1. Các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế
3.3.1. Công nghệ khai thác
3.3.1.1. Trình tự khai thác
Trên cơ sở phân tích đặc điểm khu vực khai thác nh− đP nêu trên, trình tự khai thác chung cho khu mỏ theo trình tự từ trên xuỗng d−ới theo từng lớp, khai thác hết lớp phía trên mới xuống lớp phía d−ới.
3.3.1.2. Hệ thống khai thác 1. Llựa chọn hệ thống khai thác
Các phương án hệ thống khai thác áp dụng cho mỏ đá bazan Đồng vỡ II có thể sử dụng là :
Ph−ơng án I : áp dụng hệ thống khai thác lớp xiên, một bờ công tác, vận tải trực tiếp, dúng bPi thải ngoài. −u điểm của hệ thống khai thác này là có thể khai thác đồng thời nhiều tầng công tác, do đó cho phép nâng công suet khai thác của mỏ. Khối l−ợng bạt ngọn không lớn. Tuy nhiên nh−ợc điểm của ph−ơng pháp này là đòi hỏi phải đầu t− thiết bị nhiều, tính an toàn thấp hơn so với ph−ơng pháp khai thác theo lớp bằng.
Ph−ơng án II : áp dụng hệ thống khai thác lớp bằng, dọc, một bờ công tác, sử dụng bPi thải ngoài vận tải trực tiếp bằng cơ giới. Sử dụng hệ thống khai thác này có những −u, nh−ợc điểm sau:
Thông số của hệ thống khai thác đ−ợc mỏ rộng (mặt tầng tầng công tác, chiều dài tuyến công tác…), do đó mức độ an toàn cho người và thiết bị cao hơn so với hệ thống khai thác lớp xiên. Phù hợp với cả việc khia thác với công suất nhỏ cũng nh− nâng cao công suất bằng cách khai thác đồng thời nhiều tuyến công tác hoặc chuyển sang hệ thống khai thác lớp xiên một cách dễ dàng.
Nh−ợc điểm : Khối l−ợng xây dựng cơ bản lớn do khối l−ợng bạt ngọn ban
®Çu lín.
Ph−ơng án III: áp dụng hệ thống khai thác lớp bằng, dọc, một bờ công tác, sử dụng bPi thải ngoài vận tải bằng s−ơng núi, máng. Đặc điểm của hệ thống này là tồn tại 3 khâu vận chuyển từ gương đến sườn núi (miệng máng) sau đó đá tự rơi dưới tác dụng của trọng lực và cuối cùng đá được vận chuyển trên mặt đất bằng cơ giới đến xưởng chế biến.
Trong hệ thống này tồn tại hai lần bốc xúc : Trên g−ơng tầng và d−ới chân tuyến. Với công suất thiết kế của mỏ không lớn thì việc chuẩn bị khai thác nhiều tầng là không cần thiết ; nh− vậy ph−ơng pháp đ−ợc lựa chọn là ph−ơng án II “ Hệ thống khai thác theo lớp bằng, dọc, một bờ công tác, vận tải trực tiếp, dùng bãi thải ngoài”
Hệ thống khai thác này có thể mô tă nh− sau : Sau khi xây dựng các tuyến
đường hào mở vỉa, bạt sườn núi từ độ cao +207m tạo mặt bằng khai thác ở cost +194, tiến hành phát cây dại, dọn bề mặt gương khai thác và tiến hành những đợt khoan tạo tuyến khai thác đầu tiên. Đá sau khi đ−ợc khoan nổ mìn sẽ đ−ợc chuyển lên ô tô bằng mày xúc và chuyển đến khu vực chế biến. Đối với các tảng
đá quý cỡ dùng mày khoan con khoan và bắn nổ trước khi máy xúc chuyển lên ô tô tập kết tại bPi chứa. Đất phủ và đá phong hoá được khấu trực tiếp từ gương khai thác và vận chuyển bằng ô tô đến các vị trí san lấp và trạm trung chuyển. Sơ
đồ hệ thống khai thác áp dụng cho mỏ xem bản vẽ “ sơ đồ hệ thống khai thác”
2. Lựa chọn các thông số của hệ thống khai thác
* Chiêù cao tầng khai thác (H1)
Việc lựa chọn thông số này tr−ớc hết phải căn cứ vào các điều kiện an toàn trong quá trình khai thác cho người và thiết bị khai thác. Xét theo tính đồng bộ thiết bị thì lựa chọn chiều cao tầng khai thác đá cứng đ−ợc chọn trên cơ sở sau:
- Phải căn cứ vào thông số của thiết bị khoan (chủ yếu là chiều dài lớn nhất của cần khoan), chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc Hmax (Ht<1,5.Hmax).
Để đáp ứng các yêu cầu nêu trên, phù hợp với thông số thiết bị khoan, máy xúc, chiêù cao tầng đ−ợc chọn tính toán trong dự án này là H1 = 5,0m.
* ChiÒu cao tÇng kÕt thóc (Hkt)
Chiều cao tầng kết thúc khai thác đ−ợc lựa chọn phù hợp với yêu cầu về kỹ thuật an toàn theo qui định của quy phạm hiện hành, đồng thời đáp ứng yêu cầu có thể tiếp tục phát triển mỏ khi khai thác các khối trữ l−ợng C2 (sau khi đ−ợc thăm dò nâng cấp) là: Hkt= 10m (chập hai tầng khai thác)
* Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu (Bmin)
Trên mặt tầng công tác có các thiết bị bốc xúc, vận tải hoạt động, nên chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu đ−ợc xác định trên cơ sở đủ để chứa đ−ợc khối
đá sau khi khoan tách ra đồng thời đảm bảo cho thiết bị khai thác (máy xúc, gạt
ôtô...) và ng−ời làm việc trên tầng an toàn có hiệu quả.
Chiều rộng mặt tầng công tác đ−ợc xác định theo công thức sau:
Bmin= A + X + C1 + T + C2 + Z, m.
Bmin
B®
Z C2 T C1 H
X A
∝,
∝
Trong đó:
Bđ: Chiều rộng đống đá và Bđ= A + X, m A: Chiều dài dải khấu
X: chiều rộng phần ngoài của dải khấu
C1: khoảng cách an toàn tính từ mép dưới của đống đá đến đường vận chuyÓn.
T: chiều rộng của đ−ờng vận chuyển
C2: khoảng cách an toàn từ lăng trụ lở đến đường vận chuyển Z: Chiều rộng lăng trụ lở
Z = H(ctgα’ - ctgα), m;
α’, α: góc ổn định của đất đá và góc nghiêng tầng khai thác.
Với sơ đồ ôtô vào nhận tải là sơ đồ quay đảo chiều, chiều rộng mặt tầng bảo vệ đ−ợc lựa chọn, tính toán trong đề án Bmin = 16,0m.
Trong trường hợp bốc xúc đất đá phù thì giá trị này nhỏ hơn vì X=0 (Bmin=13m).
* Góc nghiêng s−ờn tầng không khai thác (kết thúc) γky:
Góc nghiêng sườn tầng không khai thác (kết thúc) đảm bảo độ ổn định bờ mỏ, phù hợp với tính chất cơ lý đất đá mỏ và tuân thủ quy định của Quy phạm hiện hành đ−ợc là: γky=45ữ500.
* Chiều rộng dải khấu (A)
Khi khai thác đá bazan phải nổ mìn, vận chuyển bằng ôtô thì chiều rộng dải khấu A không phụ thuộc vào các kích th−ớc làm việc của máy xúc. A tăng thì
tăng khối l−ợng của đống đá nổ mìn, tạo điều kiện cho máy xúc làm việc liên tục và có năng suất cao. Tuy nhiên khi tăng A thì Bmin cũng tăng. Để đảm bảo những yêu cầu trong hệ thống khai thác đP lựa chọn, chiều rộng dải khấu đ−ợc chọn để tính toán trong dự án này là A = 3,50m.
* Góc nghiêng bờ công tác (góc nghiêng của lớp khai thác)
Phù hợp với hệ thống khai thác đP chọn là hệ thống khai thác lớp bằng, góc nghiêng bờ công tác là α = 00
* Chiều dài tuyến công tác trên tầng (Lα)
Chiều dài của một tuyến công tác (trung bình) trên tầng bảo đảm công suất mỏ theo thiết kế và hoạt động nhịp nhàng của từng block khai thác, bao gồm:
khu vực chuẩn bị cho máy khoan, khu vực đang khoan, khu vực xúc bốc, khu vực đá dự trữ.
- Khu vực chuẩn bị cho máy khoan: Dành cho các công việc dọn dẹp mặt bằng khai thác, nh− phát dọn cây cối, dọn sạch đất phủ, đá phong hoá.
- Khu vực bốc xúc: Là khu vực dành cho một máy xúc đảm nhiệm các công tác bốc xúc. Chiều dài khu vực làm việc của một máy xúc đ−ợc xác định theo công thức sau:
Lk= (n.Qx.T0)/(A.H), m, trong đó:
Qx- năng suất của máy xúc, m3/ngày
N - số khu vực công tác trong khu vực xúc (n=3) A- Chiều rộng dải khấu, m
H- Chiều cao tầng khai thác.
T0- Thời gian xúc hết đống đá.
Theo tính toán ta có: Lα = 126m.
* Chiều rộng đai bảo vệ (tầng không khai thác)
Khi mỏ khai thác đến biên giới thiết kế cần phải để lại bờ kết thúc, trên đó mỗi tầng kết thúc phải để lại mặt tầng không công tác (đai bảo vệ) nhằm mục
đích: bảo vệ ổn định của bờ mỏ về lâu dài, tạo mặt bằng đi lại cho người, thiết bị dọn bờ mỏ khi cần thiết. Do đó, cứ một tầng để lại một đai bảo vệ có kích thước trung bình 3,34m (không nhỏ hơn 1/3 chiều cao tầng kết thúc 10m).
3.3.1.3. Lựa chọn công nghệ và thiết bị 1. Dây truyền thiết bị khai thác
Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ:
Phù hợp với công suất mở, hệ thống khai thác đP lựa chọn dây chuyền thiết bị khai thác hoạt động mỏ nh− sau:
Bảng 3.9. Danh mục thiết bị trong dây truyền khai thác
STT Thiết bị Số l−ợng
1 Máy khoan Đức 8m/h 1
2 Máy xúc thuỷ lực gầu thuận, bánh xích 1,5m3 1
3 Máy đào Kobelco 1,2m3 1
4 Máy ủi Nhật Bản D7 1
5 Máy nén khí 15m3/p 2
6 Máy khoan tay Trung Quốc 5
7 Ôtô Huyndai HQ 15T 7
8 Máy đập đá quá cỡ thuỷ lực 1
9 Máy nổ mìn 1
10 Ô tô điều hành sản xuất 1
Bóc bìa tầng phủ,mở đ−ờng
Mở vỉa, tạo tầng
Khoan nổ
VËn chuyÓn
Chế biến đá
BPi chứa
2. Khâu bóc đất đá phủ
Nh− đP nêu ở phần địa chất, Phía trên của thân quặng gốc là lớp đất đá
phủ có chiều dày trung bình 4m.
Công nghệ bóc đất đá phủ là : Sử dụng máy đào, máy gạt phối hợp với ô tô
và vận chuyển đất phủ ra bPi thải ngoài. trong quá trình bóc đất phủ, khi gặp các tảng đá cỡ lớn, sẽ tiến hành khoan nổ sử dụng máy khoan cầm tay.
Khối l−ợng này không lớn, nên thiết bị tính toán phục vụ khâu bóc đất phủ sẽ đ−ợc tính chung với thiết bị phục vụ công tác khai thác đá của mỏ.
3. Công tác khoan nổ
Các lỗ khoan lớn d = 75mm đ−ợc sử dụng để bắn nổ đá nguyên khối, các lỗ khoan con d = 38mm đ−ợc sử dụng vào mục đích đá bắn quá cỡ.
Loại thuốc nổ : AD1
Phụ kiện nổ : Kíp + dây cháy chậm + dây nổ + dây điện, tuỳ theo ph−ơng pháp nổ đ−ợc thiết kế.
a, Các thông số của mạng nổ ( đối với đá gốc tươi bazan) + Đ−ờng kính lỗ khoan d= 75mm
+ Chiều cao tầng khai thác H=5m
+ Đ−ờng kháng chân tầng W=24d = 26 > c+Hctgα
Trong đó : c là khoảng cách từ mép trên của tầng khai thác đến lỗ khoan, c=2m ; α là góc nghiêng tầng khai thác, α=75o W=2,6m.
+ khoảng cách giữa các lỗ khoan : đối với các lỗ khoan có đường kính từ 32 đến 70mm thì :
- Khi dùng kíp th−ờng và dây cháy chậm. Thì a= (1,2ữ1,5)W;
- Khi dùng kíp điện thì a=(0,8ữ1,2)W,m; Đối với các bPi mìn lỗ khoan lín th× a=m.W.
m là hệ số làm gần, m = 1 đối với đá bazan, a=2,6.
Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan : b = a = 2,6 ( nổ mạng ô vuông) + Chiều sâu lỗ khoan Hk = H + hkt
H- chiều cao tầng khai thác H = 5m Hkt - đoạn khoan thêm
Hkt= 0,22.W = 0,7m ; lÊy hkt = 0,7m Hk = 5 + 0,7 = 5,7m.
b, L−ợng thuốc nổ trong một lỗ khoan.
Qtn = q . Vk
q- là chỉ tiêu dùng thuốc q = 0,45kg/m3 lấy trung bình đối với đá bazan Vk – là thể tích đá nguyên khai đ−ợc phá trên một lỗ khoan hay còn gọi là suất phá trên một mét dài lỗ khoan.
Vk = a.W.H
Qtn = 0,45 x 2,6 x 5 = 15,2 kg.
+ Chiều dài cột thuốc nổ htn Vtn = qtn/∆tn
Vtn là thể tích thuốc nổ trong một lỗ khoan
∆tn là khối l−ợng riên của thốc nổ. Đối với AD1 ∆tn =960 kg/m3 Vtn = π . ( d/2)2 . htn ; nh− vËy htn = q tn / [π.(d/2)2 . ∆tn ]
Htn = 22,1/ [π.(0,07/2)2 . 960 ] = 3,81m.
+ Chiều dài đoạn nạp búa
hb = Hk –htn = 5,7 – 3,81 = 1,89 > 0,75 . ¦ = 1,88m + Suất phá của một mét dài lỗ khoan
P = V/Hk = a.W.H/Hk = 5,89 m3/m.
Bảng 3.10. Tổng hợp các thông số kỹ thuật trong hệ thống khai thác
Stt Thông số, chỉ số Ký hiệu Đơn vị tính Giá trị
1 Chiều dài tuyến công tác L mét 175
2 Chiều dài tầng khai thác H mét 5
3 Chiều sâu lỗ khoan Hk mét 5,7
4 Chiều dài nạp thuốc htn mét 3,8
5 Chiều sâu nạp búa hb mét 1,89
6 Chiều dài đoạn khoan thêm hkt mét 0,7
7 Đ−ờng kháng chân t−ờng W mét 2,6
8 Khoảng cách giữa các lỗ khoan a mét 2,6
9 Khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan b mét 2,6 10 Chiều rộng tầng khai thác đá Bazan Bmin mét 16 11 Chiều rộng mặt tầng khai thác lớp phủ 13
12 Góc nghiêng sườn tầng α độ 75-80
13 Góc nghiêng mặt tầng β độ 5
14 Góc nghiêng bờ mỏ công tác ϕ độ 0
15 Công suất khai thác A m3 58.671
16 Chỉ tiêu dùng thuốc q Kg/ m3 0,45
4.Vận tải mỏ
Ph−ơng tiện vận tải mỏ hiện nay th−ờng sử dụng là ô tô Hundai của Hàn Quốc trọng tải 15 tấn. Trong điều kiện cụ thể của mỏ thì ph−ơng pháp vận tải bằng ô tô là hợp lý nhất. −u điểm chính của nó là tính linh hoạt cao, dễ phối hợp các thiết bị máy xúc, khả năng leo dốc lớn. Tuy nhiên tồn tại những nh−ợc điểm nhất định : tốn nhiên liệu, vận chuyển với cung độ nhỏ.
Tính toán số l−ợng ô tô cần dùng cho mỏ đP công suất 123.208m3 đá
nguyên khai.
Trong năm khai thác đạt công suất thì mỗi ngày khai thác đ−ợc 123.208/250 = 492,8m3/ngày.
Năng suất của ô tô
Q= qo.kt.
5. Thải đất đá
Khối l−ợng đất đá phủ phải bóc cho toàn bộ mỏ là 576.100m3 đ−ợc sử dụng vào mục đích san lấp khu vực nhà xưởng và đường đi vào mỏ là 14.800m3, phần còn lại đ−ợc thải vào bPi thải khu với diện tích 20.000 m2 với dung tích dự kiến là 600.000 m3 . Phần đất đá thải nào có thể sử dụng vào các mục đích san lấp các công trình đ−ờng giao thông liên thôn, liên xP ; do vậy khi kết thúc khai thác mỏ thì diện tích bPi thải này cũng sẽ đ−ợc hoàn thành thổ và sử dụng vào các mục đích khác.
6. Thoát n−ớc mỏ
Trong khu vực mỏ có một khe suối nhỏ nằm ở trung tâm khu mỏ, đây là khe ngắn hẹp 320m độ dốc lớn, lòng rộng 0,5 đến 1 m , lòng suối hẹp có dạng chữ V, lòng rộng 0,7-1 m, độ dốc từ 15-200 phía tây bắc tới 30 0. Lòng suối có nhiều tảng lăn, khả năng thoát n−ớc tốt. Khe suối có n−ớc chảy liên tục nh−ng lưu lượng phụ thuộc vào mùa mưa. Nhìn chung nước mặt ở khu vực thăm dò chỉ tồn tại ở khe suối cạn, chỉ có n−ớc chảy vào mùa m−a. Do các suối cạn, dốc nên khả năng thoát nước rất nhanh. Mỏ lại có độ dốc cao hơn mặt bằng khu vực, do vậy ph−ơng pháp thoát n−ớc đ−ợc sử dụng là tự chảy.
3.3.2. Công nghệ sàng tuyển
Sau khi đá đ−ợc phá vỡ và tách ra khỏi đá nguyên khối thì công việc cuối cùng của dây truyền sản xuất của mỏ là nghiền, sàng để có chế phẩm đá có các kích thước khác nhau (các sản phẩm của đề án là đá bột, đá 1 x 2, đá3x4, đá 4x6 và kích cỡ khác). Các thiết bị trong dây chuyền chế biến hiện nay th−ờng sử dụng các loại sau :
-Thiết bị của Liên xô cũ : có −u điểm rẻ tiền, tuy nhiên tuổi thọ thiết bị thấp, máy hoạt động có độ ồn lớn, phát sinh nhiều bụi ảnh hưởng tới môi trường và tỉ lệ thành phẩm không cao. Nên phù hợp với mỏ có trữ l−ợng nhỏ, nhà đầu t−
nhá.
-Thiết bị của các n−ớc tiên tiến: Điển hình là các thiết bị của Nhật,
Đức… : Thiết bị có −u điểm bền, hoạt động tin cậy, hạn chế bụi phát sinh, chất l−ợng sản phẩm cao; tuy nhiên giá thành thiết bị cao. Vì vậy phù hợp với mỏ có trữ l−ợng lớn, mỏ đ−ợc đầu t− lớn.
-Thiết bị của các nước có trình độ trung bình: Là thiết bị của các nước
Đài loan, Hàn quốc: Thiết bị có −u điểm hoạt động tin cậy, giá thành phù hợp, ít gây ảnh hưởng tới môi trường, chất lượng sản phẩm đảm bảo. Tuy nhiên độ bền thiết bị không cao, hay bị trục trặc.
Vì vậy thiết bị chế biến nên lựa chọn thiết bị của Hàn Quốc. Đá nguyên khai đ−ợc vận chuyển từ mỏ bằng ô tô đến khu vực chế biến, tiếp đó đ−ợc đổ
trực tiếp lên bunke chứa. Từ bunke đá đ−ợc chuyển trực tiếp đến máy nghiền thô
bằng băng truyền xích. Tiếp đó sau truyền đ−ợc truyển tới máy sàng qua băng tải. Sau khi nghiền đá đ−ợc đ−a vào nghiền lại để lấy cỡ nhỏ hơn hoặc đ−a thẳng
đến bPi nguyên liệu.
Bảng 3.11. Danh mục các thiết bị trong dây truyền :
TT Tên thiết bị trong dây chuyền nghiền sàng Số l−ợng
1 Băng cấp liệu và bảng điều khiển 2
2 Máy sàng rung 3
3 Bộ điều khiển sàng rung 1
4 Máy nghiền côn và giá đỡ 2
5 Máy nghiền hàm 1
6 Băng tải 208m
7 Phụ tùng lắp ráp 1 bộ
8 Băng điều khiển chính tự động 1
9 Động cơ điện 30
10 Lan can bảo vệ 1
11 Phễu đổ 1
12 Máng đổ 1
13 Máng đổ côn 1
14 Bóa ®Ëp thuû lùc 1
15 Hệ thống đ−ờng ống phun n−ớc chống bụi 1