Qua phân tích các đặc điểm địa chất của vỉa 6 từ +0 ÷ -300, có thể áp dụng các hệ thống khai thác sau đây:
Phương án 1: Hệ thống khai thác liền gương, lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi
than lớp vách.
Phương án 2: Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ bám trụ, phá
hỏa thu hồi than lớp vách.
3.2.1. Phương án 1: Hệ thống khai thác liền gương, lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi than nóc.
3.2.1.1. Sơ đồ hệ thống khai thác
Sơ đồ hệ thống khai thác liền gương, lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi than lớp vách
được thể hiện trong hình 3.11
3.2.1.2. Công tác chuẩn bị
Để chuẩn bị cho lò chợ, xuất phát từ lò xuyên vỉa vận tải (4) ta đào lò dọc vỉa vận tải (6). Từ lò xuyên vỉa thông gió (3) ta đào lò dọc vỉa thông gió (5). Từ lò dọc vỉa thông gió (5) và lò dọc vỉa vận tải (6) ta đào họng sáo và lò song song đầu, song song chân, từ đó mở lò cắt ban đầu và tiến hành khai thác.
3.2.1.3. Vận tải.
Than khai thác ở lò chợ (7) được vận chuyển bằng máng cào xuống lò song song chân (8). Từ lò song song chân than được vận chuyển bằng máng cào xuống lò dọc vỉa vận tải (6) và ra lò xuyên vỉa vận tải (4). Than từ lò xuyên vỉa được vận chuyển ra sân giếng bằng băng tải hoặc goòng và từ đây được vận chuyển ra giếng nghiên chính và được đưa lên mặt đất bằng băng tải.
3.2.1.4. Thông gió
Gió sạch vào từ giếng nghiêng phụ (2) đến lò lò xuyên vỉa vận tải (4) rồi qua lò dọc vỉa vận tải (6) vào khu khai thác.
Gió bẩn từ khu khai thác lên lò dọc vỉa thông gió (5), theo lò xuyên vỉa thông gió (3) đến giếng nghiêng chính (1) và đi ra ngoài.
3.2.1.5. Thoát nước.
Nước thoát ra từ lò chợ nhờ trọng lực và góc nghiêng tự chảy xuống lò dọc vỉa vận tải. Qua rãnh nước được đào ở lò dọc vỉa vận tải, chảy ra lò xuyên vỉa vận tải sau đó chảy về sân giếng. Từ đây nước được bơm lên mặt đất.
Nước từ lò dọc vỉa thông gió được thoát nước tự nhiên nhờ trọng lực và góc nghiêng chảy ra ngoài đến giếng nghiêng và được bơm lên mặt đất.
3.2.2. Phương án 2: Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi than lớp vách.
3.2.2.1. Sơ đồ hệ thống khai thác
Sơ đồ hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi than
lớp vách được thể hiện trong hình 3.12
3.2.2.2. Công tác chuẩn bị.
Xuất phát từ lò xuyên vỉa vận tải (4) và lò xuyên vỉa thông gió (3) ta tiến hành đào lò dọc vỉa vận tải (6) và lò dọc vỉa thông gió (5) đến tận biên giới của ruộng mỏ.
Sau đó tiến hành đào lò cắt ban đầu nối lò dọc vỉa vận tải (6) với lò dọc vỉa thông gió (5) và tiến hành khai thác.
3.2.2.3. Vận tải.
Than khai thác từ lò chợ (7) được vận chuyển bằng máng cào xuống lò song song chân (8). Từ lò song song chân được vận chuyển bằng máng cào xuống lò dọc vỉa vận tải (6). Từ lò dọc vỉa vận tải được băng tải vận chuyển ra lò xuyên vỉa vận tải (4).
Than từ lò xuyên vỉa vận tải được vận chuyển ra sân giếng, từ đây được vận chuyển theo giếng nghiêng chính ra ngoài bằng băng tải.
3.2.2.4. Thông gió.
Gió sạch từ giếng nghiên phụ (2) đến lò xuyên vỉa vận tải (4) qua lò dọc vỉa vận tải (6) qua lò song song chân (8) và đến lò chợ (7)
Gió bẩn từ lò chợ (7) đi lên lò dọc vỉa thông gió (5), qua lò xuyên vỉa thông gió (5) theo giếng nghiên chính ra ngoài mặt đất.
3.2.2.5. Thoát nước
Nước thoát ra từ lò chợ nhờ trọng lực và góc nghiêng tự chảy xuống lò dọc vỉa vận tải. Qua rãnh nước được đào ở lò dọc vỉa vận tải, chảy ra lò xuyên vỉa vận tải sau đó chảy về sân giếng. Từ đây nước được bơm lên mặt đất.
Nước từ lò dọc vỉa thông gió được thoát nước tự nhiên nhờ trọng lực và góc nghiêng chảy ra ngoài qua lò bằng xuyên vỉa +125
3.2.3. Phân tích, so sánh lựa chọn hệ thống khai thác
Bảng so sánh về 2 phương án khai thác được thể hiện qua bảng 3.1
Bảng 3.22. So sánh lựa chọn hệ thống khai thác.
ST T
HTKT cột dài theo phương HTKT liền gương
1 Khối lượng đào lò ban đầu
Lớn (đào đến tận cùng biên giới vỉa).
Nhỏ (đường lò vượt trước lò
chợ 50-60m).
2 Chi phí đầu tư ban đầu
Lớn Nhỏ
3 Thời gian bước vào khai thác
Lâu Nhanh
4 Điều kiện thông gió khi đào lò
Không thuận lợi Thuận lợi
5 Rò gió vào khoảng trống khai thác
Nhỏ Lớn
6 Tổn thất than Nhỏ ( để lại ít trụ bảo vệ). Lớn (để lại nhiều trụ bảo vệ).
7 Chi phí bảo vệ lò Nhỏ (lò chuẩn bị nằm trong
vùng áp lực ổn định).
8 Khả năng thăm dò bổ sung
Có khả năng thăm dò bổ sung.
Không có khả năng thăm dò
bổ sung.
9 Công tác tổ chức Thuận lợi Phức tạp
Nhận xét: Qua việc so sánh kỹ thuật của hai phương án. Việc chọn hệ thống khai thác cột
dài theo phương là hợp lý nhất. Do vậy để áp dụng hệ thống khai thác cho khu khai thác, ta chọn “Khai thác cột dài theo phương lò chợ tầng bám trụ thu hồi than nóc”
3.2.4. Xác định các thông số của hệ thống khai thác.
3.2.5. Xác định chiều dài lò chợ và kiểm tra chiều dài lò chợ
3.2.5.1. Chiều cao theo hướng dốc của tầng
Căn cứ theo phương án mở vỉa và phân chia ruộng mỏ thì vỉa được chia thành 6 tầng khai thác với chiều cao tầng là 70 m. vậy chiều cao tầng theo hướng dốc được xác định là Hd = sin
ht
=
70 sin 24 = 173 m Trong đó:
hd - Chiều cao theo hướng dốc của tầng thứ i, m;
ht - chiều cao tầng thứ i theo phương thẳng đứng, m;
= 240 - góc dốc của vỉa, độ
3.2.5.2. Chiều dài lò chợ
Chiều dài lò chợ tính theo công thức:
Lc = hđ - ∑htr - ∑hđl
Trong đó: hđ - Chiều dài cao nghiêng của tầng. hđ = 173 m
htr - Chiều cao trụ bảo vệ
0 tr
cos .
h . .
5
ct t
f L H
f
Trong đó: - Góc dốc của vỉa; = 240
Lct - Chiều dài lò chợ (chọn sơ bộ), Lct= 150m H0 - Độ sâu khai thác từ mặt đất đến trụ bảo vệ, tầng 1(tính từ vị trí lò dọc vỉa vận chuyển +55 tới mặt đất) H0=309 m
f = 7,82 - Độ kiên cố của đất đá vách ft = 1 - Hệ số tính đến độ kiên cố của than
∑htr =
cos24 150 309
5 1 7,82
=14 m ∑hđl - Tổng chiều cao đường lò theo hướng dốc:
∑hđl = hdvvt + hss + hdvtg = 10 m Vậy chiều dài lò chợ mức +125 ÷ +55 là:
Lc = 173 – 14 – 10 = 148 m
Chọn Lc = 148 m
3.2.5.3. Kiểm tra điều kiện thông gió
Chiều dài lò chợ phải thỏa mãn điều kiện thông gió:
Lg =
max 0
1
60. . . . . . . . .
v b m n r q m C
,m
Trong đó:
vmax: Tốc độ gió lớn nhất cho phép qua lò chợ, vmax = 4 (m/s) b: Chiều rộng nhỏ nhất của lò chợ, b1 = 2,40 m (lò chợ chống giá khung di động), b2 = 3,630 m (lò chợ khấu máy, chống bằng dàn tự hành)
m0 = m1: Chiều cao lò chợ và chiều dày lớp khấu
: Hệ số thu hẹp luồng gió do máy móc, thiết bị, cột chống, = 0,9 n: Số chu kỳ trong một ngày đêm, n = 1
r: Tiến độ chu kỳ, khấu than bằng khoan nổ mìn chống giá thủy lực di động r1 = 1,6 m, khấu than bằng máy khấu chống bằng dàn tự hành r2 = 2,4 m
q: Tiêu chuẩn khí cho 1 tấn than khấu lò chợ khi khai thác ở mỏ hạng I về khí bụi nổ, q = 1 m3/ngày đêm
C: Hệ số khai thác, C = 0,9
: Tỉ trọng than, = 1,64 (T/m3) Thay số ta có:
Lg1 =
60.4.2, 26.0,9 1.1,6.1.0,9.1,64 207,m
Lg2 =
60.4.3,63.0,9 1.2, 4.1.0,9.1,64 221,m
Vậy Lc = 148 m < Lg1, Lg2, do đó chiều dài lò chợ đảm bảo điều kiện thông gió.
3.2.6. Chiều dày lớp khai thác.
Chiều dày lớp khai thác phụ thuộc khá nhiều vào chiều cao chống giữ và công nghệ khấu than. Chiều cao khấu sẽ được trình bày cụ thể trong từng phương án.
3.2.7. Phân tích tiến độ lò chợ
Tiến độ lò chợ phụ thuộc vào công nghệ chống giữ và công nghệ khấu than ở mỗi công nghệ khác nhau thì tiến độ lò chợ cũng khác nhau. Do đó tiến độ lò chợ sẽ được chọn cụ thể trong từng phương án.
3.2.8. Xác định số lò chợ đông thời để đảm bảo công suất mỏ
Do điều kiện địa chất của các vỉa khác nhau, số lượng vỉa có chiều dày đảm bảo máy khấu hoạt động đạt công suất ít nên trong thiết kế chỉ tính toán 2 lò chợ dùng máy khấu - chống giữ bằng dàn tự hành với công suất thiết kế mỗi lò chợ là 610.000 tấn/năm và huy động thêm 6 lò chợ sử dụng công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn,
chống giữ bằng giá khung di động với công suất thiết kế 210.000 tấn/năm, và 1 lò chợ dự phòng. Các lò chợ tính toán sẽ được trình bày cụ thể ở cuối chương 3.