Hệ thống khai thác mỏ lộ thiên lμ trình tự hoμn thμnh công tác mỏ lộ thiên trong giới hạn khu vực khai thác. Hệ thống đó phải đảm bảo cho mỏ hoạt động
đ−ợc an toμn, kinh tế, đảm bảo sản l−ợng theo công suất thiết kế, thu hồi đ−ợc tối đa tμi nguyên, bảo vệ đất đai vμ môi trường xung quanh. Căn cứ vμo tính chất cơ lý của đất đá điều kiện địa hình khu mỏ, thiết bị lμm việc trên tầng,..đã lự chọn hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp bằng ôtô từ trên cao xuống thấp, tuyến khai thác đ−ợc chuyển dịch song song với trục dμi của khu vực khai thác.
.
Ghi chó:
1. Lμ máy xúc thuỷ lực: Volvo.
2. Lμ ô tô vận tải: HUYNDAI.
3. Lμ máy khoan xoay cầu: Z1115 (Trung Quốc) 4. Lμ đ−ờng ô tô.
A. Chiều rộng dải khấu.
B0. Chiều rộng đáy hμo chuẩn bị.
Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp bằng ôtô
125 112 99 86 73 . . .
B0 A 220
B
2
3
1
B
Các thiết bị sử dụng để khai thác
Thiết bị khoan: Để nổ mìn lỗ khoan lớn dùng máy khoan JUNJIN JD- 80
đường kính mũi khoan lμ 200mm; để phá đá quá cỡ dùng máy khoan cầm tay Trung Quèc ®−êng kÝnh mòi khoan 36mm.
Thiết bị vận tải:Ôtô tải sử dụng lμ ô tô tải HUYNDAI có trọng tải 15 tấn.
Thiết bị xúc bốc: Máy xúcVolvo
Các thông số của hệ thống khai thác ChiÒu cao tÇng (Ht)
Chiều cao tầng lμ một trong những yếu tố quan trọng của hệ thống khai thác
ảnh h−ởng trực tiếp tới hμng loạt chỉ tiêu chung của mỏ: Chất l−ợng khoáng sản khai thác, tốc độ dịch chuyển của tuyến công tác. Tốc độ xuống sâu của công trình mỏ, khối l−ợng xây dựng cơ bản vμ thời gian xây dựng mỏ ...yêu cầu cơ
bản nhất khi chọn chiều cao tầng lμ đảm bảo an toμn cho công tác mỏ.
Chiều cao tầng đ−ợc chọn theo điều kiện lμm việc của máy xúc vμ tính chất cơ bản của đất đá.
max
0 1,5
3 2
x
T H
H
H ≤ ≤ , m
Trong đó:
Hxmax: lμ chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc. Máy xúc Volvo lμ loại máy xóc thuû lùc cã: Hxmax = 10,04
H0: Lμ chiÒu cao trôc tùa tay gÇu: m
HT≤1,5. 10,04 = 15,05 m (1)
Theo viện sĩ Menhicốp có thể xác định chiều cao tầng theo công thức thực nghiệm sau:
HT =
) sin(
) '' 1 ( ' .
sin . 7 sin
,
0 η η α β
β α
− +
a K (2)
Trong đó:
a: lμ chiều rộng đống đá sau khi nổ mìn đ−ợc xác định theo công thức.
a=0,8(Ry+Rp) m (3) Trong đó:
Ry: lμ bán kính xúc của máy xúc, m.
Lấy theo thực nghiệm Ry≥0,75Rymax (4)
đối với máy xúc Volvo thì Rymax=10,69 m Nên Ry≥8,01m
Rp: lμ bán kính dỡ của máy, m
Lấy theo thực nghiệm Rp ≥ 0,85 Rdmax = 9,08m Nên Rp ≥ 8,2 m
Thay Ry vμ Rp vμo công thức (*) thì ta đ−ợc a≥13,8m
β: lμ góc nghiêng của đống đá nổ mìn, độ. Với đất đá của mỏ Tân Trường thì giá trị của β vμo khoảng 500.
α: Lμ góc sườn tầng, độ α=750 (theo thiết kế) K: Lμ hệ số nở rời của đất đá K = 1,4
η': lμ tỉ số giữa đ−ờng cản ngắn nhất với chiều cao tầng lấy bằng η'=0,6 η'': Lμ tỉ số khoảng cách giữa các hμng lỗ khoan với đ−ờng cản lớn nhất lấy η''=0,8
Thay các giá trị vμo (2) ta đ−ợc: HT = 9,9m Kết hợp giữa (1) vμ (2) ta chọn hiện thực 13m.
Mỏ đá vôi Tân Trường chọn chiêù cao tầng HT = 13m lμ hợp lý đảm bảo an toμn cho công tác mỏ, đủ khối l−ợng khai thác vμ bóc đá hμng năm theo đúng quy định vμ chi phí để hoμn tất khối l−ợng đó lμ nhỏ nhất.
Chiều rộng mặt tầng công tác, Bmin
Chiều rộng mặt tầng công tác đ−ợc thiết kế sao cho đảm bảo đ−ợc cho máy xúc lμm việc, ôtô hoạt động an toμn, đạt sản l−ợng thiết kế.
Với hệ thống khai thác khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp bằng ôtô. Ta cần xác định chiều rộng tối thiểu của mặt tầng công tác đầu tiên. Nghĩa lμ chiều rộng mặt tầng công tác lμ nhỏ nhất mμ vẫn đảm bảo bố trí đ−ợc máy xúc tải, ôtô nhận tải vμ chuyên trở về trạm đập nghiền. Nh− vậy chiều rộng mặt bằng tầng công tác đầu tiên (Bmin) bằng chiều rộng của đáy hμo chuẩn bị cộng với chiều rộng dải khÊu.
+ Chiều rộng dải khẩu:
ở mỏ đá Tân Trường với độ cứng của đất đá lμ f = 8 ữ 12 nên chiều rộng dải khấu đ−ợc xác định theo công thức:
A = W+b(n-1), m Trong đó:
W: Đ−ờng cản chân tầng, w=6,7m (đ−ợc tính ở phần sau) b. Khoảng cách giữa các hμng mìn: b= 5,7m
n: Số hμng lỗ mìn, n = 2
Thay các giá trị vμo công thức ta đ−ợc A = 12,4m + Chiều rộng đáy hào chuẩn bị
B0=Z+A0+C1+X, m Trong đó:
A0: Chiều rộng của ôtô Huyndai, A0 = 2,4m Z: Khoảng cách an toμn Z=2,5m
C1: lμ khoảng cách từ mép ôtô đến chân đống đá C1=3m X: Chiều rộng phía ngoμi của đống đá, X=23,5m
Thay các giá trị vμo công thức ta đ−ợc: B0= 31,4m Vậy chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu
Bmin= A + B0 = 12,4 + 31,4 = 43,8m + Chiều rộng đống đá nổ mìn.
Bb= A+X. m Trong đó:
A: Chiều rộng dải khấu: A=12,4m
X: Chiều rộng phía ngoμi của đống đá: X=23,5m Thay số vμo công tác ta đ−ợc: Bd = 35,9m + Chiều dài tuyến xúc bốc.
Chiều dμi tuyến xúc đá lμ một phần của chiều dμi tuyến công tác do một máy xúc đảm nhận công tác xúc bốc. Yếu tố nμy ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của máy xúc vμ khả năng bố trí các thiết bị xúc bốc trên tầng.
Chiều dμi của tuyến xúc của máy xúc đ−ợc tính theo biểu thức:
Lx=
r
T K
H A
T Q
. .
. , m
Trong đó:
Qx: lμ năng suất của máy xúc Qx = 4063 m3/ngμy Kr: Lμ hệ số nở rời của đất đá nổ mìn, Kr=1,4 T: Lμ thời gian xúc hết đất đá, T= 5 ngμy HT: Lμ chiÒu cao tÇng, HT = 13m
A: Lμ chiều rộng dải khấu A = 12,4 m Thay số vμo công thức ta đ−ợc: Lx= 90m Chiều rộng đai vận chuyển và đai bảo vệ
+ Chiều rộng đai vận chuyển: Đai vận chuyển đ−ợc bố trí trên bờ công tác, nhiệm vụ của đai vận chuyển lμ nối liền các tầng công tác có chiều rộng phù hợp với chiều rộng yêu cầu của thiết bị vận chuyển, kể cả chiều rộng tự do vμ khoảng cách an toμn khi thiết bị vận tải hoạt động.
Chiều rộng tối thiểu của đai vận chuyển bao gồm: Rãnh thoát n−ớc (K) chiều rộng vệt xe chạy T vμ chiều rộng đai an toμn Z.
Lấy từ 0,5ữ0,7m Ta chọn K = 0,6m T lấy từ 6,5 ữ7,5m Ta chọn T = 7m Z=2,5m (do đất đá ở mỏ tương đối lớn)
Chiều rộng của đai vận chuyển:
Bvc=K+T+Z=0,6+2,5+7=10,1
+ Chiều rộng đai bảo vệ: Đai bảo vệ đ−ợc hình thμnh khi bạt thêm bồ mỏ, nhằm tăng thêm độ ổn định của bờ mỏ, ngăn ngừa các hiện t−ợng vùi lấp sụt lỡ của tầng đất đá của tầng trên lăn xuống. Kích thước của đai vận chuyển phụ thuộc vμo tính chất cơ lý của đất đá trên bờ mỏ vμ tổ chức công tác khoan nổ trong mỏ, thời gian tồn tại vμ độ dốc của mỏ.
Theo quy tắc an toμn, chiều rộng của đai bảo vệ không đ−ợc nhỏ hơn 0,2HT (ở mỏ đá vôi Tân Trường hiện thực HT= 13m) tức lμ không được nhỏ hơn 3m.
Với mỏ đá Tân Trường đất đá có độ cứng f = 8ữ12 thì cứ 30m theo chiều thẳng
đứng thì để lại một lại một đai bảo vệ.
+ Đai dọn sạch: Các đai dọn sạch có chiều rộng đủ để các thiết bị dọn sạch (máy gạt, máy xúc, ôtô) hoạt động theo một chu kỳ. Nhằm giúp cho bờ mỏ khỏi bị vùi lấp. Chiều rộng đai dọn sạch từ 6ữ10m vμ cứ 3 tầng thì để lại một đai dọn sạch.
Để nâng cao độ ổn định của bờ mỏ ta có thể áp dụng những biện pháp sau:
- Giảm bớt khoảng cách giữa các lỗ khoan, giảm l−ợng thuốc, số l−ợng nổ
đồng thời.
- Dùng lỗ khoan nghiêng có đ−ờng kính nhỏ hoặc lỗ mìn, lỗ khoan nhỏ với góc nghiêng phù hợp, áp dụng nổ vi sai...
Góc nghiêng s−ờn tầng và bờ mỏ
Góc nghiêng s−ờng tầng vμ bờ mỏ phụ thuộc vμo các yếu tố tự nhiên vμ kỹ thuật.
+ Góc nghiêng sường tầng α: Theo tính chất cơ lý của đất đá tại mỏ Tân Tr−ờng có f=8ữ12m thuộc loại cứng vừa nên ta chọn α = 750.
+ Góc nghiêng bờ mỏ
Góc nghiêng bờ mỏ tuỳ theo tính chất sử dụng mμ nó giá trị khác nhau.
Góc nghiêng bờ không công tác (bờ dừng): Ký hiệu lμ γ đ−ợc chọn dựa trên hai điều kiện.
Với mỏ đá vôi Tân Trường có theo điều kiện ổn định của đất đá có độ cứng vừa nên ta chọn γ =450
+ Góc nghiêng bờ công tác: ϕ
Do mỏ đá Tân Trường áp dụng hệ thống khai thác lớp bằng vận tải trực tiếp nên góc nghiêng bờ công tác ϕ =0
STT Các thông số Đơn vị Giá trị
1. ChiÒu cao tÇng M 13
2. Góc nghiêng sườn tầng độ 750
3. Chiều rộng mặt bằng công tác M 43,8
4. Chiều rộng dải khấu M 12,4
5. Chiều rộng đáy hμo chuẩn bị M 31,4
6. Chiều rộng đóng đá nổ mìn M 37,8
7. Chiều rộng phần ngoμi của đống đá nổ mìn M 23,5
8. ChiÒu dμi tuyÕn xóc M 90
Bảng 3.4Tổng hợp các thông số của hệ thống khai thác mỏ đá
Khoan khÝ nÐn
Khoan nổ lần 2 Thủ công
Hình 3.6 Sơ đồ công nghệ tổng quát Bóc phủ, chuẩn bị mặt bằng
Khoan nổ lần 1
Bãi tiếp nhận Phân loại Phá đá quá cở
đá hộc đất đá thải
Sản phẩm đá
VLXD
Tiêu thụ San lấp
Công trình Má Xúc bốc – Vận tải