Nghiên cứu các giải pháp khai thac hợp lý nhằm nâng cao sản lượng mỏ than khe chàm ii (lộ thiên) công ty cổ phần than tây nam đá mài vinacomin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT LƯƠNG THANH HƯNG NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO SẢN LƯỢNG MỎ THAN KHE CHÀM II (LỘ THIÊN)CÔNG TY CỔ PHẦN THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI-VINACOMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT LƯƠNG THANH HƯNG NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO SẢN LƯỢNG MỎ THAN KHE CHÀM II (LỘ THIÊN)CÔNG TY CỔ PHẦN THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI-VINACOMIN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ MÃ SỐ: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS TRẦN MẠNH XUÂN HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu tổng hợp kết nêu luận văn trung thực, khách quan chưa công bố cơng trình TÁC GIẢ Lƣơng Thanh Hƣng MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Lời cam đoan Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu CHƢƠNG 1: Hiện trạng khai thác phƣơng hƣớng phát triển mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên)-Công ty CP than Tây Nam Đá 12 Mài-Vinacomin 1.1 Vị trí địa lý đặc điểm tự nhiên 12 1.2 Lịch sử công tác nghiên cứu địa chất, thăm dò 14 1.3 Đặc điểm cấu tạo vỉa than 15 1.4 Chất lượng than 18 1.5 Trữ lượng tài nguyên than 21 1.6 Hiện trạng khai thác công nghệ, thiết bị khai thác mỏ than Khe Chàm II-Công ty CP than Tây Nam Đá Mài-Vinacomin 1.6.1 Hiện trạng đồng thiết bị Công ty CP than Tây Nam Đá MàiVinacomin 1.6.2 Hiện trạng công nghệ khai thác mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên) 26 26 28 1.7 Phương hướng phát triển Công ty CP than Tây Nam Đá Mài-Vinacomin 29 1.7.1 Tình hình chung tồn ngành 29 1.7.2 Phương hướng phát triển mỏ than Khe Chàm II 30 1.8 Đánh giá chung 31 CHƢƠNG 2: Sự ảnh hƣởng giải pháp khai thác đến 32 sản lƣợng khai thác mỏ lộ thiên 2.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến HTKT 2.1.1 Sự ảnh hưởng yếu tố tự nhiên đến thông số HTKT 2.1.2 Sự ảnh hưởng yếu tố kỹ thuật đến thông số hệ thống khai thác 2.2 Sự ảnh hưởng trình tự khai thác đến sản lượng mỏ lộ thiên 2.3 Sự ảnh hưởng tốc độ xuống sâu đến sản lượng mỏ lộ thiên 32 32 35 46 46 CHƢƠNG 3: Nghiên cứu xác định giải pháp khai thác hợp lý mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên)-Công ty CP than Tây Nam Đá 51 Mài-Vinacomin 3.1 Nghiên cứu hệ thống khai thác đồng thiết bị áp dụng hợp lý 51 3.1.1 Những đề xuất hoàn thiện thông số hệ thống khai thác 51 3.3.1.1 Quan điểm nhà khoa học 51 3.3.1.2 Nguyên lý áp dụng hệ thống khai thác theo lớp đứng 52 3.1.2 Nghiên cứu xác định phạm vi làm việc hợp lý thiết bị khai thác 55 3.1.2.1 Làm tơi đất đá khoan nổ mìn 55 3.1.2.2 Thiết bị bóc xúc 63 3.1.2.3 Cơng tác vận tải 67 3.1.3 Nghiên cứu xác định thành phần hợp lý hệ thống khai thác 69 3.1.3.1 Nguyên tắc chọn đồng thiết bị khai thác mỏ 69 3.1.3.2 Lựa chọn đồng thiết bị mỏ than lộ thiên lớn 70 3.1.3.3 Tính tốn lựa chọn thông số hệ thống khai thác phù hợp với đồng thiết bị công suất lớn mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên) 77 3.2 Nghiên cứu trình tự khai thác hợp lý 81 3.2.1 Cơ sở nguyên tắc chung 81 3.2.1 Trình tự khai thác mỏ có ảnh hưởng đến mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) 82 3.2.3 Nghiên cứu trình tự khai thác hợp lý mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) 82 3.3 Nghiên cứu xác định tốc độ xuống sâu đáy mỏ hợp lý 84 3.3.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ 84 3.3.1.1 Ảnh hưởng chiều cao tầng đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ 85 3.3.1.2 Ảnh hưởng chiều dài blốc máy xúc đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ 3.3.1.3 Ảnh hưởng chiều rộng mặt tầng công tác Bmin tới tốc độ xuống sâu đáy mỏ 3.3.1.4 Ảnh hưởng suất máy xúc đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ 86 88 88 3.3.2 Tính tốn lựa chọn tốc độ xuống sâu hợp lý cho mỏ Khe Chàm II (lộ thiên)-Công ty CP than Tây Nam Đá Mài- 90 Vinacomin 3.3.2.1 Lựa chọn thông số hệ thống khai thác nhằm tăng tốc độ xuống sâu hợp lý cho mỏ Khe Chàm Chàm II (lộ thiên) 3.3.2.2 Tính tốn tốc độ xuống sâu hợp lý cho mỏ Khe Chàm Chàm II (lộ thiên) 90 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CP: cổ phần TDSB: thăm dò sơ TDTM: thăm dò tỉ mỉ ĐBTB: Đồng thiết bị HĐQT: hội đồng quản trị HTKT: hệ thống khai thác MXTLGN: máy xúc thủy lực gày ngược VINACOMIN: Tập đồn Cơng nghiệp Than-Khống Sản Việt Nam DANH MỤC CÁC BẢNG TRANG Bảng 1-1: Bảng tọa độ ranh giới mỏ lộ thiên Khe Chàm II (Theo định số: 833/QĐHĐTV) Bảng 1-2: Bảng thống kê đặc tính vỉa than khu mỏ Khe Chàm II Bảng 1-3 : Bảng tổng hợp thông số cấu tạo vỉa than khu mỏ Khe Chàm II 12 17 18 Bảng 1-4: Tổng hợp thông số chiều dày tỷ lệ % vỉa 18 Bảng 1-5:Bảng tổng tiêu chủ yếu chất lượng vỉa than 20 Bảng 1-6: Tổng hợp kết tính tài nguyên trữ lượng khu mỏ Khe Chàm II Bảng 1-7: Tổng hợp TL-TN ranh giới khai trường mỏ than Khe Chàm II (theo cấp) Bảng 1-8: Tổng hợp TL ranh giới khai trường mỏ Khe Chàm II (theo cấp) Bảng 1-9: Bảng tổng hợp TL ranh giới khai trường mỏ Khe Chàm II (theo tầng) 24 24 25 25 Bảng 1-10 Sản lượng mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) 31 Bảng 2-1: Chiều rộng đống đá phụ thuộc vào chiều cao tầng 39 Bảng 2-2: Chiều rộng đống đá phụ thuộc vào chiều rộng dải khấu 40 Bảng 2-3: Chiều rộng dải khấu phụ thuộc vào bán kính xúc máy xúc 40 Bảng 2-4: Chiều dài tuyến công tác hợp lý với chiều sâu mỏ 42 Bảng 2-5: Chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào dung tích máy xúc 43 Bảng 3-1: Quan hệ đường kính lỗ khoan theo độ tạo khối 55 Bảng 3-2: Sự phối hợp hợp lý kiểu máy xúc máy khoan Bảng 3-3: Sự phối hợp hợp lý kiểu máy xúc máy khoan theo mức độ phân cấp đất đá Bảng 3-4: Lựa chọn máy khoan theo yếu tố kỹ thuật máy khoan 56 57 59 Bảng 3-5: Bảng thông số kỹ thuật máy khoan DML 61 Bảng 3-6: Bảng thông số kỹ thuật MXTLGN Komatsu PC-1250-8R 66 Bảng 3-7: Dung tích gàu xúc hợp lý với thơng số tuyến công tác Bảng 3-8: Quan hệ tỷ lệ Vo/E hợp lý với dung tích gàu xúc Bảng 3-9: Giá trị Vo qo ô tô với dung tích gàu xúc theo cự ly vận tải 72 73 74 Bảng 3-10: Đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào chiều cao tầng 75 Bảng 3-11: Đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào dung tích gàu xúc 76 Bảng 3-12: Chiều cao tầng phụ thuộc vào đường kính lỗ khoan 78 Bảng 3-13: Chiều rộng dải khấu theo điều kiện nổ mìn 79 Bảng 3-14: Bmin phụ thuộc chiều rộng đống đá nổ mìn dải vận tải 80 Bảng 3-15: Mối quan hệ tốc độ xuống sâu Vs chiều cao tầng h 86 Bảng 3-16: Mối quan hệ Vs LK 86 Bảng 3-17: Mối quan hệ Vs Bmin 88 Bảng 3-18: Mối quan hệ Vs suất máy xúc Q 89 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TRANG Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thiết bị xúc bóc theo phương pháp khấu đuổi nhóm tầng 53 Hình 3.2: Sơ đồ xúc mức máy đứng 64 Hình 3.3: Sơ đồ xúc hỗn hợp 65 Hình 3.4: Sơ đồ xúc than phân lớp 66 Hình 3.5: Mối quan hệ đường kính lỗ khoan kích cỡ hạt đá 76 Hình 3.6: Chiều rộng mặt tầng cơng tác 79 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn quan hệ Vs với Lk h 87 Hình 3.8: Mối quan hệ tốc độ đào hào chuẩn bị Vc chiều cao tầng h Hình 3.9: Quan hệ tốc độ xuống sâu VS với suất máy xúc QX tham gia chuẩn bị tầng Hình 3.10: Sơ đồ xác định Tc 87 89 94 85 chiều cao tầng, bề rộng mặt tầng cơng tác, kích thước hào chuẩn bị, suất máy xúc v.v Trong chiều cao tầng ảnh hưởng lớn đến tốc độ dịch chuyển gương máy xúc, tốc độ dịch chuyển tuyến công tác, thời gian mở vỉa chuẩn bị tầng 3.3.1.1 Ảnh hƣởng chiều cao tầng đến cƣờng độ khai thác mỏ Chiều cao tầng cịn có quan hệ với tốc độ xuống sâu cho phép mỏ thông qua biểu thức sau: VS  Qx ; h.LK ctg  ctg  m/năm (3.4) Tốc độ xuống sâu tính theo điều kiện kỹ thuật tổ chức công tác chuẩn bị tầng biểu thị sau: VS  Qx ; h LC b  hctg  0,5b0  0,33.h.ctg    LK Bmin  h.Cotg  Cotg S  iKC KC m/n (3.5) Trong đó: LC- Chiều dài hào chuẩn bị, m; Từ biểu thức (3.4) (3.5) cho thấy tăng chiều cao tầng, tăng chiều dài bốc máy xúc giảm đáng kể tốc độ xuống sâu mỏ Ví dụ; suất máy xúc tham gia chuẩn bị tầng điều kiện nước ta tháng mùa khơ 400.000 m3, góc dốc sườn tầng 0 =  = 650, độ dốc hào i = 8%, chiều rộng đáy hào dốc b0 = 20m, chiều rộng đáy hào chuẩn bị b = 4m, chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu Bmin = 35m, chiều dài hào chuẩn bị Lc = 900m, hệ số giảm suất máy xúc đào hào KC = 0,65, góc véc tơ ăn sâu s = 350, Kết khảo sát mối quan hệ tốc độ xuống sâu V s với chiều cao tầng thể bảng 3-15 86 Bảng 3-15: Mối quan hệ tốc độ xuống sâu Vs chiều cao tầng h TT i 10 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 Q, m3/n Kc 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 b0, m a, độ Lc, m b, m Lk, m h, m 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 4 4 4 4 4 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 10 12 14 16 18 20 22 Bmin, m 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 g, độ 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 Vs, m/n 18,34 17,14 15,15 13,56 12,27 11,19 10,28 9,51 8,83 8,24 3.3.1.2 Ảnh hưởng chiều dài blốc máy xúc đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ Từ biểu thức (3.5) cho thấy tốc độ xuống sâu đáy mỏ Vs chiều dài blốc máy xúc LK có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, LK tăng Vs giảm ngược lại Với giá trị không đổi cho trên, kết khảo sát mối quan hệ Vs LK thể bảng 3.16 hình 3.7 Qua bảng 3-16 cho thấy LK giảm 100% Vs tăng 22% Do muốn tăng Vs đến giá trị cần thiết để đáp ứng sản lượng yêu cầu cần phải giảm LK đến giá trị hợp lý Bảng 3-16: Mối quan hệ Vs LK TT 6 i 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 Q, m3/n 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 400.000 Kc b0, m a, độ Lc, m b, m 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 0,65 20 65 900 Lk , m 100 150 200 250 300 350 400 450 h, m Bmin, m g, độ 15 35 25 15 35 25 15 35 25 15 35 25 15 35 25 15 35 25 15 35 25 15 35 25 Vs, m/n 15,27 13,38 11,90 10,72 9,75 8,94 8,26 7,67 87 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn quan hệ Vs với Lk h Ảnh hưởng chiều cao tầng h đến tốc độ đào hào chuẩn bị V C thông qua biểu thức sau: Vc  K C Qx LK LK , m/n   LK hb  h cot g  hb  hCotg  tc K c Qx (3.6) Mối quan hệ chiều cao tầng tốc độ đào hào chuẩn bị thể hình 3.8 Qua cho thấy tăng chiều cao tầng tốc độ đào hào chuẩn bị giảm ngược lại Hình 3.8: Mối quan hệ tốc độ đào hào chuẩn bị Vc chiều cao tầng h 1- Tương ứng với MX có suất Q1 = 42.000 m3/th 2- Tương ứng với MX có suất Q2 = 32.500 m3/th 88 3.3.1.3 Ảnh hƣởng chiều rộng mặt tầng công tác Bmin tới tốc độ xuống sâu đáy mỏ Từ công thức (3.5) với thông số cho trên, kết khảo sát ảnh hưởng chiều rộng mặt tầng công tác B tới tốc độ xuống sâu Vs thể bảng 3-17 Qua bảng 3-17 thấy điều kiện định yếu tố khác khơng đổi, Bmin giảm tốc độ xuống sâu cơng trình mỏ tăng ngược lại Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng chiều rộng mặt tầng công tác tới tốc độ xuống sâu không lớn Do vậy, để tăng tốc độ xuống sâu tăng sản lượng cho mỏ cần phải giảm giá trị chiều rộng mặt tầng công tác B đến giá trị hợp lý Việc giảm chiều rộng mặt tầng công tác cịn có ý nghĩa tăng góc dốc bờ cơng tác qua cho phép đẩy lùi khối lượng đất bóc sang giai đoạn sau Vì vậy, việc điều hồ biểu đồ chế độ công tác mỏ thuận lợi so với góc bờ cơng tác nhỏ Bảng 3-17: Mối quan hệ Vs Bmin 0,08 400.000 0,65 20 a, B , , Lc, m b, m Lk, m h, m V , m/n độ m độ s 65 900 200 15 55 25 10,64 0,08 400.000 0,65 20 65 900 200 15 50 25 10,93 0,08 400.000 0,65 20 65 900 200 15 45 25 11,23 0,08 400.000 0,65 20 65 900 200 15 40 25 11,56 0,08 400.000 0,65 20 65 900 200 15 35 25 11,90 0,08 400.000 0,65 20 65 900 200 15 30 25 12,27 0,08 400.000 0,65 20 65 900 200 15 25 25 12,66 TT i Q, m3/n Kc b0, m 3.3.1.4 Ảnh hƣởng suất máy xúc đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ Từ biểu thức (3.5) cho thấy suất máy xúc tham gia chuẩn bị tầng tỷ lệ thuận với tốc độ xuống sâu đáy mỏ Với số liệu trên, 89 kết khảo sát ảnh hưởng suất máy xúc Q x đến tốc độ xuống sâu Vs thể bảng 3-18 hình 3.9 Qua bảng 3-18 cho thấy tốc độ xuống sâu VS tăng tương ứng với suất máy xúc Qx Vì khâu quan trọng để tăng sản lượng mỏ tăng tốc độ xuống sâu cần thiết phải tăng suất máy xúc tham gia chuẩn bị tầng xúc bốc đất đá tầng Bảng 3-18: Mối quan hệ Vs suất máy xúc Q b0, a, Bmin, TT i Q, m /n Kc m độ Lc, m b, m Lk, m h, m m , độ Vs, m/n 0,08 250 0,65 20 65 750 200 15 35 25 8,05 0,08 300 0,65 20 65 750 200 15 35 25 9,66 0,08 350 0,65 20 65 750 200 15 35 25 11,27 0,08 400 0,65 20 65 750 200 15 35 25 12,87 0,08 450 0,65 20 65 750 200 15 35 25 14,48 0,08 500 0,65 20 65 750 200 15 35 25 16,09 0,08 550 0,65 20 65 750 200 15 35 25 17,70 0,08 600 0,65 20 65 750 200 15 35 25 19,31 0,08 650 0,65 20 65 750 200 15 35 25 20,92 10 0,08 700 0,65 20 65 750 200 15 35 25 22,53 Vs, m/n 18 16 14 12 10 250 300 350 400 450 500 550 Qx, 103m3/n Hình 3.9: Quan hệ tốc độ xuống sâu VS với suất máy xúc QX tham gia chuẩn bị tầng 90 3.3.2 Tính tốn lựa chọn tốc độ xuống sâu hợp lý cho mỏ Khe Chàm II (lộ thiên)-Công ty CP than Tây Nam Đá Mài-Vinacomin 3.3.2.1 Lựa chọn thông số hệ thống khai thác nhằm tăng tốc độ xuống sâu hợp lý cho mỏ Khe Chàm Chàm II (lộ thiên) Để tăng sản lượng quặng mỏ vấn đề phải tăng tốc độ đào sâu đáy mỏ Tốc độ xuống sâu đáy mỏ có liên quan đến yếu tố như: chiều cao tầng, chiều dài blôc máy xúc, suất máy xúc, chiều rộng mặt tầng cơng tác góc dốc vỉa Như vậy, việc tính tốn tốc độ đào sâu hợp lý chất tính tốn, lựa chọn thơng số có ảnh hưởng đến tốc độ đào sâu Khi thông số tối ưu phù hợp với kích thước hình học mỏ, thiết bị sử dụng tốc độ đào sâu hợp lý Qua việc nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ xuống sâu mỏ, ta Các thông số tối ưu HTKT để tăng tốc độ xuống sâu mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) lựa chọn sau: - Chiều cao tầng h = 15 m - Chiều dài bloc xúc Lx = 350 m - Chiều rộng mặt tầng cơng tác tối thiểu Bmin = 50 m 3.3.2.2 Tính toán tốc độ xuống sâu hợp lý cho mỏ than Khe Chàm Chàm II (lộ thiên) Tốc độ xuống sâu xác định theo biểu thức: Vs   h Tc Trong đó: -h: Chiều cao tầng, h =15m; -Tc: thời gian chuẩn bị tầng mới, năm; -λ: hệ số phân mùa (3.7) 91  12  m 12 Với Tm: thời gian đáy mỏ lầy lội năm tiến hành đào sâu mỏ, tháng Tm = tháng Vậy   0,58 - Thời gian chuẩn bị tầng Tc * Xác định thời gian chuẩn bị tầng Tc Thời gian chuẩn bị tầng Tc tồn quan điểm sau: - Quan điểm thứ 1: thời gian chuẩn bị tầng tính từ bắt đầu mở rộng tầng lúc kết thúc công tác đào hào chuẩn bị tầng - Quan điểm thứ 2: thời gian chuẩn bị tầng tính từ lúc bắt đầu đào hào chuẩn bị tầng đến lúc bắt đầu đào hảo chuẩn bị tầng Theo quan điểm thứ việc chuẩn bị tầng bắt đầu việc mở rộng tầng đến chiều dài tầng mà chờ đến lúc kết thúc Điều cho phép giảm bớt thời gian chuẩn bị tầng tăng tốc độ xuống sâu mỏ Thời gian chuẩn bị tầng bao gồm thời gian đào hào dốc mở tầng ( t d ), thời gian đào hào chuẩn bị ( tc ) thời gian mở rộng tầng ( tm ) Có thể rút bớt thời gian mở rộng tầng ( Tc ) cách phối hợp đồng thời nhiều tốt thành phần thời gian nói + Thời gian đào hào dốc xác định sau: td  Vd , năm Q x K c (3.8) Trong đó: +Qx: xuất máy xúc Q x  3.N Qca , m /năm (3.9) Với: - N: Số ngày máy xúc làm việc thực tế năm, N=250 ngày - Qca: Năng suất ca làm việc máy xúc 92 Qca  3600.E.T Kn.K t  , m3 Tck (3.10) Với : + E: dung tích gàu xúc, m3 E=6,7m3 + T: thời gian ca làm việc, T=8 + Kn: Hệ số xúc Kn  Kd  0,675 Kr Kd: hệ số xúc đầy gàu, Kd = 1,08 Kr: hệ số nở rời đất đá, Kr = 1,6 + Kt: hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,6 + Tck: Thời gian chu kỳ xúc, Tck= 35 sec + η: Hệ số ảnh hưởng đến gương xúc, η = 0,85 Thay số vào biểu thức (3.10) ta đươc Qca = 898 m3/ca Thay số vào biểu thức (3.9) ta Qx = 423 500 m3/năm + Vd: Khối lượng đào hào dốc, m h  b0 h cot g  Vd    , m i 2  (3.11) Với: -α: góc nghiêng thành hào dốc, α = 650 -h: chiều cao tầng, h=15m -b0: chiều rộng đáy hào dốc, b0 = 20m - i: độ dốc hào, i=7% Thay vào biểu thức (3.11) ta Vd=39 648 m3 + Kc: hệ số giảm xuất máy xúc đào hào dốc Kc=1 Thay giá trị tính tốn vào biểu thức (3.8) ta được: td = 0,0278 năm + Thời gian đào hào chuẩn bị chiều dài chiều dài bloc xúc xác định sau: 93 tc  LK (b  h cot g ).h , năm Q x K c (3.12) Trong đó: + Lk: Chiều dài bloc xúc, Lk=350 m + b: chiều rộng đáy hào chuẩn bị, b=20m + α: góc nghiêng sườn tầng, α=650 Thay vào biểu thức (3.12) ta được: tc = 0,0995 năm + Thời gian mở rộng tầng đoạn dài chiều dài bloc xúc xác định sau: tm  LK B0 h , năm Q (3.13) Trong đó: + B0: khoảng cách cần mở rộng tuyến cơng tác tầng để đảm bảo cho việc chuẩn bị tầng dưới, m B0  Bmin  h(cot g  cot g ) ,m (3.14)  : Góc nghiêng véc tơ ăn sâu cơng trình mỏ  =30 Bmin = 50m Thay giá trị vào biểu thức (3.14) ta được: B0 = 82,98 m Thay vào biểu thức (3.13) ta được: tm =0,306 năm + m: Số bloc xúc cần mở rộng tầng: m Lt LK Với Lt: chiều dài tuyến công tác mỏ, Lt=1400m Vậy m = + Số máy xúc cần thiết tham gia mở rộng tầng (3.15) 94 N0   (m  1).t m ,m (m  1).t c  t m (3.16) N0 = máy * Tính Tc theo quan điểm 1: Tc = td + m.tc + tm , năm (3.17) Thay giá trị td, tc, tm, m vào biểu thức (3.17) ta được: Tc = 0,732 năm Thay vào biểu thức (3.7) ta được: Vs = 11,88 m/năm * Tính Tc theo quan điểm 2: Bố trí máy xúc N01, N02, N03 tham gia chuẩn bị tầng Máy xúc N01 tiến hành đào hào dốc, sau tiến hành đào hào chuẩn bị toàn tầng kết thúc mở rộng tầng block số Máy xúc N02 tiến hành mở rộng block số số 3, máy xúc N03 tiến hành mở rộng tầng bloc số Hình 3.10: Sơ đồ xác định Tc 95 Khi chuẩn bị tầng theo quan điểm thời gian chuẩn bị tầng giảm xuống tính theo biểu thức: Tc’ = Tc – (td + Δt) , năm Hay: T 'c  t0  tc  tm  ( LT  Ld ) t c , năm Lk (3.18) Trong đó: - LT: chiều dài đoạn đường tiếp cận, m LT = 50m - Ld: chiều dài hào dốc, m Ld = 214 m - t0: thời gian cần thiết để đảm bảo hai máy xúc đào hào mở rộng tầng cách đoạn an toàn L0 t0  L0 h.(b  h cot g ) , năm K c Q (3.19) Với L0 = 50m Vậy t0 = 0,0166 năm Thay giá trị vào biểu thức (3.18) ta được: Tc’ = 0,497 năm Từ kết tính tốn cho thấy việc chuẩn bị tầng theo quan điểm có thời gian chuẩn bị tầng nhỏ đáng kể so với quan điểm (bằng 67,9%) Thay giá trị Tc’ vào biểu thức (3.7) ta được: Vs = 17,5 m/năm * Sản lượng mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) xác định theo biểu thức sau: Aq  Vs S qTB  q (1  K m ) , t/năm (1  r ) (3.20) Trong đó: -γq : khối lượng riêng khoáng sản, t/m3 γq = 1,45 t/m3 -SqTB: diện tích khống sản trung bình tầng mỏ 96 SqTB = 92 000 m2 - Km : Tỷ lệ tổn thất Km =4,95% - r : tỷ lệ làm nghèo r = 14% - Theo quan điểm 1: Với Vs = 11,88 m/năm Aq = 743 000 t/năm - Theo quan điểm 2: Với Vs = 17,5 m/năm Vậy Aq = 568 000 t/năm Như tốc độ xuống sâu Vs = 17,5 m/năm giá trị hợp lý để mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) đạt sản lượng theo thiết kế 500 000 t/năm 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua nghiên cứu giải pháp khai thác nhằm tăng sản lượng mỏ Khe Chàm II (lộ thiên)-Công ty CP than Tây Nam Đá Mài-Vinacomin thấy rằng: - Các thơng số HTKT có quan hệ chặt chẽ với thiết bị sử dụng Mỏ Phạm vi làm việc thiết bị có cơng suất lớn, nghiên cứu phù hợp với điều kiện tự nhiên kỹ thuật mỏ ĐBTB khai thác mỏ chưa đánh giá cụ thể phạm vi làm việc hiệu thiết bị, dẫn đến làm ảnh hưởng tới thông số HTKT mỏ Để đáp ứng nhu cầu thị trường, theo quy hoạch phát triển, năm tới Mỏ Khe Chàm II phải tăng cường độ khai thác Với đặc điểm trạng, điều kiện khai thác mỏ cơng nghệ thiết bị có khơng đáp ứng u cầu đặt Do vậy, để đáp ứng yêu cầu sản lượng năm tới mỏ cần đổi công nghệ thiết bị khai thác - Áp dụng HTKT khấu theo lớp đứng chia bờ mỏ thành nhiều nhóm tầng Cơng nghệ khai thác với góc bờ công tác nâng cao áp dụng nhiều nước giới ngày phổ biến khai thác mỏ lộ thiên, công nghệ khai thác mang lại hiệu đích thực cho doanh nghiệp mỏ - Các thơng số HTKT tính phù hợp với ĐBTB có cơng suất lớn, phù hợp với điều kiện phát triển Mỏ Để đảm bảo cho thông số HTKT đề xuất sử dụng đồng thiết bị: + Máy khoan có đường kính d = 200÷250 mm + Máy xúc có dung tích gàu E = 6,7÷10 m3, tận dụng máy xúc 1,6÷3,6 m3 để đảm nhận than phân lớp + Ơ tơ có tải trọng q = 55÷96 Các thơng số HTKT tính tốn: Chiều cao tầng: h = 15 98 + Chiều rộng mặt tầng công tác: Bmin = 50 m + Chiều rộng dải khấu: A = 18÷30m + Góc nghiêng bờ cơng tác:  = 26÷280 - Áp dụng trình tự khai thác hợp lý nhằm đảm bảo an tồn đến sản xuất hầm lị mỏ Khe Chàm III, đồng thời kết hợp với mỏ Đông Đá Mài thực kế hoạch, giải pháp khai thác theo năm khu vực giáp ranh để tăng hiệu sản xuất mỏ - Với việc lựa chọn Đồng thiết bị có cơng xuất lớn phù hợp với hệ thống khai thác mỏ, tác giả tính tốn lựa chọn tốc độ xuống sâu hợp lý 17,5 m/năm để tăng sản lượng mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) đạt sản lượng 500 000 tấn/năm Kiến nghị: Qua tính tốn lựa chọn giải pháp khai thác trên, tác giả kính đề nghị Ban Lãnh đạo Cơng ty cổ phần Tây Nam Đá Mài – Vinacomin xem xét triển khai áp dụng vào thực tế để góp phần vào nâng cao hiệu cho Mỏ tăng sản lượng Tuy nhiên phải theo dõi đánh giá cụ thể việc áp dụng 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty CP tư vấn đầu tư Mỏ Công nghiệp – Vinacomin , Thuyết minh dự án – Thiết kế sở dự án xây dựng cơng trình Khai thác mỏ Khe Chàm II (lộ thiên), Hà Nội Hồ Sĩ Giao (1999), Giáo trình thiết kế mỏ lộ thiên, Nxb giáo dục, Hà Nội Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Anh Tuấn (2009), Khai thác khoáng sản rắn phương pháp khai thác lộ thiên, Nxb KHKT, Hà Nội Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Phụ Vụ (2009), Công nghệ tiên tiến khai thác Mỏ lộ thiên, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Đức Phương, Hồ Sĩ Giao (2002), Nghiên cứu công nghệ khai thác với góc bờ cơng tác lớn, Kết nghiên cứu triển khai khoa học công nghệ mỏ 1972-2002, Viện khoa học công nghệ mỏ - Vinacomin Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống sản Việt Nam (2002), Định mức lao động suất số thiết bị chủ yếu), Hà Nội Trần Mạnh Xuân (2009), Quá trình sản xuất Mỏ Lộ thiên, Trường Đại học Mỏ – Địa chất, Hà Nội Trần Mạnh Xuân (2000), Hệ thống khai thác mở vỉa khoáng sàng, Bài giảng dùng cho lớp cao học ngành khai thác mỏ, Trường Đại học MỏĐịa chất, Hà Nội Trần Mạnh Xuân (2010), Những vấn đề thiết kế mỏ lộ thiên, Hà nội 10 Viện Khoa học cơng nghệ mỏ - Vinacomin (2010), Nghiên cứu hồn thiện thông số HTKT phù hợp với đồng thiết bị có cơng suất lớn cho Mỏ lộ thiên Việt Nam, Hà Nội ... HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT LƯƠNG THANH HƯNG NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO SẢN LƯỢNG MỎ THAN KHE CHÀM II (LỘ THIÊN)CÔNG TY CỔ PHẦN THAN TÂY NAM ĐÁ MÀI -VINACOMIN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ... phát triển mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên)- Công ty CP than Tây Nam Đá Mài- Vinacomin Mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên)- Công ty CP than Tây Nam Đá MàiVinacomin đơn vị tăng sản lượng Tập đoàn Vinacomin, ... khai thác hợp lý Chính điều ảnh hưởng đến việc tăng sản lượng Việc ? ?Nghiên cứu giải pháp khai thác hợp lý nhằm nâng cao sản lượng mỏ than Khe Chàm II (lộ thiên)- Công ty cổ phần than Tây Nam Đá