BIÊN GIỚI TRỮ LƯỢNG KHAI TRƯỜNG
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MỞ VỈA
4.1. CÔNG TÁC MỞ VỈA
4.1.1.Yêu cầu của công tác mở vỉa
Mở vỉa khoáng sàng là công việc đầu tiên ở mỏ nhằm mục đích tạo nên các đường giao thông trên các tầng nối với mặt bằng công nghiệp. Hệ thống mở vỉa phụ thuộc điều kiện địa hình, địa chất, thiết bị sử dụng và vị trí mặt bằng công nghiệp, khu phụ trợ, ... Ngoài ra, nó còn liên quan chặt chẽ đến hệ thống khai thác theo điều kiện kỹ thuật công nghệ và hiệu quả kinh tế, hạ giá thành sản phẩm và bảo đảm an toàn vệ sinh lao động. Khi tiến hành khai thác mỏ, công tác mở vỉa phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Đảm bảo công suất mỏ tối đa, phát huy tối đa mạng kỹ thuật hiện có (hệ thống đờng giao thông, đờng điện...);
- Tài nguyên khai thác đảm bảo chắc chắn, giảm thiểu sự rủi ro cho doanh nghiệp;
- Thuận lợi cho công tác khai thác, vận tải, đổ thải và thoát nớc mỏ;
- Đảm bảo tổn thất nhỏ;
- Giảm thiểu sự ảnh hởng đến môi trờng;
- Khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ;
- Nhanh đưa mỏ vào sản xuất;
- Phù hợp với hệ thống khai thác lựa chọn nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao nhất trong khai thác.
4.1.2.Các phơng pháp mở vỉa
Dựa vào từng điều kiện cụ thể ngời ta chia các phơng pháp mở vỉa ra thành:
- Phơng pháp mở vỉa hầm lò: bao gồm lò bằng, giếng đứng, giếng nghiêng. Mở vỉa bằng phơng pháp này chỉ đợc áp dụng khi không có điều kiện trực tiếp đào các đờng hào từ mặt đất tới các khu vực khoáng sàng (bị
ngăn bởi núi cao, không có khả năng khắc phục độ dốc cho thiết bị vận tải hoạt động). Tại một số nớc phơng pháp này đợc sử dụng để mở vỉa cho các mỏ đá vôi có địa hình phức tạp.
- Mở vỉa bằng đờng hào cơ bản vận tải bằng ôtô: Hào cơ bản là hào nghiêng dùng để mở vỉa các tầng công tác. Tùy theo mặt địa hình, hào cơ bản có tiết diện ngang là hoàn chỉnh hoặc bán hoàn chỉnh. Hào cơ bản có thời gian tồn tại dài và dùng để xây dựng đờng ôtô mỏ. Các thông số của hào cơ bản là chiều rộng đáy hào b0, chiều sâu hào h0, độ dốc dọc đờng i, góc dốc sờn hào α0, chiều dài của hào trong bình đồ l0, và khối lợng của hào V0. Chiều rộng
đáy hào cơ bản đợc xác định theo hình thức vận tải hoặc phơng pháp đào hào.
Chiều rộng tối thiểu của đáy hào cơ bản không nhỏ hơn tổng kích thớc ngang của phơng tiện vận tải, khoảng cách an toàn giữa chúng và các khoảng cách khác, kể cả rãnh thoát nớc. Chiều rộng đó phải đảm bảo đào hào thuận lợi của công nghệ và thiết bị đào hào áp dụng. Độ dốc của hào cơ bản đợc quy định tùy thuộc vào hình thức vận tải áp dụng. Khi vận tải bằng ôtô lên dốc độ dốc là 68%, và có tải xuống đốc là 1012%. Góc dốc sờn hào cơ bản đợc quy định tuỳ thuộc vào thời gian phục vụ, tính chất cơ lý của đất đá, mức độ ngậm nớc của chúng. Đối với hào cơ bản có thời gian phục vụ lớn đào qua đất đá rời và nửa cứng góc dốc của sờn hào không đợc lấy lớn hơn góc dốc tự nhiên của đất
đá. Trong đất đá cứng góc dốc sờn hào có thể lấy bằng 50-600 hoặc hơn. Khi hào có độ cao lớn (bờ hào gồm một số tầng) góc chung của bờ mỏ phải đảm bảo điều kiện ổn định lâu dài của bờ. Số tầng của mỏ lộ thiên có thể từ 12 đến 15 tầng và hơn. Tổng hợp tất cả các hào cơ bản, đảm bảo mở vỉa cho tất cả các tầng của mỏ gọi là hệ thống các hào cơ bản. Tùy thuộc vào vị trí của hào cơ
bản ghép vào hệ thống hào, chức năng của nó và mối quan hệ giữa chúng mà có tên gọi: hệ thống các hào cơ bản riêng (mở riêng cho từng tầng và có lối lên mặt đất riêng); hệ thống các hào cơ bản nhóm (hào nhóm đợc mở cho một nhóm tầng, mỗi nhóm có một lối lên mặt đất riêng); hệ thống các hào cơ bản chung (đợc mở cho tất cả các tầng của mỏ và chỉ có một lối lên (hoặc xuống) mặt đất duy nhất.Dạng tuyến hào trên bình đồ có thể là thẳng hoặc lợn vòng hoặc xoắn ốc.Hào có thể nằm toàn bộ trên nền đá gốc, hoặc nửa đào nửa đắp.
Mặt bằng quay xe (chỗ lợn vòng) thờng bố trí trên phần nửa đào nửa đắp.
- Mở vỉa bằng máng trợt: khi sử dụng các phơng pháp khai thác không có phơng tiện vận tải trực tiếp làm việc ở gơng, nh khai thác bằng lớp đứng xúc
chuyển bằng máy xúc, máy ủi hoặc máy bốc khai thác theo lớp bằng xúc chuyển bằng máy ủi hoặc máy bốc thì vật liệu đợc đa xuống chân núi (mặt bằng tiếp nhận) theo mặt trợt (sờn núi hoặc bờ mỏ) hoặc theo máng trợt. Tiết diện ngang của máng thờng có dạng hình thang với góc nghiêng thành máng 45-600. Chiều rộng đáy máng không nhỏ hơn ba lần kích thớc lớn nhất của hòn đá lớn nhất. Độ dốc của máng lấy 55650 trên toàn bộ chiều dài máng, hoặc thay đổi trên từng đoạn nhằm giảm động năng của các hòn đá khi lăn theo máng. Nếu chiều dài máng lớn hơn 5070m thì phần dới của máng nên giảm độ dốc xuống còn 45500 để hạn chế vận tốc rơi và độ văng xa của đá.
Dọc theo chiều dài tuyến công tác phải có ít nhất 2 máng, để trong khi một máng đang nhận tải (rót đá từ miệng máng xuống) thì máng kia tiến hành chuyển tải ở chân máng (xúc đá chuyển vào phơng tiện vận tải).
Khi khai thác theo lớp đứng xúc chuyển bằng máy xúc hoặc máy ủi thì
đá đa xuống chân núi không theo máng trợt mà rải dọc theo tuyến khai thác, trợt qua các tầng để xuống chân núi (lớp đầu tiên trợt theo mặt dốc sờn núi).Để đá trên các tầng lăn xuống đến chân núi, ngay từ khi mở mỏ phải tiến hành cải tạo bề mặt sờn núi ở những nơi cần thiết (xén bớt chân núi, phá các mô đá lớn).Độ dốc của bờ mỏ thờng lấy bằng 55650.Khi sử dụng phơng pháp mở vỉa này ngoài việc xây dựng máng và xén chân tuyến,phải làm đờng đa thiết bị lên tầng công tác đầu tiên, nh máy khoan và thiết bị xúc bốc khác làm chức năng xúc chuyển. Khối lợng đào hào trong trờng hợp này ít hơn so với đ- ờng hào dùng cho ôtô do tăng đợc góc dốc và giảm chiều rộng đáy hào.Mặc dầu vậy, việc áp dụng phơng pháp này cũng bị hạn chế khi góc của sờn núi lớn (khối lợng làm đờng hào lớn).Trờng hợp này có thể tiến hành đắp đờng từ mặt
đất lên độ cao cho phép, rồi từ đó có thể đào tiếp đờng hào hoặc mở tầng khai thác đầu tiên.
- Mở vỉa không có hào: phơng pháp này đợc áp dụng khi khai thác mỏ vật liệu ngậm nớc hay dới nớc. Dùng máy xúc gầu treo, máy xúc gầu ngoạm bố trí trên mặt đất hoặc trên phà xúc lên, hoặc dùng tàu hút để khai thác.
4.1.3.Lựa chọn phơng pháp mở vỉa và các công trình xây dựng cơ bản Địa hình khu mỏ chưa bị khai đào nhiều, tính đến ngày 31/12/2007 khu mỏ mới chỉ có khai đào một khối lượng nhỏ ở khu vực khai trường phía Bắc và phía Nam. Địa hình khu mỏ chủ yếu còn nguyên thuỷ, độ cao thay đổi từ
mức +23 ở chân núi đến mức +164,5 ở đỉnh núi. Địa hình khu mỏ là núi đá vôi, lởm chởm, đôi chỗ vách dựng đứng. Phía Tây Nam khu mỏ là cánh đồng trồng lúa và hoa mầu, cốt cao địa hình trung bình từ +23 đến +25.
Hiện nay đã có tuyến đường liên lạc từ mỏ ra đường tỉnh lộ đến Nhà máy xi măng Tân Quang.
Dựa vào đặc điểm địa hình, dự án lựa chọn phương án mở vỉa bằng hệ thống hào dạng bán hoàn chỉnh và hào dạng hoàn chỉnh.
4.1.4.Nội dung công tác mở vỉa
Nội dung cụ thể của công tác mở vỉa mỏ Tràng Đà bao gồm các hạng mục công tác sau:
- Đường vận tải chính: là đường ôtô nối liền đường giao thông của địa phương với mỏ.
- Đường vận chuyển nội bộ: đường ôtô nối liền các tầng khai thác để vận tải quặng và đất đá thải đến mặt bằng công nghiệp, bãi thải.
- Hào mở vỉa: được đào đầu tiên nhằm đưa các thiết bị xuống moong để vận chuyển, khai thác.
- Hào chuẩn bị: được đào vuông góc với các tầng để tạo mặt bằng công tác đầu tiên cho thiết bị xúc bốc vận chuyển làm việc.Tại mỏ Tràng Đà là công tác nối giữa các tầng và hào vận chuyển chính bằng các hào tạm thời
- Bóc tầng phủ: bóc lớp đất phủ trên bề mặt đá trong mỏ làm lộ đá gốc phục vụ khai thác. Một phần khối lượng đất phủ này trong giai đoạn đầu được sử dụng san lấp mặt bằng công nghiệp, làm đê bao, khu phụ trợ.Ngoài ra nó còn được bán cho các đơn vị có nhu cầu sử dụng.
4.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG