Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp xác định một số thông số trong công nghệ khai thác chọn lọc nhằm đảm bảo chất lượng khoáng sản trong quá trình khai thác lộ thiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - VŨ ĐÌNH HIẾU NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TRONG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CHỌN LỌC NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG KHỐNG SẢN TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC LỘ THIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2007 i1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - VŨ ĐÌNH HIẾU NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TRONG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CHỌN LỌC NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG KHOÁNG SẢN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC LỘ THIÊN Chuyên ngành: Khai thác mỏ Mã số: 2.08.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Hồ Sĩ Giao HÀ NỘI, 2007 i2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Vũ Đình Hiếu i3 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan ……………………………………………………………… i2 Mục lục…………………………………………………………………………… i3 Danh mục bảng biểu………………………………………………………… i4 Danh mục hình vẽ, đồ thị……………………………………………… i5 MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC KHOÁNG SẢN VIỆT NAM 1.1 Tiềm khoáng sản Việt nam 1.2 Đặc điểm cấu tạo địa chất, chất lượng trữ lượng khoáng sản 1.3 Hiện trạng khai thác khoáng sản Việt Nam 49 CHƯƠNG - NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠNG NGHỆ TRONG KHAI THÁC KHỐNG SẢN VIỆT NAM 60 2.1 Đặc điểm công nghệ khai thác than 60 2.2 Đặc điểm công nghệ khai thác quặng loại 63 CHƯƠNG - NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ NHẰM GIẢM TỔN THẤT, LÀM NGHÈO VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG KHOÁNG SẢN KHAI THÁC 69 3.1 Tình hình tổn thất làm nghèo số mỏ lộ thiên 69 3.2 Những cơng trình nghiên cứu tổn thất, làm nghèo chất lượng khoáng sản 69 3.3 Cơ sở khoa học kinh tế để xác định chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng 71 3.4 Nghiên cứu phương pháp điều khiển chất lượng khống sản có ích q trình lập kế hoạch sản xuất cho vỉa có chất lượng thay đổi 89 CHƯƠNG - TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 112 4.1 Bài toán xác định chiều dầy lớp đá kẹp cần bóc tách riêng 112 4.2 Điều khiển chất lượng khoáng sản toán lập kế hoạch sản xuất cho mỏ lộ thiên 115 4.3 Điều khiển chất lượng khoáng sản toán điều tiết suất máy xúc gương khai thác 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 i4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần hóa học apatit Lào Cai Bảng 1.2 Thành phần khoáng vật apatit Lào Cai Bảng 1.3 Phân bố trữ lượng than bùn Việt Nam Bảng 1.4 Sản lượng khai thác than Việt Nam từ năm 1996÷2004 Bảng 1.5 Dự báo nhu cầu than cho ngành xi măng 10 Bảng 1.6 Tổng hợp dự báo nhu cầu than nước giai đoạn 2005-2020 11 Bảng 1.7 Tổng hợp tài nguyên, trữ lượng than Việt Nam 13 Bảng 1.8 Tổng hợp trữ lượng tài nguyên dự báo bể than Quảng Ninh 16 Bảng 1.9 Tổng hợp trữ lượng quặng sắt Việt Nam 20 Bảng 1.10 Tổng hợp trữ lượng quặng mangan Việt Nam 25 Bảng 1.11 Tổng hợp trữ lượng quặng crôm Việt Nam 28 Bảng 1.12 Trữ lượng nicken Việt Nam 30 Bảng 1.13 Trữ lượng coban Việt Nam 30 Bảng 1.14 Trữ lượng quặng wolfram Việt Nam 32 Bảng 1.15 Tổng hợp trữ lượng thiếc Việt Nam 35 Bảng 1.16 Tổng hợp trữ lượng đồng Việt Nam 39 Bảng 1.17 Tổng hợp trữ lượng chì - kẽm Việt Nam 44 Bảng 3.1 Tổng hợp tình hình tổn thất làm nghèo số mỏ lộ thiên VN 69 Bảng 3.2 Mối quan hệ chiều dày tối thiểu vỉa than với góc cắm vỉa 77 Bảng 3.3 Quan hệ số lớp đá kẹp (n) với hệ số làm bẩn khoáng sản (r) 78 Bảng 3.4 Giá trị ro xúc sô (%) 78 Bảng 3.5 mối quan hệ chiều dày lớp đá kẹp số lượng lớp đá kẹp 82 Bảng 3.6 Quan hệ chiều dày khoáng sản tuý M với chiều dày 83 lớn lớp đá kẹp Bảng 3.7 Giá bán số loại than (lấy theo giá cũ trước tháng 4/2007) 86 Bảng 4.1 Các liệu đầu vào với phương án chiều dày vỉa M, số lớp đá kẹp n 114 Bảng 4.2 Thống kê kết toán 116 Bảng 4.3 Kết cụ thể trường hợp mỏ có 10 máy xúc hoạt động trường hợp Bảng 4.4 Kết cụ thể trường hợp mỏ có 10 máy xúc hoạt động trường hợp i5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hinh 2.1 Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ than lộ thiên 63 Hinh 2.2 Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ than lộ thiên 68 Hình 3.1 Sơ đồ xác định tổn thất làm nghèo khoáng sản khai thác chọn lọc 72 Hình 3.2 Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp khoáng sản xúc chọn lọc 76 Hình 3.3 Mối quan hệ chiều dầy tối thiểu vỉa than xúc chọn lọc với góc cắm vỉa 1, 2, 3, 4, tương ứng với loại cám 3, 4, 5, 6B 77 Hình 3.4 Quan hệ số lớp đá kẹp (n) với hệ số làm bẩn khống sản (r) 78 Hình 3.5 Mối quan hệ ro xúc sô với số lớp đá kẹp n 79 Hình 3.6 Mối quan hệ ro xúc sô với chiều dầy trung bình lớp đá kẹp m 80 Hình 3.7 Biểu đồ biểu thị mối quan hệ chiều dầy vỉa than với chiều dầy lớn lớp đá kẹp phép xúc sô 83 Hình 3.8 Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng theo điều kiện kỹ thuật 85 Hình 3.9 Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng theo điều kiện kinh tế 88 Hình 3.10 Mối quan hệ chất lượng khoáng sản khai thác với yếu tố ảnh hưởng 91 Hình 3.11 Sơ đồ khối để giải toán điều khiển chất lượng khoáng sản 97 Hình 3.12 Sơ đồ khối giải tốn điều tiết máy xúc 104 Hình 3.13 Trung hồ khống sản cách đắp đống theo hình nón 107 Hình 4.1 Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng theo điều kiện kỹ thuật 112 Hình 4.2 Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng theo điều kiện kinh tế 113 Hình 4.3 Sơ đồ khối toán 117 Hình 4.4 Đồ thị thể điều chỉnh Qca gương xúc để đạt lượng hàm lượng kế hoạch ……………………………………………………………118 Hình 4.5 Đồ thị thể điều chỉnh Qca gương xúc để đạt lượng hàm lượng kế hoạc …………………………………………………………….119 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện mỏ lộ thiên có tài nguyên ngày cạn kiệt, mỏ dần phải tận thu vỉa mỏng, vỉa có cấu tạo phức tạp, vỉa quặng nghèo Mặt khác chế thị trường, đòi hỏi chất lượng quặng ngày khắt khe, vấn đề đảm bảo chất lượng quặng khai thác ngày coi trọng, việc xác định thông số công nghệ khai thác chọn lọc nhằm đảm bảo chất lượng quặng trình khai thác lộ thiên trở thành vấn đề cấp thiết Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp xác định số thông số công nghệ khai thác chọn lọc nhằm đảm bảo chất lượng quặng trình khai thác lộ thiên Đối tượng nghiên cứu Các khoáng sản có cấu trúc dạng vỉa, thân quặng có cấu trúc phức tạp chất lượng thay đổi Phạm vi nghiên cứu - Đi sâu xác định chiều dày nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng phép xúc sô - Nghiên cứu lựa chọn điều khiển chất lượng khống sản có ích để đảm bảo tiêu chuẩn yêu cầu quặng thương phẩm Các nội dung nghiên cứu - Tiềm khống sản Việt Nam đặc điểm công tác khai thác - Hiện trạng khai thác khoáng sản Việt Nam - Các phương pháp xác định số thông số kỹ thuật khai thác chọn lọc điều khiển chất lượng khống sản có ích trình khai thác Phương pháp nghiên cứu - Đánh giá, phân tích kết hợp thống kê số liệu - Xây dựng mơ hình tốn kết hợp sử dụng công nghệ thông tin - Vận dụng phương pháp tốn học thích hợp Ý nghĩa khoa học thực tiễn Xây dựng sở khoa học phương pháp xác định chiều dày nhỏ lớp đá kẹp phải bóc tác riêng, xác định khối lượng quặng khai thác cần thiết khu vực gương nhằm đảm bảo chất lượng quặng thương phẩm, giúp cho việc lập kế hoạch khai thác thực tiễn sản xuất thiết kế thuận lợi góp phần hồn thiện sở lý thuyết công nghệ khai thác chọn lọc mỏ lộ thiên Chương TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC KHỐNG SẢN VIỆT NAM 1.1 Tiềm khống sản Việt Nam 1.1.1 Khoáng sản (quặng) kim loại Khoáng sản sắt: có 200 khống sàng điểm quặng với trữ lượng 1,1 tỷ (dự báo 1,8 tỷ tấn) có khống sàng lớn Thạch Khê, Bản Lũng, Trại Cau, Quy Sa,… Khoáng sản đồng: trữ lượng dự báo khoáng sản đồng Việt Nam 5,4 triệu Mỏ khai thác Sin Quyền (Lào Cai) có trữ lượng đánh giá 1,2 triệu NiKen: có khống sàng thăm dị chi tiết với trữ lượng dự báo 150 ngàn Bản Phúc (Sơn La) Mangan: phát 34 khoáng sàng điểm quặng với trữ lượng thăm dò 1,8 triệu (trữ lượng dự báo ÷ triệu tấn, tập trung nhiều Hà Tĩnh, Cao Bằng, Tun Quang) Crơmít: mỏ crơmít Cổ Định mỏ khai thác, trữ lượng 10 triệu Có khả phát thêm khống sàng crơmít khác dọc đới đứt gãy sâu Sơng Mã Titan (inmenit): phát gần 70 khoáng sàng điểm quặng – chủ yếu sa khoáng ven biển (trong có khống sàng lớn, trung bình, nằm ven biển Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế, Bình Định, Bình Thuận…) với trữ lượng 12,5 triệu (dự báo 19 ÷ 22 triệu tấn) Bauxit: Việt Nam có loại hình bauxit – bauxit Pecmi khoảng 70 khoáng sàng điểm quặng với 520 triệu (Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn…) bauxit laterit Kainozoi với trữ lượng 2,7 ÷ 3,5 tỷ (dự báo 6,6 ÷ 7,5 tỷ tấn) phân bố tỉnh Lâm Đồng, Đắc Lắc, Kom Tum, Khánh Hoà,… Thiếc: phát 100 khoáng sàng điểm quặng nằm vùng khống sản Tam Đảo, Pia Oắc, Quỳ Hợp, Lâm Đồng với trữ lượng gần 160 ngàn Ngoài số mỏ vào giai đoạn kết thúc Bắc Lũng, Tĩnh Túc,… Antimon: phát 50 khoáng sàng điểm quặng (Mậu Duệ, Làng Vài, Khuốn Pục, Khe Chim, Linh Quang…) Trữ lượng dự báo khoảng 1,5 triệu Chì kẽm:đã phát khoảng 500 khống sàng điểm quặng (72 khoáng sàng điều tra đánh giá) với trữ lượng 7,8 triệu (trữ lượng dự báo 21 triệu ) Các vùng khống sản điển hình Chợ Điền, Chợ Đồn, Làng Mích, Tịng Bá,… Vonfram: phát khoảng 10 khống sàng điểm quặng Trong mỏ Thiên Kế khai thác với trữ lượng đánh giá 170 ngàn Khoáng sàng đa kim Núi Pháo (Đại Từ – Thái Nguyên) với trữ lượng cấp A, B, C1 C2 duyệt thu hồi 227,6 ngàn Vàng: phát khoảng 300 khống sàng điểm quặng, trữ lượng ước tính khoảng 150 ÷ 300 (trữ lượng dự báo 1,8 ngàn tấn) 1.1.2 Khoáng sản phi kim loại Apatit: apatit Lào Cai khống sản khơng Việt Nam khu vực Đông Nam Á Trữ lượng 2,5 tỷ (trữ lượng dự báo tỷ tấn) Bao gồm loại khoáng sản: loại I (phong hoá), loại II (nằm tầng Kocsan 5), loại III (nằm tầng Kocsan 4, 7) khoáng sản loại IV (nằm tầng Kocsan 6) với thành phần hoá học khoáng vật giới thiệu bảng 1.1 1.2 Bảng 1.1 Thành phần hóa học apatit Lào Cai Hàm lượng % khoáng sản Thành phần hoá học Loại I Loại II Loại III Loại IV P2O5 28 – 40 18 – 25 13 – 18 10 - 13 M2 O – 12 – 12 38 – 60 10 - 13 CaO 43 – 55 40 – 49 10 – 26 10 - 13 Fe2O3 0,7 – 7,5 0,9 – 0,2 2,2 – 5,3 1,7 – 2,0 AgO 0,2 – 2,9 3,3 – 7,1 0,3 – 5,0 8–9 Al2O3 0,4 – 6,3 0,2 – 1,2 3,1 – 9,5 4-6 109 Chỉ tiêu đánh giá tối ưu khối lượng khoáng sản xuất từ kho trung hòa phải nhỏ hay xuất trực tiếp từ gương khai thác phải lớn nhất: m q cn → hay ∑q in → max (3.77) Dung lượng kho trung hòa mỏ than, có kể dự trữ nhằm đảm bảo điều kiện làm việc ổn định, xác định theo biểu thức: ( ) Qkh = 1,7 Aq 30 K k2 + K d2 , ngt (3.78) Trong đó: Aq – sản lượng than ngày đêm mỏ, ngt/ngđ; Kđ , Kd – hệ số khơng điều hịa gương khai thác phương tiện vận tải ngày đêm Đối với mỏ quặng dung lượng kho trung hịa xác định theo biểu thức: Qkh = Te q e (1 −η )2 , ngt (3.79) Trong đó: Te – chu kỳ độ lệch tiêu chất lượng trung bình so với giá trị cho phép (kế hoạch); qe – sản lượng khai thác ca, ngt/ca; η - hệ số trung hòa kế hoạch Te = − Γe Trong đó: Ãe – hệ số tương quan hàm lượng khống sản trung hịa ca tiến hành thử mẫu 3.4.5.3 Trung hồ khống sản kho trung gian Kho trung gian có nhiệm vụ đảm bảo thành phần, chất lượng ổn định cho khối lượng khoáng sản ngày đêm, tuần tháng Kho giữ chức vừa kho trung hoà vừa dự trữ khoáng sản khai thác từ khai trường chở Kho bố trí mặt công nghiệp nhà máy tuyển, gần mỏ, mỏ đó, nơi chuyển tải từ hình thức vận tải sang hình thức vận tải khác Kho trung gian tạm thời cố định Kho tạm thời thường không đáp ứng nhiệm vụ trung hồ, cịn kho cố định có điều kiện để thực tốt việc trung hoà mức độ cần thiết khâu tuyển Kho trung gian giúp cho việc tiến hành công việc nhịp nhàng xuất khống sản trung hồ đặn cho xưởng tuyển thời gian lâu dài 110 Công nghệ trung hồ kho sau: đổ khống sản thành đống theo trình tự định, theo hướng, sau xuất khống sản cho xưởng tuyển tiến hành xúc theo hướng vng góc với lớp khoáng sản chất đống nhằm tạo nên trộn lớp khống sản có chất lượng khác đổ vào phương tiện vận tải Đối với khoáng sản kim loại mầu, yêu cầu cao độ đồng chất lượng khoáng sản đưa vào tuyển, nên người ta thường tiến hành xúc đảo nhiều lần trước xuất khoáng sản sang khâu chế biến Dung tích kho trung gian dao động khoảng 50-70 ngàn tấn, tuỳ theo sản lượng mỏ Kho phải đảm bảo dự trữ khoáng sản cho hai tuần sản lượng xưởng tuyển Khi có kho trung gian giảm bớt khơng cần máy xúc dự trữ để tạo nên dự trữ tài nguyên gương khai thác Nhìn chung, chất lượng trung hồ kho trung gian cao trung hoà mỏ 50 - 60% 3.4.5.4 Trung hồ khống sản xưởng tuyển nhà máy luyện kim Do mức độ trung hoà khoáng sản kho trung gian chưa đặt yêu cầu, khoáng sản đưa xưởng tuyển nhà máy luyện kim từ nhiều mỏ khác nhau, nên trước đưa tuyển luyện, người ta tiến hành trung hồ khống sản lần cuối Các thiết bị trung hoà xưởng tuyển nhà máy luyện kim thường đại có chất lượng làm việc tốt thiết bị trung hoà kho trung gian hay mỏ, tạo đồng cần thiết chất lượng cho khoáng sản theo yêu cầu khâu chế biến Trung hồ khống sản xưởng tuyển nhà máy luyện kim tiến hành bun ke kho chứa Trung hồ khống sản bun ke trộn nguyên liệu trình chất dỡ tải bun ke Khống sản có chất lượng khác chất vào bun ke, theo lớp nằm ngang nhờ băng tải hay máy cấp liệu Khi tháo bun ke, lớp khoáng sản chảy xuống đồng thời tự trộn lẫn qua cửa tháo Trong xưởng phải có hai bun ke để tiếp nhận tháo khoáng sản thay đổi Phải tiếp nhận đầy bun ke bắt đầu tháo tương tự, phải tháo hết khoáng sản bắt đầu tiếp nhận Điều nhằm mục đích đảm bảo đồng chất lượng khoáng sản qua khỏi cửa tháo bun ke sở tỷ lệ xác định loại khoáng sản chất vào bun ke 111 Nhược điểm trung hoà bun ke khối lượng trung hoà đợt nhỏ chất lượng trung hồ khơng đồng đợt Việc trung hồ khống sản kho thực thiết bị băng tải, máy cấp liệu, máy xúc, máy bốc, máy ủi,… Khoáng sản băng tải chất thành đống, đống chất đầy nhiều lớp khống sản có chất lượng khác xen kẽ Khống sản trung hồ qua lần chuyển tải xúc trộn Tuỳ theo loại khoáng sản, chất lượng loại yêu cầu thiết bị chế biến mà việc trung hoà tiến hành qua hay nhiều bước Cũng giống kho trung gian; kho xưởng tuyển xây dựng cố định, có dung tích đủ để chứa khống sản cho tuần làm việc Kho vừa giữ chức dự trữ vừa làm nhiệm vụ trung hoà Chất lượng trung hoà kho xưởng tuyển tốt nhiều so với trung hoà mỏ hay kho trung gian 112 Chương TÍNH TỐN ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Bài toán xác định chiều dầy lớp đá kẹp cần bóc tác riêng 4.1.1 Sơ đồ khối toán Nhập liệu Mi nj sai Kiểm tra ĐK mgh mgh ≤ m sai rc i=i+1 rxs Akk sai i=n in kết quả: rc ; ro ; Akk ; mgh ĐK 1: Áp dụng cơng thức (3.3-19) Hình 4.1.Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng theo điều kiện kỹ thuật 113 Nhập liệu Tính rc ro k Tính Ac ; Ao k Chọn Ge ; Go Tính mgh Kiểm tra n=n’ Đúng Sai Tính lại r’c Tính lại Ack Đúng Kiểm tra k k Ac > A cmax Sai in mgh, rc, Ack Ngừng Hình 4.2.Sơ đồ khối tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng theo điều kiện kinh tế 114 Bảng 4.1 Các liệu đầu vào với phương án chiều dày vỉa M, số lớp đá kẹp n chiều dày trung bình lớp đá kẹp mi kết tính tốn cuối TT Các yếu tố Ký hiệu Đơn vị PA PA PA PA 25 30 30 40 8 10 10 Chiều dày vỉa than M Số lớp đá kẹp n Chiều dày trung bình lớp đá kẹp m M 4.8 4.8 4.8 Chiều dày lớp xúc lẫn vách trụ vỉa (giả thiết nhau) t M 0.15 0.15 0.15 0.15 Khối lượng riêng than gt tấn/m3 1.20 1.20 1.20 1.20 Khối lượng riêng đất đá làm bẩn gđ tấn/m3 2.40 2.40 2.40 2.40 Độ tro than nguyên vỉa Atk % 8.00 8.00 8.00 8.00 Độ tro đất đá kẹp đất đá trụ vỉa Ađk % 84.00 84.00 84.00 84.00 Giá trị than nguyên khai bóc tách đá kẹp tơng ứng với độ tro Gc đ/tấn 450,000 450,000 450,000 450,000 10 Giá trị than nguyên khai xúc sô tơng ứng với độ tro Go đ/tấn 370,000 370,000 370,000 370,000 11 Độ tro than nguyên khai Akk % 15.79 14.55 15.92 14.02 12 Độ tro than nguyên khai bóc tách lớp đá kẹp Ack % 15.79 14.55 15.92 14.02 13 Độ tro than nguyên khai xúc sô Aok % 62.35 65.07 65.07 68.39 14 Tỷ lệ làm bẩn than bóc tách đá kẹp r0 % 0.10 0.09 0.10 0.08 15 Tỷ lệ làm bẩn than xúc sô r0 % 0.28 0.25 0.25 0.21 mgh M 0.43 0.50 0.42 0.53 16 Chiều dày lớn phép xúc sơ để bóc tách lớp đá kẹp M Giá trị 115 4.2 Điều khiển chất lượng khoáng sản toán lập kế hoạch sản xuất cho mỏ lộ thiên Một mỏ lộ thiên khai thác khoáng sản sắt limơnit có khu vực khai thác với trữ lượng cân đối khai thác ca 3,0 ngt; 3,0 ngt; 3,0 ngt; 2,0ngt 2,0 ngt tương ứng với hàm lượng Fe khoáng sản tính theo % 35,9; 32,4; 30,5; 23,4 19,6 Sản lượng kế hoạch mỏ ngt/ca với hàm lượng yêu cầu 25% Fe Hãy lập kế hoạch sản xuất tối ưu cho khu vực khai thác để đạt tiêu Để tìm nghiệm tốn cực đại theo liệu có ta chọn m = để thoả mãn điều kiện (3-11) nghiệm tốn là: qi ; víi i = 1,2,3 tøc b1 = 3; b2 = 3; b3 =   bi = Q − ∑ qi = víi i = tøc b4 =  0 víi = tøc b5 = Để thoả mãn điều kiện (3-13) toán cực tiểu, chọn l = Từ ta có nghiệm tốn sau: 0 víi i = tøc c1 =  n  ci = Q − ∑ qi = − = víi i = tøc c = n − l +1  qi víi i = 3,4,5 tøc c3 = 3; c = 2; c5 = Để tìm nghiệm toán cần xác định giá trịn M'', M', M n M ' ' = ∑ biα i = (35,9 x3) + (32,4 x3) + (30,5 x3) = 296,4 i =1 n M ' = ∑ ciα i = (32,4 x ) + (30,5 x3) + (23,4 x 2) + (19,6 x 2) = 242,2 i =1 M = Q.α = x 28 = 252 Tức M " > M > M ' Do γ = M −M' 252 − 242,2 = = 0,18 M ' '− M ' 296,4 − 242,2 116 Từ theo biểu thức (3-4) xác định khối lượng khoáng sản cấn khai thác khu vực ca là: a1= x 0,18 = 0,54 ngt/ca a2= x 0,18 + x 0,82 = 2,18 ngt/ca a3= x 0,18 + x 0,82 = 3,00 ngt/ca a4= x 0,82 = 1,64 ngt/ca a5= x 0,82 = 1,64 ngt/ca Tổng cộng Q = ngt/ca Với hàm lượng trung bình khống sản ngun khai là: α tb = 35,9.0,54 + 32,4.2,18 + 30,5.3 + 23,4.1,64 + 19,6.1,64 = 28% = α xúc Các khu vực Bảng 4.2: Thống kê kết toán Dữ liệu ban đầu Nghiệm toán Nghiệm toán tối đa tối thiểu Kế hoạch tối ưu = bi.γ + ci(1-γ) qi , ngt αi, % bi, ngt bi αi ci,ngt ci αi 3,0 35,9 107,7 - - 3,0 32,4 97,2 64,7 3.0,18 +2.0,82 = 2,18 3,0 30,5 91,5 91,5 3.0,18 +2.0,82 = 3,00 2,0 23,4 - - 46,8 2.0,82 = 1,64 2,0 19,6 - - 39,2 2.0,82 = 1,64 Cộng 13,0 - M''=296,4 M'=242,2 3.0,18 = 0,54 Q = 9,0 4.3 Điều khiển chất lượng khoáng sản toán điều tiết suất máy xúc gương khai thác Hình 4.3 minh họa sơ đồ khối tổng quát để giải toán trung hồ chất lượng khống sản mỏ lộ thiên Bằng sơ đồ khối này, áp dụng tính tốn cho mỏ than có 10 máy xúc hoạt động đồng thời trường hợp: ∆α > ∆α ∆α 〈 ∆α , thu kết bảng 4.3 bảng 4.4 đồ thị kèm theo hình 4.4 4.5 117; n ; α ; ∆α ; m; α ; Q ; Q NhËp sè liÖu:Q ca g 0 i ximax ximin α tb = ng n g ∑α i i ∆ α = α − α tb ®óng αtb < α0 − ∆α sai ®óng ∆α ≤ ∆α Q xi = Q ca ng sai α od = α − ∆α α'0d = α + ∆α ∆ αi = αi − α tb n δ 20 = Q xi = g ∑ ∆α 'i (n g + 1) − i i  ∆α i ∆α  Q ca 1 −  (n g + 1) − i  δ 20  ®óng Q xi max ≥ Q xi ≥ Q xi sai sai ng − m 〉 ®óng Q 'xi = Q xi sai Q /xi = Q xi max ®óng Q 'ca = Q ca − Q 'xi i =n+1 sai m α '0 = Q ca α − ∑ Q 'xi α i Q i ' ca Hình 4.3: Sơ đồ khối tố i=n In kết 118 Bng 4.3 Kt qu cụ thể trường hợp mỏ có 10 máy xúc hoạt động trường hợp Các tiêu Năng suất ca máy xúc Hàm lượng gương Tổng sản lượng tồn mỏ Hàm lượng trung bình tồn mỏ Hàm lượng thành phần có ích khống sản theo kế hoạch Độ sai lệch hàm lượng thành phần có ích cho phép Độ sai lệch hàm lượng thành phần có ích thực tế Độ sai lệch hàm lượng gương so với trung bình Phương sai hàm lượng có ích khống sản Năng suất cần thiết cho máy xúc Sản lượng khai thác lại theo kế hoạch Giá trị Gương Gương xúc xúc 800 940 82 80 8440 80 Kí hiệu Đơ n vị Qi αi ∑Qca αtb t/ca % t/ca % α0 % 85 ∆α0 ∆α ∆αi ọi Q'i Qca % % % -5 Gương xúc 800 83 Gương xúc 840 82 33.1 800 t/ca t/ca Gương xúc 880 82 36.33 800 -40 39.75 800 -80 Gương xúc 800 82 44.14 800 50 984.67 184.67 58.2 962.91 22.914 ∆α > ∆α Gương xúc 840 78 Gương xúc 820 75 Gương xúc 830 76 Gương xúc 10 890 79 66.5 980 140 10 72.33 868.63 48.63 58.5 973.84 143.84 36 980 90 Hình 4.4 Đồ thị thể điều chỉnh Qca gương xúc để đạt lượng hàm lượng kế hoạch Nang suat may (Qca) 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 10 Qca truoc dieu chinh 800 840 880 800 800 940 840 820 830 890 Qca sau dieu chinh 800 800 800 800 984 962 980 868 973 980 So guong xuc (n) Qca truoc dieu chinh Qca sau dieu chinh ∆α > ∆α 119 Bảng 4.4 Kết cụ thể trường hợp mỏ có 10 máy xúc hoạt động trường hợp Các tiêu Giá trị Gương Gương xúc xúc 800.00 940.00 82.00 80.00 8440.00 80.00 Kí hiệu Đơn vị Qi αi ∑Qca αtb t/ca % t/ca % α0 % 82.00 ∆α0 ∆α Q'i % % t/ca 5.00 -2.00 844.00 844.00 Năng suất ca máy xúc Hàm lượng gương Tổng sản lượng tồn mỏ Hàm lượng trung bình tồn mỏ Hàm lượng thành phần có ích khống sản theo kế hoạch Độ sai lệch hàm lượng thành phần có ích cho phép Độ sai lệch hàm lượng thành phần có ích thực tế Năng suất cần thiết cho máy xúc Gương xúc 800.00 83.00 Gương xúc 840.00 82.00 844.00 Gương xúc 880.00 82.00 844.00 Gương xúc 800.00 82.00 844.00 844.00 ∆α 〈 ∆α Gương xúc 840.00 78.00 Gương xúc 820.00 75.00 Gương xúc 830.00 76.00 Gương xúc 10 890.00 79.00 844.00 844.00 844.00 844.00 Nang suat (Qca) Hình 4.5 Đồ thị thể điều chỉnh Qca gương xúc để đạt lượng hàm lượng kế hoạc 1000.00 950.00 900.00 850.00 800.00 750.00 700.00 10 Qca truoc dieu chinh 800 840 880 800 800 940 840 820 830 890 Qca sau dieu chinh 844 844 844 844 844 844 844 844 844 844 So guong xuc (n) Qca truoc dieu chinh Qca sau dieu chinh ∆α 〈 ∆α 120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khẳng định kết nghiên cứu Luận văn “ Nghiên cứu hồn thiện phương pháp xác định số thơng số công nghệ khai thác chọn lọc nhằm đảm bảo chất lượng khống sản q trình khai thác lộ thiên” đề cập giải số nội dung sau: Đánh giá trạng khai thác khoáng sản nước ta, tổng hợp trữ lượng, chất lượng khoáng sản khai thác chưa khai thác Nêu bật tầm quan trọng ngành khai thác khoáng sản nước ta Tổng hợp đặc điểm cơng nghệ khai thác khống sản nước ta, từ khái quát ưu nhược điểm công nghệ khai thác xu hướng phát triển tương lai Đưa sở khoa học kinh tế kỹ thuật để xác định chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng Đây vấn đề quan trọng phù hợp với điều kiện kiến tạo địa chất vỉa khoáng sản nước ta Với việc xác định xác chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng mỏ định việc xúc sơ hay bóc tách nhằm giảm tổn thất làm nghèo khoáng sản Nghiên cứu giải hồn chỉnh có sở khoa học vấn đề điều khiển chất lượng khoáng sản thơng qua tốn lập kế hoạch sản cho mỏ lộ thiên Với đặc thù khoáng sản nước ta chất lượng không đồng đều, phân tán, ngày tài nguyên cạn kiệt Việc tận thu tối đa tài nguyên phải đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối quan trọng không vấn đề kinh tế mà vấn đề tiết kiệm tài nguyên quốc gia Vấn đề lập kế hoạch sản xuất hợp lý cho mỏ lộ thiên giải việc Nghiên cứu giả hoàn chỉnh có sở khoa học vấn đề điều khiển chất lượng khống sản thơng qua tốn điều tiết suất máy xúc gương khai thác Chính phân bố khơng đồng chất lượng có vị trí phân tán vỉa khoáng sản (hoặc vỉa) mà vấn đề tổ chức sản xuất, quản lý phức tạp, vừa phải đảm bảo chất lượng sản lượng sản phẩm yêu cầu, vừa phải đảm bảo quản lý có hiệu Vì việc điều tiết hợp lý suất máy xúc gương khai 121 thác quan trọng, đơi có ý nghĩa sống đến tồn hoạt động sản xuất kinh doanh mỏ Các điểm luận văn Luận văn xây dựng phương pháp tính chiều dầy nhỏ lớp đá kẹp cần bóc tách riêng dưa sở kỹ thuật kinh tế Luận văn xây dựng tốn hồn chỉnh cách giải vấn đề lập kế hoạch sản xuất cho mỏ lộ thiên, nhằm đảm bảo chất lượng khống sản q trình khai thác thu sản phẩm cuối theo mong muốn Luận văn giải toán điều tiết suất máy xúc gương khai thác với mục đích đảm bảo chất lượng sản phẩm mỏ tận thu tối đa tài nguyên 122 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Bùi Xn Nam, Vũ Đình Hiếu (2002) Một vài suy nghĩ quản lý môi trường mỏ khai thác đá Việt Nam Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 15, (Các khoa học Mỏ Kinh tế quản trị kinh doanh) Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Tr 70-74 Vũ Đình Hiếu, (2003) Một số thiết bị sử dụng cho mỏ lộ thiên Việt Nam Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Tr 33-34 Vũ Đình Hiếu (2003) Máy xới khả chúng khai thác mỏ Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Tr 26-28 Bùi Xuân Nam, Vũ Đình Hiếu (2004) Sử dụng đầu đập đá thủy lực khai thác đá Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Tr 34, 35, 36 Hồ Sĩ Giao, Vũ Đình Hiếu (2003) Báo cáo Hội nghị KHKT Mỏ toàn quốc lần thứ 15, Quyển 1, Huế Hồ Sĩ Giao, Vũ Đình Hiếu (2004) Xác định chiều dày lớp đá kẹp cần bóc tách riêng xúc than Báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 16 Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Cửa lị Tr 71-77 Vũ Đình Hiếu (2004) Ứng dụng tin học để giải toán điều khiển chất lượng quặng Báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 16, (Các khoa học Mỏ) Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Tr 48-55 Vũ Đình Hiếu (2005) Lập kế hoạch sản xuất hợp lý cho công ty khai thác than máy vi tính Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, số Hội Khoa học công nghệ mỏ Việt Nam Hà Nội Tr 34-36 Hồ Sĩ Giao, Vũ Đình Hiếu (2005) Bài toán lập kế hoạch sản xuất hợp lý cho khai trường công ty, Thông tin khoa học cơng nghệ mỏ, Tập đồn Than khống sản Việt Nam, trang 30-33 10 Vũ Đình Hiếu (2006), Xác định tiêu tổn thất làm nghèo khoáng sản thực tế mỏ lộ thiên, Tạp chí Cơng nghiệp mỏ, tháng 92006, trang 13-15 11 Vũ Đình Hiếu (2006), Điều khiển chất lượng khống sản thơng qua tốn điều tiết suất máy xúc gương khai thác, Tạp chí Mỏ - Địa chất, Trường ĐH Mỏ - Địa chất, trang 20-24 12 Vũ Đình Hiếu (2006), Xác định tiêu tổn thất làm nghèo khoáng sản thực tế mỏ lộ thiên, Hội nghị KHKT Trường ĐH Mỏ Địa chất, Hà Nội, trang 98-102 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Sĩ Giao, Trần Mạnh Xuân - Nghiên cứu áp dụng biện pháp giảm tổn thất làm nghèo khoáng sản apatit Lao cai (đề tài cấp Nhà nước - 1985) Hồ Sĩ Giao - Công nghệ khai thác chọn lọc thân khoáng sản dạng vỉa Tuyển tập báo cáo hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần XII – 1999 Hồ Sĩ Giao – Đảm bảo chất lượng khoáng sản có ích – BG Cao học – ĐH Mỏ Địa chất, Hà nội, 2005 Hồ Sĩ Giao, Vũ Đình Hiếu - Lập toán kế hoạch sản xuất hợp lý cho khai trường công ty TT KHCN Mỏ – TVN – Số 5/2005 Hồ Sĩ Giao, Vũ Đình Hiếu - Xác định chiều dày lớp đá kẹp cần bóc tách riêng xúc chọn lọc vỉa than - TT báo cáo Hội thảo KHKT mỏ Toàn quốc lấn thứ XVI – 7/2004 Hồ Sĩ Giao - Xác định chiều dày tối thiểu lớp than tận thu mỏ than lộ thiên QN Tạp chí TVN số 3/1997 Trần Mạnh Xuân - Khai thác mỏ khoáng sản phương pháp lộ thiên ĐHMĐC - 1990 Rjépki v.v… Các trình sản xuất mỏ lộ thiên “Lòng đất” M 1978 (tiếng Nga) Lơmơmơxov G.G - Điều khiển chất lượng khống sản khai thác lộ thiên “ Lòng đất” M 1975 (tiếng Nga) 10 Baikov B N - Giảm tổn thất làm nghèo khoáng sản mỏ kim loại màu lộ thiên “Lòng đất” M 1977 (tiếng Nga) 11 Nghiên cứu công nghệ khai thác chọn lọc vỉa than mỏng phức tạp khu vực Quảng Ninh (Đề tài TCT TVN - 1997) 12 Tomakov P.I - Khai thác khoáng sàng than khoáng sản phương pháp lộ thiên Matxcơva 1995 (tiếng Nga) 13 Ovodenko B.K - Điều khiển công tác mỏ khai trường lộ thiên “ Lòng đất” M 1978 (tiếng Nga) 14 Naumenko K.D nnk - Các phương pháp toán học lập kế hoạch điều khiển sản xuất doanh nghiệp mỏ “Lòng đất” M 1970 (Tiếng Nga) ... CHẤT - VŨ ĐÌNH HIẾU NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TRONG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CHỌN LỌC NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG KHỐNG SẢN TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC LỘ... cứu đề tài Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp xác định số thông số công nghệ khai thác chọn lọc nhằm đảm bảo chất lượng quặng trình khai thác lộ thiên Đối tượng nghiên cứu Các khống sản có cấu... chất lượng quặng khai thác ngày coi trọng, việc xác định thông số công nghệ khai thác chọn lọc nhằm đảm bảo chất lượng quặng trình khai thác lộ thiên trở thành vấn đề cấp thiết Mục đích nghiên cứu