AB gọi đường phương
Phương vỉa xác định góc phương vị, tức góc tạo đường phương đường vĩ tuyến Tất nhiên vỉa hồn tồn nằm ngang khái niệm "phương" ý nghĩa
Hướng đường thẳng nằm vỉa vng góc với đường phương gọi hướng dốc vỉa Cịn đường CD (hình 2) gọi l ng dc
Góc tạo mặt vỉa mặt phẳng ngang (góc , hình 2) gọi góc dốc vỉa
Dựa vào giá trị góc dốc, vỉa than chia thành bốn nhãm: - vØa dèc tho¶i, α = 18o;
- vỉa dốc nghiêng, α = 18 35o; - vỉa nghiêng-đứng, α = 35 55o; - vỉa dốc đứng, α = 55 90o Rất gặp vỉa than nằm ngang (α = 0o)
Các lớp đá nằm vỉa than gọi vách vỉa Các lớp đá nằm vỉa than gọi trụ vỉa vỉa than dốc đứng cịn có khái niệm tương ứng vách treo v vỏch nm
Hình
Các yếu tè d¹ng n»m cđa vØa than A
B C
D
(8)Chiều dày vỉa khoảng cách vách trụ vỉa theo pháp tuyến
Phụ thuộc vào chiều dày, vỉa than chia thµnh nhãm: - vØa rÊt máng, chiỊu dµy nhá h¬n 0,7 m;
- vỉa mỏng, chiều dày từ 0,71 đến 1,2 m;
- vỉa dày trung bình, chiều dày từ 1,21 đến 3,5 m; - vỉa dày, chiều dày vượt 3,5 m
Trong thực tế có vỉa than dày tới 15-20 m, đơi cịn lớn Vỉa than có cấu tạo đồng chất tồn chiều dày Thông thường, vỉa than tập hợp nhiều lớp than riêng biệt, khác độ ánh, độ kiên cố, khả sinh nhiệt tính chất khác Đơi lớp than lại bị lớp đá kẹp ngăn cách (hình 3, a) Chiều dày lớp đá kẹp thường từ vài milimét tới vài chục centimét
Trong trình khai thác than, lớp đá kẹp thường bị lấy lẫn với than, chúng làm bẩn giảm chất lượng than
Trong tính chất than cần ý tới độ cứng độ kiên cố Độ cứng khả chống lại đột nhập dụng cụ nhọn, thí dụ đầu búa chèn
Độ kiên cố khả chống lại dạng phá hủy khác Theo độ kiên cố người ta phân biệt than mềm yếu, than kiên cố trung bình than kiên cố Các loại than mềm yếu bị tách dễ dàng khỏi vỉa dụng cụ đơn giản, cuốc chim, xà beng… Muốn tách phá loại than kiên cố trung bình trở lên, cần phải dùng loại máy chuyên dùng nhờ chất nổ
Đá vách đá trụ vỉa than thường sét kết, bột kết, loại đá kiên cố hơn, đá vôi cát kết Những tính chất đá vách đá trụ độ kiên cố, độ ổn định, độ rạn nứt độ dẻo
Đá vôi cát kết loại đá kiên cố có mức độ ổn định cao, loại đá sét kết bột kết có độ ổn định dễ bị phá hủy Nói chung, đá có độ rạn nứt cao có độ ổn định
Tất đá mỏ phân loại theo tính chất cơ-lý chúng Bảng phân loại đá mỏ giáo sư M Prôtôđiacônốp dùng phổ biến
H×nh
Cấu tạo vỉa than a- vỉa than phức tạp; b- vỉa than đơn giản
(9)Trị số đặc trưng độ kiên cố đá mỏ gọi hệ số kiên cố Giáo sư Prơtơđiacơnốp tính hệ số kiên cố loại đá mỏ theo biểu thức sau
trong đó: f - hệ số kiên cố đá;
n.t - sức kháng nén tạm thời đá, KG/cm2
Hệ số kiên cố loại đá thay đổi từ 0,3 đến 20 Thí dụ, than đá mềm yếu có sức kháng nén tạm thời 100 KG/cm2 có hệ số kiên cố
Các loại đất chảy có hệ số kiên cố f = 0,3; thạch anh banzan quánh kiên cố có f = 20 Quặng sắt thường có hệ số kiên cố f = 6-12 Các loại đá vách trụ vỉa than thường có f = 6-12
Dù cần hiểu rằng, hệ số kiên cố đá mỏ theo thang chia giáo sư Prôtôđiacônốp đơn vị quy ước
Phá hủy địa chất biến động dạng nằm ban đầu vỉa than hay vỉa đá, thay đổi kích thước chiều dày chúng
Có hai dạng phá hủy địa chất: xảy thời kỳ hình thành vỉa xảy sau vỉa có từ trước
Dạng phá hủy tượng: vỉa bị vát mỏng hay đột ngột (hình 4, a), vỉa bị mỏng dần hẳn (hình 4, b), vỉa đột tăng chiều dày khu vực định (hình 4, c)
Dạng phá hủy địa chất xảy sau vỉa hình thành tượng uốn nếp đứt gãy
100 σ f n.t
H×nh
Các phá hủy địa chất xảy thời kỳ hình thành vỉa than
a b
c
100 σ f n.t
H×nh
Các phá hủy địa chất xy sau
hình thành vỉa than c
a
b
d
(10)Uốn nếp lồi có đỉnh quay lên phía gọi bối tà (hình 5, a), uốn nếp lõm có đỉnh quay xuống phía gọi hướng tà (hình 5, b) Những phần nằm hai bên đỉnh uốn nếp gọi cánh
Đứt gãy có nhiều dạng: đứt gãy thuận (hình 5, c), đứt gãy nghịch (hình 5, d), đứt gãy ngang (hình ,e), đứt gãy ngang chờm (hình 5, f) v.v…
Các phá hủy địa chất gây trở ngại cho công tác khai thác khống sản có ích
1.3 C¸c kh¸i niệm khoáng sàng quặng
Qung l khoỏng sản có ích chứa kim loại hay khống vật với khối lượng thích hợp để sử dụng cơng nghiệp trình độ phát triển kinh tế kỹ thuật ng thi
Cần phân biệt quặng kim loại phi kim loại
Quặng kim loại khoáng sản cho lấy kim loại đen, kim loại màu, kim loại quý hiếm, kim loại phóng xạ v.v…
Quặng phi kim loại khống sản cho lấy khống vật hóa học, phân bón, vật liệu xây dựng, vật liệu làm đồ gốm, thủy tinh v.v…
Kim loại hay khoáng vật quặng gọi thành phần có ích quặng Quặng có hay nhiều thành phần có ích gọi quặng đơn kim, quặng đa kim v.v…
Quặng giầu hay quặng nghèo đánh giá hàm lượng thành phần có ích chúng Hàm lượng thành phần có ích quặng kim loại đen màu tính phần trăm (%), cịn quặng kim loại q tính gam/tấn (g/t)
Cũng dựa vào hàm lượng thành phần có ích, cịn cần phải phân biệt khống sàng quặng cơng nghiệp phi cơng nghiệp Mốc để phân biệt hàm lượng công nghiệp tối thiểu Việc quy định hàm lượng công nghiệp tối thiểu mang ý nghĩa cục tạm thời, bị thay đổi điều kiện tự nhiên khác theo phát triển trình độ kinh tế-kỹ thut ca ngi
Hình Hình dạng các khoáng sàng quặng
1- t ỏ phủ; 2- thân quặng; 3- đá kẹp; 4- đá vây bọc
a b c
1 4
2 2
3
3 3
(11)Trong thực tế gặp khống sàng quặng dạng vỉa đồng Chúng thường thân quặng dạng mạch không đồng dạng khối phức tạp
Mạch quặng thường khe nứt vỏ trái đất có chứa khống sản (hình 6, a) Thân quặng dạng khối có nhiều loại: dạng ổ (hình 6, b), dạng thấu kính (hình 6, c), dạng trục, dạng bướu v.v…
So với khoáng sàng than, khoáng sàng quặng có đặc điểm địa chất riêng Đó là: yếu tố dạng nằm (góc dốc, chiều dày) khơng ổn định; có nhiều phá hủy địa chất; quặng loại đá vây bọc thường có độ kiên cố lớn; hàm lượng thành phần có ích thân quặng không ổn định; ranh giới cách biệt thân quặng với đá vách trụ khơng rõ ràng; kích thước theo phương khống sàng quặng tương đối nhỏ, kích thước theo độ sâu lại lớn v.v…
Các thân quặng phân loại theo chiều dày sau: - rÊt máng, cã chiỊu dµy tíi 0,6-0,8 m;
- mỏng, có chiều dày từ 0,6-0,8 đến m; - dày trung bình, có chiều dày từ đến 6-8 m; - dày, có chiều dày từ 6-8 đến 15-20 m; - dày, có chiều dày lớn 15-20 m
(12)Chương
các công trình mỏ hầm lò
2.1 Tổng đồ mặt mỏ hầm lò
Tổng đồ mặt tập hợp tòa nhà, cơng trình thiết bị dùng để trục tải, tiếp nhận, phân loại chế biến tiêu thụ khống sản có ích; nhận thải đá; thơng gió cho hầm lị; cung cấp lượng cho cơng tác mỏ phục vụ đời sống cho công nhân cán
Tổng đồ mặt gồm ba khối chính: khối giếng chính, khối giếng phụ khối hành chính-phục vụ Ngồi ra, tổng đồ mặt cịn có tịa nhà cơng trình riêng biệt, đặc điểm công nghệ yêu cầu chuyên môn khơng thể ghép chung thành khối Đó là: trạm quạt gió chính, trạm biến điện, kho thuốc nổ, bể chứa nước v.v…
Hình Tổng đồ mặt mỏ than hầm lò
1- khèi giÕng trạm chất tải than bunke; 2- khối giếng phụ; 3- nhà máy trục giếng chÝnh vµ giÕng phơ; 4- khèi hµnh chÝnh-phơc vơ;
5- trạm quạt; 6- trạm biến điện; 7- kho vật liệu; 8- bể chứa nước phòng cháy; 9- nhà để tàu điện; 10- trạm ga đường sắt; 11- trạm chất tải đá thải
Khối giếng gồm có cơng trình tổ hợp thiết bị để nhận than đá thải, trạm chất than vào toa xe đường sắt, trạm thải đá nhà đặt máy trục tải
Khối giếng phụ dùng để vận chuyển người, cung cấp vật liệu thiết bị cho hầm lò, trao đổi goòng cho thùng cũi Ngồi khối giếng phụ cịn có nhà xưởng sửa chữa cơ-điện, kho vật liệu, nhà đặt máy trục tải Nếu mỏ cần sử dụng lượng khí nén, khối cịn có thêm trạm máy nén khí
Cịng cã thĨ ghÐp th¸p giÕng chÝnh tháp giếng phụ vào hai khối kể trên, lúc chúng liên hệ kết cấu với tòa nhà mặt
8
3 2
6 4
1
5 7
10 9
(13)Khối hành chính-phục vụ gồm có phịng giao ca phân xưởng, phòng họp, phòng ban quản lý xí nghiệp, trạm y tế, nhà đèn, nhà tắm, nhà ăn v.v…
Trạm quạt gió thường xây dựng riêng biệt gần giếng liên hệ với rãnh ngầm dẫn gió chuyên dùng
Hiện nay, xây dựng mỏ hầm lò người ta thường áp dụng cách giao than nguyên khai trực tiếp vào toa xe đường sắt, đỡ phải xây dựng bunke chứa kho than dự phòng mặt đất, tức giảm đáng kể vốn đầu tư xây dựng mặt Song muốn thế, công tác vận tải đường sắt phải tổ chức chặt chẽ, đảm bảo cho mỏ hoạt động liên tục
Trong phần lớn mỏ, lượng đá thải chuyển lên mặt đất lớn, chiếm tới 15-20% khối lượng khoáng sản khai thác Số đá thải thường chuyển đến bãi thải nằm ngồi phạm vi mỏ ơtơ thiết bị vận tải khác
2.2 Các cơng trình đất mỏ hầm lị
Phần lớn cơng trình đất mỏ hầm lị có chiều dài lớn nhiều so với kích thước tiết diện chúng, đường lị mỏ
Theo vị trí khơng gian đường lị mỏ chia thành ba nhóm: đường lị thẳng đứng, đường lò nằm nghiêng đường lũ nm ngang
Hình Các đường lò mỏ
1- giếng đứng chính; 2- giếng đứng phụ; 3- phỗng; 4- giếng mù; 5- giếng thơng gió; 6- giếng nghiêng; 7- lò thượng; 8- lò hạ;
9- lò trượt; 10- lò hạ phụ; 11- lò xun vỉa than; 12- giếng nghiêng thơng gió; 13- lò bằng; 14- lò dọc vỉa;
15- lò xuyên vỉa; 16- lò song song; 17- họng sáo
6 11 5
7 11
12
1 2
8 8 A A 14 14 14
13 14 15
4 A - A
8 10
(14)Các đường lò thẳng đứng bao gồm giếng đứng, phỗng, giếng mù giếng thơng gió
Giếng đứng đường lị thẳng đứng, có lối thơng trực tiếp mặt đất, dùng để trục tải khoáng sản, người vật liệu, đồng thời cịn dùng để thơng gió cho mỏ (hình 8) Cần phân biệt giếng đứng giếng đứng phụ Giếng dùng để trục tải khống sản lên mặt đất cịn đường gió bẩn, có cịn dùng để trục đá thải lên mặt đất Giếng phụ dùng để vận chuyển người, đưa vật liệu thiết bị vào mỏ, dẫn gió vào mỏ có dùng để trục đá thải lên mặt đất thay cho giếng
Phỗng đường lị thẳng đứng, khơng có lối thơng trực tiếp lên mặt đất, dùng để vận chuyển khoáng sản từ mức cao xuống mức thấp hơn, dùng để vận chuyển người, vật liệu thiết bị
Giếng mù đường lò thẳng đứng, khơng có lối thơng trực tiếp lên mặt đất, dùng để vận chuyển khoáng sản từ mức thấp lên mức cao hơn, dùng để vận chuyển người, vật liệu thiết bị
Giếng thơng gió đường lị thẳng đứng, có lối thơng trực tiếp mặt đất, chủ yếu làm đường gió bẩn cho mỏ, đường cấp vật liệu thiết bị vào mỏ
Các đường lò nằm nghiêng gồm có: giếng nghiêng, giếng nghiêng thơng gió, lị thượng, lò hạ, lò trượt, họng sáo
Giếng nghiêng đường lị nằm nghiêng, có lối thơng trực tiếp mặt đất, có cơng dụng giống giếng đứng Như vậy, cần phân biệt giếng nghiêng giếng nghiêng phụ Góc nghiêng giếng thường phù hợp với góc nghiêng hoạt động loại thiết bị vận tải sử dụng giếng Nếu dùng băng tải để vận chuyển khoáng sản theo giếng nghiêng lên mặt đất, có dộ dốc khơng vượt q 18o Cịn dùng trục tải cáp kéo gng, độ dốc giếng không vượt 25o
Giếng nghiêng thơng gió đường lị nằm nghiêng, có lối thơng trực tiếp mặt đất, thường có chiều sâu tương ứng với độ dày lớp đất đá phủ Công dụng giống giếng đứng thơng gió
Lò thượng đường lò nằm nghiêng theo vỉa than, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất Tùy theo cơng dụng người ta phân biệt lị thượng lị thượng phụ Lị thượng dùng để vận chuyển khoáng sản theo chiều dốc xuống nhờ thiết bị vận tải Lò thượng phụ đào song song với lị thượng dùng để làm lối cho cơng nhân, đường cấp vật liệu, thiết bị gió cho khu khai thác
(15)Lò trượt đường lò nằm nghiêng, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất, dùng để thả khoáng sản vật liệu cách tự chảy
Họng sáo đường lò nằm nghiêng theo vỉa, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất, thường đào ngược chiều dốc, nối thông lò dọc vỉa với Họng sáo dùng để thơng gió, làm lối để vận chuyển khống sản vật liệu
Các đường lò nằm ngang gồm có: lị bằng, lị xun vỉa, lị xun vỉa than, lò dọc vỉa, lò song song Thường lị khơng đào nằm ngang hồn tồn, mà chúng có độ dốc 4-5 ‰ để tiện lợi cho việc vận tải đường gng dễ nước
Lị đường lị nằm ngang, có lối thơng trực tiếp mặt đất, có cơng dụng giếng đứng giếng nghiêng Cũng theo cơng dụng lị phân biệt thành lị lị phụ
Lò xuyên vỉa đường lò nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất, thường đào thẳng góc chéo góc với phương vỉa, có tác dụng nối thơng giếng đứng, giếng nghiêng… với vỉa than, liên hệ vỉa than cụm vỉa với Theo cơng dụng người ta phân biệt lị xun vỉa vận tải lị xun vỉa thơng gió
Lị xun vỉa than đường lị nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất, thường đào vỉa than dày, dùng để liên hệ trụ với vách vỉa
Lò dọc vỉa đường lị nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất, thường đào theo phương vỉa Theo cơng dụng, cần phân biệt lị dọc vỉa vận tải lị dọc vỉa thơng gió Lị dọc vỉa đào theo vỉa than, đào đá trụ, song song với phương vỉa Loại lò dọc vỉa thứ hai gọi lò dọc vỉa đá
Lò song song đường lò nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp mặt đất, đào vỉa than, song song gần với lò dọc vỉa vận tải hay lò dọc vỉa thơng gió với mục đích phụ trợ cho chúng
Ngồi đường lị kể trên, có số đường lị khác khơng thể ghép riêng vào nhóm đường lị nào, thí dụ lị nối, lị cắt lò chợ
Lò nối đường lò nằm ngang nghiêng, đào để nối thông cặp đường lò song song với (các cặp giếng nghiêng, lò thượng, lò hạ, lò dọc vỉa…) nhằm mục đích thơng gió thuận lợi q trình đào chúng
Lò cắt đường lò nằm nghiêng ngang, đào theo vỉa than, nối thơng lị dọc vỉa vận tải lị dọc vỉa thơng gió với song song với chúng Lò cắt tiền thân lị khai thác
(16)thì gọi lị chợ Tùy trường hợp cụ thể lị chợ nằm nghiêng theo chiều dốc vỉa, nằm ngang theo phương vỉa, nằm chéo góc với phng va
Trong mỏ hầm lò có số công trình ngầm khác không thuộc khái niệm "đường lò" Đó là: buồng, hầm, trạm, kho, sân ga, s©n giÕng
Buồng, hầm cơng trình ngầm có chiều dài tương đối khơng lớn so với kích thước mặt cắt ngang chúng dùng để lắp đặt máy móc, thiết bị, bảo quản loại vật liệu phục vụ nhu cầu khác
Phần lớn buồng, hầm bố trí gần giếng mỏ Tên gọi chúng thường phù hợp với cơng dụng, thí dụ như: buồng đợi xe, trạm y tế, hầm máy bơm, buồng tời, trạm điện, kho thuốc nổ v.v…
Sân ga cơng trình ngầm xây dựng khu vực đường lò nằm ngang cắt qua đường lò nằm nghiêng với mục đích vận tải, phổ biến lị dọc vỉa cắt qua lò thượng hay lò hạ
Sân giếng tập hợp đường lò buồng, hầm gần giếng đứng giếng nghiêng, có vai trị nối thơng giếng với đường lị vận tải thơng gió nhằm phục vụ hoạt động mỏ hầm lò
2.3 Các bước hoạt động mỏ hầm lị
Các cơng tác khấu khoáng sản đá mỏ, đào chống giữ đường lị gọi cơng tác mỏ
Trong mỏ than quặng hầm lò, thứ tự thực cơng tác mỏ gồm ba bước chính: mở vỉa ruộng mỏ, chuẩn bị ruộng mỏ khai thác khoáng sản
Mở vỉa ruộng mỏ việc đào chống giữ tập hợp cơng trình hầm lị, tạo lối thơng từ mặt đất tới khống sàng phần nó, đảm bảo khả đào đường lò chuẩn bị
Các đường lò dùng để mở vỉa cho ruộng mỏ gọi đường lị mở vỉa Chi phí đào chúng tính vào vốn kiến thiết xí nghiệp mỏ
Chuẩn bị ruộng mỏ thứ tự đào đường lị sau mở vỉa để hình thành khu khai thác Các đường lò gọi đường lị chuẩn bị
Khai thác khống sản công tác tiến hành nhằm trực tiếp lấy khoáng sản với số lượng lớn liên tục
Để đảm bảo tính liên tục cơng tác khai thác, ngồi đường lị vận tải thơng gió khu khai thác thường phải đào thêm đường lò phụ trợ vỉa than thân quặng Những đường lò phụ trợ có thời gian phục vụ ngắn chúng gọi đường lò chuẩn bị
(17)Mỏ hầm lò đơn vị sản xuất-kinh doanh độc lập, thực khai thác khống sản có ích phương pháp hầm lị vận chuyển trực tiếp tới hộ tiêu dùng tới xí nghiệp tuyển khoáng trung tâm
Trong khái niệm mỏ hầm lị phải kể cơng trình mặt đất tập hợp cơng trình hầm lị phạm vi ruộng mỏ
(18)Chương
công tác khoan nổ mìn mỏ than hầm lò
Vic khai thỏc cỏc khoỏng sn rắn thường liền với việc tách phá khoáng sản đá mỏ khỏi khối nguyên đập vụn chúng để dễ dàng xúc bốc vận chuyển Trong nhiều trường hợp, công đoạn kể thực nhờ cơng tác khoan nổ mìn
Cơng tác khoan nổ mìn riêng đường lị tiến hành tuân theo tài liệu kỹ thuật đặc biệt, hộ chiếu khoan nổ mìn thiết kế riêng cho đường lị
Bản chất phương pháp khoan nổ mìn gương lị người ta khoan lỗ khoan nhỏ, có độ sâu tới m đường kính 40-75 mm, sau nạp thỏi thuốc nổ, gây nổ
Sau nạp thuốc nổ, khoảng trống cịn lại lỗ mìn, kể từ khối thuốc nổ đến miệng lỗ mìn, chất kín vật liệu trơ, nút lỗ mìn "Trơ" có nghĩa khơng có khả bắt cháy xuất nhiệt độ cao trình nổ mìn Nút lỗ mìn thường cát pha lẫn bột đất sét
Sau nổ mìn, chất nổ chuyển tức thời thành chất khí với khối lượng lớn dãn nở mãnh liệt tác động nhiệt độ cao, tạo thành cơng học tách phá khống sản đá khỏi khối nguyên làm vụn chúng
Ngồi lỗ mìn nhỏ, mỏ quặng hầm lị cịn sử dụng lỗ mìn lớn có chiều sâu đạt tới vài chục mét đường kính lớn tới vài trăm milimét Trong phạm vi chương xem xét phương pháp nổ lỗ mìn nhỏ
3.1 Máy dụng cụ để khoan l mỡn nh
Để khoan lỗ mìn nhỏ sử dụng máy khoan xoay, xoay-đập đập-quay
Dng c khoan cỏc l mỡn nhỏ chng khoan Trên hình cho thấy chng khoan xoay khoan xoay-đập Chng khoan gồm có: mũi khoan 1, thân chng 2, chng Chng để khoan xoay-đập cịn có ắc để giới hạn độ dài chng lỗ thơng dọc thân chng để dẫn nước khí nén vào đáy l khoan nhm ly phoi
Hình Choòng khoan xoay (a) khoan xoay-đập (b)
a b
1 2 3
(19)Khi khoan xoay, đá đáy lỗ khoan bị phá hủy cạnh cắt mũi khoan bị đẩy khỏi lỗ khoan rãnh xoắn thân choòng
Để khoan lỗ mìn nhỏ than đá mềm yếu sử dụng máy khoan điện cầm tay (hình 10)
Để khoan lỗ mìn đá có độ kiên cố trung bình thường sử dụng giá khoan điện (hình 11)
Để gắn máy khoan điện vào giá khoan sử dụng khung đỡ máy khoan (hình 12)
Giá khoan dựng kích vào đường lị Dùng khung đỡ máy khoan, lắp chúng bulông vào thành loại mỏy xỳc bc
Hình 10
Các máy khoan điện cầm tay
Hình 11 Giá khoan điện 1- máy khoan điện;
2- giỏ kiu kớch ống lồng; 3- cần điều khiển;
4- trục máy khoan
Hình 12
Khung đỡ máy khoan điện
4 1
(20)Trên hình 13 thể hai loại mũi khoan xoay dùng cho máy khoan điện
Để khoan lỗ mìn đá có độ kiên cố từ trung bình trở lên cần sử dụng loại búa khoan khí nén, hoạt động theo nguyên tắc đập-quay
Búa khoan khí nén cầm tay (hình 14) chế tạo theo nhiều cỡ khác nhau, có trọng lượng từ 10 đến 40 kg Trong khoan, thợ khoan dùng tay để giữ búa dùng giá đỡ búa hoạt động khí nén Búa khoan cầm tay dùng để khoan lỗ mìn nằm ngang nghiêng Để khoan lỗ mìn thẳng đứng dốc lên với góc lớn, phải sử dụng búa khoan kiểu ống lồng
Phụ thuộc vào cấu tạo độ kiên cố đá gương lò, cấu tạo mũi khoan đập-quay đa dạng (hình 15)
Để tăng suất lao động cho cơng tác khoan lỗ mìn, đào lị nên sử dụng xe khoan tự hành, hoạt động theo ngun tắc xoay-đập (hình 16)
H×nh 14
Búa khoan hoạt động khí nén
H×nh 15
Các dạng mũi khoan đập-quay
Hình 13 Mũi khoan điện a- để khoan than; b- để khoan đá