Cỏc đường lũ xuyờn vỉa, dọc vỉa vận tải chớnh, dọc vỉa trong quặng, gương khai thỏc.. của khu vực thõn quặng I
- Khi đào lũ bằng xuyờn vỉa, lũ dọc vỉa chớnh đó đựơc thụng giú cục bộ theo tiến độ của đường lũ.
- Khoan lỗ mỡn tạo ra nhiều bụi nhất ta khử bụi bằng khoan nước - Khi nổ mỡn là thời điểm sinh ra nhiều khúi bụi nhất
Trong quỏ trỡnh đào lũ, được thụng giú cục bộ bằng quạt, khi hệ thống lũ khai thụng hoàn chỉnh thỡ sẽ được thụng giú bằng sức hỳt tự nhiờn vỡ độ chờnh ỏp của cỏc mức lũ đủ lớn.
Sức hỳt tự nhiờn của mỏ được tớnh theo cụng thức: , kg/m2
Trong đú:
htn: Sức hỳt tự nhiờn của mỏ
tb: Trọng lượng riờng trung bỡnh của khụng khớ, t = 24oc thỡ tb= 1,2 kg/m3 Sk: Diện tớch đa giỏc trong sơ đồ thụng giú
Qua tớnh toỏn Sk = 10 760 m2 T = 273 + ttb
Trong đú:
ttb: Là nhiệt độ trung bỡnh điểm sõu nhất ttb = 220 T = 273 + 22 = 295
Thay số ta cú : htn = = 43,8 kg/m2
IV.1.4. Đặc điểm chế độ khớ của khu vực thiết kế:
Khớ hậu vựng mỏ thuộc loại khớ hậu nhiệt đới giú mựa, chia làm hai mựa rừ rệt:
Mựa khụ từ thỏng 10 năm trước đến thỏng 3 năm sau, với khớ hậu khụ hanh lạnh giỏ và thường chịu ảnh hưởng của cỏc đợt giú mựa Đụng Bắc. Nhiệt độ thay đổi từ 100C đến 200C, thấp nhất là 5 60C. Lưu lượng mưa trung bỡnh 40 60ml/thỏng.
Mựa mưa từ thỏng 4 đến thỏng 9, chiếm 90% lượng mưa cả năm. với khớ hậu núng ẩm, nhiệt độ trung bỡnh thay đổi từ 200C 350C, cao nhất 38 400C. Lượng mưa trung bỡnh 250ml 450ml/thỏng. Mựa này hay cú mưa rào và vài năm trở lại đõy hay cú mưa đỏ và lốc cục bộ.
Độ ẩm bỡnh quõn 65%. - Hướng giú:
Mựa đụng và mựa xuõn giú Đụng và giú Đụng Bắc Mựa hố và mựa thu cú giú Đụng và giú Đụng Nam.
Hàm lượng khớ và bụi của khu mỏ:
Qua nghiờn cứu tài liệu và phõn tớch mẫu thực tế cho thấy, khu vực thiết kế khụng cú khớ bụi nổ, chỉ cú cỏc loại khớ độc CO2, CO, NO, N2, NO2… đõy là đối tượng khớ độc dễ gõy chết người. Chỳng phõn bố tớch tụ cục bộ ở những nơi cú điều kiện thuận lợi như đỏy lũ, đỏy giếng, hoặc lơ lửng trong lũ với hàm lượng tương đối nhỏ, cỏc khớ được sinh ra chủ yếu là do nổ mỡn và khớ thải của người. Lượng bụi khụng nhiều, chủ yếu sinh ra do nổ mỡn và cỏc hoạt động của cụng nhõn trong hầm lũ.
IV.2. LỰA CHỌN HỆ THỐNG THễNG GIể MỎ
IV.2.1. Chọn phương phỏp thụng giú
Khu vực thiết kế cú độ cao khai thỏc từ + 71 + 142, ta chia thành 3 tầng: - Tầng I: Từ mức +108 + 142
- Tầng II: Từ mức +88 +108 - Tầng III: Từ mức +71 +88
Khu mỏ thiết kế nằm trờn sườn nỳi, theo sơ đồ mở vỉa và hệ thống khai thỏc cú nhiều lũ thụng lờn mặt đất, và theo tài liệu địa chất thỡ mỏ khụng cú khớ bụi nổ, do đú sử dụng phương phỏp thụng giú đẩy, kết hợp với thụng giú tự nhiờn là hợp lý. Theo tớnh toỏn chỉ cú một gương khai thỏc hoạt động, do đú chỉ cần tớnh toỏn cho một khối khai thỏc xa nhất sõu nhất so với vị trớ đặt quạt.
IV.2.2. Chọn vị trớ đặt quạt giú chớnh:
Đặt quạt đẩy tại sõn cụng nghiệp ngoài cửa lũ xuyờn vỉa mức +88.
Ưu điểm: Thụng giú được cỏc khu vực, thuận lợi cho việc lắp đặt và sửa chữa.
Nhược điểm: Ống dẫn giú dài
IV.2.3 Chọn sơ đồ thụng giú:
Từ hệ thống cỏc đường lũ ta cú sơ đồ thụng giú: (Hỡnh IV-1)
IV.3 TÍNH LƯỢNG THễNG GIể CHUNG CHO MỎ:
IV.3.1 Lựa chọn phương phỏp tớnh lưu lượng giú chung cho mỏ:
Để tớnh toỏn lưu lượng giú chung cho mỏ ta tiến hành theo cỏc phương phỏp: a) Phương phỏp tớnh lưu lượng giú chung cho toàn mỏ theo sản lượng, số người hoặc lượng thuốc nổ,...và sau đú nhõn với hệ số dự phũng.
b) Phương phỏp tớnh lưu lượng giú cho từng hộ tiờu thụ: Tớnh lưu lượng giú cho lũ chợ, lũ chuẩn bị, buồng bơm...Sau đú tớnh lưu lượng giú chung cho toàn mỏ. Qua phõn tớch và so sỏnh hai phương phỏp trờn ta chọn phương phỏp (a)
IV.3.2. Xỏc định cỏc hộ tiờu thụ giú của mỏ:
1. Tớnh lưu lượng giú cho gương lũ chuẩn bị:
- Theo số người làm việc lớn nhất: Q1 = 6.n m3/phỳt
n : là số người làm việc lớn nhất trong lũ dọc vỉa n = 6. Q1 = 6.6 = 30 m3/phỳt = 0,6 m3/s
- Lưu lượng giú lớn nhất là tớnh theo yếu tố bụi: Q2 = S.Vtư , m3/phỳt.
Trong đú:
S: Tiết diện đường lũ tại nơi sinh bụi, S = 3,1 m2. Vtư: Tốc độ giú tối ưu theo yếu tố bụi ở gương lũ.
Vtư = 0,4 0,8m/s, chọn Vtư = 0,7 m/s.
Q2 = 3,1.0,7 = 2,17 m3/s .
- Lưu lượng giú cho lũ dọc vỉa thoả món điều kiện: Qdv = Max[Q1,Q2] = Q2 = 2,17 m3/s - Kiểm tra tốc độ giú trong lũ dọc vỉa:
Vdv = = 0,7 m/s . Thoả món điều kiện:
[Vmin] < Vdv < [Vmax] , 0,15 < 0,7 < 8 Vậy chọn Qdv = 2,17
q1 = 6.n, m3/phỳt.
Trong đú:
6: lượng giú tiờu chuẩn cho một người làm việc trong gương khai thỏc, m3/ph
n: số người làm việc đồng thời lớn nhất, n = 6 q1 = 6.6 = 36 m3/phỳt = 0,6 m3/s
- Tớnh lưu lượng giú cho gương khai thỏc theo sản lượng l ngày đờm. q2 = qtc.Anđ, m3/phỳt
qtc: là lượng giú tiờu chuẩn cho một tấn quặng khai thỏc, với mỏ khụng cú khớ bụi nổ: qtc = 5 m3/ph.
Anđ: là sản lượng ngày đờm của lũ chợ, Anđ = 20,2 t/ ngày đờm. q2 = 5.20,2 = 100 m3/phỳt = 1,7 m3/s
- Tớnh lưu lượng giú cho gương khai thỏc theo lượng khớ độc sau nổ mỡn. q3 = , m3/phỳt
Trong đú:
1,25 là hệ số quy đổi đó tớnh đến nồng độ cho phộp tối đa là 0,008% và chuyển đổi số một khớ độc sinh ra khi nổ 1 kg thuốc nổ thành lớt.
A là lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất trong gương khai thỏc A = 5,4 kg. b = 50 lớt là lượng khớ độc sinh ra khi nổ trong quặng.
t = 30 phỳt là thời gian thụng giú.
q3 = = 112,5 m3/phỳt = 1,8 m3/s - Tớnh lưu lượng giú gương khai thỏc theo yếu tố bụi:
q4 = Slc . Vb , m3/s
Slc: là diện tớch tiết diện gương khai thỏc. Slc = 1,7.1,51 = 2,57 m2
Vb: là tốc độ giú cho phộp theo yếu khụng tạo bụi Vb = 1,5 m/s q4 = 2,57 . 1,5 = 3,9 m3/s
Vậy ta lấy lưu lượng giú lớn nhất là lưu lượng giú theo yếu tố bụi là: qlc = q4 = 3,9 m3/s.
3. Tớnh lưu lượng giú cho cỏc hầm trạm.
- Lưu lượng giú cho trạm bơm:
Qtb = 10.N.(1-h).k , m3/phỳt
Trong đú:
N là cụng suất của trạm bơm = 4,5 kw
h là hiệu suất của mỏy bơm = 0,9
qtb = 10.4,5(1- 0,9).0,15 = 0,7 m3/phỳt = 0,01 m3/s
4. Tớnh lưu lượng rũ giú trong mỏ:
- Rũ giú ở khu vực đó khai thỏc:
qrglc = 2 10% qlc . 4 khu = 10% . 3,1* 4 = 1,24 m3/s - Rũ giú ở cửa chắn giú: qccg = 2 m3/s
IV.3.3. Lưu lượng giú chung cho toàn mỏ:
Ta tớnh theo phương phỏp thứ nhất:
qm = a.( ktt .qlc + qcb + qdp + qrg + qht) , m3 /s. a: là hệ số kể đến sự điều chỉnh sai lệch = 1,1 .
ktt =1 là hệ số tăng,giảm sản lượng
qlc là tổng lưu lượng giú cần thiết của cỏc gương khai thỏc.
Mỏ cú 1 gương khai thỏc hoạt động nờn:
qlc = 1 . qlc = 1 . 3,9 = 3,9 m3/s.
qcb Tổng lưu lượng giú cần thiết cho cỏc gương lũ chuẩn bị, mỗi khối khai
thỏc cú 3 lũ chuẩn bị:
qcb = 3 . 2,17 = 6,51 m3/s.
qrg Tổng lưu lượng giú rũ trong mỏ
qrg = qrglc + qrgc = 1,24 + 2 = 3,24 m3/s.
qht Tổng lưu lượng giú cho cỏc hầm trạm: qht = qtb = 0,01 m3/s.
Vậy tổng lưu lượng giú chung cho toàn mỏ là: Qm = 1,1.(3,9+6,51+3,24+0,01) = 15 m3/s
IV.4. PHÂN PHỐI GIể - KIỂM TRA TỐC ĐỘ GIể:
IV.4.1 Phõn phối giú:
Căn cứ vào sơ đồ thụng giú mỏ ta lập được giản đồ thụng giú và phõn phối giú( Hỡnh IV-1)
IV.4.2 Kiểm tra tốc độ giú trong cỏc đường lũ:
Vtti = m/s
Trong đú:
Qtti là lưu lượng giú đi qua cỏc đường lũ theo tớnh toỏn( m3/s) Si là tiết diện đường lũ thứ i (m2)
Theo hệ thống khai thỏc thiết kế, chỉ cần kiểm tra cỏc đường lũ đặc trưng và xa nhất, nếu đảm bảo thỡ cỏc đường lũ cũn lại sẽ đảm bảo.
Vận tốc giú trong cỏc đường lũ Vi phải thoả món điều kiện: [Vmin] < Vi < [Vmax]
Trong đú:
[Vmin] là vận tốc giú nhỏ nhất cho phộp, m/s [Vmax] là vận tốc giú lớn nhất cho phộp, m/s
Bảng IV-1. Tốc độ giú qua cỏc đường lũ
STT Tờn đường lũ Si(m2) Qim3/s [Vmin] (m/s) V(m/s) [Vmax] (m/s) 1 Lũ xuyờn vỉa +88 3,96 15 0,25 3,79 12 2 Lũ dọc vỉa vận tải chớnh 2 mức +88 3,96 14 0,25 3,54 10 3 Lũ thượng I-1(từ mức +88 lờn 139) 2,8 13 0,15 4,64 8
4 Gương khai thỏc khối I- 1 mức +88 - +108 2,56 8 0,25 3,13 4
5 Gương KT khối I-2 mức +108 +147 2,56 6 0,25 2,34 4
6 Lũ hạ 4(từ mức +88 đến mức +71) 3,2 14 0,15 4,38 8
7 Lũ dọc vỉa mức +71 3,2 13 0,25 4,06 8
8 Gương KT khối I-7 mức +71 +88 2,56 8 0,25 3,13 4
9 Lũ DV vận tải chớnh mức +88(cỏnh trỏi) 3,96 14 0,25 3,54 10
10 Gương KT khối I-9 mức +88 2,56 6 0,25 2,34 4
11 Lũ dọc vỉa mức +71 (cỏnh trỏi) 3,2 13 0,15 4,06 8
12 Lũ thượng 3’’’’’ thụng giú(cỏnh trỏi) 2,8 8 0,15 2,86 8
13 Gương KT khối I-11 mức +71 2,56 5 0,25 1,95 4
Sau khi tớnh toỏn ta thấy tốc độ giú qua cỏc đường lũ đều đảm bảo điều kiện [Vmin] < Vi < [Vmax]. Vậy lượng giú phõn phối qua cỏc đường lũ là hợp lý.
IV.5. TÍNH HẠ ÁP CHUNG CHO MỎ:
1.Tớnh hạ ỏp theo cỏc luồng giú:
Tớnh hạ ỏp chung của mỏ theo luồng giú: Căn cứ theo sơ đồ mở vỉa và sơ đồ thụng giú ta tớnh cho luồng giú đi qua cỏc đoạn lũ của khối khai thỏc theo luồng sau: 1- 4-2’’-3 -2’’-3’
Áp dụng cụng thức:
, K.
Trong đú: : Hệ số sức cản khớ động học của đường lũ thứ i.
Q: Lưu lượng giú đi qua đường lũ thứ i. P: Chu vi đường lũ thứ i.
L: Chiều dài đường lũ thứ i. Rms: Sức cản ma sỏt.
Si : diờn tớch tiết diện lũ
HTP =Hms + Hcb ; Hcb =Rcbx Q2 ; Rcb=20%Rmsi = 1/5*Rmsi ; do đú HTP =1,2Rmsix Q2
1 Tờn đường lũ Kýhiệu Vậtliệu chống Si m2 Li ( m) Pi(m) 10-4 KGS2/ m4 Rmsi10-4 Rtpi 10-4 Qi m3/s Htp Kg/m2 1 Lũ xuyờn vỉa +88 1 Gỗ 3,96 81 7,91 20 206,35 247,62 15 5,5 7 2 Lũ hạ(mức +88đến mức +71) Gỗ 3,2 17 7,2 23 85,91 103,10 14 2,0 2 3 Lũ dọc vỉa mức+71 2'' Gỗ 3,2 127 7,5 23 668,56 802,28 13 13,5 6 4 Lũ thượng 3 từ mức +71 lờn + 108 3 Gỗ 2,8 37 6,8 23 263,61 316,33 12 4,56 5 Lũ dọc vỉa 2 mức+ 108 2 Gỗ 3,2 32 7,5 23 168,46 202,15 13 3,4 2 6 Lũ thượng 3’ mức 108 lờn mặt đất 3’ Gỗ 2,8 32 6,8 23 227,99 273,59 13 4,62 Tổng cộng 33,75
Chọn hạ ỏp của mỏ theo giỏ trị hạ ỏp luồng lớn nhất là Hm = 33.8 mmH2O Khi cỏc cụng trỡnh đường lũ hoàn chỉnh thỡ khu mỏ sẽ đủ điều kiện để thụng giú tự nhiờn vỡ hạ ỏp tự nhiờn= 43,8 mmH2O > Hạ ỏp của mỏ = 33,8 mmH2O
IV.6. CHỌN QUẠT GIể CHÍNH:
IV.6.1. Tớnh lượng giú quạt cần tạo ra.
Qq = Kr . Qm, m3/phỳt
Kr: Hệ số rũ giú ở trạm quạt, Kr = 1,1
Qm: lưu lượng giú cần thiết cho mỏ, Qm = 15 m3/s Thay số: Qq =15.1,1 = 16,5 m3/s
IV.6.2. Tớnh hạ ỏp quạt cần tạo ra
Hq = Hm + Htbq, mm H2O (5-13) Hm: Hạ ỏp chung của mỏ, Hm = 33,8 mmH2O Htbq: Hạ ỏp của thiết bị quạt
Htbq = Rtbq .Q2q mmH2O (5-14) Rtbq: Sức cản của thiết bị quạt
Rtbq = , k (5-15)
a: Hệ số phụ thuộc vào loại quạt, với quạt li tõm : a = 0,04 D: Đường kớnh quy chuẩn của quạt
Để chọn được đường kớnh quy chuẩn của quạt, sơ bộ theo cụng thức
Dsb = (m) (5-16)
Am: Lỗ tương đương của mỏ
Am = = = 0,98 m2.
DSD = 1,5 m
Chọn D =1,5 m
Rtbq = 0,024 k
Thay số Htbq = 0,024.152 = 5,1 mmH2O Vậy hạ ỏp quạt cần tạo ra là
Hq = 33,8 + 5,4 = 38,9 mmH2O
Dựa vào thụng số Qq,Hq theo tài liệu kỹ thuật thụng giú để chọn quạt ta thấy điểm (Qq,Hq ) nằm trong vựng sử dụng hợp lý của quạt cho nờn ta chọn quạt mang mó hiệu QLT 55000-75 để thụng giú cho toàn mỏ.
Cỏc thụng số kỹ thuật của quạt
TT Danh mục Thụng số
1 Nhà mỏy sản xuất Cụng ty Bơm Hải Dương
2 Cụng suất động cơ 22 kw
3 Tốc độ quay 730 vũng/ phỳt
4 Tốc độ biờn của bỏnh cụng tỏc 78,5 m/s
5 Hiệu suất tĩnh tối đa 0,8
6 Hiệu suất tĩnh trung bỡnh làm việc 0,76
7 Lưu lượng giú tối ưu 16,5 m3/s
9 Trọng lượng của quạt 150 kg 10 Lưu lượng vựng cụng tỏc khi hiệu suất > 0,6
m3/s
58 –80 mmH2O 11 Thời gian phục vụ của quạt 15 năm
IV.6.3. Xỏc định điểm cụng tỏc của quạt:
Đặc tớnh chung của mỏ khi cú quạt làm việc được thể hiện ở phương trỡnh sau:
Hm = ( Kt . Rm + Rtb).Q2 , mm H2O
Kt : Hệ số kể đến sự giảm sức cản của mỏ do cú sự rũ giú ở trạm quạt = 1,1 Kt = = 0,83
Rm Sức cản tương đương của mỏ.
Rm= = = 0,130 k Rtb = 0,032
Thay số vào ta cú:
Hm = ( 0,83 * 0,130 + 0,032)Q2= 0,14Q2 , mmH2O
Bảng xỏc định đặc tớnh của quạt f( Q, Hc) như sau:
Q(m3/s) 10 11 12 13 14 15 16 17
H (mmH2O) 14 17 20,2 23,6 27,4 31,5 35,8 40,6 Ta cú đường đặc tớnh của quạt ( Hỡnh IV- 2)
- Điểm A là điểm yờu cầu quạt phải tạo ra theo tớnh toỏn cú. Hq = 38,9 mm H2O
Qq = 16.5 m3/s
- Điểm cụng tỏc hợp lý của quạt là điểm B cú cỏc thụng số: hct = 40.6 mm H2 O
Qct = 17 m3 /s
Đồ thị xỏc định điểm làm việc hợp lý của quạt (Hỡnh vẽ)
IV.6.4 Tớnh chọn động cơ quạt:
- Tớnh cụng suất của quạt giú:
Nq = , kw
hđc là hiệu suất kể đến khả năng điều chỉnh quạt giú cho phự hợp với yờu cầu
sản xuất = 0,6 - 0,7.
- Thay số vào ta cú:
Nq = = 15 kw.
- Tớnh cụng suất động cú chuyển động của quạt: Nđc = , kw
Trong đú:
hđc là hiệu suất của động cơ điện, hđc = 0,65 0,95 hm là hiệu suất mạng điện, hm = 0,9 0,95
htr là hiệu suất bộ truyền từ động cơ sang quạt, htr = 1
Nđc = = 20,8 kw, Chọn = 22 kw
IV.7. TÍNH GIÁ THÀNH THễNG GIể:
Giỏ thành thụng giú gồm cỏc khoản chi phớ sau:
Chi phớ lương và phụ cấp của cụng nhõn vận hành thụng giú; Chi phớ khấu hao tài sản cố định, Chi phớ điện năng.
IV.7.1 Chi phớ xõy dựng cỏc cụng trỡnh và mua sắm thiết bị thụng giú: TT Tờn thiết bị Đơnvị Sốlượng Đơn giỏ(106đ) Thành tiền( 106đ)
1 Quạt giú chớnh Chiếc 2 20.000.000 40.000.000
2 Quạt cục bộ Chiếc 2 12.000.000 24.000.000
3 ống giú m 300 50.000 15.000.000
4 Trạm quạt Trạm 1 18.000.000 18.000.000
Tổng 97.000.000
- Chi phớ vật tư sữa chữa bảo dưỡng quạt thường xuyờn: 15.000.000/năm
IV.7.2. Chi phớ lương và phụ cấp lương: