Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học Mỏ - địa chất TRầN XUÂN HIếU NGHIÊN CứU, XáC ĐịNH CÔNG SUấT HợP Lý CHO PHầN HầM Lò CÔNG TY Cổ PHầN THAN NúI BéO VINACOMIN luận văn thạc sĩ kỹ thuật hà nội - 2013 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học Mỏ - địa chất - - TRầN XUÂN HIếU NGHIÊN CứU, XáC ĐịNH CÔNG SUấT HợP Lý CHO PHầN HầM Lò CÔNG TY Cổ PHầN THAN NúI BéO VINACOMIN Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mà số: 60.53.05 luận văn thạc sĩ kü tht Ngêi híng dÉn khoa häc GS.TSKH L£ NH¦ HïNG Hµ Néi - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn GS.TSKH Lê Như Hùng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, đảm bảo khách quan, khoa học Các tài liệu tham khảo có nguồn gốc xuất sứ rõ ràng, luận điểm kết nghiên cứu chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2013 Tác giả luận văn Trần Xuân Hiếu MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU Chương 1: Đánh giá trạng khai thác lộ thiên kế hoạch khai thác hầm lị Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin 1.1 Tổng quan điều kiện địa chất 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm địa chất mỏ 1.2 Hiện trạng khai thác mỏ than Núi Béo 27 1.3 Kế hoạch khai thác hầm lò mỏ than Núi Béo 28 1.4 Nhận xét 28 Chương 2: Các yếu tố địa chất mỏ công nghệ ảnh hưởng đến lựa 29 chọn công suất mỏ nghiên cứu, lựa chọn phương án mở vỉa, chuẩn bị cho phần hầm lị Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin 2.1 Các yếu tố địa chất mỏ công nghệ ảnh hưởng đến lựa chọn 29 công suất phần hầm lị Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin 2.1.1 Yếu tố địa hình 29 2.1.2 Các yếu tố địa chất mỏ 29 2.1.3 Các điều kiện kỹ thuật công nghệ 37 2.1.4 Các điều kiện kinh tế tổ chức 40 2.1.5 Các yếu tố kỹ thuật khác 41 2.2 Nghiên cứu, lựa chọn phương án mở vỉa chẩn bị cho phần 41 hầm lị Cơng ty Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin 2.2.1 Lựa chọn mặt sân công nghiệp 41 2.2.2 Lựa chọn vị trí mặt cửa giếng 42 2.3 Các phương án mở vỉa chuẩn bị 46 2.3.1 Lựa chọn mức mở vỉa mỏ hầm lò Núi Béo 46 2.3.2 Lựa chọn phương án mở vỉa chuẩn bị 47 2.3.3 Phương án 1: Mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cặp giếng đứng 48 kết hợp lò xuyên vỉa mức 2.3.4 Phương án 2: Mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cặp giếng 51 nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa mức 2.4 Lựa chọn công nghệ khai thác cho mỏ 59 2.4.1 So sánh mặt kỹ thuật phương án mở vỉa 79 2.4.2 So sánh mặt kinh tế phương án mở vỉa 80 2.4.3 Nhận xét 83 Chương 3: Lựa chọn công suất hợp lý đánh giá khả đảm bảo 85 công suất cho phần hầm lị Cơng ty Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin 3.1 Lựa chọn công suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cơng ty Cổ 85 phần Than Núi Béo – Vinacomin 3.1.1 Công suất mỏ 85 3.1.2 Tuổi thọ mỏ 90 3.2 Đánh giá khả đảm bảo cơng suất cho phần hầm lị Công ty 91 Công ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin KẾT LUẬN 95 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Bảng tổng hợp lưu lượng nước chảy vào mỏ theo mức khai thác Bảng 1.2 Những tiêu loại đá có mỏ Bảng 1.3 Bảng tổng hợp tính chất học đá vách, trụ vải than Bảng 1.4 Bảng đặc điểm cấu tạo vỉa than 11 Bảng 1.5 Bảng tổng hợp đặc điểm chất lượng vải than 12 Bảng 1.6 Bảng hàm lượng chất khí chủ yếu 12 Bảng 1.7 Bảng tổng trữ lượng địa chất phân theo cấp trữ lượng 13 Bảng 1.8 Bảng tổng hợp trữ lượng phân theo chiều dày 14 Bảng 1.9 Bảng tổng hợp trữ lượng phân theo góc dốc 14 Bảng 1.10 Bảng trữ lượng địa chất huy động trữ lượng công nghiệp 14 Bảng 2.1 Bảng phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển 35 Bảng 2.2 Bảng phân loại đá trụ vỉa (nền lò chợ) 35 Bảng 2.3 Áp lực mỏ tác dụng lên vách trực tiếp 38 Bảng 2.4 Giá trị thực tế sản xuất điều khiển áp lực 38 Bảng 2.5 Trữ lượng địa chất huy động khai thác toàn mỏ 60 Bảng 2.6 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác 63 Bảng 2.7 So sánh mặt kỹ thuật hai phương án mở vỉa 79 Bảng 2.8 Chi phí đào lị phương án 80 Bảng 2.9 Chi phí bảo vệ đường lị phương án 80 Bảng 2.10 Chi phí vận tải phương án 81 Bảng 2.11 Tổng chi phí phương án 81 Bảng 2.12 Chi phí đào lị phương án 81 Bảng 2.13 Chi phí bảo vệ đường lị phương án 82 Bảng 2.14 Chi phí vận tải phương án 82 Bảng 2.15 Tổng chi phí phương án 83 Bảng 2.16 So sánh mặt kinh tế hai phương án mở vỉa 84 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 13 20 Hình 1.2 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 11 21 Hình 1.3 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 10 22 Hình 1.4 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 23 Hình 1.5 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 24 Hình 1.6 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 25 Hình 1.7 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 26 Hình 2.1 Mặt sân cơng nghiệp vị trí số 44 Hình 2.2 Mặt sân cơng nghiệp vị trí số 45 Hình 2.3 Bình đồ mở vỉa mức -140 phương án 55 Hình 2.4 Bình đồ mở vỉa mức -350 phương án 56 Hình 2.5 Bình đồ mở vỉa mức -140 phương án 57 Hình 2.6 Bình đồ mở vỉa mức -350 phương án 58 Hình 2.7 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lị chợ giới hóa 66 đồng bộ, hạ trần thu hồi than ≤ 250 Hình 2.8 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lị chợ giới hóa 67 đồng bộ, khấu hết vỉa 250 ≤ ≤ 600 Hình 2.9 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ giá khung 68 thủy lực di động, hạ trần thu hồi than Hình 2.10 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ giá khung 69 thủy lực di động, khấu hết vỉa Hình 2.11 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ chống giữ 70 cột thủy lực đơn Hình 2.12 Hệ thống khai thác lò chợ chia lớp ngang nghiêng, chống giữ 71 giá thủy lực di động Hình 2.13 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lị chợ giới hóa đồng kết hợp chèn lị 72 Hình 2.14 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ chống giữ 73 giá thủy lực di động kết hợp chèn lị Hình 2.15 Sơ đồ đường lị chuẩn bị vỉa 11 74 Hình 2.16 Sơ đồ đường lị chuẩn bị vỉa 10 75 Hình 2.17 Sơ đồ đường lị chuẩn bị vỉa 76 Hình 2.18 Sơ đồ đường lị chuẩn bị vỉa 77 Hình 2.19 Sơ đồ đường lị chuẩn bị vỉa 78 Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp đường lị đạt cơng suất thiết kế phương án (1,5 triệu tấn) Sơ đồ tổng hợp đường lị đạt cơng suất thiết kế phương án (2 triệu tấn) 87 Hình 3.2 89 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Mỏ than Núi Béo thuộc khoáng sàng than Hà Lầm - Hạ Long, Công ty Cổ phần than Núi Béo - Vinacomin quản lý, bảo vệ tổ chức thăm dò, khai thác Hiện nay, mỏ tổ chức khai thác phương pháp lộ thiên với công suất khoảng 4,6 triệu tấn/năm hai công trường, công trường vỉa 14 khai thác đến mức -135, kết thúc khai thác năm 2013; công trường vỉa 11, vỉa 13 cánh Tây khai thác đến mức -135, kết thúc khai thác năm 2016 Sau kết thúc khai thác lộ thiên, phần tài nguyên lại tổ chức khai thác phương pháp hầm lò Trên sở chiến lược phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2015, định hướng đến năm 2025 Chính phủ phê duyệt định số 89/2008/QĐ-TTg, nhằm đáp ứng nhu cầu than thời gian tới ngành công nghiệp, đòi hỏi ngành Than phải xây dựng số mỏ hầm lị mới, có mỏ than hầm lị Núi Béo Vì việc “Nghiên cứu, xác định cơng suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ Phần than Núi béo Vinacomin.” vấn đề thực tiễn mang tính cấp thiết Mục tiêu đề tài Xác định công suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ Phần than Núi béo - Vinacomin Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ than hầm lò Núi Béo Trên sở xác định cơng suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ Phần than Núi béo - Vinacomin Phạm vi nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng khai thác lộ thiên kế hoạch khai thác hầm lị Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin - Nghiên cứu yếu tố địa chất mỏ công nghệ ảnh hưởng đến lựa chọn công suất mỏ lựa chọn phương án mở vỉa, chuẩn bị cho phần hầm lị Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin - Lựa chọn công suất hợp lý đánh giá khả đảm bảo công suất cho phần hầm lị Cơng ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin Phương pháp nghiên cứu Sử dụng tổng hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thu thập tài liệu - Phương pháp khảo sát điều kiện địa chất - Phương pháp định tính, định lượng - Phương pháp thống kê, phân tích Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn - Ý nghĩa khoa học: Xác định công suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ Phần than Núi béo - Vinacomin - Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp mở vỉa chuẩn bị cho mỏ than hầm lị Núi Béo từ đánh giá khả đảm bảo công suất thiết kế cho mỏ than hầm lò Núi Béo đáp ứng nhu cầu lớn than thời gian tới ngành công nghiệp Cấu trúc luận văn: Luận văn gồm phần mở đầu, chương, phần kết luận trình bày 109 trang với 28 hình 26 bảng: Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa Mỏ, tập thể Thầy giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò đặc biệt Thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH Lê Như Hùng giành nhiều thời gian, cơng sức hướng dẫn cho học viên hồn thành luận văn Một lần xin chân thành cám ơn ban lãnh đạo Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, phòng Tư vấn Đầu tư bạn đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi suốt trình tơi thực luận văn 84 - Tác giả luận văn sử dụng đơn giá đào lò giếng đứng tư vấn nước ngồi, trình độ kỹ thuật nước chưa thi cơng phương án có giá trị mặt kinh tế lớn phương án ( 107,6% 100%) Hiện nước ( Tập đồn Cơng nghiệp than - Khống sản Việt Nam) phối hợp với chuyên gia nước đào tạo cán bộ, cơng nhân viên Tập đồn thi cơng giếng đứng, việc thi cơng giếng đứng nước dễ dàng hơn, chi phí đào giếng giảm Trong tương lai mỏ lộ thiên kết thúc, để khai thác phần tài nguyên sâu đáy mỏ lộ thiên việc mở vỉa mỏ giếng đứng hợp lý Chính lý trên, tác giả luận văn kiến nghị lựa chọn phương án để mở vỉa cho mỏ hầm lò Núi Béo: “Mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cặp giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa mức” 85 CHƯƠNG LỰA CHỌN CÔNG SUẤT HỢP LÝ VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐẢM BẢO CƠNG SUẤT CHO PHẦN HẦM LỊ CƠNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO - VINACOMIN 3.1 LỰA CHỌN CƠNG SUẤT HỢP LÝ CHO PHẦN HẦM LỊ CƠNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO – VINACOMIN 3.1.1 Công suất mỏ Qua xem xét cho thấy vỉa than khai trường thiết kế có đặc điểm sau: - Về điều kiện tài nguyên: 48% trữ lượng huy động có khả áp dụng cơng nghệ khai thác giới hố đồng bộ; 52% áp dụng cơng nghệ khai thác bán giới, khấu than khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ giá khung thuỷ lực cột thuỷ lực đơn - Về đặc điểm vỉa than: chiều dày vỉa lớn 3,5 m chiếm 88,6% góc dốc vỉa nhỏ 25o chiếm 76,2% trữ lượng huy động Trữ lượng huy động có điều kiện chiều dày phù hợp cho khai thác hạ trần thu hồi than 33,0 triệu chiếm 48% so với trữ lượng huy động toàn mỏ (68,5 triệu tấn) chiếm 79% so với trữ lượng huy động khu vực khai thác công nghệ phá hoả (41 triệu tấn) - Khai trường mỏ có cấu tạo lịng chảo, vị trí cặp giếng đứng khai thơng bố trí gần trung tâm, khu khai thác xung quanh gần giếng bố trí khai thác nằm khu vực khai thác công nghệ phá hoả nên thuận lợi cho việc đầu tư khai thác đạt cơng suất thiết kế mỏ Cịn phần than khai thác cơng nghệ chèn lị (khó khăn) phân bố xa cặp giếng đứng đầu tư khai thác trì cơng suất thiết kế mỏ Việc lựa chọn mỏ có cơng suất thiết kế phù hợp cho lò giếng đứng đầu tư kỹ thuật tiên tiến, đồng từ lò đến mặt để đạt hiệu cần xem xét lựa chọn Từ đặc điểm khai trường mỏ, luận văn đưa hai phương án công suất mỏ sau: * Phương án 1: Công suất thiết kế 1,5 triệu tấn/năm 86 Để đạt công suất thiết kế 1,5 triệu tấn/năm, diện khai thác bố trí 03 khu khai thác (1, 4) vỉa 11 (trên cùng) với 04 lò chợ (02 lị chợ giới hố đồng 02 lò chợ chống giá khung di động) sau: - Khu 1: 01 lò chợ giá khung di động hạ trần thu hồi than nóc, cơng suất thiết kế 250.000 tấn/năm - Khu 2: 02 lị chợ giới hố đồng 01 lị chợ giới hố đồng Vinaalta hạ trần thu hồi than khai thác vỉa có góc dốc < 25, cơng suất thiết kế 600.000 tấn/năm 01 lị chợ giới hố đồng MVPS 3000 khấu toàn chiều dày vỉa, khai thác vỉa có góc dốc < 60, cơng suất thiết kế 400.000 tấn/năm - Khu 4: 01 lò chợ giá khung di động khấu tồn chiều dày vỉa, cơng suất thiết kế 200.000 tấn/năm 87 101 410200 722000 410400 410600 722500 410800 411000 411200 723000 411400 411600 723500 411800 412000 414000 724000 (-1 30) 20 000 20 000 b¶ng ký hiệu quy ƯớC Thượng vận tải trung tâm -225 -:- -125 khu V11 Thượng mở lò chợ 21103; L=120m Lò nối liên lạc; L=15m tt Thượng vận tải, thông gió trung tâm -225 -:- -125 khu V11 Lò vòng thông gió lò chợ 11101, L= 55m ký hiệu tên gọi Giếng đứng; giếng nghiêng; thượng đá đạt CSTK T hượng đá trì sản xuất Lò đá đạt CSTK Lò đá trì sản xuất Lò than đạt CSTK 21103 Lò dọc vỉa than vận tải lò chợ 21103 Lò than trì sản xuất CGH: MVPS 3200 T hượng than đạt CSTK 400.000 T/năm 19 800 T hượng than trì sản xuất Lò dọc vỉa than thông gió lò chợ 21103 Lò dọc vỉa than vận tải -225 lò chợ 11101; L=405m || X X Ranh giới kết thúc khai thác lộ thiên mặt 11 XX XX Ranh giới bờ moong lộ thiên vỉa 11 ĐLT -135/V14 V 13 14 V Ranh giới đáy moong lộ thiên vỉa 14, 11 V Ranh giới đổ thải lộ thiên vỉa 11, 13 BV Ranh giới trụ bảo vệ Cửa giếng đứng đạt công suất thiết kế 15 16 2320 000 Cửa giếng nghiêng đạt công suất thiết kế Hư ớng tiến gương lò chợ 17 Thượng mở lò chợ 11101 = 15 , L = 100m Lò dọc vỉa than thông gió -200 lò chợ 11101; L=405m 18 Tên lò chợ theo khu, vỉa 111 01 19 19 600 Màu đường lò vỉa 11 20 Thượng vËn t¶i -210 -:- -205 19 800 Ranh giíi khai trường thiết kế 10 12 (-2 25) || Màu đường lò vỉa 10 19 2320 600 000 21 Màu đường lò vỉa 22 Màu đường lò vỉa 23 Màu đường lò mứ c -140 (đường gió sạch) (-2 20,0) 11101 CTC: GK (HT) 250.000 T/năm Thượng mở lò chỵ 21102 = 3° , L = 120m (-1 30) (-125 ) (-21 0,0) Lò nghiêng vận tải -175 -:- -160 V11 (đoạn qua phay) = 5.5 , L = 30m 24 Màu đường lò mức -140 (đường gió bẩn) 25 Màu đường lò mức -350 26 Màu đường lò khai thác công nghệ chèn lò (-24 0,0) (-205 ,0) BảNG tọa độ cửa lò giếng 21102 Lò nghiêng vận tải -175 -:- -160 V11 (đoạn ®¸) = 5.5° , L = 120m CGH: AL-VN 3200 600.000 T/năm tt tên gọi x y Độ cao, z GiÕng ®øng chÝnh 19.016 410.851 +35,0 445 6,0 GiÕng ®øng phơ 19.005 410.782 +35,0 405 6,0 ChiỊu dài, m Đường kính, m (-175 ) 19 400 Lò nối vận tải khu khu V11; L=115m Bản vẽ thành lập sở: Sơ đồ đường lò khai thông mức -140; -350 sơ đồ đường lò chuẩn bị vỉa 11 Lưới ô vuông 18600/410200 (màu đen) lưới toạ độ HN-1972, kinh tun trơc 108 ° Líi « v u«ng 2319000/722000 (màu xanh) lưới toạ độ VN-2000, kinh tuyến trục 105 ° , mói chiÕu ° KÝch thíc ghi vẽ tính mét Thượng vận tải chÝnh -310 -:- -250/V10 (-14 0) S©n ga møc -350 19 200 Lò dọc vỉa than thông gió -125 lò chợ 21102; L=375m (-1 40) 19 200 Sân ga mức -140 BUN KE NHËN THAN -350-:- -310 Lß däc vØa than vận tải -125 lò chợ 21102; L=365m (-1 25) Lò nghiêng thông gió -175 -:- -160 V11 (đoạn qua phay) Lò vòng thông gió khu khu V11, L= 55m 2319 500 19 400 GHI CHó: Thỵng dÉn giã -140 -:- -150 khu vµ khu V11 = 5.5° , L = 30m GiÕng ®øng +30 -:- -410 (-125) (-1 25) Lò nghiêng thông gió -175 -:- -160 V11 (đoạn đá) = 5.5° , L = 120m GiÕng ®øng phơ +30 -:- -370 2319 500 Lò nối thông gió khu V11; L=20m 19 000 19 000 -35 ,0 -35 ,0 -33 8,0 41101 CTC: GK 200.000 T/năm 18 800 18 800 Lò xuyên vỉa vận tải -350; L=60m Lò dọc vØa than th«ng giã -35 -:- -10 khu V11; L=80m Thượng mở lò chợ 41101 Lò dọc vỉa than vËn t¶i -35 -:- -10 khu V11; L=70m = 10° , L = 110m 2319 000 Lß däc vỉa than vận tải -50 -:- -25 lò chợ 41101; L=510m Thượng thông gió trung tâm -10 -:- -5 khu V11 18 600 18 2319 600 000 Lß däc vỉa than thông gió -30 -:- -5 lò chợ 41101; L=515m Thượng vận tải trung tâm -10 -:- -25 khu V11 = 17,5°; L = 100m = 17,5°; L = 100m 410200 722000 410400 410600 722500 410800 411000 411200 723000 411400 411600 723500 411800 412000 412200 Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp đường lị đạt cơng suất thiết kế phương án ( 1,5 triệu tấn/năm) 88 * Phương án 2: công suất thiết kế 2,0 triệu tấn/năm Để đạt công suất thiết kế 2,0 triệu tấn/năm, diện khai thác bố trí 03 khu khai thác (1, 4) vỉa 11 (trên cùng) với 06 lò chợ (02 lò chợ giới hố đồng 04 lị chợ chống giá khung di động) Trên sở đường lò chuẩn bị (thượng vận tải, thượng thơng gió khu khai thác) chuẩn bị phương án Tại khu khu xây dựng thêm 02 lò chợ chống giá khung di động (tổng cộng có 04 lị chợ chống giá khung di động khu khu 4) đồng thời khai thác, khu chuẩn bị giống phương án cụ thể sau: - Khu 1: 02 lò chợ giá khung di động hạ trần thu hồi than nóc, cơng suất thiết kế (250.000)x2 tấn/năm - Khu 2: 02 lò chợ giới hố đồng 01 lị chợ giới hố đồng Vinaalta hạ trần thu hồi than khai thác vỉa có góc dốc < 25, cơng suất thiết kế 600.000 tấn/năm 01 lò chợ giới hố đồng MVPS 3000 khấu tồn chiều dày vỉa, khai thác vỉa có góc dốc < 60, cơng suất thiết kế 400.000 tấn/năm - Khu 4: 02 lò chợ giá khung di động khấu toàn chiều dày vỉa, công suất thiết kế (200.000)x2 tấn/năm 89 101 410200 722000 410400 410600 722500 410800 411000 411200 723000 411400 411600 723500 411800 412000 414000 724000 (-130) 20 000 b¶ng ký hiệu quy ƯớC Thượng vận tải trung tâm -225 -:- -125 khu V11 20 000 Thượng mở lò chợ 21103; L=120m Lò nối liên lạc; L=15m ký hiệu tt Thượng vận tải, thông gió trung tâm -225 -:- -125 khu V11 Lò vòng thông gió lò chợ 11101, L= 55m tên gọi Giếng đứng; giếng nghiêng; thượng đá đạt CSTK T hượng đá trì sản xuất Lò đá đạt CSTK 21103 Lò dọc vỉa than vận tải lò chợ 21103 Lò đá trì sản xuất CGH: MVPS 3200 Lò than đạt CSTK Lò tr ong than t rì sản xuất T hượng than đạt CSTK 400.000 T/năm 19 800 T hượng than trì sản xuất Lò dọc vỉa than vận tải -250 lò chợ 11102; L=475m Lò dọc vỉa than thông gió lò chợ 21103 Lò dọc vỉa than vận tải -225 lò chợ 11101; L=405m X 11 XX V 13 14 (-2 25) Thượng mở lò chỵ 11102 = 20° , L = 100m Thỵng mở lò chợ 11101 = 15 , L = 100m Lò dọc vỉa than thông gió -200 lò chợ 11101; L=405m || Ranh giíi kÕt thóc khai th¸c lé thiên mặt XX Ranh giới bờ moong lộ thiên vỉa 11 V Ranh giới đáy moong lộ thiên vỉa 14, 11 V Ranh giới đổ thải tr ong lộ thiên vỉa 11, 13 BV Ranh giới trụ bảo vệ Cửa giếng đứng đạt công suất thiết kế 15 11102 16 CTC: G K (HT) 250.000 T/năm Cửa giếng nghiêng đạt công suất thiết kế Hướng tiến gư ơng lò chợ 17 18 19 600 Thượng vận tải -210 -:- -205 (-220,0) 11101 CTC: G K (HT) 250.000 T/năm Thượng mở lò chợ 21102 = , L = 120m ( -130) Tên lò chợ theo khu, vỉa 11101 19 Màu đường lò vỉa 11 20 Màu đường lò vỉa 10 21 Màu đường lò vỉa 22 Màu đường lò vỉa 23 Màu đường lò mức -140 (đường gió sạch) 24 Màu đường lò mức -140 (đường gió bẩn) 25 (-125) Màu đường lò khai thác công nghệ chèn lò (-240,0) (-205,0) BảNG tọa độ cửa lò giếng 21102 Lò nghiêng vận tải -175 -:- -160 V11 (đoạn đá) = 5.5 , L = 120m 19 2320 600 000 Màu đường lò mức -350 26 (-210,0) Lò nghiêng vận tải -175 -:- -160 V11 (đoạn qua phay) = 5.5 , L = 30m 19 800 Ranh giíi khai trêng thiÕt kÕ X ĐLT -135/V14 12 Lò dọc vỉa than thông gió -230 lò chợ 11102; L=465m 2320 000 || 10 CG H: AL -VN 3200 600.000 T/năm tt tên gọi x y §é cao, z GiÕng ®øng chÝnh 19.016 410.851 +35,0 445 6,0 GiÕng ®øng phơ 19.005 410.782 +35,0 405 6,0 Chiều dài, m Đường k ính, m (-175) 19 400 Lò nối vận tải khu khu V11; L=115m Thỵng dÉn giã -140 -:- -150 khu khu V11 Bản vẽ thành lập sở: Sơ đồ đường lò khai thông mức -140; -350 sơ đồ đường lò chuẩn bị vỉa 11 Lưới ô v uông 18600/410200 (màu đen) lưới toạ độ HN-1972, kinh tuyến trục 108 Lưới ô v uông 2319000/722000 (màu xanh) lưới toạ ®é VN-2000, kinh tun trơc 105 ° , mói chiÕu Kích thước ghi vẽ tính mét Thượng vận tải -310 -:- -250/V10 (-140) Sân ga mức -350 19 200 Lò dọc vỉa than thông gió -125 lò chợ 21102; L=375m (-140) 19 200 Sân ga møc -140 BUN KE NHËN THAN -350-:- -310 Lß dọc vỉa than vận tải -125 lò chợ 21102; L=365m (-125) Lò nghiêng thông gió -175 -:- -160 V11 (đoạn qua phay) = 5.5° , L = 30m Lß vòng thông gió khu khu V11, L= 55m 2319 500 GiÕng ®øng chÝnh +30 -:- -410 (-125) (-125) Lò nghiêng thông gió -175 -:- -160 V11 (đoạn đá) = 5.5 , L = 120m Giếng đứng phụ +30 -:- -370 2319 500 Lò nối thông giã khu V11; L=20m Lß däc vØa than vËn tải -75 -:- -40 lò chợ 41102; L=455m Lò dọc vỉa than thông gió -50 -:- -25 lò chợ 41102 L = 475m 19 000 19 400 GHI CHó: 19 000 -35 ,0 -35 ,0 Thượng mở lò chợ 41102 = 10° , L = 110m -3 38,0 41102 CTC: GK 200.000 T/năm 41101 CTC: GK 200.000 T/năm 18 800 18 800 Lò xuyên vỉa vận tải -350; L=60m Lò dọc vỉa than thông gió -35 -:- -10 khu V11; L=80m Thượng mở lò chợ 41101 = 10° , L = 110m 2319 000 Lß däc vØa than vËn t¶i -35 -:- -10 khu V11; L=70m Lò dọc vỉa than vận tải -50 -:- -25 lò chợ 41101; L=510m Thượng thông gió trung tâm -10 -:- -5 khu V11 18 600 18 2319 600 000 Lò dọc vỉa than thông gió -30 -:- -5 lò chợ 41101; L=515m Thượng vận tải trung tâm -10 -:- -25 khu V11 = 17,5°; L = 100m Lò vòng thông gió lò chợ 41102, L= 55m = 17,5°; L = 100m 410200 722000 410400 410600 722500 410800 411000 411200 723000 411400 411600 723500 411800 412000 412200 Hình 3.2 Sơ đồ tổng hợp đường lị đạt công suất thiết kế phương án ( triệu tấn/năm) 90 Kết khảo sát hai phương án công suất mỏ cho thấy số đặc điểm sau: Với sơ đồ đường lị khai thơng, chuẩn bị chung cho khai trường mỏ riêng cho vỉa lựa chọn việc đầu tư xây dựng số lị chợ khai thác đồng thời đạt cơng suất thiết kế 1,5 triệu tấn/năm công suất thiết kế 2,0 triệu tấn/năm phù hợp Công nghệ khai thác áp dụng cho lò chợ phù hợp với điều kiện vỉa than nói chung vỉa 11 đạt cơng suất thiết kế nói riêng Các cơng nghệ khai thác phù hợp với thực tế mà mỏ Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu áp dụng thành công (đặc biệt công nghệ khai thác giới hoá đồng hạ trần thu hồi than nóc) Số lị chợ khai thác đồng thời khu khai thác 02 lò chợ phương án khả thi mặt kỹ thuật Phương án có tuổi mỏ 40 năm (4 năm xây dựng tăng dần công suất, 30 năm đạt công suất thiết kế năm tắt dần) Phương án có tuổi mỏ 34 năm (5 năm xây dựng tăng dần công suất, 23 năm đạt công suất thiết kế năm tắt dần) Nhu cầu tiêu thụ than kinh tế Quốc dân ngày tăng đột biến từ năm 2013 trở ngành than phải nhập đảm bảo than cho ngành nước hoạt động, ngành than ngồi mỏ cũ cịn cần phải xây dựng mỏ có cơng suất lớn hợp lý với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ cho phép đảm bảo quy phạm an tồn đáp ứng than cho kinh tế quốc dân Từ đặc điểm, điều kiện cho phép, tính khả thi mặt kỹ thuật phát triển ngành để đáp ứng than cho kinh tế quốc dân đòi hỏi Luận văn lựa chọn phương án có cơng suất thiết kế 2,0 triệu tấn/năm làm cơng suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ phần than Núi Béo - Vinacomin 3.1.2 Tuổi thọ mỏ Tuổi thọ mỏ xác định sở trữ lượng công nghiệp công suất mỏ Với công suất mỏ 2,0 triệu tấn/năm, tuổi thọ khai trường 34 năm, thời gian xây dựng năm, thời gian khai thác đạt công suất thiết kế 23 năm, thời gian khai thác đến đạt công suất thiết kế tắt dần năm 91 3.2 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐẢM BẢO CƠNG SUẤT CHO PHẦN HẦM LỊ CƠNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO – VINACOMIN Để đánh giá khả đảm bảo cơng suất thiết kế phần hầm lị Công ty Cổ phần than Núi Béo - Vinacomin ta sử dụng cơng thức tính cơng suất mỏ theo A.X.Mankin Công thức xác định công suất mỏ Mankin: Am KCN (KV Kvđđ) ZCN m' k m s (1000t/năm) KCN : hệ số tính đến độ tin cậy sơ đồ công nghệ mỏ Đối với mỏ dạng “bloc” KCN = 0,85 -:- 0,95; Đối với mỏ độc lập mở giếng đứng, chuẩn bị chia khoảnh KCN = 0,8 -:0,85; Đối với mỏ độc lập mở giếng đứng, chuẩn bị chia tầng KCN = 0,7 -:0,8; Đối với mỏ độc lập mở giếng nghiêng KCN = 0,8; Đối với mỏ Hầm lò Núi Béo mỏ độc lập mở giếng đứng, chuẩn bị chia tầng KCN = 0,7 -:- 0,8; Vậy chọn KCN = 0,8 KV : hệ số tính đến ảnh hưởng số lượng vỉa than có mỏ nv số vỉa than khai thác đồng thời nvđt KV nvđđ nv nvđđ nv nv =5 (5 vỉa huy động vào khai thác V11, V10, V9, V7, V6) nvđt =1 (Giai đoạn đầu đạt công suất thiết kế huy động khai thác vỉa 11) Vậy : KV 1 1 1,34 Kvđt : hệ số tính đến ảnh hưởng sản lượng lò chợ tới sản lượng mỏ 92 Kvđđ .Alc mtb mtbi Trong : mtb : chiều dày trung bình vỉa than phạm vi mỏ, mtb = 5m mtbi : chiều dày vỉa chọn khai thác, mtbi = 5,58 (Vỉa 11 có chiều dày trung bình 5,58m) ψ : hệ số kể đến điều kiện vùng than Kva.Ktr 1 Kph Kkhí Trong : Kva : hệ số kể đến độ ổn định đá vách; - Vách yếu, không ổn định Kva = 0,06 - Vách trung bình Kva = 0,08 - Vách cứng, ổn định Kva = 0,1 Chọn Kva = 0,08 (Vách trung bình) Ktr : hệ số kể đến độ ổn định đá trụ - Khi độ cứng đá trụ f=3-:-4 => Ktr = 0,01 - Khi độ cứng đá trụ f=5-:-6 => Ktr = 0,015 - Khi độ cứng đá trụ f=7 => Ktr = 0,02 Chọn Ktr = 0,01 (Độ cứng đá trụ f=3-:-4) Kph : hệ số kể đến phá hoại địa chất vùng mỏ Kph Z ph ZCN Zph : trữ lượng than bị phá hủy, Zph = 17.431.967 ZCN : trữ lượng công nghiệp, ZCN = 78.700.740 93 K ph 17431967 0,22 78700740 Kkhí : hệ số tính đến ảnh hưởng khí độc mỏ Kkhí qCH4 XCH4 qCH4 : độ chứa khí tương đối mỏ, qCH4 =8 m3/tấn-ng.đêm (Mỏ xếp loại II) XCH4 : Độ chứa khí tự nhiên khống sàng, XCH4 = 0,98 m3/tấn Kkhí 8,16 0.98 Vậy : 0,08.0,01 8,528.105 1 0,22 8,16 Alc : sản lượng lò chợ, T/tháng Alc = llc vng mi c N , T/tháng llc : Chiều dài lò chợ, llc = 120m mi : chiều dày trung bình vỉa khai thác (vỉa 11), mv11 = 5,58m vng : tiến độ lò chợ ngày, vng =0,8m/ngày : thể trọng than, = 1,6T/m3 c : hệ số khai thác, c = 0,95 N : số ngày làm việc tháng, N = 26 ngày 94 => Alc = 120 5,58 0,8 1,6 0,95 26 = 22000T/tháng Vậy: Kvđđ 8,528.105.22000 1,29 5,58 Tổng chiều dày vỉa có mỏ, Mỏ có vỉa huy động vào trữ lượng: Vỉa 13 : 4,02m ; Vỉa 11 : 5,58m ; Vỉa 10 : 5,1m ; Vỉa : 4,56m ; Vỉa : 7,31m ; Vỉa : 2,29m m 28,86m Tổng chiều dày vỉa khai thác đông thời Trong giai đoạn đầu đến đạt công suất thiết kế khai thác đồng thời lò chợ Vỉa 11 ZCN : trữ lượng công nghệ mỏ, ZCN = 51.101.003 Ks : hệ số kể đến ảnh hưởng độ sâu khai thác mỏ H Ks 1 tr Hd m' 5,58m Htr : độ sâu giới hạn mỏ, Htr = +35 Hd : độ sâu giới hạn mỏ, Hd = -350 35 Ks 1 0,9 350 Thay hệ số tính vào cơng thức tính sản lượng mỏ G.S.A.C.Mankin ta : Am =2291 (1000t/năm) Công thức xác định sản lượng mỏ Mankin có ưu điểm đề cập yếu tố ảnh hưởng : Độ tin cậy sơ đồ công nghệ Số lượng trữ lượng vỉa than khai thác đồng thời Ảnh hưởng độ ổn định đá vách, đá trụ, phá hoại địa chất khí độc Ảnh hưởng độ sâu khai thác 95 Vậy phần Hầm lị Cơng ty Cổ Phần Than Núi Béo - Vinacomin với điều kiện địa chất công nghệ luận văn chọn hồn tồn đảm bảo cơng suất triệu tấn/năm theo thiết kế 96 KẾT LUẬN Để đảm bảo công suất thiết kế triệu tấn/năm q trình khai thác hầm lị Cơng ty Cổ Phần Than Núi Béo – Vinacomin cần có giải pháp sau: Để hạn chế ảnh hưởng nước mặt đến khai trường hầm lị phía dưới, trình đổ thải tiến hành xây dựng giếng nhỏ từ đáy moong lên mặt bằng, sau đặt bơm chìm để thực nước moong cưỡng Sau đổ đất đá thải cách mặt bãi thải 10m, tiến hành tạo mặt rải vải địa kỹ thuật GDHS có chiều dày 0,75 1,0mm để ngăn nước mưa, nước mặt ngấm xuống bãi thải Phần đất đá thải đổ bề mặt lớp vải địa kỹ thuật (10m) lu lèn chặt phủ lớp đất màu sau tiến hành trồng tạo mương rãnh thoát nước mặt Trong q trình khai thác hầm lị cần xây dựng trạm quan trắc dịch chuyển biến dạng bề mặt phục vụ công tác sản xuất hỗn hợp hầm lị lộ thiên cơng tác bảo vệ cơng trình bề mặt ảnh hưởng khai thác hầm lò Cần triển khai sớm nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác chèn lò giải pháp kỹ thuật tổng hợp khai thác bảo vệ bề mặt khai trường thành phố Hạ Long.Giải pháp quan trọng nhất: Để khai thác phần tài nguyên đáy moong lộ thiên Với phương pháp đánh gía tổng hợp trữ lượng than đặc điểm yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ, luận văn xây dựng sở liệu điều kiện trữ lượng địa chất khoáng sản với tổng trữ lượng địa chất phần hầm lị Cơng ty Cổ phần than Núi Béo 78,7 triệu tấn, trữ lượng xem xét huy động vào khai thác 51,1 triệu tấn, trữ lượng khu vực vỉa có khả giới hoá 37,0 triệu Điều kiện địa chất bản: khu vực vỉa có chiều dày đến 3,5 m, góc dốc đến 35o chiếm 7,0%; khu vực vỉa có chiều dày 3,5 m, góc dốc đến 35o chiếm 73,9%; khu vực vỉa có chiều dày đến 3,5 m, góc dốc từ 35o 55o chiếm 14,4% khu vực vỉa có chiều dày 5,0 m, góc dốc từ 35o 55o chiếm 4,7% Với điều kiện địa chất khu mỏ đủ điều kiện áp dụng cơng nghệ giới hóa đồng đảm bảo công suất thiết kế triệu tấn/năm Mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ giếng đứng hệ thống lò xuyên vỉa vận chuyển đá , đảm bảo vận tải than đất đá theo đường chiều Khi khai thác phần trữ lượng nằm cơng trình cần bảo vệ mặt bằng phương pháp chèn lò, đất đá chèn đất đá thu đào 97 lò, phần thiếu lấy từ bãi thải đá lộ thiên giải lượng đất đá thải lộ thiên vấn đề tồn khu vực Hòn Gai Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Ban lãnh đạo Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, tập thể Thầy giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò Thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH Lê Như Hùng tạo điều kiện thuận lợi giành nhiều cơng sức hướng dẫn cho học viên hồn thành luận văn 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trương Đức Dư (2003), Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ khai thác vỉa dày thoải cho số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trương Dức Dư, Phạm Văn Quân (2010), Dự án đầu tư xây dựng cơng trình khai thác hầm lị mỏ than Núi Béo, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Phùng Mạnh Đắc, Nguyễn Anh Tuấn (2004), Nghiên cứu áp dụng giới hoá khai thác vỉa dày điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công nghiệp, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Phùng Mạnh Đắc (2005), Đánh giá khả áp dụng công nghệ giới hoá khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Lê Như Hùng (1998), Cơng nghệ khai thác mỏ hầm lị, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Như Hùng (1999), Hệ thống phương pháp tính tốn thiết kế cơng nghệ khai thác hầm lò, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Như Hùng (2011), Tối ưu hóa thiết kế mỏ hầm lị, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong (2001), Mở vỉa khai thác hầm lò, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cương (1993), Cơng nghệ khai thác hầm lị, Tập I, II, III, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 10 Đoàn Văn Kiển (2008), Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ giới hóa khai thác thiết kế, chế tạo loại dàn chống tự hành phù hợp áp dụng điều kiện địa chất vỉa dày, độ dốc đến 35o vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội 11 Thái Hồng Phương (2001), Áp lực mỏ hầm lò, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 12 Đỗ Mạnh Phong (2011), Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 13 Trần Văn Thanh (2001), Cơng nghệ khai thác mỏ hầm lị, Giáo trình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội ... chọn công suất hợp lý đánh giá khả đảm bảo 85 cơng suất cho phần hầm lị Cơng ty Công ty Cổ phần Than Núi Béo – Vinacomin 3.1 Lựa chọn cơng suất hợp lý cho phần hầm lị Công ty Công ty Cổ 85 phần Than. .. tài Xác định công suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ Phần than Núi béo - Vinacomin Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ than hầm lò Núi Béo Trên sở xác định. .. ngành Than phải xây dựng số mỏ hầm lị mới, có mỏ than hầm lị Núi Béo Vì việc ? ?Nghiên cứu, xác định công suất hợp lý cho phần hầm lị Cơng ty Cổ Phần than Núi béo Vinacomin. ” vấn đề thực tiễn mang