Khỏi quỏt chung về mở vỉa - Nghiên cứu lựa chọn ph- 123docz.net

Mục đớch của cụng tỏc mở vỉa là tạo nờn cỏc đường giao thụng để phục vụ cho cụng tỏc vận chuyển khoỏng sản và xỳc bốc đất đỏ từ cỏc tầng cụng tỏc lờn mặt đất hoặc mặt bằng cụng nghiệp mỏ. Cụng tỏc mở vỉa là một trong những yếu tố quan trọng nú ảnh hưởng trực tiếp đến quỏ trỡnh sản xuất của mỏ và do- anh thu của xớ nghiệp mỏ. Nếu cụng tỏc mở vỉa hợp lý thỡ sẽ làm tăng năng suất của cỏc thiết bị vận tải, xỳc bốc và đạt được hiệu quả kinh tế cao.

Sơ đồ mở mỏ, trỡnh tự khai thỏc mỏ được lựa chọn theo nguyờn tắc sau: - Đảm bảo cụng suất mỏ thiết kế (thuận lợi khi tăng cụng suất); phỏt huy tối đa mạng kỹ thuật hiện cú (đường giao thụng, mặt bằng, cung cấp nước...);

- Tài nguyờn khai thỏc đảm bảo chắc chắn, giảm thiểu sự rủi ro; - Thuận lợi cho cụng tỏc khai thỏc, vận tải, thoỏt nước mỏ; - Đảm bảo tổn thất nhỏ nhất;

- Giảm thiểu sự ảnh hưởng đến mụi trường.

2.1.1 Vị trớ mở vỉa

Căn cứ vào điều kiện địa hỡnh, địa chất, hiện trạng của khu mỏ, cú thể đưa ra phương ỏn vị trớ mở vỉa để thiết kế tớnh toỏn như sau:

Phương ỏn 1 : Mở tuyến đường mở vỉa thõn quặng từ mặt bằng +530 lờn mặt bằng bói xỳc cốt cao + 845.

Cụng tỏc mở vỉa của phương ỏn này bao gồm cỏc cụng tỏc sau: xõy dựng khu vực cụng tỏc ban đầu cốt +845 trờn đỉnh nỳi. Lớp đất phủ trờn đỉnh nỳi cú thể xỳc bốc trực tiếp hoặc được làm tơi bằng khoan nổ mỡn được mỏy xỳc thủy lực kết hợp với mỏy gạt chất tải lờn ụ tụ 12ữ15 tấn vận chuyển ra bói thải.

* Tuyến đường mở vỉa thõn quặng:

- Chiều dài tuyến : 1.018,14 m. - Độ dốc dọc toàn tuyến: 0-12%. - Bề rộng mặt đường xe chạy: 5,5m - Bỏn kớnh cong nhỏ nhất trờn tuyến: 7,5m.

- Gúc ta luy đào: 45 độ.

- Gúc ta luy đắp: 34 độ.

- Khối lượng đào: 56.071m3.

- Khối lượng đắp: 7.535m3.

* Bói xỳc +845 thõn quặng

Bói xỳc đầu tiờn (mức +845) được thi cụng tại vị trớ thõn quặng. Bói xỳc được tạo ra phải đảm bảo điều kiện thuận lợi cho ụ tụ và mỏy xỳc làm việc đạt cụng suất khai thỏc. Khối lượng thi cụng đào đất đỏ: 29.400 m3.

Phương ỏn 2 : Mở tuyến đường mở vỉa thõn quặng từ mặt bằng +450 lờn mặt bằng bói xỳc cốt cao + 845.

Khối lượng mở vỉa phương ỏn 2 như sau:

* Tuyến đường mở vỉa thõn quặng:

- Chiều dài tuyến : 1.218,54 m. - Độ dốc dọc toàn tuyến: 0-12%. - Bề rộng mặt đường xe chạy: 5,5m - Bỏn kớnh cong nhỏ nhất trờn tuyến: 7,5m.

- Gúc ta luy đào: 45 độ.

- Gúc ta luy đắp: 34 độ.

- Khối lượng đắp: 17.235m3.

* Bói xỳc +845 thõn quặng

* Phõn tớch so sỏnh 2 phƣơng ỏn mở vỉa và lựa chọn:

- Trỡnh tự thi cụng đối với phương ỏn 1 là điểm gần nhất tiếp xỳc thõn quặng khối 122, do đú sẽ đảm bảo thi cụng dễ dàng và hợp lý, giảm khối lượng xõy dựng cơ bản, cung độ vận tải và an toàn trong khai thỏc hơn phương ỏn 2.

- Khối lượng cỏc tuyến đường hào thụng tầng của phương ỏn 1 sẽ nhỏ hơn khối lượng của phương ỏn 2.

- Khối lượng làm đường mở vỉa của phương ỏn 1 nhỏ hơn phương ỏn 2.

Như vậy, qua việc so sỏnh phương ỏn mở vỉa của 2 phương ỏn, thấy phương ỏn 1 hiệu quả hơn phương ỏn 2. Do đú, dự ỏn lựa chọn phương ỏn 1 để thực hiện cỏc bước tiếp theo.

2.1.2 Cỏc tuyến đƣờng mở vỉa

Mỏ nằm trờn đồi, nỳi cao do đú lựa chọn tuyến đường hào mở vỉa dạng bỏn hoàn chỉnh.

2.2 Cụng nghệ khai thỏc và trỡnh tự khai thỏc 2.2.1 HTKT và hƣớng phỏt triển cụng trỡnh mỏ

2.2.1.1 Hệ thống khai thỏc

Căn cứ vào đặc điểm địa hỡnh mỏ nằm trờn đồi, nỳi cao, cấu tạo địa chất thõn quặng nằm xen lẫn trong đỏ, hiện trạng khai thỏc của mỏ, ưu nhược điểm - điều kiện ỏp dụng của hệ thống khai thỏc. Sử dụng phương phỏp khai thỏc lộ thiờn cho toàn bộ thõn quặng.

Sau khi xem xột và nghiờn cứu trỡnh tự khai thỏc. Lựa chọn hệ thống khai thỏc ỏp dụng cho mỏ như sau: Hệ thống khai thỏc hỗn hợp, sử dụng bói thải ngồi kết hợp bói thải trong, vận chuyển bằng ụtụ tự đổ.

Cụng nghệ sử dụng khai thỏc là: Phỏ vỡ đất đỏ và thõn quặng bằng phương phỏp khoan, nổ mỡn, xỳc bốc bằng mỏy xỳc thủy lực gầu ngược lờn

ụtụ, sau đú quặng được vận tải về kho quặng nguyờn khai nhà mỏy tuyển, đất đỏ được vận tải ra bói thải rắn.

Ưu điểm cơ bản của hệ thống khai thỏc hỗn hợp là khả năng cơ giới hoỏ cao, đỏp ứng được nhu cầu sản lượng lớn, khối lượng cụng tỏc mở vỉa và chuẩn bị nhỏ, điều kiện làm việc an toàn và thuận lợi, cụng tỏc tổ chức và điều hành sản xuất trờn mỏ đơn giản và tập trung, cú khả năng mở rộng mỏ nhanh để nõng cụng suất khai thỏc khi nhà chế biến cú nhu cầu.

2.2.1.2 Hướng phỏt triển cụng trỡnh mỏ

Trờn cơ sở điều kiện sản trạng, cấu tạo và đặc điểm tớnh chất cỏc vỉa quặng, hiện trạng khai thỏc mỏ, khụng gian, khối lượng đổ thải, hàm lượng đất hiếm trung bỡnh giữa cỏc thõn quặng của cỏc khu là khỏc nhau. Do đú, trỡnh tự khai thỏc được lựa chọn phải phự hợp với cụng tỏc đổ thải, hướng thoỏt nước, đường vận tải đất đỏ, quặng, phự hợp với tiến độ đền bự giải phúng mặt bằng và phải đỏp ứng được yờu cầu hàm lượng đất hiếm đầu vào cho nhà mỏy tuyển. Dựa trờn những phõn tớch ở trờn, lựa chọn trỡnh tự khai thỏc cỏc khu vực của mỏ đất hiếm Bắc Nậm Xe như sau:

- Trỡnh tự khai thỏc từ trờn xuống dưới, giữa cỏc tầng kề nhau là gương tầng trờn đi trước và cỏch gương tầng dưới đi sau một chiều dài xỏc định, giữa cỏc gương trờn cựng một tầng khấu đuổi trờn cỏc luồng xỳc từ ngoài vào trong, cỏc mỏy xỳc làm việc cỏch nhau một khoảng xỏc định, sử dụng cỏc luồng xỳc cụt, ụ tụ vào nhận tải từ một phớa.

- Đất đỏ trờn tầng được mỏy xỳc xỳc trực tiếp (cú thể làm tơi bằng khoan nổ mỡn nếu cần) lờn ụ tụ chở ra bói thải rắn.

- Đỏ quỏ cỡ được xử lý bằng đầu đập thủy lực gắn vào mỏy xỳc. Những tảng đỏ quỏ lớn phải xử lý bằng khoan nổ mỡn.

- Sau đú mỏy xỳc thủy lực sẽ xỳc trực tiếp quặng đất hiếm chất tải lờn ụ tụ vận tải ra kho quặng nguyờn khai nhà mỏy tuyển.

- Để đảm bảo an toàn cho người và mỏy xỳc, tuyến cụng tỏc được chia làm 2 khu vực: Khu vực 1 tiến hành khoan nổ, cậy bẩy ở gương cụng tỏc; khu vực 2 để cho thiết bị xỳc bốc và vận tải làm việc.

2.3. Nhận xột và đỏnh giỏ chƣơng 2

1. Mỏ nằm trờn đồi, nỳi cao do đú lựa chọn tuyến đường hào mở vỉa dạng bỏn hoàn chỉnh, phương ỏn mở vỉa lựa chọn phương ỏn 1 là điểm gần nhất tiếp xỳc thõn quặng khối 122, do đú sẽ đảm bảo thi cụng dễ dàng và hợp lý, giảm khối lượng xõy dựng cơ bản, cung độ vận tải và an toàn trong khai thỏc.

2. Lựa chọn hệ thống khai thỏc ỏp dụng cho mỏ như sau: Hệ thống khai thỏc hỗn hợp, sử dụng bói thải ngồi kết hợp bói thải trong, vận chuyển bằng ụtụ tự đổ. Cụng nghệ sử dụng khai thỏc phỏ vỡ đất đỏ và thõn quặng bằng phương phỏp khoan, nổ mỡn, xỳc bốc bằng mỏy xỳc thủy lực gầu ngược lờn ụtụ, sau đú quặng được vận tải về kho quặng nguyờn khai nhà mỏy tuyển, đất đỏ được vận tải ra bói thải rắn.

CHƢƠNG 3

NGHIấN CỨU LỰA CHỌN CễNG NGHỆ

KHAI THÁC CHỌN LỌC CHO MỎ ĐẤT HIẾM NẬM XE 3.1 Tớnh toỏn Cụng nghệ khai thỏc quặng đất hiếm

3.1.1 Phƣơng phỏp và cụng nghệ khai thỏc khụng chọn lọc

3.1.1.1 Lựa chọn, phõn tớch tớnh ưu việt đồng bộ khai thỏc mỏ

Sau khi xem xột và nghiờn cứu trỡnh tự khai thỏc lựa chọn hệ thống khai thỏc ỏp dụng cho mỏ như sau: Hệ thống khai thỏc hỗn hợp, sử dụng bói thải ngồi kết hợp bói thải trong, vận chuyển bằng ụtụ tự đổ.

Cụng nghệ sử dụng khai thỏc là: Phỏ vỡ đất đỏ và thõn quặng bằng phương phỏp khoan, nổ mỡn, xỳc bốc bằng mỏy xỳc thủy lực gầu ngược lờn ụtụ, sau đú quặng được vận tải về kho quặng nguyờn khai nhà mỏy tuyển, đất đỏ được vận tải ra bói thải rắn.

3.1.1.2 Thụng số chủ yếu của HTKT

Cỏc thụng số hệ thống khai thỏc được xỏc định trờn cơ sở: - Cụng nghệ khai thỏc.

- Thiết bị cụng nghệ sử dụng.

- Yờu cầu khối lượng quặng dự trữ tại gương khai thỏc. - Tớnh chất cơ lý của đất đỏ mỏ.

3.1.1.2.1 Chiều cao tầng khai thỏc, h

Chiều cao tầng khai thỏc phụ thuộc vào chiều sõu khoan cú hiệu quả của thiết bị khoan, chiều cao xỳc hiệu quả đống đỏ sau nổ mỡn của thiết bị xỳc. Từ thực tế sản xuất tại cỏc mỏ khai thỏc quặng ở Việt Nam cú điều kiện tương tự chọn chiều cao tầng khai thỏc trong đỏ h = 5 10 m, trong quặng h = 5m.

3.1.1.2.2 Gúc nghiờng sườn tầng khai thỏc, 

Thực tế tại cỏc mỏ khai thỏc quặng cú điều kiện tương tự, đất đỏ cú gúc cắm bất chỉnh hợp với gúc nghiờng của tầng, trừ lớp phủ mỏng, cũn lại là đỏ

vụi và syenit, chọn gúc nghiờng sườn tầng khi khai thỏc trờn quặng là:  =

200, với syenit và đỏ vụi chọn  = 48 - 650

. 3.1.1.2.3 Gúc nghiờng bờ cụng tỏc, 

Để đảm bảo ổn định bờ mỏ, cỏc tầng trờn đất đỏ phong húa, chọn gúc nghiờng bờ cụng tỏc   320

. Theo hệ thống khai thỏc ỏp dụng cho mỏ đó chọn, khi búc đất đỏ cỏc tầng dưới là đỏ vụi và syenit, chọn gúc nghiờng bờ cụng tỏc: 37 - 400.

3.1.1.2.4 Chiều rộng dải khấu (A)

Khi sử dụng nổ mỡn bằng mỏy khoan đường kớnh lớn vận tải trực tiếp thỡ chiều rộng dải khấu A = 15-20 m.

3.1.1.2.5 Chiều rộng mặt tầng cụng tỏc tối thiểu (Bmin)

Chiều rộng mặt tầng cụng tỏc tối thiểu phải đảm bảo cho thiết bị vận tải và khai thỏc cú thể hoạt động bỡnh thường, an toàn và hiệu quả. Theo thực tế điều kiện địa hỡnh mỏ và căn cứ vào điều kiện làm việc an toàn của cỏc thiết bị mỏ hoạt động trờn cỏc mỏ cú điều kiện tương tự chiều rộng mặt tầng cụng tỏc tối thiểu tại mỏ Bắc Nậm xe phải đảm bảo: Bmin = 25m.

3.1.1.2.6 Chiều dài tuyến cụng tỏc: (Lxmin)

Chiều dài tuyến cụng tỏc được xỏc định theo điều kiện đảm bảo khối lượng khai thỏc hàng năm và phự hợp với kớch thước biờn giới khai trường. Đối với mỏ đất hiếm Bắc Nậm xe cú cụng suất khai thỏc trung bỡnh, điều kiện địa hỡnh đồi nỳi tương đối khú khăn chiều dài tuyến cụng tỏc được xỏc định theo chiều dài giới hạn khai trường: Lxmin = 30-50 m.

3.1.1.2.7 Chiều cao tầng kết thỳc: (Hkt)

Chọn chiều cao tầng kết thỳc khai thỏc là Hkt= 10 m. 3.1.1.2.8. Chiều rộng mặt tầng kết thỳc: (bkt)

Theo quy phạm hiện hành chiều rộng mặt tầng kết thỳc (đai bảo vệ) khụng được nhỏ hơn 0,3 lần chiều cao tầng kết thỳc nhằm đảm bảo độ ổn định bờ mỏ. Căn cứ vào điều kiện ĐCCT thực tế ở mỏ Bắc Nậm xe chọn chiều rộng mặt tầng kết thỳc khai thỏc: bkt = 3 - 5 m.

3.1.1.2.9. Gúc nghiờng sườn tầng khi kết thỳc: (kt)

Gúc nghiờng sườn tầng khi kết thỳc khai thỏc, trong syenit: kt = 450

, trong đỏ vụi kt = 650

3.1.1.2.10. Gúc nghiờng bờ mỏ khi kết thỳc: (kt)

Tương ứng với chiều cao tầng và gúc nghiờng sườn tầng khi kết thỳc khai thỏc trong syenit và đỏ vụi nờu trờn, gúc nghiờng bờ mỏ khi kết thỳc khai thỏc là: kt = 20- 400.

Cỏc thụng số của hệ thống khai thỏc theo bảng 3.1.

Bảng 3.1. Cỏc thụng số hệ thống khai thỏc

TT Thụng số Ký hiệu Đơn vị Giỏ trị

1 Chiều cao tầng khai thỏc h m 510

2 Chiều cao tầng kết thỳc khai thỏc Hkt m 10 3 Chiều rộng mặt tầng cụng tỏc tối thiểu Bmin m 25 4 Chiều rộng mặt tầng kết thỳc khai thỏc bkt m 3-5

5 Gúc nghiờng sườn tầng khai thỏc  độ 20; 48-65 6 Gúc nghiờng sườn tầng kết thỳc khai thỏc kt độ 45-70

7 Gúc nghiờng bờ cụng tỏc ct độ <40

8 Gúc nghiờng bờ mỏ kt độ 20-40

9 Chiều rộng dải khấu A m 15-20

3.1.1.3 Lựa chọn sơ đồ cụng nghệ

Hỡnh 3.1. Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc xỳc bốc trực tiếp

Hỡnh 3.2. Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc làm tơi đất đỏ

Chuẩn bị mặt bằng bói xỳc

Xỳc bốc, vận tải đất đỏ, quặng

(Mỏy xỳc TLGN + ễ tụ tự đổ)

Đất đá thải Quặng

Bói thải Xưởng tuyển

Khoan nổ mỡn (Làm tơi đất đỏ, quặng)

Xỳc bốc, vận tải đất đỏ, quặng

(Mỏy xỳc TLGN + ụ tụ tự đổ)

Đất đỏ thải Quặng

3.1.1.4. Tớnh toỏn cỏc khõu cụng nghệ chớnh

3.1.1.4.1. Cụng tỏc khoan, nổ mỡn

Quặng đất hiếm tại Bắc Nậm Xe chủ yếu là quặng phong hoỏ nờn cú thể tự xỳc mà khụng cần làm tơi và quặng gốc cú độ kiờn cố f = 5 -:- 6 cú tỷ lệ nhỏ và phần quặng gốc này sẽ sử dụng làm tơi cơ học, đất đỏ phải nổ mỡn cần tớnh toỏn là lớp Syenit nửa cứng, cứng và đỏ vụi.

Hiện nay, tại cỏc mỏ khai thỏc lộ thiờn Việt Nam, cụng tỏc làm tơi quặng và đất đỏ thường được thực hiện theo cỏc phương phỏp:

+ Phương phỏp làm tơi bằng vật liệu nổ (khoan nổ mỡn).

+ Phương phỏp làm tơi bằng thiết bị cơ giới (bỳa, đầu đập thủy lực...). + Phương phỏp dựng mỏy cày xới.

Với tài liệu địa chất mỏ hiện cú thỡ để đảm bảo cụng tỏc khai thỏc mỏ được liờn tục, giảm chi phớ, tiết kiệm nhõn cụng, thiết kế tớnh toỏn, lựa chọn phương phỏp làm tơi đất đỏ bằng khoan nổ mỡn kết hợp sử dụng đầu đập thủy lực phỏ quặng kết tảng.

Theo tài liệu địa chất và địa chất cụng trỡnh thỡ tầng đất phủ và quặng phần trờn gồm đất đỏ phong hoỏ cỏc loại cỏt, sột pha lẫn nhiều mảnh dăm sạn, syenit phong húa thành sột pha, mềm yếu cú thể xỳc búc trực tiếp; đất đỏ vỏch vỉa quặng là đỏ biến chất, cú độ kiờn cố trung bỡnh f = 2 -:- 5; Đất đỏ trụ vỉa là syenit và phần lớn là đỏ vụi cú độ kiờn cố f = 5 -:- 8.

Khối lượng quặng phải làm tơi cơ học (sử dụng đầu đập thủy lực gắn trờn mỏy xỳc) chỉ chiếm 10% khối lượng khai thỏc hàng năm vào khoảng 3.300 m3/năm.

Cỏc thõn quặng cũn lại, quặng khụng phải làm tơi sơ bộ trước khi nổ mỡn. Chỉ phải nổ mỡn làm tơi đất đỏ sơ bộ mà thụi. Với cỏc mỏ cú sản lượng nhỏ và trung bỡnh cú thể chọn đường kớnh lỗ khoan khoan đất đỏ hợp lý theo