Nghiên cứu, xác định khẩu độ vượt trước của lò chợ v5 tầng +125

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT TRẦN CÔNG THÁI NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ VƯỢT TRƯỚC CỦA LÒ CHỢ V5 TẦNG +125/ +250 KHU I THAN THÙNG KHI GÓC DỐC VỈA THAY ĐỔI (TĂNG) NHẰM ĐÁP ỨNG THƠNG GIĨ, VẬN TẢI VÀ SẢN XUẤT LIÊN TỤC LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT TRẦN CÔNG THÁI NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ VƯỢT TRƯỚC CỦA LÒ CHỢ V5 TẦNG +125/ +250 KHU I THAN THÙNG KHI GÓC DỐC VỈA THAY ĐỔI (TĂNG) NHẰM ĐÁP ỨNG THƠNG GIĨ, VẬN TẢI VÀ SẢN XUẤT LIÊN TỤC Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN VĂN THANH HÀ NI 2011 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn Trần Công Thái Mục lục Trang Lời cam đoan Mục lục Mở đầu Chơng điều kiện địa chất công ty than Nam mẫu I Điều kiện chung I.1 Vị trí địa lý khu mỏ I.2 Các điều kiện tự nhiên - kinh tế - xà hội Điều kiện địa chất 10 I.4 Đặc điểm khí mỏ 16 II phân loại vỉa theo điều kiện chiều dày góc 16 I.3 dốc Trữ lợng công nghiệp lại vỉa tầng +125/+250 II.1 Phân loại vỉa theo điều kiện chiều dày góc dốc vỉa 16 II.2 Trữ lợng công nghiệp lại vỉa tầng +125/+250 17 III điều kiện địa chất khu vực V5 tầng +125/+250 T.iva- 18 :-t.iii III.1 Đặc điểm vỉa than 18 III.2 Vách, trụ vỉa 18 III.3 Biên giới khai trờng 18 III.4 Trữ lợng khai trờng 19 IV 19 Nhận xét 20 Chơng Hiện trạng khai thác vỉa dày có góc dốc biến đổi công ty than nam mẫu I trạng khai thác vỉa dày công ty than 20 nam mẫu I.1 Hiện trạng khai thác vỉa dày có góc dốc vỉa = 100-:-300 20 I.2 Hiện trạng khai thác vỉa dày có gãc dèc vØa α = 300-:- 450 33 I.3 HiÖn trạng khai thác vỉa dày có góc dốc vỉa = 450-:- 800 37 II trạng khai thác vỉa tầng +125/+250 T.IVa-:- 42 T.III công ty than nam mẫu II.1 Công tác chuẩn bị cũ 42 II.2 ThiÕt kÕ khai th¸c cị 42 II.2.1 II.2.2 II.2.3 II.2.4 II.3 Tính toán hộ chiếu chống giữ lò chợ Công tác vận tải 43 59 60 Công tác thông gió 65 Công tác cấp- thoát nớc Hiện trạng khai thác khai thác vỉa tầng +125/+250 T.IVa-:-T.III 66 công ty than Nam Mẫu III 66 Nhận xét chơng 67 Xác định độ vợt trớc hai lò chợ khai thác đồng thời tầng chia tầng thành phân tầng I đề xuất phơng án chuẩn bị chia tầng thành 68 phân tầng I.1 Chia tầng thành phân tầng, có lò dọc vỉa trung gian 68 I.2 Chia tầng thành phân tầng, không cã lß däc vØa trung gian 70 I.3 NhËn xÐt 71 II lựa chọn công nghệ khai thác chia tầng thành phân tầng 71 III Xác định độ vợt trớc hai lò chợ 72 khai thác đồng thời tầng chia tầng thành phân tầng (vỉa tầng +125/+250 t.iva-:-t.iii) III.1 Xác định độ vợt trớc theo yếu tố áp lực mỏ 72 III.2 Xác định độ vợt trớc theo yếu tố vận tải 75 III.3 Hiện trạng thông gió với độ vợt trớc theo thực tế 75 III.4 Nhận xét 76 Kết luận kiến nghị 77 Tài liệu tham khảo 78 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Công ty than Nam Mẫu - TKV khai thác than từ mức +125 lên mức +250 Đồng thời Công ty triển khai dự án khai thác phần lò giếng với công suất thiết kế 2.500.000 tấn/năm Trong giai đoạn đầu Công ty tiến hành khai thông, chuẩn bị ruộng mỏ khai thác từ mức - 50 lên mức +125 Đối với vỉa dày dốc thoải dốc nghiêng công ty áp dụng hệ thống khai thác cột dài theo phơng, chia lớp nghiêng Công nghệ khấu than khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ Cột thuỷ lực đơn kết hợp xà kim loại, giá khung di động ZH 1600/1.6/2.4 Z GK-2000/1.6/2.4-HT; dàn tự hành kết hợp máy khấu than combai tơng đối hiệu Tuy nhiên điều kiện địa chất tơng đối phức tạp hay biến động, chiều cao tầng công tác mở vỉa ban đầu tơng đối lớn, công tác quy hoạch gặp nhiều khó khăn Đặc biệt khu vực vỉa dày với trữ lợng tơng đối lớn (khoảng 10-:- 11 triƯu tÊn) tËp trung chđ u ë c¸c vỉa 5, 6, 6A, Hiện Công ty đÃ, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khai thác phï hỵp cho tõng khu vùc thĨ Song điều kiện địa chất phức tạp, chiều cao tầng tơng đối lớn nên công tác chuẩn bị, khai thác gặp nhiều khó khăn Bên cạnh sản lợng Công ty đợc giao tăng nhanh theo năm: - Năm 2011: 000 000 - Năm 2012: 200 000 - Năm 2013: 500 000 - Năm 2014: 500 000 - Năm 2015: 500 000 Công tác chuẩn bị khó theo kịp tốc độ tăng sản lợng cần tận dụng triệt để khu vực đÃ, chuẩn bị nhằm đáp ứng đợc yếu tố sản lợng Với điều kiện địa chất vỉa có góc dốc biến đổi từ thoải sang dốc nghiêng tầng, áp dụng loại mô hình công nghệ khai thác Do cần chia tầng thành phân tầng cho vỉa có điều kiện địa chất biến đổi nh trên, nhằm đảm bảo yếu tố công nghệ khai thác, an toàn đáp ứng đợc yêu cầu sản lợng, huy động tối đa số lò chợ hoạt động đồng thời tầng chuẩn bị, đồng thời tạo thêm khoảng trống thời gian cho công tác mở vỉa xuống sâu Chính vậy, việc Nghiên cứu, xác định độ vợt trớc hai lò chợ chia tầng thành phân tầng vỉa có góc dốc biến đổi (tăng) cần thiết Nhằm khắc phục đợc tồn khách quan, đáp ứng đợc yêu cầu sản lợng, đảm bảo kế hoạch sản xuất chung cho Công ty Mục đích đề tài - Đánh giá điều kiện địa chất khoáng sàng than Nam Mẫu nh: tính chất lý đá, mức độ ngậm nớc chiều dày, góc dốc vỉa than đặc biệt khu vực vỉa dày, có góc dốc thay đổi từ thoải sang dốc nghiêng Tính toán trữ lợng than lại khu vực vỉa dày có góc dốc biến đổi từ thoải sang dốc nghiêng, từ mức +125 lên mức +200 - Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác chia tầng thành phân tầng cho khu vực vỉa dày, có góc dốc biến đổi từ thoải sang dốc nghiêng thời điểm - Xác định độ vợt trớc hai lò chợ khu vực V5 tầng +125/ +250 T.IVa-:-T.III chia tầng thành phân tầng Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu điều kiện địa chất khoáng sàng than Nam mẫu, đặc biệt khu vực có vỉa dày, góc dốc biến đổi từ thoải sang dốc nghiêng - Thống kê, đánh giá sơ công nghệ khai thác vỉa dày, Công ty than Nam Mẫu - Nghiên cứu, xác định độ vợt trớc hai lò chợ khu vực V5 tầng +125/ +250 T.IVa-:-T.III chia tầng thành phân tầng khoáng sàng than Nam Mẫu Để đảm bảo yếu tố áp lực mỏ, thông gió, vận tải Phơng pháp nghiên cứu Luận văn đà sử dụng tổng hợp phơng pháp nghiên cứu sau: - Phơng pháp thu thập, phân tích tổng hợp số liệu - Phơng pháp phân tích đánh giá thực nghiệm - Phơng pháp thiết kÕ: ThiÕt kÕ ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiễn đề tài Trên sở phân tích yếu tố điều kiện địa chất khu vực khoáng sàng than Nam Mẫu, phân tích đánh giá u, nhợc điểm công tác chuẩn bị vỉa dày, có góc dốc thay đổi từ thoải sang dốc nghiêng, từ hoàn thiện công tác chuẩn bị sử dụng công ty nhằm tăng hiệu áp dụng cho khu vực khoáng sàng than Nam Mẫu Việc hoàn thiện công tác chuẩn bị cho vỉa than dày, có góc dốc biến đổi từ thoải sang dốc nghiêng khu vực khoáng sàng than Nam Mẫu giúp cho nhà thiết kế có thêm lựa chọn cho kế hoạch khai thác tài nguyên khu vực Nam Mẫu có quy hoạch phát triển Công ty than Nam Mẫu - TKV giai đoạn 2011 - 2015 Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn Luận văn đợc xây dựng sở tài liệu chuyên ngành, công trình nghiên cứu khoa học ứng dụng nớc, thiết kế khai thác Viện KHCN Mỏ, Công ty than than Nam Mẫu Công ty than Vàng Danh Luận văn gồm: Phần mở đầu, 03 chơng, kết luận chung, 11 bảng biểu, 20 hình vẽ Luận văn đợc hoàn thành dới hớng dẫn khoa học PGS.TS Trần Văn Thanh Qua xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Ban Giám hiệu trờng Đại học Mỏ - Địa Chất, Phòng Đại học sau Đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác hầm lò, Ban lÃnh đạo công ty than Nam Mẫu đà giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Đặc biệt hớng dẫn, giúp đỡ tận tình PGS.TS Trần Văn Thanh thầy giáo Bộ môn khai thác hầm lò, trờng Đại học Mỏ - Địa Chất Đồng thời bày tỏ lòng biết ơn nhà khoa học, bạn đồng nghiệp ngời thân đà tạo điều kiện, động viên giúp đỡ hoàn thành luận văn 64 - Hạ áp chung khu vực đợc tính cho lò chợ thời điểm khó khăn xa Trong điều kiện lò chợ đà tiến hành phá hoả ban đầu gơng lò chợ có diện tích lớn h Tính sức cản ma sát đoạn lò : Rmsi = i Pi Li S 3i (Kà) Trong đó: - i : Hệ số sức cản đờng lò thứ i ( kg/m4) - Pi : Chu vi tiết diện ngang đờng lò thứ i ( m ) - Li : Chiều dài đoạn lò thø i ( m ) - Si : DiÖn tÝch tiết diện ngang đờng lò thứ i ( m2 ) i Tính sức cản cục đờng lò : Rcbi = k Rms i ( Kà ) Trong : - k = 0,15 ÷ 0,25 HƯ sè lÊy theo đặc tính đoạn lò có hay nhiều chỗ vòng j Hạ áp khu vực đợc thể bảng 2.20 k Điều chỉnh lu lợng gió: Do đặc điểm khu vực có nhiều luồng hạ áp khác Do ta phải tiến hành điều chỉnh lu lợng gió cho luồng gió khu vực việc điều chỉnh lu lợng gío điều chỉnh hạ áp mỏ Điều chỉnh hạ áp nhánh đờng lò cách đặt cửa sổ gió: Diện tích cửa sổ gió đợc tính theo c«ng thøc sau: S cs = S cs = S 0,65 + 2,63.S Rcs S + 2,38.S Rcs ; m2 Trong ®ã: -Scs: DiƯn tÝch cửa sổ gió, m2; -S: Diện tích đờng lò đặt cưa sỉ giã; -Rcs: Søc c¶n cđa cưa sỉ giã; ; m2 S cs ≤ 0,5 S S cs > 0,5 S 65 RCS = ∆hi ; Qi2 - hi : Hạ áp cần tăng luồng thứ i; -Qi : Lu lợng gió qua đờng lò đặt cưa sỉ giã; l KÕt ln Tỉng l−u l−ỵng giã cần thiết cho lò chợ vỉa là: Q = 14m3/s Hạ áp cần tạo hệ thống thông gió mỏ là: 110.1 kg/m2 II.2.4 Công tác cấp- thoát nớc a Thoát nớc Nớc đợc thẩm thấu xuống lò chợ, nhiên vào mùa ma lợng nớc nhiều lợng nớc đợc tách nhờ hệ thống đờng ống đợc lắp đặt, chảy xuống lò song song chân mức +140, chảy theo rÃnh thoát nớc qua họng sáo +125/+140 xuống lò dọc vỉa mức +125 theo hệ thông rÃnh nớc lò xuyên vỉa +125 chảy mặt cửa lò b Cung cấp nớc sản xuất * Nhu cầu nớc cấp cho trạm bơm Khối lợng dung dịch nhũ hóa cấp cho lò chợ hàng tháng thay lần Thùng dung dịch trạm bơm nhũ hóa dây chuyền có dung tích 1600 lít, tháng thay 4800 lít dung dịch, tỷ lệ nớc dung dịch 95% Nh khối lợng nớc cung cấp cho trạm bơm dung dịch tháng là: 4800 lít ì 95% = 4560 (lít) Khối lợng nớc tính dự phòng 10% là: 4560ì 10%= 456 lÝt VËy tỉng khèi l−ỵng n−íc dïng tháng là: 4560 + 456= 5100 (lít)= 5,1 (m3) Nớc sử dụng cho trạm bơm đợc lấy từ nguồn nớc cửa lò xuyên vỉa +125 Nớc cung cấp nớc cho trạm bơm đợc trích (lấy) từ hệ thống đờng ống cấp nớc chung lò xuyên vỉa mức +125 đến phân phối 66 cho hộ tiêu thụ (trạm bơm dung dịch nhũ hóa đặt lò DV5 mức +125) nhờ hệ thống đờng ống dẫn nớc Tiêu chuẩn nớc dùng dung dịch nhũ hoá - Không mầu, không mùi, suốt - Không lẫn tạp chất, váng - Giá trị PH nớc ữ 9, n−íc cã tÝnh axÝt