Nghiên cứu công nghệ, đồng bộ thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác sản xuất trên các mỏ than lộ thiên nhỏ tại vùng quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -  - NGÔ ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ, ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG CÔNG TÁC SẢN XUẤT TRÊN CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN NHỎ TẠI VÙNG QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -  - NGÔ ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ, ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG CÔNG TÁC SẢN XUẤT TRÊN CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN NHỎ TẠI VÙNG QUẢNG NINH Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HỒ SĨ GIAO HÀ NỘI - 2013 LờI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn NGô đức thành Mở đầu Mục lục Chương Hiện trạng khai thác phương hướng phát triển mỏ than lộ thiên vùng quảng ninh 1.1 Hiện trạng ngành Than Việt Nam nói chung 1.1.1 Sản lượng toàn ngành Than 1.1.2 Kế hoạch khai thác mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh giai đoạn 2005 - 2020 1.2 Quy mô tốc độ phát triển mỏ than lộ thiên nhỏ Quảng Ninh 1.3 Về công tác chuẩn bị đất đá cho xúc bốc 1.4.Về công tác xúc bóc đất đá 1.5 Về công tác vận tải đất đá 1.6 Về công tác đổ thải 1.7 Đánh giá chung tiến kỹ thuật công nghệ 10 12 14 15 Chương Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ, 17 3 ĐBTB tới hiệu sản xuất mỏ lộ thiên nhỏ lựa chọn giảI pháp công nghệ ĐBTB tối ưu 2.1 Khái niệm sản lượng mỏ 2.1.1 Tổng quan phương pháp xác định sản lượng mỏ 2.1.2 Phương pháp xác định sản lượng mỏ nước ta từ trước tới 2.2 Các yếu tố công nghệ kỹ thuật ảnh hưởng đến sản lượng mỏ lộ thiên 2.2.1 Các yếu tố tự nhiên 2.2.2 ảnh hưởng yếu tố kĩ thuật 2.3 Lựa chọn giải pháp để tăng tốc độ xuống sâu đáp ưng yêu cầu tăng hiệu sản xuất mỏ 2.3.1.Lựa chọn chiều cao phân tầng khai thác hợp lý 2.3.2.Nghiên cứu lựa chọn chiều dài blốc máy xúc hợp lý nhằm tăng cường độ khai thác mỏ 2.3.3.Lựa chọn suất máy xúc hợp lý để đảm bảo tốc độ xuống sâu cần thiết để đáp ứng yêu cầu tăng hiệu sản xuất 2.3.4.Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý để tăng tốc độ đào sâu sản lượng mỏ 17 17 22 22 22 23 28 29 29 30 31 Chương Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp với đồng thiết bị nhằm tăng hiệu sản xuất 32 mỏ than tây nam đá mài 3.1 nghiên cứu, xác định phạm vi làm việc hợp lý thiết bị khai thác 3.1.1 Làm tơi đất đá khoan nổ mìn 3.1.2 Thiết bị bốc xúc 3.1.3 Công tác vận tải 3.2 Tóm tắc trạng khai thác mỏ Tây Nam Đá Mài 3.2.1 Đặc điểm địa chất mỏ 3.2.2 Đặc điểm trạng khai thác 3.2.3 Hiện trạng công nghệ thiết bị khai thác mỏ Tây Nam Đá Mài 3.3 Lựa chọn thông số khai thác phù hợp ®ång bé thiÕt bÞ 3.3.1 Lùa chän thiÕt bÞ xóc bốc 3.3.2 Lựa chọn thiết bị vận tải 3.3.3 Lựa chọn phương pháp khoan 3.4 Tính toán lựa chọn cụ thể thông số HTKT phù hợp với đồng thiết bị công suất lớn mỏ Tây Nam Đá Mài 3.4.1 Chiều cao tầng (h) 3.4.2 Chiều rộng dải khấu (A) 3.4.3 Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu (Bmin) 3.4.4 Chiều rộng đai vận tải 3.4.5 Góc nghiêng bờ công tác 3.4.6 Góc nghiêng bờ không công tác Kết luận kiến nghị TàI LIệU THAM KHảO 32 32 39 42 43 43 45 46 47 49 51 52 53 53 54 55 57 57 57 59 61 Danh mục từ viết tắt ĐBTB: Đồng thiết bị ĐCCT: Địa chất công trình HĐQT: Hội đồng quản trị HTKT: Hệ thống khai thác MXTLGN: Máy xúc thủy lực gầu ngược TKV: Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam Danh mục bảng Bng 1.1 Sn lng khai thác toàn ngành Than Bảng 1.2 Bảng 1.3 B¶ng 2.1 Sản lượng mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh Xác định hệ số bóc giới hạn Thùc sản lượng than, đất bóc lộ thiên từ năm 2006 đến hết năm 2011 Chiều rộng đống đá phụ thuộc vào chiều cao tầng 25 Bảng 2.2 Chiều dài tuyến công tác hợp lý với chiều sâu mỏ 26 Bảng 2.3 Góc nghiêng bờ công tác phụ thuộc vào chiều rộng mặt tầng 27 Bảng 2.4 Góc nghiêng bờ công tác phụ thuộc vào chiều cao tầng 28 Bảng 2.5 ảnh hưởng yếu tố đến tốc độ xuống sâu đáy mỏ Quan hệ chiều cao tầng bóc đất chiều cao tầng khai thác than Quan hệ đường kính lỗ khoan theo độ tạo khối 28 33 Bảng 3.4 Sự phối hợp hượp lý kiểu máy xúc máy khoan Sự phối hợp hợp lý kiểu máy xúc máy khoan theo mức độ phân cấp đất đá Lựa chọn máy khoan theo yếu tố kỹ thuật máy khoan Bảng 3.5 Bảng thông số kỹ thuật máy khoan DML 37 Bảng 3.6 Bảng thông số kỹ thuật MXTLGN Komatsu PC- 1250 - 8R 41 Bảng 3.7 Đặc tính kĩ thuật máy xúc thủy lực gầu ngược PC 750 LC-6 Sự phối hợp hợp lý dung tích thùng ô tô V0 dung tích gàu xúc Đặc tính kỹ thuật ô tô Belaz3-549 50 Bng 1.4 Bảng 2.6 B¶ng 3.1 B¶ng 3.2 B¶ng 3.3 B¶ng 3.8 B¶ng 3.9 29 32 34 35 51 51 B¶ng 3.10 Các tiêu lý chủ yếu đất đá 52 Bảng 3.11 Đặc tính kỹ thuật máy khoan СБШ-250MHA B¶ng 3.12 Chiều cao tầng phụ thuộc vào đường kính lỗ khoan 52 B¶ng 3.13 ChiỊu réng d¶i khấu theo điều kiện nổ mìn 55 54 Danh mục hình vẽ ,đồ thị Hình 1.1 Máy xúc thuỷ lực gàu thuận CAT 5090 11 Hình 1.2 Giàn xe cat 773 E trọng tải 55 14 Hình 2.1 Sơ đồ xác định chiều rộng tối thiểu mặt tầng công 25 Hình 3.1 Sơ đồ xúc mức máy đứng 40 Hình 3.2 Sơ đồ xúc hỗn hợp 41 Hình 3.3 Sơ đồ đai vận tải, đai bảo vệ 57 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, nhu cầu thị trường than cho kinh tế quốc dân ngày tăng Vì mỏ than phải tăng cường độ khai thác, tận thu tối đa tài nguyên đặc biệt mỏ than quy mô nhỏ vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Biên giới phía mỏ ngày mở rộng, khối lượng đất bóc ngày lớn, cung độ vận tải ngày xa, chiều cao nâng tải lớn, Để đáp ứng yêu cầu trên, đòi hỏi mỏ phải đầu tư loại thiết bị khai thác theo hướng đại, làm việc chắn, an toàn mang lại hiệu cao, nhằm thay loại thiết bị khai thác cũ, lạc hậu, không động, suất thấp tiêu hao nhiên liệu lớn, gây ô hiễm môi trường Ngoài việc áp dụng giải pháp kỹ thuật công nghệ tiên tiến đà nghiên cứu nhằm nâng cao chiều sâu khai thác, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo an toàn phát triển bền vững cần quan tâm Chính vậy, đề tài Nghiên cứu công nghệ, đồng thiết bị nhằm nâng cao hiệu công tác sản xuất mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Quảng Ninh mà học viên lựa chọn để nghiên cứu vÊn ®Ị cã tÝnh cÊp thiÕt râ rƯt Mơc tiêu đề tài Nâng cao hiệu sản xuất mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Cẩm PhảQuảng Ninh Đối tượng nghiên cứu Các mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh (Các mỏ than thuộc tổng công ty Đông Bắc, Tây Nam Đá Mài, Nội Địa, ) Phạm vi nội dung nghiên cứu - Thực trạng khai thác mức độ giới hóa, đại hóa mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh; - Nghiên cứu công nghệ đồng thiết bị phù hợp cho c¸c má than nhá - TÝnh to¸n thĨ cho mỏ than Tây Nam Đá Mài Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp tài liệu, số liệu; - Phân tích đánh giá tổng hợp; - Phương pháp so sánh nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tÕ ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn 6.1 ý nghĩa khoa học 48 nghĩa định việc phát huy hiệu sản xuất kinh doanh mỏ lộ thiên Các thiết bị coi đồng chúng có tương thích thông số làm việc, suất lao động số lượng tương đương Một đồng coi hợp lý mỏ cụ thể đồng phù hợp với điều kiện tự nhiên ( địa hình mặt đất, điều kiện thủy văn đại chất công trình, nằm cấu trúc vỉa) điều kiện kĩ thuật ( Quy mô sản lượng, thời gian hoạt động) ĐBTB mỏ bao gồm từ thiết bị làm tơi đất đá, xúc bốc, vận tải , thải đá đến thiết bị phụ trợ Như vậy, khái niệm ĐBTB mỏ bao hàm nhiều mặt: chất lượng (tương thích thông số làm việc), số lượng (sự tương đương suất thiết bị khâu) phạm vi (bao gồm không khâu sản xuất mà khâu sản xuất phụ có liên quan) cuối thực tế (phù hợp với điều kiện tự nhiên kỹ thuật cụ thể khoáng sàng thiết kế ) Để lựa chọn ĐBTB hợp lý điều kiện khai thác mỏ lộ thiên, đồng thời đáp ứng yêu cầu sản lượng, chất lượng than theo nhu cầu kinh tế đất nước cần phải đảm bảo yêu cầu sau: Kết cấu ĐBTB phải phù hợp với tính chất lý đá mỏ (độ cứng, độ dính kết, trạng thái cấu trúc), điều kiện nằm vỉa ( chiều dày góc dốc, cấu trúc thân quặng, thời tiết khí hậu địa hình khu vực Kết cấu đồng phải tương ứng kích thước khai trường, quy mô sản xuất, thời gian tồn mỏ ,chất lượng sản phẩm yêu cầu phai có độ mềm dẻo cần thiết để thích ứng kịp thời có biến động điều kiện làm việc chủng loại sản phẩm Số lượng chủng loại thiết bị công đoạn ít, công suất lớn đồng làm việc chắn hiệu Các thiết bị công đoạn toàn dây truyền sản xuất phải có tương thích thông số làm việc, suất số lượng.Với thiết bị hay hỏng hoạt động đơn phải có hệ số dự trữ suất lớn Năng suất chung đồng phải phù hợp với sản lượng yêu cầu mỏ Đồng thiết bị phải chọn cho chi phí lao động khâu sản xuất phụ không làm phát sinh công đoạn phụ dây chuyền sản xuất; kết cấu dây đồng thiết bị đơn giản tận dụng triệt để công suất đồng Khi đầu tư thiết bị phải ý đến giá thành sản phẩm nhỏ nhất, khối lượng đầu tư sử dụng tiêu hao lượng Trong trường hợp ĐBTB phải hoạt động chắn, an toàn, gây ô 49 nhiễm môi trường không ảnh hưởng tới ngành kinh tế khác vùng lân cận Theo viện sỹ V.V.Rjevski chọn cấu hình ĐBTB mỏ lộ thiên theo trình tự sau: a Chọn loại máy xúc (dung tích gàu E) Khi biết dung tích gµu xóc E vµ cù ly vËn chun L ta xác định thùng xe hợp lý V; Tìm tải trọng q.Từ V ,q chọn loại ô tô phù hợp Tính toán sô lượng máy xúc cần thiết đảm bảo thực sản lượng mỏ, số ô tô phục vụ máy xúc nô theo cự ly vận tải b Chọn máy khoan phù hợp cho có giá thành khoan nổ c So sánh giá thành khai thác để lựa chọn đồng thiết bị hợp lý 3.3.1 Lựa chọn thiết bị xúc bốc Trong ĐBTB thiết bị xúc bốc thường lựa chọn coi thiết bị chủ yếu cảu dây chuyền ĐBTB chiếm đến 60% giá thành sản phẩm Thiết bị xúc lựa chọn sở: + Quy mô sản xuất ( Sản lượng than, khối l ượng đá bóc) + Điều kiện mỏ địa chất ( Chiều dày góc dốc sản trạng vỉa đấ bóc, kích thước hình dạng khoáng sàng bình đồ, địa hình mỏ, tính chất lý đất đá) + Các yếu tố kí thuật công nghệ mỏ + Giá thành khai thác sản phẩm Thiết bị xúc bốc lựa chọn chủ yếu theo quy mô điều kiện hình học mỏ Đây điều kiện quan trọng xác định dung tích gàu xúc Dung tích gàu xúc phù hợp biết sản lượng mỏ thông số hình học mỏ biểu thị qua công thức n' = Ltb Vs Ltb M  K sx = n.Lx Qn Trong : n- Số lượng công tác đồng thời; n - Số tầng công tác đồng thời; Ltb- Chiều dài trung bình khai trường, m; Lx- Chiều dài block xúc,m m; Vs- Tốc độ đào sâu đáy mỏ, m/năm; M- ChiỊu dµy vØa, m; γ- Dung träng cđa than, t/m3; Ksx- HƯ sè bãc s¶n xt cđa má, m3 /t; Qn- suất năm máy xúc, m3/năm Biểu thức cho thấy vế phải số máy xúc cần thiết để thực khối lượng mỏ Hay dung tích gàu xúc phù hợp tính toán thông quan biÓu thøc: E= tc Ad , m3 3600.N ca K x T  50 Trong ®ã: tc- Thêi gian chu kú xóc,tc= 40 s; Nca- Sè ca lµm viƯc năm, Nca= 780 ca; Kx- Hệ số xúc, Kx = 0,95; T- thêi gian ca s¶n xuÊt, T = h; η- HƯ sè sư dơng thêi gian m¸y xúc, = 0,85; Ad- Sản lượng mỏ, Ad = 22.000.000 m3 Thay vµo ta cã: E= 40 22000000 3600.780.9,5.8.0,85 = 4,8 m3 Để đáp ứng yêu cầu sản lượng mỏ đạt hiệu kinh tế cao ta chọn máy xóc PC 750 LC- cã E = 4.8 m3 Đặc tính máy xúc : - Có thể xúc với quỹ đạo bất kì,tăng tuổi thọ gầu - Khối lượng máy xúc nhỏ so với số loại máy xúc khác,đồng thời giảm thời gian chu kỳ xúc - Đáp ứng nhu cầu sản lượng lớn có khả xúc chọn lọc khoáng sản - Tính động máy xúc lớn, phù hợp với điều kiện xúc chật hẹp,địa hình phức tạp - Đảm bảo xúc điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình phức tạp - Máy xúc có khả tháo lắp thay phụ tùng thiết bị cách thuận tiện - Công tác bảo dưỡng,sửa chữa đơn giản có tuổi thọ cao Bảng 3.7: Đặc tính kĩ thuật máy xúc thủy lực gầu ng­ỵc PC 750 LC-6 TT 10 11 ChØ tiªu kÜ thuËt Dung tích gàu Trọng lượng làm việc Công suất động Tốc độ di chuyển lớn nhất, thấp Chiều dài cần Chiều cao xúc lớn Đơn vị m3 Kg kW Km/h m m Giá trị 4,8 106700 485 3,2 2,1 9,10 13,40 ChiỊu cao dì lín nhÊt ChiỊu sâu xúc lớn Bán kính xúc lớn Bán kín dỡ tải Bán kính xúc mức đứng máy m m m m m 9,00 10,44 16,34 15,85 16 51 3.3.2 Lựa chọn thiết bị vận tải Sự phối hợp máy xúc ô tô lựa chọn sở tỷ số dung tích gàu xúc máy (E) dung tích thùng xe (V0) khối lượng đất đá gầu E.Kx tải trọng ô tô q Khi đất đá cứng đà phá vỡ tỷ số V0/E không nhỏ Trên thực tế: V0/E = 4ữ6 khoảng cách vận tải ô tô L = 1ữ 1,5 km V0/E = 6ữ10 khoảng cách vận tải ô tô L < km V0/E = 8ữ12 khoảng cách vận tải ô tô L =7ữ km Bảng 3.8: Sự phối hợp hợp lý dung tích thùng ô tô V0 vµ dung tÝch gµu xóc Dung tÝch gµu xóc, m3 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 Tû sè hỵp lý V0/E khoảng cách vận tải, km 1-2 3-4 5-6 7-8 5,5 6,4 8,0 10,0 5,5 6,4 8,0 10,0 5,2 6,2 7,6 9,6 5,2 6,2 7,6 9,6 4,7 5,7 7,3 9,3 4,7 5,7 7,3 9,3 Víi cung ®é cđa má L = 3,62 km vµ dung tÝch gµu E = 4,8 m3 Ta chän tû sè hỵp lý V0/E = 6,28 VËy dung tÝch thïng « t«: V0= 6,28 4,8 = 30 m3 Với dung trọng đất đá mỏ Tây Nam Đá Mài trung bình 2,6 t/m3 tải trọng ô tô: q0= 2,6 30 = 78 tÊn Ta chän xe Belaz3-549 cã th«ng sè kÜ thuËt là: Bảng 3.9: Đặc tính kỹ thuật ô tô Belaz3-549 TT Chỉ tiêu kĩ thuật Tải trọng Khối lượng thân Tốc độ lớn Bán kính quay ô tô Dung tÝch thïng xe ChiỊu dµi xe ChiỊu réng xe Chiều cao xe Đơn vị tấn Km/h m m3 mm mm mm Giá trị 75,0 66,0 50 11 35 10250 5360 6150 52 3.3.3 Lựa chọn phương pháp khoan Đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào dung tích gàu xúc thông qua tiêu kích thước cỡ hạt trung bình hợp lý cho máy xúc hoạt động có hiệu Đối với đất đá dễ nổ khó nổ vừa kích thước trung bình hợp lý cỡ hạt cỡ mìn theo dung tích gàu xúc tính theo công thức dth = ( 0,15 ữ 0,2) E , m Thay E = 4,8 m3 ta cã: dth= ( 0,15 ÷ 0,2) 4,8 , m VËy: dth= 0,25 ữ 0,33 , m Để đảm bảo yêu cầu xúc bốc đạt hiệu cao chọn dth = 250 mm Dựa vào tính chất lý đất đá mỏ thể bảng sau Bảng 3.10: Các tiêu lý chủ yếu đất đá Lo¹i nham th¹ch Dung träng (g/cm3) Tû träng (g/cm3) C­êng ®é kh¸ng nÐn(kg/cm2) Lùc dÝnh kÕt (g/cm2) Gãc néi ma sát () Cuội kết, sạn kết 2,55 2,67 1085 445 33,2 C¸t kÕt 2,63 2,78 810 340 29,5 Bét kÕt 2,65 2,73 448 195 30 SÐt kÕt 2,46 2,55 174 - - Độ cứng trung bình đất đá ftb= ữ 10 Chọn máy khoan CBS-250MHA có đường kính 250 mm, có bảng đặc tính kĩ thuật Bảng 3.11: đặc tính kỹ thuật máy khoan -250MHA TT Các thông số Đường kính lỗ khoan Chiều sâu khoan tối đa Hướng khoan so với phương thẳng đứng Chiều dài ti khoan, truyền động Đơn vị tính mm m Giá trị 250 32 độ 0;15;30 m 8/1 53 10 11 12 13 14 15 liên tục Lực dọc trục tối đa Tốc độ truyền/nâng cần Tần số quay mũi khoan Mô men xoắn quay Khối lượng khí nén Công suất động - toàn - xoay - nén khí - di chuyển Thiết bị di chuyển Tốc độ di chuyển áp lực lên đất Kích thước Khối lượng m¸y TÊn m/s V /phót kN.m m3/phót KW KW KW KW Km/h MPa mm TÊn 25 0,025/0,48 12-240 6.65-2.12 25 350 60 200 32 E-1252 0,6 0,1 9186*4600*13840 55 3.4 Tính toán lựa chọn cụ thể thông số HTKT phù hợp với đồng thiết bị công suất lớn mỏ Tây Nam Đá Mài Các thông số HTKT lựa chọn phải phù hợp với tổ hợp ĐBTB khai thác Dựa kết lớn lựa chọn ĐBTB đầu tư tương lai mỏ , đề tài tính toán lựa chọn thông số HTKT phù hợp với điều kiện mỏ 3.4.1 Chiều cao tầng (h) *Trong điều kiện đất đá cứng cứng vừa cần phải nổ mìn trước xúc bốc chiều cao tầng không vượt 1,5 lần chiều cao xúc lớn m¸y xóc (h≤1,5 Hxmax) * Chiều cao tầng theo khối lượng đất đá dự trữ: Quy mô bãi nổ hợp lý đảm bảo công tác bốc xúc mỏ đạt hiệu cao nhất, khối lượng đất đá dự trữ hợp lý bãi nổ giảm tối thiểu thời gian di chuyển máy tần suất nổ năm, tiết kiệm chi phí khơng cần thiết, góp phần giảm chi phí sản xuất mỏ *Theo ®iỊu kiƯn thiết bị sử dụng (máy xúc) tính chất lý đất đá chiều cao tầng xác định theo công thức 54 h = 0,7.a sin  sin  K r  '.(1 +  ' ' ) sin( −  ) ,m Trong ®ã: a - chiỊu réng ®èng ®¸ sau nỉ m×n, a = 0,8(Rx + Rd), a= 0,8(16,34+15,85)=25,76 m ; Rx - b¸n kÝnh xóc cđa m¸y xóc, Rx= 16,34 m; Rd - bán kính dỡ tải máy xúc, Rd=15,85 m; - góc nghiêng sườn tầng , = 70 độ; - góc nghiêng sườn đống đá nổ mìn, = 35 độ; Kr - hệ số nở rời đất đá nổ mìn , Kr= 1,55; '= W - tỷ số đường cản ngắn chiều cao tầng, h = 0,55 ữ 0,70, Chän ’= 0,55; '' = b - tû sè kho¶ng cách hai hàng mìn đường cản ngắn W nhÊt, ’’ = 0,75 ÷ 0,85, Chän η’’= 0,75 Thay vào công thức ta có h = 0,7.25,76 sin 70 sin 35 1,55 0,55 (1 + 0,75) sin( 70 − 35) = 14,3 m * Chiều cao tầng đượ c lựa chọn theo đường kÝnh lỗ khoan, ¸p dng theo công thc dlk (10ữ15).H (H: Chiu cao tầng) Kết tính tốn thể bảng Bảng 3.12: Chiều cao tầng phụ thuộc vào đường kính lỗ khoan TT Đường kính (d lk), mm 160 200 250 300 380 Chiều cao tầng (H), m 10ữ16 13ữ20 15ữ23 16ữ25 19ữ28 Qua phần tính toán lựa chọn chiều cao tầng áp dụng cho mỏ Tây Nam Đá Mài : h = 15 m 3.4.2 ChiỊu réng d¶i khÊu (A) 55 ChiỊu réng d¶i khÊu hay chiỊu réng blèc nỉ m×n phơ thc chđ yếu vào thông số làm việc thiết bị xúc bốc, thông số mạng khoan nổ mìn,hình thức vận chun sư dơng * ChiỊu réng d¶i khÊu phơ thc bán kính xúc máy xúc theo công thức A= (1,5ữ1,7).Rxt Rxt- Bán kính xúc ,Rxt= 16 m; A= (1,5ữ1,7).16 = 24 ữ 27,2 * Chiều rộng dải khấu theo điều kiện nổ mìn xác định theo công thức: A = W+ (n-1).b W- Đường kháng chân tầng,m; n- Số hàng mìn; b- Khoảng cách hàng mìn Bảng 3.13: Chiều rộng dải khấu theo điều kiện nổ mìn TT Máy xúc A (máy khoan d=250mm, phụ thuộc số hàng mìn-n), m PC 750 LC-6 n=2 18,1 n= 26,5 Căn vào kết tính toán bảng trên, ta chọn chiều rông dải khấu A=26,5 tương ứng với số hàng mìn n=3 3.4.3 Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu (Bmin) Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu phải đảm bảo điều kiện hoạt động dễ dàng cho thiết bị xúc bốc va vận chuyển sử dụng Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu trường hợp tổng quát, sử dụng dải khấu thông tầng, ô tô nhận tải theo sơ đồ quay đảo chiều tính theo công thức: Bmin = Z + C1 + T + C2 + B® , m Trong ®ã : Z - chiỊu réng ®íi tr­ỵt lë , Z = h.(Cotgρ - Cotgβ), chän ρ = 600, β = 650; VËy Z = 15 (cotg 600 - Cotg650) = 1,7 (m), chän Z = m; C1 - khoảng cách an toàn từ đai trượt lở tới mép phần đường vận tải, C1 = m; C2 - khoảng cách an toàn từ chân đống đá tới mép đường vận tải, C2 =1,5 m; T - chiỊu réng d¶i vËn t¶i, T tÝnh theo c«ng thøc: T = 2( a+c )+ x+ 2y.v , m Trong đó: a- Bề rộng thành thùng xe, a = 5,36 m ®èi víi Belaz3-549 c - Cự ly hai bánh xe, c = 4m x- Khoảng cách mép thùng xe đến xe chạy, x = + 0,01 v 56 y- Kho¶ng cách từ vệt bánh xe đến mép phần xe ch¹y, y = 0,5 + 0,005 v v - Tèc độ xe chạy mỏ, v = 20 ữ 30 km/h, Chọn v = 25km/h Thay số vào ta được: T =2( 5,36 + ) + + 0,01×25+ 2×(0,5 + 0,005×25) = 11,86 m Chän T = 11,86 m Bđ - Chiều rộng đống đá nổ mìn, B® = Kv Kn K  h q + ( n - ).b , m Trong : n - số hàng mìn, n = 3; Kn - hệ số đặc trưng cho mức độ khó nổ đất đá, Kn = 2; K - hệ số kể đến góc nghiêng lỗ khoan ( coi lỗ khoan thẳng đứng nên K = ); Kv - hƯ sè kĨ ®Õn sù phơ thc vµo thêi gian vi sai, chän thêi gian vi sai t = 25 s nên Kv = 0,9; q - tiêu thuốc nổ tính toán, q = 0,46 kg / m 3; h - chiÒu cao tầng, h = 15 m Vậy thay vao công thức ta tính : Bđ = 0,9 15 0,46 + ( - ).7 = 34,4 m Thay Z= 2, B®= 34,4, T= 11,86 vào công thức (3.1) ta có : Bmin = Z + C1 + T + C2 + B® = +1 + 11,86+ 1,5 + 34,4 = 50,76 m *Chiều dài block xúc đảm bảo đủ khối lượng mỏ đà nổ mìn: Chiều dài luồng xúc chiều dài tuyến máy xúc đảm nhận xúc bốc Chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào suất làm việc máy xúc, hình thức vận tải tầng Chiều dài luồng xúc xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng đất đá nổ mìn cho máy xúc làm việc thời gian quy định dự trữ cần thiết tính theo công thức : Lx = Qx nc t A.h ,m Trong ®ã : nc- số ca làm việc máy xúc ngày đêm, nc = ca; t - số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn, t = 12 ngày; A - chiều rộng khoảnh khai thác , A = 26,5 m; h - chiỊu cao tÇng, h = 15 m; Qx - Năng suất thực tế máy xúc * Năng suất thực tế máy xúc PC 750 LC-6 xác định theo công thức: Qx = 3600.E.T K xd K cn  , m / ca Tck K r Trong ®ã : E - dung tÝch gÇu xóc, E = 4,8 m 3; T - thêi gian lµm viƯc mét ca, T = h; Kxđ - hệ số xúc đầy gầu, Kxđ = 0,8; Kcn - hệ số công nghệ m¸y xóc, Kcn = 0,78; Kr - hƯ sè në rời đất đá, Kr = 1,45; - hệ sè sư dơng thêi gian,  = 0,85; Tck - thêi gian mét chu kú xóc thùc tÕ cđa m¸y xóc, Tck = 40 s; ⇒ Qx = 3600.4,8.8.0,8.0,78.0,85 = 1264 m / ca 40.1,45 57 VËy ta tÝnh ®­ỵc : Lx = 1264.3.12 = 115 m 26,5.15 Chän Lx = 115 m 3.4.4 Chiều rộng đai vận tải Chiều rộng đai vận tải phụ thuộc vào chiều rộng dải xe chạy, chiều rộng rÃnh thoát nước, chiều rộng đai an toàn Bbv Z T K Bvc Hình 3.3: Sơ đồ đai vận tải, đai bảo vệ - Đai vận chuyển : nối liền với tầng công tác , chiều rộng đai vận tải tính theo công thøc: BVC = Z + T + K , m Trong : Z - chiều rộng đới trượt lở tù nhiªn, Z = m; T - chiỊu réng tối thiểu đai vận tải, T = 11,86 m; K - chiỊu réng r·nh tho¸t n­íc, K = 0,5 m; ⇒ Bvc = + 11,86 + 0,5 = 14,36 m 3.4.5 Góc nghiêng bờ công tác Góc nghiêng bờ công tác chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp khai thác mỏ Góc nghiêng bờ công tác phải đảm bảo cho tầng bờ mỏ có đủ chiều rộng để thiết bị khai thác làm việc dễ dàng Với hệ thống khai thác khấu theo lớp nghiêng góc nghiêng bờ công tác xác định theo c«ng thøc sau : ϕ = arctg ( h ) , ®é Bmin + h cot g Trong ®ã : h - chiỊu cao tÇng, h = 15 m; Bmin - chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu, Bmin = 50,76 m ; α - gãc nghiªng s­ên tầng, = 70 Vậy ta tính : = arctg ( 15 ) = 21,80 32 + 15 cot g 70 VËy ϕ =21,80 3.4.6 Gãc nghiªng bờ không công tác Góc nghiêng bờ không công tác xác định theo công thức : 58 = arctg ( m.h ) , ®é ∑ Bv + ∑ BVC + ∑ h cot g Trong ®ã : h-chiều cao tầng, h = 15 m; m-số tầng không công tác , m =5 tầng; -góc nghiêng sườn tầng không công tác, = 70; BV-chiều rộng đai bảo vệ, BV = m; BVC-chiều rộng đai vận chuyển Bvc = 14,36 Thay vào công thức ta cã γ = arctg ( 5.15 ) = 430 2.5 + 3.14,36 + 5.15 cot g 70 VËy ®Ĩ đảm bảo ổn định bờ mỏ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật với mỏ Tây Nam Đá Mài ta chän : PhÝa trơ : γt = 430 PhÝa v¸ch : v = 430 59 Kết luận kiến nghị Qua nghiên cứu tính toán sở đặc điểm điều kiện tự nhiên thông số HTKT tính toán với khả đáp ứng tăng sản lượng, phù hợp với dây truyền thiết bị có công suất lớn áp dụng cho mỏ than lộ thiên đặc biệt mỏ Tây Nam Đá Mài thấy : - Các thông số HTKT có quan hệ chặt chẽ với thiết bị sử dụng mỏ Phạm vi làm việc thiết bị có công 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 lam việc hiệu thiết bị, dẫn đến làm ảnh hưởng tới thông số HTKT mỏ - Hiện mỏ Tây Nam Đá Mài có thiết bị khai thác : Máy xúc 200MH.Máy khoan có đường kính d = 200 mm, máy xúc có dung tích gầu E = 4,3 m3 , ô tô HD 325-6 có tải trọng, q = 36,5 - Các thông số làm việc thiết bị khác nhau, dẫn đến thông số HTKT không thống bờ mỏ, làm giảm suất thiết bị tham gia trình, khả tăng sản lượng khó khăn - Để đáp ứng nhu cầu thị trường, theo quy hoạch phát triển , năm tới mỏ Tây Nam Đá Mài phải tăng cường độ khai thác Với đặc điểm trạng , điều kiện khai thác mỏ công nghệ thiết bị có không đáp ứng yêu cầu đặt Do vậy,để đáp ứng yêu cầu sản lượng năm tới mỏ cần đổi công nghệ thiết bị khai thác - HTKT khấu theo lớp đứng chia bờ mỏ thành nhiều nhóm tầng Công nghệ khai thác với bờ công tác nâng cao đà áp dụng nhiều nước giới ngày phổ biến khai thác mỏ lộ thiên, công nghệ khai thác đà mang lại hiệu đích thực cho doanh nghiệp mỏ - Các thông số HTKT tính phù hợp với ĐBTB có công 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 = 250 mm + Máy xúc có dung tích gàu E = 4,8 + Ô tô có tải trọng q = 75 Các thông số HTKT tính toán : + Chiều cao tầng: h = 15 m + Chiều rộng mặt tầng công tác: Bmin = 50,76 m 60 + Chiều rộng dải khấu: A = 26,5 m + Góc nghiêng bờ công tác : =21,80 + Góc nghiêng bờ không công tác : = 430 Với thông số HTKT chọn ta thấy nâng cao sản lượng mỏ, phát huy hết suất thiết bị sử dụng, phù hợp với điều kiện địa chất tình hình kinh tế mỏ Kiến nghị : Qua tính toán lựa chọn thông số HTKT trên, tác giả kính đề nghị Ban lÃnh đạo công ty than lộ thiên nhỏ - TKV 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 61 TàI LIệU THAM KHảO Nhữ Văn Bách, Bùi Xuân Nam (2007) Công nghệ khai thác mỏ lộ thiên đáp ứng yêu cầu phát triển ngành mỏ Việt Nam giai đoạn 2006-2010 tương lai Tạp chí Công nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ má ViƯt Nam Hµ Néi Hå SÜ Giao, Bïi Xuân Nam (2006) Khai thác mỏ lộ thiên Việt Nam Những thời thách thức tương lai Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ Địa chất, số chuyên đề KTLT Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Néi Hå SÜ Giao, Bïi Xu©n Nam, Ngun Anh Tuấn (2009) Khai thác khoáng sản rắn phương pháp lộ thiên, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam (2010) Những thành tựu chủ yếu công nghiệp nổ mìn giới từ cuối kỷ XX Tạp chí Công nghiệp Mỏ số Hội Khoa học công nghệ má ViƯt Nam Hµ Néi Hå SÜ Giao, Bïi Xuân Nam, Nguyễn Phụ Vụ (2010) Những công nghệ tiên tiến khai thác mỏ lộ thiên Bài giảng cao học Chuyên ngành Khai thác Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Phụ Vụ (2010) Bảo vệ môi trường phát triển bền vững khai thác mỏ lộ thiên Bài giảng cao học Chuyên ngành Khai thác Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bùi Xuân Nam, Hồ Sĩ Giao (2004) Đặc điểm ô tô siêu trọng sử dụng ngành mỏ Tạp chí Công nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Bùi Xuân Nam (2006) Đặc điểm hÃng sản xuất máy xúc thuỷ lực tiếng giới Tạp chí Công nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Bùi Xuân Nam (2006) Về phương pháp lựa chọn đồng xúc bốc vận tải mỏ lộ thiên Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ 17 Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Đà Nẵng - Việt Nam 10 Bùi Xuân Nam, Nguyễn Phụ Vụ Các phương pháp chuẩn bị đất đá giới khai thác mỏ lộ thiên Bài giảng cao học Chuyên ngành Khai 62 thác Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2010 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -  - NGÔ ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ, ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG CÔNG TÁC SẢN XUẤT TRÊN CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN NHỎ... đồng thiết bị nhằm nâng cao hiệu công tác sản xuất mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Quảng Ninh mà học viên lựa chọn để nghiên cứu vấn đề cã tÝnh cÊp thiÕt râ rƯt Mơc tiªu cđa đề tài Nâng cao hiệu sản xuất. .. tài Nâng cao hiệu sản xuất mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Cẩm Ph? ?Quảng Ninh Đối tượng nghiên cứu Các mỏ than lộ thiên nhỏ vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh (Các mỏ than thuộc tổng công ty Đông Bắc, Tây Nam