3.4.1. Chiều cao phân tầng xúc chọn lọc:
Để thực hiện đ−ợc công nghệ khai thác chọn lọc bằng MXTLGN, Một yêu cầu qua trọng là phải xác định đ−ợc chiều cao phân tầng xúc chọn lọc. Việc xác định chiều cao phân tầng phải đảm bảo nguyên tắc gầu xúc có thể với tới mép trên của tầng than khi xúc lọc trên nền đứng hoặc với tới chân tầng than khi xúc lọc dưới nền đứng. Máy xúc có thể kiểm soát được toàn bộ mặt nghiêng của vỉa dễ dàng xúc chọn lọc theo phân lớp, không để lại tam giác than treo mép trên tầng than cũng nh− chân tầng.
Hai thông số quan trọng nhất làm cơ sở để xác định chiều cao của phân tầng than đó là tầm với của máy xúc (A) và góc dốc của vỉa than (α ). Góc dốc vỉa than càng lớn chiều cao tầng than xúc chọn lọc càng lớn và ng−ợc lại.
Tất cả các máy xúc TLGN,hệ thống cần xúc đều có cấu tạo giống nhau và
đ−ợc chia thành 3 bộ phận chính gồm:
- Cần chính đựơc quay quanh một trục cố định trên thân máy, cần chính hoạt động đ−ợc nhờ 2 quả pítstông chính gọi là pitstong nâng hạ cần.
- Cần phụ (hay còn gọi là tay gầu) quay quanh trục cố định nằm đầu cần chính có nhiệm vụ co duỗi tay gầu, cần phụ hoạt động đ−ợc nhờ vào quả
pítstong điều khiển co duỗi tay gầu.
- Gầu xúc quay quanh trục cố định nằm ngay đầu cần phụ. Gầu xúc hoạt
động đ−ợc nhờ pitstong làm nhiệm vụ co duỗi gầu.
Điều khiển cho tay gầu và gầu xúc duỗi thẳng, tạo nên tầm với của máy xúc là xa nhất. Nếu cố định trạng thái này, toàn bộ hệ thống cần đ−ợc quay trên
một trục với một bán kính cố định (R) tính từ tâm quay của cần chính đến đỉnh của răng gầu xúc. Thông thuờng tâm quay của cần chính đ−ợc bố trí trên trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của máy, do đó:
R = A A- là tầm với xa nhất của máy xúc.
a- Chiều cao tầng xúc khi xúc lọc bằng MXTLGN trên nền đứng : Khi xúc chọn lọc trên nền đứng, hai dải xích của máy xúc nằm song song với đường phương của vỉa, một bên dải xích nằm sát chân tầng than. Khi đó khả năng với của máy xúc tới mép trên của tầng than là lớn nhất.
Với ph−ơng pháp trên, chiều cao tầng than đ−ợc tính toán nh− sau:
A – Tầm với xa nhất của máy xúc, m G – Chiều rộng mép ngoài dải xích, m K- Khoảng cách từ trục quay cần chính đến nền máy, m
α – Góc dốc của vỉa than Xét tam giác A’B’C’
h A’C’= --- tgα Xét tam giác OB’P
h G (h – K )2 = A2 – ( --- + --- )2 tgα 2
Biến đổi biểu thức trên ta có: Hình 3.6.Chiều cao tầng than khi xúc chọn lọc than trên nền đứng
4. . . G
(1+ ---) h2 + ( --- - 2K ) h + K2 + A2 + G2/4 = 0 (3.1) tg2α tgα
Mặc dù các máy xúc có dung tích gầu xúc khác nhau nh−ng các thông số cơ bản của máy xúc gần t−ơng đ−ơng nhau. Mặt khác thực tế công nghệ xúc chọn lọc chiều cao tầng xúc không nhất thiết phải tính chính xác cho phép
±0,5m, máy xúc vẫn có thể sử lý đ−ợc. Vì vậy để đơn giản trong tính toán, lấy thông số phạm vi hoạt động của máy xúc ZAXIS 450H làm cơ sở để tính toán.
Với phân tích trên ta có: K =2,2m; A= 12m ; G=3,3m
Thay số vào công thức (3.1), giải ph−ơng trình bậc 2 ta có công thức tính chiều cao tầng than khi xúc chọn lọc bằng MXTLGN nh− sau :
3,3 3,3 2 1 - --- - 4,4 + --- - 4.4 + 546 1 + --- Tgα Tgα Tg2α
h = --- (3.2) 1
4. . . 1 + --- Tg2α
Với công thức trên, chiều cao tầng xúc chủ yếu phụ thuộc vào góc dốc của vỉa. Góc dốc của vỉa càng nhỏ chiều cao tầng xúc chọn lọc càng giảm. Tuy nhiên nếu giảm chiều cao tầng xúc qua nhỏ sẽ dẫn đến năng suất của máy xúc giảm, mức độ tổn thất và làm tăng lên do phải làm sạch mặt tầng nhiều lần.
Thông th−ờng chiều cao tầng than xúc chọn lọc không nên nhỏ hơn 4m.
khi tính toán chiều cao tầng theo công thức (3.2) nếu chiều cao tầng than nhỏ hơn 4m, t−ơng đ−ơng với vỉa dốc thoải goác dốc nhỏ hơn 200 sử dụng công nghệ xúc chọn lọc với vỉa dốc thoải.
b- xúc chọn lọc bằng MXTLGN dưới nền đứng
Khi xúc chọn lọc than dưới nền đứng, để đảm bảo an toàn máy xúc phải
đứng vuông góc với vỉa than , mép ngoài của dải xích không đ−ợc v−ợt ra ngoài mép tầng tránh lật máy. Tuy nhiên khi đó việc di chuyển máy dọc theo đường phương rất khó khăn. Đây cũng là một nhược điểm lớn của sơ đồ công nghệ này. Trong trường hợp máy xúc đứng song song với mép tầng thì khi đó mép
ngoài của dải xích phải cách mép tầng một khoảng cách an toàn. Khoảng cách tùy thuộc vào điều kiện địa chất độ bền cơ học của vỉa.
Khi chất tải dưới nền đứng chiều cao tầng than còn phụ thuộc vào khả
năng chất tải thấp nhất của máy xúc và góc dốc vỉa than.
Để đơn giản trong tính toán, giả
thiết máy xúc không phụ thuộc vào
điều kiện chất tải. Tay gầu máy xúc v−ơn thẳng hết mức và quay quanh một trục O với bán kính bằng với tầm với đào xa nhất của máy xúc (A), (xem h×nh 3.7).
Trong điều kiện góc dốc vỉa than nh− nhau, khi đó:
H×nh 3.7 . ChiÒu cao tÇng than khi xúc lọc dưới nền đứng
Chiều cao tầng than khi xúc chọn lọc dưới nền đứng = Chiều cao tầng than xúc chọn lọc trên nền đứng – 2 lần khoảng cách từ trục quay cần chính
đến nền máy (K)
Thông thường chiều cao tầng khi xúc chọn lọc dưới nền đứng nhỏ hơn xúc chọn lọc trên nền đứng khoảng 4m trong cùng điều kiện vỉa, sử dụng cùng một loại máy xúc
Bảng thông số chiều cao tầng than hợp lý khi xúc lọc bằng máy xúc TLGN
Bảng 3.2. Thông số chiều cao tầng than hợp lý khi xúc lọc bằng máy xúc TLGN
Góc dốc vỉa than ( độ )
ChiÒu cao tÇng xúc lọc trên nền đứng
( m )
ChiÒu cao tÇng than l−a chọn
( m )
20 – 25 3.7 – 4,7 5
25 – 30 4.7 – 5.7 5,5
30 – 35 5.7 – 6,5 6
35 – 40 6.5 – 7.4 7
40 – 45 7.4 – 8.0 8
45 – 50 8.0 – 8,5 8.5
Qua kết quả tính toán cho thấy khi xúc lọc dưới nền đứng, chiều cao tầng than chọn lọc nhỏ hơn rất nhiều so với khi xúc lọc than trên nền đứng.
Chiều cao tầng than càng thấp, mức độ tổn thất và làm bẩn than lớn do phải làm sạch mặt tầng, năng suất ra than giảm. Do vậy cần phải xác định chiều cao tầng một cách hợp lý. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp đặc biệt chiều cao tầng bắt buộc phải lớn hơn chiều cao tầng xúc hợp lý nh−ng chỉ cao hơn khoảng 0,5m, tối đa là 1m. Khi đó phần tam giác than treo do không với tới, người lái máy xúc phải khéo léo dùng răng gầu tạo lực hất lên để than tự trôi theo mặt nghiêng của phân lớp. Ph−ơng pháp trên chỉ sử dụng trong tr−ờng hợp phân lớp rõ ràng than, kẹp xít cứng và giữa các phân lớp tạo đ−ợc mặt tr−ợt.
Nh− vậy với các kết quả trên, ứng với mỗi góc dốc của vỉa than ta có thể tính toán xác định đ−ợc chiều cao tầng xúc chọn lọc hợp lý, Tuy nhiên đây không phải là giá trị tuyệt đối, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, công nghệ có thể xác định tăng họăc giảm chiều cao tầng than một cách hợp lý.
3.4.2. Chiều rộng đáy hào
Chiều rộng đáy hào tối thiểu đảm bảo điều kiện hoạt động của máy xúc
đ−ợc lấy bằng 2 lần bán kính quay nhỏ nhất của máy xúc. Với các loại máy xúc thông th−ờng có dung tích gầu xúc từ 1,8 – 5m3, bán kính quay nhỏ nhất (E) = 4,8 – 5,5 m. Chiều rộng đáy hào nhỏ nhất (Bmin) từ 10 – 12 m tùy thuộc vào từng loại máy xúc sử dụng. Theo thiết kế B min = 10m.
Chiều rộng đáy hào theo điều kiện hoạt động của ô tô : Ô tô vào nhận tải theo sơ đồ quay đảo chiều, chiều rộng đáy hào tối thiểu đựơc xác định trên cơ
sở bán kính quay nhỏ nhất.
Bmin = Rmin + Lxe
Rmin – bán kính quay tối thiểu của xe..
Lxe – chiều dài cơ sở của xe,
Với xe có tải trọng từ 15- 20 tấn Rmin lấy bằng 7m; Lxe = 7m Với xe có tải trọng từ 20- 40 tấn Rmin lấy bằng 9m; Lxe = 9m
Tùy thuộc vào từng loại thiết bị vận tải sử dụng, theo điều kiện hoạt động của xe vào nhận tải, Bmin = 15 -20m