Nghiên cứu hoàn thiện các thông số hệ thống khai thác phù hợp với đồng bộ thiết bị có công suất lớn cho các mỏ than lộ thiên việt nam

i1 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Dơng Trung Tâm Nghiên cứu hoàn thiện thông số hệ thống khai thác phù hợp với đồng thiết bị có công suất lớn cho mỏ than lộ thiên việt nam Chuyên ngành: Khai thác Mỏ Mà số : 60.53.05 luận văn thạc sĩ kü thuËt ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Hå SÜ Giao Hà Nội, 2010 i2 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 Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Dơng Trung T©m i3 Mơc lơc Néi dung Trang Trang phơ bìa i1 Lời cam đoan i2 Mục lục i3 Danh mục bảng i5 Danh mục hình vẽ, đồ thị i9 mở đầu Chơng 1: Đánh giá trạng áp dụng hệ thống khai thác với đồng thiết bị công suất lớn mỏ than lộ thiên việt nam 1.1 Đánh giá Hiện trạng sử dụng ĐBTB thông số HTKT mỏ than lộ thiên Việt Nam 1.2 Đánh giá Thực trạng tổ hợp ĐBTB áp dụng mỏ 12 than lé thiªn viƯt nam 1.3 NhËn xÐt chung 16 Chơng 2: Đề xuất hoàn thiện hệ thống khai thác với đồng thiết bị công suất lớn 2.1 Tổng quan kinh nghiệm sử dụng ĐBTB có công st lín 17 17 trªn thÕ giíi 2.2 2.3 Kinh nghiệm sử dụng đbtB có công suất lớn mỏ than lộ thiên việt nam 29 Các yếu tố tự nhiên - kỹ thuật ảnh hởng đến hệ thống khai 32 thác 2.4 Đề xuất hớng hoàn thiện hệ thống khai thác với đồng thiết bị công suất lớn 62 i4 2.5 Nhận xét chung Chơng 3: Nghiên cứu xác định thông số hệ thống 71 73 khai thác phù hợp với đồng thiết bị có công suất lớn mỏ than lộ thiên việt nam 3.1 Nghiên cứu, xác định phạm vi làm việc hợp lý 73 thiết bị khai thác có công suất lớn 3.2 Nghiên cứu xác định thông số HTKT phù hợp với 87 ĐBTB có công suất lớn mỏ than lộ thiên việt nam 3.3 Nhận xét chung Chơng 4: Tính toán áp dụng cho mỏ than Cao Sơn 114 116 4.1 Hiện trạng công nghệ thiết bị khai thác mỏ than Cao Sơn 116 4.2 Biên giới, trữ lợng khai trờng trình tự khai thác mỏ 118 than Cao Sơn 4.3 Khả áp dụng thiết bị động, công suất lớn 119 4.4 Tính toán thông số hệ thèng khai th¸c 122 4.5 NhËn xÐt chung 127 KÕt luận kiến nghị 130 Danh mục công trình đ công bố tác giả 133 Tài liệu tham khảo 134 i5 danh mục bảng TT Bảng 1.1 Bảng 1.2 B¶ng 1.3 B¶ng 1.4 B¶ng 1.5 B¶ng 2.1 B¶ng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Tên bảng Bảng thống kê suất thiết bị có công suất lớn sử dụng mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam Các thông số HTKT số mỏ lộ thiên lớn Các tổ hợp ĐBTB bóc đất đá mỏ than lộ thiên Các tổ hợp ĐBTB khai thác than mỏ than lộ thiên Hiện trạng thông số HTKT với tổ hợp ĐBTB bóc đất đá mỏ than lộ thiên Đặc tính kỹ thuật số loại máy khoan xoay công suất lớn giới Đặc tính kỹ thuật số loại máy xúc gầu cáp chạy điện Đặc tính kỹ thuật số loại MXTL gầu thuận có dung tích gàu E = 8ữ15 m3 Đặc tính kỹ thuật số loại máy xúc thuỷ lực gầu ngợc Tính kỹ thuật số loại máy xúc tải có dung tích gầu E = 5ữ10 m3 giới Đặc tính kỹ thuật số loại xe ôtô tự đổ có tải trọng tõ 40÷100 tÊn Trang 10 11 13 14 14 20 24 25 26 27 28 Bảng 2.7 Đặc điểm điều kiện tự nhiên mỏ than lộ thiên 34 Bảng 2.8 Các tiêu biên giới khai trờng 36 Bảng 2.9 Chiều cao tầng phụ thuộc vào góc nội ma sát theo tiếp 44 i6 xúc lớp đất đá Bảng 2.10 Chiều cao tầng phụ thuộc vào lực dính kết đất đá Bảng 2.11 Chiều cao tầng phụ thuộc vào khả xúc máy xúc Bảng 2.12 Chiều rộng đống đá phụ thuộc vào chiều cao tầng Bảng 2.13 Bảng 2.14 Bảng 2.15 Chiều rộng đống đá nổ mìn phụ thuộc vào chiều rộng dải khấu Chiều rộng mặt tầng công tác phụ thuộc chiều rộng dải vận tải Chiều rộng dải khấu phụ thuộc vào bán kÝnh xóc cđa m¸y xóc 45 48 50 50 51 53 Bảng 2.16 Chiều dài tuyến công tác hợp lý với chiều sâu mỏ 54 Bảng 2.17 Chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào dung tích máy xúc 55 Bảng 2.18 Bảng 2.19 Góc nghiêng bờ công tác phụ thuộc vào chiều rộng mặt tầng công tác ảnh hởng chiều cao tầng tới góc nghiêng bờ công tác Bảng 2.20 Sản lợng mỏ than lộ thiên lớn Bảng 2.21 Thống kê thiết bị khai thác than lộ thiên lớn Việt Nam 58 59 64 65 Bảng 3.1 Quan hệ đờng kính lỗ khoan theo độ tạo khối 74 Bảng 3.2 Lựa chọn máy khoan theo độ kiên cố 74 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Năng suất máy khoan xoay cầu Nga theo độ cứng đất đá Điều kiện làm việc hợp lý số loại máy khoan Sự phối hợp hợp lý kiểu máy xúc máy khoan 74 75 76 i7 Bảng 3.6 Lựa chọn máy khoan theo yếu tố khác 77 Bảng 3.7 Chiều cao xúc lớn máy xúc 80 Bảng 3.8 Chiều sâu xúc 81 Bảng 3.9 Chiều cao xúc 82 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Chiều cao gơng xúc máy xúc xúc dới mức máy đứng Chiều cao đống đá nổ mìn phụ thuộc vào kích thớc trung bình cục đá nổ mìn Bảng 3.12 Chiều cao tầng xúc hợp lý Bảng 3.13 Dung tích gàu xúc hợp lý với thông số tuyến công tác Bảng 3.14 Quan hệ tỷ lệ Vo/E hợp lý với dung tích gàu xúc Bảng 3.15 Giá trị Vo qo ôtô với dung tích gàu xúc theo cù ly vËn t¶i 84 85 86 92 93 93 Bảng 3.16 Đờng kính lỗ khoan phụ thuộc vào chiều cao tầng 95 Bảng 3.17 Phân loại đá mỏ theo độ khó khoan, khó nổ 96 Bảng 3.18 Đờng kính lỗ khoan phụ thuộc vào dung tích gầu xúc 98 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Bảng 3.21 Tổ hợp đồng thiết bị có công suất lớn mỏ Than lộ thiên lớn Việt Nam Chiều cao tầng phụ thuộc vào chiều cao xúc máy xúc Chiều cao tầng theo thiết bị sử dụng góc dốc sờn tầng Bảng 3.22 Chiều cao tầng phụ thuộc vào đờng kính lỗ khoan Bảng 3.23 Chiều rộng dải khấu phụ thuộc vào bán kính xúc máy xúc Bảng 3.24 Chiều rộng dải khấu theo điều kiện nổ mìn 99 100 100 101 103 103 i8 B¶ng 3.25 ChiỊu réng dải khấu theo điều kiện nổ mìn Bảng 3.26 Bảng 3.27 Bmin phụ thuộc chiều rộng đống đá nổ mìn dải vận tải Bmin phụ thuộc chiều rộng đống đá nổ mìn dải vận tải 104 106 106 Bảng 3.28 Bmin phụ thuộc vào dạng dải khấu 106 Bảng 3.29 Bmin phụ thuộc vào dạng dải khấu 107 Bảng 3.30 Chiều dài blốc xúc đảm bảo đủ khối lợng mỏ đ nổ mìn 108 Bảng 3.31 Chiều rộng đai vận tải (phụ thuộc vào thiết bị vận tải) 109 Bảng 3.32 Góc nghiêng bờ công tác 110 Bảng 3.33 Bảng 3.34 Đồng thiết bị tới mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam Các thông số HTKT phù hợp với tổ hợp ĐBTB công suất lớn mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam 111 113 Bảng 4.1 Đồng thiết bị áp dụng cho mỏ than Cao Sơn 121 Bảng 4.2 Các thông số HTKT phù hợp với ĐBTB mỏ Cao Sơn 124 Bảng 4.3 Bảng 4.4 So sánh chi phí giá thành khai thác phơng án Các tiêu kinh tế - kỹ thuật má than Cao S¬n PA chän 126 128 i9 danh mục hình vẽ, đồ thị TT Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình 2.1 Dạng cấu trúc đặc trng mỏ than Việt Nam 39 Hình 2.2 Sơ đồ xác định thông số đáy mỏ cÊp 43 H×nh 2.3 H×nh 2.4 H×nh 2.5 H×nh 2.6 H×nh 2.7 H×nh 2.8 H×nh 2.9 H×nh 2.10 H×nh 2.11 Quan hệ chiều cao tầng góc nội ma sát đất đá Biểu đồ quan hệ phụ thuộc chiều cao tầng vào lực dính kết đất đá Đồ thị mối quan hệ chiều cao tầng với khả xúc máy xúc Quan hệ phụ thuộc chiều rộng đống đá vào chiều cao tầng Biểu đồ quan hệ chiều rộng đống đá nổ mìn chiều rộng dải khấu Biểu đồ quan hệ chiều rộng dải vận tải chiều rộng mặt tầng công tác Biểu đồ phụ thuộc chiều rộng dải khấu vào bán kính máy xúc Biểu đồ chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào dung tích gầu máy xúc A = 20m, H = 15m ảnh hởng chiều rộng mặt tầng công tác tới góc nghiêng bờ công tác 44 45 48 50 51 52 53 56 58 i10 H×nh 2.12 H×nh 2.13 H×nh 3.1 H×nh 3.2 H×nh 3.3 H×nh 3.4 H×nh 3.5 H×nh 3.6 Hình 3.7 Hình 4.1 Hình 4.2 Biểu đồ ảnh hởng chiều cao tầng tới góc nghiêng bờ công tác Các sơ đồ bố trí thiết bị xúc bốc đất đá theo phơng thức khấu đuổi nhóm tầng Biểu đồ quan hệ đờng kính lỗ khoan chiều cao tầng Sơ đồ công nghệ sử dụng MXTLGT xúc đất đá tầng Sơ đồ công nghệ xúc với gơng dới mức máy đứng MXTLGN Sơ đồ công nghệ xúc đất đá tầng MXTLGN xúc hỗn hợp Sơ đồ thể thông số làm việc máy xúc Quan hệ kích thớc cục đá lớn ( - - - - -) trung bình () sau nổ mìn với đờng kính lỗ mìn Sơ đồ xác định chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu đất đá cứng, phải làm tơi sơ nổ mìn Sơ đồ nguyên lý tổng quát HTKT khấu theo lớp đứng Sơ đồ xác định trình tự khấu theo nhóm tầng líp 59 68 78 80 81 83 85 98 105 123 124 121 chọn nh sau: - Giai đoạn I: Sử dụng loại thiết bị vận tải có tải trọng q = 55ữ96 vận tải đất đá bóc ô tô có q = 37ữ42 vận tải than h ng CAT, Komatsu; - Giai đoạn II: Sử dụng loại thiết bị vận tải có tải trọng q = 100ữ140 sử dụng vận tải đất đá bóc, thiết bị vận tải than q = 55ữ60 h ng CAT, Komatsu Bảng 4.1: Đồng thiết bị áp dụng cho mỏ than Cao Sơn TT I Giai đoạn GĐI Tên thiết bị Đơn vị Giá trị Ghi M¸y khoan СБШ-250 M¸y khoan DML-1600 M¸y xóc M¸y xóc EKG-4,6 + 5A mm mm 250 250 HiƯn cã HiƯn cã m3 HiƯn cã - M¸y xóc EKG-8I M¸y xóc EKG-10 MXTLGN PC 1800-6 MXTLGN PC 1250-SP MXTLGN PC 1250 Ô tô m3 m3 m3 m3 m3 4,6ữ5 10 12 6,7 5,2 - Ô tô CAT 773E, 773F - Ô tô CAT 777D Máy gạt tấn tÊn tÊn tÊn HP 180÷220 HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã M¸y khoan xoay cầu mm 250ữ300 Đầu t Máy khoan - - II Ô tô Belaz 7555B Ô tô Komatzu HD-465-5 Ô tô Komatzu HD-785-7 Ô tô Komatzu HD-785-7 55÷58 96 55 56 91 91 HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã HiƯn cã G§II 122 2 m3 12,5 Đầu t 3 Máy xúc gầu cáp chạy điện xúc đá bóc Máy xúc TLGN xúc đá bóc m3 12ữ15 Đầu t Máy xúc TLGN xúc than m3 5ữ6,7 Đầu t Ô tô vận tải đất bóc 90ữ140 Đầu t Ô tô vận tải than 55ữ60 Đầu t Máy gạt HP 220ữ320 Đầu t 4.4 Tính toán thông số hệ thống khai thác Các thông số HTKT đợc tính toán phù hợp với điều kiện tự nhiên thiết bị có công suất lớn có đầu t thiết bị tơng lai Cao Sơn nh sau: 4.4.1 Lựa chọn HTKT áp dụng cho mỏ Cao Sơn Hiện mỏ Cao Sơn dần cải tạo mỏ theo hớng phù hợp với HTKT theo lớp đứng, để tăng góc bờ công tác lên 26ữ320, nhằm giảm hệ số bóc thời gian đầu Các thông số HTKT loại thiết bị khác nhau, chiều cao tầng, chiều rộng mặt tầng công tác v v khác Vì thế, làm giảm khả bố trí thiết bị có công suất lớn công tác với loại thiết bị công suất nhỏ Ngoài trật tự bóc đất đá kết cấu bờ cha hợp lý, nên vài khu vực bờ mỏ đ xảy tợng trợt lở bờ mỏ Để khắc phục tình trạng nói cần thiết xác lập quy trình công nghệ bóc đất đá khai thác than nhịp nhàng đảm bảo an toàn hoàn thành kế hoạch đề Từ phân tích trên, Đề tài lựa chọn HTKT áp dụng mỏ Cao Sơn HTKT khấu theo lớp đứng chia bờ mỏ nhành nhiều nhóm tầng, nhóm tầng có tầng công tác tầng lại tầng nghỉ, công tác bóc đất đá tiến hành lần lợt từ xuống dới nhóm tầng hoạt động độc lập với 123 Các sơ đồ bố trí thiết bị xúc bốc đất đá theo phơng thức khấu đuổi nhóm tầng xem hình 2.14 Sơ đồ tổng quát HTKT khấu theo lớp ®øng xem h×nh 4.1 Bmin A Bvt h Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý tổng quát HTKT khấu theo lớp đứng 1, 2, 3, 4, 5: Trật tự bóc đất khai thác Theo sơ đồ hình 2.14, trờng hợp bố trí máy xúc tầng nh sau: * Trờng hợp 1: Trên bờ mỏ chia thành nhiều nhóm tầng, nhóm tầng gồm 3ữ4 tầng tầng bố trí máy xúc khấu đuổi với luồng xúc dọc tầng (hình 2.14.a); * Trờng hợp 2: Trên bờ mỏ chia thành nhiều nhóm tầng, bố trí máy xúc tầng với luồng xúc dọc tầng (hình 2.14b); * Trờng hợp 3: Trên bờ mỏ chia thành nhiều nhóm tầng, bố trí máy xúc nhóm tầng với luồng xúc dọc tầng (hình 2.14c); * Trờng hợp 4: Bố trí máy xúc nhóm tầng (hình 2.14d) Xem xét trờng hợp thấy trờng hợp áp dụng loại thiết bị có công suất lớn (tức số máy xúc sử dụng nhỏ số tầng khấu đuổi bờ mỏ) Mỗi trờng hợp ứng với góc dốc bờ công tác khác trờng hợp ứng với góc dốc bờ công tác cao tơng ứng với công thức (2.20) Điều có nghĩa nên sử dụng máy xúc có dung tích gầu lớn công tác bóc đất đá mỏ xuống sâu, mở rộng nâng công suất khai thác Trờng hợp có u điểm sản xuất tập trung, số lợng thiết bị ít, điều hành sản xuất đơn giản hạn chế sơ đồ độ 124 tin cậy thiết bị cao phải đáp ứng đợc nhu cầu tăng sản lợng Đặc điểm trình tự khấu đất đá áp dụng HTKT khấu theo lớp đứng bờ mỏ chia thành nhiều nhóm tầng xem hình 4.2 Phù hợp với xu phát triển chung ngành khai thác lộ thiên giới Tập đoàn TKV đ có chủ chơng mỏ đầu t loại thiết bị có công suất lớn, mỏ Cao Sơn đ đầu t loại thiết bị máy xúc đến 12 m3, ô tô có tải trọng đến 96 Trong tơng lai mỏ mở rộng nâng công suất mỏ tiếp tục đầu t loại thiết bị có công suất lớn nhằm dần thay thiết bị nhỏ đ hết khấu hao chuyển sang vận chuyển than Hình 4.2: Sơ đồ xác định trình tự khấu theo nhóm tầng lớp 4.4.2 Lựa chọn thông số HTKT cho mỏ Cao Sơn Khai trờng mỏ Cao Sơn đợc chia thành nhiều khu khai thác, nên thiết bị cũ công suất nhỏ nên đa vào công trờng khai thác riêng với điều kiện thông số khai trờng phù hợp với thiết bị chúng làm việc với thông số hệ thống khai thác nh (bảng 1.10) Còn khu vực khác mỏ Cao Sơn tiến hành đầu t loại tổ hợp ĐBTB có công suất lớn, nhằm nâng cao đợc hiệu khai thác cho mỏ Dựa sở tính toán lựa chọn ĐBTB cho mỏ Cao Sơn tơng lai bảng 4.1 Các thông số HTKT đợc tính toán phù hợp với tổ hợp ĐBTB đ lựa chọn điều kiện tự nhiên mỏ, sở tính toán thể chơng Kết tính toán thông số HTKT phù hợp với ĐBTB xem bảng 4.2 125 Bảng 4.2: Các thông số HTKT phù hợp với ĐBTB mỏ Cao Sơn TT Thông số Đơn vị Giá trị Chiều cao tầng khai thác (H) m 20ữ30 Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu (Bmin) m 40ữ70 Chiều rộng dải khấu (A) m 18ữ30 Chiều dài luồng xúc (Lx) m 300ữ380 Chiều rộng đai vận tải m 23ữ30 Chiều rộng đai an toàn m 6,5ữ10,8 Chiều rộng đai bảo vệ m 3,8ữ6,4 Góc nghiêng bờ công tác độ 26ữ32 Dựa kết tính toán lựa chọn tổ hợp ĐBTB thông số HTKT mỏ than Cao Sơn, Đề tài tiến hành so sánh chi phí giá thành khâu khoan nổ - xúc bốc - vận tải với phơng án: - Phơng án 1: Sử dụng tổ hợp đồng thiết bị nh sau: Máy khoan có đờng kính d = 200ữ250 mm; máy xúc có dung tích gầu E = 4,5ữ5 m3 xúc đất đá, E = 3ữ3,5 m3 xúc than; ô tô tải trọng q = 42ữ58 vận tải đất đá, q = 27ữ37 vận tải than Các thông số HTKT: Chiều cao tầng h = 12ữ15m, chiều rộng mặt tầng công tác Bmin = 40ữ50m, góc nghiêng bờ công tác = 20ữ260 - Phơng án 2: Sử dụng tổ hợp đồng thiết bị nh sau: Máy khoan có đờng kính d = 200ữ250 mm; máy xúc có dung tích gầu E = 10ữ15 m3 xúc đất đá, E = 5ữ6,7 m3 xúc than; ô tô tải trọng q = 90ữ140 vận tải đất đá, q = 55ữ60 vận tải than Các thông số HTKT: Chiều cao tầng h = 20ữ30m, chiều rộng mặt tầng công tác Bmin = 40ữ70m, góc nghiêng bờ công tác = 26ữ320 Kết so sánh chi phí giá thành khai thác phơng án xem bảng 4.3 126 Bảng 4.3: So sánh chi phí giá thành khai thác phơng án TT Chỉ tiêu Đơn vị PA1 PA2 Khối lợng đất bóc trung bình năm 103m3 50.000 50.000 Sản lợng than khai thác năm 103tấn 4.500 4.500 Cung độ vận tải đất bóc trung bình km 5,5 5,5 Cung độ vận tải than trung bình km 4,5 4,5 Chiều cao tầng khai thác m 12ữ15 20ữ30 Chiều rộng mặt tầng công tác m 40ữ50 40ữ70 Chiều rộng dải khấu m 13ữ20 18ữ30 Chiều dài luồng xúc m 150ữ250 300ữ380 Góc nghiêng bờ công tác độ 20ữ26 26ữ32 10 Máy khoan đầu t 11 11 Máy xúc xúc đất bóc 40 21 12 M¸y xóc xóc than chiÕc 13 Ô tô vận tải đất bóc 296 128 14 Ô tô vận tải than 39 27 15 Chi phÝ khoan nỉ ®ång/mk 103.622 96.261 16 Chi phÝ xúc bốc + vận tải đất bóc 10 đ/n 2.528.695 2.146.891 17 Giá thành tổ hợp xúc bốc + vận tải đất bóc đ/m3 50.574 42.938 18 Chi phí xúc bốc + vận tải than 106đ/n 295.836 274.098 19 Giá thành tổ hợp xúc bốc + vận tải than đ/t 65.741 60.911 20 Tỉng chi phÝ khoan nỉ + xóc bốc + vận tải đất bóc 106đ/n 2.632.317 2.243.152 21 Giá thành bóc đất đ/m3 52.646 44.863 22 Tổng chi phí SXKD than (không kể chế biến) 106đ/n 2.928.153 2.517.250 23 Giá thành khai thác riêng than (xúc bốc + vận tải) đ/t 65.741 60.911 24 Giá thành SXKD than đ/t 650.701 559.389 Từ kết so sánh chi phí giá thành khai thác (bảng 4.3) phơng án tổ hợp ĐBTB thông số HTKT, cho thấy PA2 có tổng chi phí bóc đất thấp PA1 389.165.106đ/năm; giá thành bóc đất thấp 7.783 127 đ/tấn tơng ứng 15%; giá thành sản xuất kinh doanh than giảm 91.312 đ/tấn tơng ứng 14% Vậy đề lựa chọn tổ hợp ĐBTB thông sè cđa HTKT theo PA2 ¸p dơng cho má than Cao Sơn 4.5 nhận xét chung Qua nghiên cứu tính toán áp dụng điều kiện mỏ than Cao Sơn thấy rằng: - Hiện mỏ Cao Sơn tồn nhiều loại tổ hợp thiết bị có thông số làm việc khác nhau, sử dụng HTKT cha phát huy hết lực làm việc thiết bị - Công tác điều hành sản xuất khó khăn tồn nhiều chủng loại thiết bị, khâu kiểm tu bảo dỡng gặp khó khăn thiết bị không đồng với nhà xởng sửa chữa thiết bị - Khi nâng công suất mỏ trang nói gây khó khăn việc đáp ứng yêu cầu sản xuất - Với khó khăn tồn nói mỏ than Cao Sơn cần thiết phải đầu t loại thiết bị động, suất cao, công suất lớn với HTKT phù hợp - Thông số HTKT phù hợp với ĐBTB: Máy xúc E < 6,7 m3; ô tô tải trọng q < 55 tấn; máy khoan đờng kính d < 250 mm - Với loại tổ hợp ĐBTB mỏ Cao Sơn gồm: Máy khoan d = 200ữ250mm; máy xúc E = 6,7ữ12 m3; ô tô q = 55ữ96 Các thông số HTKT phù hơp đợc lựa chọn: H = 20÷25 m; Bmin = 40÷60; A = 18÷27 m, Bvt = 23ữ27; ct = 26ữ280 - Tổ hợp ĐBTB đợc lựa chọn tơng lai mỏ Cao Sơn gồm: Máy khoan d = 280ữ320 mm; máy xúc E = 12ữ15 m3; ô tô q = 100ữ140 Các thông số HTKT phù hợp đợc lựa chọn: H = 25ữ30 m; Bmin = 65÷70; A = 27÷30 m, Bvt = 28÷30; ct = 28ữ320 128 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mỏ than Cao Sơn xem bảng 4.4 Bảng 4.4: Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mỏ than Cao Sơn PA chọn TT Tên tiêu Đơn vị GĐI GĐII Ghi I Th«ng sè kü thuËt má m m Km2 2.200 2.120 3,55 4.400 2.900 6,7 m -190 -350 KÝch th−íc khai tr−êng - Dµi, m - Réng, m - DiƯn tÝch, Km2 Cốt cao đáy mỏ Trữ lợng than địa chất 10 T 43.527 119.097 Trữ lợng than công nghiệp 103 T 48.880 133.150 Khối lợng đất bóc 103 m 381.480 1.679.778 HÖ sè bãc trung bình m3/tấn 7,97 12,61 Sản lợng đất bóc hàng năm 106 m 27ữ28 43ữ65 Sản lợng than khai thác hàng năm 106 T 3,5ữ3,8 4,0ữ4,5 Hệ số bóc sản xuất m3/tấn 7,71ữ8,0 10,0ữ14,44 II Đồng thiết bị II.1 Tổ hợp ĐBTB bóc đất đá Máy khoan xoay cầu mm 200ữ250 Máy xúc gầu cáp chạy ®iƯn xóc ®¸ bãc M¸y xóc TLGN xóc ®¸ bãc m3 8ữ10 280ữ320 12,5 m3 6,7ữ12 12ữ15 Ô tô vận tải đất bóc 55ữ96 100ữ140 Máy gạt HP 180ữ220 220ữ320 Máy xúc TLGN xúc than m3 3,5ữ5 5ữ6,7 Ô tô vận tải than 27ữ42 55ữ60 Máy gạt HP 180ữ200 200ữ220 II.2 Tổ hợp ĐBTB khai thác than III Th«ng sè HTKT 129 Chiều cao tầng khai thác (H) m 20ữ25 25ữ30 Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu (Bmin) m 40ữ60 65ữ70 Chiều rộng dải khấu (A) m 18ữ27 27ữ30 Chiều dài luồng xúc (Lx) m 300ữ350 300ữ380 Chiều rộng đai vận tải m 23ữ27 28ữ30 Chiều rộng đai an toàn m 6,5ữ8,5 9,4ữ10,8 Chiều rộng đai bảo vệ m 3,8ữ5,0 5,5ữ6,4 Góc nghiêng bờ công tác độ 26ữ28 28ữ32 Góc nghiêng sờng tầng độ 65ữ70 65ữ70 10 Góc nghiêng bờ kết thúc độ 32ữ35 32ữ35 11 Số tầng nhóm tầng tầng 3ữ4 3ữ4 12 Chi phí khoan nổ 13 đồng/mk 96.261 Chi phí xúc bốc + vận tải đất bóc 106đ/n 2.146.891 14 Giá thành tổ hợp xúc bốc + vận tải đất bóc đ/m3 42.938 15 Chi phí xúc bốc + vận tải than 106đ/n 274.098 16 Giá thành tổ hợp xúc bốc + vận tải than đ/t 60.911 17 Tỉng chi phÝ khoan nỉ + xóc bèc + vận tải đất bóc 106đ/n 2.243.152 18 Giá thành bóc ®Êt ®/m3 44.863 19 Tỉng chi phÝ SXKD than (kh«ng kể chế biến) 106đ/n 2.517.250 20 Giá thành khai thác riêng than (xúc bốc + vận tải) đ/t 60.911 21 Giá thành SXKD than đ/t 559.389 130 Kết luận kiến nghị Kết luận: Trên sở nghiên cứu đặc điểm điều kiện tự nhiên, trạng thông số HTKT thiết bị khai thác má than lé thiªn lín Viªt Nam, cịng nh− kinh nghiệm sử dụng thiết bị khai thác có công suất lớn mỏ lộ thiên giới, luận văn thu đợc kết sau: Các thông số HTKT có quan hệ chặt chẽ với ĐBTB khai thác Với thông số HTKT chủng loại thiết bị khai thác mỏ than lộ thiên cha phát huy hết lực thiết bị có công suất lớn Công tác kiểm tu bảo dỡng thiết bị phức tạp, điều khiển sản xuất gặp khó khăn, dẫn đến tăng chi phí phụ trợ làm ảnh hởng đến hiệu kinh tế chung doanh nghiệp mỏ Đặc điểm điều kiện tự nhiên mỏ phức tạp, mỏ có nhiều phay phá đứt g y, số mỏ đất đá dễ bị phong hoá v v đ ảnh hởng tới thông số HTKT Theo kinh nghiệm xu hớng phát triển công nghiệp mỏ nớc giới thấy rằng: Sử dụng ĐBTB khai thác có công suất lớn xu tất yếu Do đó, thông số HTKT phải đợc tính toán phù hợp với tổ hợp thiết bị, qua nâng cao suất ĐBTB hiệu sản xt kinh doanh cđa c¸c má HiƯn nay, c¸c mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam thiết bị khai thác đầu t có nhiều chủng loại khác nhau: Máy khoan xoay cầu chạy điện máy khoan thuỷ lực có đờng kính d = 127ữ250 mm, máy xúc có dung tích gầu E = 3,5ữ12 m3, ô tô có tải trọng q = 27ữ96 Các thông số làm việc thiết bị khác nhau, dẫn đến thông số HTKT không thống bờ mỏ, làm giảm suất tổ hợp ĐBTB có công suất lớn 131 Để đáp ứng nhu cầu thị trờng, năm tới mỏ phải tăng cờng độ khai thác Với đặc điểm trạng, điều kiện khai thác mỏ công nghệ thiết bị truyền thống không đáp ứng đợc yêu cầu đặt Do vậy, để đáp ứng yêu cầu sản lợng năm tới mỏ cần đổi công nghệ thiết bị khai thác: Lựa chọn HTKT áp dụng công nghệ khấu theo lớp đứng chia bờ mỏ thành nhiều nhóm tầng Sử dụng ĐBTB có công suất lớn, nhằm nâng cao đợc thông số HTKT, tốc độ xuống sâu nhanh, rút ngắn thời gian cải tạo, sớm đa mỏ đạt công suất thiết kế Các thông số HTKT đợc tính phù hợp với ĐBTB có công suất lớn, phù hợp với điều kiện mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam Với tổ hơp ĐBTB nh: Máy khoan có đờng kính d = 200ữ250 mm, máy xúc có dung tích gầu E = 8ữ12 m3, ô tô có tải trọng q = 55ữ96 tấn; thông số HTKT nh: chiều cao tầng từ 15ữ30m, chiều rộng mặt tầng công tác từ 40ữ70 m (các mỏ Núi Béo, Hà Tu, chiều cao tầng h = 12ữ15 m; chiều rộng mặt tầng công tác Bct = 40ữ55 m Các mỏ Cao Sơn, Đèo Nai, Cọc Sáu chiều cao tầng h = 20ữ30 m; chiều rộng mặt tầng công tác Bct = 40ữ70), chiều rộng dải khấu 18ữ30 m, góc nghiêng bờ công tác 24ữ320 Hiện mỏ Cao Sơn tồn nhiều loại tổ hợp thiết bị có thông số làm việc khác nhau, sử dụng HTKT cha phát huy hết lực làm việc thiết bị Thông số HTKT phù hợp với ĐBTB: Máy xúc E < 6,7 m3; ô tô tải trọng q < 55 - Khi nâng công suất khai thác, mỏ Cao Sơn cần thiết phải đầu t loại thiết bị khai thác động, suất cao, công suất lớn Để đáp ứng yêu cầu khối lợng mỏ giảm giá thành khai thác - Tổ hợp ĐBTB mỏ Cao Sơn đợc đề xuất GĐI gồm: Máy khoan d 132 = 200ữ250mm; máy xúc E = 6,7ữ12 m3; ô tô q = 55ữ96 Các thông số HTKT phù hơp đợc lựa chọn: H = 20ữ25 m; Bmin = 40÷60; A = 18÷27 m, Bvt = 23÷27 m; ϕct = 26ữ280 - Tổ hợp ĐBTB đợc đề xuất GĐII mỏ Cao Sơn gồm: Máy khoan d = 280ữ320 mm; máy xúc E = 12ữ15 m3; ô tô q = 100ữ140 Các thông số HTKT phù hợp đợc lùa chän: H = 25÷30 m; Bmin = 65÷70; A = 27÷30 m, Bvt = 28÷30 m; ϕct = 28÷320 Kiến nghị: Trên sở nghiên cứu hoàn thiện thông số HTKT phù hợp với ĐBTB có sông suất lớn mỏ than lộ thiên Việt Nam, cần tiếp tục hoàn thiện xây dựng thành mô hình mẫu để ứng dụng cho mỏ lộ thiên có điều kiện tơng tự Triển khai ứng dụng kết nghiên cứu đề tài vào thực tiễn sản xuất mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu sản xuất cho mỏ Đồng thời tạo điều kiện cấp kinh phí thực theo dõi, đánh giá hoàn thiện thông số HTKT sử dụng ĐBTB công suất lớn 133 danh mục công trình đ công bố tác giả Dơng Trung Tâm, Đoàn Văn Thanh (2010), "Hoàn thiện thông số hệ thống khai thác mỏ than lộ thiên để phù hợp với đồng thiết bị có công suất lớn Tạp chí công nghiệp Mỏ, 2010, tr 12-14, Hà Nội Dơng Trung Tâm (2009), Nghiên cứu hoàn thiện thông số hệ thống khai thác phù hợp với đồng thiết bị có công suất lớn cho mỏ than lộ thiên Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ, Viện KHCN Mỏ TKV, Hà Nội Lê Xuân Thu, Lu Văn Thực, Dơng Trung Tâm (2009), Biến dạng bờ trụ vỉa Na Dơng kiến nghị giải pháp ổn định Tạp chí công nghiệp Mỏ, 2009, tr 47-49, Hà Nội Lu Văn Thực, Đoàn Văn Thanh, Dơng Trung Tâm (2008), Một số vấn đề công nghệ khai thác mỏ quặng sắt lộ thiên điều kiện địa chất phức tạp Tạp chí công nghiệp Mỏ, 2009, tr 24-26, Hà Nội 134 Tài liệu tham khảo Nguyễn Thanh Bình (2008), Nghiên cứu khả năng, điều kiện áp dụng công nghệ nổ mìn tầng cao xúc đất đá theo phân tầng cho mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh Lê Văn Duẩn (2009) Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2015, xét triển vọng đến 2025 - Công ty CP t vấn đầu t Mỏ Công nghiệp - Hà Nội Trần Trung Dũng (1995) luận án PTS Nghiên cứu điều kiện công nghệ đảm bảo khả nâng cao góc dốc bờ công tác cho cho khu vực có đới công tác lớn mỏ than lộ thiên vùng Quảng Ninh - Hà Nội Phùng Mạnh Đắc, Lu Văn Thực (2005), Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ nhằm huy động tổng hợp tài nguyên phục vụ chiến lợc phát triển bền vững khai thác sử dụng than Việt Nam Lê Đức Phơng, Lu Văn thực, Hồ Sĩ Giao (2002) Nghiên cứu công nghệ khai thác với góc nghiêng bờ công tác lớn - Tập san: Kết nghiên cứu triển khai khoa học công nghệ mỏ 1972 - 2002 - ViƯn Khoa häc C«ng nghƯ Má - Hà Nội Hồ Sĩ Giao, Bùi Xuân Nam, Nguyễn Anh Tuấn (2009), Khai thác khoáng sản rắn phơng pháp lộ thiên Hồ Sĩ Giao (1999) Thiết kế mỏ lộ thiên - Nhà xuất giáo dục Lu Văn Thực (2004), ảnh hởng chiều cao tầng tới thông số khai thác mỏ lộ thiên, Thông tin Khoa học Công nghệ Mỏ Lu Văn Thực (2007), Nghiên cứu lựa chọn phơng án vận tải đất đá hợp lý cho mỏ than lộ thiên sau phù hợp với tổng sơ đồ phát triển ngành giai đoạn 2006ữ2020 10 Lu Văn Thực (2009), Các giải pháp khai thác, đổ thải, thoát nớc tiến tới kết thúc khai thác vùng Hoàn Gai 135 11 Nguyễn Văn Tráng (1998), Nghiên cứu công nghệ thiết bị khoan phù hợp với điều kiện khai thác lộ thiên vùng Quảng Ninh, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Hà Nội 12 Đỗ Ngọc Tớc (2001) nnk Nghiên cứu lựa chọn sử dụng dây chuyền đồng thiết bị đại có công suất cao, động phù hợp với công nghệ khai thác than áp dụng cho mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh - Hà Nội 13 Đỗ Ngọc Tớc (2005), Nghiên cứu lực chọn loại máy xúc thuỷ lực (Gầu ngợc, gầu thuận) hợp lý để xúc đất đá tầng cho mỏ khai thác lộ thiên TKV 14 Trần Mạnh Xuân (1991) Quy trình công nghệ sở thiết kế mỏ lộ thiên - Hà Nội 15 Quá trình sản xuất mỏ lộ thiên - V.V.Rzevski - Matxcơva 1974 16 Khai thác mỏ lộ thiên - V.V.Rzevski - Matxcơva - 1985 17 Dự án đầu t xây dựng công trình cải tạo mở rộng mỏ than Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai, Tây Nam Đá Mài - Công ty CP t vấn đầu t Mỏ Công nghiệp - Hà Nội năm 2008 18 Dự án mở rộng nâng công suất mỏ than Núi Béo - Viện KHCN Mỏ TKV năm 2008 19 Dự án phát triển mỏ Hà Tu - Công ty Cp tin häc, c«ng nghƯ, m«i tr−êng Than - Khoáng sản Việt Nam năm 2008 20 Dự án đầu t khai thác lộ thiên vỉa 13 - Xí nghiệp than 917 - Viện KHCN Mỏ - TKV năm 2009 21 Dự án đầu t mở rộng nâng công suất má than Na D−¬ng - ViƯn KHCN Má - TKV năm 2009 22 Đầu t mở rộng cải tạo mỏ than Khánh Hoà - Công ty CP t vấn đầu t Mỏ Công nghiệp - Hà Nội năm 2004 ... xuất hoàn thiện hệ thống khai thác với đồng thiết bị công suất lớn; - Nghiên cứu, xác định thông số hệ thống khai thác phù hợp với đồng thiết bị có công suất lớn mỏ than lộ thiên thuộc Việt Nam; ... hiệu khai thác cho mỏ, cần thiết phải tiến hành Nghiên cứu hoàn thiện thông số hệ thống khai thác phù hợp với đồng thiết bị có công suất lớn cho mỏ than lộ thiên Việt Nam nhằm trì khai thác cách... thống kê suất thiết bị có công suất lớn sử dụng mỏ than lộ thiên lớn Việt Nam Các thông số HTKT số mỏ lộ thiên lớn Các tổ hợp ĐBTB bóc đất đá mỏ than lộ thiên Các tổ hợp ĐBTB khai thác than mỏ