113
Căn cứ giải pháp xử lý trượt lở bờ trụ Nam đã được lựa chọn trong chương 3, kế hoạch khai thác và xử lý trụ Nam, đề tài lựa chọn hai khu vực thử nghiệm như sau:
Khu vực thứ nhất thuộc tầng +45 xuống -3 trụ Nam, có chiều dài L = 200 m;
Chiều rộng R = 150 m; Diện tích: S = 30.000 m2. Vị trí và giới hạn tọa độ khu vực lựa chọn cụ thể xem bản vẽ số XLTN.BTN.ĐN-09 và bảng 4.1.
Bảng 4.1. Tọa độ các điểm khép góc ranh giới thử nghiệm khu vực 1
Tên điểm Tọa độ
X Y
A1 2.325.391 454.611
A2 2.325.494 454.677
A3 2.325.440 454.837
A4 2.325.274 454.914
A5 2.325.285 454.832
- Khu vực thứ hai thuộc tầng +87 xuống +57 trụ Nam, có chiều dài L = 520 m;
chiều rộng R = 120 m; diện tích: S = 62.000 m2. Vị trí và giới hạn tọa độ khu vực thử nghiệm xem bản vẽ XLTN.BTN.ĐN-10 và bảng 4.2.
Bảng 4.2. Tọa độ các điểm khép góc ranh giới thử nghiệm khu vực 2
Tên điểm Tọa độ
X Y
B1 2.325.438 454.287
B2 2.325.166 454.688
B3 2.325.274 454.832
B4 2.325.374 454.629
B5 2.325.510 454.332
Đất đá ở các khu vực thử nghiêm được cấu tạo phân lớp từ trung bình đến dày cắm vào không gian khai thác với góc dốc từ 25330. Trong địa tầng tồn tại các mặt yếu tự nhiên theo tiếp xúc lớp không thuận lợi cho ổn định.
Các lớp đá có độ bền từ trung bình đến cứng và rất cứng, cường độ kháng nén một trục n = 75,0128,5 MPa. Độ cứng theo Prôtôđiacônôp f = 1112. Độ bền cắt:
114
C = 9,22522,0 MPa; φ= 31,27÷33,200. Đá có độ nứt nẻ trung bình, khoảng cách trung bình giữa các khe nứt L = 0,550,80 m.
4.2.2. Thông số khu vực thử nghiệm
Các thông số của khu vực thử nghiệm được tính toán, lựa chọn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, thiết bị đã chọn. Căn cứ vào kết quả lựa chọn đồng bộ thiết bị lựa chọn, các thông số xử lý trụ Nam được tính toán cụ thể ở Chương 2. Do vậy, để phù hợp, thống nhất trong quá trình thi công, đề tài lựa chọn các thông số khu vực thử nghiệm như sau:
- Chiều cao tầng thử nghiệm: 10÷15 m;
- Chiều rộng mặt tầng công tác thử nghiệm: 20÷25m;
- Góc nghiêng sườn tầng các đợt ở khu vực thở nghiệm: 60÷650; - Khu vực thử nghiệm 1: Chiều dài là 200 m, chiều rộng là 150 m;
- Khu vực thử nghiệm 2: Chiều dài là 520 m, chiều rộng là 120 m.
4.2.3. Khối lượng thử nghiệm
Căn cứ các thông số thử nghiệm đã được lựa chọn như trên, đề tài tiến hành tính toán khối lượng thi công thử nghiệm như sau:
* Phương pháp tính
Khối lượng khoan nổ-xúc bốc thử nghiệm được tính toán theo phương pháp mặt cắt song song. Công thức tính toán như sau:
+ Khi Si và Si+1 chênh lệch nhau không quá 40% thì thể tích được tính theo công thức:
Si Si xLi
V 2
1
, m3 (4.1) + Khi Si và Si+1 chênh lệch nhau quá 40% thì thể tích được xác định theo công thức:
Si Si Si Si xLi
V 3
. 1
1
, m3 (4.2) Trong đó: Si, Si+1- diện tích khối đất đá cùng tầng ở hai mặt cắt liền nhau i và (i + 1), m2;
Li- khoảng cách giữa 2 mặt cắt i và i + 1, m, Li = 20m.
115
Khối lượng đất bóc thử nghiệm ở khu 1 và 2 được thể trong bảng 4.3.
Bảng 4.3. Khối lượng đất bóc thử nghiệm
Khu vực 1 Khu vực 2
Tầng Khối lượng, m3 Tầng Khối lượng, m3
+42 65.500 +87 146.500
+27 104.750 +82 77.000
+12 113.000 +57 114.500
-3 90.250
Tổng 373.500 338.000
4.2.3. Tính toán giải pháp thi công thử nghiệm 4.2.3.1. Thiết bị thi công thử nghiệm
Căn cứ vào khối lượng đất bóc thi công thử nghiệm như trên, thiết bị được lựa chọn thử nghiệm như sau:
- Máy khoan: Khoan lỗ khoan lớn sử dụng máy khoan thủy lực DML 45 có đường kính lỗ khoan d = 230 mm; công tác khoan lỗ khoan nhỏ phá mô chân tầng và đá quá cỡ sử dụng máy khoan TAMROCK d = 89 mm và máy khoan cầm tay có đường kính lỗ khoan d = 32 mm.
- Máy xúc: TLGN PC 1250 có dung tích gầu E = 5,2 m3.
- Ô tô: sử dụng loại ô tô CAD 773 hoặc HD có tải trọng 5558 tấn.
- Máy gạt: sử dụng loại có công suất 180 HP.
4.2.3.2. Các khâu trong dây chuyền công nghệ thử nghiệm 1. Khoan nổ mìn
Khu vực thử nghiệm là lớp đất đá trụ phải nổ mìn với độ cứng trung bình: f = 11÷12.
- Tổng khối lượng mét khoan:
Ltkl = Stb
V , m (4.3) Trong đó: V- khối lượng thử nghiệm, V = 711.500 m3; Stb- suất phá đá trung bình, m3/m.
Căn cứ vào sơ đồ công nghệ thi công bóc trụ đã được trình bày trong chương 3. Khối lượng khoan nổ mìn do máy khoan DML thực hiện chiếm từ 68÷72%, trung bình 70% khối lượng thử nghiệm. Suất phá đá trung bình Stb = 47 m3/m.
116
Khối lượng khoan nổ mìn do máy khoan DML thực hiện chiếm từ 28÷32%, trung bình 30% khối lượng thử nghiệm. Suất phá đá trung bình Stb = 12 m3/m.
Khối lượng mét khoan lớn cần thiết đối với máy khoan DML là 11.583 m khoan, còn đối với máy khoan TAMROCK là 17.788 m.
Với hệ số sử dụng mét khoan thực tế hiện nay khoảng 90% thì khối lượng khoan thực tế là: 16.965 mét khoan.
- Khối lượng thuốc nổ:
Q = V1.q1 +V2.q2 , kg (4.4) Trong đó: q1, q2 - chỉ tiêu thuốc nổ khi sử dụng đường kính lỗ khoan 230 mm và 89 mm, q1 = 0,53 kg/m3, q2 = 0,39 kg/m3 (tính toán chi tiết ở Chương 3); V1, V2 – khối lượng khoan nổ mìn do máy khoan d = 230 mm và d = 89 mm đảm nhận, V1
= 498.050 m3 (tính bằng 70%V), V2 = 213.450 m3 (tính bằng 30%V).
Thay các số liệu vào công thức (4.4) khối lượng thuốc nổ cần thiết để thi công khu vực thử nghiệm là 347,2 tấn.
- Quy mô vụ nổ:
Với kích thước khu vực thử nghiệm lựa chọn thì mỗi tầng có thể chia thành hai block khoan nổ. Tương ứng với khối lượng đất đá từng tầng và chỉ tiêu thuốc nổ trung bình thì quy mô vụ nổ: Q = 15÷27 tấn/bãi nổ.
Các thông số khoan nổ mìn xem chi tiết tại bảng 3.11 chương 3.
b) Khâu xúc bốc
Như đã trình bầy ở trên để phục vụ cho công tác thi công thử nghiệm xử lý bờ trụ Nam Đèo Nai sử dụng loại MXTLGN PC1250 có E = 5,2 m3. Thông số và kết quả tính toán năng suất máy xúc xem bảng 4.4.
Bảng 4.4. Năng suất của máy xúc tham gia tham gia thi công thử nghiệm
TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
1 Hệ số xúc đầy gầu 0,80
2 Hệ số nở rời 1,45
3 Hệ số sử dụng gầu xúc 0,55
4 Dung tích thùng xe m3 26,6
5 Khả năng chứa tối đa đát trong thùng xe m3 18,3
6 Dung tích gầu m3 5,2
7 Số gầu xúc xúc đầy ô tô gầu 6,39
117
8 Thời gian một chu kỳ xúc phút 0,50
9 Thời gian xúc đầy xe phút 3,50
10 Thời gian máy xúc chờ ô tô phút 0,50
11 Năng suất tổ hợp MX (loại B) m3/ca 1656,8
12 Năng suất năm (6 tháng) m3/năm 618.825
c) Vận chuyển:
- Khối lượng vận tải: Toàn bộ khối lượng thử nghiệm được ô tô 55÷58 tấn vận tải đổ ra bãi thải Khe Sim với cung độ trung bình khoảng 5,2 km. Khối lượng vận tải: 711.500×2,6×5,2 = 9.619.480 Tkm.
Kết quả tính toán năng suất, số lượng ô tô tham gia thi công thử nghiệm được thể hiện ở bảng 4.5.
Bảng 4.5. Năng suất của ô tô tham gia thi công thử nghiệm
TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
1 Thời gian lùi vào xúc phút 0,8
2 Thời gian đổ thải phút 0,9
3 Thời gian lùi vào đổ thải phút 0,8
4 Thời gian quay xúc đổ thải phút 2,5
5 Thời gian chờ máy xúc phút 0,5
6 Thời gian xúc đầy xe phút 3,50
7 Vận tốc kỹ thuật trung bình km/h 22,5
8 Thời gian chu kỳ vận tải phút 34,2
9 Dung tích thùng xe m3 26,6
10 Hệ số nở rời 1,45
11 Dung tích nguyên khối trong thùng m3 18,3
12 Năng suất Ô tô (loại B) m3/ca 177,0
13 NS năm của ô tô (06 tháng) Tkm/năm 1.076.664
4.2.4. Trình tự thi công thử nghiệm
Công tác thử nghiệm được tiến hành theo trình tự từ trên xuống dưới (hết tầng trên mới đến tầng dưới, từ Tây Bắc đến Đông Nam. Sau khi xúc bốc hết tầng trên mới tiến hành khoan nổ xúc bốc tầng dưới. Do công tác thử nghiệm gắn liền với kế hoạch sản xuất của Công ty nên hai khu vực thử nghiệm trên được tiến hành vào hai năm, khu 1 thử nghiệm năm 2013, khu 2 thi công năm 2014. Sơ đồ thi công từng khu vực cụ thể xem bản vẽ số XLTN.BTN-ĐN-11và XLTL.BTN- ĐN-12.
4.2.5. Thời gian thi công thử nghiệm
118
Với khối lượng thử nghiệm và năng suất của tổ hợp như trên, khi bố trí hai tổ hợp vào thi công thì thời gian thi công mỗi khu là 3 tháng, cả hai khu là 6 tháng.
4.2.6. Kết quả thử nghiệm
Với khối lượng thực hiện các khâu khoan nổ mìn, bốc xúc và vận chuyển được công ty than Đèo Nai thực hiện từ tháng 4 đến tháng 8 năm 2013 tại bờ Trụ Nam đã cho phép tạo góc dốc sườn tầng bằng góc dốc mặt lớp (hình 4.1).
Khu vực thử nghiệm
Hình 4.1. Kết quả Thử nghiệm cắt tầng vào trụ bờ trụ Nam
Căn cứ hiện trạng bờ trụ Nam sau khi tiến hành công tác thi công thử nghiệm bóc đất đá xử lý (hình4.1) cho kết quả như sau:
- Các thông số nổ mìn được tính toán, lựa chọn riêng cho khu vực bờ trụ Nam như đã trình bầy ở trên là hoàn toàn phù hợp, bước đầu theo đánh giá là đã đảm bảo được theo yêu cầu về xử lý trụ Nam.
- Thông số của sườn tầng, mặt tầng sau khi thực hiện khoan nổ - xúc bốc đảm bảo được góc dốc sườn theo yêu cầu, mặt tầng tương đối bằng phẳng, mô chân tầng ít, tỷ lệ đá quá cỡ khoảng 3÷5% (được xử lý lần 2).
Trên đây là kết quả ban đầu (thi công thử nghiệm) thu được trong quá trình
119
nghiên cứu xử lý bờ trụ Nam mỏ than Đèo Nai. Trong thời gian tới căn cứ theo kế hoạch khai thác của mỏ hàng năm, khối lượng dự kiến xử lý trụ hàng năm, tùy thuộc vào từng vị trí, khu vực cụ thể trong quá trình thi công xử lý cần có sự khảo sát, đánh giá trước khi chọn giải pháp thi công cho phù hợp (theo các giải pháp đã được trình bầy trong Chương 3).